JP6414308B2 - パターン形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、処理装置で処理される可撓性の基板の一部を湾曲した状態、或いは平坦な状態で支持する基板支持装置と、その支持装置で支持される可撓性の基板のパターン形成装置に関する。
本願は、２０１２年８月２８日に出願された特願２０１２−１８８１１６号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

近年、フラットパネルディスプレーとして、液晶方式やプラズマ方式の他に、有機ＥＬ方式が注目されている。アクティブ・マトリックス方式の有機ＥＬ（ＡＭＯＬＥＤ）ディスプレーの場合、各画素を駆動する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、駆動回路、各種信号ライン等を含むバック・プレート上に、有機ＥＬによる画素発光層や透明電極層等を含むトップ・プレートが積層される。
有機ＥＬによるディスプレー製造において、より低コストで量産性の高い方式のひとつとして、可撓性（フレキシブル）の樹脂材やプラスチック、或いは金属箔を厚みが２００μｍ以下の長尺状のシート（フィルム）として形成し、その上に、ディスプレーのバック・プレートやトップ・プレートを、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式で直接作り込むことが提案されている（特許文献１）。

特許文献１には、各画素用のＴＦＴを構成する電極層、半導体層、絶縁膜等、及び、画素発光層、配線層を形成する為の流動性材料を、インクジェット方式等の印刷機で可撓性の長尺シート（ＰＥＴ（Ｐｏｌｙ−Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム等）上に連続的に形成することで、安価にディスプレーを製造する方法が開示されている。
さらに特許文献１では、絶縁層を挟んで上下に積層されるＴＦＴのゲート電極層とドレイン／ソース電極層との相対的な位置関係や各電極の形状等を精密に仕上げる為に、紫外線の照射によって表面の親撥液性を改質する自己組織化単分子層（ＳＡＭ）を形成し、紫外線によるパターン露光装置を使って、各電極層の形状を、より精密に仕上げる工夫が提案されている。

国際公開２０１０／００１５３７号

上記の特許文献１の露光装置は、平面マスクのパターンを投影光学系を介して、平坦に支持される可撓性の長尺のシート基板上に投影露光する。
これに対して、ロール・ツー・ロール方式により、連続的に搬送される可撓性のシート基板にマスクのパターンを繰り返し露光する場合には、シート基板の搬送方向を走査方向とし、マスクを円筒状の回転マスクにした走査型露光装置にすることにより、生産性の飛躍的な向上が期待できる。

連続的に搬送される可撓性のシート基板は、薄い基板であって、エアベアリング方式の平坦、或いは湾曲したパッド面等で支持される。或いは、シート基板は回転ドラム（径が大きなローラ）の円筒状の外周面の一部に巻き付けられ、湾曲した状態で支持される。
ＩＴＯ等の透明層が形成された透明度の高いＰＥＴフィルム、ＰＥＮ（Ｐｏｌｙ−Ｅｔｈｙｌｅｎｅ Ｎａｐｈｔｈａｌａｔｅ）フィルム、極薄ガラス等に、露光装置を用いてパターニングする場合、その基板の表面に塗布された光感応層（例えば、フォトレジスト、感光性シランカップリング材等）に投射されるパターン露光光は、基板の下のパッド面や回転ドラムの外周面にまで達する。

その為、パッド面や回転ドラムの外周面で反射した光成分（戻り光）は、基板の裏面側から表面側（投影光学系の方）に戻ってきて、光感応層に形成されるパターンの像質を劣化させたりする場合がある。基板の裏側に位置するパッド面や回転ドラムの外周面の反射率を低く抑えることができると、その戻り光による影響は無視できる。

しかしながら、露光装置のキャリブレーションや基板の位置合わせの為に、平坦なパッド面や回転ドラムの外周面の一部に、基準マークや基準パターンを設け、それを光学的なアライメント顕微鏡等を介して検出する際には、パッド面や回転ドラムの外周面の反射率が低いことから、基準マークや基準パターンを良好なコントラストで検出することが困難になると言った問題等も生じる。

本発明の態様は、基板を支持する部材からの反射光（戻り光）による影響を低減した基板支持装置を提供することを目的とする。
また、本発明の態様は、基板を支持する装置の支持面の一部に形成された基準マークや基準パターン、又は、基板に形成されたマークやパターンからの反射光（戻り光）を、アライメント顕微鏡等による光学的な観察装置によって良好に検出できる基板支持装置を提供することを目的とする。
さらに、本発明の態様は、そのような基板支持装置によって支持される基板に、高精度な光パターニングを施すパターン形成装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、可撓性のシート基板を光学的に処理してパターンを形成するパターン形成装置であって、前記シート基板を湾曲した状態、又は平坦な状態で支持する為の基材と、前記シート基板を支持する前記基材の表面に形成される膜体と、前記膜体に段差によって形成される基準パターンとを有する基板支持部材と、
前記基板支持部材で支持された前記シート基板を光学的に処理する為の第１の光を投射して前記パターンを露光するパターン露光部と、前記パターン露光部からの前記第１の光の投射によって、前記シート基板の表面、又は前記基板支持部材の前記基材の表面で発生する反射光の一部を検出するモニター系と、前記基準パターン、又は前記基板上に形成されたマークを光学的に検出する為に、前記第１の光と異なる波長の第２の光を投射して前記基準パターン又は前記マークからの反射光を検出する光学検出部と、を備え、前記膜体の厚みを調整して、前記膜体における前記第１の光に対する反射率を、前記第２の光に対する反射率よりも小さくなるように設定した、パターン形成装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、基板の表面の光感応層に紫外波長域の第１の光を投射し、前記光感光層に回路又は配線のパターンを形成するパターン形成装置であって、前記基板を湾曲した状態、又は平坦な状態で支持する為の基材と、該基材の表面に形成される膜体と、該膜体に段差によって形成される基準パターンとを有する基板支持部材と、前記基板支持部材の前記膜体上に支持された前記基板の前記光感応層に前記第１の光によるパターニング光を投射するパターン露光部と、前記基板の表面、又は前記基板支持部材の前記基材の表面に、前記第１の光による照明光を投射したときの反射光を検出するモニター系と、前記基準パターン、又は前記基板上に形成されたマークを光学的に検出する為に、前記シート基板の表面、又は前記基板支持部材の前記基材の表面に、前記第１の光と異なる波長域の第２の光による照明光を投射したときに、前記基準パターン又は前記マークから発生する反射光を検出する光学検出部と、を備え、前記膜体の厚みは、前記第１の光に対する反射率が前記第２の光に対する反射率よりも小さくなるように調整されている、パターン形成装置が提供される。

本発明の態様によれば、透過性の薄い基板にパターンを露光する際、ノイズとなる不要な露光（不要パターンの写り込み等）を低減できる基板支持装置を提供できる。
本発明の態様によれば、精密なパターン露光が可能なパターン形成装置を提供することができる。

第１実施形態による露光装置の概略構成を示す図である。 図１の露光装置の主要部の配置を示す斜視図である。 図１、図２の露光装置の投影光学系の構成を示す図である。 照明領域と投影領域の配置関係を示す模式図である。 基板を支持する回転ドラムとエンコーダヘッドの配置を示す図である。 基板上でのアライメント系と投影領域との配置関係を示す図である。 回転ドラム上に支持される基板の構造を模式的に示す図である。 第１実施形態による回転ドラムの表面構造を示す断面図である。 回転ドラムの表面材料の厚みによる反射率特性を示す図である。 第２実施形態による回転ドラムの表面構造を示す斜視図である。 第２実施形態による回転ドラムの表面構造を示す断面図である。 第３実施形態によるパターン描画装置の構成を示す図である。 図１２の装置による基板の描画形態を説明する図である。 第４実施形態による回転ドラムの表面構造を示す斜視図である。 第５実施形態による回転ドラムの表面構造の断面を示す図である。 第６実施形態によるパターン露光装置の構成を示す図である。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態によるフレキシブル基板用の投影型露光装置ＥＸの全体構成を示す図である。露光装置ＥＸは、前工程のプロセス装置から搬送されてくる可撓性のシート状の基板Ｐの光感応層に対して、ディスプレー用の回路パターンや配線パターンに対応した紫外線のパターニング光を照射する。
紫外線は、例えば水銀放電等の輝線であるｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、或いはＫｒＦ，ＸｅＣｌ、ＡｒＦ等のエキシマレーザ（各々、波長２４８ｎｍ，３０８ｎｍ，１９３ｎｍ）、または、半導体レーザ光源、ＬＥＤ光源、高調波レーザ光源等からの波長４００ｎｍ以下の光、を含む。

図１の露光装置ＥＸは、温調チャンバーＥＶＣ内に設けられる。露光装置ＥＸは、パッシブ又はアクティブな防振ユニットＳＵ１，ＳＵ２を介して製造工場の床面に設置される。露光装置ＥＸ内には、前工程から送られてくる基板Ｐを後工程に所定の速度で送る為の搬送機構が設ける。
搬送機構は、基板ＰのＹ方向（長尺方向と直交した幅方向）の中心を一定位置に制御するエッジポジションコントローラＥＰＣ、ニップされた駆動ローラＤＲ４、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、回転中心線ＡＸ２の回りに回転して基板Ｐを搬送する回転ドラムＤＲ、回転ドラムＤＲに巻き付く基板Ｐに所定のテンションを与えるテンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２、及び、基板Ｐに所定のたるみ（あそび）ＤＬを与える為の２組の駆動ローラＤＲ６、ＤＲ７等で構成される。

さらに、露光装置ＥＸ内には、回転中心線ＡＸ１の回りに回転する円筒状の円筒マスクＤＭと、円筒マスクＤＭの外周面に形成された透過型のマスクパターンの一部分の像を、回転ドラムＤＲによって支持される基板Ｐの一部分に投影する複数の投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、・・・と、マスクパターンの一部分の投影像と基板Ｐとを相対的に位置合わせ（アライメント）する為のアライメント系ＡＭが設けられている。
アライメント系ＡＭは、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を含む。

以上の構成において、図１中に定めた直交座標系ＸＹＺのＸＹ平面は工場の床面と平行に設定され、基板Ｐの表面の幅方向（ＴＤ方向とも呼ぶ）はＹ方向に一致するように設定される。この場合、円筒マスクＤＭの回転中心線ＡＸ１と回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２とは、共にＹ軸と平行に設定され、且つＺ軸方向に離間して配置される。
また、本実施形態の投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、・・・は、詳しくは後述するが、複数の投影視野（投影像）が千鳥配置になるようなマルチレンズ方式として構成され、その投影倍率は等倍（×１）に設定される。

円筒マスクＤＭの外周面（パターン面）の直径（中心ＡＸ１からの半径）と、回転ドラムＤＲの外周面（支持面）の直径（中心ＡＸ２からの半径）とは、実質的に等しくすることができる。例えば、円筒マスクＤＭの直径を３０ｃｍに、回転ドラムＤＲの直径を３０ｃｍにすることができる。
なお、円筒マスクＤＭの外周面（パターン面）の直径（中心ＡＸ１からの半径）と、回転ドラムＤＲの外周面（支持面）の直径（中心ＡＸ２からの半径）は、必ずしも同じにしておく必要はなく、大きく異なっていても良い。例えば、円筒マスクＤＭの直径を３０ｃｍに、回転ドラムＤＲの直径を４０〜５０ｃｍ程度にしても良い。
なお、上記数値は一例であって本発明はこれに限定されない。
尚、回転ドラムＤＲの直径を円筒マスクＤＭ（パターン面）の直径と等しくする場合、厳密には、回転ドラムＤＲの外周面に巻き付けられる基板Ｐの厚みを考慮したものとなる。例えば、基板Ｐの厚みを１００μｍ（０．１ｍｍ）とすると、回転ドラムＤＲの外周面の半径は、円筒マスクＤＭ（パターン面）の半径に対して、０．１ｍｍだけ小さなものとする。
さらに、回転ドラムＤＲの外周面の周方向の全長（周長）を、ちょうど良い長さ、例えば１００．０ｃｍにする場合は、回転ドラムＤＲの外周面の直径は円周率πによって１００／πｃｍとなる為、直径を数μｍ〜サブミクロンの精度で加工しておく必要がある。

本実施態様では、透過型の円筒マスクＤＭを用いるので、円筒マスクＤＭの内部空間には投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、・・・の各々の視野領域に対応した露光用の照明光（紫外線）を、円筒マスクＤＭのパターン面（外周面）に向けて照射する照明系ＩＵが設けられている。
尚、円筒マスクＤＭが反射型の場合は、露光用の照明光を投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、・・・の一部の光学素子を介して円筒マスクＤＭの外周面（反射型のパターン面）に向けて照射する落斜照明光学系が設けられる。

以上の構成において、円筒マスクＤＭと回転ドラムＤＲを所定の回転速度比で同期回転させることによって、円筒マスクＤＭの外周面に形成されたマスクパターンの像が、回転ドラムＤＲの外周面の一部に巻き付けられた基板Ｐの表面（円筒面に沿って湾曲した面）に連続的に繰り返し走査露光される。

本実施形態で使用される基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属又は合金からなる箔（フォイル）等である。
樹脂フィルムの材質は、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又は２以上を含む。

基板Ｐは、各種の処理工程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できる。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小さくすることができる。無機フィラーとしては、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素等が使われる。
また、基板Ｐは、フロート法等で製造された厚さが例えば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。
なお、上記数値は一例であって本発明はこれに限定されない。

図２は、図１に示した露光装置ＥＸのうち、円筒マスクＤＭ、複数の投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、・・・、回転ドラムＤＲの配置関係を斜視図で示したものである。
図２において、円筒マスクＤＭと回転ドラムＤＲとの間に設けられる投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４、・・・（ここでは４つの投影光学系を図示）の各々は、例えば、特開平７−５７９８６号公報に開示されているように、円形投影視野の半分（ハーフフィールド）を使う反射屈折型の等倍結像レンズの２つをＺ方向にタンデムにつなげて、マスクパターンを正立の非反転像として基板側に等倍で投影する。
投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４・・・は、何れも同じ構成であり、詳細については後述する。

尚、投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４、・・・は、それぞれ強固な保持コラムＰＬＭに取り付けられ、一体化されている。保持コラムＰＬＭは、温度変化に対する熱膨張係数が小さいインバー等の金属で構成され、温度変化による各投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４、・・・間の位置的な変動を小さく抑えることができる。

図２に示すように、回転ドラムＤＲの外周面で、回転中心線ＡＸ２が延びる方向（Ｙ方向）の両端部には、回転ドラムＤＲの回転角度位置（又は周長方向の位置）を計測するエンコーダシステムの為のスケール部ＧＰａ、ＧＰｂが、周方向の全体に亘って環状にそれぞれ設けられている。
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）で凹状又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。
なお、上記数値は一例であって本発明はこれに限定されない。

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に巻き付いた基板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。その為には、スケール部ＧＰａ、ＧＰｂの外周面を、回転ドラムＤＲの基板巻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良い。
回転ドラムＤＲを回転中心線ＡＸ２の回りに回転させる為に、回転ドラムＤＲの両側には中心線ＡＸ２と同軸のシャフト部Ｓｆ２が設けられる。このシャフト部Ｓｆ２には、不図示の駆動源（モータや減速ギャ機構等）からの回転トルクが与えられる。

さらに、本実施形態では、回転ドラムＤＲの両端部のスケール部ＧＰａ、ＧＰｂの各々と対向すると共に、各投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４、・・・を固定するコラムＰＬＭに固設されたエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２が設けられる。図２では、スケール部ＧＰａに対向した２つのエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２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が対向して配置される。
このように、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２をコラムＰＬＭに取り付けることにより、温度変化の影響等によって生じる各投影光学系と各エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２との相対的な位置変動を小さく抑えることができる。

各エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２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）を発生する。
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。

また、図２に示すように、各エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２は設置方位線Ｌｅ１、Ｌｅ２上に配置される。設置方位線Ｌｅ１、Ｌｅ２は、スケール部ＧＰａ（ＧＰｂ）上の計測用光ビームの投射領域を通り、図２中のＸＺ面と平行な面内に設定され、その延長線が回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２と交差するように定められた仮想的な線である。
詳しくは後述するが、ＸＺ面内で見ると、設置方位線Ｌｅ１は、奇数番の投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３から基板Ｐに投射される結像光束の主光線と平行になるように定められる。また、ＸＺ面内で見ると、設置方位線Ｌｅ２は、偶数番の投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４から基板Ｐに投射される結像光束の主光線と平行になるように定められる。

一方、円筒マスクＤＭの両端側にも、回転中心線ＡＸ１と同軸にシャフト部Ｓｆ１が設けられ、このシャフト部Ｓｆ１を介して、不図示の駆動源（モータ等）からの回転トルクが円筒マスクＤＭに与えられる。円筒マスクＤＭの回転中心線ＡＸ１方向の両端部縁には、回転ドラムＤＲと同様に、エンコーダ計測のスケール部ＧＰＭが回転中心線ＡＸ１を中心とする周方向の全体に亘って、それぞれ環状に設けられている。
円筒マスクＤＭの外周面に形成される透過型のマスクパターンは、両端部のスケール部ＧＰＭを避けた内側に配置される。厳密な配置関係を必要とする場合、スケール部ＧＰＭの外周面と、円筒マスクＤＭのパターン面（円筒面）の外周面とが同一面（中心線ＡＸ１から同一半径）になるように設定される。

さらに、円筒マスクＤＭのスケール部ＧＰＭの各々と対向する位置であって、回転中心線ＡＸ１からみて、奇数番の投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、・・・の各視野の方向には、エンコーダヘッドＥＮ１１が配置され、回転中心線ＡＸ１からみて、偶数番の投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、・・・の各視野の方向には、エンコーダヘッドＥＮ１２が配置される。
これらのエンコーダヘッドＥＮ１１、ＥＮ１２も、投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４、・・・を固定する保持コラムＰＬＭに取り付けられる。

さらに、エンコーダヘッドＥＮ１１、ＥＮ１２は、回転ドラムＤＲ側のエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２の配置状態と同様に、設置方位線Ｌｅ１１、Ｌｅ１２上に配置される。
設置方位線Ｌｅ１１、Ｌｅ１２は、円筒マスクＤＭのスケール部ＧＰＭ上でエンコーダヘッドの計測用光ビームが投射される領域を通り、図２中のＸＺ面と平行な面内に設定され、その延長線が円筒マスクＤＭの回転中心線ＡＸ１と交差するように定められる。

円筒マスクＤＭの場合、スケール部ＧＰＭに刻設する目盛や格子パターンを、デバイス（表示パネルの回路等）のマスクパターンと一緒に、円筒マスクＤＭの外周面に描画、形成することが可能なので、マスクパターンとスケール部ＧＰＭとの相対位置関係を厳密に設定することができる。

本実施形態では、円筒マスクＤＭを透過型で例示したが、反射型の円筒マスクにおいても同様に、スケール部ＧＰＭ（目盛、格子、原点パターン等）をデバイスのマスクパターンと一緒に形成することが可能である。
一般に、反射型の円筒マスクを作製する場合は、シャフト部Ｓｆ１を有する金属円柱材を、高精度な旋盤と研磨機により加工するので、その外周面の真円度や軸ブレ（偏心）を極めて小さく抑えることができる。そのため、外周面にマスクパターンの形成と同じ工程によって、スケール部ＧＰＭも一緒に形成しておけば、高精度なエンコーダ計測が可能となる。

以上のように、本実施形態では、円筒マスクＤＭに形成されるスケール部ＧＰＭの外周面をマスクパターン面とほぼ同一の半径に設定し、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した。
そのため、エンコーダヘッドＥＮ１１，ＥＮ１２は、円筒マスクＤＭ上のマスクパターン面（照明系ＩＵによる照明領域）と同じ径方向位置でスケール部ＧＰＭを検出し、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２は、回転ドラムＤＲに巻き付いた基板Ｐ上の投影領域（投影像の結像面）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る。
したがって、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。

次に、図３を参照して、本実施形態の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４、・・・の具体的な構成を説明する。各投影光学系はいずれも同じ構成であるので、代表して投影光学系ＰＬ１の構成のみを説明する。図３に示す投影光学系ＰＬ１は、反射屈折タイプのテレセントリックな第１の結像光学系５１と第２の結像光学系５８とを備える。

第１の結像光学系５１は、複数のレンズ素子、フォーカス補正光学部材４４、像シフト補正光学部材４５、第１の偏向部材５０、瞳面に配置される第１の凹面鏡５２等で構成される。
第１の結像光学系５１は、照明系ＩＵからの照明光Ｄ１（その主光線はＥＬ１）によって円筒マスクＤＭのパターン面（外周面）上に形成される照明領域ＩＲ１内に現れるマスクパターンの像を、視野絞り４３が配置される中間像面に結像する。

第２の結像光学系５８は、複数のレンズ素子、第２の偏向部材５７、瞳面に配置される第２の凹面鏡５９、倍率補正用光学部材４７等で構成される。
第２の結像光学系５８は、第１の結像光学系５１によって作られた中間像のうち、視野絞り４３の開口形状（例えば台形）で制限された像を、基板Ｐの投影領域ＰＡ１内に再結像する。

以上の投影光学系ＰＬ１の構成において、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し、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、倍率補正用光学部材４７は投影像の倍率を±数十ｐｐｍ程度の範囲で微少補正する。
さらに、投影光学系ＰＬ１には、第１の偏向部材５０を図３中のＺ軸と平行な軸の回りに微少回転させて、基板Ｐ上に結像する投影像を像面内で微少回転させるローテーション補正機構４６が設けられている。

円筒マスクＤＭ上の照明領域ＩＲ１内のパターンからの結像光束ＥＬ２は、照明領域ＩＲ１から法線方向に出射し、フォーカス補正光学部材４４、像シフト補正光学部材４５を通って、第１の偏向部材５０の第１反射面（平面鏡）ｐ４で反射され、複数のレンズ素子を通って第１の凹面鏡５２で反射され、再び複数のレンズ素子を通って第１の偏向部材５０の第２反射面（平面鏡）ｐ５で反射されて、視野絞り４３に達する。

本実施形態において、図２（又は図１）中に示した円筒マスクＤＭの回転中心線ＡＸ１と回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２を共に含む平面を中心面ｐ３（ＹＺ面と平行）とする。この場合、第１の結像光学系５１の光軸ＡＸ３と第２の結像光学系５８の光軸ＡＸ４は、何れも中心面ｐ３と直交するように配置される。

本実施形態では、ＸＺ面内でみたとき、照明領域ＩＲ１を中心面ｐ３に対して−Ｘ方向に所定量だけ偏らせる為、照明領域ＩＲ１内の中心を通る照明光Ｄ１の主光線ＥＬ１の延長線を、円筒マスクＤＭの回転中心線ＡＸ１と交差するように設定する。
それにより、照明領域ＩＲ１内の中心点に位置するパターンからの結像光束ＥＬ２の主光線ＥＬ３も、中心面ｐ３に対してＸＺ面内で傾斜した状態で進み、第１の偏向部材５０の第１反射面ｐ４に達する。

第１の偏向部材５０は、Ｙ軸方向に延びる三角プリズムである。本実施形態において、第１反射面ｐ４と第２反射面ｐ５のそれぞれは、三角プリズムの表面に形成された鏡面（反射膜の表面）を含む。
第１の偏向部材５０は、照明領域ＩＲ１から第１反射面ｐ４までの主光線ＥＬ３がＸＺ面内で中心面ｐ３に対して傾くように、かつ第２反射面ｐ５から視野絞り４３までの主光線ＥＬ３が中心面ｐ３に平行となるように、結像光束ＥＬ２を偏向する。

そのような光路を形成する為に、本実施形態では、第１の偏向部材５０の第１反射面ｐ４と第２反射面ｐ５とが交わる稜線を光軸ＡＸ３上に配置する。その稜線と光軸ＡＸ３とを含んでＸＹ面と平行な平面をｐ６としたとき、この平面ｐ６に対して第１反射面ｐ４と第２反射面ｐ５は非対称な角度で配置される。
具体的には、第１反射面ｐ４の平面ｐ６に対する角度をθ１、第２反射面ｐ５の平面ｐ６に対する角度をθ２とすると、本実施形態において、角度（θ１＋θ２）は９０°未満に設定され、角度θ１は４５°未満、角度θ２は実質的に４５°に設定される。

第１反射面ｐ４で反射して複数のレンズ素子に入射する主光線ＥＬ３を光軸ＡＸ３と平行に設定することにより、その主光線ＥＬ３は第１の凹面鏡５２の中心、すなわち瞳面の光軸ＡＸ３との交点に通すことができ、テレセントリックな結像状態を確保できる。
その為には、図３において、照明領域ＩＲ１と第１反射面ｐ４の間の主光線ＥＬ３の中心面ｐ３に対するＸＺ面内での傾き角をθｄとして、第１反射面ｐ４の角度θ１を以下の式（１）のように設定すれば良い。
θ１＝４５°−（θｄ／２）・・・（１）

第１の結像光学系５１を通り、視野絞り４３を通った結像光束ＥＬ２は、第２の結像光学系５８の要素である第２の偏向部材５７の第３反射面（平面鏡）ｐ８で反射され、複数のレンズ素子を通って、瞳面に配置された第２の凹面鏡５９に達する。
第２の凹面鏡５９で反射された結像光束ＥＬ２は、再び複数のレンズ素子を通って第２の偏向部材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を通って、基板Ｐ上の投影領域ＰＡ１に達する。
これによって、照明領域ＩＲ１内に現れるパターンの像が投影領域ＰＡ１内に等倍（×１）で投影される。

第２の偏向部材５７も、Ｙ軸方向に延びる三角プリズムである。本実施形態において、第３反射面ｐ８と第４反射面ｐ９のそれぞれは、三角プリズムの表面に形成された鏡面（反射膜の表面）を含む。
第２の偏向部材５７は、視野絞り４３と第３反射面ｐ８の間の主光線ＥＬ３がＸＺ面内で中心面ｐ３と平行となるように、かつ第４反射面ｐ９と投影領域ＰＡ１の間の主光線ＥＬ３が中心面ｐ３に対してＸＺ面内で傾くように、結像光束ＥＬ２を偏向する。

本実施形態では、ＸＺ面内でみたとき、投影領域ＰＡ１も中心面ｐ３に対して−Ｘ方向に所定量だけずれている為、投影領域ＰＡ１内に達する結像光束の主光線ＥＬ３の延長線を、回転ドラムＤＲの回転中心線ＡＸ２と交差するように設定する。それにより、投影領域ＰＡ１に形成される像平面は、回転ドラムＤＲの外周面に支持される基板Ｐの表面（湾曲面）の接平面となり、分解能を保った忠実な投影露光が可能となる。
そのような光路を形成する為に、本実施形態では、第２の偏向部材５７の第３反射面ｐ８と第２反射面ｐ９とが交わる稜線を光軸ＡＸ４上に配置し、その稜線と光軸ＡＸ４とを含んでＸＹ面と平行な平面をｐ７としたとき、この平面ｐ７に対して第３反射面ｐ８と第４反射面ｐ９を非対称な角度で配置する。
具体的には、第３反射面ｐ８の平面ｐ７に対する角度をθ３、第４反射面ｐ９の平面ｐ７に対する角度をθ４とすると、角度（θ３＋θ４）は９０°未満に設定され、角度θ４は４５°未満、角度θ３は実質的に４５°に設定される。

第２の凹面鏡５９で反射して複数のレンズ素子から射出して第４反射面ｐ９に達する主光線ＥＬ３を、光軸ＡＸ４と平行に設定することにより、テレセントリックな結像状態を確保できる。
その為には、図３において、第４反射面ｐ９と投影領域ＰＡ１の間の主光線ＥＬ３の中心面ｐ３に対するＸＺ面内での傾き角をθｓとすると、第４反射面ｐ９の角度θ４を以下の式（２）のように設定すれば良い。
θ４＝４５°−（θｓ／２）・・・（２）

以上、投影光学系ＰＬ１の構成を説明したが、奇数番の投影光学系ＰＬ３、・・・は、図３と同様に構成され、偶数番の投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４・・・は、図３の配置を中心面ｐ３に関して対称的に折り返したような構成となっている。
また、奇数番、偶数番の何れの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ４・・・にも、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が、結像特性調整機構として設けられている。

これによって、基板Ｐ上での投影像の投影条件を投影光学系ごとに調整することができる。ここでいう投影条件は、基板Ｐ上での投影領域の併進位置や回転位置、倍率、フォーカスのうちの１つ以上の項目を含む。投影条件は、同期走査時の基板Ｐに対する投影領域の位置ごとに定めることができる。投影像の投影条件を調整することによって、マスクパターンと比較したときの投影像の歪を補正することが可能である。

フォーカス補正光学部材４４は、２枚のクサビ状のプリズムを逆向き（図３中ではＸ方向について逆向き）にして、全体として透明な平行平板になるように重ね合わせたものである。この１対のプリズムを互いに対向する面間の間隔を変えずに斜面方向にスライドさせて、平行平板としての厚みを変えることで、実効的な光路長を微調整し、投影領域ＰＡ１に形成されるパターン像のピント状態が微調整される。

像シフト補正光学部材４５は、図３中のＸＺ面内で傾斜可能な透明な平行平板ガラスと、それと直交する方向に傾斜可能な透明な平行平板ガラスとで構成される。その２枚の平行平板ガラスの各傾斜量を調整することで、投影領域ＰＡ１に形成されるパターン像をＸ方向やＹ方向に微少シフトさせることができる。

倍率補正用光学部材４７は、凹レンズ、凸レンズ、凹レンズの３枚を所定間隔で同軸に配置し、前後の凹レンズは固定して、間の凸レンズを光軸（主光線ＥＬ３）方向に移動させるように構成したものである。これによって、投影領域ＰＡ１に形成されるパターン像は、テレセントリックな結像状態を維持しつつ、等方的に微少量だけ拡大または縮小される。

ローテーション補正機構４６は、アクチュエータ（図示略）によって、第１の偏向部材５０をＺ軸と平行な軸周りに微少回転させる。ローテーション補正機構４６によって、投影領域ＰＡ１に形成されるパターン像を、その像面内で微少回転させることができる。

図４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４では、投影光学系ＰＬとして、奇数番の３つの投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５と、偶数番の３つの投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６が、Ｙ方向に並んでいるものとする。
図４中の左図は、その６つの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６ごとに、円筒マスクＤＭ上に設定される６つの照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６を−Ｚ側から見た平面図である。図４中の右図は、６つの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６ごとに、回転ドラムＤＲで支持される基板Ｐ上の６つの投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６を＋Ｚ側から見た平面図である。図４中の符号Ｘｓは、円筒マスクＤＭ、又は回転ドラムＤＲの移動方向（回転方向）を示す。

照明系ＩＵは、円筒マスクＤＭ上の６つの照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６を個別に照明する。図４において、各照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６は、Ｙ方向に細長い台形状の領域として説明する。なお、図３で説明したように、視野絞り４３の開口形状が台形である場合は、各照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６は、台形領域を包含する長方形の領域としても良い。
奇数番の照明領域ＩＲ１、ＩＲ３、ＩＲ５は、同様の形状（台形若しくは長方形）であり、Ｙ軸方向に一定間隔を空けて配置される。偶数番の照明領域ＩＲ２、ＩＲ４、ＩＲ６もＹ軸方向に一定間隔を空けて配置される。偶数番の照明領域ＩＲ２、ＩＲ４、ＩＲ６は、中心面ｐ３に関して奇数番の照明領域ＩＲ１、ＩＲ３、ＩＲ５と対称的な台形（又は長方形）の形状を有する。
また、図４に示すように、６つの照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６のそれぞれは、Ｙ方向に関して、隣り合う照明領域の周辺部が一部重なるように配置されている。

本実施形態において、円筒マスクＤＭの外周面は、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とを有する。
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、特に、各照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６を照射する照明光束を遮光する特性を有する。
パターン形成領域Ａ３は、円筒マスクＤＭの回転に伴って方向Ｘｓに移動し、パターン形成領域Ａ３のうちのＹ軸方向の各部分領域が、６つの照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６のいずれかを通過する。換言すると、６つの照明領域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る。

図４では、６つの照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６のそれぞれに対応して、６つの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６が設けられる。その為、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６は、対応する照明領域ＩＲ１〜ＩＲ６内に現れるマスクパターンの部分的なパターン像を、図４中の右図に示すように、基板Ｐ上の６つの投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６内に投影する。

図４中の右図に示すように、奇数番の照明領域ＩＲ１、ＩＲ３、ＩＲ５におけるパターンの像は、それぞれ、Ｙ軸方向に一列に並ぶ奇数番の投影領域ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ５に投影される。偶数番の照明領域ＩＲ２、ＩＲ４、ＩＲ６におけるパターンの像も、それぞれ、Ｙ軸方向に一列に並ぶ偶数番の投影領域ＰＡ２、ＰＡ４、ＰＡ６に投影される。
奇数番の投影領域ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ５と偶数番の投影領域ＰＡ２、ＰＡ４、ＰＡ６は、中心面ｐ３に関して対称的に配置される。

６つの投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６のそれぞれは、回転中心線ＡＸ２に平行な方向（Ｙ方向）において、隣り合う投影領域の端部（台形の三角部分）同士が互いに重なるように配置される。このことから、回転ドラムＤＲの回転に伴って６つの投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６で露光される基板Ｐの露光領域Ａ７は、どこでも実質的に同じ露光量となる。

ところで、先の図１に示したように、本実施形態の露光装置ＥＸには、基板Ｐ上に形成されたアライメントマーク、或いは回転ドラムＤＲ上に形成された基準マークや基準パターンを検出して、基板Ｐとマスクパターンとを位置合わせしたり、ベースラインや投影光学系をキャリブレーションしたりする為のアライメント系ＡＭが設けられている。そのアライメント系ＡＭについて、以下、図５と図６を参照して説明する。

図５は、回転ドラムＤＲ、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２、及びアライメント系ＡＭ１の配置を、ＸＺ面内で見た図である。図６は、回転ドラムＤＲ、基板Ｐ上に設定される６つの投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６、及び５つのアライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の配置を、ＸＹ面内で見た図である。

図５において、先に説明したように、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２が配置される設置方位線Ｌｅ１、Ｌｅ２は、回転中心線ＡＸ２を含みＹＺ面と平行な中心面ｐ３に対して、対称的に傾いて設定される。
設置方位線Ｌｅ１、Ｌｅ２の中心面ｐ３に対する傾き角は、図３で説明した投影領域ＰＡ１（又は図４で示した奇数番の投影領域ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ５と偶数番の投影領域ＰＡ２、ＰＡ４、ＰＡ６）の中心に達する主光線ＥＬ３の中心面ｐ３からの傾き角θｓと等しくなるように設定される。

図５において、アライメント系ＡＭ１は、基板Ｐ又は回転ドラムＤＲ上のマークやパターンにアライメント用の照明光を照射する為の照明ユニットＧＣ１、その照明光を基板Ｐ又は回転ドラムＤＲに導くビームスプリッタＧＢ１、照明光を基板Ｐ又は回転ドラムＤＲに投射すると共に、マークやパターンで発生した光を入射する対物レンズ系ＧＡ１、対物レンズ系ＧＡ１とビームスプリッタＧＢ１とを介して受光したマークやパターンの像（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ＧＤ１、等で構成される。
尚、照明ユニットＧＣ１からの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。

アライメント系ＡＭ１によるマークやパターンの観察領域（撮像領域）は、基板Ｐや回転ドラムＤＲ上で、例えば、２００μｍ角程度の範囲に設定される。
アライメント系ＡＭ１の光軸、即ち、対物レンズ系ＧＡ１の光軸は、回転中心線ＡＸ１から回転ドラムＤＲの径方向に延びる設置方位線Ｌａ１と同じ方向に設定される。この設置方位線Ｌａ１は、中心面ｐ３から角度θｊだけ傾いており、奇数番の投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５の主光線ＥＬ３の傾き角θｓに対して、θｊ＞θｓとなるように設定される。

さらに、本実施形態では、設置方位線Ｌａ１の上で、回転ドラムＤＲのスケール部ＧＰａ、ＧＰｂの各々と対向する位置に、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２と同様のエンコーダヘッドＥＮ３が設けられている。これによって、アライメント系ＡＭ１が観察領域（撮像領域）内で、マークやパターンの像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（又は周方向位置）を精密に計測することができる。
尚、ＸＺ面内で見たとき、中心面ｐ３と直交するＸ軸の方向にも、回転ドラムＤＲのスケール部ＧＰａ、ＧＰｂの各々と対向するエンコーダヘッドＥＮ４が設けられる。

アライメント系ＡＭは、図５のアライメント系ＡＭ１と同様の構成のものが、図６に示すように、５つ設けられている。図６では、判り易くするため、５つのアライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の各対物レンズ系ＧＡ１〜ＧＡ５のみの配置を示す。
各対物レンズ系ＧＡ１〜ＧＡ５による基板Ｐ（又は回転ドラムＤＲの外周面）上の観察領域（撮像領域）Ｖｗは、図６のように、Ｙ軸（回転中心線ＡＸ２）と平行な方向に、所定の間隔で配置される。各観察領域（撮像領域）Ｖｗの中心を通る各対物レンズ系ＧＡ１〜ＧＡ５の光軸は、何れもＸＺ面と平行に配置される。

先の図２で示したように、回転ドラムＤＲの両端側には、スケール部ＧＰａ、ＧＰｂが設けられ、それらの内側には、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る。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。

基板Ｐ上には、先の図４中の右図に示したように、６つの投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６の各々によって露光される露光領域Ａ７が、Ｘ方向に所定の間隔を空けて配置される。
基板Ｐの各露光領域Ａ７に、既にパターンが形成されていて、その上に新たなパターンを重ね合わせ露光することがある。この場合、基板Ｐ上の露光領域Ａ７の周囲に、位置合わせの為の複数のマーク（アライメントマーク）Ｋｓ１〜Ｋｓ５が、例えば十字の形状に形成される。

図６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Ｋｓ５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。マークＫｓ２、Ｋｓ３、Ｋｓ４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、Ｙ方向に間隔を空けて一列に設けられる。

これらのアライメントマークのうち、マークＫｓ１は、対物レンズ系ＧＡ１（アライメント系ＡＭ１）の撮像領域Ｖｗ内で、基板Ｐが送られている間、順次捕捉されるように設定される。マークＫｓ５は、対物レンズ系ＧＡ５（アライメント系ＡＭ５）の撮像領域Ｖｗ内で、基板Ｐが送られている間、順次捕捉されるように設定される。
マークＫｓ２、Ｋｓ３、Ｋｓ４は、それぞれ、対物レンズ系ＧＡ２（アライメント系ＡＭ２）、対物レンズ系ＧＡ３（アライメント系ＡＭ３）、対物レンズ系ＧＡ４（アライメント系ＡＭ４）の各撮像領域Ｖｗ内で捕捉されるように、Ｙ方向の位置が決められている。

以上のような構成において、基板Ｐ上の露光領域Ａ７と円筒マスクＤＭ上のマスクパターンとを相対的に位置合わせして露光する際は、各アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の撮像領域Ｖｗ内に、対応するマークＫｓ１〜Ｋｓ５が入るタイミングで、撮像データをサンプリングすると共に、その時の回転ドラムＤＲの角度位置（周方向位置）を、エンコーダヘッドＥＮ３から読み取って記憶する。
各撮像データを画像解析することによって、各撮像領域Ｖｗを基準とした各マークＫｓ１〜Ｋｓ５のＸＹ方向のずれ量が求まる。

各アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の撮像領域Ｖｗと、各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６との相対的な位置関係、いわゆるベースラインが、予めキャリブレーション等によって正確に求められている場合、求められた各マークＫｓ１〜Ｋｓ５のＸＹ方向のずれ量と、エンコーダヘッドＥＮ３で読み取って記憶された回転ドラムＤＲの角度位置（周方向位置）とに基づいて、基板Ｐ上の露光領域Ａ７と各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６との位置関係（動的に変化する位置関係）を、露光位置に配置された２つのエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２の各計測値から正確に推定することができる。
そこで、２つのエンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ２の各計測値と、円筒マスクＤＭ側のエンコーダヘッドＥＮ１１、ＥＮ１２による計測値とを逐次比較して、同期制御を行うことにより、マスクパターンを基板Ｐの露光領域Ａ７上に精密に重ね合わせ露光することができる。

以上のような露光において、基板Ｐが１００μｍ程度と薄く、下地層としてＩＴＯ等の透明膜が形成されていることがある。
このような基板Ｐを用いる場合、それを支持する回転ドラムＤＲの外周面の反射率が比較的に高かったり、その表面に数ミクロン幅程度の細かな傷が多数あったりすると、露光用照明光が回転ドラムＤＲの外周面で反射したり、散乱、回折したりして、基板Ｐの裏面側から表側に戻り、光感応層に、本来のマスクパターンにはないノイズとなる露光を与えてしまう。
その為、回転ドラムＤＲの外周面のうち、少なくとも基板Ｐ上の露光領域Ａ７と接触する部分は、その表面が局所的にサブミクロン程度の平坦性を有し、反射率が一様に低くなるようにすることができる。反射率は、例えば、露光用照明光に対して５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、又は５％以下にでき、好ましくは２０％以下とすることができる。
なお、上記数値は一例であって本発明はこれに限定されない。

以下、図７、図８を用いて、回転ドラムＤＲの外周面の構造について説明する。図７は、回転ドラムＤＲの外周面に密着して支持される基板Ｐの構成と、露光用の結像光束ＥＬ２（照明光ＩＥ０）と、アライメント用の照明光ＩＬａの各々に対する反射の様子とを示す図である。図８は、回転ドラムＤＲの外周面の断面構造を示す図である。

図７において、主光線ＥＬ３に沿って進む結像光束ＥＬ２（照明光ＩＥ０）は、厚さＴｐの基板Ｐの表面に形成された光感応層Ｐｂ３に投射される。光感応層Ｐｂ３の下地層Ｐｂ２がＩＴＯ等の光透過性の高い材質であると、下地層Ｐｂ２を透過した照明光ＩＥ１は、元の照明光ＩＥ０に対して、ほとんど減衰せずに、その下の基板Ｐの母材Ｐｂ１に向かう。

基板Ｐの母材Ｐｂ１がＰＥＴ、ＰＥＮ等の透明樹脂フィルムであって、かつ、厚さが１００μｍ以下と薄いため、照明光ＩＥ０（ＩＥ１）の波長域が３５０ｎｍ以上である場合、母材Ｐｂ１はその照明光ＩＥ１に対して比較的に大きな透過率（８０％以上）を有する。
その為、母材Ｐｂ１を透過した照明光ＩＥ１は、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓまで達する。外周表面ＤＲｓの反射率がゼロでないとすると、母材Ｐｂ１を透過した照明光ＩＥ１によって、外周表面ＤＲｓからは反射光（散乱光、回折光も含む）ＩＥ２が発生し、母材Ｐｂ１、下地層Ｐｂ２の順番で、光感応層Ｐｂ３の方に戻ってくる。反射光ＩＥ２は、本来のパターニング用の結像光束ＥＬ２ではない為、ノイズとなって光感応層Ｐｂ３に不要な露光を与える。

そのノイズのひとつは、例えば、結像光束ＥＬ２によって作られるパターン像のデフォーカス像である。
先の図３のような投影光学系ＰＬ１（〜ＰＬ６）の場合、露光用照明光の波長λと開口数ＮＡとによって、解像度（Ｒ）と焦点深度（ＤＯＦ）とが概ね決まってくる。例えば、波長３６５ｎｍ（ｉ線）の照明光を使い、解像度（Ｒ）として線幅３μｍを結像可能な投影光学系では、ｋファクターを０．３５程度にした場合、その焦点深度（ＤＯＦ）は７０μｍ程度になる。

基板Ｐの母材Ｐｂ１の厚さが１００μｍであるとすると、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓには、結像光束ＥＬ２が僅かにデフォーカス状態で投射され、外周表面ＤＲｓで反射した反射光ＩＥ２は、光感応層Ｐｂ３の面では、さらにデフォーカスした像光束となる。
したがって、光感応層Ｐｂ３には、フォーカスが合った結像光束ＥＬ２によるパターン像と共に、そのパターン像自体のボケた像も一緒に重ねて投射されることになる。即ち、望ましくない不要なパターン像（ボケた像等）が、光感応層Ｐｂ３に写り込むと言った問題が生じ得る。

一方、アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５によるマーク検出については、例えば、基板Ｐの母材Ｐｂ１上に形成されるアライメント用のマークＫｓ１〜Ｋｓ５の材質として、高反射率の物質、例えばアルミニウム（Ａｌ）等が使える場合は、それらのマークＫｓ１〜Ｋｓ５に照射される照明光ＩＬａによる反射光ＩＬｂの強度が比較的に大きい為、良好なマーク観察、検出が可能である。

しかしながら、マークＫｓ１〜Ｋｓ５の反射率が余り高くない場合、マークＫｓ１〜Ｋｓ５の周囲の透明領域を通った照明光ＩＬａが回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓに達し、ここで反射した光が、マークＫｓ１〜Ｋｓ５からの反射光ＩＬｂと共に撮像素子で撮像されることから、マークＫｓ１〜Ｋｓ５の像コントラストが低下することがある。

以上のことから、本実施形態における回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓは、露光用の照明光ＩＥ０に対して約５０、４５、４０、３５、３０、２５、２０、１５、１０、又は５％以下の反射率を有するように形成される。
その為に、本実施形態の回転ドラムＤＲでは、鉄製（ＳＵＳ）、又はアルミニウム製（Ａｌ）の円筒状の基材ＤＲ１の表面に、クロム（Ｃｒ）か銅（Ｃｕ）による下地層ＤＲ２（厚さＴｄ２）をメッキする。その下地層ＤＲ２の表面を光学研磨して、局所的な表面粗さを充分に小さくした後、その上に酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）又はダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）によるトップ層ＤＲ３（厚さＴｄ３）を形成する。

下地層ＤＲ２の厚さＴｄ２は、数百ｎｍ〜数μｍ程度の範囲で任意に設定できるが、トップ層ＤＲ３の厚さＴｄ３は、外周表面ＤＲｓの反射率を調整する為に、ある条件範囲が存在する。
そこで、下地層ＤＲ２をクロム（Ｃｒ）とし、トップ層ＤＲ３を酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）とした場合、トップ層ＤＲ３の厚さＴｄ３をパラメータとした外周表面ＤＲｓの反射率の波長特性（分光反射率）を、図９を参照して説明する。

図９は、酸化クロムの屈折率ｎを２．２、吸収計数ｋを０とした場合のシミュレーション結果のグラフであり、縦軸は外周表面ＤＲｓの反射率（％）、横軸は波長（ｎｍ）を表す。図９には、酸化クロムによるトップ層ＤＲ３の厚さＴｄ３を、０〜１５０ｎｍの間で、３０ｎｍずつ変えた６つの分光反射率の特性が示されている。

例えば、酸化クロムのトップ層ＤＲ３の厚みＴｄ３を３０ｎｍ程度にすると、３５０ｎｍ〜５００ｎｍの波長帯域の全体に渡って、反射率を２０％以下（シミュレーション上では１５％以下）にすることができる。この場合、波長４３６ｎｍ（ｇ線露光光）に対して約７％の反射率で、アライメント用の照明光ＩＬａの波長を５００ｎｍ程度とすると、それに対しても約１２％の反射率となる。
また、露光光（照明光ＩＥ０）の波長を４０５ｎｍ（h線近傍のブルーレイ用の半導体レーザー等）とすると、酸化クロムのトップ層ＤＲ３の厚みＴｄ３を１２０ｎｍ程度にすることにより、露光光の波長で極小値を持ちながら５００ｎｍ付近のアライメント用の照明光ＩＬａに対しては、４０％程度の反射率にすることができる。

逆に、酸化クロムのトップ層ＤＲ３の厚みＴｄ３を、６０ｎｍ、又は１５０ｎｍ程度にすると、波長帯が３５０〜４３６ｎｍの露光光（照明光ＩＥ０）に対する反射率は５０％程度に高くなり、波長５００ｎｍのアライメント用照明光ＩＬａに対する反射率は４０％以下になる。
また、酸化クロムのトップ層ＤＲ３の厚みＴｄ３を９０ｎｍ程度にすると、波長３５０ｎｍよりも短い波長帯域の紫外光に対しては、外周表面ＤＲｓの反射率を３０％以下に減少できると共に、波長５００ｎｍのアライメント用照明光ＩＬａに対する外周表面ＤＲｓの反射率は６０％程度に増加できる。

図９のシミュレーション結果から判るように、酸化クロムによるトップ層ＤＲ３の厚さＴｄ３をコントロールすることによって、アライメント用照明光と露光用照明光に対する外周表面ＤＲｓの反射率を数％〜５０％程度の間で、任意に設定可能であり、酸化クロムによるトップ層ＤＲ３を設けずに（Ｔｄ３＝０ｎｍ）、純粋なクロムによる下地層ＤＲ２のみの場合の反射率よりも低く設定することが可能である。
先の図７で説明したように、露光用照明光（ＩＥ０）やアライメント用照明光（ＩＬａ）に対する外周表面ＤＲｓの反射率を、総じて極力低く抑えたい場合は、例えば、酸化クロムによるトップ層ＤＲ３の厚さＴｄ３を３０ｎｍにすることで、波長３５０ｎｍ〜５００ｎｍの全域において、ほぼ１５％以下の反射率を得ることができる。

図９のシミュレーションは、回転ドラムＤＲの基材ＤＲ１上にクロム層を形成し、その上に制御された厚みで酸化クロム層を形成して反射率を調整する例であったが、この組み合わせに限られるものではない。
例えば、下地層ＤＲ２の材質は、クロム（Ｃｒ）のほかに、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）等であってもよい。
下地層ＤＲ２上のトップ層ＤＲ３の材質としては、先の酸化クロム、比較的反射率をコントロールできるような高屈折率の誘電体、酸化チタン（ＴｉＯ）、ジルコン、酸化ハフニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、等の酸化物や窒化物等の金属系化合物が同様に利用できる。

また、通常、露光用の照明光（ＩＥ０）は、波長４３６ｎｍ（ｇ線）以下の紫外線であり、アライメント用の照明光（ＩＬａ）には、光感応層（Ｐｂ３）を感光させないような可視域〜赤外域の波長帯の光を使う。
このため、銅（Ｃｕ）のように、紫外域の光に対して反射率が低く、赤の波長域の光に対して反射率が高くなるような金属材料で下地層ＤＲ２を形成することで、アライメント用の照明光（ＩＬａ）と露光用の照明光（ＩＥ０）の各々に対する反射率に差をつけることも可能である。

下地層ＤＲ２として、銅（Ｃｕ）をメッキにより厚く堆積させた後に、トップ層ＤＲ３としてダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を、０．５μｍ厚と２μｍ厚で形成して、波長３５５ｎｍの紫外線（露光光）に対する反射率Ｒｅと、波長４５０ｎｍ〜６５０ｎｍの可視域の光（アライメント光）に対する反射率Ｒｖを測定した。その結果は、表１の通りであった。

このように、少なくとも、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓの露光用照明光（ＩＥ０）に対する反射率を抑制することで、露光時に不要なパターン像（ボケた像）が写り込むと言った問題を無くすことが可能になる。

［第２実施形態］
先の第１実施形態の露光装置は、いわゆるマルチレンズ方式である為、複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の各投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６に形成されるマスクパターン像が、結果的にＹ方向（又はＸ方向）に良好に継ぎ合わされていると共に、基板Ｐ上の下地のパターンと良好に位置合わせ（重ね合わせ）されている必要がある。
その為に、複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６による継ぎ精度を許容範囲内に抑える為のキャリブレーションが必要となる。また、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６に対するアライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の観察（撮像）領域Ｖｗと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為にも、キャリブレーションが必要となる。

複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６による継ぎ精度を確認する為のキャリブレーション、アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５のベースライン管理の為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。

平面のガラスプレートを平坦な基板ホルダに載置し、その基板ホルダを２次元的に移動させて、投影露光を行なう従来の露光装置では、基板ホルダの外周部でガラスプレートによって覆われない部分に、キャリブレーション用の基準マークや基準パターンを設け、キャリブレーション時には、その基準マークや基準パターンを投影光学系やアライメント系の対物レンズの下に移動させている。

しかしながら、先の第１実施形態の露光装置のように、ほとんどの稼動時間中、回転ドラムＤＲの外周面の一部（投影領域ＰＡ１〜ＰＡ６の位置）に基板Ｐが巻き付いた状態では、そのような基準マークや基準パターンを、回転ドラムＤＲの外周面で基板Ｐと接触する部分に設けざるを得ない。
そこで本実施形態では、図１０に示すように、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を用いる場合について説明する。

図１０は、回転中心線ＡＸ２と同軸のシャフト部Ｓｆ２と一体に旋盤加工された回転ドラムＤＲの斜視図であり、先の図２、図６で示した構成と同様に、エンコーダ計測用のスケール部ＧＰａ、ＧＰｂと、規制帯ＣＬａ、ＣＬｂが設けられている。
さらに本実施形態では、回転ドラムＤＲの外周面の規制帯ＣＬａ、ＣＬｂで挟まれた全周に、Ｙ軸に対して＋４５度で傾いた複数の線パターンＲＬ１と、Ｙ軸に対して−４５度で傾いた複数の線パターンＲＬ２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。

回転ドラムＤＲの回転によって、その外周面、即ち規制帯ＣＬａ、ＣＬｂで挟まれた全周は、必ず基板Ｐと接触することになるので、基準パターンＲＭＰは、基板Ｐと回転ドラムＤＲの外周面とが接触した場所による摩擦力や基板Ｐの張力等の変化を生じないように、全面均一な、斜めパターン（斜格子状パターン）とした。
基板Ｐの搬送方向（Ｘ方向）と基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）の各々に対して、線パターンＲＬ１、ＲＬ２を斜めにすることで、摩擦力や張力等の方向性を緩和している。
しかしながら、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良い。
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（又は長方形）以外の菱形になるような角度で、線パターンＲＬ１、ＲＬ２を交差させても良い。

また、図１０で示した線パターンＲＬ１、ＲＬ２のピッチＰｆ１，Ｐｆ２は、アライメント系のベースライン（投影光学系ＰＬの投影領域ＰＡと撮像領域Ｖｗとの相対位置関係）の予想される変動量、或いは、マルチレンズ方式の複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６間の予想される変動量を考慮し、その予想される変動量の最低２倍以上あれば良い。
例えば、予想される変動量の最大値が１０μｍである場合、ピッチＰｆ１、Ｐｆ２は、線パターンＲＬ１、ＲＬ２の線幅ＬＷ（５〜２０μｍ）に応じて異なるが、３０〜５０μｍ程度であれば、正確なキャリブレーションが可能となる。

各線パターンＲＬ１、ＲＬ２の線幅ＬＷは、各線パターンＲＬ１、ＲＬ２を刻設する描画装置の精度（分解能）や、エッチング条件等によって細くできる限界が決まるが、アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５によって安定して画像解析できる範囲で、なるべく細くしておくのが良い。
尚、各アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の撮像（観察）領域Ｖｗで、基準パターンＲＭＰを検出して、ベースライン計測等を行なう場合、線パターンＲＬ１、ＲＬ２のピッチＰｆ１、Ｐｆ２を５０μｍ程度にしておく。すると、線パターンＲＬ１、ＲＬ２の交点部分は、Ｙ方向、Ｘ方向に、７０μｍ程度のピッチで現れ、撮像（観察）領域Ｖｗが２００μｍ角の範囲であれば、特定の１つの交点部分を良好に捕捉して、位置ずれの画像解析を行なうことができる。

図１１は、図１０中の円内に示したＸ軸に沿って、線パターンＲＬ１、ＲＬ２による基準パターンＲＭＰの一部を破断した断面図である。
本実施形態でも、先の第１実施形態の図８と同様に、鉄又はアルミニウムの円筒状の基材ＤＲ１の表面に、クロムまたは銅の下地層ＤＲ２がメッキにより厚めに堆積される。その後、下地層ＤＲ２の表面を光学研磨して平坦性を高めてから、下地層ＤＲ２の全周にフォトレジストを塗布して、描画装置により、下地層ＤＲ２に線パターンＲＬ１、ＲＬ２による基準パターンＲＭＰを露光する。
このとき、スケール部ＧＰａ、ＧＰｂの格子線も一緒に描画することにより、基準パターンＲＭＰとスケール部ＧＰａ、ＧＰｂとの相対的な位置関係（特に周方向の位置関係）を一定にすることができる。

その後、フォトレジストの現像により、線パターンＲＬ１、ＲＬ２に対応した部分のレジストを除去し、露出した下地層ＤＲ２（クロム又は銅）を所定の深さまでエッチングしてから、その表面に、トップ層ＤＲ３（酸化クロム、又はＤＬＣ）を所定の厚みで堆積する。
トップ層ＤＲ３の厚みは、酸化クロムの場合であれば、先の図９の特性に基づいて設定される。最終的に形成されたトップ層ＤＲ３による線パターンＲＬ１、ＲＬ２（凹部）の段差量ΔＤＰは、計測により設計値と比較され、所定の許容範囲内であることが確認される。

このような線パターンＲＬ１、ＲＬ２による基準パターンＲＭＰは、その表面の露光用照明光に対する反射率を、先の第１実施形態と同様に、２０％以下に抑えることも可能である。このことから、基準パターンＲＭＰで露光用照明光が反射しても、光感応層Ｐｂ３に不要なパターンとして露光される程のエネルギーではないことから、実質的に問題にならない。
尚、線パターンＲＬ１、ＲＬ２は、図１１のように、エッチングによって凹部として形成したが、ネガ型フォトレジストを使って、線パターンＲＬ１、ＲＬ２を凸部として形成しても良い。

ところで、線パターンＲＬ１、ＲＬ２による基準パターンＲＭＰは、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓに凹凸として形成される為、その凹凸の段差量を特定の条件にしておくと、基準パターンＲＭＰ全体が、露光用の照明光とアライメント用の照明光に双方に対して、反射強度を抑える位相パターンとすることが可能である。
その為には、図１１に示した段差量ΔＤＰを、以下のような条件で設定すると良い。

ここで、露光用照明光ＩＥ０の中心波長をλ１、アライメント用の照明光ＩＬａの中心波長をλ２とし、ｍをゼロを含む任意の整数（ｍ＝０，１，２，・・・）とすると、露光用の照明光ＩＥ０の中心波長λ１に関しては、
λ１・（ｍ＋１／８）／２ ≦ ΔＤＰ ≦ λ１・（ｍ＋７／８）／２・・・（３）
の範囲で、段差量ΔＤＰを設定すると良い。さらに、
λ１・（ｍ＋１／４）／２ ≦ ΔＤＰ ≦ λ１・（ｍ＋３／４）／２・・・（４）
の範囲で、段差量ΔＤＰを設定することができる。

一方、アライメント用の照明光ＩＬａの中心波長λ２に関しても、上記の式（３）、（４）における波長λ１をλ２に置き換えて、段差量ΔＤＰの範囲を決めることができる。
その際、露光用照明光の波長λ１に関して求められる段差量ΔＤＰの範囲と、アライメント用照明光の波長λ２に関して求められる段差量ΔＤＰの範囲とを比較し、双方の範囲が重なるところ、或いは近接しているところを、最適な段差量ΔＤＰと設定すれば、露光用の照明光とアライメント用の照明光に双方に対して、基準パターンＲＭＰから生じる反射光の強度を低減できる。
即ち、露光用照明光の中心波長λ１とアライメント用照明光の中心波長λ２の双方に対して、上記の式（３）、式（４）を満たす、或いは近似するような段差量ΔＤＰを設定すれば良い。

以上、第１実施形態や第２実施形態では、回転ドラムＤＲとなる円筒状の基材ＤＲ１の外周面に、比較的に厚い下地層ＤＲ２とトップ層ＤＲ３とを積層して、反射率を調整したが、それ以上の層数の積層構造としても良い。
例えば、回転ドラムＤＲの軽量化の為に、基材ＤＲ１をＡｌ（アルミニウム）ブロックから削り出し、その基材ＤＲ１の外周面に、平面度（真円度や表面粗さ）加工の為の比較的に硬いクロム（Ｃｒ）を厚めにメッキした後、さらに、その上に、先の図８や図１１で示した下地層ＤＲ２としての銅（Ｃｕ）のメッキを施し、その上にトップ層ＤＲ３として、ＤＬＣを所定の厚さで積層させても良い。
その場合、基準パターンＲＭＰ（線パターンＲＬ１、ＲＬ２）やスケール部ＧＰａ、ＧＰｂの格子線は、硬いクロム層、又はその上の銅の下地層ＤＲ２に対して刻設される。

［第３実施形態］
先の実施形態の露光装置は、円筒マスクＤＭを使って基板Ｐにマスクパターンを走査露光するものであったが、マスクを用いない露光装置、いわゆるパターンジェネレータのような露光装置であっても、回転ドラムＤＲを使って基板Ｐを支持しつつ、パターン露光することができる。そのような露光装置の例を図１２、図１３を参照して説明する。

図１２は、本実施形態による露光装置（パターン描画装置）の主要部を、ＸＺ面内で見た正面図であり、図１３は、図１２の構成をＸＹ面内で見た上面図である。
本実施形態では、図１３に示すように、回転ドラムＤＲの外周面に密着、支持される基板Ｐ上の露光領域Ａ７を、Ｙ方向（回転中心線ＡＸ２が伸びる方向）に高速にスキャンするレーザスポット光（例えば、４μｍ径）の直線的な走査線ＬＬ１、ＬＬ２、ＬＬ３、ＬＬ４によって、パターン描画を行なう。走査線ＬＬ１〜ＬＬ４の各々は、Ｙ方向の走査長が比較的に短い為、中心面ｐ３に対して対称的に千鳥配置される。

各走査線ＬＬ１〜ＬＬ４のうち、奇数番の走査線ＬＬ１、ＬＬ３は、中心面ｐ３に対して、−Ｘ側に配置され、偶数番の走査線ＬＬ２、ＬＬ４は、中心面ｐ３に対して、＋Ｘ側に配置される。
これは、図１２に示すように、各走査線ＬＬ１〜ＬＬ４に沿ってスポット光を走査する奇数番の描画モジュールＵＷ１、ＵＷ３と、偶数番の描画モジュールＵＷ２、ＵＷ４を、空間的な干渉をさけて、中心面ｐ３に対して対称的に配置するからである。

本実施形態では、回転ドラムＤＲのシャフト部Ｓｆ２に、エンコーダ計測用のスケール円盤ＳＤを個別に取り付ける。スケール円盤ＳＤの外周面に刻設されるスケール部ＧＰａ（及びＧＰｂ）は、設置方位線Ｌｅ１上に配置されるエンコーダヘッドＥＮ１と、設置方位線Ｌｅ２上に配置されるエンコーダヘッドＥＮ２とによって計測される。
また、先の図５、図６のようなアライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５が配置される設置方位線Ｌａ１の位置にも、スケール部ＧＰａ（及びＧＰｂ）を読み取るエンコーダヘッドＥＮ３が配置される。

図１２に示すように、４つの描画モジュールＵＷ１〜ＵＷ４は、何れも同じ構成であるので、代表して描画モジュールＵＷ１について、詳細な構成を説明する。
描画モジュールＵＷ１は、外部の紫外レーザ光源（連続又はパルス）からのビームＬＢを入射して、ビームＬＢの基板Ｐへの投射／非投射を高速にスイッチングするＡＯＭ（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）８０、ＡＯＭ８０からのビームＬＢを基板Ｐ上の走査線ＬＬ１に沿ってスキャンする為の回転ポリゴンミラー８２、折り曲げミラー８４、ｆ−θレンズ系８６、及び、光電素子８８等を備える。

ｆ−θレンズ系８６を介して基板Ｐに投射されるビームＢＳ１は、Ｙ方向のスキャン中、描画すべきパターンのＣＡＤ情報に基づいてＯｎ／ＯｆｆされるＡＯＭ８０によって変調され、基板Ｐの光感応層上にパターンを描画していく。走査線ＬＬ１に沿ったビームＢＳ１のＹ方向走査と、回転ドラムＤＲの回転による基板ＰのＸ方向の移動とを同期させることで、露光領域Ａ７中の走査線ＬＬ１に対応した部分にパターンが露光される。
このような描画方式である為、図１２のように、ＸＺ面内でみたとき、基板Ｐに達するビームＢＳ１の軸線は、設置方位線Ｌｅ１と一致した方向になっている。このことは、偶数番の描画モジュールＵＷ２から投射されるビームＢＳ２に関しても同様で、基板Ｐに達するビームＢＳ２の軸線は、設置方位線Ｌｅ２と一致した方向になっている。

このように、４つの走査線ＬＬ１〜ＬＬ４によって、露光領域Ａ７にパターンを描画する場合、各走査線ＬＬ１〜ＬＬ４の間の継ぎ部の精度が重要となる。図１３の場合、露光領域Ａ７は、まず始めに、奇数番の走査線ＬＬ１、ＬＬ３に対応した領域の露光が開始され、その位置から基板Ｐが周長方向に距離ΔＸｕだけ進んだ位置から、偶数番の走査線ＬＬ２、ＬＬ４に対応した領域の露光が開始される。
従って、各走査線ＬＬ１〜ＬＬ４のスポット光による描画開始点と描画終了点を正確に設定することにより、露光領域Ａ７内の全体に形成されるパターンを良好につぐことができる。

以上のような、パターン描画装置においても、先の第１実施形態の図８で示した構造の回転ドラムＤＲ、或いは、第２実施形態の図１０、図１１で示した構造の回転ドラムＤＲを用いることにより、ノイズとなる不要なパターンの写り込みを低減して、高精度なパターニングが達成される。

以上、各実施形態を説明したが、基板Ｐの支持装置としては、円筒状の回転ドラムＤＲ以外にも、平坦な支持面を持つもの、基板Ｐの搬送方向に大きな曲率で円筒状に湾曲した支持面を持つものであっても良い。あるいは、それらの支持装置の支持面にエアベアリングによる気体層が形成され、その気体層によって基板を微少量浮上させて支持するような支持装置であっても、発明を同様に適用することができる。

また、先の各実施形態では、下地層ＤＲ２、トップ層ＤＲ３の金属系薄膜として、Ｃｕ（銅）、Ｃｒ（クロム）、Ｃｒ_２Ｏ_３（三価の酸化クロム）を挙げたが、これに限られず、ＣｒＯ（二価の酸化クロム）であっても良い。例えば、基材ＤＲ１（ＳＵＳ、Ａｌ等）の上に成膜する下地層ＤＲ２をＣｕとし、下地層ＤＲ２の上に堆積させるトップ層ＤＲ３として、ＣｒＯをメッキ、蒸着、スパッタで成膜しても良い。
また、先の各実施形態のトップ層ＤＲ３として成膜されるダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）は、炭素原子で構成され、非晶質構造、及びまたは結晶質を含むアモルファス構造であって、炭素原子間の結合として、グラファイトのｓｐ２結合とダイヤモンドのｓｐ３結合の混在した構造である。
ＤＬＣは硬質膜として成膜されるが、水素含有量の多少と、含まれる結晶質の電子軌道がダイヤモンド寄りかグラファイト寄りかによって、その性質が区別される。

［第４実施形態］
ところで、先の図１０で示した回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓに形成される基準パターンＲＭＰの形態は、基板Ｐを透過した露光光の照射によって、その基準パターンＲＭＰから強い迷光（不要な反射光）が発生しないようなものであれば、どのような形状であっても良い。
図１４は、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓに形成される基準パターンＲＭＰの変形例を第４実施形態として示す斜視図であり、図１０中の回転ドラムＤＲの部材と同じ部材には、同じ符号を付けてある。

図１４において、回転ドラムＤＲのシャフト部Ｓｆ２が延びる方向（Ｙ軸方向）の両端面には、先の図１２、図１３と同様に、エンコーダ計測用のスケール円盤ＳＤが複数のネジＦＢによって締結されている。本実施形態では、スケール円盤ＳＤの外周面に形成されるスケール部ＧＰａ，ＧＰｂの直径（又は中心線ＡＸ２からの半径）は、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓの直径（又は中心線ＡＸ２からの半径）と同じになるように設定される。

回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓには、回転中心線ＡＸ２と平行な方向（Ｙ軸方向）に沿って直線的に延びる線パターンＲＬａと、周方向に沿って直線的に延びる（ＸＺ面と平行な面内で周回する）２本の線パターンＲＬｂ、ＲＬｃとが、基準パターンＲＭＰとして形成される。
線パターンＲＬａは、図１４の場合は、周方向に４５°間隔で配置される。２本の線パターンＲＬｂ、ＲＬｃは、回転中心線ＡＸ２と平行な方向（Ｙ軸方向）に、一定の間隔を空けて配置される。線パターンＲＬａの周方向の角度間隔ηは４５°に限られず、何度であっても良い。

その一定の間隔は、先の図６に示したアライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の各撮像領域ＶｗのＹ軸方向の間隔に対応している。すなわち、線パターンＲＬａと２本の線パターンＲＬｂ、ＲＬｃとの交差部ＡＬＡが、回転ドラムＤＲの回転に伴って、アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の各撮像領域Ｖｗ内に次々に現れるように、各線パターンＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃが配置され、交差部ＡＬＡの線パターン部が基準パターンＲＭＰとして検出される。

先の図６で示すように、基板Ｐ上にはマークＫｓ１〜Ｋｓ５が形成されるので、２本の線パターンＲＬｂ、ＲＬｃの少なくとも一方は、マークＫｓ１〜Ｋｓ５のＹ軸方向の位置と重ならないようにずらして配置される。
一例として、２本の線パターンＲＬｂ、ＲＬｃの各線幅ＬＷを１５μｍ、Ｙ軸方向の間隔距離を１５０μｍに設定して、マークＫｓ１〜Ｋｓ５の各々が、その２本の線パターンＲＬｂ、ＲＬｃの間に位置するように設定すると、各アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５は、その撮像領域Ｖｗ内で、マークＫｓ１〜Ｋｓ５と共に線パターンＲＬｂ、ＲＬｃを検出することが可能となる。

さらに、図６で示した基板Ｐ上の送り方向に隣り合って配置される２つの露光領域Ａ７の間の余白部（マークＫｓ２〜Ｋｓ４が配置される透明領域）を所定の寸法以上にしておくと、その余白部の下に、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓに形成された線パターンＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃによる交差部ＡＬＡを確実に配置させることもできる。

例えば、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓの直径をＲｄｄとすると、外周表面ＤＲｓに沿った線パターンＲＬａの周方向の間隔距離ＬＫは、先に説明した線パターンＲＬａの周方向の角度間隔ηを用いると、
ＬＫ＝π・Ｒｄｄ・（η／３６０）・・・（５）
で表される。
２つの露光領域Ａ７間の余白部の基板Ｐの長手方向（送り方向）に関する寸法をＬＵとすると、ＬＵ＞ＬＫの条件を満たすように設定すると、基板Ｐの余白部内に、少なくとも１本の線パターンＲＬａを配置させることができる。

以上、本実施形態では、基準パターンＲＭＰを、基板Ｐの長手方向（送り方向）と短手方向（Ｙ軸方向）の各々の方向に直線的に延びる線パターンＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃで構成するので、アライメント系ＡＭ１〜ＡＭ５の各撮像領域Ｖｗ内に現れる交差部ＡＬＡの二次元的な位置を、撮像素子の水平走査線や垂直走査線に沿った方向で直接計測でき、画像処理の演算時間が短縮される利点がある。

［第５実施形態］
ところで、図１４のような線パターンＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃを回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓに形成すると、基板Ｐ上の露光領域Ａ７に形成される配線パターンや画素パターンの配列方向と揃っている。
このことから、例えば外周表面ＤＲｓの露光光に対する反射率を下地層ＤＲ２、トップ層ＤＲ３（先の図８参照）によって小さくしても、線パターンＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃの段差エッジ部で生じた僅かな散乱光等が線パターンＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃの方向に分布し、基板Ｐ上の露光領域Ａ７に形成される配線パターンや画素パターンの配列方向と揃って、問題となる可能性もある。

そこで、本実施形態では、図１５に示すように、線パターンＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃの段差エッジ部で生じ得る僅かな散乱光等を低減する為に、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓに形成される線パターンＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃを線幅ＬＷの凹部とし、その凹部内に紫外線（露光光）を吸収する材料ＰＩを充填する。

材料ＰＩは、紫外線吸収剤を含有した塗料(乾燥後は硬化するもの)であり、段差エッジで発生する散乱光や回折光を吸収し、基板Ｐの表側に達する散乱光や回折光の量を低下させる。紫外線吸収剤は、一例として、ＢＡＳＦ−ＳＥ社から商品名Ｕｖｉｎｕｌ（登録商標）、又はＴＩＮＵＶＩＮ（登録商標）として市販されており、紫外波長域の露光光は吸収するが、可視波長域のアライメント用照明光はほとんど吸収しない特性を有する。

以上のように、本実施形態では、基準パターンＲＭＰを構成する線パターンを凹部で形成し、その凹部に紫外線吸収物質を充填するようにしたので、露光光の照射によって回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓから反射する迷光を、さらに低減させることができる。
なお、外周表面ＤＲｓの凹部に紫外線吸収物質を充填する手法は、先の図１０、図１１に示した線パターンＲＬ１、ＲＬ２に対しても同様に適用可能である。また、そのような紫外線吸収剤を含有した塗料は、基板Ｐと接触する外周表面ＤＲｓに付いた傷や凹み等の不整部分の補修にも利用できる。

［第６実施形態］
次に、マスクレス方式のパターン露光装置に、先の図２、図７、図１０、図１４で説明した基板支持装置を適用する場合の構成を、図１６に基づいて説明する。
図１６において、基板支持装置は先の各実施形態と同様に、テンション調整ローラＴＲ１、ＴＲ２、シャフト部Ｓｆ２で軸支されると共に基板Ｐを巻き付ける回転ドラムＤＲ、スケール円盤ＳＤ、エンコーダヘッドＥＮ１、ＥＮ３等で構成される。アライメント系ＡＭ１（及びＡＭ２〜ＡＭ５）も、同様に対物レンズ系ＧＡ１、ビームスプリッタＧＢ１、照明ユニットＧＣ１、及び撮像系ＧＤ１で構成される。

露光ユニットは、露光用照明光（露光光）を発生する光源１００、多数の可動マイクロミラーが２次元に配列したＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ、登録商標）１０４を均一な照度で一様に照明する照明系１０１、ミラー１０３、ＤＭＤ１０４の各マイクロミラーで反射した露光光を集光するレンズ系１０５、多数のマイクロレンズを２次元に配列したＭＬＡ（Ｍｉｃｒｏ−Ｌｅｎｓ Ａｒｒａｙ）１０６、回転ドラムＤＲに巻かれた基板Ｐの面と共役な視野絞り１０７、ＭＬＡ１０６の各マイクロレンズによって視野絞り１０７の開口内に形成される光スポットを基板Ｐ上に投影する為のレンズ系１０８、１０９で構成される投影光学系ＰＬ、とを備える。

また、本実施形態の投影光学系ＰＬ内の瞳面には、図１６の紙面と直交した方向（Ｙ軸方向）に挿脱可能なビームスプリッタ１１０が設けられる。
このビームスプリッタ１１０が挿入されると、ＭＬＡ１０６からの露光光が、投影光学系ＰＬのレンズ系１０８、ビームスプリッタ１１０、レンズ系１０９を介して、基板Ｐの表面、又は回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓ上に投射されたときに、基板Ｐの表面又は外周表面ＤＲｓで反射して戻ってくる反射光の一部を、集光レンズや光電素子等を含むモニター系１１２に導くことができる。

このモニター系１１２は、基板Ｐの表面又は外周表面ＤＲｓからの反射光（露光光）の光量を計測して、基板Ｐに対して適正な露光量（照度）が与えられているか否かを判断する為の光量モニター、或いは、反射光（露光光）に基づいて、基板Ｐ上のマークＫｓ１〜Ｋｓ５や外周表面ＤＲｓ上の基準パターンＲＭＰに関する光情報（光学像、回折光等）を収集するアライメントモニターとして構成される。

図１６のようなマスクレス型のパターン露光装置では、パターン描画データ（ＣＡＤデータ）、エンコーダヘッドＥＮ１（又はＥＮ３）からの計測信号に基づく基板Ｐの送り位置の情報、或いはアライメント系ＡＭ１（ＡＭ２〜ＡＭ５）で計測される基板ＰのマークＫｓ１〜Ｋｓ５の位置情報とに基づいて、ＤＭＤ１０４の各マイクロミラーの角度が高速に切り替えられる。
これによって、各マイクロミラーで反射した露光光がＭＬＡ１０６の対応したマイクロレンズに入射する状態と、入射しない状態とに切り替えられるので、基板Ｐ上には描画データに従ったパターンが露光（描画）される。

図１６に示した本実施形態のパターン露光装置も、先の図２、図４に示したような条件で、回転中心線ＡＸ２と平行な方向（Ｙ軸方向）に、複数の露光ユニットを設けることで、Ｙ軸方向の幅が大きな基板Ｐの露光処理に対応できる。その場合、図１６中の視野絞り１０７の開口形状は、図４中の各露光領域ＰＡ１〜ＰＡ６の形状と同様の台形状とし、その台形状の開口内に、ＭＬＡ１０６で作られる多数の光スポットが一定ピッチで並ぶようにするのが良い。

また、ＭＬＡ１０７の射出側に形成される多数の光スポットの集光点によって規定されるフォーカス面が、回転ドラムＤＲの外周表面ＤＲｓと同様に円筒状に湾曲するように、例えば図１６中のＭＬＡ１０６の場合は、その各マイクロレンズのうち、Ｘ方向に並ぶマイクロレンズ間で焦点距離を僅かずつ異ならせても良い。

ＤＭ・・・円筒マスク、 ＤＲ・・・回転ドラム、 ＤＲｓ・・・回転ドラムの外周表面、 ＤＲ１・・・回転ドラムの基材、 ＤＲ２・・・回転ドラムの下地層、 ＤＲ３・・・回転ドラムのトップ層、 Ｐ・・・可撓性の基板、 ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４・・・投影光学系、 ＡＭ１〜ＡＭ５・・・アライメント系、 ＲＭＰ・・・基準パターン、 ＲＬ１、ＲＬ２、ＲＬａ、ＲＬｂ、ＲＬｃ・・・線パターン、 ＵＷ１〜ＵＷ４・・・描画モジュール。

Claims (13)

1. 可撓性のシート基板を光学的に処理してパターンを形成するパターン形成装置であって、
   前記シート基板を湾曲した状態、又は平坦な状態で支持する為の基材と、前記シート基板を支持する前記基材の表面に形成される膜体と、前記膜体に段差によって形成される基準パターンとを有する基板支持部材と、
   前記基板支持部材で支持された前記シート基板を光学的に処理する為の第１の光を投射して前記パターンを露光するパターン露光部と、
   前記パターン露光部からの前記第１の光の投射によって、前記シート基板の表面、又は前記基板支持部材の前記基材の表面で発生する反射光の一部を検出するモニター系と、
   前記基準パターン、又は前記基板上に形成されたマークを光学的に検出する為に、前記第１の光と異なる波長の第２の光を投射して前記基準パターン又は前記マークからの反射光を検出する光学検出部と、を備え、
   前記膜体の厚みを調整して、前記膜体における前記第１の光に対する反射率を、前記第２の光に対する反射率よりも小さくなるように設定した、
   パターン形成装置。
2. 請求項１に記載のパターン形成装置であって、
   前記基材は、鉄またはアルミニウムを主成分とする金属材料で作られ、
   前記膜体は、前記基材の表面に２層以上の多層膜として形成され、前記第１の光に対する反射率を２０％以下とした、
   パターン形成装置。
3. 請求項２に記載のパターン形成装置であって、
   前記多層膜は、前記基材の表面に形成される下地層と、前記下地層の上に形成されるトップ層との２層構造であり、前記下地層の厚さを前記トップ層の厚さよりも大きくした、
   パターン形成装置。
4. 請求項３に記載のパターン形成装置であって、
   前記下地層は、クロム（Ｃｒ）、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、又は金（Ａｕ）のいずれかであり、前記トップ層は、酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３、ＣｒＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ）、ジルコン、酸化ハフニウム、又はダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）のいずれかである、
   パターン形成装置。
5. 請求項４に記載のパターン形成装置であって、
   前記下地層はクロム（Ｃｒ）からなり、前記トップ層は厚みが３０ｎｍ〜１５０ｎｍの酸化クロム（Ｃｒ_２Ｏ_３、ＣｒＯ）からなる、
   パターン形成装置。
6. 請求項４に記載のパターン形成装置であって、
   前記下地層は銅（Ｃｕ）からなり、前記トップ層は厚みが０．５μｍ以上のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）からなる、
   パターン形成装置。
7. 請求項３に記載のパターン形成装置であって、
   前記基準パターンは前記下地層に微少段差で形成され、前記トップ層は前記下地層の微少段差に沿って積層される、
   パターン形成装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のパターン形成装置であって、
   前記第１の光の中心波長をλ１、ｍをゼロを含む任意の整数、前記基準パターンの段差の量をΔＤＰとしたとき、
   λ１・（ｍ＋１／８）／２≦ΔＤＰ≦λ１・（ｍ＋７／８）／２ の範囲、又は、
   λ１・（ｍ＋１／４）／２≦ΔＤＰ≦λ１・（ｍ＋３／４）／２ の範囲に設定する、
   パターン形成装置。
9. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のパターン形成装置であって、
   前記第１の光は紫外波長域の光であり、
   前記第２の光は可視域〜赤外域の波長帯の光である、
   パターン形成装置。
10. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のパターン形成装置であって、
    前記基板支持部材は、
    中心線から一定半径で円筒面状に湾曲した外周面の一部で前記基板を支持すると共に、前記基板を前記外周面の周方向に搬送する為に前記中心線の回りに回転する回転ドラムである、
    パターン形成装置。
11. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のパターン形成装置であって、
    前記モニター系は、
    前記基板の表面、又は前記基板支持部材の前記基材の表面からの前記第１の光の反射光を検出して、前記パターンの露光に際に前記基板に対して適正な露光量が与えられているか判断する為の光量モニターである、
    パターン形成装置。
12. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のパターン形成装置であって、
    前記モニター系は、
    前記基板の表面、又は前記基板支持部材の前記基材の表面からの前記第１の光の反射光に基づいて、前記基板の前記マーク、又は前記基板支持部材の前記基準パターンに関する光情報を収集する為のアライメントモニターである、
    パターン形成装置。
13. 請求項１〜７のいずれか一項に記載のパターン形成装置であって、
    前記光学検出部は、
    前記基板の前記マーク、又は前記基板支持部材の前記基準パターンに向けて前記第２の光を照射する照明ユニットと、
    前記マーク、又は前記基準パターンで発生した反射光を入射する対物レンズと、
    前記対物レンズを介して受光した前記マーク、又は前記基準パターンの像を撮像する撮像系と、を備える、
    パターン形成装置。

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