JP2019215588A - パターン描画装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の描画ユニットを用いて基板の幅方向にパターンを継ぎ露光する際の継ぎ誤差を低減し、複数の描画ユニットによる描画を基板に対して好適に行うことができるパターン描画装置、及びデバイス製造方法を提供する。【解決手段】パターン描画装置は、基板を表面に沿った第１方向に移動させながら、描画データに基づいたパターンを基板上に描画する。パターン描画装置の制御部は、複数の描画ユニットの各々によって基板にパターンを描画する際、アライメント顕微鏡によって検出されるマークの位置情報と、キャリブレーション検出系によって計測される誤差情報とに基づいて、描画ビームの投射位置を設定する。【選択図】図４

Description

本発明は、基板上に微細な電子デバイスの構造体を形成する為のパターン描画装置、及びデバイス製造方法に関するものである。

従来、基板処理装置として、シート状の媒体（基板）上の所定位置に描画を行う製造装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の製造装置は、幅方向に伸縮しやすい可撓性の長尺シート基板に対して、アライメントマークを検出することでシート基板の伸縮を計測し、伸縮に応じて描画位置（加工位置）を補正している。

特開２０１０−９１９９０号公報

特許文献１の製造装置では、基板を搬送方向に搬送しながら、空間変調素子（ＤＭＤ：Digital Micro mirror Device）をスイッチングすることで露光を行い、複数の描画ユニットにより基板にパターンを描画する。特許文献１の製造装置では、基板の幅方向に隣接するパターン同士を、複数の描画ユニットによって継ぎ露光しているが、継ぎ露光の誤差を抑制するため、テスト露光と現像を行なって生成される継ぎ部でのパターンの位置誤差の計測結果をフィードバックしている。しかしながら、そのようなテスト露光、現像、計測等の作業を含むフィードバック工程は、その頻度にもよるが、製造ラインを一時的に止めることになり、製品の生産性を低下させると共に、基板の無駄が発生する可能性がある。

本発明の態様は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数の描画ユニットを使って、基板の幅方向にパターンを継ぎ合わせて露光（描画）した場合でも、パターン同士の継ぎ誤差を低減し、基板に大きな面積のパターンを高精度に安定して描画するパターン描画装置、及びデバイス製造方法を提供することにある。

本発明の第１の態様に従えば、基板を表面に沿った第１方向に移動させながら、描画データに基づいたパターンを前記基板上に描画するパターン描画装置であって、前記基板を支持して前記第１方向に所定の速度で移動させる搬送機構と、前記基板上の前記第１方向と直交した第２方向に分けられた領域ごとに前記パターンを描画する為に、前記描画データに基づいて変調される描画ビームを、前記搬送機構で支持された前記基板の部分に向けて投射するように、前記第２方向に配列された複数の描画ユニットと、前記複数の描画ユニットに対して前記第１方向の上流側に配置されて、前記基板上に前記第１方向に沿って所定間隔で予め形成された複数のマークの各位置を、前記基板の移動中に逐次検出する為のアライメント顕微鏡と、前記描画ユニットに設けられ、前記パターンの描画中に前記描画ビームの一部を前記基板上の前記マークに投射したときに発生する反射光を光電検出して、前記描画ビームの投射位置の誤差に関する誤差情報を計測する為のキャリブレーション検出系と、前記複数の描画ユニットの各々によって前記基板に前記パターンを描画する際、前記アライメント顕微鏡によって検出される前記マークの位置情報と、前記キャリブレーション検出系によって計測される前記誤差情報とに基づいて、前記描画ビームの投射位置を設定する制御部と、を備えるパターン描画装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、シート状の基板の表面に電子デバイスを形成するデバイス製造方法であって、前記基板の表面に、フォトレジスト、感光性シランカップリング材、感光性還元材のいずれか１つによる感光性機能層を形成する塗布工程と、前記感光性機能層が形成された前記基板を、本発明の第１の態様に係るパターン描画装置に装着し、前記電子デバイスの為のパターンに対応した描画データに基づいて、前記感光性機能層に前記パターンを描画する露光工程と、前記露光工程の後の前記基板を更に処理する後処理工程と、を含み、前記後処理工程は、前記感光性機能層が前記フォトレジストの場合は現像処理を含み、前記感光性機能層が前記感光性シランカップリング材の場合は前記露光工程によって親液性となった部分にインクを選択塗布する塗布処理を含み、前記感光性機能層が前記感光性還元材の場合は前記露光工程によって露呈したメッキ還元基に対するメッキ処理を含む、デバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、複数の描画ユニットを用いて基板の幅方向にパターンを継ぎ露光する際の継ぎ誤差を低減し、複数の描画ユニットによる描画を基板に対して好適に行うことができるパターン描画装置、及びデバイス製造方法を提供することができる。

図１は、第１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。 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、基板上でのアライメント顕微鏡と描画ラインとの配置関係を示す図である。 図４は、図１の露光装置の回転ドラム及び描画装置の構成を示す図である。 図５は、図１の露光装置の主要部の配置を示す平面図である。 図６は、図１の露光装置の分岐光学系の構成を示す斜視図である。 図７は、図１の露光装置の複数の走査器の配置関係を示す図である。 図８は、走査器の反射面の倒れによる描画ラインのずれを解消する為の光学構成を説明する図である。 図９は、基板上でのアライメント顕微鏡と描画ラインとエンコーダヘッドとの配置関係を示す斜視図である。 図１０は、図１の露光装置の回転ドラムの表面構造を示す斜視図である。 図１１は、基板上での描画ラインと描画パターンとの位置関係を示す説明図である。 図１２は、ビームスポットと描画ラインとの関係を示す説明図である。 図１３は、基板上で得られる２パルス分のビームスポットの重畳量による強度分布の変化をシミュレーションしたグラフである。 図１４は、第１実施形態の露光装置の調整方法に関するフローチャートである。 図１５は、回転ドラムの基準パターンと、描画ラインとの関係を模式的に示す説明図である。 図１６は、回転ドラムの基準パターンからの反射光を明視野で受光する光電センサーから出力される信号を模式的に示す説明図である。 図１７は、回転ドラムの基準パターンからの反射光を暗視野で受光する光電センサーを模式的に示す説明図である。 図１８は、回転ドラムの基準パターンからの反射光を暗視野で受光する光電センサーから出力される信号を模式的に示す説明図である。 図１９は、回転ドラムの基準パターン同士の位置関係を模式的に示す説明図である。 図２０は、複数の描画ラインの相対的な位置関係を模式的に示す説明図である。 図２１は、基板の単位時間当たりの移動距離と、移動距離内に含まれる描画ラインの本数との関係を模式的に示す説明図である。 図２２は、パルス光源のシステムクロックと同期したパルス光を模式的に説明する説明図である。 図２３は、パルス光源のシステムクロックを生成する回路構成の一例を説明するブロック図である。 図２４は、図２３の回路構成における各部の信号の遷移を示すタイミングチャートである。 図２５は、各デバイス製造方法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。

［第１実施形態］
図１は、第１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）の長尺の基板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、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、デバイスを製造するための各種の処理を、供給用ロールから長尺方向に送り出される基板Ｐに対して繰り返し実行する。このため、処理後の基板Ｐ上には、複数の電子デバイス（表示パネル、プリント基板等）用のパターンが長尺方向に一定の間隔で連なった状態で形成される。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ための微細な隔壁構造（インプリント法で形成した凹凸構造）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、デバイス毎に分割（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）であり、ＸＹ面は露光装置ＥＸが設置される製造ラインの設置面Ｅと平行とする。

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ため、親液性となった部分の上に導電性インク（銀や銅等の導電性ナノ粒子を含有するインク）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ため、露光後、基板Ｐを直ちにパラジウムイオン等を含むメッキ液中に一定時間浸漬することで、パラジウムによるパターン層が形成（析出）される。

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、例えばディスプレーパネル用の各種回路または各種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、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各々から基板Ｐに向けて投射される描画ビームＬＢの各々を所定の走査方向に走査することで得られる複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５によって、基板Ｐに所定のパターンを露光する。

プロセス装置Ｕ２は、露光装置ＥＸで露光処理された基板Ｐを受け入れて、基板Ｐに対して後工程の処理（後処理）を行う。プロセス装置Ｕ２は、基板Ｐの感光性機能層がフォトレジストである場合は、基板Ｐのガラス転移温度以下でのポストベーク処理、現像処理、洗浄処理、乾燥処理等を行なう。また、基板Ｐの感光性機能層が感光性メッキ還元材である場合、プロセス装置Ｕ２は無電解メッキ処理、洗浄処理、乾燥処理等を行なう。さらに、基板Ｐの感光性機能層が感光性シランカップリング材である場合、プロセス装置Ｕ２は基板Ｐ上の親液性となった部分への液状インクの選択的な塗布処理、乾燥処理等を行なう。このようなプロセス装置Ｕ２を経ることによって、基板Ｐ上にデバイスのパターン層が形成される。

＜露光装置（基板処理装置）＞
続いて、図１から図１０を参照して、露光装置ＥＸ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、基板上でのアライメント顕微鏡と描画ラインとの配置関係を示す図である。図４は、図１の露光装置の回転ドラム及び描画装置（描画ユニット）の構成を示す図である。図５は、図１の露光装置の主要部の配置を示す平面図である。図６は、図１の露光装置の分岐光学系の構成を示す斜視図である。図７は、図１の露光装置の複数の描画ユニット内の走査器の配置関係を示す図である。図８は、走査器の反射面の倒れによる描画ラインのずれを解消する為の光学構成を説明する図である。図９は、基板上でのアライメント顕微鏡と描画ラインとエンコーダヘッドとの配置関係を示す斜視図である。図１０は、図１の露光装置の回転ドラムの表面構造の一例を示す斜視図である。

図１に示すように、露光装置ＥＸは、マスクを用いない露光装置、いわゆるマスクレス方式の描画露光装置であり、本実施形態では、基板Ｐを搬送方向（長尺方向）に一定の速度で連続搬送しながら、描画ビームＬＢのスポット光を所定の走査方向（基板Ｐの幅方向）に高速走査することで、基板Ｐの表面に描画を行って、基板Ｐ上に所定のパターンを形成するラスタースキャン方式の直描露光装置である。

図１に示すように、露光装置ＥＸは、描画装置１１と、基板搬送機構１２と、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２と、制御部１６とを備えている。描画装置１１は、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５を備えている。そして、描画装置１１は、基板搬送機構１２の一部でもある円筒状の回転ドラムＤＲの外周面の上方に密着支持された状態で搬送される基板Ｐの一部分に、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５によって、所定のパターンを描画する。基板搬送機構１２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。アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、基板Ｐ上に描画すべきパターンと基板Ｐ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。コンピュータ、マイコン、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ等を含む制御部１６は、露光装置ＥＸの各部を制御し、各部に処理を実行させる。制御部１６は、デバイス製造システム１を制御する上位の制御装置の一部または全部であってもよい。また、制御部１６は、上位の制御装置に制御される。上位の制御装置とは、例えば製造ラインを管理するホストコンピュータ等の別の装置であってもよい。

また、図２に示すように、露光装置ＥＸは、描画装置１１及び基板搬送機構１２の少なくとも一部（回転ドラムＤＲ等）を支持する装置フレーム１３を備え、その装置フレーム１３には、回転ドラムＤＲの回転角度位置や回転速度、回転軸方向の変位等を検出する回転位置検出機構（図４及び図９に示すエンコーダヘッド等）と、図１（又は図３、図９）に示すアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２等が取り付けられる。さらに、露光装置ＥＸ内には、描画ビームＬＢとしての紫外レーザ光（パルス光）を射出する光源装置ＣＮＴが、図４、図５に示すように設けられている。この露光装置ＥＸは、光源装置ＣＮＴから射出された描画ビームＬＢを、描画装置１１を構成する複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各々にほぼ均等な光量（照度）で分配する。

図１に示すように、露光装置ＥＸ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（床面）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の基板搬送機構１２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、回転ドラム（円筒ドラム）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（Ｙ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）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を幅方向に微動させて、基板Ｐの幅方向における位置を修正する。

ニップ方式の駆動ローラ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を回転ドラムＤＲへ向けて搬送する。回転ドラムＤＲは、基板Ｐ上でパターン露光される部分を、Ｙ方向に延びる回転中心線（回転軸）ＡＸ２から一定半径の円筒状の外周面に密着させて支持しつつ、回転中心線ＡＸ２の回りに回転することで、基板Ｐを長尺方向に搬送する。

このような回転ドラムＤＲを回転中心線ＡＸ２の回りに回転させるために、回転ドラムＤＲの両側には回転中心線ＡＸ２と同軸のシャフト部Ｓｆ２が設けられ、シャフト部Ｓｆ２は図２に示すように装置フレーム１３にベアリングを介して軸支される。このシャフト部Ｓｆ２には、不図示の駆動源（モータや減速ギア機構等）からの回転トルクが与えられる。なお、回転中心線ＡＸ２を含んでＹＺ面と平行な面を、中心面ｐ３とする。

２組のテンション調整ローラＲＴ１，ＲＴ２は、回転ドラム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組のニップ式の駆動ローラ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ＤＲ６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。

従って、基板搬送機構１２は、プロセス装置Ｕ１から搬送されてきた基板Ｐを、エッジポジションローラＥＰＣによって幅方向における位置を調整する。基板搬送機構１２は、幅方向の位置が調整された基板Ｐを、駆動ローラＤＲ４によりテンション調整ローラＲＴ１に搬送し、テンション調整ローラＲＴ１を通過した基板Ｐを、回転ドラムＤＲに搬送する。基板搬送機構１２は、回転ドラムＤＲを回転させることで、回転ドラムＤＲに支持される基板Ｐを、テンション調整ローラＲＴ２へ向けて搬送する。基板搬送機構１２は、テンション調整ローラＲＴ２に搬送された基板Ｐを、駆動ローラＤＲ６に搬送し、駆動ローラＤＲ６に搬送された基板Ｐを、駆動ローラＤＲ７に搬送する。そして、基板搬送機構１２は、駆動ローラＤＲ６及び駆動ローラＤＲ７により、基板ＰにたるみＤＬを与えながら、基板Ｐをプロセス装置Ｕ２へ向けて搬送する。

再び図２を参照して、露光装置ＥＸの装置フレーム１３について説明する。図２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おり、図１と同様の直交座標系となっている。

図２に示すように、装置フレーム１３は、Ｚ方向の下方側から順に、本体フレーム２１と、支持機構である三点座２２と、第１光学定盤２３と、移動機構２４と、第２光学定盤２５とを有している。本体フレーム２１は、防振ユニットＳＵ１，ＳＵ２を介して設置面Ｅ上に設置される部分である。本体フレーム２１は、回転ドラムＤＲ及びテンション調整ローラＲＴ１（不図示），ＲＴ２を回転可能に軸支（支持）している。第１光学定盤２３は、回転ドラムＤＲの鉛直方向の上方側に設けられ、三点座２２を介して本体フレーム２１に設置されている。三点座２２は、第１光学定盤２３を３つの支持点で支持しており、各支持点におけるＺ方向の位置（高さ位置）を調整可能となっている。このため、三点座２２は、水平面に対する第１光学定盤２３の盤面の傾きを所定の傾きに調整できる。なお、装置フレーム１３の組み立て時において、本体フレーム２１と三点座２２との間は、ＸＹ面内において、Ｘ方向及びＹ方向に位置調整可能となっている。一方で、装置フレーム１３の組み立て後において、本体フレーム２１と三点座２２との間はＸＹ面内では固定された状態（リジットな状態）となる。

第２光学定盤２５は、第１光学定盤２３の鉛直方向の上方側に設けられ、移動機構２４を介して第１光学定盤２３に設置されている。第２光学定盤２５は、その盤面が第１光学定盤２３の盤面と平行になっている。第２光学定盤２５には、描画装置１１の複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５が設置される。移動機構２４は、第１光学定盤２３及び第２光学定盤２５のそれぞれの盤面を平行に保った状態で、鉛直方向に延びる所定の回転軸Ｉを中心に、第１光学定盤２３に対して第２光学定盤２５を精密に微小回転させることができる。その回転範囲は、例えば基準位置に対して±数百ミリラジアン程度であり、１〜数ミリラジアンの分解能で角度設定ができるような構造となっている。また、移動機構２４は、第１光学定盤２３及び第２光学定盤２５のそれぞれの盤面を平行に保った状態で、第１光学定盤２３に対して第２光学定盤２５をＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方に精密に微小にシフト移動させる機構も備え、回転軸Ｉを基準位置からＸ方向又はＹ方向にμｍオーダーの分解能で微小変位させることができる。この回転軸Ｉは、基準位置において、中心面ｐ３内で鉛直方向に延在するとともに、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐの表面（円周面に倣って湾曲した描画面）内の所定点（基板Ｐの幅方向の中点）を通っている（図３参照）。このような移動機構２４によって、第１光学定盤２３に対して第２光学定盤２５を回転またはシフト移動させることで、回転ドラムＤＲ、或いは回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐに対する複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の位置を一体的に調整することができる。

続いて、図５を参照して、光源装置ＣＮＴについて説明する。光源装置ＣＮＴは、装置フレーム１３の本体フレーム２１上に設置されている。光源装置ＣＮＴは、基板Ｐに投射される描画ビームＬＢとしてのレーザ光を射出する。光源装置ＣＮＴは、基板Ｐ上の感光性機能層の露光に適した所定の波長域の光であって、光活性作用の強い紫外域の光を射出する光源を有する。光源としては、例えば、ＹＡＧの第三高調波レーザ光（波長３５５ｎｍ）で、連続発振、または数ＫＨｚ〜数百ＭＨｚ程度でパルス発振するレーザ光源が利用できる。

光源装置ＣＮＴは、レーザ光発生部ＣＵ１及び波長変換部ＣＵ２を備えている。レーザ光発生部ＣＵ１は、レーザ光源ＯＳＣ、ファイバーアンプＦＢ１，ＦＢ２を備えている。レーザ光発生部ＣＵ１は、基本波レーザ光Ｌｓを出射する。ファイバーアンプＦＢ１，ＦＢ２は、基本波レーザ光Ｌｓを光ファイバーにより増幅する。レーザ光発生部ＣＵ１は、増幅された基本波レーザ光Ｌｒを波長変換部ＣＵ２に入射させる。波長変換部ＣＵ２には、波長変換光学素子、ダイクロイックミラーや偏光ビームスプリッタ、プリズム等が設けられ、これらの光（波長）選択部品を用いることによって第三高調波レーザである波長３５５ｎｍのレーザ光（描画ビームＬＢ）を取り出している。その際、種光を発生するレーザ光源ＯＳＣをシステムクロック等と同期してパルス点灯させることによって、光源装置ＣＮＴは、波長３５５ｎｍの描画ビームＬＢを数ＫＨｚ〜数百ＭＨｚ程度のパルス光として発生する。尚、この種のファイバーアンプを用いた場合、レーザ光源ＯＳＣのパルス駆動の態様により、最終的に出力されるレーザ光（ＬｒやＬＢ）の１パルスの発光時間をピコ秒オーダーにすることができる。

尚、光源としては、例えば、紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線等）を有する水銀ランプ等のランプ光源、波長４５０ｎｍ以下の紫外域に発振ピークを有するレーザーダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源、または遠紫外光（ＤＵＶ光）を発振するＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、ＸｅＣｌエキシマレーザ（波長３０８ｎｍ）等の気体レーザ光源が利用できる。

ここで、光源装置ＣＮＴから射出された描画ビームＬＢは、後述するように、各描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５内に設けられる偏光ビームスプリッタＰＢＳを介して基板Ｐに投射される。一般に、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、Ｓ偏光の直線偏光となる光束を反射し、Ｐ偏光の直線偏光となる光束を透過する。このため、光源装置ＣＮＴでは、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する描画ビームＬＢが直線偏光（Ｓ偏光）の光束となるレーザ光を射出することが好ましい。また、レーザ光は、エネルギー密度が高いため、基板Ｐに投射される光束の照度を適切に確保することができる。

次に、露光装置ＥＸの描画装置１１について、図３も参照して説明する。描画装置１１は、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５を用いた、いわゆるマルチビーム型の描画装置１１となっている。この描画装置１１は、光源装置ＣＮＴから射出された描画ビームＬＢを複数に分岐させ、分岐させた複数の描画ビームＬＢを、図３のような基板Ｐ上の複数（第１実施形態では例えば５つ）の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５に沿ってそれぞれ微小なスポット光（数μｍ径）に集光して走査させている。そして、描画装置１１は、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の各々によって基板Ｐ上に描画されるパターン同士を、基板Ｐの幅方向に継ぎ合わせている。先ず、図３を参照して、描画装置１１により複数の描画ビームＬＢを走査することで基板Ｐ上に形成される複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５（スポット光の走査軌跡）について説明する。

図３に示すように、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５は、中心面ｐ３を挟んで回転ドラムＤＲの周方向に２列に配置される。回転方向の上流側の基板Ｐ上には、奇数番の第１描画ラインＬＬ１、第３描画ラインＬＬ３及び第５描画ラインＬＬ５が、Ｙ軸と平行に配置される。回転方向の下流側の基板Ｐ上には、偶数番の第２描画ラインＬＬ２及び第４描画ラインＬＬ４がＹ軸と平行に配置される。

各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５は、基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）、つまり回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２に沿ってほぼ平行に形成されており、幅方向における基板Ｐの長さよりも短くなっている。より厳密には、各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５は、基板搬送機構１２により基準速度で基板Ｐを搬送したときに、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５により得られるパターンの継ぎ誤差が最小となるように、回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２が延びる方向（軸方向または幅方向）に対し、所定の角度分だけ傾けられてもよい。

奇数番の第１描画ラインＬＬ１、第３描画ラインＬＬ３及び第５描画ラインＬＬ５は、回転ドラムＤＲの中心線ＡＸ２方向に、所定の間隔を空けて配置されている。また、偶数番の第２描画ラインＬＬ２及び第４描画ラインＬＬ４は、回転ドラムＤＲの中心線ＡＸ２方向に、所定の間隔を空けて配置されている。このとき、第２描画ラインＬＬ２は、中心線ＡＸ２方向において、第１描画ラインＬＬ１と第３描画ラインＬＬ３との間に配置される。同様に、第３描画ラインＬＬ３は、中心線ＡＸ２方向において、第２描画ラインＬＬ２と第４描画ラインＬＬ４との間に配置される。第４描画ラインＬＬ４は、中心線ＡＸ２方向において、第３描画ラインＬＬ３と第５描画ラインＬＬ５との間に配置される。そして、第１〜第５描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５は、基板Ｐ上に描画される露光領域Ａ７の幅方向（軸方向）の全幅をカバーするように、配置されている。

奇数番の第１描画ラインＬＬ１、第３描画ラインＬＬ３及び第５描画ラインＬＬ５に沿って走査される描画ビームＬＢのスポット光の走査方向は、一次元の方向となっており、同じ方向となっている。また、偶数番の第２描画ラインＬＬ２及び第４描画ラインＬＬ４に沿って走査される描画ビームＬＢのスポット光の走査方向は、一次元の方向となっており、同じ方向となっている。このとき、奇数番の描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５に沿って走査される描画ビームＬＢのスポット光の走査方向（＋Ｙ方向）と、偶数番の描画ラインＬＬ２，ＬＬ４に沿って走査される描画ビームＬＢのスポット光の走査方向（−Ｙ方向）とは、図３中の矢印で示すように逆方向となっている。これは、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各々を同一構成とし、奇数番の描画ユニットと偶数番の描画ユニットとをＸＹ面内で１８０°回転させて向い合せて配置すると共に、各描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５に設けられるビーム走査器としての回転ポリゴンミラーを同一方向に回転させた為である。このため、基板Ｐの搬送方向からみて、奇数番の描画ラインＬＬ３，ＬＬ５の描画開始位置と、偶数番の描画ラインＬＬ２，ＬＬ４の描画開始位置とは、Ｙ方向に関してスポット光の径寸法以下の誤差で隣接（若しくは一致）し、同様に、奇数番の描画ラインＬＬ１，ＬＬ３の描画終了位置と、偶数番の描画ラインＬＬ２，ＬＬ４の描画終了位置とは、Ｙ方向に関してスポット光の径寸法以下の誤差で隣接（若しくは一致）している。

以上説明したように、奇数番の描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５の各々は、基板Ｐ上で回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２とほぼ平行になるように、基板Ｐの幅方向に一列に配置されている。そして偶数番の描画ラインＬＬ２，ＬＬ４の各々は、基板Ｐ上で回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２とほぼ平行になるように、基板Ｐの幅方向に一列に配置されている。

次に、図４から図７を参照して、描画装置１１について説明する。描画装置１１は、上記した複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５と、光源装置ＣＮＴからの描画ビームＬＢを分岐して描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５に導く分岐光学系ＳＬと、キャリブレーションを行うためのキャリブレーション検出系３１とを有する。

分岐光学系ＳＬは、光源装置ＣＮＴから射出された描画ビームＬＢを複数に分岐し、分岐した複数の描画ビームＬＢを複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５へ向けてそれぞれ導いている。分岐光学系ＳＬは、光源装置ＣＮＴから射出された描画ビームＬＢを２つに分岐する第１光学系４１と、第１光学系４１により分岐された一方の描画ビームＬＢが入射する第２光学系４２と、第１光学系４１により分岐された他方の描画ビームＬＢが入射する第３光学系４３とを有する。また、分岐光学系ＳＬの第１光学系４１には、描画ビームＬＢの進行軸と直交する面内で描画ビームＬＢを２次元的に横シフトさせるビームシフター機構４４が設けられ、分岐光学系ＳＬの第３光学系４３には、描画ビームＬＢを２次元的に横シフトさせるビームシフター機構４５が設けられている。分岐光学系ＳＬは、光源装置ＣＮＴ側の一部が本体フレーム２１に設置される一方で、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５側の他の一部が第２光学定盤２５に設置されている。

第１光学系４１は、１／２波長板５１と、偏光ミラー（偏光ビームスプリッタ）５２と、ビームディフューザ５３と、第１反射ミラー５４と、第１リレーレンズ５５と、第２リレーレンズ５６と、ビームシフター機構４４と、第２反射ミラー５７と、第３反射ミラー５８と、第４反射ミラー５９と、第１ビームスプリッタ６０とを有する。尚、図４、図５ではそれら各部材の配置関係が判り難いので、図６の斜視図も参照して説明する。

図６に示すように、光源装置ＣＮＴから＋Ｘ方向に射出された描画ビームＬＢは、１／２波長板５１に入射する。１／２波長板５１は、描画ビームＬＢの入射面内において回転可能となっている。１／２波長板５１に入射した描画ビームＬＢは、その偏光方向が、１／２波長板５１の回転位置（角度）に応じた所定の偏光方向となる。１／２波長板５１を通過した描画ビームＬＢは、偏光ミラー５２に入射する。偏光ミラー５２は、描画ビームＬＢに含まれる所定の偏光方向の光成分を透過する一方で、それ以外の偏光方向の光成分を＋Ｙ方向に反射する。このため、偏光ミラー５２で反射される描画ビームＬＢの強度は、１／２波長板５１及び偏光ミラー５２の協働によって、１／２波長板５１の回転位置に応じて調整することができる。

偏光ミラー５２を透過した描画ビームＬＢの一部（不要な光成分）は、ビームディフューザ（光トラップ）５３に照射される。ビームディフューザ５３は、入射してきた描画ビームＬＢの一部の光成分を吸収し、その光成分が外部へ漏れることを抑制している。さらに、描画ビームＬＢが通る各種光学系の調整作業の際に、レーザパワーが最大のままではパワーが強すぎて危険であるため、ビームディフューザ５３が描画ビームＬＢの多くの光成分を吸収するように、１／２波長板５１の回転位置（角度）を変えて、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５に向かう描画ビームＬＢのパワーを大幅に減衰させる為にも使用される。

偏光ミラー５２で＋Ｙ方向に反射された描画ビームＬＢは、第１反射ミラー５４により＋Ｘ方向に反射され、第１リレーレンズ５５及び第２リレーレンズ５６を介してビームシフター機構４４に入射し、第２反射ミラー５７に達する。

第１リレーレンズ５５は、光源装置ＣＮＴからの描画ビームＬＢ（ほぼ平行光束）を収斂してビームウェストを形成し、第２リレーレンズ５６は収斂後に発散する描画ビームＬＢを再び平行光束にする。

ビームシフター機構４４は、図６に示すように、描画ビームＬＢの進行方向（＋Ｘ方向）に沿って配置される２枚の平行平面板（石英）を含み、その平行平面板の一方はＹ軸と平行な軸回りに傾斜可能に設けられ、他方の平行平面板はＺ軸と平行な軸回りに傾斜可能に設けられる。各平行平面板の傾斜角度に応じて、描画ビームＬＢはＺＹ面内で横シフトしてビームシフター機構４４から射出する。

その後、描画ビームＬＢは、第２反射ミラー５７により−Ｙ方向に反射されて、第３反射ミラー５８に達し、第３反射ミラー５８により−Ｚ方向に反射されて、第４反射ミラー５９に達する。第４反射ミラー５９によって描画ビームＬＢは、＋Ｙ方向に反射されて、第１ビームスプリッタ６０に入射する。第１ビームスプリッタ６０は、描画ビームＬＢの一部の光量成分を−Ｘ方向に反射して第２光学系４２に導くと共に、描画ビームＬＢの残りの光量成分を第３光学系４３に導く。本実施形態の場合、第２光学系４２に導かれる描画ビームＬＢは、その先で３つの描画ユニットＵＷ１，ＵＷ３，ＵＷ５に分配され、第３光学系４３に導かれる描画ビームＬＢは、その先で２つの描画ユニットＵＷ２，ＵＷ４に分配される。その為、第１ビームスプリッタ６０は、光分割面での反射率と透過率の比を３：２（反射率６０％、透過率４０％）とするのが望ましいが、必ずしもその必要はなく、１：１であっても構わない。

ここで、第３反射ミラー５８と第４反射ミラー５９とは、移動機構２４の回転軸Ｉ上において所定の間隔を空けて設けられている。即ち、第３反射ミラー５８で反射して第４反射ミラー５９に向かう描画ビームＬＢ（平行光束）の中心線が、回転軸Ｉと一致する（同軸となる）ように設定される。

また、第３反射ミラー５８を含む光源装置ＣＮＴまでの構成（図４のＺ方向の上方側において二点鎖線で囲んだ部分）は、本体フレーム２１側に設置される一方で、第４反射ミラー５９を含む複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５までの構成（図４のＺ方向の下方側において二点鎖線で囲んだ部分）は、第２光学定盤２５側に設置される。このため、移動機構２４により第１光学定盤２３と第２光学定盤２５が相対回転しても、回転軸Ｉと同軸に描画ビームＬＢが通るように第３反射ミラー５８と第４反射ミラー５９とが設けられているため、第４反射ミラー５９から第１ビームスプリッタ６０に至る描画ビームＬＢの光路は変更されることがない。よって、移動機構２４により第１光学定盤２３に対して第２光学定盤２５が回転しても、本体フレーム２１側に設置された光源装置ＣＮＴから射出される描画ビームＬＢを、第２光学定盤２５側に設置された複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５へ好適に安定して案内することが可能となる。

第２光学系４２は、第１光学系４１の第１ビームスプリッタ６０で分岐された一方の描画ビームＬＢを、後述する奇数番の描画ユニットＵＷ１，ＵＷ３，ＵＷ５へ向けて分岐して導いている。第２光学系４２は、第５反射ミラー６１と、第２ビームスプリッタ６２と、第３ビームスプリッタ６３と、第６反射ミラー６４とを有する。

第１光学系４１の第１ビームスプリッタ６０で−Ｘ方向に反射された描画ビームＬＢは、第５反射ミラー６１により−Ｙ方向に反射されて、第２ビームスプリッタ６２に入射する。第２ビームスプリッタ６２に入射した描画ビームＬＢは、その一部が−Ｚ方向に反射されて、奇数番の１つの描画ユニットＵＷ５に導かれる（図５参照）。第２ビームスプリッタ６２を透過した描画ビームＬＢは、第３ビームスプリッタ６３に入射する。第３ビームスプリッタ６３に入射した描画ビームＬＢは、その一部が−Ｚ方向に反射されて、奇数番の１つの描画ユニットＵＷ３に導かれる（図５参照）。そして第３ビームスプリッタ６３を透過した描画ビームＬＢの一部は、第６反射ミラー６４により−Ｚ方向に反射されて、奇数番の１つの描画ユニットＵＷ１に導かれる（図５参照）。なお、第２光学系４２において、奇数番の描画ユニットＵＷ１，ＵＷ３，ＵＷ５に照射される描画ビームＬＢは、−Ｚ方向に対して僅かに斜めとなっている。

また、描画ビームＬＢのパワーを有効利用する為に、第２ビームスプリッタ６２の反射率と透過率の比を１：２、第３ビームスプリッタ６３の反射率と透過率の比を１：１に近づけるのが良い。

一方、第３光学系４３は、第１光学系４１の第１ビームスプリッタ６０で分岐された他方の描画ビームＬＢを、後述する偶数番の描画ユニットＵＷ２，ＵＷ４へ向けて分岐して導いている。第３光学系４３は、第７反射ミラー７１と、ビームシフター機構４５と、第８反射ミラー７２と、第４ビームスプリッタ７３と、第９反射ミラー７４とを有する。

第１光学系４１の第１ビームスプリッタ６０で＋Ｙ方向に透過した描画ビームＬＢは、第７反射ミラー７１により＋Ｘ方向に反射されて、ビームシフター機構４５を透過して第８反射ミラー７２に入射する。ビームシフター機構４５は、ビームシフター機構４４と同様の傾斜可能な２枚の平行平面板（石英）で構成され、第８反射ミラー７２に向けて＋Ｘ方向に進む描画ビームＬＢをＺＹ面内で横シフトさせる。

第８反射ミラー７２により−Ｙ方向に反射された描画ビームＬＢは、第４ビームスプリッタ７３に入射する。第４ビームスプリッタ７３に照射された描画ビームＬＢは、その一部が−Ｚ方向に反射されて、偶数番の１つの描画ユニットＵＷ４に導かれる（図５参照）。第４ビームスプリッタ７３を透過した描画ビームＬＢは、第９反射ミラー７４により−Ｚ方向に反射されて、偶数番の１つの描画ユニットＵＷ２に導かれる。なお、第３光学系４３においても、偶数番の描画ユニットＵＷ２，ＵＷ４に照射される描画ビームＬＢは、−Ｚ方向に対して僅かに斜めとなっている。

このように、分岐光学系ＳＬでは、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５へ向けて、光源装置ＣＮＴからの描画ビームＬＢを複数に分岐させている。このとき、第１ビームスプリッタ６０、第２ビームスプリッタ６２、第３ビームスプリッタ６３及び第４ビームスプリッタ７３は、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５に照射される描画ビームＬＢのビーム強度が同じ強度となるように、その反射率（透過率）を、描画ビームＬＢの分岐数に応じて適切な反射率としている。

ところで、ビームシフター機構４４は、第２リレーレンズ５６と第２反射ミラー５７との間に配置されている。ビームシフター機構４４は、基板Ｐ上に形成される描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の全ての位置を、基板Ｐの描画面内においてμｍオーダーで微調整することができる。

また、ビームシフター機構４５は、基板Ｐ上に形成される描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５のうち、偶数番の第２描画ラインＬＬ２及び第４描画ラインＬＬ４を、基板Ｐの描画面内においてμｍオーダーで微調整することができる。

さらに、図４、図５及び図７を参照して、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５について説明する。図４（及び図１）に示すように、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、中心面ｐ３を挟んで回転ドラムＤＲの周方向に２列に配置される。複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、中心面ｐ３を挟んで、第１，第３，第５描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５が配置される側（図５の−Ｘ方向側）に、第１描画ユニットＵＷ１、第３描画ユニットＵＷ３及び第５描画ユニットＵＷ５が配置される。第１描画ユニットＵＷ１、第３描画ユニットＵＷ３及び第５描画ユニットＵＷ５は、Ｙ方向に所定の間隔を空けて配置される。また、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、中心面ｐ３を挟んで、第２，第４描画ラインＬＬ２，ＬＬ４が配置される側（図５の＋Ｘ方向側）に、第２描画ユニットＵＷ２及び第４描画ユニットＵＷ４が配置される。第２描画ユニットＵＷ２及び第４描画ユニットＵＷ４は、Ｙ方向に所定の間隔を空けて配置される。このとき、先の図２、又は図５に示すように、第２描画ユニットＵＷ２は、Ｙ方向において、第１描画ユニットＵＷ１と第３描画ユニットＵＷ３との間に位置している。同様に、第３描画ユニットＵＷ３は、Ｙ方向において、第２描画ユニットＵＷ２と第４描画ユニットＵＷ４との間に位置している。第４描画ユニットＵＷ４は、Ｙ方向において、第３描画ユニットＵＷ３と第５描画ユニットＵＷ５との間に位置している。また、図４に示すように、第１描画ユニットＵＷ１、第３描画ユニットＵＷ３及び第５描画ユニットＵＷ５と、第２描画ユニットＵＷ２及び第４描画ユニットＵＷ４とは、Ｙ方向からみて中心面ｐ３を中心に対称に配置されている。

次に、図４を参照して、各描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５内の光学系の構成について説明する。なお、各描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、同様の構成となっているため、第１描画ユニットＵＷ１（以下、単に描画ユニットＵＷ１という）を例に説明する。

図４に示す描画ユニットＵＷ１は、描画ラインＬＬ１（第１描画ラインＬＬ１）に沿って描画ビームＬＢのスポット光を走査すべく、光偏向器８１と、偏光ビームスプリッタＰＢＳと、１／４波長板８２と、走査器８３と、折り曲げミラー８４と、ｆ−θレンズ系８５と、シリンドリカルレンズ８６を含むＹ倍率補正用光学部材（レンズ群）８６Ｂとを備える。また、偏向ビームスプリッタＰＢＳに隣接して、キャリブレーション検出系３１が設けられている。

光偏向器８１は、例えば、音響光学素子（ＡＯＭ：Acousto Optic Modulator）が用いられている。ＡＯＭは、内部に超音波（高周波信号）によって回折格子を生成するか否かによって、入射した描画ビームの１次回折光を所定の回折角方向に発生させるＯＮ状態と、一次回折光を発生させないＯＦＦ状態とにスイッチングする光スイッチング素子である。

図１に示した制御部１６は、光偏向器８１をＯＮ／ＯＦＦにスイッチングすることで、描画ビームＬＢの基板Ｐへの投射／非投射を高速に切り替える。具体的に、光偏向器８１には、分岐光学系ＳＬで分配された描画ビームＬＢの１つが、リレーレンズ９１を介して、−Ｚ方向に対して僅かに傾斜して照射される。光偏向器８１が、ＯＦＦにスイッチングされると、描画ビームＬＢが傾斜した状態で直進し、光偏向器８１を通過した先に設けられる遮光板９２により遮光される。一方で、光偏向器８１が、ＯＮにスイッチングされると、描画ビームＬＢ（１次回折光）が−Ｚ方向に偏向されて、光偏向器８１を通過し、光偏向器８１のＺ方向上に設けられる偏光ビームスプリッタＰＢＳに照射される。このため、光偏向器８１がＯＮにスイッチングされると、描画ビームＬＢのスポット光が基板Ｐに投射され、光偏向器８１がＯＦＦにスイッチングされると、描画ビームＬＢのスポット光は基板Ｐに投射されない。

尚、ＡＯＭは、リレーレンズ９１によって収斂される描画ビームＬＢのビームウェストの位置に配置されるので、光偏向器８１から射出する描画ビームＬＢ（１次回折光）は発散する。その為、光偏向器８１の後に、発散する描画ビームＬＢを平行光束に戻すリレーレンズ９３が設けられる。

偏光ビームスプリッタＰＢＳは、光偏向器８１からリレーレンズ９３を介して照射された描画ビームＬＢを反射する。偏光ビームスプリッタＰＢＳを射出した描画ビームＬＢは、１／４波長板８２、走査器８３（回転ポリゴンミラー）、折り曲げミラー８４、ｆ−θレンズ系８５、Ｙ倍率補正用光学部材８６Ｂ、及びシリンドリカルレンズ８６の順に進み、基板Ｐ上に走査スポット光として集光される。

一方で、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、偏光ビームスプリッタＰＢＳと走査器８３との間に設けられる１／４波長板８２と協働して、基板Ｐ又はその下の回転ドラムＤＲの外周面に投射された描画ビームＬＢの反射光が、Ｙ倍率補正用光学部材８６Ｂ、シリンドリカルレンズ８６、ｆ−θレンズ系８５、折り曲げミラー８４、走査器８３の順に逆進してくるので、その反射光を透過させることができる。つまり、光偏向器８１から偏光ビームスプリッタＰＢＳに照射される描画ビームＬＢは、Ｓ偏光の直線偏光となるレーザ光であり、偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射される。また、偏光ビームスプリッタＰＢＳにより反射された描画ビームＬＢは、１／４波長板８２、走査器８３、折り曲げミラー８４、ｆ−θレンズ系８５、Ｙ倍率補正用光学部材８６Ｂ、シリンドリカルレンズ８６を通過して基板Ｐに照射され、基板Ｐ上に集光される描画ビームＬＢのスポット光は円偏光になっている。基板Ｐ（又は回転ドラムＤＲの外周面）からの反射光は、描画ビームＬＢの送光路を逆進し、１／４波長板８２を再び通過することで、Ｐ偏光の直線偏光となるレーザ光となる。このため、基板Ｐ（又は回転ドラムＤＲ）から偏光ビームスプリッタＰＢＳに達する反射光は、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、リレーレンズ９４を介してキャリブレーション検出系３１の光電センサー３１Ｃｓに照射される。

このように、偏光向ビームスプリッタＰＢＳは、走査器８３を含む走査光学系と、キャリブレーション検出系３１との間に配置される光分割器である。キャリブレーション検出系３１は、描画ビームＬＢの基板Ｐへの送光光学系の多く一部を共用するため、容易かつコンパクトな光学系となる。

図４及び図７に示すように、走査器８３は、反射ミラー９６と、回転ポリゴンミラー（回転多面鏡）９７と、原点検出器９８とを有する。１／４波長板８２を通過した描画ビームＬＢ（平行光束）は、シリンドリカルレンズ９５を介して反射ミラー９６によりＸＹ面内で反射され、回転ポリゴンミラー９７に照射される。回転ポリゴンミラー９７は、Ｚ方向に延びる回転軸９７ａと、回転軸９７ａ周りに形成される複数の反射面９７ｂとを含んで構成されている。回転ポリゴンミラー９７は、回転軸９７ａを中心に所定の回転方向に回転させることで、反射面９７ｂに照射される描画ビームＬＢ（光偏向器８１で強度変調されたビーム）の反射角をＸＹ面内で連続的に変化させ、これにより、反射した描画ビームＬＢが、折り曲げミラー８４、ｆ−θレンズ系８５、第２のシリンドリカルレンズ８６（及びＹ倍率補正用光学部材８６Ｂ）によってスポット光に集光され、基板Ｐ上の描画ラインＬＬ１（同様にＬＬ２〜ＬＬ５）に沿って走査する。原点検出器９８は、基板Ｐの描画ラインＬＬ１（同様にＬＬ２〜ＬＬ５）に沿って走査する描画ビームＬＢの原点を検出している。原点検出器９８は、各反射面９７ｂで反射する描画ビームＬＢを挟んで、反射ミラー９６の反対側に配置されている。

図７では、説明を簡単にする為、原点検出器９８は光電検出器のみを図示したが、実際は、描画ビームＬＢが投射される回転ポリゴンミラー９７の反射面９７ｂに向けて検出用ビームを投射するＬＥＤや半導体レーザ等の検出用光源が設けられ、原点検出器９８は、その検出用ビームの反射面９７ｂでの反射光を細いスリットを介して光電検出する。

これによって、原点検出器９８は、基板Ｐ上の描画ラインＬＬ１（ＬＬ２〜ＬＬ５）の描画開始位置にスポット光が照射されるタイミングに対して常に一定時間だけ手前で、原点を表わすパルス信号を出力するように設定されている。

走査器８３から折り曲げミラー８４に照射された描画ビームＬＢは、折り曲げミラー８４により−Ｚ方向に反射され、ｆ−θレンズ系８５、シリンドリカルレンズ８６（及びＹ倍率補正用光学部材８６Ｂ）に入射する。

ところで、回転ポリゴンミラー９７の各反射面９７ｂが、回転軸９７ａの中心線と厳密に平行でなく、僅かに傾いている（面倒れしている）と、基板Ｐ上に投射されるスポット光による描画ライン（ＬＬ１〜ＬＬ５）は、反射面９７ｂ毎に基板Ｐ上でＸ方向にぶれることになる。そこで、図８を用いて、２つのシリンドリカルレンズ９５、８６を設けたことによって、回転ポリゴンミラー９７の各反射面９７ｂの面倒れに対して、描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５のＸ方向へのぶれを低減又は解消できることを説明する。

図８の左側は、シリンドリカルレンズ９５、走査器８３、ｆ−θレンズ系８５、シリンドリカルレンズ８６の光路をＸＹ平面に展開した様子を示し、図８の右側は、その光路をＸＺ平面内に展開した様子を示す。基本的な光学配置として、回転ポリゴンミラー９７の描画ビームＬＢが照射される反射面９７ｂは、ｆ-θレンズ系８５の入射瞳位置（前側焦点位置）になるように配置される。これによって、回転ポリゴンミラー９７の回転角θｐ／２に対して、ｆ−θレンズ系８５に入射する描画ビームＬＢの入射角はθｐとなり、その入射角θｐに比例して基板Ｐ（被照射面）上に投射されるスポット光の像高位置が決定する。また、反射面９７ｂをｆ−θレンズ系８５の前側焦点位置にすることで、基板Ｐに投射される描画ビームＬＢは描画ライン上のどの位置でもテレセントリックな状態（スポット光となる描画ビームの主光線が常にｆ−θレンズ系８５の光軸ＡＸｆと平行な状態）となる。

図８に示すように、２つのシリンドリカルレンズ９５、８６は、回転ポリゴンミラー９７の回転軸９７ａと垂直な面（ＸＹ面）内では、何れも屈折力（パワー）がゼロの平行平板ガラスとして機能し、回転軸９７ａが延びるＺ方向（ＸＺ面内）では一定の正の屈折力を有する凸レンズとして機能する。第１のシリンドリカルレンズ９５に入射する描画ビームＬＢ（ほぼ平行光束）の断面形状は数ｍｍ程度の円形であるが、シリンドリカルレンズ９５のＸＺ面内での焦点位置を、反射ミラー９６を介して回転ポリゴンミラー９７の反射面９７ｂ上に設定すると、ＸＹ面内では数ｍｍのビーム幅を有し、Ｚ方向には収斂したスリット状のスポット光が、反射面９７ｂ上に回転方向に延びて集光する。

回転ポリゴンミラー９７の反射面９７ｂで反射した描画ビームＬＢは、ＸＹ面内では平行光束であるが、ＸＺ面内（回転軸９７ａが延びる方向）では、発散光束となってｆ−θレンズ系８５に入射する。その為、ｆ−θレンズ系８５を射出した直後の描画ビームＬＢは、ＸＺ面内（回転軸９７ａが延びる方向）では、ほぼ平行光束となっているが、第２のシリンドリカルレンズ８６の作用によって、ＸＺ面内、即ち基板Ｐ上では描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５が延びる方向と直交した基板Ｐの搬送方向に関しても、スポット光に集光される。その結果、基板Ｐ上の各描画ライン上には、円形の小さなスポット光が投射される。

シリンドリカルレンズ８６を設けることによって、図８の右側に示すように、ＸＺ面内では、回転ポリゴンミラー９７の反射面９７ｂと基板Ｐ（被照射面）とを光学的に像共役関係に設定することができる。そのため、回転ポリゴンミラー９７の各反射面９７ｂが、描画ビームＬＢの走査方向と直交する非走査方向（回転軸９７ａが延びる方向）に対して倒れ誤差を持ったとしても、基板Ｐ上の描画ライン（ＬＬ１〜ＬＬ５）の位置は、スポット光の非走査方向（基板Ｐの搬送方向）にぶれることがない。このように、回転ポリゴンミラー９７の前と後にシリンドリカルレンズ９５、８６を設けることによって、非走査方向に対するポリゴン反射面の面倒れ補正光学系を構成することができる。

ここで、図７に示すように、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各走査器８３は中心面ｐ３に対して対称な構成となっている。複数の走査器８３は、描画ユニットＵＷ１，ＵＷ３，ＵＷ５に対応する３つの走査器８３が、回転ドラムＤＲの回転方向の上流側（図７の−Ｘ方向側）に配置され、描画ユニットＵＷ２，ＵＷ４に対応する２つの走査器８３が、回転ドラムＤＲの回転方向の下流側（図７の＋Ｘ方向側）に配置されている。そして、上流側の３つの走査器８３と、下流側の２つの走査器８３とは、中心面ｐ３を挟んで、対向して配置されている。このように、上流側の３つの走査器８３と、下流側の２つの走査器８３とは、回転軸Ｉ（Ｚ軸）を中心に１８０°回転した配置関係となっている。このため、上流側の３つの回転ポリゴンミラー９７が、例えば左回りに回転しながら、回転ポリゴンミラー９７に描画ビームＬＢが照射されると、回転ポリゴンミラー９７により反射された描画ビームＬＢは、描画開始位置から描画終了位置へ向けて所定の走査方向（例えば図７の＋Ｙ方向）に走査される。一方で、下流側の２つの回転ポリゴンミラー９７が左回りに回転しながら、回転ポリゴンミラー９７に描画ビームＬＢが照射されると、回転ポリゴンミラー９７により反射された描画ビームＬＢは、描画開始位置から描画終了位置へ向けて、上流側の３つの回転ポリゴンミラー９７とは逆となる走査方向（例えば図７の−Ｙ方向）に走査される。

ここで、図４のＸＺ面内でみたとき、奇数番の描画ユニットＵＷ１，ＵＷ３，ＵＷ５から基板Ｐに達する描画ビームＬＢの軸線は、設置方位線Ｌｅ１と一致した方向になっている。つまり、設置方位線Ｌｅ１は、ＸＺ面内において、奇数番の描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。同様に、図４のＸＺ面内でみたとき、偶数番の描画ユニットＵＷ２，ＵＷ４から基板Ｐに達する描画ビームＬＢの軸線は、設置方位線Ｌｅ２と一致した方向になっている。つまり、設置方位線Ｌｅ２は、ＸＺ面内において、偶数番の描画ラインＬＬ２，ＬＬ４と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。このため、基板Ｐにスポット光となって投射される描画ビームＬＢの各進行方向（主光線）は、いずれも回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２に向かうように設定されている。

Ｙ倍率補正用光学部材８６Ｂは、ｆ−θレンズ系８５と基板Ｐとの間に配置されている。Ｙ倍率補正用光学部材８６Ｂは、各描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５によって形成される描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５を、Ｙ方向において、等方的に微少量だけ拡大または縮小させることができる。

具体的には、描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の各々をカバーする一定厚みの透過性の平行平面板（石英）を描画ラインが延びる方向に関して機械的に湾曲（ベンディング）させて描画ラインのＹ方向の倍率（走査長）を可変にする機構、或いは、凸レンズ、凹レンズ、凸レンズの３群のレンズ系の一部を光軸方向に移動させて描画ラインのＹ方向の倍率（走査長）を可変にする機構等が使える。

このように構成された描画装置１１は、制御部１６により各部が制御されることで、基板Ｐ上に所定のパターンが描画される。つまり、制御部１６は、基板Ｐに投射される描画ビームＬＢが走査方向へ走査している期間中、基板Ｐに描画すべきパターンのＣＡＤ情報に基づいて、光偏向器８１をＯＮ／ＯＦＦ変調することによって描画ビームＬＢを偏向し、基板Ｐの光感応層上にパターンを描画していく。また、制御部１６は、描画ラインＬＬ１に沿って走査する描画ビームＬＢの走査方向と、回転ドラムＤＲの回転による基板Ｐの搬送方向の移動とを同期させることで、露光領域Ａ７中の描画ラインＬＬ１に対応した部分に所定のパターンを描画する。

次に、図３と共に図９を参照して、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２について説明する。アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、基板Ｐ上に予め形成されたアライメントマーク、または回転ドラムＤＲ上に形成された基準マークや基準パターン等を検出する。以下、基板Ｐのアライメントマーク及び回転ドラムＤＲの基準マークや基準パターンを、単にマークと称す。アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、基板Ｐと基板Ｐ上に描画される所定のパターンとを位置合せ（アライメント）したり、回転ドラムＤＲと描画装置１１とをキャリブレーションしたりするために用いられる。

アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、描画装置１１で形成される描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５よりも、回転ドラムＤＲの回転方向（基板Ｐの搬送方向）の上流側に設けられている。また、アライメント顕微鏡ＡＭ１は、アライメント顕微鏡ＡＭ２に比して回転ドラムＤＲの回転方向の上流側に配置されている。

アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、照明光を基板Ｐまたは回転ドラムＤＲに投射すると共に、マークで発生した光を入射する検出プローブとしての対物レンズ系ＧＡ（図９では代表してアライメント顕微鏡ＡＭ２の対物レンズ系ＧＡ４として示す）、対物レンズ系ＧＡを介して受光したマークの像（明視野像、暗視野像、蛍光像等）を２次元ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等で撮像する撮像系ＧＤ（図９では代表してアライメント顕微鏡ＡＭ２の撮像系ＧＤ４として示す）等で構成される。なお、アライメント用の照明光は、基板Ｐ上の光感応層に対してほとんど感度を持たない波長域の光、例えば波長５００〜８００ｎｍ程度の光である。

アライメント顕微鏡ＡＭ１は、Ｙ方向（基板Ｐの幅方向）に一列に並んで複数（例えば３つ）設けられる。同様に、アライメント顕微鏡ＡＭ２は、Ｙ方向（基板Ｐの幅方向）に一列に並んで複数（例えば３つ）設けられる。つまり、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、計６つ設けられている。

図３では、判り易くするため、６つのアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２の各対物レンズ系ＧＡのうち、３つのアライメント顕微鏡ＡＭ１の各対物レンズ系ＧＡ１〜ＧＡ３の配置を示す。３つのアライメント顕微鏡ＡＭ１の各対物レンズ系ＧＡ１〜ＧＡ３による基板Ｐ（または回転ドラムＤＲの外周面）上の観察領域（検出位置）Ｖｗ１〜Ｖｗ３は、図３に示すように、回転中心線ＡＸ２と平行なＹ方向に、所定の間隔で配置される。図９に示すように、各観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ３の中心を通る各対物レンズ系ＧＡ１〜ＧＡ３の光軸Ｌａ１〜Ｌａ３は、いずれもＸＺ面と平行となっている。同様に、３つのアライメント顕微鏡ＡＭ２の各対物レンズ系ＧＡによる基板Ｐ（または回転ドラムＤＲの外周面）上の観察領域Ｖｗ４〜Ｖｗ６は、図３に示すように、回転中心線ＡＸ２と平行なＹ方向に、所定の間隔で配置される。図９に示すように、各観察領域Ｖｗ４〜Ｖｗ６の中心を通る各対物レンズ系ＧＡの光軸Ｌａ４〜Ｌａ６も、いずれもＸＺ面と平行となっている。そして、観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ３と、観察領域Ｖｗ４〜Ｖｗ６とは、回転ドラムＤＲの回転方向に、所定の間隔で配置される。

このアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２によるマークの観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ６は、基板Ｐや回転ドラムＤＲ上で、例えば、５００〜２００μｍ角程度の範囲に設定される。ここで、アライメント顕微鏡ＡＭ１の光軸Ｌａ１〜Ｌａ３、即ち、対物レンズ系ＧＡの光軸Ｌａ１〜Ｌａ３は、回転中心線ＡＸ２から回転ドラムＤＲの径方向に延びる設置方位線Ｌｅ３と同じ方向に設定される。このように、設置方位線Ｌｅ３は、図９のＸＺ面内でみたとき、アライメント顕微鏡ＡＭ１の観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ３と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。同様に、アライメント顕微鏡ＡＭ２の光軸Ｌａ４〜Ｌａ６、即ち、対物レンズ系ＧＡの光軸Ｌａ４〜Ｌａ６は、回転中心線ＡＸ２から回転ドラムＤＲの径方向に延びる設置方位線Ｌｅ４と同じ方向に設定される。このように、設置方位線Ｌｅ４は、図９のＸＺ面内でみたとき、アライメント顕微鏡ＡＭ２の観察領域Ｖｗ４〜Ｖｗ６と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。このとき、アライメント顕微鏡ＡＭ１は、アライメント顕微鏡ＡＭ２に比して回転ドラムＤＲの回転方向の上流側に配置されていることから、中心面ｐ３と設置方位線Ｌｅ３とがなす角度は、中心面ｐ３と設置方位線Ｌｅ４とがなす角度に比して大きくなっている。

基板Ｐ上には、図３に示すように、５つの描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の各々によって描画される露光領域Ａ７が、Ｘ方向に所定の間隔を空けて配置される。基板Ｐ上の露光領域Ａ７の周囲には、位置合せのための複数のアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３（以下、マークと略称する）が、例えば十字状に形成されている。

図３において、マークＫｓ１は、露光領域Ａ７の−Ｙ側の周辺領域に、Ｘ方向に一定の間隔で設けられ、マークＫｓ３は、露光領域Ａ７の＋Ｙ側の周辺領域に、Ｘ方向に一定の間隔で設けられる。さらに、マークＫｓ２は、Ｘ方向に隣り合う２つの露光領域Ａ７の間の余白領域において、Ｙ方向の中央に設けられる。

そして、マークＫｓ１は、アライメント顕微鏡ＡＭ１の対物レンズ系ＧＡ１の観察領域Ｖｗ１内、及びアライメント顕微鏡ＡＭ２の対物レンズ系ＧＡの観察領域Ｖｗ４内で、基板Ｐが送られている間、順次捕捉されるように形成される。また、マークＫｓ３は、アライメント顕微鏡ＡＭ１の対物レンズ系ＧＡ３の観察領域Ｖｗ３内、及びアライメント顕微鏡ＡＭ２の対物レンズ系ＧＡの観察領域Ｖｗ６内で、基板Ｐが送られている間、順次捕捉されるように形成される。さらに、マークＫｓ２は、それぞれ、アライメント顕微鏡ＡＭ１の対物レンズ系ＧＡ２の観察領域Ｖｗ２内、及びアライメント顕微鏡ＡＭ２の対物レンズ系ＧＡの観察領域Ｖｗ５内で、基板Ｐが送られている間、順次捕捉されるように形成される。

このため、３つのアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２のうち、回転ドラムＤＲのＹ方向の両側のアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、基板Ｐの幅方向の両側に形成されたマークＫｓ１，Ｋｓ３を常時観察または検出することができる。また、３つのアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２のうち、回転ドラムＤＲのＹ方向の中央のアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、基板Ｐ上に描画される露光領域Ａ７同士の間の余白部等に形成されるマークＫｓ２を常時観察または検出することができる。

ここで、露光装置ＥＸは、いわゆるマルチビーム型の描画装置であるため、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５によって、基板Ｐ上に描画される複数のパターン同士を、Ｙ方向に好適に継ぎ合わるべく、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５による継ぎ精度を許容範囲内に抑えるためのキャリブレーションが必要となる。また、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５に対するアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２の観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ６の相対的な位置関係は、ベースライン管理によって精密に求められている必要がある。そのベースライン管理のためにも、キャリブレーションが必要となる。

複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５による継ぎ精度を確認するためのキャリブレーション、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２のベースライン管理のためのキャリブレーションでは、基板Ｐを支持する回転ドラムＤＲの外周面の少なくとも一部に、基準マークや基準パターンを設ける必要がある。そこで、図１０に示すように、露光装置ＥＸでは、外周面に基準マークや基準パターンを設けた回転ドラムＤＲを用いている。

回転ドラムＤＲは、その外周面の両端側に、後述する回転位置検出機構１４の一部を構成するスケール部ＧＰａ，ＧＰｂが図３、図９と同様に形成されている。また、回転ドラムＤＲは、スケール部ＧＰａ，ＧＰｂの内側に、凹状の溝、若しくは凸状のリムによる狭い幅の規制帯ＣＬａ，ＣＬｂが全周に渡って刻設されている。基板ＰのＹ方向の幅は、その２本の規制帯ＣＬａ，ＣＬｂのＹ方向の間隔よりも小さく設定され、基板Ｐは回転ドラムＤＲの外周面のうち、規制帯ＣＬａ，ＣＬｂで挟まれた内側の領域に密着して支持される。

回転ドラムＤＲは、規制帯ＣＬａ，ＣＬｂで挟まれた外周面に、回転中心線ＡＸ２に対して＋４５度で傾いた複数の線パターンＲＬ１（ラインパターン）と、回転中心線ＡＸ２に対して−４５度で傾いた複数の線パターンＲＬ２（ラインパターン）とを、一定のピッチ（周期）Ｐｆ１，Ｐｆ２で繰り返し刻設したメッシュ状の基準パターン（基準マークとしても利用可能）ＲＭＰが設けられる。なお、線パターンＲＬ１及び線パターンＲＬ２の幅はＬＷである。

基準パターンＲＭＰは、基板Ｐと回転ドラムＤＲの外周面とが接触する部分において、摩擦力や基板Ｐの張力等の変化が生じないように、全面均一な、斜めパターン（斜格子状パターン）としている。なお、線パターンＲＬ１、ＲＬ２は、必ずしも斜め４５度である必要はなく、線パターンＲＬ１をＹ軸と平行にし、線パターンＲＬ２をＸ軸と平行にした縦横のメッシュ状パターンとしてもよい。さらに、線パターンＲＬ１、ＲＬ２を９０度で交差させる必要はなく、隣接する２本の線パターンＲＬ１と、隣接する２本の線パターンＲＬ２とで囲まれた矩形領域が、正方形（または長方形）以外の菱形になるような角度で、線パターンＲＬ１，ＲＬ２を交差させてもよい。

次に、図３、図４及び図９を参照して、回転位置検出機構１４について説明する。図９に示すように、回転位置検出機構１４は、回転ドラムＤＲの回転位置を光学的に検出するものであり、例えばロータリーエンコーダ等を用いたエンコーダシステムが適用されている。回転位置検出機構１４は、回転ドラムＤＲの両端部に設けられるスケール部ＧＰａ，ＧＰｂと、スケール部ＧＰａ，ＧＰｂの各々と対向する複数のエンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４とを有する移動計測装置である。図４及び図９では、スケール部ＧＰａに対向した４つのエンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４だけが示されているが、スケール部ＧＰｂにも同様のエンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４が対向して配置される。回転位置検出機構１４は、回転ドラムＤＲの両端部の振れ（回転中心線ＡＸ２が延びるＹ方向の微少変位）を検知可能な変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４を有している。

スケール部ＧＰａ，ＧＰｂの目盛は、回転ドラムＤＲの外周面の周方向の全体に亘って環状にそれぞれ形成されている。スケール部ＧＰａ，ＧＰｂは、回転ドラムＤＲの外周面の周方向に一定のピッチ（例えば２０μｍ）で凹状または凸状の格子線を刻設した回折格子であり、インクリメンタル型スケールとして構成される。このため、スケール部ＧＰａ，ＧＰｂは、回転中心線ＡＸ２周りに回転ドラムＤＲと一体に回転する。

基板Ｐは、回転ドラムＤＲの両端のスケール部ＧＰａ，ＧＰｂを避けた内側、つまり、規制帯ＣＬａ，ＣＬｂの内側に巻き付けられるように構成される。厳密な配置関係を必要とする場合、スケール部ＧＰａ，ＧＰｂの外周面と、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐの部分の外周面とが同一面（中心線ＡＸ２から同一半径）になるように設定する。そのためには、スケール部ＧＰａ，ＧＰｂの外周面を、回転ドラムＤＲの基板巻き付け用の外周面に対して、径方向に基板Ｐの厚み分だけ高くしておけばよい。このため、回転ドラムＤＲに形成されるスケール部ＧＰａ，ＧＰｂの外周面を、基板Ｐの外周面とほぼ同一の半径に設定することができる。そのため、エンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４は、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐ上の描画面と同じ径方向位置でスケール部ＧＰａ，ＧＰｂを検出することができ、計測位置と処理位置とが回転系の径方向に異なることで生ずるアッベ誤差を小さくすることができる。

エンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４は、回転中心線ＡＸ２からみてスケール部ＧＰａ，ＧＰｂの周囲にそれぞれ配置されており、回転ドラムＤＲの周方向において異なる位置となっている。このエンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４は、制御部１６に接続されている。エンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４は、スケール部ＧＰａ，ＧＰｂに向けて計測用の光ビームを投射し、その反射光束（回折光）を光電検出することにより、スケール部ＧＰａ，ＧＰｂの周方向の位置変化に応じた検出信号（例えば、９０度の位相差を持った２相信号）を制御部１６に出力する。制御部１６は、その検出信号を不図示のカウンター回路で内挿補間してデジタル処理することにより、回転ドラムＤＲの角度変化、即ち、その外周面の周方向の位置変化をサブミクロンの分解能で計測することができる。制御部１６は、回転ドラムＤＲの角度変化から、基板Ｐの搬送速度も計測することができる。

また、図４及び図９に示すように、エンコーダヘッドＥＮ１は、設置方位線Ｌｅ１上に配置される。設置方位線Ｌｅ１は、ＸＺ面内において、エンコーダヘッドＥＮ１による計測用光ビームのスケール部ＧＰａ（ＧＰｂ）上への投射領域（読取位置）と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。また、上記したように、設置方位線Ｌｅ１は、ＸＺ面内において、描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。以上から、エンコーダヘッドＥＮ１の読取位置と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線と、描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線とは、同じ方位線となっている。

同様に、図４及び図９に示すように、エンコーダヘッドＥＮ２は、設置方位線Ｌｅ２上に配置される。設置方位線Ｌｅ２は、ＸＺ面内において、エンコーダヘッドＥＮ２による計測用光ビームのスケール部ＧＰａ（ＧＰｂ）上への投射領域（読取位置）と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。また、上記したように、設置方位線Ｌｅ２は、ＸＺ面内において、描画ラインＬＬ２，ＬＬ４と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。以上から、エンコーダヘッドＥＮ２の読取位置と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線と、描画ラインＬＬ２，ＬＬ４と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線とは、同じ方位線となっている。

また、図４及び図９に示すように、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、ＸＺ面内において、エンコーダヘッドＥＮ３による計測用光ビームのスケール部ＧＰａ（ＧＰｂ）上への投射領域（読取位置）と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。また、上記したように、設置方位線Ｌｅ３は、ＸＺ面内において、アライメント顕微鏡ＡＭ１による基板Ｐの観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ３と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。以上から、エンコーダヘッドＥＮ３の読取位置と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線と、アライメント顕微鏡ＡＭ１の観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ３と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線とは、ＸＺ面内でみると、同じ方位線となっている。

同様に、図４及び図９に示すように、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、ＸＺ面内において、エンコーダヘッドＥＮ４による計測用光ビームのスケール部ＧＰａ（ＧＰｂ）上への投射領域（読取位置）と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。また、上記したように、設置方位線Ｌｅ４は、ＸＺ面内において、アライメント顕微鏡ＡＭ２による基板Ｐの観察領域Ｖｗ４〜Ｖｗ６と、回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線となっている。以上から、エンコーダヘッドＥＮ４の読取位置と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線と、アライメント顕微鏡ＡＭ２の観察領域Ｖｗ４〜Ｖｗ６と回転中心線ＡＸ２とを結ぶ線とは、ＸＺ面内でみると、同じ方位線となっている。

エンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４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で表す場合、図４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、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５及びエンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２が配置される。設置方位線Ｌｅ１と設置方位線Ｌｅ２とは、エンコーダヘッドＥＮ１とエンコーダヘッドＥＮ２とがスケール部ＧＰａ（ＧＰｂ）の目盛の周囲に空間的に非干渉状態で設置される。

変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４は、回転中心線ＡＸ２からみてスケール部ＧＰａまたはＧＰｂの周囲にそれぞれ配置されており、回転ドラムＤＲの周方向において異なる位置となっている。この変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４は、制御部１６に接続されている。

変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４は、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐ上の描画面と出来るだけ径方向に近い位置で変位を検出することで、アッベ誤差を小さくすることができる。変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４は、回転ドラムＤＲの両端部の一方に向けて計測用の光ビームを投射し、その反射光束（或いは回折光）を光電検出することにより、回転ドラムＤＲの両端部のＹ方向（基板Ｐの幅方向）の位置変化に応じた検出信号を制御部１６に出力する。制御部１６は、その検出信号を不図示の計測回路（カウンター回路や内挿補間回路等）によってデジタル処理することにより、回転ドラムＤＲ（及び基板Ｐ）のＹ方向の変位変化をサブミクロンの分解能で計測することができる。制御部１６は、回転ドラムＤＲの両端部の一方の変化から、回転ドラムＤＲの振れ回りも計測することができる。

変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４は、４つのうち１つあればよいが、回転ドラムＤＲの振れ回り等の計測の為には、４つのうち３つ以上あれば、回転ドラムＤＲの両端部の一方の面の動き（動的な傾き変化等）を把握することができる。なお、制御部１６がアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２によって基板Ｐ上のマークやパターン（或いは回転ドラムＤＲ上のマーク等）を定常的に計測できる場合、変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４は、省略しても良い。

ここで、制御部１６は、エンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２によってスケール部（回転ドラムＤＲ）ＧＰａ，ＧＰｂの回転角度位置を検出し、検出した回転角度位置に基づいて、奇数番及び偶数番の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５による描画を行っている。つまり、制御部１６は、基板Ｐに投射される描画ビームＬＢが走査方向へ走査している期間中、基板Ｐに描画すべきパターンのＣＡＤ情報に基づいて、光偏向器８１をＯＮ／ＯＦＦ変調するが、光偏向器８１によるＯＮ／ＯＦＦ変調のタイミングを、検出した回転角度位置に基づいて行うことで、基板Ｐの光感応層上にパターンを精度よく描画することができる。

また、制御部１６は、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２により基板Ｐ上のアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３が検出されたときの、エンコーダヘッドＥＮ３，ＥＮ４によって検出されるスケール部ＧＰａ，ＧＰｂ（回転ドラムＤＲ）の回転角度位置を記憶することにより、基板Ｐ上のアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３の位置と回転ドラムＤＲの回転角度位置との対応関係を求めることができる。同様に、制御部１６は、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２により回転ドラムＤＲ上の基準パターンＲＭＰが検出されたときの、エンコーダヘッドＥＮ３，ＥＮ４によって検出されるスケール部ＧＰａ，ＧＰｂ（回転ドラムＤＲ）の回転角度位置を記憶することにより、回転ドラムＤＲ上の基準パターンＲＭＰの位置と回転ドラムＤＲの回転角度位置との対応関係を求めることができる。このように、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ６内で、マークをサンプリングした瞬間の回転ドラムＤＲの回転角度位置（または周方向位置）を精密に計測することができる。そして、露光装置ＥＸでは、この計測結果に基づいて、基板Ｐと基板Ｐ上に描画される所定のパターンとを位置合せ（アライメント）したり、回転ドラムＤＲと描画装置１１とをキャリブレーションしたりする。

なお、実際のサンプリングは、エンコーダヘッドＥＮ３，ＥＮ４によって計測される回転ドラムＤＲの回転角度位置が、予め大まかに判明している基板Ｐ上のマークや回転ドラムＤＲ上の基準パターンの位置に対応した角度位置になったときに、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２の各撮像系ＧＤから出力される画像情報を高速に画像メモリ等に書き込むことによって行なわれる。すなわち、エンコーダヘッドＥＮ３，ＥＮ４で計測される回転ドラムＤＲの回転角度位置をトリガーにして、各撮像系ＧＤから出力される画像情報をサンプリングしている。これとは別に、一定周波数のクロック信号の各パルスに応答して、エンコーダヘッドＥＮ３，ＥＮ４で計測される回転ドラムＤＲの回転角度位置（カウンタ計測値）と、各撮像系ＧＤから出力される画像情報とを同時にサンプリングする方法もある。

また、基板Ｐ上のマークや回転ドラムＤＲ上の基準パターンＲＭＰは、観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ６に対して一方向に移動している為、各撮像系ＧＤから出力される画像情報のサンプリングに当たっては、ＣＣＤやＣＭＯＳの撮像素子としてシャッタースピードが速いものを使うことが望ましい。これに伴って、観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ６を照明する照明光の輝度を上げる必要もあり、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２の照明光源として、ストロボライトや高輝度ＬＥＤ等を使うことが考えられる。

図１１は、基板上での描画ラインと描画パターンとの位置関係を示す説明図である。描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５に沿って描画ビームＬＢのスポット光を走査することで、パターンＰＴ１〜ＰＴ５を描画する。描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の描画開始位置ＯＣ１〜ＯＣ５が、パターンＰＴ１〜ＰＴ５の描画始端ＰＴａになる。描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の描画終了位置ＥＣ１〜ＥＣ５が、パターンＰＴ１〜ＰＴ５の描画終端ＰＴｂになる。

パターンＰＴ１の描画始端ＰＴａ、描画終端ＰＴｂのうち描画終端ＰＴｂがパターンＰＴ２の描画終端ＰＴｂと継ぎ合う。同様に、パターンＰＴ２の描画始端ＰＴａがパターンＰＴ３の描画始端ＰＴａと継ぎ合い、パターンＰＴ３の描画終端ＰＴｂがパターンＰＴ４の描画終端ＰＴｂと継ぎ合い、パターンＰＴ４の描画始端ＰＴａがパターンＰＴ５の描画始端ＰＴａと継ぎ合う。このように、基板Ｐ上に描画されるパターンＰＴ１〜ＰＴ５同士が基板Ｐの長尺方向への移動に伴って基板Ｐの幅方向に継ぎ合わされ、大きな露光領域Ａ７の全体にデバイスパターンが描画される。

図１２は、描画ビームのスポット光と描画ラインとの関係を示す説明図である。描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５のうち、代表して描画ユニットＵＷ１及びＵＷ２の描画ラインＬＬ１及びＬＬ２を説明する。描画ユニットＵＷ３〜ＵＷ５の描画ラインＬＬ３〜ＬＬ５についても同様であるので説明を省略する。回転ポリゴンミラー９７の等速回転によって、描画ビームＬＢのビームスポット光ＳＰが基板Ｐ上の描画ラインＬＬ１及びＬＬ２に沿って、描画開始位置ＯＣ１，ＯＣ２から描画終了位置ＥＣ１，ＥＣ２までの描画ラインの長さＬＢＬだけ走査される。

通常、直描露光方式では、装置として露光可能な最小サイズのパターンを描画する場合も、複数のスポット光ＳＰによる多重露光（多重書き）によって、高精度で安定したパターン描画を実現している。図１２に示すように、描画ラインＬＬ１及びＬＬ２上において、スポット光ＳＰの実効的な直径をＸｓとすると、描画ビームＬＢがパルス光であることから、１つのパルス光（ピコ秒オーダーの発光時間）によって生成されるスポット光ＳＰと、次の１つのパルス光によって生成されるスポット光ＳＰとは、直径Ｘｓの約１／２の距離ＣＸｓでＹ方向（主走査方向）に重畳するように走査されている。

また、各描画ラインＬＬ１，ＬＬ２に沿ったスポット光ＳＰの主走査と同時に、基板Ｐは一定速度で＋Ｘ方向に搬送されているため、各描画ラインＬＬ１，ＬＬ２は基板Ｐ上をＸ方向に一定ピッチで移動（副走査）する。そのピッチも、ここではスポット光ＳＰの直径Ｘｓの約１／２の距離ＣＸｓに設定されるものとするが、それに限られるものではない。これにより、副走査の方向（Ｘ方向）についても、直径Ｘｓの１／２（或いはそれ以外の重畳距離でも良い）の距離ＣＸｓでＸ方向に隣接するスポット光ＳＰ同士が重畳して露光される。さらに、描画ラインＬＬ１の描画終了位置ＥＣ１で撃たれるビームスポット光ＳＰと、描画ラインＬＬ２の描画終了位置ＥＣ２で撃たれるビームスポット光ＳＰとが、基板Ｐの長尺方向への移動（即ち副走査）に伴って基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）に重畳距離ＣＸｓで継ぎ合わされるように、描画ラインＬＬ１の描画開始位置ＯＣ１と描画終了位置ＥＣ１、及び、描画ラインＬＬ２の描画開始位置ＯＣ２と描画終了位置ＥＣ２が設定される。

一例として、ビームスポット光ＳＰの実効的な直径Ｘｓを４μｍとすると、スポット光ＳＰの２行×２列（主走査と副走査の両方向に重畳して並ぶ計４つのスポット光）で占有される面積、若しくは３行×３列（主走査と副走査の両方向に重畳して並ぶ計９つのスポット光）で占有される面積を最小寸法とするようなパターン、すなわち、最小寸法が６μｍ〜８μｍ程度の線幅のパターンを良好に露光することができる。また、回転ポリゴンミラー９７の反射面９７ｂを１０面とし、回転軸９７ａ周りの回転ポリゴンミラー９７の回転速度を１万ｒｐｍ以上とすると、回転ポリゴンミラー９７による描画ライン（ＬＬ１〜ＬＬ５）上でのスポット光ＳＰ（描画ビームＬＢ）の走査回数（走査周波数Ｆｍｓとする）は、１６６６．６６・・・Ｈｚ以上にできる。これは、基板Ｐ上に１秒当たりの搬送方向（Ｘ方向）に１６６６本以上の描画ライン分のパターンが描画できることを意味する。このことから、基板Ｐの１秒当たりの搬送距離（搬送速度）を遅くすると、副走査の方向（Ｘ方向）に関するスポット光同士の重畳距離ＣＸｓが、スポット光の直径Ｘｓの１／２以下の値、例えば１／３、１／４、１／５、・・・に設定することができ、その場合、スポット光の描画ラインに沿った複数回の走査に渡って同じ描画パターンを露光することで、基板Ｐの感光層に与える露光量を増大させることができる。

また、回転ドラムＤＲの回転駆動による基板Ｐの搬送速度が、５ｍｍ／ｓ程度である場合、図１２に示した描画ラインＬＬ１（ＬＬ２〜ＬＬ５も同様）のＸ方向（基板Ｐの搬送方向）のピッチ（距離ＣＸｓ）を約３μｍ程度とすることができる。

本実施形態の場合、主走査方向（Ｙ方向）に関するパターン描画の分解能Ｒは、スポット光ＳＰの実効的な直径Ｘｓと走査周波数Ｆｍｓと共に、光偏向器８１を構成する音響光学素子（ＡＯＭ）のＯＮ／ＯＦＦの最小スイッチング時間によって決まってくる。音響光学素子（ＡＯＭ）として、最高応答周波数Ｆｓｓ＝５０ＭＨｚのものを使うと、ＯＮ状態とＯＦＦ状態の各時間を２０ｎＳ程度にすることができる。さらに、回転ポリゴンミラー９７の１つの反射面９７ｂによる描画ビームＬＢの実効走査期間（描画ラインの長さＬＢＬ分のスポット光の走査）は、１つの反射面９７ｂの回転角度分の１／３程度であることから、描画ラインの長さＬＢＬを３０ｍｍとした場合、光偏向器８１のスイッチング時間に依存して決まる分解能Ｒは、Ｒ＝ＬＢＬ／（１／３）／（１／Ｆｍｓ）×（１／Ｆｓｓ）≒３μｍとなる。

この関係式から、パターン描画の分解能Ｒを向上させるため、例えば光偏向器８１の音響光学素子（ＡＯＭ）として、最高応答周波数Ｆｓｓが１００ＭＨｚのものを使い、ＯＮ／ＯＦＦのスイッチング時間を１０ｎｓｅｃにする。これにより、分解能Ｒは、半分の１．５μｍになる。この場合、回転ドラムＤＲの回転による基板Ｐの搬送速度を半分にする。分解能Ｒを向上させる他の方法としては、例えば回転ポリゴンミラー９７の回転速度を上げてもよい。

一般にフォトリソで使用されているレジストには、レジスト感度Ｓｒとして概ね３０ｍｊ／ｃｍ^２程度のものが使われる。光学系の透過率ΔＴｓを０．５（５０％）、回転ポリゴンミラー９７の１つの反射面９７ｂ中での実効走査期間を１／３程度、描画ラインの長さＬＢＬを３０ｍｍ、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の数Ｎｕｗを５、回転ドラムＤＲによる基板Ｐの搬送速度Ｖｐを５ｍｍ／ｓ（３００ｍｍ／ｍｉｎ）とすると、光源装置ＣＮＴの必要レーザーパワーＰｗは、次式のように見積もれる。

Ｐｗ＝３０／６０×３×３０×５／０．５／（１／３）＝１３５０ｍＷ

仮に、描画ユニットを７つにした場合、光源装置ＣＮＴの必要レーザーパワーＰｗは、次式で見積もれる。

Ｐｗ＝３０／６０×３×３０×７／０．５／（１／３）＝１８９０ｍＷ

例えば、レジスト感度が８０ｍｊ／ｃｍ^２程度であれば、同じスピードで露光するためには、ビーム出力として３〜５Ｗ程度の光源装置ＣＮＴが必要である。そのようなハイパワーな光源を用意する代わりに、回転ドラムＤＲの回転による基板Ｐの搬送速度Ｖｐを初期値の５ｍｍ／ｓに対して３０／８０に低下させれば、ビーム出力として１．４〜１．９Ｗ程度の光源装置で露光することも可能になる。

また、描画ラインの長さＬＢＬを３０ｍｍとし、仮にビームスポット光ＳＰのスポット直径Ｘｓと、光偏向器８１の音響光学素子（ＡＯＭ）による光スイッチングで決まる分解能（ビーム位置を指定する最小グリッドで、１画素に相当）Ｘｇとが等しく、３μｍとした場合、１０面の回転ポリゴンミラー９７の回転速度を１万ｒｐｍとしたときの回転ポリゴンミラー９７の１回転の時間は３／５００秒、回転ポリゴンミラー９７の１つの反射面９７ｂによる実効走査期間を１つの反射面９７ｂの回転角度分の１／３とすると、１つの反射面９７ｂによる実効的な走査時間Ｔｓ（秒）は、（３／５００）×（１／１０）×（１／３）で求まり、Ｔｓ＝１／５０００（秒）となる。これより、光源装置ＣＮＴがパルスレーザである場合のパルス発光周波数Ｆｚは、Ｆｚ＝ＬＢＬ／（Ｔｓ・Ｘｓ）で求められ、Ｆｚ＝５０ＭＨｚが最低周波数となる。よって、実施形態では、周波数５０ＭＨｚ以上のパルスレーザを出力する光源装置ＣＮＴが必要となる。このことから、光源装置ＣＮＴのパルス発光周波数Ｆｚは、好ましくは光偏向器８１の音響光学素子（ＡＯＭ）の最高応答周波数Ｆｓｓ（例えば５０ＭＨｚ）の２倍以上（例えば１００ＭＨｚ）が良い。

さらに、光偏向器８１の音響光学素子（ＡＯＭ）をＯＮ状態／ＯＦＦ状態に切り替える駆動信号は、音響光学素子（ＡＯＭ）がＯＮ状態からＯＦＦ状態に遷移する間、又はＯＦＦ状態からＯＮ状態に遷移する間にパルス発光が生じないように、光源装置ＣＮＴをパルス発光周波数Ｆｚで発振させるクロック信号と同期させるような制御にするのが良い。

次に、ビームスポット光ＳＰのスポット直径Ｘｓと光源装置ＣＮＴのパルス発光周波数Ｆｚの関係を、ビーム形状（重畳する２つのスポット光ＳＰの強度分布）の観点から、図１３のグラフを用いて説明する。図１３の横軸は、描画ラインに沿ったＹ方向、又は基板Ｐの搬送方向に沿ったＸ方向におけるスポット光ＳＰの描画位置、若しくはスポット光ＳＰの寸法を表し、縦軸は、単独のスポット光ＳＰのピーク強度を１．０に規格化した相対的な強度値を表す。なお、ここでは、単独のスポット光ＳＰの強度分布をＪ１とし、ガウス分布と仮定して説明する。

図１３において、単独のスポット光ＳＰの強度分布Ｊ１は、ピーク強度に対して１／ｅ^２の強度で３μｍの直径をもつものとする。強度分布Ｊ２〜Ｊ６は、そのようなスポット光ＳＰの２パルス分を、主走査方向又は副走査方向に位置をずらして照射したときに基板Ｐ上で得られる積算の強度分布（プロファイル）のシミュレーション結果を表し、それぞれ位置のずらし量（間隔距離）を異ならせたものである。

図１３のグラフにおいて、強度分布Ｊ５は、２パルス分のスポット光ＳＰが直径３μｍと同じ間隔距離だけずれている場合を示し、強度分布Ｊ４は、２パルス分のスポット光ＳＰの間隔距離が２．２５μｍの場合、強度分布Ｊ３は、２パルス分のスポット光ＳＰの間隔距離が１．５μｍの場合を示す。この強度分布Ｊ３〜Ｊ５の変化から明らかなように、強度分布Ｊ５では、直径３μｍのスポット光ＳＰが３μｍ間隔で照射されるような条件の場合、積算されたプロファイルは、２つのスポット光の各々の中心位置で最も高いコブ状となり、２つのスポット光の中点の位置では、規格化強度が０．３程度しか得られない。これに対して、直径３μｍのスポット光ＳＰが１．５μｍ間隔で照射されるような条件の場合、積算されたプロファイルは、プロファイルに目立ったコブ状の分布がなく、２つのスポット光の中点の位置を挟んでほぼフラットになっている。

また、図１３において、強度分布Ｊ２は、２パルス分のスポット光ＳＰの間隔距離を０．７５μｍにした場合の積算プロファイルを示し、強度分布Ｊ６は、間隔距離を、単独のスポット光ＳＰの強度分布Ｊ１の半値全幅（ＦＷＨＭ）である１．７８μｍに設定した場合の積算プロファイルを示す。

このように、スポット光ＳＰの直径Ｘｓと同じ間隔よりも短い間隔距離ＣＸｓで２つのスポット光が照射されるようなパルス発振の条件の場合、２つのコブ状の分布が顕著に現われやすいので、露光時に強度ムラ（描画精度の劣化）とならないような最適な間隔距離に設定するのが望ましい。図１３の強度分布Ｊ３又はＪ６のように、単一のスポット光ＳＰの直径Ｘｓの半分程度（例えば４０〜６０％）の間隔距離ＣＸｓで重畳させていくのが良い。そのような最適な間隔距離ＣＸｓは、主走査方向に関しては、光源装置ＣＮＴのパルス発光周波数Ｆｚと、描画ラインに沿ったスポット光ＳＰの走査速度或いは走査時間Ｔｓ（回転ポリゴンミラー９７の回転速度）の少なくとも一方を調整することで設定でき、副走査方向に関しては、描画ラインの走査周波数Ｆｍｓ（回転ポリゴンミラー９７の回転速度）と基板ＰのＸ方向の移動速度との少なくとも一方を調整することで設定できる。

例えば、回転ポリゴンミラー９７の回転速度の絶対値（スポット光の走査時間Ｔｓ）を高精度に調整できない場合は、光源装置ＣＮＴのパルス発光周波数Ｆｚを微調整することで、主走査方向に関するスポット光ＳＰの間隔距離ＣＸｓとスポット光の直径Ｘｓ（寸法）との比率を最適な範囲に調整できる。

このように、２つのスポット光ＳＰを走査方向に重畳させる場合、即ち、Ｘｓ＞ＣＸｓとする場合、光源装置ＣＮＴは、パルス発光周波数Ｆｚを、Ｆｚ＞ＬＢＬ／（Ｔｓ・Ｘｓ）の関係であって、Ｆｚ＝ＬＢＬ／（Ｔｓ・ＣＸｓ）の関係を満たすように設定されている。例えば、光源装置ＣＮＴのパルス発光周波数Ｆｚが１００ＭＨｚの場合、回転ポリゴンミラー９７を１０面として１万ｒｐｍで回転させると、１／ｅ^２、又は半値全幅（ＦＷＨＭ）で規定されるスポット光の実効的な直径Ｘｓを３μｍとして、各描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５からのパルスレーザビーム（スポット光）を、各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５上で直径Ｘｓの約半分の１．５μｍの間隔（ＣＸｓ）で照射することができる。これによって、パターン描画時の露光量の均一性が向上し、微細なパターンでも描画データに従った忠実な露光像（レジスト像）が得られ、高精度な描画が達成できる。

更に、音響光学素子（ＡＯＭ）の光スイッチング速度で定まる分解能（応答周波数Ｆｓｓ）とパルスレーザ光源の光源装置ＣＮＴのパルス発振周波数Ｆｚとは、ｈを任意の整数とすると、位置若しくは時間に換算して整数倍の関係、すなわち、Ｆｚ＝ｈ・Ｆｓｓの関係である必要がある。これは、音響光学素子（ＡＯＭ）の光スイッチングのタイミングによって、パルス光源装置ＣＮＴからパルスビームが発光されている最中にＯＮ／ＯＦＦを行わないようにするためである。

第１実施形態の露光装置ＥＸでは、ファイバーアンプＦＢ１，ＦＢ２と波長変換部ＣＵ２の波長変換素子とを組み合わせたパルス光源装置ＣＮＴを用いているので、紫外波長域（４００〜３００ｎｍ）で、このような高い発振周波数を持つパルス光が容易に得られる。

なお、音響光学素子（ＡＯＭ）による光スイッチングは、描画すべきパターンを、例えば３μｍ×３μｍの画素単位に分割し、各画素単位毎にパルスビームのスポット光を照射するか否かを「０」、「１」で表したビット列（描画データ）に基づいて行われる。描画ラインの長さＬＢＬが３０ｍｍの場合、スポット光の１回の走査中の画素数は１万画素となり、音響光学素子（ＡＯＭ）は走査時間Ｔｓの間に１万画素分のビット列をスイッチングする応答性（応答周波数Ｆｓｓ）を備えている。一方で、主走査方向の隣り合うスポット光同士は、例えば、直径Ｘｓの１／２程度だけ重畳するようにパルス発振周波数Ｆｚが設定される。このことから、先の関係式、Ｆｚ＝ｈ・Ｆｓｓにおいて、整数ｈが２以上、即ちＦｚ＞Ｆｓｓになるように、パルス発振周波数Ｆｚと音響光学素子（ＡＯＭ）の光スイッチングの応答周波数Ｆｓｓとの関係が設定されるのが良い。

次に、露光装置ＥＸの描画装置１１の調整方法について説明する。図１４は、第１実施形態の露光装置の調整方法に関するフローチャートである。図１５は、回転ドラムの基準パターンと、描画ラインとの関係を模式的に示す説明図である。図１６は、回転ドラムの基準パターンからの反射光を明視野で受光する光電センサーから出力される信号を模式的に示す説明図である。制御部１６は、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の位置関係を把握するキャリブレーションのため、図１５に示すように、回転ドラムＤＲを回転する。回転ドラムＤＲは、描画ビームＬＢが透過できる程度に透光性のある基板Ｐを搬送してもよい。

上述したように、基準パターンＲＭＰは、回転ドラムＤＲの外周面と一体である。図１５に示すように、基準パターンＲＭＰのうち、任意の基準パターンＲＭＰ１は、回転ドラムＤＲの外周面の移動に伴って移動する。このため、基準パターンＲＭＰ１は、描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５を通過した後、描画ラインＬＬ２，ＬＬ４を通過する。例えば、制御部１６は、同じ基準パターンＲＭＰ１が描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５を通過した場合、描画ユニットＵＷ１，ＵＷ３，ＵＷ５の描画ビームＬＢを走査させる。そして、制御部１６は、同じ基準パターンＲＭＰ１が描画ラインＬＬ２，ＬＬ４を通過した場合、描画ユニットＵＷ２，ＵＷ４の描画ビームＬＢを走査させる（ステップＳ１）。このため、基準パターンＲＭＰ１は、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の位置関係を把握するための基準となる。

上述したキャリブレーション検出系３１の光電センサー３１Ｃｓ（図４）は、ｆ−θレンズ系８５と、走査器８３を含む走査光学系とを介して、基準パターンＲＭＰ１からの反射光を検出する。光電センサー３１Ｃｓは、制御部１６に接続されており、制御部１６が光電センサー３１Ｃｓの検出信号を検出する（ステップＳ２）。例えば、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５毎に、複数の描画ビームＬＢの各々を所定の走査方向に、複数列走査する。

例えば、図１６に示すように、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、描画ビームＬＢを描画開始位置ＯＣ１から、上述した回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２に沿った方向（Ｙ方向）に描画ラインの長さＬＢＬ（図１２参照）だけ第１列走査ＳＣ１を行う。次に、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、描画ビームＬＢを描画開始位置ＯＣ１から、上述した回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２に沿った方向（Ｙ方向）に描画ラインの長さＬＢＬ（図１２参照）だけ第２列走査ＳＣ２を行う。次に、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５は、描画ビームＬＢを描画開始位置ＯＣ１から、上述した回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２に沿った方向（Ｙ方向）に描画ラインの長さＬＢＬ（図１２参照）だけ第３列走査ＳＣ３を行う。

回転ドラムＤＲは、回転中心線ＡＸ２の回りに回転するので、第１列走査ＳＣ１，第２列走査ＳＣ２及び第３列走査ＳＣ３の基準パターンＲＭＰ１上でのＸ方向の位置は、ΔＰ１，ΔＰ２だけ異なる。なお、制御部１６は、回転ドラムＤＲを静止させた状態で第１列走査ＳＣ１に沿った描画ビームＬＢの走査を行い、その後、ΔＰ１分だけ回転ドラムＤＲを回転させて静止し、第２列走査ＳＣ２に沿った描画ビームＬＢの走査、再び回転ドラムＤＲをΔＰ２だけ回転させて静止し、第３列走査ＳＣ３に沿った描画ビームＬＢの走査、の順で各部を動作させるシーケンスであってもよい。

上述したように、基準パターンＲＭＰは、回転ドラムＤＲの外周面に形成される互いに交差する２本の線パターンＲＬ１，ＲＬ２の交点部Ｃｒ１，Ｃｒ２が、上述した描画ラインの長さＬＢＬよりも小さく設定されている。このため、第１列走査ＳＣ１，第２列走査ＳＣ２及び第３列走査ＳＣ３の描画ビームＬＢが投射されると、描画ビームＬＢが少なくとも交点部Ｃｒ１，Ｃｒ２に照射される。線パターンＲＬ１，ＲＬ２は、回転ドラムＤＲの表面に凹凸として形成されている。回転ドラムＤＲの表面の凹凸の段差量を特定の条件にしておくと、描画ビームＬＢが線パターンＲＬ１、ＲＬ２に投射されて発生する反射光は、部分的に反射強度に差を生じる。例えば、図１６に示すように、線パターンＲＬ１，ＲＬ２が回転ドラムＤＲの表面の凹部である場合、描画ビームＬＢが線パターンＲＬ１，ＲＬ２に投射されると、線パターンＲＬ１、ＲＬ２で反射する反射光が光電センサー３１Ｃｓに明視野で受光される。

制御部１６は、光電センサー３１Ｃｓからの出力信号に基づいて、基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｌを検出する。例えば、制御部１６は、第１列走査ＳＣ１の際に光電センサー３１Ｃｓから得られた出力信号に基づいて、第１列走査位置データＤｓｃ１と、基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｌのセンター値ｍｐｓｃｌとを記憶する。

次に、制御部１６は、第２列走査ＳＣ２の際に光電センサー３１Ｃｓから得られた出力信号に基づいて、第２列走査位置データＤｓｃ２と、基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｌのセンター値ｍｐｓｃｌとを記憶する。そして制御部１６は、第３列走査ＳＣ３の際に光電センサー３１Ｃｓから得られた出力信号に基づいて、第３列走査位置データＤｓｃ３と、基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｌのセンター値ｍｐｓｃｌとを記憶する。

制御部１６は、第１列走査位置データＤｓｃ１，第２列走査位置データＤｓｃ２及び第３列走査位置データＤｓｃ３と、複数の基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｌのセンター値ｍｐｓｃｌとから、互いに交差する２本の線パターンＲＬ１，ＲＬ２の交点部Ｃｒ１、Ｃｒ２の座標位置を演算によって求める。その結果、制御部１６は、互いに交差する２本の線パターンＲＬ１，ＲＬ２の交点部Ｃｒ１、Ｃｒ２と描画開始位置ＯＣ１との関係も演算することができる。他の描画ユニットＵＷ２〜５についても同様に、制御部１６は、互いに交差する２本の線パターンＲＬ１，ＲＬ２の交点部Ｃｒ１，Ｃｒ２と描画開始位置ＯＣ２〜ＯＣ５（図１１参照）との関係も演算することができる。なお、上述したセンター値ｍｐｓｃｌは、光電センサー３１Ｃｓから出力される信号のピーク値から求めてもよい。

以上、線パターンＲＬ１，ＲＬ２で反射する反射光を光電センサー３１Ｃｓが明視野で受光する場合について、説明したが、光電センサー３１Ｃｓは、線パターンＲＬ１、ＲＬ２で反射する反射光を暗視野で受光してもよい。図１７は、回転ドラムの基準パターンからの反射光を暗視野で受光する光電センサーを模式的に示す説明図である。図１８は、回転ドラムの基準パターンからの反射光を暗視野で受光する光電センサーから出力される信号を模式的に示す説明図である。図１７で示すように、キャリブレーション検出系３１は、リレーレンズ９４と光電センサー３１Ｃｓとの間に、輪帯状の光透過部を有する遮光部材３１ｆを配置している。このため、光電センサー３１Ｃｓは、線パターンＲＬ１，ＲＬ２で反射する反射光のうちのエッジ散乱光または回折光を受光する。例えば、図１８に示すように、線パターンＲＬ１，ＲＬ２が回転ドラムＤＲの表面の凹部である場合、描画ビームＬＢが線パターンＲＬ１，ＲＬ２に投射されると、光電センサー３１Ｃｓは線パターンＲＬ１，ＲＬ２で反射する反射光を暗視野で受光する。

制御部１６は、光電センサー３１Ｃｓから出力される信号に基づいて、基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｄｌを検出する。例えば、制御部１６は、第１列走査ＳＣ１の際に光電センサー３１Ｃｓから得られた出力信号に基づいて、第１列走査位置データＤｓｃ１と、基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｄｌのセンター値ｍｐｓｃｄｌとを記憶する。次に、制御部１６は、第２列走査ＳＣ２の際に光電センサー３１Ｃｓから得られた出力信号に基づいて、第２列走査位置データＤｓｃ２と、基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｄｌのセンター値ｍｐｓｃｄｌとを記憶する。制御部１６は、第３列走査ＳＣ３の際に光電センサー３１Ｃｓから得られた出力信号に基づいて、第３列走査位置データＤｓｃ３と、基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｄｌのセンター値ｍｐｓｃｄｌとを記憶する。

制御部１６は、第１列走査位置データＤｓｃ１，第２列走査位置データＤｓｃ２及び第３列走査位置データＤｓｃ３と、複数の基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｄｌのセンター値ｍｐｓｃｄｌとから、互いに交差する２本の線パターンＲＬ１，ＲＬ２の交点部Ｃｒ１，Ｃｒ２を演算によって求める。その結果、制御部１６は、互いに交差する２本の線パターンＲＬ１，ＲＬ２の交点部Ｃｒ１，Ｃｒ２の座標位置と描画開始位置ＯＣ１との関係を演算によって求める。

他の描画ユニットＵＷ２〜５についても同様に、制御部１６は、互いに交差する２本の線パターンＲＬ１，ＲＬ２の交点部Ｃｒ１，Ｃｒ２と描画開始位置ＯＣ２〜ＯＣ５との関係も演算することができる。このように、線パターンＲＬ１，ＲＬ２で反射する反射光を光電センサー３１Ｃｓが暗視野で受光する場合、複数の基準パターンＲＭＰのエッジ位置ｐｓｃｄｌの精度を高めることができる。

図１４に示すように、制御部１６は、ステップＳ２で検出した検出信号から、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）を求める（ステップＳ３）。図１９は、回転ドラムの基準パターン同士の位置関係を模式的に示す説明図である。図２０は、複数の描画ラインの相対的な位置関係を模式的に示す説明図である。上述したように、奇数番の第１描画ラインＬＬ１，第３描画ラインＬＬ３及び第５描画ラインＬＬ５が配置され、図１９に示すように、第１描画ラインＬＬ１，第３描画ラインＬＬ３及び第５描画ラインＬＬ５毎に、検知される交点部Ｃｒ１間の基準距離ＰＬは、制御部１６が予め記憶している。同様に、第２描画ラインＬＬ２及び第４描画ラインＬＬ４毎に、検知される交点部Ｃｒ１間の基準距離ＰＬも、制御部１６が予め記憶している。また、第２描画ラインＬＬ２及び第３描画ラインＬＬ３毎に、検知される交点部Ｃｒ１間の基準距離ΔＰＬも、制御部１６が予め記憶している。さらに、また、第４描画ラインＬＬ４及び第５描画ラインＬＬ５毎に、検知される交点部Ｃｒ１間の基準距離ΔＰＬも、制御部１６が予め記憶している。

例えば、図２０に示すように、制御部１６は、第１描画ラインＬＬ１の描画開始位置ＯＣ１は原点検出器９８（図７参照）からの信号に基づいて、位置関係を把握できているので、交点部Ｃｒ１と描画開始位置ＯＣ１との距離ＢＬ１を求めることができる。また、制御部１６は、第３描画ラインＬＬ３の描画開始位置ＯＣ３が原点検出器９８で位置を検出できているので、交点部Ｃｒ１と描画開始位置ＯＣ３との距離ＢＬ３を求めることができる。このため、制御部１６は、距離ＢＬ１，距離ＢＬ３及び基準距離ＰＬに基づいて、描画開始位置ＯＣ１と、描画開始位置ＯＣ３との位置関係を求め、描画ラインＬＬ１、ＬＬ３に沿って走査する描画ビームＬＢの原点間の原点間距離ΔＯＣ１３を記憶することができる。同様に、制御部１６は、第５描画ラインＬＬ５の描画開始位置ＯＣ５が原点検出器９８で位置を検出できているので、交点部Ｃｒ１と描画開始位置ＯＣ５との距離ＢＬ５を求めることができる。このため、制御部１６は、距離ＢＬ３，距離ＢＬ５及び基準距離ＰＬに基づいて、描画開始位置ＯＣ３と、描画開始位置ＯＣ５との位置関係を求め、描画ラインＬＬ３，ＬＬ５に沿って走査する描画ビームＬＢの原点間の原点間距離ΔＯＣ３５を記憶することができる。

制御部１６は、第２描画ラインＬＬ２の描画開始位置ＯＣ２が原点検出器９８で位置を検出できているので、交点部Ｃｒ１と描画開始位置ＯＣ２との距離ＢＬ２を求めることができる。また、制御部１６は、第４描画ラインＬＬ４の描画開始位置ＯＣ４が原点検出器９８で位置を検出できているので、交点部Ｃｒ１と描画開始位置ＯＣ４との距離ＢＬ４を求めることができる。このため、制御部１６は、距離ＢＬ２，距離ＢＬ４及び基準距離ＰＬに基づいて、描画開始位置ＯＣ２と、描画開始位置ＯＣ４との位置関係を求め、描画ラインＬＬ２，ＬＬ４に沿って走査する描画ビームＬＢの原点間の原点間距離ΔＯＣ２４を記憶することができる。

また、制御部１６は、描画開始位置ＯＣ１と、描画開始位置ＯＣ２とが、上述した同じ基準パターンＲＭＰ１を介して求めた位置であるので、容易に描画ラインＬＬ１，ＬＬ２に沿って走査する描画ビームＬＢの原点間の原点間距離ΔＯＣ１２を記憶することができる。以上説明したように、露光装置ＥＸは、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の個々の原点（描画開始点）の相互の位置関係を求めることができる。

また、制御部１６は、第２描画ラインＬＬ２及び第３描画ラインＬＬ３において検知される交点部Ｃｒ１間の基準距離ΔＰＬから、描画開始位置ＯＣ２と、描画開始位置ＯＣ３とが継ぎ合う誤差を検出することができる。さらに、また、第４描画ラインＬＬ４及び第５描画ラインＬＬ５において検知される交点部Ｃｒ１間の基準距離ΔＰＬから、描画開始位置ＯＣ４と、描画開始位置ＯＣ５とが継ぎ合う誤差を検出することができる。

各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の描画開始位置ＯＣ１〜ＯＣ５から描画終了位置ＥＣ１〜ＥＣ５までの間に２つの交点部Ｃｒ１，Ｃｒ２を検出するようにする。これにより、描画開始位置ＯＣ１〜ＯＣ５から描画終了位置ＥＣ１〜ＥＣ５までの走査方向を検出することができる。その結果、制御部１６は、各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５が中心線ＡＸ２に沿う方向（Ｙ方向）に対する角度誤差を検出することができる。

制御部１６は、上述した基準パターンＲＭＰ１に対し、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）を求める。基準パターンＲＭＰ１を含む基準パターンＲＭＰは、一定のピッチ（周期）Ｐｆ１，Ｐｆ２で繰り返し刻設したメッシュ状の基準パターンである。このため、制御部１６が各ピッチＰｆ１，Ｐｆ２で繰り返す基準パターンＲＭＰに対し、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）を求め、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の相対的な位置関係の偏差に関わる情報を演算する。その結果、制御部１６は、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）の精度をより高めることができる。

次に図１４に示すように、制御部１６は、描画状態を調整する処理を行う（ステップＳ４）。制御部１６は、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）及びエンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２によって検出されるスケール部（回転ドラムＤＲ）ＧＰａ，ＧＰｂの回転角度位置に基づいて、奇数番及び偶数番の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５による描画位置を調整する。エンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２は、上述したスケール部（回転ドラムＤＲ）ＧＰａ，ＧＰｂに基づいて、基板Ｐの送り量を検出することができる。

図２１は、先の図１２と同様に、基板の単位時間当たりの移動距離と、移動距離内に含まれる描画ラインの本数との関係を模式的に示す説明図である。図２１に示すように、エンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２は、基板Ｐの単位時間当たりの移動距離ΔＸを検出し、記憶することができる。なお、上述したアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２によって、複数のアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３を逐次検出して、移動距離ΔＸを求めて記憶するようにしてもよい。

基板Ｐの単位時間当たりの移動距離ΔＸにおいて、描画ユニットＵＷ１による複数の描画ラインＬＬ１は、ビームスポット光ＳＰのビームラインＳＰＬ１，ＳＰＬ２及びＳＰＬ３で描画され、各々のビームスポット光ＳＰのスポット直径Ｘｓの約１／２でＸ方向（及びＹ方向）に重畳するように走査されている。同様に、描画ラインＬＬ１の描画終端ＰＴｂ側のビームスポット光ＳＰと、描画ラインＬＬ２の描画終端ＰＴｂ側のビームスポット光ＳＰとは、基板Ｐの長尺方向への移動に伴って基板Ｐの幅方向に重畳距離ＣＸｓで継ぎ合わされることになる。

例えば、回転ドラムＤＲが上下すると、奇数番及び偶数番の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５によるＸ方向の描画位置にずれが生じ、例えばＸ方向の倍率のずれになる可能性がある。制御部１６は、回転ドラムＤＲが搬送する基板Ｐの搬送速度（移動速度）を遅くすると、ビームラインＳＰＬ１，ＳＰＬ２及びＳＰＬ３のＸ方向の間隔距離ＣＸｓが小さくなり、Ｘ方向の描画倍率を小さくするように調整できる。逆に、回転ドラムＤＲが搬送する基板Ｐの搬送速度（移動速度）を速くすると、ビームラインＳＰＬ１，ＳＰＬ２及びＳＰＬ３のＸ方向の間隔距離ＣＸｓが大きくなり、Ｘ方向の描画倍率を大きくするように調整できる。以上、描画ラインＬＬ１について、図２１を参照して説明したが、他の描画ラインＬＬ２〜ＬＬ５についても同様である。制御部１６は、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）及びエンコーダヘッドＥＮ１，ＥＮ２によってスケール部（回転ドラムＤＲ）ＧＰａ，ＧＰｂの検出した回転角度位置に基づいて、基板Ｐの長尺の方向における、基板Ｐの単位時間当たりの移動距離ΔＸと、該移動距離内に含まれるビームラインＳＰＬ１，ＳＰＬ２及びＳＰＬ３の本数との関係を変更することができる。このため、制御部１６は、奇数番及び偶数番の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５によるＸ方向の描画位置を調整することができる。

図２２は、パルス光源のシステムクロックと同期して発光するパルス光を模式的に説明する説明図である。以下、描画ラインＬＬ２について、図２１も参照して説明するが、描画ラインＬＬ１，ＬＬ３〜ＬＬ５についても同様である。光源装置ＣＮＴは、システムクロックＳＱとしてのパルス信号ｗｐと同期してビームスポット光ＳＰを撃つことができる。システムクロックＳＱの周波数Ｆｚを変えることで、パルス信号ｗｐのパルス間隔Δｗｐ（＝１／Ｆｚ）が変わる。その時間的なパルス間隔Δｗｐは、描画ラインＬＬ２上では、パルス毎のスポット光ＳＰの主走査方向の間隔距離ＣＸｓに対応している。制御部１６は、描画ビームＬＢのビームスポット光ＳＰを基板Ｐ上の描画ラインＬＬ２に沿って描画ラインの長さＬＢＬだけ走査させている。

制御部１６は、描画ビームＬＢが描画ラインＬＬ２に沿って走査している間に、システムクロックＳＱの周期を部分的に変更して、パルス間隔Δｗｐを、描画ラインＬＬ２中の任意の位置で増減させる機能を備えている。例えば、本来のシステムクロックＳＱが１００ＭＨｚである場合、制御部１６は、描画ラインの長さＬＢＬだけ走査する間に一定の時間間隔（周期）で部分的にシステムクロックＳＱを、例えば１０１ＭＨｚ（或いは９９ＭＨｚ）にする。その結果、描画ラインの長さＬＢＬにおけるビームスポット光ＳＰの数が増減する。換言すると、制御部１６は、描画ラインの長さＬＢＬだけ走査する間に、所定回（１以上）の周期間隔でシステムクロックＳＱのデューティを部分的に増減する。これにより、パルス間隔Δｗｐの変化分だけ光源ＣＮＴが発生させるビームスポット光ＳＰの間隔が変化し、ビームスポット光ＳＰ同士の重畳距離ＣＸｓが変化する。そして、Ｙ方向の描画始端ＰＴａと描画終端ＰＴｂとの距離がみかけ上、伸縮する。

一例を説明すると、描画ラインの長さＬＢＬが３０ｍｍである場合、それを１１等分し、約３ｍｍの描画長（周期間隔）毎に１ヶ所だけシステムクロックＳＱのパルス間隔Δｗｐを増減させる。パルス間隔Δｗｐの増減量は、図１３で説明したように、隣り合う２つのスポット光ＳＰの間隔距離ＣＸｓの変化に伴う積算プロファイル（強度分布）の大きな悪化を招かない範囲、例えば基準の間隔距離ＣＳｘをスポット光の直径Ｘｓ（３μｍ）の５０％としたら、それに対して±１５％くらいに設定される。パルス間隔Δｗｐの増減が＋１０％（間隔距離ＣＳｘがスポット光の直径Ｘｓの６０％）だとすると、長さＬＢＬの描画ライン中の離散的な１０か所の各々で、１パルス分のスポット光が直径Ｘｓの１０％分だけ主走査方向に延びるように位置ずれする。その結果、描画後の描画ラインの長さＬＢＬは、３０ｍｍに対して３μｍだけ延びることになる。これは、基板Ｐ上に描画されるパターンがＹ方向に０．０１％（１００ｐｐｍ）拡大されることを意味する。これによって、基板ＰがＹ方向に伸縮している場合でも、それに対応して描画パターンをＹ方向に伸縮させて露光することができる。

パルス間隔Δｗｐを増減する位置を、例えば、描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の１回の走査ごとに、例えばシステムクロックＳＱの１００パルス毎、２００パルス毎、・・・というように任意の値にプリセットできる構成とする。このようにすると、描画パターンの主走査方向（Ｙ方向）の伸縮量を比較的大きな範囲で変えられることになり、基板Ｐの伸縮や変形に対応して、動的に倍率補正をかけられる。従って、本実施形態の露光装置ＥＸの制御部１６には、システムクロックＳＱの発生回路が含まれ、その発生回路は、パルス間隔Δｗｐが一定の原クロック信号をシステムクロックＳＱとして発生するクロック発振部と、システムクロックＳＱのクロックパルス数をプリセットされた値分だけカウントしたら、システムクロックＳＱの次の１クロックパルスが発生するまでの時間を直前のパルス間隔Δｗｐに対して増減させるタイムシフト部とを有する。なお、描画ライン（長さＬＢＬ）中で、システムクロックＳＱのパルス間隔Δｗｐを増減させる部分の個数は、描画すべきパターンのＹ方向の倍率補正比（ｐｐｍ）によって概ね決まるが、最も少ない場合、長さＬＢＬに対応したスポット光ＳＰの走査時間Ｔｓ中の少なくとも１ヶ所であっても良い。

図２３は、システムクロックＳＱのパルス間隔Δｗｐを部分的に可変にするクロック発生回路の一例を示す。図２３において、クロック発振部２００からは、システムクロックＳＱと同じ周波数の基本クロック信号ＣＫＬが出力される。基本クロック信号ＣＫＬは、基本クロック信号ＣＫＬのパルス毎に所定の遅延時間Ｔｄを付加することでシステムクロックＳＱを生成する遅延回路２０２と、基本クロック信号ＣＫＬの周波数を、例えば２０逓倍した逓倍クロック信号ＣＫｓを出力する逓倍回路２０４とに印加される。

遅延回路２０２は、内部に逓倍クロック信号ＣＫｓのパルス数を所定値ΔＮｓまで計数するカウンターを有する。そのカウンターが所定値ΔＮｓを計数している時間が遅延時間Ｔｄに相当する。所定値ΔＮｓは、プリセット回路２０６によってセットされる。プリセット回路２０６は、所定値ΔＮｓの初期値となる標準値Ｎｓ_０を内部に備えており、外部（メインＣＰＵ等）からプリセット値Ｄｓｂ（遅延時間Ｔｄの変化分ΔＴｄに対応した値）が送られてくると、新しい所定値ΔＮｓを、直前の所定値ΔＮｓ＋Ｄｓｂに書き換える。

その書き換えは、遅延回路２０２から出力されるシステムクロックＳＱのパルスを計数するカウンタ回路２０８からの完了パルス信号ｂに応答して行われる。カウンタ回路２０８は、プリセット値ＤｓａまでシステムクロックＳＱのパルス数を計数して完了パルス信号ｂを出力したら、計数値を零リセットして再びシステムクロックＳＱのパルス数を計数することを繰り返す構成を備える。プリセット値Ｄｓａは、描画ラインの長さＬＢＬをＮ等分したときの１つの長さＬＢＬ／Ｎに対応したスポット光のパルス数Ｎｃｋであるが、必ずしも長さＬＢＬ／Ｎに対応している必要はなく任意の値であって良い。なお、以上の遅延回路２０２、プリセット回路２０６、カウンタ回路２０８によってタイムシフト部が構成される。

図２４は、図２３の回路構成における各部の信号の時間遷移を示すタイミングチャートである。プリセット回路２０６には、初期値となる標準値Ｎｓ_０がセットされ、遅延回路２０２に印加される所定値ΔＮｓは標準値Ｎｓ_０になっているものとする。カウンタ回路２０８が設定されたパルス数Ｎｃｋまで計数する前、即ち完了パルス信号ｂが発生する前の状態では、プリセット回路２０６からの所定値ΔＮｓはＮｓ０であり、遅延回路２０２は、図２４のように、基本クロック信号ＣＫＬの各パルスの立ち上がりから逓倍クロック信号ＣＫｓのパルス数を所定値ΔＮｓまで計数し、その計数完了と同時にシステムクロックＳＱとして１つのパルスｗｐを出力する。従って、基本クロック信号ＣＫＬのパルスの立ち上がりから、システムクロックＳＱの対応するパルスｗｐの立ち上がりまでの遅延時間Ｔｄ_１は、逓倍クロック信号ＣＫｓのパルスを所定値ΔＮｓ分だけ計数する時間に相当する。

図２４において、基本クロック信号ＣＫＬのパルスＣＫ_ｎに対応して遅延時間Ｔｄ_１後に発生したシステムクロックＳＱのパルスｗｐによって、カウンタ回路２０８がプリセット値Ｄｓａ（パルス数Ｎｃｋ）分だけカウントアップしたとすると、カウンタ回路２０８は完了パルス信号ｂを出力し、それに応答して、プリセット回路２０６は、新たな所定値ΔＮｓを、〔直前の所定値ΔＮｓ＋Ｄｓｂ〕に書き換える。プリセット値Ｄｓｂは、図２２に示したパルス間隔Δｗｐの変化量（ΔＴｄ）に対応した数値であり、図２４では、負の値としてセットされるが、正の値でも同様である。従って、基本クロック信号ＣＫＬのパルスＣＫ_ｎの次のパルスＣＫ_ｎ＋１が発生する前に、遅延回路２０２には、標準値Ｎｓ_０で設定される遅延時間Ｔｄ_１よりもΔＴｄだけ短い遅延時間Ｔｄ_２に対応した所定値ΔＮｓが設定される。

これにより、基本クロック信号ＣＫＬのパルスＣＫ_ｎ＋１に応答して発生するシステムクロックＳＱのパルスｗｐ’と、直前のパルスｗｐとのパルス間隔Δｗｐ’は、それ以前のパルス間隔Δｗｐよりも短くなる。パルスｗｐ’の発生後は、カウンタ回路２０８がパルス数Ｎｃｋ分のシステムクロックＳＱを計数するまで、完了パルス信号ｂが発生しないので、遅延回路２０２に設定される所定値ΔＮｓは遅延時間Ｔｄ_２に対応した値のままであり、次に完了パルス信号ｂが発生するまで、システムクロックＳＱは基本クロック信号ＣＫＬに対して一律に遅延時間Ｔｄ_２だけ遅延した状態で出力される。従って、基本クロック信号ＣＫＬの周波数Ｆｚで決まるパルス間隔Δｗｐと、タイムシフトにより補正されたパルス間隔Δｗｐ’の比βは、
β＝Δｗｐ’／Δｗｐ＝１±（ΔＴｄ／Δｗｐ）〔但し、ΔＴｄ＜Δｗｐ〕
となり、描画ラインに沿って描画されるパターンの幅方向の寸法は、β＞１のときは描画データで規定される設計値よりも拡大され、β＜１のとき（図２４の場合）は設計値よりも縮小される。

以上の図２３の回路構成では、完了パルス信号ｂの発生直後に作られるシステムクロックＳＱの１つのパルスｗｐのパルス間隔Δｗｐを時間ΔＴｄだけ変化させることが、システムクロックＳＱのパルス数Ｎｃｋ分の計数ごとに繰り返し実行される。なお、図２３の回路構成の場合、プリセット回路２０６が内部に記憶している標準値Ｎｓ_０を２０とし、外部から設定されるプリセット値Ｄｓｂをゼロとすると、完了パルス信号ｂの発生の有無にかかわらず、所定値ΔＮｓは２０のまま（Ｙ方向の描画倍率補正をしない状態）である。また、逓倍クロック信号ＣＫｓの周波数が基本クロック信号ＣＫＬの周波数の２０倍としたことから、所定値ΔＮｓを２０とした場合、プリセット値Ｄｓｂを＋１（又は−１）にセットすると、所定値ΔＮｓは、完了パルス信号ｂの発生のたびに、２０，２１，２２，・・・（又は２０，１９，１８・・・）と増加（又は減少）するように書き換えられる。さらに、逓倍クロック信号ＣＫｓの１パルス分が、標準のパルス間隔Δｗｐ（パルス間隔距離ＣＸｓ）の１／２０（５％）に相当するので、プリセット値Ｄｓｂを±１変えると、２つの連続したスポット光の重畳の度合いを５％単位で変えられる。

以上のように、このようにパルス間隔Δｗｐが部分的に増減されたシステムクロックＳＱに応答してパルスレーザの光源装置ＣＮＴから出力されるパルスビームは、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各々に共通に供給されるので、描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の各々で描画されるパターンはＹ方向に同じ比率で伸縮される。従って、図１２（又は図１１）で説明したように、Ｙ方向に隣り合う描画ライン間での継ぎ精度を維持する為に、描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の各々の描画開始位置ＯＣ１〜ＯＣ５（又は描画終了位置ＥＣ１〜ＥＣ５）がＹ方向にシフトするように、描画タイミングが補正される。

システムクロックＳＱのパルス間隔Δｗｐを部分的に可変にする回路構成の例は、図２３、図２４のように遅延時間Ｔｄ_１，Ｔｄ_２をデジタル的に可変する方式以外に、アナログ的に可変するような構成であっても良い。また、カウンタ回路２０８がプリセット値Ｄｓｂ（パルス数Ｎｃｋ）までシステムクロックＳＱを計数する度に補正される１ヶ所のパルス間隔Δｗｐ’が、標準的なパルス間隔Δｗｐに対して、例えば１％といった僅かな値だけ増減するような構成としても良い。その場合、描画ラインの長さＬＢＬに沿ったスポット光の１回の走査中に、標準的なパルス間隔Δｗｐをパルス間隔Δｗｐ’に補正する箇所の数を、必要な倍率補正量に従って変えれば良い。例えば、補正する箇所の数を１００にすると、１回のスポット光の走査で描画されるパターンのＹ方向の寸法は、パルス間隔Δｗｐ分だけ増減する。

さらに、図４中に示した光偏向器（ＡＯＭ）８１のＯＮ／ＯＦＦのスイッチングは、描画データとして送出されるシリアルなビット列（ビット値「０」又は「１」の並び）に応答して行われるが、そのビット値の送出は、パルス間隔Δｗｐが部分的に増減されたシステムクロックＳＱのパルス信号ｗｐ（図２４）と同期するようにしても良い。具体的には、１つのパルス信号ｗｐが発生して次のパルス信号ｗｐが発生するまでの間に、１つのビット値を光偏向器（ＡＯＭ）８１のドライブ回路に送出し、そのビット値が例えば「１」であって、１つ前のビット値が「０」だったときは、光偏向器（ＡＯＭ）８１をＯＦＦ状態からＯＮ状態にスイッチすればよい。

ところで、制御部１６は、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）及び回転ドラムＤＲの両端部の振れを検知可能な変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４の検出した情報に基づいて、回転ドラムＤＲの振れ回りによって生じたＹ方向の誤差を相殺するように、奇数番及び偶数番の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５によるＹ方向の描画位置を調整することができる。また、制御部１６は、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）及び回転ドラムＤＲの両端部の振れを検知可能な変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４の検出した情報に基づいて、回転ドラムＤＲの振れ回りによって生じたＹ方向の誤差を相殺するように、奇数番及び偶数番の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５によるＹ方向の長さ（描画ラインの長さＬＢＬ）を変更することができる。

また、制御部１６は、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）及びアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２により検出された情報に基づいて、基板ＰのＸ方向またはＹ方向の誤差を相殺するように、奇数番及び偶数番の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５によるＸ方向またはＹ方向の描画位置を調整することができる。

第１実施形態の露光装置ＥＸは、上述したように複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各々からの描画ビームＬＢによって、基板Ｐ上に形成される複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５を含む描画面内の所定点である回転軸Ｉを中心として、前記描画面内で第１光学定盤２３に対して第２光学定盤２５をシフト移動させるシフト補正機構としての移動機構２４を含む。複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）により、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の全体がＸ方向及びＹ方向の少なくとも１つに対して誤差を有している場合、制御部１６は、誤差を相殺するシフト量となるように、移動機構２４の駆動部に対し駆動制御を行って、第２光学定盤２５をＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方にシフト移動させることができる。

第２光学定盤２５をＸ方向及びＹ方向の少なくとも一方にシフト移動させると、そのシフト量だけ、図６に示す第４反射ミラー５９がＸ方向又はＹ方向に変位する。特に第４反射ミラー５９のＹ方向の変位は、第３反射ミラー５８からくる描画ビームＬＢを＋Ｙ方向に反射させる際に、Ｚ方向にシフト移動させてしまう。そこで、第１光学系４１中のビームシフター機構４４によって、そのＺ方向へのシフト移動を補正する。これによって、第４反射ミラー５９以降の第２光学系４２及び第３光学系４３に対しては、ビームＬＢが正しい光路を通るように維持される。

また、第１実施形態の露光装置ＥＸにおいて、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）により、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５がＸ方向及びＹ方向の少なくとも１つに対して誤差を有している場合、制御部１６は、誤差を相殺するシフト量となるように、ビームシフター機構４４に対し駆動制御を行って、基板Ｐ上に形成される描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５をＸ方向やＹ方向に微少シフトさせることができる。

さらに、第１実施形態の露光装置ＥＸにおいて、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）により、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５のうち奇数番または偶数番の描画ラインが、Ｘ方向及びＹ方向の少なくとも１つに対して誤差を有している場合、制御部１６は、誤差を相殺するシフト量となるように、ビームシフター機構４５に対し駆動制御を行って、基板Ｐ上に形成される偶数番の描画ラインＬＬ２，ＬＬ４をＸ方向やＹ方向に微少シフトさせ、基板Ｐ上に形成される奇数番の描画ラインＬＬ１，ＬＬ３，ＬＬ５との相対的な位置関係を微少に調整することができる。

また、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）及び変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４またはアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２により検出された情報に基づいて、制御部１６は、描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５のＹ倍率を調整することもできる。例えば、ｆ−θレンズ系８５が含むテレセントリックｆ−θレンズの像高が入射角に比例する。このため、描画ユニットＵＷ１のＹ倍率だけを調整する場合、制御部１６は、調整情報（キャリブレーション情報）及び変位計ＹＮ１，ＹＮ２，ＹＮ３，ＹＮ４またはアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２により検出された情報に基づいて、個別にｆ−θレンズ系８５の焦点距離ｆを調整することでＹ倍率を調整することができる。このような調整機構には、例えば、倍率補正のためのベンディングプレート、テレセントリックｆ−θレンズの倍率補正機構、シフト調整のためのハービング（傾斜可能な平行平板ガラス）のいずれか１以上を組み合わせてもよい。また一定の回転速度で回転している回転ポリゴンミラー９７の回転速度を僅かに可変することで、システムクロックＳＱに同期して描画される各スポット光ＳＰ（パルス光）の間隔距離ＣＸｓを僅かに変える（隣り合うスポット光同士の重畳量を僅かにずらす）ことができ、結果的にＹ倍率を調整することも可能である。

第１実施形態の露光装置ＥＸは、上述したように複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各々からの描画ビームＬＢによって、基板Ｐ上に形成される複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５を含む描画面内の所定点である回転軸Ｉを中心として、前記描画面内で第１光学定盤２３に対して第２光学定盤２５を回転させる回転機構としての移動機構２４を含む。複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）により、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５がＹ方向に対して角度誤差を有している場合、制御部１６は、角度誤差を相殺する回転量となるように、移動機構２４の駆動部に対し駆動制御を行って、第２光学定盤２５を回転させることができる。

また、各描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５を個別に回転補正する必要が生じた場合には、図８に示したf−θレンズ系８５と第２のシリンドリカルレンズ８６を光軸ＡＸｆの回りに微小量回転させることで、各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５を基板Ｐ上で個別に微少に回転する（傾ける）ことが可能である。回転ポリゴンミラー９７によって走査されるビームＬＢは、非走査方向に関してシリンドリカルレンズ８６の母線に沿って結像（集光）されるため、シリンドリカルレンズ８６の光軸ＡＸｆ回りの回転により、各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５を回転（傾斜）させることが可能となるのである。

第１実施形態の露光装置ＥＸは、上述したステップＳ４の制御装置による描画位置の調整の処理の少なくとも１つを処理すればよい。また、第１実施形態の露光装置ＥＸは、上述したステップＳ４の制御装置による描画位置の調整の処理を組み合わせて、処理してもよい。

以上説明した基板処理装置の調整方法により、第１実施形態の露光装置ＥＸでは、基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）に隣接するパターンＰＴ１〜ＰＴ５同士の継ぎ誤差を抑制するための試験露光が不要、若しくはその回数が激減される。このため、第１実施形態の露光装置ＥＸは、試験露光、乾燥及び現像工程、露光結果の確認作業等の時間をかけたキャリブレーション作業が短縮できる。そして、第１実施形態の露光装置ＥＸは、試験露光によってフィードバックする回数分の基板Ｐの無駄を抑制することができる。第１実施形態の露光装置ＥＸは、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）を早期に取得することができる。第１実施形態の露光装置ＥＸは、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）に基づいて、予め補正を行うことにより、Ｘ方向またはＹ方向における、シフト、回転、倍率等の各成分を容易に補正することが可能である。そして、第１実施形態の露光装置ＥＸは、基板Ｐ上に重ね合わせ露光をする精度を高めることができる。

なお、第１実施形態の露光装置ＥＸは、光偏向器８１が音響光学素子を含み、描画ビームＬＢを回転ポリゴンミラー９７によってスポット走査する例を説明したが、スポット走査以外にＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）またはＳＬＭ（Spatial light modulator：空間光変調器）を使ってパターンを描画する方式であってもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態の露光装置ＥＸについて説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と重複する記載を避けるべく、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と同様の構成要素については、第１実施形態と同じ符号を付して説明する。

第２実施形態の露光装置ＥＸにおいて、キャリブレーション検出系３１の光電センサー３１Ｃｓは、基準パターン（基準マークとしても利用可能）ＲＭＰではなく、基板Ｐ上にあるアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３の反射光（散乱光）を検出する。アライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３は、複数の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５の各描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５のいずれかを通るＹ方向の基板Ｐ上の位置に配置されている。描画ビームＬＢのスポット光ＳＰがアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３を走査すると、アライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３で反射する散乱光が光電センサー３１Ｃｓに明視野または暗視野で受光される。

制御部１６は、光電センサー３１Ｃｓから出力される信号に基づいて、アライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３のエッジ位置を検出する。そして、第１実施形態と同様に、制御部１６は、光電センサー３１Ｃｓで検出した検出信号から、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）を求めることができる。

また、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置誤差に対応する調整情報（キャリブレーション情報）及びアライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２により検出された情報に基づいて、制御部１６は、基板ＰのＸ方向またはＹ方向の誤差を相殺するように、奇数番及び偶数番の描画ユニットＵＷ１〜ＵＷ５によるＸ方向またはＹ方向の描画位置を調整することができる。描画ビームＬＢのスポット光ＳＰがアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３に投射されると、アライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３の上の感光層が感光し、その後のプロセスでアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３が潰れる可能性がある。アライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３を複数列設けておき、アライメント顕微鏡ＡＭ１，ＡＭ２は、露光で潰れなかった、アライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３を読み取ることが好ましい。

このため、第２実施形態の露光装置ＥＸは、露光で潰れても良いアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３の近傍は、描画ビームＬＢのスポット光ＳＰで走査し、露光で潰したくないアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３の近傍はスポット光ＳＰが照射されないように、光偏向器（ＡＯＭ）８１をＯＮ／ＯＦＦするデータを、パターン描画用データ中に含ませておくことができる。これによって、描画ビームＬＢで露光しながら、キャリブレーション情報をほぼリアルタイムに取得し、かつアライメントマークＫｓ１〜Ｋｓ３（基板Ｐの位置）を読み取ることもできる。

第２実施形態の露光装置ＥＸは、第１実施形態の露光装置ＥＸと同様に、継ぎ誤差を抑制するための試験露光が不要、若しくはその回数が激減される。それに加えて第２実施形態の露光装置ＥＸでは、基板Ｐにパターン露光しながら、複数の描画ラインＬＬ１〜ＬＬ５の配置状態または相互の配置関係等の誤差情報を計測して、それに対応する調整情報（キャリブレーション情報）を早期（ほぼリアルタイム）に取得することができる。従って、第２実施形態の露光装置ＥＸでは、早期に計測される誤差情報、或いは調整情報（キャリブレーション情報）に基づいて、デバイスパターンを露光しながら、所定の精度を保つような補正や調整を逐次行うことができ、マルチ描画ヘッド方式で問題であった、Ｘ方向またはＹ方向におけるシフト誤差、回転誤差、倍率誤差等の各誤差成分を勘案した描画ユニット間の継ぎ精度の低下を容易に抑えることが可能である。これによって、第２実施形態の露光装置ＥＸは、基板Ｐ上に重ね合わせ露光をする際の重ね精度を高い状態に維持することができる。

＜デバイス製造方法＞
次に、図２５を参照して、デバイス製造方法について説明する。図２５は、各実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。

図２５に示すデバイス製造方法では、先ず、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Ｓ２０１）。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を準備しておく（ステップＳ２０２）。なお、このステップＳ２０２にて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共に、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Ｓ２０３）。このステップＳ２０３には、先の各実施形態で説明した露光装置ＥＸが用いられ、フォトレジスト層を露光して現像する従来のフォトリソグラフィ工程、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を親撥水性に改質して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て選択的なメッキ還元性を付与し、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、或いは、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（耐環境バリア層）やカラーフィルターシート等を貼り合わせたりして、デバイスを組み立てる（ステップＳ２０４）。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なわれる（ステップＳ２０５）。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。なお、フレキシブルな長尺のシート基板に作成される電子デバイスは表示パネルに限られず、自動車や電車等に搭載される各種の電子部品間の接続の為のハーネス（配線束）としてのフレキシブル配線網であっても良い。

１ デバイス製造システム
１１ 描画装置
１２ 基板搬送機構
１３ 装置フレーム
１４ 回転位置検出機構
１６ 制御部
２３ 第１光学定盤
２４ 移動機構
２５ 第２光学定盤
３１ キャリブレーション検出系
３１Ｃｓ 光電センサー
３１ｆ 遮光部材
７３ 第４ビームスプリッタ
８１ 光偏向器
８３ 走査器
９６ 反射ミラー
９７ 回転ポリゴンミラー
９７ａ 回転軸
９７ｂ 反射面
９８ 原点検出器
ＡＭ１，ＡＭ２ アライメント顕微鏡
ＤＲ 回転ドラム
ＥＮ１，ＥＮ２，ＥＮ３，ＥＮ４ エンコーダヘッド
ＥＸ 露光装置
Ｉ 回転軸
ＬＬ１〜ＬＬ５ 描画ライン
ＰＢＳ 偏向ビームスプリッタ
ＵＷ１〜ＵＷ５ 描画ユニット

Claims (12)

1. 基板を表面に沿った第１方向に移動させながら、描画データに基づいたパターンを前記基板上に描画するパターン描画装置であって、
   前記基板を支持して前記第１方向に所定の速度で移動させる搬送機構と、
   前記基板上の前記第１方向と直交した第２方向に分けられた領域ごとに前記パターンを描画する為に、前記描画データに基づいて変調される描画ビームを、前記搬送機構で支持された前記基板の部分に向けて投射するように、前記第２方向に配列された複数の描画ユニットと、
   前記複数の描画ユニットに対して前記第１方向の上流側に配置されて、前記基板上に前記第１方向に沿って所定間隔で予め形成された複数のマークの各位置を、前記基板の移動中に逐次検出する為のアライメント顕微鏡と、
   前記描画ユニットに設けられ、前記パターンの描画中に前記描画ビームの一部を前記基板上の前記マークに投射したときに発生する反射光を光電検出して、前記描画ビームの投射位置の誤差に関する誤差情報を計測する為のキャリブレーション検出系と、
   前記複数の描画ユニットの各々によって前記基板に前記パターンを描画する際、前記アライメント顕微鏡によって検出される前記マークの位置情報と、前記キャリブレーション検出系によって計測される前記誤差情報とに基づいて、前記描画ビームの投射位置を設定する制御部と、
   を備えるパターン描画装置。
2. 請求項１に記載のパターン描画装置であって、
   前記搬送機構の前記基板を支持する部分には、前記複数の描画ユニットの各々からの前記描画ビームが投射されるように配置された基準パターンが設けられ、
   前記制御部は、
   前記複数の描画ユニットの各々の前記キャリブレーション検出系のそれぞれが前記基準パターンからの反射光を光電検出することで得られる誤差情報に基づいて、前記複数の描画ユニットの各々からの前記描画ビーム間の相対的な投射位置の誤差を計測することにより、前記複数の描画ユニットの各々によって描画される前記パターンの継ぎ誤差が抑制されるように制御する、
   パターン描画装置。
3. 請求項２に記載のパターン描画装置であって、
   前記基準パターンは、前記描画ユニットから投射される前記描画ビームでパターン描画される前記第２方向の範囲内に配置される複数の線パターンを含み、
   前記制御部は、
   前記キャリブレーション検出系が前記複数の線パターンからの反射光を光電検出した信号に基づいて、前記複数の描画ユニットの各々によって描画される前記パターンの前記第２方向に関する描画位置を計測する、
   パターン描画装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のパターン描画装置であって、
   基本波レーザ光を種光としてパルス発生するレーザ光源と、前記種光を増幅するファイバーアンプと、増幅された種光を入射して、波長変換により前記描画ビームの元となる紫外波長域のパルスビームを出力する波長変換部とを有し、前記パルスビームを数ＫＨｚから数百ＭＨｚにしたパルス光源装置を、
   更に備えるパターン描画装置。
5. 請求項４に記載のパターン描画装置であって、
   前記複数の描画ユニットの各々は、
   前記パルス光源装置からの前記パルスビームを前記基板の表面でスポット光に集光して、前記第２方向に一次元に走査する回転ポリゴンミラーを有する、
   パターン描画装置。
6. 請求項１から３のいずれか一項に記載のパターン描画装置であって、
   前記複数の描画ユニットの各々は、ＤＭＤ（Digital Micro mirror Device）または ＳＬＭ（Spatial Light Modulator）によって、前記パターンを描画する、
   パターン描画装置。
7. 請求項１から３のいずれか一項に記載のパターン描画装置であって、
   前記基板は、前記第１方向を長尺方向とし、前記第２方向を幅方向とする長尺のシート基板であり、
   前記搬送機構は、前記シート基板の幅方向に延びる中心線から一定半径の外周面で前記シート基板の長尺方向の一部を湾曲させて支持して、前記中心線の回りに回転する回転ドラムを有する、
   パターン描画装置。
8. 請求項７に記載のパターン描画装置であって、
   前記中心線から一定半径の外周面に周方向に一定ピッチで刻設された目盛を有し、前記回転ドラムと共に前記中心線の回りに回転するスケール部と、該スケール部の前記目盛の変化を読み取るエンコーダヘッドとを含み、前記回転ドラムの回転角度位置の変化から前記シート基板の周方向の位置を計測する位置検出機構を、
   更に備えるパターン描画装置。
9. 請求項８に記載のパターン描画装置であって、
   前記位置検出機構の前記エンコーダヘッドは、
   前記中心線から見たとき、前記描画ユニットからの前記描画ビームが投射される前記回転ドラムの外周面の周方向の位置と同じ方位となるように、前記スケール部に対向して配置される第１のエンコーダヘッドと、
   前記中心線から見たとき、前記アライメント顕微鏡の検出領域が設定される前記回転ドラムの外周面の周方向の位置と同じ方位となるように、前記スケール部に対向して配置される第２のエンコーダヘッドと、を含むパターン描画装置。
10. 請求項８又は９に記載のパターン描画装置であって、
    前記回転ドラムの前記中心線の方向への微少変位を検知する変位計を更に備え、
    前記制御部は、
    前記変位計で検知された前記微少変位が相殺されるように、前記複数の描画ユニットの各々から前記シート基板に投射される前記描画ビームを前記中心線の方向に微少シフトするように調整する、
    パターン描画装置。
11. 請求項８から１０のいずれか一項に記載のパターン描画装置であって、
    前記シート基板上に予め形成される前記マークは、
    前記シート基板の前記幅方向の一方側と他方側との各々に、前記長尺方向に沿って一定の間隔で設けられ、
    前記アライメント顕微鏡は、前記一方側と前記他方側の各々の前記マークを個別に検出するように、前記幅方向に沿って複数設けられる、
    パターン描画装置。
12. シート状の基板の表面に電子デバイスを形成するデバイス製造方法であって、
    前記基板の表面に、フォトレジスト、感光性シランカップリング材、感光性還元材のいずれか１つによる感光性機能層を形成する塗布工程と、
    前記感光性機能層が形成された前記基板を、請求項１から１１のいずれか一項に記載のパターン描画装置に装着し、前記電子デバイスの為のパターンに対応した描画データに基づいて、前記感光性機能層に前記パターンを描画する露光工程と、
    前記露光工程の後の前記基板を更に処理する後処理工程と、を含み、
    前記後処理工程は、前記感光性機能層が前記フォトレジストの場合は現像処理を含み、前記感光性機能層が前記感光性シランカップリング材の場合は前記露光工程によって親液性となった部分にインクを選択塗布する塗布処理を含み、前記感光性機能層が前記感光性還元材の場合は前記露光工程によって露呈したメッキ還元基に対するメッキ処理を含む、
    デバイス製造方法。

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