JP2017090243A - 回転円筒体の計測装置、基板処理装置及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高い精度で外周面の回転方向の移動量を計測できること。【解決手段】所定の中心線から一定半径の外周面を有する円筒体を、中心線の回りに回転させたときの外周面の回転方向の移動量を計測する回転円筒体の計測装置であって、中心線の回りに円筒体と共に回転すると共に、中心線から所定の半径位置に回転方向に沿って所定間隔で目盛が形成されたスケール部材と、中心線からみて所定方向に配置されて、スケール部材の目盛の移動を検出して、円筒体の回転方向の変位を計測する第１計測装置と、円筒体の外周面の半径の方向に関する変位、又は回転方向に関する部分的な周長の変化を、第１計測装置により計測される回転方向の変位に対応させて、外周面の回転方向の全周に渡って検出することにより、中心線から一定半径の真円に対する外周面の形状誤差に関する情報を計測する第２計測装置と、を有する。【選択図】図５

Description

本発明は、回転円筒体の計測装置、基板処理装置及びデバイス製造方法に関する。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、下記特許文献１に開示されているような、円筒状又は円柱状のマスクを用いて基板を露光する露光装置が知られている。

円筒状又は円柱状のマスク（回転円筒体）を用いて基板を露光する場合、マスクのパターンの像を基板に良好に投影露光するために、マスクのパターンの位置情報を正確に取得する必要がある。そのため、円筒状又は円柱状のマスクの位置情報を正確に取得でき、そのマスクと基板との位置関係を正確に調整できる技術が必要である。また、回転ドラムの外周面の一部で可撓性のシート状基板を支持した状態で、シート状基板に精密な加工処理を施す場合にも、回転ドラム（回転円筒体）の周方向における位置を精度よく検出することが求められる。その種の回転円筒体の位置情報取得には、特許文献１にも示されているように、ロータリーエンコーダが使われる。エンコーダは、格子状の目盛を刻設したスケール板と目盛を読み取る検出ヘッドとで構成される。スケール板の目盛の製造誤差又は温度による伸縮等により、位置情報の読み取りに誤差が生じ、回転円筒体の周方向における位置の検出精度が低下する可能性がある。

また、回転円筒体に表面形状のゆがみ（真円からの歪）や回転円筒体の中心線と回転軸との位置ずれ（偏心）等の形状誤差があると、回転位置によって回転角度に対する回転円筒体の表面の移動量が変化する。このため、エンコーダで計測される回転円筒体の周方向における角度変化量から算出される回転円筒体の表面の周方向の移動量と、実際の移動量とに誤差が生じる可能性がある。

特開平８−２１３３０５号公報

本発明の第１の態様に従えば、所定の中心線から一定半径の外周面を有する円筒体を、前記中心線の回りに回転させたときの前記外周面の回転方向の移動量を計測する回転円筒体の計測装置であって、前記中心線の回りに前記円筒体と共に回転すると共に、前記中心線から所定の半径位置に前記回転方向に沿って所定間隔で目盛が形成されたスケール部材と、前記中心線からみて所定方向に配置されて、前記スケール部材の目盛の移動を検出して、前記円筒体の回転方向の変位を計測する第１計測装置と、前記円筒体の外周面の前記半径の方向に関する変位、又は回転方向に関する部分的な周長の変化を、前記第１計測装置により計測される前記回転方向の変位に対応させて、前記外周面の回転方向の全周に渡って検出することにより、前記中心線から一定半径の真円に対する前記外周面の形状誤差に関する情報を計測する第２計測装置と、を有する回転円筒体の計測装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、上述の回転円筒体の計測装置と、前記円筒体の外周面の一部に沿って、可撓性の長尺のシート基板の一部分を巻き付けた状態で、前記円筒体を前記軸の回りに回転することによって前記シート基板を搬送する駆動部と、前記円筒体に巻き付けられた前記シート基板の一部分のうち、前記円筒体の外周面の周方向における特定位置で、前記シート基板に所定の処理を施す処理部と、前記駆動部の動作を制御する制御部と、を有する基板処理装置が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、上述の基板処理装置の処理部は、前記シート基板に所定のパターンの形状に応じた光エネルギーを照射する露光装置であり、表面に感光性機能層が形成された前記基板を、前記回転円筒体の外周面の一部で支持した状態で、前記長尺方向に送ることと、前記シート基板の前記回転円筒体で支持される部分に向けて、前記露光装置からの光エネルギーを照射することと、該照射された前記シート基板を処理することにより、前記シート基板上に所定のパターンの形状に対応した層を形成することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

図１は、実施形態に係る基板処理装置（露光装置）の全体構成を示す模式図である。 図２は、図１の露光装置の主要部の配置を示す斜視図である。 図３は、図２における照明領域及び投影領域の配置を示す模式図である。 図４は、図２の基板処理装置（露光装置）に適用される投影光学系の構成を示す模式図である。 図５は、図２の基板処理装置（露光装置）に適用される回転ドラムの斜視図である。 図６は、図２の基板処理装置（露光装置）に適用される検出プローブと読み取り装置との関係を説明するための斜視図である。 図７は、図２の基板処理装置（露光装置）に適用される検出プローブと読み取り装置との関係を説明するための構成図である。 図８は、実施形態に係るスケール円盤を回転中心線方向に見た、読み取り装置の位置を説明するための説明図である。 図９は、スケールの拡大図である。 図１０は、スケールとエンコーダヘッドとの位置関係を示す模式図である。 図１１は、外周面の移動量を補正する手順を示すフローチャートである。 図１２は、スケールの補正マップの一例を示す図である。 図１３は、外周面の移動量を補正する手順を説明するための概念図である。 図１４は、外周面の移動量を補正する手順を説明するための概念図である。 図１５Ａは、一対のエンコーダヘッドからこれらの読み取り値を取得する際のタイミングを示す概念図である。 図１５Ｂは、一対のエンコーダヘッドからこれらの読み取り値を取得する際のタイミングを示す概念図である。 図１６は、外周面の移動量を補正する手順を示すフローチャートである。 図１７は、基板処理装置（露光装置）の機能を説明するための概念図である。 図１８は、基板処理装置（露光装置）の機能を説明するための概念図である。 図１９は、スケール円盤の真円度を調整する真円度調整機構を説明するための説明図である。 図２０は、スケール円盤の真円度を調整する真円度調整機構を説明するための説明図である。 図２１は、実施形態に係る基板処理装置（露光装置）を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法の手順を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、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る。さらに、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。

図１は、実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。第１実施形態の基板処理装置は、基板Ｐに露光処理を施す露光装置ＥＸであり、露光装置ＥＸは、露光後の基板Ｐに各種処理を施してデバイスを製造するデバイス製造システム１に組み込まれている。先ず、デバイス製造システム１について説明する。

＜デバイス製造システム＞
デバイス製造システム１は、デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレーを製造するライン（フレキシブル・ディスプレー製造ライン）である。フレキシブル・ディスプレーとしては、例えば有機ＥＬディスプレー等がある。このデバイス製造システム１は、可撓性（フレキシブル）の基板Ｐをロール状に巻回した図示しない供給用ロールから、該基板Ｐが送り出され、送り出された基板Ｐに対して各種処理を連続的に施した後、処理後の基板Ｐを可撓性のデバイスとして図示しない回収用ロールに巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式となっている。第１実施形態のデバイス製造システム１では、フィルム状のシートである基板Ｐが供給用ロールから送り出され、供給用ロールから送り出された基板Ｐが、順次、プロセス装置Ｕ１、露光装置ＥＸ、プロセス装置Ｕ２を経て、回収用ロールに巻き取られるまでの例を示している。ここで、デバイス製造システム１の処理対象となる基板Ｐについて説明する。

基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属または合金からなる箔（フォイル）等が用いられる。樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち１または２以上を含んでいる。

基板Ｐは、例えば、基板Ｐに施される各種処理において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数が顕著に大きくないものを選定することが望ましい。熱膨張係数は、例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって、プロセス温度等に応じた閾値よりも小さく設定されていてもよい。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素等でもよい。また、基板Ｐは、フロート法等で製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルムや箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。

このように構成された基板Ｐは、ロール状に巻回されることで供給用ロールとなり、この供給用ロールがデバイス製造システム１に装着される。供給用ロールが装着されたデバイス製造システム１は、供給用ロールから送り出される基板Ｐに対してデバイスを製造するための各種の処理を繰り返し実行する。このため、処理後の基板Ｐは複数のデバイスが連なった状態となる。つまり供給用ロールから送り出される基板Ｐは、多面取り用の基板となっている。なお、基板Ｐは予め所定の前処理によって、その表面を改質して活性化したもの、或いは表面に精密パターニングの為の微細な隔壁構造（凹凸構造）を形成したものでもよい。

処理後の基板Ｐは、ロール状に巻回されることで回収用ロールとして回収される。回収用ロールは、図示しないダイシング装置に装着される。回収用ロールが装着されたダイシング装置は、処理後の基板Ｐを、デバイスごとに分割（ダイシング）することで、複数個のデバイスにする。基板Ｐの寸法は、例えば、幅方向（短尺となる方向）の寸法が１０ｃｍ〜２ｍ程度であり、長さ方向（長尺となる方向）の寸法が１０ｍ以上である。なお、基板Ｐの寸法は、上記した寸法に限定されない。

引き続き、図１を参照し、デバイス製造システム１について説明する。デバイス製造システム１は、プロセス装置Ｕ１と、露光装置ＥＸと、プロセス装置Ｕ２とを備える。なお、図１では、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向が直交する直交座標系となっている。Ｘ方向は、水平面内において、プロセス装置Ｕ１から露光装置ＥＸを経てプロセス装置Ｕ２へ向かう方向である。Ｙ方向は、水平面内においてＸ方向に直交する方向であり、基板Ｐの幅方向となっている。Ｚ方向は、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向（鉛直方向）である。

プロセス装置Ｕ１は、露光装置ＥＸで露光処理される基板Ｐに対して前工程の処理（前処理）を行う。プロセス装置Ｕ１は、前処理を行った基板Ｐを露光装置ＥＸへ向けて送る。このとき、露光装置ＥＸへ送られる基板Ｐは、その表面に感光性機能層（光感応層）が形成された基板（感光基板）Ｐとなっている。

ここで、感光性機能層は、溶液として基板Ｐ上に塗布され、乾燥することによって層（膜）となる。感光性機能層の典型的なものはフォトレジストであるが、現像処理不要な材料として、紫外線の照射を受けた部分の親撥液性が改質される感光性シランカップリング材（ＳＡＭ）、或いは紫外線の照射を受けた部分にメッキ還元基が露呈する感光性メッキ還元材等がある。感光性機能層として感光性シランカップリング材を用いる場合は、基板Ｐ上の紫外線で露光されたパターン部分が撥液性から親液性に改質される為、親液性となった部分の上に導電性インク（銀や銅等の導電性ナノ粒子を含有するインク）を選択塗布し、パターン層を形成する。感光性機能層として、感光性メッキ還元材を用いる場合は、基板上の紫外線で露光されたパターン部分にメッキ還元基が露呈する為、露光後、基板を直ちにパラジウムイオン等を含むメッキ液中に一定時間浸漬して無電解メッキすることで、パラジウムによるパターン層が形成（析出）される。

露光装置ＥＸは、プロセス装置Ｕ１から供給された基板Ｐに対して、ディスプレー用の回路または配線等のパターンを描画している。詳細は後述するが、この露光装置ＥＸは、円筒マスクＤＭの回転と可撓性の基板Ｐの送り（基板Ｐを支持する回転ドラムＤＲの回転）とを同期して駆動させつつ、円筒マスクＤＭに形成されているパターンの像を基板Ｐに投影する。

プロセス装置Ｕ２は、露光装置ＥＸで露光処理された基板Ｐに対しての後工程の処理（後処理）を行うことで、露光処理が行われた基板Ｐ上にデバイスのパターン層を形成する。プロセス装置Ｕ２は、感光性機能層がフォトレジストの場合は現像装置であり、感光性機能層が感光性メッキ還元材の場合は無電解メッキ装置である。

図１から図４を用いて、露光装置ＥＸの構成について説明する。図２は、図１の露光装置の主要部の配置を示す斜視図である。図３は、図２における照明領域及び投影領域の配置を示す模式図である。図４は、図２の基板処理装置（露光装置）に適用される投影光学系の構成を示す模式図である。

図１及び図２に示すように、基板処理装置１１は、露光装置（処理部）ＥＸと、搬送装置９と、を含む。また、基板処理装置１１は、温調チャンバーＥＶＣ内に格納されている。温調チャンバーＥＶＣは、パッシブまたはアクティブな防振ユニットＳＵ１，ＳＵ２を介して製造工場の設置面Ｅに設置される。防振ユニットＳＵ１，ＳＵ２は、設置面Ｅ上に設けられており、設置面Ｅからの振動を低減する。温調チャンバーＥＶＣは、内部を所定の温度に保つことで、内部において搬送される基板Ｐの温度による形状変化を抑制している。

露光装置ＥＸは、いわゆる走査露光装置であり、円筒マスクＤＭの回転と可撓性の基板Ｐの送りとを同期して駆動させつつ、円筒マスクＤＭに形成されているパターンの像を、投影倍率が等倍（×１）の投影モジュール（投影光学系）ＰＬ（ＰＬ１〜ＰＬ６）を介して基板Ｐに投影する。なお、図２に示す露光装置ＥＸは、ＸＹＺ直交座標系のＹ軸を、回転円筒体としての第１ドラム部材２１の回転中心線ＡＸ１と平行に設定している。同様に、露光装置ＥＸは、ＸＹＺ直交座標系のＹ軸を、回転円筒体としての第２ドラム部材ＤＲの回転中心線ＡＸ２と平行に設定している。なお、露光装置ＥＸの構成については、後述する。

搬送装置９は、前工程のプロセス装置Ｕ１から搬送される基板Ｐを、後工程のプロセス装置Ｕ２に所定の速度で搬送している。搬送装置９は、基板Ｐの搬送方向の上流側から順に、エッジポジションコントローラＥＰＣ、駆動ローラＤＲ４、テンション調整ローラＲＴ１、第２ドラム部材ＤＲ、テンション調整ローラＲＴ２、駆動ローラＤＲ６、及び駆動ローラＤＲ７を有している。

エッジポジションコントローラＥＰＣは、プロセス装置Ｕ１から搬送される基板Ｐの幅方向における位置を調整する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、プロセス装置Ｕ１から送られる基板Ｐの幅方向の端部（エッジ）における位置が、目標位置に対して±十数μｍ〜数十μｍ程度の範囲に収まるように、基板Ｐを幅方向に移動させて、基板Ｐの幅方向における位置を修正する。

駆動ローラＤＲ４は、エッジポジションコントローラＥＰＣから搬送される基板Ｐの表裏両面を挟持しながら回転し、基板Ｐを搬送方向の下流側に送り出すことで、基板Ｐを第２ドラム部材（回転ドラム）ＤＲへ向けて搬送する。第２ドラム部材ＤＲは、基板Ｐ上でパターン露光される部分を円筒面状に支持しつつ、Ｙ方向に延びる回転中心線ＡＸ２を中心として、回転中心線ＡＸ２の回りに回転することで、基板Ｐを搬送する。２組のテンション調整ローラＲＴ１，ＲＴ２は、第２ドラム部材ＤＲに巻き付けられて支持される基板Ｐに、所定のテンションを与えている。２組の駆動ローラＤＲ６，ＤＲ７は、基板Ｐの搬送方向に所定の間隔を空けて配置されており、露光後の基板Ｐに所定のたるみ（あそび）ＤＬを与えている。駆動ローラＤＲ６は、搬送される基板Ｐの上流側を挟持して回転し、駆動ローラＤＲ７は、搬送される基板Ｐの下流側を挟持して回転することで、基板Ｐをプロセス装置Ｕ２へ向けて搬送する。このとき、基板Ｐは、たるみＤＬが与えられているため、駆動ローラＲ６よりも搬送方向の下流側において生ずる基板Ｐの搬送速度の変動を吸収でき、搬送速度の変動による基板Ｐへの露光処理の影響を縁切りすることができる。

次に、露光装置ＥＸについて説明する。図２に示すように、露光装置ＥＸは、マスク保持装置１２、照明機構ＩＵ、投影モジュールＰＬ及び制御装置１４を備える。露光装置ＥＸは、マスク保持装置１２に保持された円筒マスクＤＭを回転移動させるとともに、搬送装置９によって基板Ｐを搬送する。照明機構ＩＵともにマスク保持装置１２に保持された円筒マスクＤＭの一部（照明領域ＩＲ）を、照明光束ＥＬ１によって均一な明るさで照明する。投影モジュールＰＬは、円筒マスクＤＭ上の照明領域ＩＲにおけるパターンの像を、搬送装置９によって搬送されている基板Ｐの一部（投影領域ＰＡ）に投影する。円筒マスクＤＭの移動にともなって、照明領域ＩＲに配置される円筒マスクＤＭ上の部位が変化する。また基板Ｐの移動にともなって、投影領域ＰＡに配置される基板Ｐ上の部位が変化する。このようにすることで、円筒マスクＤＭの表面に形成された所定のパターン（マスクパターン）の像が基板Ｐに投影される。

制御装置１４は、露光装置ＥＸの各部を制御し、各部に処理を実行させる。また、本実施形態において、制御装置１４は、搬送装置９を制御する。制御装置１４は、上述したデバイス製造システムの複数の基板処理装置を統括して制御する上位制御装置の一部又は全部であってもよい。また、制御装置１４は、上位制御装置に制御され、かつ上位制御装置とは別の装置であってもよい。制御装置１４は、例えば、コンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、各種メモリーやＯＳ（Operating System）及び周辺機器等のハードウェアを含む。基板処理装置１１の各部の動作の過程は、コンピュータプログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、各種処理が行われる。

コンピュータシステムは、インターネット又はイントラネットシステムに接続可能な場合、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含む。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体及びコンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置を含む。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にコンピュータプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。また、コンピュータプログラムは、基板処理装置１１の機能の一部を実現するためのものでもよく、基板処理装置１１の機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものでもよい。上位制御装置は、制御装置１４と同様に、コンピュータシステムを利用して実現することができる。

図２に示すように、マスク保持装置１２は、円筒マスクＤＭを保持する第１ドラム部材２１、第１ドラム部材２１を支持するガイドローラ２３、制御装置１４の制御指令により第１駆動部２６が第１ドラム部材２１を駆動する駆動ローラ２４及び第１ドラム部材２１の位置を検出する第１検出器２５を備える。

第１ドラム部材２１は、所定の軸となる回転中心線ＡＸ１（以下、適宜第１中心軸ＡＸ１ともいう）から一定の半径で湾曲した曲面を有する回転円筒体であって、回転中心線ＡＸ１の周りを回転する。第１ドラム部材２１は、円筒マスクＤＭの照明領域ＩＲが配置される第１面Ｐ１を形成する。本実施形態において、第１面Ｐ１は、線分（母線）を、この線分に平行な軸（第１中心軸ＡＸ１）周りに回転して形成される面（以下、円筒面という）を含む。円筒面は、例えば、円筒の外周面又は円柱の外周面等である。第１ドラム部材２１は、例えばガラス又は石英等で製造され、一定の肉厚を有する円筒状であり、その外周面（円筒面）が第１面Ｐ１となる。すなわち、本実施形態において、円筒マスクＤＭの照明領域ＩＲは、回転中心線ＡＸ１から一定の半径ｒ１を持つ円筒面状に湾曲している。このように、第１ドラム部材２１は、回転中心線ＡＸ１から一定半径で湾曲した曲面を有している。そして、第１ドラム部材２１は、駆動ローラ２４に駆動されて、回転中心線ＡＸ１の周りを回転することができる。

円筒マスクＤＭは、例えば平坦性が高い短冊状の極薄ガラス板（例えば厚さ１００μｍ〜５００μｍ）の一方の面に、クロム等の遮光層でパターンを形成した透過型の平面状シートマスクとして作成される。マスク保持装置１２は、円筒マスクＤＭを第１ドラム部材２１の外周面の曲面に倣って湾曲させ、この曲面に巻き付けた（貼り付けた）状態で使用される。円筒マスクＤＭは、パターンが形成されていないパターン非形成領域を有し、パターン非形成領域が第１ドラム部材２１に取り付けられている。円筒マスクＤＭは、第１ドラム部材２１に対して取り付け及び取り外しが可能である。

なお、円筒マスクＤＭを極薄ガラス板で構成し、その円筒マスクＤＭを透明円筒母材による第１ドラム部材２１に巻き付ける代わりに、第１ドラム部材２１を石英等の透明円筒母材で製造し、その外周面に直接クロム等の遮光層によるマスクパターンを描画形成してもよい。この場合も、透明な第１ドラム部材２１が円筒マスクＤＭのパターンの支持部材として機能する。

第１検出器２５は、第１ドラム部材２１の回転位置を光学的に検出するもので、例えばロータリーエンコーダ等で構成される。第１検出器２５は、検出した第１ドラム部材２１の回転位置を示す情報、例えば、後述するエンコーダヘッドからの２相信号等を制御装置１４に出力する。電動モーター等のアクチュエータ含む第１駆動部２６は、制御装置１４から入力される制御信号にしたがって、駆動ローラ２４を回転させるためのトルク及び回転速度を調整する。制御装置１４は、第１検出器２５による検出結果に基づいて第１駆動部２６を制御することによって、第１ドラム部材２１の回転位置を制御する。そして、制御装置１４は、第１ドラム部材２１に保持されている円筒マスクＤＭの回転位置と回転速度の一方又は双方を制御する。

搬送装置９は、上述した駆動ローラＤＲ４、テンション調整ローラＲＴ１（以下、第１ガイド部材とも呼ぶ）、基板Ｐの投影領域ＰＡが配置される第２面Ｐ２を形成する第２ドラム部材ＤＲ、テンション調整ローラＲＴ２（以下、第２ガイド部材とも呼ぶ）、駆動ローラＤＲ６に加え、第２検出器（回転円筒体の計測装置）３５及び第２駆動部３６を備える。

本実施形態において、基板Ｐの搬送経路の上流、すなわち、基板Ｐの搬送（移動）方向とは反対側から駆動ローラＤＲ４へ搬送されてきた基板Ｐは、駆動ローラＤＲ４を経由して第１ガイド部材ＲＴ１へ搬送される。第１ガイド部材ＲＴ１を経由した基板Ｐは、半径ｒ２の円筒状又は円柱状の第２ドラム部材ＤＲの表面に支持されて、第２ガイド部材ＲＴ２へ搬送される。第２ガイド部材ＲＴ２を経由した基板Ｐは、搬送経路の下流へ搬送される。なお、第２ドラム部材ＤＲの回転中心線ＡＸ２と、駆動ローラＤＲ４、ＤＲ６の各回転中心線とは、いずれもＹ軸と平行になるように設定される。

第１ガイド部材ＲＴ１及び第２ガイド部材ＲＴ２は、例えば、基板Ｐの搬送方向に移動することによって、搬送経路において基板Ｐに働くテンション等を調整する。また、第１ガイド部材ＲＴ１（及び駆動ローラＤＲ４）と第２ガイド部材ＲＴ２（及び駆動ローラＤＲ６）とは、例えば、基板Ｐの幅方向（基板Ｐの搬送方向と直交する方向であり、Ｙ方向）に移動可能とすることによって、第２ドラム部材ＤＲの外周に巻き付く基板ＰのＹ方向の位置等を調整することができる。なお、搬送装置９は、投影モジュールＰＬの投影領域ＰＡに沿って基板Ｐを搬送可能であればよく、搬送装置９の構成は適宜変更することができる。

第２ドラム部材ＤＲは、所定の軸となる回転中心線ＡＸ２（以下、適宜第２中心軸ＡＸ２ともいう）から一定の半径で湾曲した曲面を有する円筒体であって、第２中心軸ＡＸ２の周りを回転する回転ドラム（回転円筒体）である。第２ドラム部材ＤＲは、第２面（支持面）Ｐ２を形成する。第２面Ｐ２は、投影モジュールＰＬからの結像光束が投射される基板Ｐの一部分であって、投影領域ＰＡを含む部分を円弧状（円筒状）に支持する。本実施形態において、第２ドラム部材ＤＲは、搬送装置９の一部であるとともに、露光対象の基板Ｐを支持する支持部材（基板ステージ）を兼ねている。すなわち、第２ドラム部材ＤＲは、露光装置ＥＸの一部であってもよい。このように、第２ドラム部材ＤＲは、その回転中心線ＡＸ２（第２中心軸ＡＸ２）の周りに回転可能であり、基板Ｐは、第２ドラム部材ＤＲ上の外周面（円筒面）に倣って円筒面状に湾曲し、湾曲した部分の一部に投影領域ＰＡが配置される。

本実施形態において、第２ドラム部材ＤＲは、電動モーター等のアクチュエータを含む第２駆動部３６から供給されるトルクによって回転する。第２検出器３５は、例えばロータリーエンコーダ等で構成され、第２ドラム部材ＤＲの回転位置を光学的に検出する。第２検出器３５は、検出した第２ドラム部材ＤＲの回転位置を示す情報（例えば、後述するエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５からの２相信号等）を制御装置１４に出力する。第２駆動部３６は、制御装置１４から供給される制御信号にしたがって、第２ドラム部材ＤＲを回転させるトルク及び回転速度を調整する。制御装置１４は、第２検出器３５による検出結果に基づいて第２駆動部３６を制御することによって、第２ドラム部材ＤＲの回転位置を制御し、第１ドラム部材２１（円筒マスクＤＭ）と第２ドラム部材ＤＲとを同期移動（同期回転）させる。なお、第２検出器３５の詳細については後述する。

露光装置ＥＸは、いわゆるマルチレンズ方式の投影モジュールＰＬを搭載することを想定した露光装置である。投影モジュールＰＬは、円筒マスクＤＭのパターンにおける一部の像を投影する複数の投影モジュールを備える。例えば、図２では、中心面Ｐ３に対して左側（基板Ｐの搬送方向とは反対側）に３台の投影モジュール（投影光学系）ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５がＹ方向に一定間隔で配置され、中心面Ｐ３の右側（基板Ｐの搬送方向側）にも３つの投影モジュール（投影光学系）ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６がＹ方向に一定間隔で配置される。

このようなマルチレンズ方式の露光装置ＥＸでは、複数の投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ６によって露光された領域（投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６）のＹ方向における端部を走査によって互いに重ね合わせることによって、所望のパターンの全体像を投影する。このような露光装置ＥＸは、円筒マスクＤＭ上のパターンのＹ方向における寸法が大きくなり、必然的にＹ方向の幅が大きな基板Ｐを扱う必要性が生じた場合でも、投影モジュールＰＬと、投影モジュールＰＬに対応する照明機構ＩＵ側のモジュールとをＹ方向に増設するだけでよいので、容易にパネルサイズ（基板Ｐの幅）の大型化に対応できるという利点がある。

なお、露光装置ＥＸは、マルチレンズ方式でなくてもよい。例えば、基板Ｐの幅方向の寸法がある程度小さい場合等に、露光装置ＥＸは、１台の投影モジュールによってパターンの全幅の像を基板Ｐに投影してもよい。また、複数の投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ６は、それぞれ、１個のデバイスに対応するパターンを投影してもよい。すなわち、露光装置ＥＸは、複数個のデバイス用のパターンを、複数の投影モジュールによって並行して投影してもよい。

照明機構ＩＵは、光源装置１３及び照明光学系を備える。照明光学系は、複数の投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ６の各々に対応してＹ軸方向に並んだ複数（例えば６つ）の照明モジュールＩＬを備える。光源装置は、例えば水銀ランプ等のランプ光源、レーザーダイオード又は発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を含む。光源装置が射出する照明光は、例えばランプ光源から射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等である。光源装置から射出された照明光は、照度分布が均一化されて、例えば光ファイバー等の導光部材を介して、複数の照明モジュールＩＬに振り分けられる。

複数の照明モジュールＩＬのそれぞれは、レンズ等の複数の光学部材を含む。本実施形態において、光源装置から出射して複数の照明モジュールＩＬのいずれかを通る光を照明光束ＥＬ１と称する。複数の照明モジュールＩＬのそれぞれは、例えばインテグレータ光学系、ロッドレンズ、フライアイレンズ等を含み、均一な照度分布の照明光束ＥＬ１によって照明領域ＩＲを照明する。本実施形態において、複数の照明モジュールＩＬは、円筒マスクＤＭの内側に配置されている。複数の照明モジュールＩＬのそれぞれは、円筒マスクＤＭの内側から円筒マスクＤＭの外周面に形成されたマスクパターンの各照明領域ＩＲを照明する。

図３は、本実施形態における照明領域ＩＲ及び投影領域ＰＡの配置を示す図である。なお、図３には、第１ドラム部材２１に配置された円筒マスクＤＭ上の照明領域ＩＲを−Ｚ側から見た平面図（図３中の左側の図）と、第２ドラム部材ＤＲに配置された基板Ｐ上の投影領域ＰＡを＋Ｚ側から見た平面図（図３中の右側の図）とが図示されている。図３中の符号Ｘｓは、第１ドラム部材２１又は第２ドラム部材ＤＲの回転方向（移動方向）を示す。

複数の照明モジュールＩＬは、それぞれ、円筒マスクＤＭ上の第１から第６照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６を照明する。例えば、第１照明モジュールＩＬは、第１照明領域ＩＲ１を照明し、第２照明モジュールＩＬは第２照明領域ＩＲ２を照明する。

第１照明領域ＩＲ１は、Ｙ方向に細長い台形状の領域として説明するが、投影光学系（投影モジュール）ＰＬのように、中間像面を形成する投影光学系の場合は、その中間像の位置に台形開口を有する視野絞り板を配置できる。このため、第１照明領域ＩＲ１は、その台形開口を包含する長方形の領域としてもよい。第３照明領域ＩＲ３及び第５照明領域ＩＲ５は、それぞれ、第１照明領域ＩＲ１と同様の形状の領域であり、Ｙ軸方向に一定間隔を空けて配置されている。また、第２照明領域ＩＲ２は、中心面Ｐ３に関して第１照明領域ＩＲ１と対称的な台形状（又は長方形）の領域である。第４照明領域ＩＲ４及び第６照明領域ＩＲ６は、それぞれ、第２照明領域ＩＲ２と同様の形状の領域であり、Ｙ軸方向に一定間隔を空けて配置されている。

図３に示すように、第１から第６照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６のそれぞれは、第１面Ｐ１の周方向に沿って見た場合に、隣り合う台形状見照明領域の斜辺部の三角部が重なるように（オーバーラップするように）配置されている。そのため、例えば、第１ドラム部材２１の回転によって第１照明領域ＩＲ１を通過する円筒マスクＤＭ上の第１領域Ａ１は、第１ドラム部材２１の回転によって第２照明領域ＩＲ２を通過する円筒マスクＤＭ上の第２領域Ａ２と一部重複する。

本実施形態において、円筒マスクＤＭは、パターンが形成されているパターン形成領域Ａ３と、パターンが形成されていないパターン非形成領域Ａ４とを含む。パターン非形成領域Ａ４は、パターン形成領域Ａ３を枠状に囲むように配置されており、照明光束ＥＬ１を遮光する特性を有する。円筒マスクＤＭのパターン形成領域Ａ３は、第１ドラム部材２１の回転にともなって移動方向Ｘｓに移動し、パターン形成領域Ａ３のうちのＹ軸方向における各部分領域は、第１から第６照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６のいずれかを通過する。すなわち、第１から第６照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６は、パターン形成領域Ａ３のＹ軸方向の全幅をカバーするように配置されている。

図２及び図３に示すように、Ｙ軸方向に並ぶ複数の投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれは、第１〜第６照明モジュールＩＬのそれぞれと１対１で対応しており、対応する照明モジュールによって照明される照明領域ＩＲ内に現れる円筒マスクＤＭの部分的なパターンの像を、基板Ｐ上の各投影領域ＰＡに投影する。例えば、第１投影モジュールＰＬ１は、第１照明モジュールＩＬに対応し、第１照明モジュールＩＬによって照明される第１照明領域ＩＲ１（図３参照）における円筒マスクＤＭのパターンの像を、基板Ｐ上の第１投影領域ＰＡ１に投影する。第３投影モジュールＰＬ３、第５投影モジュールＰＬ５は、それぞれ、第３〜第５照明モジュールＩＬと対応している。第３投影モジュールＰＬ３及び第５投影モジュールＰＬ５は、Ｙ軸方向から見ると、第１投影モジュールＰＬ１と重なる位置に配置されている。

また、第２投影モジュールＰＬ２は、第２照明モジュールＩＬに対応し、第２照明モジュールＩＬによって照明される第２照明領域ＩＲ２（図３参照）における円筒マスクＤＭのパターンの像を、基板Ｐ上の第２投影領域ＰＡ２に投影する。第２投影モジュールＰＬ２は、Ｙ軸方向から見ると、第１投影モジュールＰＬ１に対して中心面Ｐ３を挟んで対称的な位置に配置されている。

第４投影モジュールＰＬ４、第６投影モジュールＰＬ６は、それぞれ、第４、第６照明モジュールＩＬと対応して配置され、第４投影モジュールＰＬ４及び第６投影モジュールＰＬ６は、Ｙ軸方向から見て、第２投影モジュールＰＬ２と重なる位置に配置されている。

本実施形態において、照明機構ＩＵの各照明モジュールＩＬから円筒マスクＤＭ上の各照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６に達する光を照明光束ＥＬ１とする。また、各照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６中に現れる円筒マスクＤＭのパターンに応じた強度分布変調を受けて各投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ６に入射して各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６に達する光を、結像光束ＥＬ２とする。そして、各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６に達する結像光束ＥＬ２のうち、投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６の各中心点を通る主光線は、図２に示すように、第２ドラム部材ＤＲの第２中心軸ＡＸ２から見て、中心面Ｐ３を挟んで周方向で角度θの位置（特定位置）にそれぞれ配置される。

図３に示すように、第１照明領域ＩＲ１におけるパターンの像は第１投影領域ＰＡ１に投影され、第３照明領域ＩＲ３におけるパターンの像は、第３投影領域ＰＡ３に投影され、第５照明領域ＩＲ５におけるパターンの像は、第５投影領域ＰＡ５に投影される。本実施形態において、第１投影領域ＰＡ１、第３投影領域ＰＡ３及び第５投影領域ＰＡ５は、Ｙ軸方向に一列に並ぶように配置される。

また、第２照明領域ＩＲ２におけるパターンの像は、第２投影領域ＰＡ２に投影される。本実施形態において、第２投影領域ＰＡ２は、Ｙ軸方向から見て、中心面Ｐ３に関して第１投影領域ＰＡ１と対称的に配置される。また、第４照明領域ＩＲ４におけるパターンの像は、第４投影領域ＰＡ４に投影され、第６照明領域ＩＲ６におけるパターンの像は、第６投影領域ＰＡ６に投影される。本実施形態において、第２投影領域ＰＡ２、第４投影領域ＰＡ４及び第６投影領域ＰＡ６は、Ｙ軸方向に一列に並ぶように配置される。

第１から第６投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６のそれぞれは、第２中心軸ＡＸ２に平行な方向において隣り合う投影領域（奇数番目と偶数番目)同士の端部（台形の三角部分）が、第２面Ｐ２の周方向において重なるように配置されている。そのため、例えば、第２ドラム部材ＤＲの回転によって第１投影領域ＰＡ１を通過する基板Ｐ上の第３領域Ａ５は、第２ドラム部材ＤＲの回転によって第２投影領域ＰＡ２を通過する基板Ｐ上の第４領域Ａ６と一部重複する。第１投影領域ＰＡ１と第２投影領域ＰＡ２は、第３領域Ａ５と第４領域Ａ６が重複する領域での露光量が、重複しない領域の露光量と実質的に同一となるように、それぞれの形状等が設定されている。

次に、本実施形態の投影光学系ＰＬの詳細構成について図４を参照して説明する。なお、本実施形態において、第２投影モジュールＰＬ２〜第５投影モジュールＰＬ５のそれぞれは、第１投影モジュールＰＬ１と同様の構成である。このため、投影光学系ＰＬを代表して、第１投影モジュールＰＬ１の構成について説明し、第２投影モジュールＰＬ２〜第５投影モジュールＰＬ５のそれぞれの説明は省略する。

図４に示す第１投影モジュールＰＬ１は、第１照明領域ＩＲ１に配置された円筒マスクＤＭのパターンの像を中間像面Ｐ７に結像する第１光学系４１と、第１光学系４１が形成した中間像の少なくとも一部を基板Ｐの第１投影領域ＰＡ１に再結像する第２光学系４２と、中間像が形成される中間像面Ｐ７に配置された第１視野絞り４３とを備える。

また、第１投影モジュールＰＬ１は、フォーカス補正光学部材４４、像シフト補正光学部材４５、ローテーション補正機構４６及び倍率補正用光学部材４７を備えている。フォーカス補正光学部材４４は、基板Ｐ上に形成されるマスクのパターン像（以下、投影像という）のフォーカス状態を微調整するフォーカス調整装置である。また、像シフト補正光学部材４５は、投影像を像面内で微少に横シフトさせるシフト調整装置である。倍率補正用光学部材４７は、投影像の倍率を微少補正するシフト調整装置である。ローテーション補正機構４６は、投影像を像面内で微少回転させるシフト調整装置である。

円筒マスクＤＭのパターンからの結像光束ＥＬ２は、第１照明領域ＩＲ１から法線方向（Ｄ１）に出射し、フォーカス補正光学部材４４を通って像シフト補正光学部材４５に入射する。像シフト補正光学部材４５を透過した結像光束ＥＬ２は、第１光学系４１の要素である第１偏向部材５０の第１反射面（平面鏡）ｐ４で反射され、第１レンズ群５１を通って第１凹面鏡５２で反射され、再び第１レンズ群５１を通って第１偏向部材５０の第２反射面（平面鏡）ｐ５で反射されて、第１視野絞り４３に入射する。第１視野絞り４３を通った結像光束ＥＬ２は、第２光学系４２の要素である第２偏向部材５７の第３反射面（平面鏡）ｐ８で反射され、第２レンズ群５８を通って第２凹面鏡５９で反射され、再び第２レンズ群５８を通って第２偏向部材５７の第４反射面（平面鏡）ｐ９で反射されて、倍率補正用光学部材４７に入射する。倍率補正用光学部材４７から出射した結像光束ＥＬ２は、基板Ｐ上の第１投影領域ＰＡ１に入射し、第１照明領域ＩＲ１内に現れるパターンの像が第１投影領域ＰＡ１に等倍（×１）で投影される。

図２に示す円筒マスクＤＭの半径をｒ１とし、第２ドラム部材ＤＲに巻き付いた基板Ｐの円筒状の表面における半径をｒ２として、半径ｒ１と半径ｒ２とを等しくした場合、各投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ６のマスク側における結像光束ＥＬ２の主光線は、円筒マスクＤＭの中心軸ＡＸ１を通るように傾けられる。その傾き角は、基板側における結像光束ＥＬ２の主光線の傾き角度θ（中心面Ｐ３に対して±θ）と同じになる。

上述した傾き角度θを与えるため、図４に示した、光軸ＡＸ３に対する第１偏向部材５０の第１反射面ｐ４の角度θ１を４５°よりもΔθ１だけ小さくし、光軸ＡＸ４に対する第２偏向部材５７の第４反射面ｐ９の角度θ４を４５°よりもΔθ４だけ小さくする。Δθ１とΔθ４とは、図２中に示した角度θに対して、Δθ１＝Δθ４＝θ／２の関係に設定される。

図５は、図２の基板処理装置（露光装置）に適用される回転ドラムの斜視図である。図６は、図２の基板処理装置（露光装置）に適用される検出プローブと読み取り装置との関係を説明するための斜視図である。図７は、図２の基板処理装置（露光装置）に適用される検出プローブと読み取り装置との関係を説明するための構成図である。図８は、実施形態に係るスケール円盤を回転中心線方向に見た、読み取り装置の位置を説明するための説明図である。なお、図５においては、便宜上、第２から第４投影領域ＰＡ２〜ＰＡ４のみを図示し、第１、第５、第６投影領域ＰＡ１、ＰＡ５、ＰＡ６の図示を省略している。

図２に示す第２検出器（回転円筒体の計測装置）３５は、第２ドラム部材ＤＲの位置（より具体的には回転位置）及び第２ドラム部材ＤＲの外表面の周方向の移動距離を光学的に検出するものであって、スケール部材としての高真円度のスケール円盤（円盤）ＳＤと、読み取り部としてのエンコーダヘッド（第１計測装置）ＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５と、変位センサ（第２計測装置）ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５と、を含む。

ここで、第２検出器３５は、スケール円盤ＳＤと、エンコーダヘッド（第１計測装置）ＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５と、変位センサ（第２計測装置）ＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５と、が１つのユニットとなり、第２ドラム部材ＤＲの回転軸ＳＴと直交する第２ドラム部材ＤＲの両方の端部に配置されている。具体的には、第２検出器３５は、第２ドラム部材ＤＲの一方の端部に配置されて、スケール円盤ＳＤａと、エンコーダヘッドＥＮ１ａ、ＥＮ２ａ、ＥＮ３ａ、ＥＮ４ａ、ＥＮ５ａと、変位センサＲＦ１ａ、ＲＦ２ａ、ＲＦ３ａ、ＲＦ４ａ、ＲＦ５ａとを含む第１のユニットと、図５では不図示であるが、以降の図７に示すように第２ドラム部材ＤＲの他方の端部に配置されて、スケール円盤（図円盤）ＳＤｂと、エンコーダヘッドＥＮ１ｂ、ＥＮ２ｂ、ＥＮ３ｂ、ＥＮ４ｂ、ＥＮ５ｂと、変位センサＲＦ１ｂ、ＲＦ２ｂ、ＲＦ３ｂ、ＲＦ４ｂ、ＲＦ５ｂとを含む第２のユニットとを有する。なお、本実施形態の第２検出器３５は、第２ドラム部材ＤＲの両方の端部に位置したが、１つのユニットを第２ドラム部材ＤＲの少なくとも一方の端部に配置していればよい。

スケール円盤ＳＤは、第２ドラム部材ＤＲの回転軸ＳＴと直交する第２ドラム部材ＤＲの両方の端部に固定されている。このため、スケール円盤ＳＤは、回転中心線ＡＸ２回りに回転軸ＳＴとともに一体的に回転する。

スケール円盤ＳＤの外周面には、回転円筒体の周方向における位置を検出するための位置検出用の目盛としてのスケール（刻線）ＧＰが複数刻設されている。複数のスケールＧＰは、第２ドラム部材ＤＲが回転する方向に沿って環状に一定ピッチの回折格子状に配列され、かつ第２ドラム部材ＤＲとともに回転軸ＳＴ（第２中心軸ＡＸ２）の周囲を回転する。スケールＧＰは、少なくとも第２ドラム部材ＤＲの周方向における位置変化を計測するためのものである。また、図５（及び以降の図６、図７）では、スケール円盤ＳＤの外周面の半径（直径）を第２ドラム部材ＤＲの外周面の半径（直径）よりも小さく表した。しかしながら、両者の半径（直径）は、第２ドラム部材ＤＲの外周面の周方向の移動量（または移動位置）を精密に計測する為に、極力揃えておくのが望ましく、例えば、両者の半径（直径）の差分は±５％以内に設定される。

エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５は、回転軸ＳＴ（第２中心軸ＡＸ２）から見てスケールＧＰの周囲に、スケールＧＰと対向するように配置されて、スケールＧＰを非接触で読み取ることができる。また、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５は、第２ドラム部材ＤＲの周方向において異なる位置に配置されている。

エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５は、スケールＧＰの接線方向（ＸＺ面内）における変位の変動に対して計測感度（検出感度）を有する読み取り装置である。図５に示すように、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５の設置方位（回転中心線ＡＸ２を中心としたＸＺ面内での角度方向）を設置方位線Ｌｅ１、Ｌｅ２、Ｌｅ３、Ｌｅ４、Ｌｅ５で表す場合、図８に示すように、設置方位線Ｌｅ１、Ｌｅ２が、中心面Ｐ３に対して角度±θ°になるように、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２が配置される。なお、本実施形態では、角度θは１５°であるが、これに限定されるものではない。

図４に示す投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ６は、基板Ｐを被処理物体とし、基板Ｐに光を照射する照射処理を施す露光装置ＥＸの処理部である。露光装置ＥＸは、基板Ｐに対して２つの結像光束ＥＬ２の主光線を基板Ｐに入射させる。投影モジュールＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５が第１処理部となり、投影モジュールＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６が第２処理部となり、基板Ｐに対して２つの結像光束ＥＬ２の主光線が基板Ｐに入射するそれぞれの位置が、基板Ｐに光を照射する照射処理を施す特定位置となる。

特定位置は、第２ドラム部材ＤＲの第２中心軸ＡＸ２から見て、第２ドラム部材ＤＲの曲面に支持された基板Ｐにおいて、中心面Ｐ３を挟んで周方向に向かって角度±θの位置である。エンコーダヘッドＥＮ１の設置方位線Ｌｅ１は、奇数番目の投影モジュールＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５の各投影領域（投影視野）ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ５の中心点を通る主光線の中心面Ｐ３に対する傾き角度θと一致する。エンコーダヘッドＥＮ２の設置方位線Ｌｅ２は、偶数番目の投影モジュールＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６の各投影領域（投影視野）ＰＡ２、ＰＡ４、ＰＡ６の中心点を通る主光線の中心面Ｐ３に対する傾き角度θと一致する。このため、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２は、特定位置と第２中心軸ＡＸ２とを結ぶ方向に位置するスケールＧＰを読み取ることになる。

エンコーダヘッドＥＮ４は、エンコーダヘッドＥＮ１よりも基板Ｐの搬送方向の反対側、つまり露光位置（投影領域）の手前に配置されている。そして、エンコーダヘッドＥＮ４は、設置方位線Ｌｅ４上に配置される。設置方位線Ｌｅ４は、エンコーダヘッドＥＮ１の設置方位線Ｌｅ１を、基板Ｐの搬送方向の反対側に向かって回転中心線ＡＸ２の軸回りにほぼ９０°回転した位置にある。また、エンコーダヘッドＥＮ５は、設置方位線Ｌｅ５上に配置される。設置方位線Ｌｅ５は、エンコーダヘッドＥＮ２の設置方位線Ｌｅ２を、基板Ｐの送り方向の後方側に向かって回転中心線ＡＸ２の軸回りにほぼ９０°回転した位置にある。

エンコーダヘッドＥＮ４及びＥＮ５を上述したように配置することで、スケールＧＰを読み取るエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５が配置される設置方位線Ｌｅ４、Ｌｅ５の方向が、ＸＺ面内かつ回転中心線ＡＸ２から見たときに、基板Ｐに対して結像光束ＥＬ２の主光線が基板Ｐの特定位置に入射する方向とほぼ直交することになる。このため、回転軸ＳＴを支持する軸受（ベアリング）の僅かなガタ（２μｍ〜３μｍ程度）によって第２ドラム部材ＤＲがＺ方向にシフトした場合でも、このシフトによって投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６内で発生し得る結像光束ＥＬ２に沿う方向に関する位置誤差を、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２によって高精度に計測することができる。

また、エンコーダヘッドＥＮ３は、設置方位線Ｌｅ３上に配置される。設置方位線Ｌｅ３は、エンコーダヘッドＥＮ２の設置方位線Ｌｅ２が回転中心線ＡＸ２の軸回りにほぼ１２０°回転し、かつエンコーダヘッドＥＮ４の設置方位線Ｌｅ４が回転中心線ＡＸ２の軸回りに、設置方位線Ｌｅ２の回転方向とは反対方向にほぼ１２０°回転した位置にある。

スケール部材であるスケール円盤ＳＤは、例えば、低熱膨張率の金属、ガラス又はセラミックス等を母材とするのが好ましい。スケール円盤ＳＤは、計測の分解能を高めるために、なるべく大きな直径（例えば直径２０ｃｍ以上）になるように作られる。図５では、第２ドラム部材ＤＲの直径に対してスケール円盤ＳＤの直径は小さく図示されているが、第２ドラム部材ＤＲの外周面のうち、基板Ｐが巻き付けられる外周面の直径と、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰの直径とを揃える（ほぼ一致させる）ことで、いわゆる、計測アッベ誤差をさらに小さくすることができる。

スケール円盤ＳＤの周方向に刻設されるスケールＧＰの最小ピッチは、スケール円盤ＳＤを加工する目盛刻線装置等の性能によって制限されている。このため、スケール円盤ＳＤの直径を大きくすれば、それに応じて最小ピッチに対応した角度計測分解能を高めることができる。スケールＧＰを読み取るエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２が配置される設置方位線Ｌｅ１、Ｌｅ２の方向を、回転中心線ＡＸ２から見たときに、基板Ｐに対して結像光束ＥＬ２の主光線が基板Ｐに入射する方向と同一にすることにより、例えば、回転軸ＳＴを支持する軸受（ベアリング）の僅かなガタ（２μｍ〜３μｍ程度）によって第２ドラム部材ＤＲがＸ方向にシフトした場合でも、このシフトによって投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６内で発生し得る基板Ｐの送り方向（Ｘｓ）に関する位置誤差を、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２によって高精度に計測することが可能となる。

変位センサＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５は、第２ドラム部材ＤＲの外周面の半径の方向に関する局所的な部分の変位に対して計測感度（検出感度）を有する読み取り装置である。変位センサＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５は、レーザ距離計、静電容量変化を計測するギャップセンサー等である。変位センサＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５は、回転中心線ＡＸに沿った方向において、第２ドラム部材のＤＲの端部に対面して配置されており、第２ドラム部材ＤＲの端部の外周面の半径の方向に関する局所的な部分の変位を計測する。また、図５から図７に示すように、変位センサＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５の設置方位（回転中心線ＡＸ２を中心としたＸＺ面内での角度方向）は、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５にそれぞれ対応している。つまり、変位センサＲＦ１は、回転中心線ＡＸ２を中心としたＸＺ面内での角度方向において、エンコーダヘッドＥＮ１が目盛を読み取る位置と同じ位置の第２ドラム部材ＤＲの外周面の半径の方向に関する局所的な部分の変位を検出する。変位センサＲＦ２とエンコーダヘッドＥＮ２、変位センサＲＦ３とエンコーダヘッドＥＮ３、変位センサＲＦ４とエンコーダヘッドＥＮ４、変位センサＲＦ５とエンコーダヘッドＥＮ５も同様に、回転中心線ＡＸ２を中心としたＸＺ面内での角度方向の位置が同じ位置で第２ドラム部材ＤＲの外周面の変位の読み取りと、スケール円盤ＳＤの目盛の読み取りを行う。

図６に示すように、第２ドラム部材ＤＲの曲面に支持される基板Ｐと、図２に示す投影光学系ＰＬにより投影されたマスクパターンの一部分の像とを相対的に位置合せ（アライメント）するために、基板Ｐに予め形成されたアライメントマーク等を検出するアライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２が設けられている。アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、第２ドラム部材ＤＲの周囲に配置されるパターン検出装置である。アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、基板Ｐ上に離散又は連続して形成された特定パターン（アライメントマーク等）を検出するための検出プローブであり、この検出プローブによる検出領域は、上述した特定位置（投影領域ＰＡ）よりも基板Ｐの搬送方向とは反対側（上流側）に配置される。

図６に示すように、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、Ｙ軸方向（基板Ｐの幅方向）に一列に並んだ複数（例えば４つ）の検出プローブを有している。アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、第２ドラム部材ＤＲのＹ軸方向における両側端の検出プローブで、基板Ｐの幅方向における両端付近に形成されたアライメントマークを常時観察又は検出することができる。そして、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、第２ドラム部材ＤＲのＹ軸方向（基板Ｐの幅方向）における両側端以外の検出プローブで、例えば、基板Ｐ上に長尺方向に沿って複数形成される表示パネルのパターン形成領域の間における余白部等に形成されるアライメントマークを観察又は検出することができる。

図６及び図８に示すように、エンコーダヘッドＥＮ４は、ＸＺ面内かつ回転中心線ＡＸ２から見たときに、アライメント顕微鏡ＭＧ１による基板Ｐの観察方向ＡＭ１（第２中心軸ＡＸ２に向かう）の検出中心と同一方向となるように、スケールＧＰの径方向に設定される設置方位線Ｌｅ４上に配置されている。また、エンコーダヘッドＥＮ５は、ＸＺ面内かつ回転中心線ＡＸ２から見たときに、アライメント顕微鏡ＡＭＧ２による基板Ｐの観察方向ＡＭ２（回転中心線ＡＸ２に向かう）の検出中心と同一方向となるように、スケールＧＰの径方向に設定される設置方位線Ｌｅ５上の各々に配置されている。

このように、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２の検出プローブは、第２中心軸ＡＸ２から見て第２ドラム部材ＤＲの周囲に配置される。そして、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２の検出プローブは、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５が配置された位置と第２中心軸ＡＸ２とを結ぶ方向（設置方位線Ｌｅ４、Ｌｅ５）が、第２中心軸ＡＸ２とアライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２の検出領域とを結ぶ方向と一致するよう配置されている。なお、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２及びエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５が配置される回転中心線ＡＸ２周り方向の位置は、図８に示す、基板Ｐが第２ドラム部材ＤＲに接触し始めるシート進入領域ＩＡと、第２ドラム部材ＤＲから基板Ｐが外れるシート離脱領域ＯＡとの間に設定される。

アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、露光位置（投影領域ＰＡ）の手前に配置されている。アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、基板ＰのＹ方向の端部付近に形成されたアライメントマーク（数十μｍ〜数百μｍ角内の領域に形成）を、基板Ｐが所定速度で送られている状態で、撮像素子等により高速に画像検出するものである。アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、顕微鏡視野（撮像範囲）でマークの像を高速にサンプリングする。そのサンプリングが行われた瞬間に、制御装置１４は、エンコーダヘッドＥＮ４によって逐次計測されるスケール円盤ＳＤの回転角度位置を記憶することにより、基板Ｐ上のマーク位置と第２ドラム部材ＤＲの回転角度位置との対応関係が求められる。

アライメント顕微鏡ＡＭＧ１で検出したマークを、アライメント顕微鏡ＡＭＧ２で検出したときに、エンコーダヘッドＥＮ４によって計測されて記憶された角度位置とエンコーダヘッドＥＮ５によって計測されて記憶された角度位置との差分を、予め精密に較正されている２つのアライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２の設置方位線Ｌｅ４、Ｌｅ５の開き角度（又は顕微鏡視野の周方向の間隔距離）と比較する。そして、前記開き角度（又は顕微鏡視野の間隔距離）が誤差を有している場合は、シート進入領域ＩＡとシート離脱領域ＯＡとの間で、基板Ｐが第２ドラム部材ＤＲ上で僅かに滑っている又は送り方向（周方向）に伸縮している可能性がある。

一般に、パターニング時の位置誤差は、基板Ｐ上に形成されるデバイスパターンの微細度及び重ね合わせ精度に応じて決まるが、例えば、下地のパターン層に対して１０μｍ幅の線条パターンを正確に重ね合わせ露光するためには、その数分の一以下の誤差、すなわち、基板Ｐ上の寸法に換算して、±２μｍ程度の位置誤差しか許されないことになる。このような高精度な計測を実現するためには、各アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２によるマーク画像の計測方向（ＸＺ面内における第２ドラム部材ＤＲの外周接線方向）と、各エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の計測方向（ＸＺ面内でのスケールＧＰの外周接線方向）とを、許容角度誤差内で揃えておく必要がある。

上述したように、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５は、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２による基板Ｐ上のアライメントマークの計測方向（第２ドラム部材ＤＲの円周面の接線方向）と一致するように配置されている。このため、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２による基板Ｐ（マーク）の位置検出時（画像サンプリング時）に、第２ドラム部材ＤＲ（スケール円盤ＳＤ）が、ＸＺ面内において設置方位線Ｌｅ４又はＬｅ５と直交した周方向（接線方向）にシフトした場合でも、第２ドラム部材ＤＲのシフトを加味した高精度な位置計測が可能となる。

スケールＧＰの間隔（回折格子のピッチ）がスケール円盤ＳＤの全周に渡ってどこでも一定であれば、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５の各々からの計測信号（２相信号）をデジタルカウンタで計測した読み値は、スケール円盤ＳＤの回転角度位置に依らず常に正確なものとなる。しかし、スケール円盤ＳＤを第２ドラム部材ＤＲに取り付ける際におけるスケール円盤ＳＤの変形や偏心誤差、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５を取り付ける際のチルト誤差（取付け誤差）、スケール円盤ＳＤの製造時の精度（スケールＧＰのピッチ誤差）の影響等によって、スケールＧＰのデジタルカウンタによる読み値と実際のスケール円盤ＳＤの角度位置（スケール面の移動位置）との間には誤差が生じ得る。また、スケール円盤ＳＤをステンレス（ＳＵＳ）等の金属母材で構成した場合、基板処理装置１１の運転中等における装置内の温度変化に起因してスケール円盤ＳＤが伸縮変形することがあり、スケールＧＰのピッチが時間と共に局所的に変動すると言った誤差も生じ得る。本実施形態では、上述したような原因で発生するスケールＧＰのピッチ変動による計測誤差を、キャリブレーション動作の下で求める。そして、求められた計測誤差に基づいて、複数のエンコーダヘッド（ＥＮ１〜ＥＮ５）の各々によって読み取られるスケールＧＰの読み値を補正することによって、あたかも、スケールＧＰのピッチ変動が無かったような状態で、スケール円盤ＳＤ、すなわち第２ドラム部材ＤＲの回転角度位置（外周面の周方向の移動位置）を高精度に計測するようにする。

ここで、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰのピッチ変動を演算によりキャリブレーションし、キャリブレーション（補正）された読み値に基づいて、第２ドラム部材ＤＲを一定角度回転させた場合であっても、第２ドラム部材ＤＲで移動させる基板Ｐの送り量がずれる場合がある。それは、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰが形成されたスケール面（円筒面）に対して、第２ドラム部材ＤＲの外周面（円筒面）が局所的に形状誤差（真円からの歪誤差）を持つためである。第２計測装置３５に含まれる変位センサＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５は、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５の各々の計測位置（設置方位）に対応した第２ドラム部材ＤＲの回転方向の位置で、第２ドラム部材ＤＲの外周面の回転方向の全周に渡って、第２ドラム部材ＤＲの外周面の半径方向の変位を計測することができる。これにより、回転中心線ＡＸ２から一定半径の真円に対する第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差（真円からの誤差）を算出することができる。本実施形態では、第２ドラム部材ＤＲの外周面の周方向に沿った離散的な５ヶ所に変位センサＲＦ１〜ＲＦ５を設けたので、第２ドラム部材ＤＲの外周面の真円からの形状誤差に関するデータが５つ得られる。その５つのデータを統計処理（最小二乗近似等）することによって、形状誤差がより高精度に特定される。変位センサＲＦ１〜ＲＦ５の計測分解能は、基板Ｐ上に既に形成された下地パターンに新たなパターンを重ね合せ露光する際の重ね精度に対応して概ね決まる。例えば、基板Ｐの送り方向（第２ドラム部材ＤＲの回転方向）に関して必要とされる重ね精度が±１μｍ程度の場合、変位センサＲＦ１〜ＲＦ５の計測分解能もその程度あれば良い。

さらに、制御装置（演算部）１４は、スケールＧＰのピッチ誤差をキャリブレーションした後に、エンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５の各々によって計測される第２ドラム部材ＤＲの回転方向の角度変化（スケール面の周方向の位置変化）の読み値（カウンタよる計測値）を、変位センサＲＦ１〜ＲＦ５で計測された第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差から推定される外周面の周方向の部分的（局所的）な周長誤差に基づいて補正して、第２ドラム部材ＤＲの外周面の回転方向の移動量を算出する。本実施形態では、基板Ｐが可撓性の薄いシート状であることから、基板Ｐがテンションを持った状態で第２ドラム部材ＤＲの外周面に支持される場合、基板Ｐの表面は第２ドラム部材ＤＲの外周面に外形誤差に倣って密着する。従って、第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差から推定される外周面の周方向の部分的（局所的）な周長誤差を加味して、エンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５の各々で計測される読み値を補正することにより、第２ドラム部材ＤＲの外周面の回転方向の移動量、すなわち、基板Ｐの移動量や移動位置を高い精度で計測できると共に、基板Ｐを長い距離に渡って連続して送る際に、第２ドラム部材ＤＲの外周面に外形誤差（周長誤差）に起因して起こり得る基板Ｐの送り量の累積的な誤差も低減できる。

以上の説明では、第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差を求めるのに、５ヶ所の変位センサＲＦ１〜ＲＦ５を用いたが、少なくとも２ヶ所の変位センサだけを用いてもよい。また、本実施形態において、第２ドラム部材ＤＲの外周面（基板Ｐの表面）の回転方向の移動量や移動位置は、基板Ｐ上のアライメントマークをアライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２で検出する際は、第１計測装置としてのエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５と、第２計測装置としての変位センサＲＦ４、ＲＦ５とによって計測された値を使い、基板Ｐ上の各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６による露光位置は、第１計測装置としてのエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２と、第２計測装置としての変位センサＲＦ１、ＲＦ２とによって計測された値を使うのが良い。なお、第１計測装置として用いるエンコーダヘッドと、第２計測装置として用いる変位センサとの組み合わせはこれに限定されない。回転円筒体の計測装置は、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５、変位センサＲＦ１、ＲＦ２、ＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５のいずれを用いてもよい。また、第１計測装置としてのエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５は、エンコーダヘッドＥＮ４が第１読み取り部となり、エンコーダヘッドＥＮ５が第２読み取り部となる。また、第１読み取り部と第２読み取り部も、スケールＧＰと対向してこれを読み取り、かつ回転円筒体の周方向においてそれぞれが配置されていればよい。この説明においては、スケール円盤ＳＤの外周面の設けられた複数のスケールＧＰに対向してスケール円盤ＳＤの周方向に配置される複数（本実施形態では５個）のエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５のうち、便宜上、エンコーダヘッドＥＮ４を第１読み取り部とし、エンコーダヘッドＥＮ５を第２読み取り部としている。しかし、本実施形態において、第１読み取り部と第２読み取り部とはこのような関係に限定されるものではない。

演算部としての制御装置１４は、例えばエンコーダヘッドＥＮ４によるスケールＧＰの読み値（カウンタ計測値）とエンコーダヘッドＥＮ５によるスケールＧＰの読み値（カウンタ計測値）との差分値を、スケール円盤ＳＤの一定回転角度毎にサンプリング（記憶）する。エンコーダヘッドＥＮ４とエンコーダヘッドＥＮ５との周方向の間隔距離は、固定された一定値であるので、一定回転角度毎にサンプリングされた差分値も一定のはずであるが、スケールＧＰの局所的なピッチ誤差によって差分値が変化するので、その変化をピッチ誤差として求める。そして、制御装置１４は、求めたピッチ誤差を用いてエンコーダヘッドＥＮ４（又はＥＮ５）による読み値をキャリブレーションする為の補正テーブル（補正マップ）を作成する。補正テーブルは、例えばエンコーダヘッドＥＮ４（又はＥＮ５）によって検出されるスケールＧＰ上の原点位置を起点（０度）として、全周３６０度を適当な角度（例えば１度刻み）で分割した角度毎に、補正値（＝基準値−差分値）を記憶したものである。基準値は、エンコーダヘッドＥＮ４とエンコーダヘッドＥＮ５との間で、スケールＧＰのピッチ誤差がゼロのときに得られる差分値に相当する。

さらに、制御装置１４は、スケール円盤ＳＤの周囲のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５（又は他のエンコーダヘッドＥＮ１〜３）の各周方向位置において、変位センサＲＦ４、ＲＦ５（又は他の変位センサＲＦ１〜ＲＦ３）を用いて計測される第２ドラム部材ＤＲの外周面の半径の方向に関する局所的な変位に基づいて、外周面の形状誤差を計測する。この形状誤差の情報は、エンコーダヘッドＥＮ４やＥＮ５（又は他のエンコーダヘッドＥＮ１〜３）で計測される回転角度位置に基づいて、全周３６０度を適当な角度で分割した角度範囲（例えば１度）ごとに、第１の補正マップとして記憶される。

制御装置１４は、第１の補正マップとして記憶された形状誤差の情報を用いて、スケール円盤ＳＤの適当な回転角度毎に、第２ドラム部材ＤＲの外周面の局所的な周長誤差（又はその補正値）を表す第２の補正マップを作成する。第２の補正マップをエンコーダヘッドＥＮ４やＥＮ５（又は他のエンコーダヘッドＥＮ１〜３）による読み値（計測角度位置）に応じて参照することにより、その角度位置における第２ドラム部材ＤＲの外周面（基板Ｐ）の移動量の誤差が補正されて、より高い精度で基板Ｐの移動量を特定することができる。

図９は、スケールＧＰの拡大図である。図１０は、スケールＧＰとエンコーダヘッドとの位置関係を示す模式図である。図９に示すように、例えば、スケールＧＰは、立ち上がり部ＧＰａと立ち下がり部ＧＰｂとを有する凸部ＧＰｔと、隣接する突起部ＧＰｔの間の凹部ＧＰｕとを有する。本実施形態においては、１つの凸部ＧＰｔと１つの凹部ＧＰｕとがスケールＧＰの一単位、すなわちスケールＧＰの１ピッチに対応する。説明を簡単にする為、エンコーダヘッドＥＮは、スケールＧＰの立ち上がり部ＧＰａを読み取ったとき、立ち上がりパルスＵを出力し、立ち下がり部ＧＰｂを読み取ったときに立ち下がりパルスＤを出力するものとする。

なお、実際のスケールＧＰは、凸部ＧＰｔと凹部ＧＰｕとの各幅が１０μｍ（ピッチは２０μｍ）程度でスケール円盤ＳＤの周方向に繰り返し形成され、エンコーダヘッドＥＮはスケールＧＰに可干渉性のビームを投射し、その反射光（回折光）を基準格子で受けて再度回折する再回折光を光電検出した信号に基づいて、位相差が９０度の２相信号（矩形波）を出力する。その２相信号はデジタル的な内挿処理回路によって、スケールＧＰの１ピッチ分を１／３２、又は１／６４に細分化したようなアップパルス信号とダウンパルス信号とに変換される。従って、スケールＧＰの１ピッチが２０μｍの場合、アップパルス信号とダウンパルス信号の１パルス（矩形波）分は、スケールＧＰが２０／３２（０．６２５）μｍ、又は２０／６４（０．３１２５）μｍ移動したことを表す。

図９では、説明を簡単にする為、スケールＧＰの凸部ＧＰｔの立ち上がり部ＧＰａから隣接する凸部ＧＰｔの立ち上がり部ＧＰａまでの距離ＳＳ１、又は凸部ＧＰｔの立ち下がり部ＧＰｂから隣接する凸部ＧＰｔの立ち下がり部ＧＰｂまでの距離ＳＳ２が、スケールＧＰの間隔（１ピッチ）とする。スケールＧＰの間隔を、スケール間隔ＳＳとする。スケールＧＰが図９の矢印Ｒで示す方向に移動したとき、スケール間隔ＳＳをエンコーダヘッドＥＮが出力するパルスで見れば、２個の立ち上がりパルスＵと１個の立ち下がりパルスＵとが出力された場合又は２個の立ち下がりパルスＤと１個の立ち上がりパルスＵとが出力された場合に、外周部にスケールＧＰを有するスケール円盤ＳＤ（図８参照）は、その外周部がスケール間隔ＳＳ分だけ移動したことになる。エンコーダヘッドＥＮが出力するパルスの種類を区別しなければ、３個のパルスが検出された場合に、スケール円盤ＳＤの外周部がスケール間隔ＳＳ分だけ移動したことになる。

図１０に示すように、スケール円盤ＳＤの外周部に設けられたスケールＧＰが矢印Ｒで示す方向へ移動するものとする。第１読み取り部としてのエンコーダヘッドＥＮ４と、第２読み取り部としてのエンコーダヘッドＥＮ５とが、スケールＧＰの移動方向に向かってこの順序で配置されている。２個のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５は、スケールＧＰが矢印Ｒの方向に移動すると、相対的に、スケールＧＰに対して矢印Ｒと反対方向に移動するとみなせる。そこで、図１０では、２つのエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５が水平に展開されたスケールＧＰ上に距離ＸＳでピッチ方向に並んでいるものとし、仮想的に、２つのエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５を矢印Ｒと反対方向に距離ＸＳだけ移動した状態を模式的に表す。

図８に示すように、一対のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５は、エンコーダヘッドＥＮ４と第２中心軸ＡＸ２とを結ぶ線（設置方位線Ｌｅ４）とエンコーダヘッドＥＮ５と第２中心軸ＡＸ２とを結ぶ線（設置方位線Ｌｅ５）とのなす中心角（エンコーダ取付角度）がθｓになるように配置されている。従って、取付角度θｓは、図１０におけるエンコーダ間距離ＸＳに相当している。

一対のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５は、基板処理装置１１のフレーム等に取り付けられると、エンコーダ取付角度θｓ及びエンコーダ間距離ＸＳは一定である。上述したように、スケール円盤ＳＤの変形、スケール円盤ＳＤの製造時のスケールＧＰのピッチ精度、取り付け時の偏心、温度変化に起因するスケール円盤ＳＤの伸縮等によって、スケール間隔ＳＳはスケール円盤ＳＤの周方向において、必ずしも一定ではない。例えば、図１０では極端に誇張して示すが、ａ、ｃ、ｄで示す区間においては、１つのエンコーダ取付角度θｓ及び１つのエンコーダ間距離ＸＳの間にスケールＧＰの３ピッチ分が存在するが、ｂで示す区間にはスケールＧＰの２．５ピッチ分が存在し、ｅで示す区間にはスケールＧＰの６ピッチ分が存在する。

図１０に示す例では、スケール間隔（ピッチ）ＳＳが等間隔（ピッチ誤差が無い状態）であれば、例えば、１つのエンコーダ取付角度θｓ及び１つのエンコーダ間距離ＸＳの間には規定数（この例では３ピッチ分）のスケールＧＰが存在するものとする。実際には、上述したスケールＧＰの誤差要因によって、１つのエンコーダ取付角度θｓ及び１つのエンコーダ間距離ＸＳの間に存在するスケールＧＰのピッチ数は、前述した規定数から増減してしまう。図１０のａで示す区間でのスケール間隔（ピッチ）をＳＳａ、ｂで示す区間でのスケール間隔（ピッチ）をＳＳｂ、ｅで示す区間でのスケール間隔（ピッチ）をＳＳｅとした場合、ＳＳｂ＞ＳＳａ＞ＳＳｅの状態になっている。

スケールＧＰのピッチ間隔がこのような状態の場合でも、各区間ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ毎に、一対のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の各々による読み値の差分値を求めることで、スケールＧＰのピッチ誤差が求められる。

上記のようにスケールＧＰのピッチ誤差を、原点を基準としてスケール円盤ＳＤのスケール面の全周に渡って、一定角度位置毎に求めてマップ化することにより、制御装置１４は、スケール円盤ＳＤの変形等によってスケールＧＰにピッチ誤差が生じても、スケールＧＰの移動距離（回転量）を補正することができるので、精度のよい位置計測（周方向における位置計測）が実現できる。さらに、変位センサＲＦ１〜ＲＦ５（第２計測装置３５）は、エンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５の各々の周方向の位置に対応して位置で、第２ドラム部材ＤＲの外周面の各位置の変位を計測する。これにより、第２ドラム部材ＤＲの外周面の真円からの変形誤差や回転中心線ＡＸ２からの偏心誤差が高精度に求められる。偏心誤差が許容範囲以下で十分に小さいとみなされる場合、５ヶ所の変位センサＲＦ１〜ＲＦ５を用いずに、１ヶ所、又は２ヶ所の変位センサのみで、第２ドラム部材ＤＲの外周面の真円からの変形誤差を求めることも可能である。しかしながら、偏心誤差と真円からの変形誤差とが同程度の場合は、多数の変位センサによる計測値（第２ドラム部材ＤＲの外周面の径方向の変位量）を使うことによって、外周面の真円からの変形誤差と偏心誤差とを別けて求めることができる。また、第２ドラム部材ＤＲの回転中に、複数の変位センサの各々による計測値を同時に取得して第２ドラム部材ＤＲの特定の回転位置における外周面の真円からの変形誤差（偏心誤差を含む場合もある）を求めることで、第２ドラム部材ＤＲの外周面の周方向の移動量（すなわち基板Ｐの移動量）をリアルタイムに求めることができる。もちろん、第２ドラム部材ＤＲの外周面の真円からの変形誤差や、偏心誤差は、第２ドラム部材ＤＲの特定の回転角度位置を原点とする全周に渡って、一定角度毎（例えば１度毎）の誤差マップ（補正テーブル）として記憶しても良い。

図１１は、第２ドラム部材ＤＲの外周面の移動量を補正する手順を示すフローチャートである。図１２は、スケールＧＰのピッチ誤差の補正マップの一例を示す図である。外周面の移動量を補正する場合、一対のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５のスケール面上での検出位置（読取位置）の周方向の間隔距離、すなわちエンコーダ間距離ＸＳと、第２ドラム部材ＤＲの基準の半径を予め計測（或いは設計値として設定）しておき、制御装置１４が有する記憶部に記憶させる。一対のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５がスケールＧＰを読み取る位置は、スケール円盤ＳＤが真円であり、かつ回転中心線ＡＸ２に対してスケール円盤ＳＤが偏心していない状態での位置とすることができる。この場合、図８に示すように、回転中心線ＡＸ２からスケール円盤ＳＤの設計上の半径（中心からスケール面までの距離）をｒｄとしたとき、半径ｒｄで湾曲した円筒状のスケール面上で、一対のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５のエンコーダ間距離ＸＳが計測される。図１０に示す例において、スケール円盤ＳＤのスケール面は、矢印Ｒで示す方向、すなわち、エンコーダヘッドＥＮ４からエンコーダヘッドＥＮ５に向かって回転する。

ステップＳ１０１において、図１に示す基板処理装置１１の処理が開始されていない場合（ステップＳ１０１、Ｎｏ）、スケールＧＰ等の補正は実行しない。ステップＳ１０１において、基板処理装置１１の処理が開始されている場合（ステップＳ１０１、Ｙｅｓ）、制御装置１４は、所定のタイミングでエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５及び変位センサＲＦ４、ＲＦ５の各々からの読み取り値を取得（サンプリング又はラッチ）する（ステップＳ１０２）。所定のタイミングで取得とは、例えば、スケール円盤ＳＤが回転中心線ＡＸ２を中心として所定の角度α（度）だけ回転する毎に、制御装置１４がエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５からの２相信号に応じてスケールＧＰの移動量を計数するデジタルカウンタ回路の計数値をＣＰＵ等が読み取ることをいう。スケール円盤ＳＤが等角速度（等周速度）で回転している場合、所定の時間ｔ毎に、制御装置１４がエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の各々からの２相信号をそれぞれ入力するデジタルカウンタ回路の計数値をＣＰＵ等が読み取ってもよい。この例において、α（度）は、例えば、０．１〜０．６度、０．８度、０．９度、１．０〜２．０度等の３６０度の約数であるが、αはこれに限定されるものではない。

スケール円盤ＳＤ（及び第２ドラム部材ＤＲ）が等角速度で回転している場合、制御装置１４は、時間ｔ毎に各エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５による計数値、及び変位センサＲＦ３，ＲＦ４、ＲＦ５からの計測値を取得する。制御装置１４が、所定の角度α毎に両方のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５からこれらの読み取り値を取得する場合、例えば、スケール円盤ＳＤの回転角度を検出する他のエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３のいずれか１つを回転角度検出手段として使用する。そして、制御装置１４は、スケール円盤ＳＤが角度αだけ回転したことを回転角度検出手段が検出したタイミング毎に、両方のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５による計数値を取得する。なお、回転角度検出手段は、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５のいずれか一方としても良い。例えば、エンコーダヘッドＥＮ４を回転角度検出手段として用いた場合、制御装置１４は、スケール円盤ＳＤが角度αだけ回転したことをエンコーダヘッドＥＮ４が検出したタイミング毎に、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の各々からの２相信号を計数するカウンタ回路の計数値を同時にサンプリングする。以上のように、一定角度α毎、又は一定時間ｔ毎に、２つのエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の各々による計数値をサンプリングすることを、スケール円盤ＳＤ（及び第２ドラム部材ＤＲ）の１回転分以上に渡って実行する。

次に、ステップＳ１０３に進み、制御装置１４は、ステップＳ１０２で取得した読み取り値に基づき、スケールＧＰのピッチ誤差（或いは誤差の補正値）を求める。具体的には、同時にサンプリングされたエンコーダヘッドＥＮ４用のカウンタ回路の計数値と、エンコーダヘッドＥＮ５用のカウンタ回路の計数値との差分値を制御装置１４によって求め、スケール円盤ＳＤのスケール面の全周に渡って、ピッチ誤差のマップ又はピッチ誤差を補正する為の補正マップを作成する。マップ作成の為に第２ドラム部材ＤＲも３６０度以上に渡って回転するので、制御装置１４は、変位センサＲＦ１〜ＲＦ５の各々によって計測される第２ドラム部材ＤＲの外周面の径方向の変位量を、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５（又はＥＮ１〜ＥＮ３の各々）による計数値のサンプリングのタイミングで、読み取って逐次記憶する。

また、スケールＧＰ（ＧＰａ、ＧＰｂ）のピッチ誤差の計測に際しては、２つの隣接したエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の各々の計測位置の間隔距離に相当するスケールＧＰ上の距離（長さ、或いはスケールＧＰの格子数）を仮想的な基準距離ＮＳ_０としても良い。その場合は、例えば、エンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５が、スケール円盤ＳＤの全周に形成されたスケールＧＰ中の１ヶ所に形成された原点パターンを検出したときに原点信号（Ｚ相信号）を出力する機能を利用する。原点信号は、スケール円盤ＳＤの１回転毎に１回発生するパルス状の信号であり、エンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５の各々に対応して接続されたデジタルカウンタ回路は、原点信号（パルス）に応答して計数値をゼロリセットするように構成されている。そこで、制御装置１４は、エンコーダヘッドＥＮ４による原点パターンの検出でゼロリセットされた後にエンコーダヘッドＥＮ４に対応したカウンタ回路で計数される計数値を、次に原点パターンを検出するエンコーダヘッドＥＮ５からの原点信号の発生に応答してラッチして記憶する。ラッチして記憶されたエンコーダヘッドＥＮ４に対応したカウンタ回路による計数値は、２つのエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の間を原点パターンが移動した距離に相当し、その計数値をスケールＧＰ上の基準距離ＮＳ_０として用いる。これ以降において、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５（対応したカウンタ回路）は、スケールＧＰの計数を継続するとともに、所定の角度α毎又は所定の時間ｔ毎にサンプリングされる各エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５（対応したカウンタ回路）の各計数値（スケールＧＰの計数値）ＮＳａｎ、ＮＳｂｎを取得し、その差分長ＮＳｎ（ＮＳｎ＝ＮＳａｎ−ＮＳｂｎ）を、図１２に示す補正マップ（誤差テーブル）ＴＢｃとして逐次記憶していく。スケールＧＰ上のサンプリング範囲内（エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の周方向の間隔距離内）でのピッチ誤差をＳＳｒｎとすると、ピッチ誤差ＳＳｒｎは、基準距離ＮＳ_０を基準として、ＳＳｒｎ＝ＮＳｎ−ＮＳ_０によって求められる。ピッチ誤差ＳＳｒｎは、スケールＧＰの格子本数の小数点以下の誤差にも対応している。

さらに、制御装置１４は、変位センサＲＦ４で計測される変位量Ｄａｎと、変位センサＲＦ５で計測される変位量Ｄｂｎとを所定の角度α毎又は所定の時間ｔ毎にサンプリングして、図１２の補正マップ（誤差テーブル）ＴＢｃ中に、計測されたピッチ誤差ＳＳｒｎと対応するように逐次記憶する。さらに、制御装置１４は、サンプリングされた変位量Ｄａｎと変位量Ｄｂｎ、及び事前に設定された第２ドラム部材ＤＲの設計上の基準半径に基づいて、ピッチ誤差ＳＳｒｎを求めた所定の角度α毎（又は所定の時間ｔ毎）のサンプリング範囲内（エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の周方向の間隔距離以下）における第２ドラム部材ＤＲの外周面の周方向の部分距離Ｌｎを演算して、補正マップ（誤差テーブル）ＴＢｃ中に記憶させる。具体的には、ピッチ誤差ＳＳｒｎを求めた所定の角度α毎（又は所定の時間ｔ毎）のサンプリング範囲内（エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の周方向の間隔距離以下）において、第２ドラム部材ＤＲの外周面と回転中心線ＡＸ２との距離である設計上の基準半径で規定される真円の角度αに対応した一部分の半径値を、変位量Ｄａ、Ｄｂを用いて計算上で微少に補正することを、所定の角度α毎に繰り返し実行する。それによって得られた角度α毎の補正された半径値を周方向に平均化して３６０度に渡ってつなげたデータが、真円からの局所的な変形誤差を反映した第２ドラム部材ＤＲの外周面の精密な外形を表すことになる。

ここで、制御装置１４は、変位センサＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５で検出される第２ドラム部材ＤＲの外周面上の３点の検出結果に基づいて、第２ドラム部材ＤＲの中心軸のズレ（回転中心線ＡＸ２の偏心による振れ）も検出し、第２ドラム部材ＤＲの外周面の精密な変形誤差と偏心誤差とを別けて求めることもできる。図６に示すエンコーダヘッドＥＮ３〜ＥＮ５の各配置（周方向の位置）に対応して配置される変位センサＲＦ３〜ＲＦ５は、図８に示すように、変位センサＲＦ４（ＥＮ４）と回転中心線ＡＸ２とを結ぶＸＺ面内での直線と、変位センサＲＦ３（ＥＮ３）と回転中心線ＡＸ２とを結ぶＸＺ面内での直線とが成す角度は１２０度に設定され、変位センサＲＦ５（ＥＮ５）と回転中心線ＡＸ２とを結ぶＸＺ面内での直線と、変位センサＲＦ３（ＥＮ３）と回転中心線ＡＸ２とを結ぶＸＺ面内での直線とが成す角度は２１０度に設定されている。しかしながら、それらの角度１２０度、２１０度は限定的なものではなく、変位センサＲＦ３とエンコーダヘッドＥＮ３は、変位センサＲＦ４（エンコーダヘッドＥＮ４）から見て、（９０−θｓ／２）度の角度位置であって、変位センサＲＦ５（エンコーダヘッドＥＮ５）から見て、（９０＋θｓ／２）度の角度位置であっても良い。

ステップＳ１０３で、制御装置１４は、その角度αと対応付けて図１２に示す補正マップＴＢｃを作成する。なお、図１２に示すように補正マップＴＢｃには、エンコーダヘッドＥＮ４に対応したカウンタ回路によるスケールＧＰの計数値ＮＳａ、エンコーダヘッドＥＮ５に対応したカウンタ回路によるスケールＧＰの計数値ＮＳｂ、変位センサＲＦ４で計測した変位量Ｄａ及び変位センサＲＦ５で計測した変位量Ｄｂも記述する。実際の補正マップＴＢｃとして必要な情報は、計数値ＮＳａと計数値ＮＳｂとの差分値ＮＳの基準値からの誤差であるピッチ誤差ＳＳｒｎと、変位センサＲＦ４、ＲＦ５の各々で計測された変位量Ｄａ２、Ｄｂ２に基づいて算出される第２ドラム部材ＤＲの外周面の角度α毎の部分距離Ｌｎである。補正マップＴＢｃは、制御装置１４の記憶部に記憶されている。図６、図８に示すように、基板処理装置１１が３以上のエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５を有する場合、制御装置１４は、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５以外、例えば、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２と変位センサＲＦ１、ＲＦ２を使って補正マップＴＢｃを作成し、スケールＧＰのピッチ誤差ＳＳｒｎ、第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差（周方向の局所的な部分距離Ｌｎ）を求めて、補正してもよい。

次に、ステップＳ１０５に進み、基板処理装置１１の処理が終了していない場合（ステップＳ１０５でＮｏ）には、制御装置１４は、ステップＳ１０２〜ステップＳ１０４を継続し、基板処理装置１１の処理が終了した場合（ステップＳ１０５でＹｅｓ）には、制御装置１４は、スケールＧＰのピッチ誤差ＳＳｒｎ、回転角度位置（例えば角度α毎）に対応した第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差に関する補正マップ作成を終了する。なお、補正マップＴＢｃの作成の際、第２ドラム部材ＤＲの１回転で必要な情報（計数値ＮＳａ、ＮＳｂ、変位量Ｄａ、Ｄｂ等）は得られるが、第２ドラム部材ＤＲの複数回の回転で得られる情報を平均化することで、再現性の良い補正マップが得られる。

次に、図１３及び図１４を用いて、補正処理を模式的に説明する。図１３及び図１４は、それぞれ、第２ドラム部材ＤＲの外周面の真円からの形状誤差に起因した基板Ｐの移動誤差を補正する手順を説明するための概念図である。図１１に示すフローチャートに基づいて、、図１２に示すような補正マップＴＢｃを作成しておけば、、第２ドラム部材ＤＲの外周面の周方向における一定の単位長を、スケールＧＰをエンコーダヘッド（ＥＮ１〜ＥＮ５）で計測したときの角度範囲として精密に特定（換算）することができる。

制御装置１４は、まず、図１３に示すように、第２ドラム部材ＤＲ及びスケール円盤ＳＤを回転させつつエンコーダＥＮ４，ＥＮ５で検出した回転角度位置毎のピッチ誤差ＳＳｒｎに基づいて、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰを０度（例えば原点）〜３６０度までの直線的なスケール９２ａとみなしたときの各目盛（格子）位置９６ａ（例えば、角度α毎の位置）を、それぞれ角度間隔θａが一定の目盛（格子）位置９６ｂに換算する。これにより、第２ドラム部材ＤＲの外周面に周方向に沿って角度間隔θａで一定となる目盛位置９６ｂを対応付けることができる。

さらに、図１４に示すように、変位センサＲＦ４、ＲＦ５で検出した第２ドラム部材ＤＲの外周面の真円からの形状誤差（外周面の径方向の位置変動）９７と、角度間隔θａで一定（等間隔）にした目盛位置９６ｂとを重ねると、目盛９６ｂと目盛９６ｂとの間の位置によって、角度間隔θａが一定でも部分距離Ｌｎは変動する。このため、形状誤差９７を含む第２ドラム部材ＤＲの外周面を周方向に０度〜３６０度に渡って直線的に展開した距離スケール９８ａとみなし、その距離スケール９８ａ上に目盛位置９６ｂを重ねると、位置によって目盛位置９６ｂの間隔が変化することになる。本実施形態の制御装置１４は、各目盛位置９６ｂと部分距離Ｌｎとの関係に基づいて、仮想的な距離スケール９８ａ上での各目盛位置９６ｂの間の部分距離Ｌｎが一定距離Ｌｃとなるような目盛位置９６ｃを持つ距離スケール９８ｂに計算上で補正（変換）する。これによって、距離スケール９８ｂ上に一定距離Ｌｃごとに設定される各目盛位置９６ｃが並び、距離スケール９８ｂ上に設定される各目盛位置９６ｃを、エンコーダヘッド（ＥＮ１〜ＥＮ５）の各々が計測するスケールＧＰ上の角度スケール９２ｃに対応付けると目盛位置９６ｄとなる。各目盛位置９６ｄの間隔は、ピッチ誤差ＳＳｒｎや第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差９７に基づいて、第２ドラム部材ＤＲの外周面の変形に倣って一定距離となるように補正されたものであり、その一定距離は、第２ドラム部材ＤＲの外周面に密着して搬送される基板Ｐの搬送距離に相当する。なお、以上の説明で図示した目盛位置９６ａ、９６ｂ、９６ｃ、９６ｄの各々は、必ずしもスケール円盤ＳＤのスケールＧＰ中の１本１本の格子（例えば、線幅２０μｍのライン）の位置を表すものでのではなく、一定本数（例えば１００本、２００本）毎に位置する格子の位置を表すものである。

以上のように、制御装置１４は、作成した補正マップＴＢｃに基づいて、エンコーダヘッド（ＥＮ１〜ＥＮ５）の各々に対応したカウンタ回路の計数値（読み値）を補正して利用することによって、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰのピッチ誤差と、第２ドラム部材ＤＲの外周面の真円からの形状誤差（或いは偏心誤差）とを補正した状態で、基板Ｐの長尺方向の移動位置や移動距離をリアルタイムに精密に計測することができ、結果的に、基板Ｐ上に露光されるデバイスパターンの描画品質が向上する。

制御装置１４は、スケール円盤ＳＤが所定速度で回転し続けている間の任意のｎ回転の期間で、図１２に示すような補正マップＴＢｃ中の各計測値（計数値ＮＳａ、ＮＳｂと変位量Ｄａ、Ｄｂ等）を再取得して、ピッチ誤差ＳＳｒｎや部分距離Ｌの値を再演算して更新するようにしても良い。このようにすると、補正マップＴＢｃを随時更新するため、環境温度の変化等によるスケール円盤ＳＤ及びスケールＧＰ、或いは第２ドラム部材ＤＲの外周面の短時間における変形又は寸法変化等にも迅速に対応できる。

制御装置１４がエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５及び変位センサＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５からこれらの読み取り値を取得する際に、取得のタイミングが短いほど、又はエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の間隔（図８中の角度θｓ）が小さいほど、補正マップＴＢｃによる各種の補正精度が向上する。エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５（或いは他の２ヶ所のエンコーダヘッド）の間隔は、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の物理的な大きさ、及びその他の部品配置との兼ね合い等から、ある程度の制約を受ける。このため、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５からこれらの読み取り値を取得する際のタイミングを短くする方が、汎用性は高くなるという利点がある。

図１５Ａ及び図１５Ｂは、それぞれ一対のエンコーダヘッドからこれらの読み取り値を取得する際のタイミングを示す概念図である。上述した例では、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰが回転中心線ＡＸ２を中心として所定の角度α（度）だけ回転する毎に、制御装置１４がエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の各々に対応したカウンタ回路による計数値を読取り値として取得した。このときのα（度）は、３６０度の約数とした。すると、スケール円盤ＳＤが複数回転した場合、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５は毎周、スケールＧＰ上の同じ位置を読み取ることになり、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５による読取り値（計数値）には固有の周期性が含まれてしまう（図１５Ａ参照）。この場合、スケールＧＰの補正精度を向上させるためには、所定の角度αを小さくする必要があるが、装置の制約等から無闇に角度αを小さくすることはできない。

そこで、本実施形態においては、各エンコーダヘッド（ＥＮ１〜ＥＮ５）にとって、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰは回転によって無限に続く連続体であるので、必ずしもスケール円盤ＳＤの一周毎の周期性を担保しない方式でも、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５を用いて連続的にピッチ誤差ＳＳｒｎや変位量Ｄａ、Ｄｂ等の測定が可能である。このため、例えば、角度α（度）を３６０度の約数とならない数とし、スケール円盤ＳＤを複数回転させることにより、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５による読み取り位置の周期性を崩すことができる。特に、角度α（度）を３６０度の約数とならない数で、かつ素数とすることにより、前述した周期性をより効果的に崩すことができる。その結果、図１５Ｂに示すように、所定の角度αが大きくても、スケールＧＰ（スケール円盤ＳＤ）が周回を重ねる毎に、スケールＧＰ上の角度α毎の読み取り位置が微小にズレてくるため、結果としてエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５によるスケールＧＰの測定間隔を小さくすることができる。

図１６は、角度α（度）を３６０度の約数とならない数とし、スケール円盤ＳＤを複数回転させて、補正マップＴＢｃの各計測値（計数値ＮＳａ、ＮＳｂや変位量Ｄａ、Ｄｂ）を求める際のフローチャートである。図１６に示す例では、スケール円盤ＳＤの複数のスケールＧＰが回転中心線ＡＸ２を中心として所定の角度α（度）だけ回転する毎に一対のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５及び変位センサＲＦ３、ＲＦ４、ＲＦ５がこれらを読み取る場合において、角度αを３６０度の約数でない素数とした場合の処理手順を示し、角度αは、例えば、７度、或いは１１度等とする。

図１６のステップＳ２０１〜ステップＳ２０４の各々は、角度α（度）を３６０度の約数とした上述の図１１におけるステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の各々と同様なので、説明を省略する。ステップＳ２０５において、制御装置１４は、補正値を求め始めてからスケール円盤ＳＤが規定の回転数まで回転していない場合（ステップＳ２０５でＮｏと判断）、ステップＳ２０２〜ステップＳ２０５を繰り返す。ステップＳ２０５において、制御装置１４は、補正値を求め始めてからスケール円盤ＳＤが規定の回転数まで回転した場合（ステップＳ２０５でＹｅｓと判断）、ステップＳ２０６に進む。ステップＳ２０６は、角度α（度）を３６０度の約数とした図１１中のステップＳ１０５と同様なので説明を省略する。ステップＳ２０５における規定の回転数は２回転以上であればよいが、規定の回転数（ステップＳ２０２〜Ｓ２０５のループ数）がある数以上になると、スケールＧＰの補正精度（すなわち補正マップＴＢｃの精度）を向上させる効果は小さくなる。このため、２回転以上の適切な範囲（例えば１０回転）で規定の回転数を設定することが好ましい。

図１７は、基板処理装置（露光装置）の第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差と偏心誤差が複合した状態を誇張して示した概念図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、変位センサＲＦ１〜ＲＦ５を設けることで、第２ドラム部材ＤＲの外周面１０４の真円１０５からの形状誤差による周方向の局所的な部分距離Ｌｎ（例えば、角度α毎）を計測することができる。ここで、図１７に示すように、第２ドラム部材ＤＲの機械的な中心軸１０２が、回転中心線ＡＸ２（スケール円盤ＳＤの回転中心軸）に対して偏心している場合で、形状誤差によって中心軸１０２から外周面１０４までの距離、つまり半径が回転方向の位置によって微少に変動する形状であっても、第２ドラム部材ＤＲの外周面１０４の周方向における局所的な部分距離Ｌｎを高い精度で計測することができる。これにより、第２ドラム部材ＤＲの外周面１０４が図１７のように偏心誤差と形状誤差を伴った場合でも、第２ドラム部材ＤＲの外周面１０４に密着して搬送される基板Ｐの移動量は、高い精度で計測され、その結果、第２ドラム部材ＤＲの回転制御が精密になり、基板Ｐに描画（形成）されるパターンの品質や位置決め精度を高めることができる。

図１８は、基板処理装置（露光装置）の第２ドラム部材ＤＲの外周面の形状誤差と第２ドラム部材ＤＲの回転中の姿勢変化とが混在した場合を誇張して示す概念図である。図１８では、回転中心軸ＡＸ２に対する偏心誤差、外周面の形状誤差が理論上でゼロの第２ドラム部材ＤＲ（設計上の状態）を破線で表し、実際の第２ドラム部材をＤＲ’で表す。実際の第２ドラム部材ＤＲ’の外周面は、例えば、＋Ｙ方向側の端部の径が、−Ｙ方向側の端部の径に対して少しだけ大きく、さらに、第２ドラム部材ＤＲ’の＋Ｙ方向側の端部の機械的な中心点、及び、第２ドラム部材ＤＲ’の−Ｙ方向側の端部の機械的な中心点が、それぞれ回転中心軸ＡＸ２に対して、ＸＺ面内で異なる方向に異なる程度で偏心しているものとする。

このような場合も、第２ドラム部材ＤＲ’の−Ｙ方向側に、スケール円盤ＳＤａ（スケールＧＰａ）を計測するエンコーダヘッドＥＮ４ａ（ＥＮ５ａ）に対応した角度位置で設置される変位センサＲＦ４（ＲＦ５）によって計測される変位量Ｄａ、Ｄｂと、第２ドラム部材ＤＲ’の＋Ｙ方向側に、スケール円盤ＳＤｂ（スケールＧＰｂ）を計測するエンコーダヘッドＥＮ４ｂ（ＥＮ５ｂ）に対応した角度位置で設置される変位センサＲＦ４（ＲＦ５）によって計測される変位量Ｄａ、Ｄｂとに基づいて、第２ドラム部材ＤＲ’の外周面の形状誤差を推定できる。

また、第２ドラム部材ＤＲ’全体が、例えばＸＹ面内でＺ軸と平行な軸回りに角度θｚだけ傾いた状態、すなわち、第２ドラム部材ＤＲ’の両端に突出したシャフトを支持するベアリング等のガタやゆがみによって、回転中心軸ＡＸ２を規定するシャフト自体が微小に傾きながら回転している場合もある。そのような場合も、第２ドラム部材ＤＲ’のＹ方向の両側に配置した変位センサＲＦ４（ＲＦ５）によって、第２ドラム部材ＤＲ’の外周面の形状誤差（単位回転角度当りの外周面の径方向の変位量等）を３６０度に渡って推定することができる。さらに、シャフト自体が微少に傾いた状態で第２ドラム部材ＤＲ’が回転すると、スケール円盤ＳＤａ、ＳＤｂがエンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５の各々に対して、僅かに偏心した状態で回転することになり、複数のエンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５の各々で計測されるスケールＧＰａ、ＧＰｂの回転位置（カウンタ回路の計数値）を比較演算することで、第２ドラム部材ＤＲ’の回転中の姿勢変化も推定できる。

以上のようにして、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５、変位センサＲＦ４、ＲＦ５等によって、図１２のような補正マップＴＢｃを作成した後は、第２ドラム部材ＤＲの外周面上に図３や図７のように設定される奇数番の投影領域ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ５用のエンコーダヘッドＥＮ１と、偶数番の投影領域ＰＡ２、ＰＡ４、ＰＡ６用のエンコーダヘッドＥＮ２との各々によるスケールＧＰの計測値（カウンタ回路の計数値）を、補正マップＴＢｃに基づいて補正して、基板Ｐ上の露光位置を特定する為に使うことができる。補正マップＴＢｃは、スケール円盤ＳＤのスケール部ＧＰ中の１ヶ所の原点（カウンタ回路をゼロリセットする）を基準に３６０度に渡って、回転角度α毎の誤差値（補正値）を記憶しているので、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５以外のエンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ３の補正マップとしても流用できる。

本実施形態においては、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５の両方を基板Ｐが露光装置ＥＸによって露光処理される部分よりも、第２ドラム部材ＤＲの回転方向とは反対側に配置しているが、一方を露光処理される部分に配置してもよい。例えば、エンコーダヘッドＥＮ５を第１読み取り部とし、エンコーダヘッドＥＮ１を第２読み取り部とし、両者の読み取り値（カウンタ回路の計数値）の差分に基づいてスケールＧＰのピッチ誤差を求め、エンコーダヘッドＥＮ５の配置に対応した変位センサＲＦ５と、エンコーダヘッドＥＮ１の配置に対応した変位センサＲＦ１とを用いて、外周面の形状誤差を求めて補正マップＴＢｃを作成してもよい。

また、本実施形態では、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２は、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５に対応した位置に配置されているので、基板Ｐの表面における変化をアライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２で計測することにより、処理位置における基板Ｐの変化を予測して、処理時に補正することもできる。さらに、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５に加え、これらとは異なる位置、例えば、処理位置に配置されているエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２（及び変位センサＲＦ１、ＲＦ２）の少なくとも一方を用いて、回転中心線ＡＸ２の振れ（回転中心線ＡＸ２と直交する方向における動き）、第２ドラム部材ＤＲの外周面の真円度（形状歪み）、又は第２ドラム部材ＤＲの偏心等を計測して、補正マップを作成し、その補正マップに基づいて、基板Ｐ上の処理位置を精密に補正することもできる。

次に、第１読み取り部としてのエンコーダヘッドＥＮ４と第２読み取り部としてのエンコーダヘッドＥＮ５とを配置する間隔について説明する。エンコーダヘッドＥＮ４とエンコーダヘッドＥＮ５とは、エンコーダヘッドＥＮ４と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線（設置方位線Ｌｅ４）とエンコーダヘッドＥＮ５と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線（設置方位線Ｌｅ５）とのなす中心角であるエンコーダ取付角度θｓ（図８参照）は、９０度（２７０度）、１８０度以外の角度となるように配置されることが好ましい。さらに、エンコーダ取付角度θｓは４５度以内が好ましく、このようにすることで、２個のエンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５によって計測されるピッチ誤差の傾向を細かく求めることができる。
また、露光位置に対応して配置されるエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２の各々に対して、エンコーダヘッドＥＮ４をエンコーダヘッドＥＮ１から９０度の位置に配置し、エンコーダヘッドＥＮ５をエンコーダヘッドＥＮ２から９０度の位置に配置することによって、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ４、ＥＮ５の各計測値（計数値）を、第２ドラム部材ＤＲの１回転に渡って比較演算することによって、回転中心線ＡＸ２の振れ、又は第２ドラム部材ＤＲの偏心誤差等を簡単に計測することもできる。

次に、基板処理装置１１がスケール円盤ＳＤの真円度を調整する機構を有している場合について説明する。図１９、図２０は、スケール円盤の真円度を調整する真円度調整機構を説明するための説明図である。上述した図５、図６等では、第２ドラム部材ＤＲの直径に対してスケール円盤ＳＤの直径は小さく図示されているが、第２ドラム部材ＤＲの外周面のうち、基板Ｐが巻き付けられる外周面の直径と、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰが形成されるスケール面の直径とを揃える（ほぼ一致させる）ことが好ましい。このようにすることで、いわゆる、計測アッベ誤差をさらに小さくすることができる。この場合、露光装置ＥＸは、図１９に示すようなスケール円盤ＳＤのスケール面の真円度を調整する真円度調整機構Ｃｓを備えることが好ましい。なお、図１９は、設置方位線Ｌｅ４と回転中心軸ＡＸ２とを含む面で、第２ドラム部材ＤＲとスケール円盤ＳＤとの一部を破断した断面を示す。

スケール部材であるスケール円盤ＳＤは円環状の部材である。スケールＧＰを外周面に有するスケール円盤ＳＤは、第２ドラム部材ＤＲの第２中心軸ＡＸ２と直交する第２ドラム部材ＤＲの少なくとも一方の端部に固定されている。スケール円盤ＳＤは、第２中心軸ＡＸ２の周方向に沿ってスケール円盤ＳＤに設けられた溝Ｓｃを、溝Ｓｃと同半径でかつ第２中心軸ＡＸ２の周方向に沿って第２ドラム部材ＤＲに設けられた溝Ｄｃに対向させている。そして、スケール円盤ＳＤは、溝Ｓｃと溝Ｄｃとの間に転動体（例えば、球）等の軸受部材ＳＢを介在させている。

真円度調整機構Ｃｓは、スケール円盤ＳＤの内周側に備えられ、調整部材６０と、押圧部材ＰＰとを含む。そして、真円度調整機構Ｃｓは、例えば設置方位線Ｌｅ４と平行な方向である、第２中心軸ＡＸ２からスケールＧＰに向かう方向の押圧力を可変できる押圧機構を、回転中心線ＡＸ２を中心とする周方向に所定のピッチで複数（例えば、８箇所）備えている。調整部材６０は、押圧部材ＰＰを挿通し、スケール円盤ＳＤの雌ネジ部ＦＰ３及び第２ドラム部材ＤＲの雌ネジ部ＦＰ４にねじ込まれる雄ねじ部６１と、押圧部材ＰＰに接触するヘッド部６２とを有する。押圧部材ＰＰは、スケール円盤ＳＤの端部に周方向に沿ってスケール円盤ＳＤよりも半径の小さい円環状の固定板である。スケール円盤ＳＤは、第２ドラム部材ＤＲの周方向に向かって、複数の締結部材、すなわち雄ねじ部６１及びヘッド部６２を含む調整部材６０によって、第２ドラム部材ＤＲの少なくとも一方の端部に固定される。

設置方位線Ｌｅ４をスケール円盤ＳＤの内周側に延長した先には、スケール円盤ＳＤの内周側、かつ第２中心軸ＡＸ２と平行かつ第２中心軸ＡＸ２を含む断面において傾斜面ＦＰ２が形成されている。傾斜面ＦＰ２は、第２中心軸ＡＸ２に近づくにつれて、第２中心軸ＡＸ２と平行な方向の厚みが薄くなるような傾斜面である。押圧部材ＰＰには、第２中心軸ＡＸ２に近づくにつれて第２中心軸ＡＸ２と平行な方向の厚みが厚くなるような傾斜面ＦＰ１が形成されている。そして、押圧部材ＰＰは、スケール円盤ＳＤに対して、傾斜面ＦＰ２と傾斜面ＦＰ１とが対向するように調整部材６０で固定されている。

真円度調整機構Ｃｓは、調整部材６０の雄ねじ部６１をスケール円盤ＳＤの雌ネジ部ＦＰ３にねじ込むことにより、押圧部材ＰＰの傾斜面ＦＰ１の押圧力が傾斜面ＦＰ２に伝達され、スケール円盤ＳＤの内側から外周側に向けて微少量弾性変形する。逆に、雄ねじ部６１を反対側に回転させることにより、押圧部材ＰＰの傾斜面ＦＰ１の抑制された押圧力が傾斜面ＦＰ２に伝達され、スケール円盤ＳＤの外周側から内側に向けて微少量弾性変形する。

真円度調整機構Ｃｓは、回転中心線ＡＸ２を中心とする周方向に所定のピッチで複数備える調整部材６０において、雄ねじ部６１を操作することにより、スケールＧＰの周方向の径を微少量調整することができる。また、真円度調整機構Ｃｓは、上述した設置方位線Ｌｅ１〜Ｌｅ５上にあるスケールＧＰを微小変形させることができるので、スケールＧＰの周方向の径を高精度に調整することができる。したがって、スケール円盤ＳＤの真円度に応じて、適切な位置の調整部材６０を操作することにより、スケール円盤ＳＤのスケールＧＰの真円度を高めたり、回転中心線ＡＸ２に対する微少偏心誤差を低減させたりして、３６０度に渡ってスケールＧＰのピッチ誤差を所定の範囲内に抑えることができる。なお、真円度調整機構Ｃｓが調整する調整量は、スケール円盤ＳＤの直径又は調整部材６０の半径位置によって異なるが、最大でも数μｍ程度である。なお、変位センサＲＦ４は、設置方位線Ｌｅ４と平行に配置され、第２ドラム部材ＤＲの外周面で基板Ｐで覆われていない部分Ｒｆｐと対向するように配置される。変位センサＲＦ４が光学的なギャップセンサーである場合、部分Ｒｆｐは一定の反射率を持って表面粗さが充分に小さい平滑面（鏡面）に加工されている。

図２０に示すように、スケール円盤ＳＤは、８個の調整部材６０によって第２ドラム部材ＤＲに固定されている。この場合、第１読み取り部としてのエンコーダヘッドＥＮ４と第２読み取り部としてのエンコーダヘッドＥＮ５とは、エンコーダヘッドＥＮ４と第２中心軸ＡＸ２とエンコーダヘッドＥＮ５との中心角であるエンコーダ取付角度θｓが、隣接する２ヶ所の調整部材６０の各々と第２中心軸ＡＸ２とを結ぶ線分が成す中心角βよりも小さくなるように配置されることが好ましい。

スケール円盤ＳＤは、調整部材６０によって第２ドラム部材ＤＲに固定されるので、調整部材６０の近傍では変形が発生する可能性がある。上述したように、θｓ＜βとすることで、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５は、隣接する調整部材６０間における変形に起因するスケールＧＰの誤差を確実に検出することができる。その結果、スケールＧＰの補正精度が向上する。

以上の実施形態の露光装置ＥＸは、図１〜図４に示したように、透過型の円筒マスクＤＭの内部に設けられた照明機構ＩＵからの照明光でマスクパターンを照明し、その透過光をマルチレンズ方式の投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ６を介して、第２ドラム部材ＤＲの外周面に支持された基板Ｐ上に投影露光する構成であった。しかしながら、少なくとも第２ドラム部材ＤＲのような回転ドラムの外周面の一部で、シート状の基板Ｐを長尺方向（搬送方向）に湾曲させて支持する基板支持機構（ロールステージ機構）を備えた露光装置であれば、上記の実施形態と同様に、エンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５と変位センサＲＦ１〜ＲＦ５を設けることによって、回転ドラムの外周面の形状誤差やエンコーダ計測用のスケールＧＰのピッチ誤差等によって生じ得る基板Ｐの送り誤差（移動量や移動位置の誤差）を低減することができ、基板Ｐ上に形成されるパターンの位置を精密に制御できる。

そのような、ロールステージ機構を備えた露光装置であって、透過型の円筒マスクを用いる投影露光装置として、例えば、国際公開ＷＯ２０１３／０３５６６１号公報に開示されているように、中空の円筒マスクの内部に投影光学系の一部の光学部材（レンズやミラー）を設けて、円筒マスクの内側の凹状に湾曲したパターン面の投影像を、湾曲支持された基板上に投影露光する装置もある。その他、ロールステージ機構を備えた露光装置としては、反射型の円筒マスクを用いる投影露光装置、透過型の円筒マスクを基板Ｐに近接（又は接触）させるプロキシミティ（コンタクト）露光装置、マスクを使わずにパターンの設計情報（ＣＡＤデータ）に基づいて変調される露光ビームを基板Ｐに投射するマスクレス露光装置等がある。反射型の円筒マスクを用いる投影露光装置としては、例えば、国際公開ＷＯ２０１４／０７３５３５号公報に開示されているように、反射型の円筒マスクと投影光学系との間に、偏光ビームスリッター（ＰＢＳ）と波長板（１／４λ膜）を設け、円筒マスクに向かう照明光束と、円筒マスクのパターンで反射された像光束とを偏光によって効率的に分離させる構成とした投影露光装置がある。

透過型の円筒マスクを用いたプロキシミティ露光装置としては、例えば、国際公開ＷＯ２０１３／１３６８３４号公報、又は国際公開ＷＯ２０１３／１７２０４８号公報に開示されているように、透過型の円筒マスクの回転中心線が延びる方向の両端部に、回転ドラムの外周面の一部と当接して円筒マスクを回転可能に支持するリング状の支持部を設け、円筒マスクのパターン面と基板との間のギャップを維持する構成、或いは、透過型の円筒マスクの両端部に、回転ドラムの外周面の一部や、回転ドラムで支持された基板の表面と対向するようなリング状又は湾曲したエアパッド部を設け、円筒マスクのパターン面と基板との間のギャップを維持する構成を備えて、ギャップを精密に管理した露光装置がある。さらに、コンタクト露光装置としては、例えば、国際公開ＷＯ２０１３／１０５３１７号公報に開示されているように、照明系を内蔵した中空の透過型円筒マスクを基板を支持する回転ドラムとして兼用し、円筒マスクと基板との長尺方向（周方向）の接触長を短くしてコンタクト露光すると共に、円筒マスクと基板との接触位置を相対的に長尺方向に微動可能な構成とし、基板上に露光されるパターンの位置を精密に調整可能とした露光装置もある。

マスクレス露光装置としては、例えば、国際公開ＷＯ２０１４／０３４１６１号公報に開示されているように、回転ポリゴンミラーによって走査されるビームをＣＡＤデータに応じて変調させて基板に照射する描画モジュールを、回転ドラムの回転軸の方向に複数配置した直描方式の露光装置、或いは、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）の複数の可動マイクロミラーの各々の角度位置をＣＡＤデータに応じて制御し、ＤＭＤで反射されたパターン像に対応した光分布を基板に投射するＤＭＤ方式の露光装置がある。

以上に挙げた各種方式の露光装置でも、シート状の基板を支持する回転ドラムの回転角度位置や基板の送り量の計測には、スケール円盤ＳＤと複数のエンコーダヘッド（ＥＮｎ）とが使われので、回転ドラムの周囲に変位センサ（ＲＦｎ）を設けることによって、回転ドラムの外周面の形状誤差（スケールのピッチ誤差も考慮した周方向の局所的な部分距離Ｌｎの変動）による基板の送り誤差に伴うパターンの露光位置のずれを精密に補正することができる。

上述説明した実施形態とその変形例、及び上述の実施形態が同様に適用可能な装置として先に挙げた、国際公開ＷＯ２０１３／０３５６６１号公報、国際公開ＷＯ２０１４／０７３５３５号公報、国際公開ＷＯ２０１３／１３６８３４号公報、国際公開ＷＯ２０１３／１７２０４８号公報、国際公開ＷＯ２０１３／１０５３１７号公報、国際公開ＷＯ２０１４／０３４１６１号公報の各々に開示された基板処理装置は、いずれも露光装置であった。しかしながら、シート状のフレキシブルな基板を長尺方向に送る回転ドラムを備え、回転ドラムで支持された基板に精密なパターニングを施したり、基板上のパターンを検査したりする装置であれば、露光装置に限られずに実施形態と同様の構成が適用できる。
例えば、特許第５２９４１４１号に開示されているように、搬送ローラの外周面の一部で支持されたシート基板上に、液滴塗布部（インクジェット等）からの液滴を塗布して、配線や電極のパターンを形成する印刷（塗布）装置、或いは、国際公開ＷＯ２０１１／１２６１３２号公報に開示されているように、回転ドラムの回りの周方向に沿って複数の処理部（塗布部等）を配置し、回転ドラムで支持された基板上に複数の処理を連続して施すような構成の処理装置であっても良い。

また、上記実施形態では、いずれも第２計測装置を変位センサＲＦ１〜ＲＦ５としたが、これに限定されない。第２計測装置は、固定された撮像装置（ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等のカメラヘッド）を用いることもできる。この場合、第２ドラム部材（回転ドラム）ＤＲの外周面に基準パターン（基準指標）が形成されていれば、エンコーダヘッド（ＥＮ１〜ＥＮ５）によって計測される第２ドラム部材ＤＲの一定回転角度毎に、第２ドラム部材の基準パターンを撮像装置で撮影し、その画像情報に基づいて、第２ドラム部材の外周面の局所的な部分距離Ｌｎの変動を計測することも可能である。そのためには、国際公開ＷＯ２０１４／０３４１６１号公報に開示されているように、第２ドラム部材（回転ドラム）ＤＲの外周面に、所定の反射率となるように調整された基準パターン（線状パターン）を、周方向に一定ピッチで形成すると良い。その場合、第２計測装置としての撮像装置による撮像領域の大きさは、周方向に関して少なくとも２ヶ所の基準パターンが含まれるように設定される。その２ヶ所の基準パターンの周方向のピッチ（間隔）は設計上で既知なので、撮像装置で順次撮像される画像情報を比較することによって、周方向に隣り合う基準パターンの間隔の誤差が計測できる。その誤差は、上述の実施形態で求めた局所的な部分距離Ｌｎの誤差に相当する。なお、第２計測装置は、アライメント顕微鏡ＡＭＧ１、ＡＭＧ２とし、基板Ｐが第２ドラム部材ＤＲに掛け回される前に、第２ドラム部材ＤＲの外周面に形成された基準パターンの周方向の間隔変動を計測しても良い。

ところで、上述の実施形態では、補正マップＴＢｃの作成の際に、エンコーダヘッドＥＮ４、ＥＮ５と変位センサＲＦ４、ＲＦ５を使った。エンコーダヘッドＥＮ、４ＥＮ５と変位センサＲＦ４、ＲＦ５の各設置方位は、第２ドラム部材ＤＲの回転中心軸ＡＸ２から見ると、いずれも基板Ｐが第２ドラム部材ＤＲの外周面に接触している範囲内に存在する。そこで、図５、図６で示したように、基板Ｐが第２ドラム部材ＤＲの外周面に接触していない範囲に配置されるエンコーダヘッドＥＮ３と同じ設置方位に配置される変位センサＲＦ３を、両端側の変位センサＲＦ３ａ、ＲＦ３ｂの中間部に、少なくとも１つ追加することにより、第２ドラム部材ＤＲの外周面のＹ方向の中央部分での真円からの形状誤差を求めることができる。すなわち、先の図１８で示すような第２ドラム部材ＤＲの外周面の周期的な形状誤差や姿勢誤差を、さらに正確に求めることができる。

また、上述の実施形態におけるエンコーダヘッドＥＮ１〜ＥＮ５と、変位センサＲＦ１〜ＲＦ５は、低熱膨張係数の金属材料（インバー等）やセラミックス材料（ガラスセラミック等）による支持部に一体に固設するのが望ましい。

（デバイス製造方法）
図２１は、実施形態に係る基板処理装置（露光装置）を用いてデバイスを製造するデバイス製造方法の手順を示すフローチャートである。このデバイス製造方法では、まず、例えば有機ＥＬ等の自発光素子による表示パネルの機能・性能設計を行い、必要な回路パターンや配線パターンをＣＡＤ等で設計する（ステップＳ３０１）。次いで、ＣＡＤ等で設計された各種レイヤー毎のパターンに基づいて、必要なレイヤー分の円筒マスクＤＭを製作する（ステップＳ３０２）。また、表示パネルの基材となる可撓性の基板Ｐ（樹脂フィルム、金属箔膜、プラスチック等）が巻かれた供給用ロールＦＲ１を準備しておく（ステップＳ３０３）。なお、このステップＳ３０３で用意しておくロール状の基板Ｐは、必要に応じてその表面を改質したもの、下地層（例えばインプリント方式による微小凹凸）を事前形成したもの、光感応性の機能膜や透明膜（絶縁材料）を予めラミネートしたもの、でもよい。

次いで、基板Ｐ上に表示パネルデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、ＴＦＴ（薄膜半導体）等によって構成されるバックプレーン層を形成するとともに、そのバックプレーンに積層されるように、有機ＥＬ等の自発光素子による発光層（表示画素部）が形成される（ステップＳ３０４）。このステップＳ３０４には、先の各実施形態で説明した露光装置ＥＸ、ＥＸ２、ＥＸ３、ＥＸ４を用いて、フォトレジスト層を露光する従来のフォトリソグラフィ工程も含まれるが、フォトレジストの代わりに感光性シランカップリング材を塗布した基板Ｐをパターン露光して表面に親撥水性によるパターンを形成する露光工程、光感応性の触媒層をパターン露光し無電解メッキ法によって金属膜のパターン（配線、電極等）を形成する湿式工程又は銀ナノ粒子を含有した導電性インク等によってパターンを描画する印刷工程、等による処理も含まれる。

次いで、ロール方式で長尺の基板Ｐ上に連続的に製造される表示パネルデバイス毎に、基板Ｐをダイシングしたり、各表示パネルデバイスの表面に、保護フィルム（対環境バリア層）やカラーフィルターシート等を貼り合せたりして、デバイスを組み立てる（ステップＳ３０５）。次いで、表示パネルデバイスが正常に機能するか、所望の性能や特性を満たしているかの検査工程が行われる（ステップＳ３０６）。以上のようにして、表示パネル（フレキシブル・ディスプレー）を製造することができる。

上記実施形態においては、円筒型マスクの外周面に形成されるパターンは、遮光パターンや反射パターンとしたが、位相パターンであっても良い。

また、上記実施形態の露光装置は、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度及び光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、露光装置の組立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組立工程は、各種サブシステム相互の機械的接続、電気回路の配線接続及び気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組立工程の前に、各サブシステム個々の組立工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組立工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。

また、上記実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の置換又は変更を行うこともできる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態で引用した露光装置等に関するすべての公開公報及び米国特許の記載を援用して本明細書の記載の一部とする。このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本発明の範囲に含まれる。

１１ 基板処理装置
１４ 制御装置
２１ 第１ドラム部材
２５ 第１検出器
３５ 第２検出器
６０ 調整部材
６１ 雄ねじ部
６２ ヘッド部
ＡＸ１ 回転中心線（第１中心軸）
ＡＸ２ 回転中心線（第２中心軸）
Ｃｓ 真円度調整機構
ＤＭ 円筒マスク
ＤＲ 第２ドラム部材
ＥＮ、ＥＮ１、ＥＮ２、ＥＮ３、ＥＮ４、ＥＮ５ エンコーダヘッド
ＥＸ 露光装置
Ｐ 基板
ＳＤ スケール円盤
ＴＢｃ 補正マップ

Claims (10)

1. 所定の中心線から一定半径の外周面を有する円筒体を、前記中心線の回りに回転させたときの前記外周面の回転方向の移動量を計測する回転円筒体の計測装置であって、
   前記中心線の回りに前記円筒体と共に回転すると共に、前記中心線から所定の半径位置に前記回転方向に沿って所定間隔で目盛が形成されたスケール部材と、
   前記中心線からみて所定方向に配置されて、前記スケール部材の目盛の移動を検出して、前記円筒体の回転方向の変位を計測する第１計測装置と、
   前記円筒体の外周面の前記半径の方向に関する変位、又は回転方向に関する部分的な周長の変化を、前記第１計測装置により計測される前記回転方向の変位に対応させて、前記外周面の回転方向の全周に渡って検出することにより、前記中心線から一定半径の真円に対する前記外周面の形状誤差に関する情報を計測する第２計測装置と、
   を有する回転円筒体の計測装置。
2. 前記第１計測装置によって計測される前記円筒体の回転方向の変位に基づいて、前記外周面の回転方向の移動量を求める際、前記外周面の回転方向に関する部分的な周長の変動を、前記計測される形状誤差に応じて算出する演算部をさらに有する
   請求項１に記載の回転円筒体の計測装置。
3. 前記第１計測装置は、前記スケール部材の前記目盛を読み取る第１読み取り部と、前記円筒体の周方向において前記第１読み取り部とは異なる角度位置に配置されて、前記目盛を読み取る第２読み取り部と、を有し、
   前記演算部は、前記第１読み取り部による前記目盛の読み取り値と、第２読み取り部による前記目盛の読み取り値との差分に基づいて、前記スケール部材の前記目盛の周方向のピッチ誤差を求め、前記円筒体の回転方向の移動量を算出する際に補正値として用いる、
   請求項２に記載の回転円筒体の計測装置。
4. 前記第２計測装置は、前記円筒体の外周面までの距離の変化を計測し、前記円筒体の外周面の径方向の変位を計測する
   請求項１から３のいずれか一項に記載の回転円筒体の計測装置。
5. 前記第２計測装置は、前記円筒体の外周面の周方向の複数の位置に形成された基準パターンを撮像する撮像装置を有し、前記撮像装置で取得した画像に基づいて、前記円筒体の外周面の回転方向に関する部分的な周長の変化を計測する請求項１から３のいずれか一項に記載の回転円筒体の計測装置。
6. 前記第２計測装置は、前記周方向の異なる３箇所の測定点の各々に配置された３つの変位センサを有し、該３つの変位センサの各々で計測される前記円筒体の外周面の径方向の変動に基づいて、前記円筒体の回転軸に対する偏心を検出し、
   前記演算部は、前記偏心を加味して前記円筒体の前記外周面の回転方向に関する部分的な周長の変化を算出する
   請求項２から５のいずれか一項に記載の回転円筒体の計測装置。
7. 前記スケール部材は、前記軸方向における前記円筒体の両端の各々に配置されており、
   前記第１計測装置は、前記両端に配置された前記スケール部材のそれぞれの目盛を検出し、
   前記第２計測装置は、前記軸方向における前記円筒体の両端の各々の近傍における前記円筒体の外周面の前記半径の方向に関する変位、又は回転方向に関する部分的な周長の変化を計測する
   請求項１から６のいずれか一項に記載の回転円筒体の計測装置。
8. 請求項２から７のいずれか一項に記載の回転円筒体の計測装置と、
   前記円筒体の外周面の一部に沿って、可撓性の長尺のシート基板の一部分を巻き付けた状態で、前記円筒体を前記軸の回りに回転することによって前記シート基板を搬送する駆動部と、
   前記円筒体に巻き付けられた前記シート基板の一部分のうち、前記円筒体の外周面の周方向における特定位置で、前記シート基板に所定の処理を施す処理部と、
   前記駆動部の動作を制御する制御部と、を有する基板処理装置。
9. 前記制御部は、前記処理部が前記基板に対して前記所定の処理を施しているときに、前記演算部によって算出された前記外周面の回転方向に関する部分的な周長の変動に応じて、前記円筒体の外周面の周方向の移動量が一定になるように、前記円筒体の回転を制御する
   請求項８に記載の基板処理装置。
10. 請求項８または９に記載の基板処理装置の処理部は、前記シート基板に所定のパターンの形状に応じた光エネルギーを照射する露光装置であり、
    表面に感光性機能層が形成された前記基板を、前記回転円筒体の外周面の一部で支持した状態で、前記長尺方向に送ることと、
    前記シート基板の前記回転円筒体で支持される部分に向けて、前記露光装置からの光エネルギーを照射することと、
    該照射された前記シート基板を処理することにより、前記シート基板上に所定のパターンの形状に対応した層を形成することと、を含む
    デバイス製造方法。

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