JP6569281B2 - ビーム走査装置およびビーム走査方法 - Google Patents

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Description

本発明は、被照射体上に照射されるビームのスポット光を走査するビーム走査装置およびビーム走査方法に関する。
下記特許文献１に開示されているように、１つのレーザビーム光源からのレーザビームをハーフミラー等のレーザビーム振分け手段によって２つに分割し、分割した２つのレーザビームの各々を描画データに応答してオン／オフするＡＯＭ（音響光学素子）により変調してから、２つのポリゴンミラーに入射させることで、被描画体上で２つのレーザビームを走査させるレーザ描画装置が知られている。
特開２００１−１３３７１０号公報
しかしながら、ポリゴンミラーによるビーム走査では、ポリゴンミラーの反射面数、ポリゴンミラーの後の光学系（ｆθレンズ等）の入射条件等によって、ポリゴンミラーの回転中に、入射したレーザビームを被描画体に向けて有効に反射することができない期間が存在する場合がある。したがって、従来のように、レーザビーム振分け手段によってレーザビームを２分割にして２つのポリゴンミラーに入射させたとしても、被描画体にレーザビームを有効に照射することができない期間、すなわち非描画期間が存在することがあり、光源からのレーザビームを有効に活用することはできない。
本発明の第１の態様は、光源装置からのビームを繰り返し偏向するために一定の回転速度で回転する回転多面鏡と、偏向された前記ビームを入射して被照射体上で１次元走査されるスポット光に集光する投射光学系とを備えた走査ユニットを、所定の位置関係で複数配置した走査モジュールを複数有するビーム走査装置であって、複数の前記走査ユニットのうち前記スポット光の１次元走査を行う前記走査ユニットに、前記光源装置からの前記ビームが入射するように、前記ビームの光路を切り換えるビーム切換部材と、各前記走査ユニットの前記回転多面鏡による前記ビームの偏向が、前記回転多面鏡の連続した反射面毎に繰り返される第１の状態と、前記回転多面鏡の少なくとも１つ置きの反射面毎に繰り返される第２の状態とのいずれか一方に切り換わるように、前記ビーム切換部材を制御して、複数の前記走査ユニットの各々に前記スポット光の１次元走査を順番に行わせるビーム切換制御部と、を備え、前記ビーム切換制御部は、前記第１の状態の場合は、各前記走査モジュールの１つの前記走査ユニットが並行して前記スポット光の１次元走査を行うように前記ビーム切換部材を制御して、前記走査モジュール毎に、前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットの各々に前記スポット光の１次元走査を順番に行わせ、前記第２の状態の場合は、全ての前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットのうち、１つの走査ユニットが前記スポット光の１次元走査を行うように前記ビーム切換部材を制御して、全ての前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットの各々に前記スポット光の１次元走査を順番に行わせる。
本発明の第２の態様は、一定の回転速度で回転する回転多面鏡によって繰り返し偏向されるビームを入射して被照射体上で１次元走査されるスポット光に集光する投射光学系を備えた走査ユニットを、所定の位置関係で複数配置したビーム走査装置によって、前記被照射体をビーム走査するビーム走査方法であって、前記ビーム走査装置は、前記走査ユニットの２つ以上を所定の位置関係で配置した第１の走査モジュールと、前記走査ユニットの２つ以上を所定の位置関係で配置した第２の走査モジュールと、前記ビームを射出する光源装置とを含み、複数の前記走査ユニットの各々の前記回転多面鏡の回転角度位置が互いに所定の位相関係となるように複数の前記回転多面鏡を同期回転させることと、前記回転多面鏡による前記ビームの偏向が、前記回転多面鏡の連続した反射面毎に繰り返されるように、前記第１の走査モジュールと前記第２の走査モジュールの各々に、前記光源装置からの前記ビームを並行して入射する状態に設定して、前記ビームが入射する前記走査ユニットを切り換えることで、複数の前記走査ユニットの各々が前記スポット光の１次元走査を順番に行う第１の走査工程と、前記回転多面鏡による前記ビームの偏向が、前記回転多面鏡の少なくとも１つ置きの反射面毎に繰り返されるように、前記ビームが入射する前記走査ユニットを切り換えることで、複数の前記走査ユニットの各々が前記スポット光の１次元走査を順番に行う第２の走査工程と、前記第１の走査工程と前記第２の走査工程とを切り換える切換工程と、を含み、前記第１の走査工程では、前記走査モジュール毎に、複数の前記走査ユニットの前記回転多面鏡の回転角度位置が一定の角度分ずつ位相がずれるように、前記回転多面鏡の回転を制御して、前記走査モジュール毎に、１つの前記走査ユニットによる前記スポット光の１次元走査から次の１次元走査が行われるまでの間に、他の複数の前記走査ユニットが前記スポット光の１次元走査を順番に行い、前記第２の走査工程では、前記第１の走査モジュールと前記第２の走査モジュールの各々に含まれる前記走査ユニットの前記回転多面鏡の回転角度位置が一定の角度分ずつ位相がずれるように、前記回転多面鏡の回転を制御して、複数の前記走査ユニットのうち、いずれか１つの前記走査ユニットよる前記スポット光の１次元走査から次の１次元走査が行われるまでの間に、それ以外の複数の前記走査ユニットが前記スポット光の１次元走査を順番に行う。
第１の実施の形態の基板に露光処理を施す露光装置を含むデバイス製造システムの概略構成を示す図である。 基板が巻き付けられた図１の回転ドラムの詳細図である。 スポット光の描画ラインおよび基板上に形成されたアライメントマークを示す図である。 光源装置の構成を示す図である。 ビーム切換部材の構成図である。 図６Ａは、選択用光学素子によるビームの光路の切り換えを＋Ｚ方向側からみた図、図６Ｂは、選択用光学素子によるビームの光路の切り換えを−Ｙ方向側からみた図である。 走査ユニットの光学的な構成を示す図である。 図７のポリゴンミラーの周辺に設けられた原点センサの構成を示す図である。 原点信号の発生タイミングと描画開始タイミングとの関係を示す図である。 走査ユニットのポリゴンミラーがスポット光を基板の被照射面上で走査することができるポリゴンミラーの最大走査回転角度範囲を説明する図である。 原点信号を間引いてその発生タイミングを所定の時間だけ遅延させた副原点信号を生成するための副原点生成回路図である。 図１１の副原点生成回路によって生成される副原点信号のタイムチャートを示す図である。 露光装置の電気的な構成を示すブロック図である。 原点信号、副原点信号、および、シリアルデータが出力されるタイミングを示すタイムチャートである。 図１３に示す描画データ出力制御部の構成を示す図である。 走査ユニットによる標準的なパターン描画の際の各部の信号状態とビームの発振状態とのタイムチャートを示す図である。 本第２の実施の形態のビーム切換部材の構成図である。 図１７の配置切換部材の位置が第１の位置となったときの光路を示す図である。 第２の実施の形態におけるビーム切換制御部の構成を示す図である。 図１９の論理回路の構成を示す図である。 図２０の論理回路の動作を説明するタイミングチャートを示す図である。 本第３の実施の形態よるビーム切換部材の構成図である。 第３の実施の形態における選択用光学素子（音響光学変調素子）の配置を９０度回転させる場合の構成を示す図である。 変形例３による基板の搬送形態と描画ラインとの配置関係を示す図である。 変形例５による選択用光学素子（音響光学変調素子）のドライバ回路の構成を示す図である。 図２５中のドライバ回路の変形例を示す図である。
本発明の態様に係るビーム走査装置、ビーム走査方法、およびパターン描画方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。なお、本発明の態様は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、多様な変更または改良を加えたものも含まれる。つまり、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれ、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の基板（被照射体）ＦＳに露光処理を施す露光装置ＥＸを含むデバイス製造システム１０の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、特に断わりのない限り、重力方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を設定し、図に示す矢印にしたがって、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を説明する。
デバイス製造システム１０は、例えば、電子デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレイ、フレキシブル配線、フレキシブル・センサ等を製造する製造ラインが構築された製造システムである。以下、電子デバイスとしてフレキシブル・ディスプレイを前提として説明する。フレキシブル・ディスプレイとしては、例えば、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ等がある。デバイス製造システム１０は、可撓性のシート状の基板（シート基板）ＦＳをロール状に巻いた図示しない供給ロールから基板ＦＳが送出され、送出された基板ＦＳに対して各種処理を連続的に施した後、各種処理後の基板ＦＳを図示しない回収ロールで巻き取る、いわゆる、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ Ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式の構造を有する。基板ＦＳは、基板ＦＳの移動方向が長手方向（長尺）となり、幅方向が短手方向（短尺）となる帯状の形状を有する。前記供給ロールから送られた基板ＦＳは、順次、プロセス装置ＰＲ１、露光装置（描画装置、ビーム走査装置）ＥＸ、および、プロセス装置ＰＲ２等で各種処理が施され、前記回収ロールで巻き取られる。
なお、Ｘ方向は、水平面内において、プロセス装置ＰＲ１から露光装置ＥＸを経てプロセス装置ＰＲ２に向かう方向（搬送方向）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ＦＳの幅方向（短尺方向）である。Ｚ方向は、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向（上方向）であり、重力が働く方向と平行である。
基板ＦＳは、例えば、樹脂フィルム、若しくは、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、および酢酸ビニル樹脂のうち、少なくとも１つ以上を含んだものを用いてもよい。また、基板ＦＳの厚みや剛性（ヤング率）は、露光装置ＥＸの搬送路を通る際に、基板ＦＳに座屈による折れ目や非可逆的なシワが生じないような範囲であればよい。基板ＦＳの母材として、厚みが２５μｍ〜２００μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のフィルムは、好適なシート基板の典型である。
基板ＦＳは、プロセス装置ＰＲ１、露光装置ＥＸ、およびプロセス装置ＰＲ２で施される各処理において熱を受ける場合があるため、熱膨張係数が顕著に大きくない材質の基板ＦＳを選定することが好ましい。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熱膨張係数を抑えることができる。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、または酸化ケイ素等でもよい。また、基板ＦＳ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。
ところで、基板ＦＳの可撓性（flexibility）とは、基板ＦＳに自重程度の力を加えてもせん断したり破断したりすることはなく、その基板ＦＳを撓めることが可能な性質をいう。また、自重程度の力によって屈曲する性質も可撓性に含まれる。また、基板ＦＳの材質、大きさ、厚さ、基板ＦＳ上に成膜される層構造、温度、湿度等の環境等に応じて、可撓性の程度は変わる。いずれにしろ、本第１の実施の形態によるデバイス製造システム１０内の搬送路に設けられる各種の搬送用ローラ、回転ドラム等の搬送方向転換用の部材に基板ＦＳを正しく巻き付けた場合に、座屈して折り目がついたり、破損（破れや割れが発生）したりせずに、基板ＦＳを滑らかに搬送できれば、可撓性の範囲といえる。
プロセス装置ＰＲ１は、露光装置ＥＸで露光処理される基板ＦＳに対して前工程の処理を行う。プロセス装置ＰＲ１は、前工程の処理を行った基板ＦＳを露光装置ＥＸへ向けて送る。この前工程の処理により、露光装置ＥＸへ送られる基板ＦＳは、その表面に感光性機能層（光感応層、感光層）が形成された基板（感光基板）となっている。
この感光性機能層は、溶液として基板ＦＳ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（液状またはドライフィルム状）であるが、現像処理が不要な材料として、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剤（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剤等がある。感光性機能層として感光性シランカップリング剤を用いる場合は、基板ＦＳ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。そのため、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）や半導体材料を含有した液体等を選択塗布することで、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を構成する電極、半導体、絶縁、或いは接続用の配線や電極となるパターン層を形成することができる。感光性機能層として、感光性還元剤を用いる場合は、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。そのため、露光後、基板ＦＳ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。このようなメッキ処理はアディティブ（additive）なプロセスであるが、その他、サブトラクティブ(subtractive)なプロセスとしてのエッチング処理を前提にする場合、露光装置ＥＸへ送られる基板ＦＳは、母材をＰＥＴやＰＥＮとし、その表面にアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の金属性薄膜を全面または選択的に蒸着し、さらにその上にフォトレジスト層を積層したものであってもよい。
本第１の実施の形態においては、ビーム走査装置としての露光装置ＥＸは、マスクを用いない直描方式の露光装置、いわゆるラスタースキャン方式の露光装置である。露光装置ＥＸは、プロセス装置ＰＲ１から供給された基板ＦＳの被照射面（感光面）に対して、ディスプレイ用の電子デバイス、回路または配線等のための所定のパターンに応じた光パターンを照射する。後で詳細に説明するが、露光装置ＥＸは、基板ＦＳを＋Ｘ方向（副走査の方向）に搬送しながら、露光用のビームＬＢのスポット光ＳＰを、基板ＦＳの被照射面上で所定の走査方向（Ｙ方向）に１次元に走査（主走査）しつつ、スポット光ＳＰの強度をパターンデータ（描画データ）に応じて高速に変調（オン／オフ）する。これにより、基板ＦＳの被照射面に電子デバイス、回路または配線等の所定のパターンに応じた光パターンが描画露光される。つまり、基板ＦＳの副走査と、スポット光ＳＰの主走査とで、スポット光ＳＰが基板ＦＳの被照射面上で相対的に２次元走査されて、基板ＦＳに所定のパターンが描画露光される。また、基板ＦＳは、搬送方向（＋Ｘ方向）に沿って搬送されているので、露光装置ＥＸによってパターンが露光される露光領域Ｗは、基板ＦＳの長尺方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられることになる（図３参照）。この露光領域Ｗに電子デバイスが形成されるので、露光領域Ｗは、電子デバイス形成領域でもある。なお、電子デバイスは、複数のパターン層（パターンが形成された層）が重ね合わされることで構成されるので、露光装置ＥＸによって各層に対応したパターンが露光されるようにしてもよい。
プロセス装置ＰＲ２は、露光装置ＥＸで露光処理された基板ＦＳに対しての後工程の処理（例えばメッキ処理や現像・エッチング処理等）を行う。この後工程の処理により、基板ＦＳ上にデバイスのパターン層が形成される。
上述したように、電子デバイスは、複数のパターン層が重ね合わされることで構成されるので、デバイス製造システム１０の少なくとも各処理を経て、１つのパターン層が生成される。そのため、電子デバイスを生成するために、図１に示すようなデバイス製造システム１０の各処理を少なくとも２回は経なければならない。そのため、基板ＦＳが巻き取られた回収ロールを供給ロールとして別のデバイス製造システム１０に装着することで、パターン層を積層することができる。そのような動作を繰り返して、電子デバイスが形成される。そのため、処理後の基板ＦＳは、複数の電子デバイス形成領域が所定の間隔をあけて基板ＦＳの長尺方向に沿って連なった状態となる。つまり、基板ＦＳは、多面取り用の基板となっている。
電子デバイス形成領域（露光領域Ｗ）が連なった状態で形成された基板ＦＳを回収した回収ロールは、図示しないダイシング装置に装着されてもよい。回収ロールが装着されたダイシング装置は、処理後の基板ＦＳを電子デバイス形成領域毎に分割（ダイシング）することで、複数個の電子デバイスにする。基板ＦＳ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ＦＳの寸法は、上記した寸法に限定されない。
次に、露光装置ＥＸについて詳しく説明する。露光装置ＥＸは、温調チャンバーＥＣＶ内に格納されている。この温調チャンバーＥＣＶ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ＦＳの温度による形状変化を抑制する。温調チャンバーＥＣＶは、パッシブまたはアクティブな防振ユニットＳＵ１、ＳＵ２を介して製造工場の設置面Ｅに配置される。防振ユニットＳＵ１、ＳＵ２は、設置面Ｅからの振動を低減する。この設置面Ｅは、工場の床面自体であってもよいし、水平面を出すために床面上に設置される設置土台（ペデスタル）上の面であってもよい。露光装置ＥＸは、基板搬送機構１２と、光源装置１４と、ビーム切換部材（ビーム配送ユニット）１６と、露光ヘッド１８と、制御装置２０と、複数のアライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）とを少なくとも備えている。
基板搬送機構１２は、プロセス装置ＰＲ１から搬送される基板ＦＳを、露光装置ＥＸ内で所定の速度で搬送した後、プロセス装置ＰＲ２に所定の速度で送り出す。この基板搬送機構１２によって、露光装置ＥＸ内で搬送される基板ＦＳの搬送路が規定される。基板搬送機構１２は、基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）から順に、エッジポジションコントローラＥＰＣ、駆動ローラＲ１、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Ｒ２、および、駆動ローラＲ３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ＰＲ１から搬送される基板ＦＳの幅方向（Ｙ方向であって基板ＦＳの短尺方向）における位置を調整する。つまり、エッジポジションコントローラＥＰＣは、所定のテンションが掛けられた状態で搬送されている基板ＦＳの幅方向の端部（エッジ）における位置が、目標位置に対して±十数μｍ〜数十μｍ程度の範囲（許容範囲）に収まるように、基板ＦＳを幅方向に移動させて、基板ＦＳの幅方向における位置を調整する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、基板ＦＳが掛け渡されるローラと、基板ＦＳの幅方向の端部（エッジ）の位置を検出する図示しないエッジセンサ（端部検出部）を有し、エッジセンサが検出した検出信号に基づいて、エッジポジションコントローラＥＰＣの前記ローラをＹ方向に移動させて、基板ＦＳの幅方向における位置を調整する。駆動ローラＲ１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ＦＳの表裏両面を保持しながら回転し、基板ＦＳを回転ドラムＤＲへ向けて搬送する。なお、エッジポジションコントローラＥＰＣは、回転ドラムＤＲに巻き付く基板ＦＳの長尺方向が、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに対して常に直交するように、基板ＦＳの幅方向における位置と適宜調整するともに、基板ＦＳの進行方向における傾き誤差を補正するように、エッジポジションコントローラＥＰＣの前記ローラの回転軸とＹ軸との平行度を適宜調整してもよい。
回転ドラムＤＲは、Ｙ方向に延びるとともに重力が働く方向と交差した方向に延びた中心軸ＡＸｏと、中心軸ＡＸｏから一定半径の円筒状の外周面とを有し、外周面（円周面）に倣って基板ＦＳの一部を長尺方向に支持しつつ、中心軸ＡＸｏを中心に回転して基板ＦＳを＋Ｘ方向に搬送する。回転ドラムＤＲは、露光ヘッド１８からのビームＬＢ（スポット光ＳＰ）が投射される基板ＦＳ上の露光領域（部分）をその円周面で支持する。回転ドラムＤＲのＹ方向の両側には、回転ドラムＤＲが中心軸ＡＸｏの周りを回転するように環状のベアリングで支持されたシャフトＳｆｔが設けられている。このシャフトＳｆｔは、制御装置２０によって制御される図示しない回転駆動源（例えば、モータや減速機構等）からの回転トルクが与えられることで中心軸ＡＸｏ回りに回転する。なお、便宜的に、中心軸ＡＸｏを含み、ＹＺ平面と平行な平面を中心面Ｐｏｃと呼ぶ。
駆動ローラＲ２、Ｒ３は、基板ＦＳの搬送方向（＋Ｘ方向）に沿って所定の間隔を空けて配置されており、露光後の基板ＦＳに所定の弛み（あそび）を与えている。駆動ローラＲ２、Ｒ３は、駆動ローラＲ１と同様に、基板ＦＳの表裏両面を保持しながら回転し、基板ＦＳをプロセス装置ＰＲ２へ向けて搬送する。駆動ローラＲ２、Ｒ３は、回転ドラムＤＲに対して搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられており、この駆動ローラＲ２は、駆動ローラＲ３に対して、搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられている。テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２は、−Ｚ方向に付勢されており、回転ドラムＤＲに巻き付けられて支持されている基板ＦＳに長尺方向に所定のテンションを与えている。これにより、回転ドラムＤＲにかかる基板ＦＳに付与される長尺方向のテンションを所定の範囲内に安定化させている。なお、制御装置２０は、図示しない回転駆動源（例えば、モータや減速機等）を制御することで、駆動ローラＲ１〜Ｒ３を回転させる。
光源装置１４は、光源（パルス光源）を有し、パルス状のビーム（パルス光、レーザ）ＬＢを射出するものである。このビームＬＢは、３７０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有する紫外線光であり、ビームＬＢの発光周波数（発振周波数）をＦｓとする。光源装置１４が射出したビームＬＢは、ビーム切換部材１６を介して露光ヘッド１８に入射する。光源装置１４は、制御装置２０の制御にしたがって、発光周波数ＦｓでビームＬＢを発光して射出する。この光源装置１４の構成は、後で詳細に説明するが、第１の実施の形態では、赤外波長域のパルス光を発生する半導体レーザ素子、ファイバー増幅器、増幅された赤外波長域のパルス光を紫外波長域のパルス光に変換する波長変換素子（高調波発生素子）等で構成され、発振周波数Ｆｓが数百ＭＨｚで、１パルス光の発光時間がピコ秒程度の高輝度な紫外線のパルス光が得られるファイバーアンプレーザ光源を用いるものとする。
ビーム切換部材１６は、露光ヘッド１８を構成する複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のうち、スポット光ＳＰの１次元走査を行う１つの走査ユニットＵｎに、光源装置１４からのビームＬＢが入射するように、ビームＬＢの光路を切り換えるものである。このビーム切換部材１６については後で詳細に説明する。
露光ヘッド１８は、ビームＬＢがそれぞれ入射する複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を備えている。露光ヘッド１８は、回転ドラムＤＲの円周面で支持されている基板ＦＳの一部分に、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によってパターンを描画する。露光ヘッド１８は、同一構成の複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を配列した、いわゆるマルチビーム型の露光ヘッドとなっている。露光ヘッド１８は、基板ＦＳに対して電子デバイス用のパターン露光を繰り返し行うことから、パターンが露光される露光領域Ｗ（電子デバイス形成領域）は、基板ＦＳの長尺方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている（図３参照）。図１にも示すように、奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に配置され、且つ、Ｙ方向に沿って配置されている。偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に配置され、且つ、Ｙ方向に沿って配置されている。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５と、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６とは、中心面Ｐｏｃに対して対称に設けられている。
走査ユニットＵｎは、光源装置１４からのビームＬＢを基板ＦＳの被照射面上でスポット光ＳＰに収斂させるように投射しつつ、そのスポット光ＳＰを基板ＦＳの被照射面上で所定の直線的な描画ライン（走査線）ＳＬｎに沿って、回転するポリゴンミラーＰＭ（図７参照）によって１次元に走査する。この走査ユニットＵｎの構成については、後で詳しく説明する。
複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、所定の配置関係で配置されている。複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の描画ラインＳＬｎが、図２、図３に示すように、Ｙ方向（基板ＦＳの幅方向、主走査方向）に関して、互いに分離することなく、継ぎ合わされるように配置されている。以下、走査ユニットＵ１の描画ラインＳＬｎをＳＬ１、走査ユニットＵ２〜Ｕ６の描画ラインＳＬｎを、ＳＬ２〜ＳＬ６と表す場合がある。なお、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に入射するビームＬＢを、各々ＬＢ１〜ＬＢ６と表す場合がある。この走査ユニットＵｎに入射するビームＬＢは、所定の方向に偏光した直線偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）のビームであり、本第１の実施の形態では、Ｐ偏光のビームとする。また、以下の説明では、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に入射するビームＬＢ１〜ＬＢ６をビームＬＢｎと表すこともある。
図３に示すように、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）全部で露光領域Ｗの幅方向の全てをカバーするように、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、走査領域を分担している。これにより、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、基板ＦＳの幅方向に分割された複数の領域毎にパターンを描画することができる。例えば、１つの走査ユニットＵｎによるＹ方向の走査長（描画ラインＳＬｎの長さ）を３０〜６０ｍｍ程度とすると、奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の３個と、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の３個との計６個の走査ユニットＵｎをＹ方向に配置することによって、描画可能なＹ方向の幅を１８０〜３６０ｍｍ程度に広げている。各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の長さは、原則として同一とする。つまり、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の各々に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査距離は、原則として同一とする。なお、露光領域Ｗの幅を長くしたい場合は、描画ラインＳＬｎ自体の長さを長くするか、Ｙ方向に配置する走査ユニットＵｎの数を増やすことで対応することができる。
なお、実際の各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、スポット光ＳＰが被照射面上を実際に走査可能な最大の長さよりも僅かに短く設定される。例えば、主走査方向（Ｙ方向）の描画倍率が初期値（倍率補正無し）の場合にパターン描画可能な描画ラインＳＬｎの最大長を３０ｍｍとすると、スポット光ＳＰの被照射面上での最大走査長は、描画ラインＳＬｎの走査開始点側と走査終了点側の各々に０．５ｍｍ程度の余裕を持たせて、３１ｍｍ程度に設定されている。このように設定することによって、スポット光ＳＰの最大走査長３１ｍｍの範囲内で、３０ｍｍの描画ラインＳＬｎの位置を主走査方向に微調整したり、描画倍率を微調整したりすることが可能となる。スポット光ＳＰの最大走査長は３１ｍｍに限定されるものではなく、主に走査ユニットＵｎ内のポリゴンミラー（回転ポリゴンミラー）ＰＭの後に設けられるｆθレンズＦＴ（図７参照）の口径によって決まり、３１ｍｍ以上であってもよい。
複数の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、中心面Ｐｏｃを挟んで、回転ドラムＤＲの周方向に２列に配置される。奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）の基板ＦＳの被照射面上に位置する。偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）の基板ＦＳに被照射面上に位置する。描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６は、基板ＦＳの幅方向、つまり、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏと略並行となっている。
描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、基板ＦＳの幅方向（走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に配置されている。描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６も同様に、基板ＦＳの幅方向（走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に配置されている。このとき、描画ラインＳＬ２は、基板ＦＳの幅方向に関して、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ３との間に配置される。同様に、描画ラインＳＬ３は、基板ＦＳの幅方向に関して、描画ラインＳＬ２と描画ラインＳＬ４との間に配置されている。描画ラインＳＬ４は、基板ＦＳの幅方向に関して、描画ラインＳＬ３と描画ラインＳＬ５との間に配置され、描画ラインＳＬ５は、基板ＦＳの幅方向に関して、描画ラインＳＬ４と描画ラインＳＬ６との間に配置されている。
奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の各々に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査方向は、１次元の方向となっており、同じ方向となっている。偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の各々に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査方向は、１次元の方向となっており、同じ方向となっている。この描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査方向と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査方向とは互いに逆方向となっている。詳しくは、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査方向は−Ｙ方向であり、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査方向は＋Ｙ方向である。これにより、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の描画開始位置（描画開始点（走査開始点）の位置）と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の描画開始位置とはＹ方向に関して隣接（または一部重複）する。また、描画ラインＳＬ３、ＳＬ５の描画終了位置（描画終了点（走査終了点）の位置）と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４の描画終了位置とはＹ方向に関して隣接（または一部重複）する。Ｙ方向に隣り合う描画ラインＳＬｎの端部同士を一部重複させるように、各描画ラインＳＬｎを配置する場合は、例えば、各描画ラインＳＬｎの長さに対して、描画開始位置、または描画終了位置を含んでＹ方向に数％以下の範囲で重複させるとよい。
なお、描画ラインＳＬｎの副走査方向の幅は、スポット光ＳＰのサイズ（直径）φに応じた太さである。例えば、スポット光ＳＰのサイズφが３μｍの場合は、描画ラインＳＬｎの幅も３μｍとなる。スポット光ＳＰは、所定の長さ（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの半分）だけオーバーラップするように、描画ラインＳＬｎに沿って投射されてもよい。また、Ｙ方向に隣り合う描画ラインＳＬｎ（例えば、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２）同士を互いに隣接させる場合（継ぐ場合）も、所定の長さ（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの半分）だけオーバーラップさせるのがよい。
本第１の実施の態様の場合、光源装置１４からのビームＬＢがパルス光であるため、主走査の間に描画ラインＳＬｎ上に投射されるスポット光ＳＰは、ビームＬＢの発振周波数Ｆｓに応じて離散的になる。そのため、ビームＬＢの１パルス光によって投射されるスポット光ＳＰと次の１パルス光によって投射されるスポット光ＳＰとを、主走査方向にオーバーラップさせる必要がある。そのオーバーラップの量は、スポット光ＳＰのサイズφ、スポット光ＳＰの走査速度、ビームＬＢの発振周波数Ｆｓによって設定されるが、スポット光ＳＰの強度分布がガウス分布で近似される場合、スポット光ＳＰのピーク強度の１／ｅ2（または１／２）で決まる実効的な径サイズφに対して、φ／２程度オーバーラップさせるのがよい。したがって、副走査方向（描画ラインＳＬｎと直交した方向）に関しても、描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの１回の走査と、次の走査との間で、基板ＦＳがスポット光ＳＰの実効的なサイズφのほぼ１／２以下の距離だけ移動するように設定することが望ましい。また、基板ＦＳ上の感光性機能層への露光量の設定は、ビームＬＢ（パルス光）のピーク値の調整で可能であるが、ビームＬＢの強度を上げられない状況で露光量を増大させたい場合は、スポット光ＳＰの主走査方向の走査速度の低下、ビームＬＢの発振周波数Ｆｓの増大、或いは基板ＦＳの副走査方向の搬送速度の低下等のいずれかによって、スポット光ＳＰの主走査方向または副走査方向に関するオーバーラップ量を実効的なサイズφの１／２以上に増加させればよい。
複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、ビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査を、予め決められた順番（所定の順番）にしたがって繰り返し行う。例えば、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番が、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３→Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、となっている場合は、まず、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰの走査を１回行う。そして、走査ユニットＵ１のスポット光ＳＰの走査が終了すると、走査ユニットＵ２がスポット光ＳＰの走査を１回行い、その走査が終了すると、走査ユニットＵ３がスポット光ＳＰの走査を１回行うといった具合に、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）が所定の順番でスポット光ＳＰの走査を１回ずつ行う。そして、走査ユニットＵ６のスポット光ＳＰの走査が終了すると、走査ユニットＵ１のスポット光ＳＰの走査に戻る。このように、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、スポット光ＳＰの走査を所定の順番で繰り返す。
各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、少なくともＸＺ平面において、各ビームＬＢｎが回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに向かって進むように、各ビームＬＢｎを基板ＦＳに向けて照射する。これにより、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）から基板ＦＳに向かって進むビームＬＢｎの光路（ビーム中心軸）は、ＸＺ平面において、基板ＦＳの被照射面の法線と同軸（平行）となる。また、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に照射するビームＬＢｎが、ＹＺ平面と平行な面内では基板ＦＳの被照射面に対して垂直となるように、ビームＬＢｎを基板ＦＳに向けて照射する。すなわち、被照射面でのスポット光ＳＰの主走査方向に関して、基板ＦＳに投射されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）はテレセントリックな状態で走査される。ここで、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって規定される描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の各中点を通って基板ＦＳの被照射面と垂直な線（または光軸とも呼ぶ）を、照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）と呼ぶ。
この各照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）は、ＸＺ平面において、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の各々の照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５は、ＸＺ平面において同じ方向となっており、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の各々の照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６は、ＸＺ平面において同じ方向となっている。また、照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θとなるように設定されている（図１参照）。
図１に示したアライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）は、図３に示すように、基板ＦＳに形成されたアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出するためのものであり、Ｙ方向に沿って複数（本第１の実施の形態では、４つ）設けられている。アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、基板ＦＳの被照射面上の露光領域Ｗに描画される所定のパターンと、基板ＦＳとを相対的に位置合わせする（アライメントする）ための基準マークである。アライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）は、回転ドラムＤＲの円周面で支持されている基板ＦＳ上で、アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出する。アライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）は、露光ヘッド１８からのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰによる基板ＦＳ上の被照射領域（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６で囲まれた領域）よりも基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられている。
アライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）は、アライメント用の照明光を基板ＦＳに投射する光源と、基板ＦＳの表面のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を含む局所領域（観察領域）の拡大像を得る観察光学系（対物レンズを含む）と、その拡大像を基板ＦＳが搬送方向に移動している間に高速シャッターで撮像するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子とを有する。アライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）が撮像した撮像信号（画像データ）ｉｇ（ｉｇ１〜ｉｇ４）は制御装置２０に送られる。制御装置２０は、撮像信号ｉｇ（ｉｇ１〜ｉｇ４）の画像解析と、撮像した瞬間の回転ドラムＤＲの回転位置の情報（図２に示したスケール部ＳＤを読み取るエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂによる計測値）とに基づいて、アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置を検出して、基板ＦＳの位置を高精度に計測する。なお、アライメント用の照明光は、基板ＦＳ上の感光性機能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。
アライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４は、各露光領域Ｗの周りに設けられている。アライメントマークＭＫ１、ＭＫ４は、露光領域Ｗの基板ＦＳの幅方向の両側に、基板ＦＳの長尺方向に沿って一定の間隔Ｄｈで複数形成されている。アライメントマークＭＫ１は、基板ＦＳの幅方向の−Ｙ方向側に、アライメントマークＭＫ４は、基板ＦＳの幅方向の＋Ｙ方向側にそれぞれ形成されている。このようなアライメントマークＭＫ１、ＭＫ４は、基板ＦＳが大きなテンションを受けたり、熱プロセスを受けたりして変形していない状態では、基板ＦＳの長尺方向（Ｘ方向）に関して同一位置になるように配置される。さらに、アライメントマークＭＫ２、ＭＫ３は、アライメントマークＭＫ１とアライメントマークＭＫ４の間であって、露光領域Ｗの＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側との余白部に基板ＦＳの幅方向（短尺方向）に沿って形成されている。アライメントマークＭＫ２、ＭＫ３は、露光領域Ｗと露光領域Ｗとの間に形成されている。アライメントマークＭＫ２は、基板ＦＳの幅方向の−Ｙ方向側に、アライメントマークＭＫ３は、基板ＦＳの＋Ｙ方向側に形成されている。
さらに、基板ＦＳの−Ｙ方向の側端部に配列されるアライメントマークＭＫ１と余白部のアライメントマークＭＫ２とのＹ方向の間隔、余白部のアライメントマークＭＫ２とアライメントマークＭＫ３のＹ方向の間隔、および基板ＦＳの＋Ｙ方向の側端部に配列されるアライメントマークＭＫ４と余白部のアライメントマークＭＫ３とのＹ方向の間隔は、いずれも同じ距離に設定されている。これらのアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、第１層のパターン層の形成の際に一緒に形成されてもよい。例えば、第１層のパターンを露光する際に、パターンが露光される露光領域Ｗの周りにアライメントマーク用のパターンも一緒に露光してもよい。なお、アライメントマークＭＫｍは、露光領域Ｗ内に形成されてもよい。例えば、露光領域Ｗ内であって、露光領域Ｗの輪郭に沿って形成されてもよい。また、露光領域Ｗ内にアライメントマークＭＫｍを形成する場合は、露光領域Ｗ内に形成される電子デバイスのパターン中の特定位置のパターン部分、或いは特定形状の部分をアライメントマークＭＫｍとして利用してもよい。
アライメント顕微鏡ＡＭ１は、対物レンズによる観察領域（検出領域）Ｖｗ１内に存在するアライメントマークＭＫ１を撮像するように配置される。同様に、アライメント顕微鏡ＡＭ２〜ＡＭ４は、対物レンズによる観察領域Ｖｗ２〜Ｖｗ４内に存在するアライメントマークＭＫ２〜ＭＫ４を撮像するように配置される。したがって、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１〜ＡＭ４は、複数のアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４の位置に対応して、基板ＦＳの−Ｙ方向側からアライメント顕微鏡ＡＭ１〜ＡＭ４の順で設けられている。アライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）は、Ｘ方向に関して、露光位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）とアライメント顕微鏡ＡＭｍの観察領域Ｖｗ（Ｖｗ１〜Ｖｗ４）との距離が、露光領域ＷのＸ方向の長さよりも短くなるように設けられている。なお、Ｙ方向に設けられるアライメント顕微鏡ＡＭｍの数は、基板ＦＳの幅方向に形成されるアライメントマークＭＫｍの数に応じて変更可能である。また、観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ４の基板ＦＳの被照射面上の大きさは、アライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４の大きさやアライメント精度（位置計測精度）に応じて設定されるが、１００〜５００μｍ角程度の大きさである。
図２に示すように、回転ドラムＤＲの両端部には、回転ドラムＤＲの外周面の周方向の全体に亘って環状に形成された目盛を有するスケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）が設けられている。このスケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）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のスケールとして構成される。このスケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）は、中心軸ＡＸｏ回りに回転ドラムＤＲと一体に回転する。また、このスケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）と対向するように、複数のエンコーダ（スケール読取ヘッド）ＥＮｎが設けられている。このエンコーダＥＮｎ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る。回転ドラムＤＲの−Ｙ方向側の端部に設けられたスケール部ＳＤａに対向して、３つのエンコーダＥＮｎ（ＥＮ１ａ、ＥＮ２ａ、ＥＮ３ａ）が設けられている。同様に、回転ドラムＤＲの＋Ｙ方向側の端部に設けられたスケール部ＳＤｂに対向して、３つのエンコーダＥＮｎ（ＥＮ１ｂ、ＥＮ２ｂ、ＥＮ３ｂ）が設けられている。
エンコーダＥＮｎ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ、ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）は、スケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）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、パルス信号である検出信号を制御装置２０に出力する。制御装置２０は、その検出信号（パルス信号）をカウンタ回路１０６ａ（図１３参照）でカウントすることにより、回転ドラムＤＲの回転角度位置および角度変化をサブミクロンの分解能で計測することができる。カウンタ回路１０６ａは、各エンコーダＥＮｎ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ、ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）の検出信号をそれぞれ個別にカウントする。制御装置２０は、回転ドラムＤＲの角度変化から、基板ＦＳの搬送速度も計測することもできる。各エンコーダＥＮｎ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ、ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）の各々の検出信号を個別にカウントするカウンタ回路１０６ａは、各エンコーダＥＮｎ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ、ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）がスケール部ＳＤａ、ＳＤｂの周方向の一部に形成された原点マーク（原点パターン）ＺＺを検出すると、そのエンコーダＥＮｎに対応するカウント値を０にリセットする。
エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂは、設置方位線Ｌｘ１上に配置されている。設置方位線Ｌｘ１は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。また、設置方位線Ｌｘ１は、ＸＺ平面において、各アライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）の観察領域Ｖｗ（Ｖｗ１〜Ｖｗ４）と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。
エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられており、且つ、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂより基板ＦＳの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられている。エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂは、設置方位線Ｌｘ２上に配置されている。設置方位線Ｌｘ２は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）上への投射位置と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。この設置方位線Ｌｘ２は、ＸＺ平面において、照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と同角度位置となって重なっている。
エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられている。エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂは、設置方位線Ｌｘ３上に配置されている。設置方位線Ｌｘ３は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）上への投射位置と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。この設置方位線Ｌｘ３は、ＸＺ平面において、照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６と同角度位置となって重なっている。
このエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂからの検出信号のカウント値（回転角度位置）と、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂからの検出信号のカウント値（回転角度位置）と、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂからの検出信号のカウント値（回転角度位置）とは、各エンコーダＥＮｎが回転ドラムＤＲの周回方向の１ヶ所に付設された原点マークＺＺを検出した瞬間にゼロにリセットされる。そのため、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値が第１の値（例えば、１００）のときの、回転ドラムＤＲに巻き付けられている基板ＦＳの設置方位線Ｌｘ１上における位置（アライメント顕微鏡ＡＭ１〜ＡＭ４の各観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ４の位置）を第１の位置とした場合に、基板ＦＳ上の第１の位置が設置方位線Ｌｘ２上の位置（描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の位置）まで搬送されると、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値は第１の値（例えば、１００）となる。同様に、基板ＦＳ上の第１の位置が設置方位線Ｌｘ３上の位置（描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の位置）まで搬送されると、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づく検出信号のカウント値は第１の値（例えば、１００）となる。
ところで、基板ＦＳは、回転ドラムＤＲの両端のスケール部ＳＤａ、ＳＤｂより内側に巻き付けられている。図１では、スケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）の外周面の中心軸ＡＸｏからの半径を、回転ドラムＤＲの外周面の中心軸ＡＸｏからの半径より小さく設定した。しかしながら、図２に示すように、スケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）の外周面を、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板ＦＳの外周面と同一面となるように設定してもよい。つまり、スケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）の外周面の中心軸ＡＸｏからの半径（距離）と、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板ＦＳの外周面（被照射面）の中心軸ＡＸｏからの半径（距離）とが同一となるように設定してもよい。これにより、エンコーダＥＮｎ（ＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂ、ＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂ、ＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂ）は、回転ドラムＤＲに巻き付いた基板ＦＳの被照射面と同じ径方向の位置でスケール部ＳＤ（ＳＤａ、ＳＤｂ）を検出することができ、エンコーダＥＮｎによる計測位置と処理位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）とが回転ドラムＤＲの径方向で異なることで生じるアッベ誤差を小さくすることができる。
以上のことから、アライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）によって検出されたアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置（エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂによるカウント値）に基づいて、制御装置２０によって基板ＦＳの長尺方向（Ｘ方向）における露光領域Ｗの描画露光の開始位置が決定され、そのときにエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値を第１の値（例えば、１００）とする。この場合は、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値が第１の値（例えば、１００）となると、基板ＦＳの長尺方向における露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上に位置する。したがって、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５は、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂのカウント値に基づいて、スポット光ＳＰの走査を開始することができる。また、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づくカウント値が第１の値（例えば、１００）となると、基板ＦＳの長尺方向における露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に位置する。したがって、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６は、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂのカウント値に基づいて、スポット光ＳＰの走査を開始することができる。
図４は、光源装置（パルス光源装置、パルスレーザ装置）１４の構成を示す図である。ファイバーレーザ装置としての光源装置１４は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２、偏光ビームスプリッタ３４、描画用光変調器としての電気光学素子３６、この電気光学素子３６の駆動回路３６ａ、偏光ビームスプリッタ３８、吸収体４０、励起光源４２、コンバイナ４４、ファイバー光増幅器４６、波長変換光学素子４８、５０、複数のレンズ素子ＧＬ、および、クロック発生器５２ａを含む制御回路５２を備える。
ＤＦＢ半導体レーザ素子（第１固体レーザ素子）３０は、所定周波数Ｆｓで俊鋭若しくは尖鋭のパルス状の種光（レーザ光）Ｓ１を発生し、ＤＦＢ半導体レーザ素子（第２固体レーザ素子）３２は、所定周波数Ｆｓで緩慢（時間的にブロード）なパルス状の種光（レーザ光）Ｓ２を発生する。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生する種光Ｓ１と、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生する種光Ｓ２とは、１パルス当たりのエネルギーは略同一であるが、偏光状態が互いに異なり、ピーク強度は種光Ｓ１の方が強い。本第１の実施の形態では、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生する種光Ｓ１の偏光状態をＳ偏光とし、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生する種光Ｓ２の偏光状態をＰ偏光として説明する。このＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２は、クロック発生器５２ａで生成されるクロック信号ＬＴＣ（所定周波数Ｆｓ）に応答して、制御回路５２の電気的な制御によって、所定周波数（発振周波数）Ｆｓで種光Ｓ１、Ｓ２を発光するように制御される。この制御回路５２は、制御装置２０によって制御される。
なお、このクロック信号ＬＴＣは、詳しくは後述するが、ビットマップ状の描画データのメモリ回路中のアドレスを指定するためのカウンタ部ＣＮ１〜ＣＮ６（図１５参照）の各々に供給されるクロック信号ＣＬＫのベースとなるもので、クロック信号ＬＴＣをｎ分周（ｎは２以上の整数が好ましい）したものがクロック信号ＣＬＫとなる。また、クロック発生器５２ａは、クロック信号ＬＴＣの所定周波数（基本周波数）Ｆｓを±ΔＦだけ調整する機能、すなわち、ビームＬＢのパルス発振の時間間隔を微調する機能も有する。これによって、例えば、スポット光ＳＰの走査速度が僅かに変動しても、所定周波数Ｆｓを微調整することで、描画ラインＳＬｎ（走査ライン）に渡って描画されるパターンの寸法（描画倍率）を精密に保つことができる。
偏光ビームスプリッタ３４は、Ｓ偏光の光を透過し、Ｐ偏光の光を反射するものであり、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生した種光Ｓ１と、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生した種光Ｓ２とを、電気光学素子３６に導く。詳しくは、偏光ビームスプリッタ３４は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生したＳ偏光の種光Ｓ１を透過することで種光Ｓ１を電気光学素子３６に導き、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生したＰ偏光の種光Ｓ２を反射することで種光Ｓ２を電気光学素子３６に導く。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２、および、偏光ビームスプリッタ３４は、種光Ｓ１、Ｓ２を生成するレーザ光源部３５を構成する。
電気光学素子３６は、種光Ｓ１、Ｓ２に対して透過性を有するものであり、例えば、電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro-Optic Modulator）が用いられる。電気光学素子３６は、描画ビット列データＳｄｗ（またはシリアルデータＤＬｎ）のハイ／ロー状態に応答して、偏光ビームスプリッタ３４を通ってきた種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を駆動回路３６ａによって切り換えるものである。この描画ビット列データＳｄｗは、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々が露光すべきパターンに応じたパターンデータ（ビットパターン）に基づいて生成されるものである。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２の各々からの種光Ｓ１、Ｓ２は波長域が８００ｎｍ以上と長いため、電気光学素子３６として、偏光状態の切り換え応答性がＧＨｚ程度のものを使うことができる。
パターンデータは、走査ユニットＵｎ毎に設けられ、このパターンデータは、スポット光ＳＰの走査方向（主走査方向、Ｙ方向）に沿った方向を行方向とし、基板ＦＳの搬送方向（副走査方向、Ｘ方向）に沿った方向を列方向とするように２次元に分解された複数の画素データで構成されているビットマップデータである。この画素データは、「０」または「１」の１ビットのデータである。「０」の画素データは、基板ＦＳに照射するスポット光ＳＰの強度を低レベルにすることを意味し、「１」の画素データは、基板ＦＳ上に照射するスポット光ＳＰの強度を高レベルにすることを意味する。パターンデータの１列分の画素データは、１本分の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に対応するものであり、１本の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿って基板ＦＳに投射されるスポット光ＳＰの強度が、１列分の画素データに応じて変調される。この１列分の画素データをシリアルデータＤＬｎと呼ぶ。つまり、パターンデータは、シリアルデータＤＬｎが列方向に並んだビットマップデータである。走査ユニットＵ１のパターンデータのシリアルデータＤＬｎをＤＬ１で表し、同様に、走査ユニットＵ２〜Ｕ６のパターンデータのシリアルデータＤＬｎをＤＬ２〜ＤＬ６で表す。
また、複数の走査ユニットＵ１〜Ｕ６は、所定の順番でスポット光ＳＰの走査を１回ずつ行う動作を繰り返すことから、それに対応して、各走査ユニットＵｎのパターンデータのシリアルデータＤＬｎが、所定の順番で駆動回路３６ａに出力される。この駆動回路３６ａに順次出力されるシリアルデータＤＬｎを描画ビット列データＳｄｗと呼ぶ。例えば、所定の順番が、Ｕ１→Ｕ２→・・・→Ｕ６、となっている場合は、まず、１列分のシリアルデータＤＬ１が駆動回路３６ａに出力され、続いて、１列分のシリアルデータＤＬ２が駆動回路３６ａに出力されるといった具合に、描画ビット列データＳｄｗを構成する１列分のシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６が順次駆動回路３６ａに出力される。その後、次の列のシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６が描画ビット列データＳｄｗとして順次駆動回路３６ａに出力される。この駆動回路３６ａに描画ビット列データＳｄｗを出力する具体的な構成については後で詳細に説明する。
駆動回路３６ａに入力される描画ビット列データＳｄｗ（またはシリアルデータＤＬｎ）の１ビットの画素データがロー（「０」）状態のとき、電気光学素子３６は種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えずにそのまま偏光ビームスプリッタ３８に導く。一方で、駆動回路３６ａに入力される描画ビット列データＳｄｗ（またはＤＬｎ）の１ビットの画素データがハイ（「１」）状態のとき、電気光学素子３６は入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えて、つまり、偏光方向を９０度変えて偏光ビームスプリッタ３８に導く。このように電気光学素子３６を駆動させることによって、電気光学素子３６は、描画ビット列データＳｄｗ（またはシリアルデータＤＬｎ）の画素データがハイ状態（「１」）のときは、Ｓ偏光の種光Ｓ１をＰ偏光の種光Ｓ１に変換し、Ｐ偏光の種光Ｓ２をＳ偏光の種光Ｓ２に変換する。
偏光ビームスプリッタ３８は、Ｐ偏光の光を透過してレンズ素子ＧＬを介してコンバイナ４４に導き、Ｓ偏光の光を反射させて吸収体４０に導く。励起光源４２は励起光を発生し、該発生した励起光は、光ファイバー４２ａを通ってコンバイナ４４に導かれる。コンバイナ４４は、偏光ビームスプリッタ３８から照射された種光と励起光とを合成して、ファイバー光増幅器４６に出力する。ファイバー光増幅器４６は、励起光によって励起されるレーザ媒質がドープされている。したがって、合成された種光および励起光が伝送するファイバー光増幅器４６内では、励起光によってレーザ媒質が励起されることにより種光が増幅される。ファイバー光増幅器４６内にドープされるレーザ媒質としては、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ツリウム（Ｔｍ）等の希土類元素が用いられる。この増幅された種光は、ファイバー光増幅器４６の射出端４６ａから所定の発散角を伴って放射され、レンズ素子ＧＬによって収斂またはコリメートされて波長変換光学素子４８に入射する。
波長変換光学素子（第１の波長変換光学素子）４８は、第２高調波発生（Second Harmonic Generation：ＳＨＧ）によって、入射した種光（波長λ）を、波長がλの１／２の第２高調波に変換する。波長変換光学素子４８として、疑似位相整合（Quasi Phase Matching：ＱＰＭ）結晶であるＰＰＬＮ（Periodically Poled LiNbO3）結晶が好適に用いられる。なお、ＰＰＬＴ（Periodically Poled LiTaO3）結晶等を用いることも可能である。
波長変換光学素子（第２の波長変換光学素子）５０は、波長変換光学素子４８が変換した第２高調波（波長λ／２）と、波長変換光学素子４８によって変換されずに残留した種光（波長λ）との和周波発生（Sum Frequency Generation：ＳＦＧ）により、波長がλの１／３の第３高調波を発生する。この第３高調波が、３７０ｍｍ以下の波長帯域にピーク波長を有する紫外線光（ビームＬＢ）となる。
以上のように、駆動回路３６ａに印加する描画ビット列データＳｄｗ（またはシリアルデータＤＬｎ）の１ビットの画素データがロー（「０」）の場合は、電気光学素子３６は、入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えずにそのまま偏光ビームスプリッタ３８に導く。そのため、偏光ビームスプリッタ３８を通過する種光は種光Ｓ２となる。したがって、光源装置１４から最終的に出力されるＰ偏光のビームＬＢは、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２からの種光Ｓ２と同じ発振プロファイル（時間特性）を有する。すなわち、この場合は、ビームＬＢは、パルスのピーク強度が低く、時間的にブロードな鈍った特性となる。ファイバー光増幅器４６は、そのようなピーク強度が低い種光Ｓ２に対する増幅効率が低いため、光源装置１４から射出されるビームＬＢは、露光に必要なエネルギーまで増幅されない光となる。したがって、露光という観点からみれば、実質的に光源装置１４はビームＬＢを射出していないのと同じ結果となる。つまり、基板ＦＳに照射されるスポット光ＳＰの強度は低レベルとなる。ただし、パターンの露光が行われない期間（非露光期間）では、種光Ｓ２由来の紫外域のビームＬＢが僅かな強度であっても照射され続けるので、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６が、長時間、基板ＦＳ上の同じ位置にある状態が続く場合（例えば、搬送系のトラブルによって基板ＦＳが停止している場合等）は、光源装置１４のビームＬＢの射出窓（図示略）に可動シャッタを設けて、射出窓を閉じるようにするとよい。
一方、駆動回路３６ａに印加する描画ビット列データＳｄｗ（またはシリアルデータＤＬｎ）の１ビットの画素データがハイ（「１」）の場合は、電気光学素子３６は、入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えて偏光ビームスプリッタ３８に導く。そのため、偏光ビームスプリッタ３８を透過する種光は種光Ｓ１となる。したがって、光源装置１４から射出されるビームＬＢは、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１に由来して生成されたものとなる。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１はピーク強度が強いため、ファイバー光増幅器４６によって効率的に増幅され、光源装置１４から出力されるＰ偏光のビームＬＢは、基板ＦＳの露光に必要なエネルギーを持つ。つまり、基板ＦＳに照射されるスポット光ＳＰの強度は高レベルとなる。
このように、光源装置１４内に、描画用光変調器としての電気光学素子３６を設けたので、１つの電気光学素子３６を制御することで、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって走査されるスポット光ＳＰの強度を、描画すべきパターンに応じて変調させることができる。したがって、光源装置１４から射出されるビームＬＢは、強度変調された描画ビームとなる。
なお、図４の構成において、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２および偏光ビームスプリッタ３４を省略して、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１のみを、描画データに基づく電気光学素子３６の偏光状態の切り換えで、ファイバー光増幅器４６にバースト波状に導光することも考えられる。しかしながら、この構成を採用すると、種光Ｓ１のファイバー光増幅器４６への入射周期性が描画すべきパターンに応じて大きく乱される。すなわち、ファイバー光増幅器４６にＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１が入射しない状態が続いた後に、ファイバー光増幅器４６に種光Ｓ１が入射すると、入射直後の種光Ｓ１は通常のときよりも大きな増幅率で増幅され、ファイバー光増幅器４６からは、規定以上の大きな強度を持つビームが発生するという問題がある。そこで、本第１の実施の形態では、好ましい態様として、ファイバー光増幅器４６に種光Ｓ１が入射しない期間に、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２からの種光Ｓ２（ピーク強度が低いブロードなパルス光）をファイバー光増幅器４６に入射することで、このような問題を解決している。
また、電気光学素子３６をスイッチングするようにしたが、描画ビット列データＳｄｗ（またはシリアルデータＤＬｎ）に基づいて、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を駆動するようにしてもよい。つまり、制御回路５２は、描画ビット列データＳｄｗ（またはシリアルデータＤＬｎ）に基づいて、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を制御して、所定周波数Ｆｓでパルス状に発振する種光Ｓ１、Ｓ２を選択的（択一的）に発生させる。この場合は、偏光ビームスプリッタ３４、３８、電気光学素子３６、および吸収体４０は不要となり、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２のいずれか一方から選択的にパルス発振される種光Ｓ１、Ｓ２の一方が、直接コンバイナ４４に入射する。このとき、制御回路５２は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１と、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２からの種光Ｓ２とが同時にファイバー光増幅器４６に入射しないように、各ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２の駆動を制御する。すなわち、基板ＦＳに各ビームＬＢｎのスポット光ＳＰを照射する場合は、種光Ｓ１のみがファイバー光増幅器４６に入射するようにＤＦＢ半導体レーザ素子３０を制御する。また、基板ＦＳに各ビームＬＢｎのスポット光ＳＰを照射しない（スポット光ＳＰの強度を極めて低くする）場合には、種光Ｓ２のみがファイバー光増幅器４６に入射するようにＤＦＢ半導体レーザ素子３２を制御する。このように、基板ＦＳにビームＬＢｎを照射するか否かは、画素データ（ＨまたはＬ）に基づいて決定される。また、この場合の種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態はともにＰ偏光でよい。
図５は、ビーム切換部材１６の構成図である。ビーム切換部材１６は、複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）と、複数の集光レンズＣＤ１〜ＣＤ６と、複数の反射ミラーＭ１〜Ｍ１２と、複数のユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６と、複数のコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ６と、吸収体ＴＲとを有する。選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、ビームＬＢに対して透過性を有するものであり、超音波信号で駆動される音響光学変調素子（ＡＯＭ：Acousto-Optic Modulator）である。これらの光学的な部材（選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６、集光レンズＣＤ１〜ＣＤ６、反射ミラーＭ１〜Ｍ１２、ユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６、コリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ６、および、吸収体ＴＲ）は、板状の支持部材ＩＵＢによって支持されている。この支持部材ＩＵＢは、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の上方で、これらの光学的な部材を下方（−Ｚ方向側）から支持する。したがって、支持部材ＩＵＢは、発熱源となる選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）と複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）との間を断熱する機能も備えている。
光源装置１４からビームＬＢは、反射ミラーＭ１〜Ｍ１２によってその光路がつづらおり状に曲げられて、吸収体ＴＲまで導かれる。以下、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）がいずれもオフ状態（超音波信号が印加されていない状態）の場合で、詳述する。光源装置１４からのビームＬＢ（平行光束）は、Ｙ軸と平行に＋Ｙ方向に進んで集光レンズＣＤ１を通って反射ミラーＭ１に入射する。反射ミラーＭ１で−Ｘ方向側に反射したビームＬＢは、集光レンズＣＤ１の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第１の選択用光学素子ＡＯＭ１をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ１によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ２に至る。反射ミラーＭ２で＋Ｙ方向側に反射したビームＬＢは、集光レンズＣＤ２を通った後に反射ミラーＭ３で＋Ｘ方向側に反射される。
反射ミラーＭ３で反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ２の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第２の選択用光学素子ＡＯＭ２をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ２によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ４に至る。反射ミラーＭ４で＋Ｙ方向側に反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ３を通った後に反射ミラーＭ５で−Ｘ方向側に反射される。反射ミラーＭ５で−Ｘ方向側に反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ３の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第３の選択用光学素子ＡＯＭ３をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ３によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ６に至る。反射ミラーＭ６で＋Ｙ方向側に反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ４を通った後に反射ミラーＭ７で＋Ｘ方向側に反射される。
反射ミラーＭ７で反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ４の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第４の選択用光学素子ＡＯＭ４をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ４によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ８に至る。反射ミラーＭ８で＋Ｙ方向側に反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ５を通った後に反射ミラーＭ９で−Ｘ方向側に反射される。反射ミラーＭ９で−Ｘ方向側に反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ５の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第５の選択用光学素子ＡＯＭ５をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ５によって再び平行光束にされて、反射ミラーＭ１０に至る。反射ミラーＭ１０で＋Ｙ方向側に反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ６を通った後に反射ミラーＭ１１で＋Ｘ方向側に反射される。反射ミラーＭ１１で反射されたビームＬＢは、集光レンズＣＤ６の焦点位置（ビームウェスト位置）に配置された第６の選択用光学素子ＡＯＭ６をストレートに透過し、コリメートレンズＣＬ６によって再び平行光束にされ、反射ミラーＭ１２で−Ｙ方向側に反射された後、吸収体ＴＲに至る。この吸収体ＴＲは、ビームＬＢの外部への漏れを抑制するためにビームＬＢを吸収する光トラップである。
以上のように、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６は、光源装置１４からのビームＬＢを順次透過するように配置されるとともに、集光レンズＣＤ１〜ＣＤ６とコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ６とによって、各選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の内部にビームＬＢのビームウエストが形成されるように配置される。これにより、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６（音響光学変調素子）に入射するビームＬＢの径を小さくして、回折効率を高くするとともに応答性を高めている。
各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、超音波信号（高周波信号）が印加されると、入射したビームＬＢ（０次光）を、高周波の周波数に応じた回折角で回折させた１次回折光を射出ビーム（ビームＬＢｎ）として発生させるものである。本第１の実施の形態では、複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々から１次回折光として射出されるビームＬＢｎをビームＬＢ１〜ＬＢ６とし、各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、光源装置１４からのビームＬＢの光路を偏向する機能を奏するものとして扱う。ただし、実際の音響光学変調素子は、１次回折光の発生効率が０次光の８０％程度であるため、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々で偏向されたビームＬＢ１〜ＬＢ６は、元のビームＬＢの強度よりは低下している。また、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）のいずれか１つがオン状態のとき、回折されずに直進する０次光が２０％程度残存するが、それは最終的に吸収体ＴＲによって吸収される。
また、選択用光学素子ＡＯＭｎは、超音波によって透過部材中の所定方向に屈折率の周期的な粗密変化を生じさせる回折格子であるため、入射ビームＬＢが直線偏光（Ｐ偏光かＳ偏光）である場合、その偏光方向と回折格子の周期方向とは、１次回折光の発生効率（回折効率）が最も高くなるように設定される。図５のように、選択用光学素子ＡＯＭｎが入射したビームＬＢをＺ方向に回折偏向するように設置される場合、選択用光学素子ＡＯＭｎ内に生成される回折格子の周期方向もＺ方向であるので、それと整合するように光源装置１４からのビームＬＢの偏光方向が設定（調整）される。
さらに、図５に示すように、複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々は、偏向されたビームＬＢ１〜ＬＢ６（１次回折光）を、入射するビームＬＢに対して−Ｚ方向に偏向するように設置される。選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々から偏向して射出するビームＬＢ１〜ＬＢ６は、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々から所定距離だけ離れた位置に設けられたユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６に投射され、そこで−Ｚ方向に照射中心軸Ｌｅ１〜Ｌｅ６と平行（同軸）になるように反射される。ユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６（以下、単にミラーＩＭ１〜ＩＭ６とも呼ぶ）で反射されたビームＬＢ１〜ＬＢ６は、支持部材ＩＵＢに形成された開口部ＴＨ１〜ＴＨ６の各々を通って、照射中心軸Ｌｅ１〜Ｌｅ６に沿うように走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々に入射する。
各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の構成、機能、作用等は互いに同一のものを用いてもよい。複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、制御装置２０からの駆動信号（高周波信号）のオン／オフにしたがって、入射したビームＬＢを回折させた回折光の発生をオン／オフする。例えば、選択用光学素子ＡＯＭ１は、制御装置２０からの駆動信号（高周波信号）が印加されずにオフの状態のときは、入射したビームＬＢを回折させずに透過する。したがって、選択用光学素子ＡＯＭ１を透過したビームＬＢは、コリメートレンズＣＬ１を透過して反射ミラーＭ２に入射する。一方、選択用光学素子ＡＯＭ１は、制御装置２０からの駆動信号が印加されてオンの状態のときは、入射したビームＬＢを回折させてミラーＩＭ１に向かわせる。つまり、この駆動信号によって選択用光学素子ＡＯＭ１をスイッチングする。ミラーＩＭ１は、選択用光学素子ＡＯＭ１によって回折されたビームＬＢ１を走査ユニットＵ１側に反射する。ミラーＩＭ１で反射したビームＬＢ１は、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ１を通って照射中心軸Ｌｅ１に沿って走査ユニットＵ１に入射する。したがって、ミラーＩＭ１は、反射したビームＬＢ１の光軸が照射中心軸Ｌｅ１と同軸となるように、入射したビームＬＢ１を反射する。また、選択用光学素子ＡＯＭ１がオンの状態のとき、選択用光学素子ＡＯＭ１をストレートに透過するビームＬＢの０次光（入射ビームの２０％程度の強度）は、その後のコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ６、集光レンズＣＤ２〜ＣＤ６、反射ミラーＭ２〜Ｍ１２、および、選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６を透過して吸収体ＴＲに達する。
図６Ａは、選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢの光路の切り換えを＋Ｚ方向側からみた図であり、図６Ｂは、選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢの光路の切り換えを−Ｙ方向側からみた図である。駆動信号がオフの状態のときは、選択用光学素子ＡＯＭ１は、入射したビームＬＢを回折させずにそのまま反射ミラーＭ２側に向けて透過する。一方で、駆動信号がオンの状態のときは、選択用光学素子ＡＯＭ１は、入射したビームＬＢを−Ｚ方向側に回折させたビームＬＢ１を発生し、それをミラーＩＭ１に向かわせる。したがって、ＸＹ平面内においては、選択用光学素子ＡＯＭ１から射出するビームＬＢ（０次光）および偏向されたビームＬＢ１（１次回折光）の進行方向を変えずに、Ｚ方向に関して、ビームＬＢ１（１次回折光）の進行方向を変えている。このように、制御装置２０は、選択用光学素子ＡＯＭ１に印加すべき駆動信号（高周波信号）をオン／オフ（ハイ／ロー）にすることによって、選択用光学素子ＡＯＭ１をスイッチングして、ビームＬＢが後続の選択用光学素子ＡＯＭ２に向かうか、偏向されたビームＬＢ１が走査ユニットＵ１に向かうかを切り換える。
同様に、選択用光学素子ＡＯＭ２は、制御装置２０からの駆動信号（高周波信号）がオフの状態のときは、入射したビームＬＢ（選択用光学素子ＡＯＭ１で回折されずに透過してきたビームＬＢ）を回折させずにコリメートレンズＣＬ２側（反射ミラーＭ４側）に透過し、制御装置２０からの駆動信号がオンの状態のときは、入射したビームＬＢの回折光であるビームＬＢ２をミラーＩＭ２に向かわせる。このミラーＩＭ２は、選択用光学素子ＡＯＭ２によって回折されたビームＬＢ２を走査ユニットＵ２側に反射する。ミラーＩＭ２で反射したビームＬＢ２は、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ２を通って照射中心軸Ｌｅ２と同軸となって走査ユニットＵ２に入射する。さらに、選択用光学素子ＡＯＭ３〜ＡＯＭ６は、制御装置２０からの駆動信号（高周波信号）がオフの状態のときは、入射したビームＬＢを回折させずにコリメートレンズＣＬ３〜ＣＬ６側（反射ミラーＭ６、Ｍ８、Ｍ１０、Ｍ１２側）に透過し、制御装置２０からの駆動信号がオンの状態ときは、入射したビームＬＢの１次回折光であるビームＬＢ３〜ＬＢ６をミラーＩＭ３〜ＩＭ６に向かわせる。このミラーＩＭ３〜ＩＭ６は、選択用光学素子ＡＯＭ３〜ＡＯＭ６によって回折されたビームＬＢ３〜ＬＢ６を走査ユニットＵ３〜Ｕ６側に反射する。ミラーＩＭ３〜ＩＭ６で反射したビームＬＢ３〜ＬＢ６は、照射中心軸Ｌｅ３〜Ｌｅ６と同軸となって、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ３〜ＴＨ６の各々を通って走査ユニットＵ３〜Ｕ６に入射する。このように、制御装置２０は、選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６の各々に印加すべき駆動信号（高周波信号）をオン／オフ（ハイ／ロー）にすることによって、選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６のいずれか１つをスイッチングして、ビームＬＢが後続の選択用光学素子ＡＯＭ３〜ＡＯＭ６または吸収体ＴＲに向かうか、偏向されたビームＬＢ２〜ＬＢ６の１つが、対応する走査ユニットＵ２〜Ｕ６に向かうかを切り換える。
以上のように、ビーム切換部材１６は、光源装置１４からのビームＬＢの進行方向に沿って直列に配置された複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を備えることで、ビームＬＢの光路を切り換えてビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎを１つ選択することができる。例えば、走査ユニットＵ１にビームＬＢ１を入射させたい場合は、選択用光学素子ＡＯＭ１をオン状態にし、走査ユニットＵ３にビームＬＢ３を入射させたい場合は、選択用光学素子ＡＯＭ３をオン状態にすればよい。この複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に対応して設けられ、対応する走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させるか否かを切り換えている。
複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、所定の順番でスポット光ＳＰの走査を行うという動作を繰り返すので、ビーム切換部材１６もこれに対応して、ビームＬＢ１〜ＬＢ６のいずれか１つが入射する走査ユニットＵ１〜Ｕ６を切り換える。例えば、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番が、Ｕ１→Ｕ２→・・・→Ｕ６、となっている場合は、ビーム切換部材１６も、これに対応して、ビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎを、Ｕ１→Ｕ２→・・・→Ｕ６の順番で切り換える。
以上のことから、ビーム切換部材１６の各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々のポリゴンミラーＰＭによるスポット光ＳＰの１回の走査期間の間だけ、オン状態となっていればよい。詳しくは後述するが、ポリゴンミラーＰＭの反射面数をＮｐ、ポリゴンミラーＰＭの回転速度をＶｐ（ｒｐｍ）とすると、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの１面分の回転角度に対応した時間Ｔｓｓは、Ｔｓｓ＝６０／（Ｎｐ・Ｖｐ）〔秒〕となる。例えば、反射面数Ｎｐが８、回転速度Ｖｐが３万の場合、ポリゴンミラーＰＭの１回転は２ミリ秒であり、時間Ｔｓｓは、０．２５ミリ秒となる。これは周波数に換算すると４ｋＨｚであり、紫外域の波長のビームＬＢを描画データに応答して数十ＭＨｚ程度で高速に変調するための音響光学変調素子に比べると、相当に低い応答周波数の音響光学変調素子でよいことを意味する。そのため、入射するビームＬＢ（０次光）に対して偏向されるビームＬＢ１〜ＬＢ６（１次回折光）の回折角が大きいものを使うことができ、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６をストレートに通過するビームＬＢの進路に対して、偏向されたビームＬＢ１〜ＬＢ６を分離するミラーＩＭ１〜ＩＭ６（図５、図６Ａ、図６Ｂ）の配置が容易になる。
次に、図７を参照して走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の光学的な構成について説明する。なお、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、同一の構成を有することから、走査ユニットＵ１についてのみ説明し、他の走査ユニットＵｎについてはその説明を省略する。また、図７においては、照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１）と平行する方向をＺｔ方向とし、Ｚｔ方向と直交する平面上にあって、基板ＦＳがプロセス装置ＰＲ１から露光装置ＥＸを経てプロセス装置ＰＲ２に向かう方向をＸｔ方向とし、Ｚｔ方向と直交する平面上であって、Ｘｔ方向と直交する方向をＹｔ方向とする。つまり、図７のＸｔ、Ｙｔ、Ｚｔの３次元座標は、図１のＸ、Ｙ、Ｚの３次元座標を、Ｙ軸を中心にＺ軸方向が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１）と平行となるように回転させた３次元座標である。
図７に示すように、走査ユニットＵ１内には、ビームＬＢ１の入射位置から基板ＦＳの被照射面までのビームＬＢ１の進行方向に沿って、反射ミラーＭ２０、ビームエキスパンダーＢＥ、反射ミラーＭ２１、偏光ビームスプリッタＢＳ、反射ミラーＭ２２、像シフト光学部材ＳＲ、フィールドアパーチャＦＡ、反射ミラーＭ２３、λ／４波長板ＱＷ、シリンドリカルレンズＣＹａ、反射ミラーＭ２４、ポリゴンミラーＰＭ、ｆθレンズＦＴ、反射ミラーＭ２５、シリンドリカルレンズＣＹｂが設けられる。さらに、走査ユニットＵ１内には、基板ＦＳの被照射面からの反射光を偏光ビームスプリッタＢＳを介して検出するための光学レンズ系Ｇ１０および光検出器ＤＴ１が設けられる。
走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１は、−Ｚｔ方向に向けて進み、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いた反射ミラーＭ２０に入射する。この走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１の軸線は、照射中心軸Ｌｅ１と同軸になるように反射ミラーＭ２０に入射する。反射ミラーＭ２０は、ビームＬＢ１を走査ユニットＵ１に入射させる入射光学部材として機能し、入射したビームＬＢ１を、Ｘｔ軸と平行に設定される光軸に沿って反射ミラーＭ２１に向けて−Ｘｔ方向に反射する。したがって、Ｘｔ軸と平行に進むビームＬＢ１の光軸は、ＸｔＺｔ平面と平行な面内で照射中心軸Ｌｅ１と直交する。反射ミラーＭ２０で反射したビームＬＢ１は、Ｘｔ軸と平行に進むビームＬＢ１の光軸に沿って配置されるビームエキスパンダーＢＥを透過して反射ミラーＭ２１に入射する。ビームエキスパンダーＢＥは、透過するビームＬＢ１の径を拡大させる。ビームエキスパンダーＢＥは、集光レンズＢｅ１と、集光レンズＢｅ１によって収斂された後に発散するビームＬＢ１を平行光にするコリメートレンズＢｅ２とを有する。
反射ミラーＭ２１は、ＹｔＺｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を偏光ビームスプリッタＢＳに向けて−Ｙｔ方向に反射する。偏光ビームスプリッタＢＳの偏光分離面は、ＹｔＺｔ平面に対して４５°傾いて配置され、Ｐ偏光のビームを反射し、Ｐ偏光と直交する方向に偏光した直線偏光（Ｓ偏光）のビームを透過するものである。走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１は、Ｐ偏光のビームなので、偏光ビームスプリッタＢＳは、反射ミラーＭ２１からのビームＬＢ１を−Ｘｔ方向に反射して反射ミラーＭ２２側に導く。
反射ミラーＭ２２は、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ２２から−Ｚｔ方向に離れた反射ミラーＭ２３に向けて−Ｚｔ方向に反射する。反射ミラーＭ２２で反射されたビームＬＢ１は、Ｚｔ軸と平行な光軸に沿って像シフト光学部材ＳＲおよびフィールドアパーチャ（視野絞り）ＦＡを通過して、反射ミラーＭ２３に入射する。像シフト光学部材ＳＲは、ビームＬＢ１の進行方向と直交する平面（ＸｔＹｔ平面）内において、ビームＬＢ１の断面内の中心位置を２次元的に調整する。像シフト光学部材ＳＲは、Ｚｔ軸と平行に進むビームＬＢ１の光軸に沿って配置される２枚の石英の平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２で構成され、平行平板Ｓｒ１は、Ｘｔ軸回りに傾斜可能であり、平行平板Ｓｒ２は、Ｙｔ軸回りに傾斜可能である。この平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２がそれぞれ、Ｘｔ軸、Ｙｔ軸回りに傾斜することで、ビームＬＢ１の進行方向と直交するＸｔＹｔ平面において、ビームＬＢ１の中心の位置を２次元に微小量シフトする。この平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２は、制御装置２０の制御の下、図示しないアクチュエータ（駆動部）によって駆動する。
像シフト光学部材ＳＲを通ったビームＬＢ１は、フィールドアパーチャＦＡの円形開口を透過して反射ミラーＭ２３に達する。フィールドアパーチャＦＡの円形開口は、ビームエキスパンダーＢＥで拡大されたビームＬＢ１の断面内の強度分布の裾野部分をカットする絞りである。フィールドアパーチャＦＡの円形開口の口径が調整可能な可変虹彩絞りにすると、スポット光ＳＰの強度（輝度）を調整することができる。
反射ミラーＭ２３は、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ２３から＋Ｘｔ方向に離れた反射ミラーＭ２４に向けて＋Ｘｔ方向に反射する。反射ミラーＭ２３で反射したビームＬＢ１は、λ／４波長板ＱＷおよびシリンドリカルレンズＣＹａを透過して反射ミラーＭ２４に入射する。反射ミラーＭ２４は、入射したビームＬＢ１をポリゴンミラー（回転多面鏡、走査用偏向部材）ＰＭに向けて反射する。ポリゴンミラーＰＭは、入射したビームＬＢ１を、Ｘｔ軸と平行な光軸ＡＸｆを有するｆθレンズＦＴに向けて＋Ｘｔ方向に反射する。ポリゴンミラーＰＭは、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを基板ＦＳの被照射面上で走査するために、入射したビームＬＢ１をＸｔＹｔ平面と平行な面内で偏向（反射）する。具体的には、ポリゴンミラーＰＭは、Ｚｔ軸方向に延びる回転軸ＡＸｐと、回転軸ＡＸｐの周りに形成された複数の反射面ＲＰ（本第１の実施の形態では８つの反射面ＲＰ）とを有する。回転軸ＡＸｐを中心にこのポリゴンミラーＰＭを所定の回転方向に回転させることで反射面ＲＰに照射されるパルス状のビームＬＢ１の反射角を連続的に変化させることができる。これにより、１つの反射面ＲＰによってビームＬＢ１の反射方向が偏向され、基板ＦＳの被照射面上に照射されるビームＬＢ１のスポット光ＳＰを走査方向（基板ＦＳの幅方向、Ｙｔ方向）に沿って走査することができる。
１つの反射面ＲＰによって、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを描画ラインＳＬ１に沿って走査することができる。このため、ポリゴンミラーＰＭの１回転で、基板ＦＳの被照射面上にスポット光ＳＰが走査される描画ラインＳＬ１の数は、最大で反射面ＲＰの数と同じ８本となる。ポリゴンミラーＰＭは、モータ等を含むポリゴン駆動部ＲＭによって一定の速度で回転する。ポリゴン駆動部ＲＭによるポリゴンミラーＰＭの回転は、制御装置２０によって制御される。上述したように、描画ラインＳＬ１の実効的な長さ（例えば３０ｍｍ）は、このポリゴンミラーＰＭによってスポット光ＳＰを走査することができる最大走査長（例えば３１ｍｍ）以下の長さに設定されており、初期設定（設計上）では、最大走査長の中央に描画ラインＳＬ１の中心点（照射中心軸Ｌｅ１が通る）が設定されている。
なお、一例として、描画ラインＳＬ１の実効的な長さを３０ｍｍとし、実効的なサイズφが３μｍのスポット光ＳＰを１．５μｍずつオーバーラップさせながらスポット光ＳＰを描画ラインＳＬ１に沿って基板ＦＳの被照射面上に照射する場合は、１回の走査で照射されるスポット光ＳＰの数（光源装置１４からのビームＬＢのパルス数）は、２００００（３０ｍｍ／１．５μｍ）となる。また、描画ラインＳＬ１に沿ったスポット光ＳＰの走査時間を２００μｓｅｃとすると、この間に、パルス状のスポット光ＳＰを２００００回照射しなければならないので、光源装置１４の発光周波数Ｆｓは、Ｆｓ≧２００００回／２００μｓｅｃ＝１００ＭＨｚとなる。
シリンドリカルレンズＣＹａは、ポリゴンミラーＰＭによる走査方向（回転方向）と直交する非走査方向（Ｚｔ方向）に関して、入射したビームＬＢ１をポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰ上にスリット状に収斂する。この母線がＹｔ方向と平行となっているシリンドリカルレンズＣＹａによって、反射面ＲＰがＺｔ方向に対して傾いている場合（ＸｔＹｔ平面の法線に対する反射面ＲＰの傾き）があっても、その影響を抑制することができ、基板ＦＳの被照射面上に照射されるビームＬＢ１の照射位置がＸｔ方向にずれることを抑制する。
Ｘｔ軸方向に延びる光軸ＡＸｆを有するｆθレンズＦＴは、ポリゴンミラーＰＭによって反射されたビームＬＢ１を、ＸｔＹｔ平面において、光軸ＡＸｆと平行となるように反射ミラーＭ２５に投射するテレセントリック系のスキャンレンズである。ビームＬＢ１のｆθレンズＦＴへの入射角θは、ポリゴンミラーＰＭの回転角（θ／２）に応じて変わる。ｆθレンズＦＴは、反射ミラーＭ２５およびシリンドリカルレンズＣＹｂを介して、その入射角θに比例した基板ＦＳの被照射面上の像高位置にビームＬＢ１を投射する。焦点距離をｆｏとし、像高位置をｙとすると、ｆθレンズＦＴは、ｙ＝ｆｏ・θ、の関係を満たすように設計されている。したがって、このｆθレンズＦＴによって、ビームＬＢ１（スポット光ＳＰ）をＹｔ方向（Ｙ方向）に正確に等速で走査することが可能になる。ｆθレンズＦＴへの入射角θが０度のときに、ｆθレンズＦＴに入射したビームＬＢ１は、光軸ＡＸｆ上に沿って進む。
反射ミラーＭ２５は、入射したビームＬＢ１を、シリンドリカルレンズＣＹｂを介して基板ＦＳに向けて−Ｚｔ方向に反射する。ｆθレンズＦＴおよび母線がＹｔ方向と平行となっているシリンドリカルレンズＣＹｂによって、基板ＦＳに投射されるビームＬＢ１が基板ＦＳの被照射面上で直径数μｍ程度（例えば、３μｍ）の微小なスポット光ＳＰに収斂される。また、基板ＦＳの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰは、ポリゴンミラーＰＭによって、Ｙｔ方向に延びる描画ラインＳＬ１によって１次元走査される。なお、ｆθレンズＦＴの光軸ＡＸｆと照射中心軸Ｌｅ１とは、同一の平面上にあり、その平面はＸｔＺｔ平面と平行である。したがって、光軸ＡＸｆ上に進んだビームＬＢ１は、反射ミラーＭ２５によって−Ｚｔ方向に反射し、照射中心軸Ｌｅ１と同軸になって基板ＦＳに投射される。本第１の実施の形態において、少なくともｆθレンズＦＴは、ポリゴンミラーＰＭによって偏向されたビームＬＢ１を基板ＦＳの被照射面に投射する投射光学系として機能する。また、少なくとも反射部材（反射ミラーＭ２１〜Ｍ２５）および偏光ビームスプリッタＢＳは、反射ミラーＭ２０から基板ＦＳまでのビームＬＢ１の光路を折り曲げる光路偏向部材として機能する。この光路偏向部材によって、反射ミラーＭ２０に入射するビームＬＢ１の入射軸と照射中心軸Ｌｅ１とを略同軸にすることができる。ＸｔＺｔ平面に関して、走査ユニットＵ１内を通るビームＬＢ１は、略Ｕ字状またはコ字状の光路を通った後、−Ｚｔ方向に進んで基板ＦＳに投射される。
このように、基板ＦＳがＸ方向に搬送されている状態で、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって、ビームＬＢｎのスポット光ＳＰを走査方向（Ｙ方向）に一次元に走査することで、スポット光ＳＰを基板ＦＳの被照射面に相対的に２次元走査することができる。したがって、基板ＦＳの露光領域Ｗに所定のパターンを描画露光することができる。
光検出器ＤＴ１は、入射した光を光電変換する光電変換素子を有する。回転ドラムＤＲの表面には、予め決められた基準パターンが形成されている。この基準パターンが形成された回転ドラムＤＲ上の部分は、ビームＬＢ１の波長域に対して低めの反射率（１０〜５０％）の素材で構成され、基準パターンが形成されていない回転ドラムＤＲ上の他の部分は、反射率が１０％以下の材料または光を吸収する材料で構成される。そのため、基板ＦＳが巻き付けられていない状態（または基板ＦＳの透明部を通した状態）で、回転ドラムＤＲの基準パターンが形成された領域に走査ユニットＵ１からビームＬＢ１のスポット光ＳＰを照射すると、その反射光が、シリンドリカルレンズＣＹｂ、反射ミラーＭ２５、ｆθレンズＦＴ、ポリゴンミラーＰＭ、反射ミラーＭ２４、シリンドリカルレンズＣＹａ、λ／４波長板ＱＷ、反射ミラーＭ２３、フィールドアパーチャＦＡ、像シフト光学部材ＳＲ、および、反射ミラーＭ２２を通過して偏光ビームスプリッタＢＳに入射する。ここで、偏光ビームスプリッタＢＳと基板ＦＳとの間、具体的には、反射ミラーＭ２３とシリンドリカルレンズＣＹａとの間には、λ／４波長板ＱＷが設けられている。これにより、基板ＦＳに照射されるビームＬＢ１は、このλ／４波長板ＱＷによってＰ偏光から円偏光に変換され、基板ＦＳから偏光ビームスプリッタＢＳに入射する反射光は、このλ／４波長板ＱＷによって、円偏光からＳ偏光に変換される。したがって、基板ＦＳからの反射光は偏光ビームスプリッタＢＳを透過し、光学レンズ系Ｇ１０を介して光検出器ＤＴ１に入射する。
このとき、パルス状のビームＬＢ１（好ましくは、種光Ｓ１に由来するビームＬＢ１）が連続して走査ユニットＵ１に入射される状態で、回転ドラムＤＲを回転して走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰを走査することで、回転ドラムＤＲの外周面には、スポット光ＳＰが２次元的に照射される。したがって、回転ドラムＤＲに形成された基準パターンの画像を光検出器ＤＴ１によって取得することができる。具体的には、光検出器ＤＴ１から出力される光電信号の強度変化を、スポット光ＳＰのパルス発光のためのクロックパルス信号（光源装置１４内で作られる）に応答して、各走査時間毎にデジタルサンプリングすることでＹｔ方向の１次元の画像データとして取得し、さらに回転ドラムＤＲの回転角度位置を計測するエンコーダＥＮｎの計測値に応答して、副走査方向の一定距離（例えばスポット光ＳＰのサイズφの１／２）毎にＹｔ方向の１次元の画像データをＸｔ方向に並べることにより、回転ドラムＤＲの表面の２次元の画像情報を所得する。制御装置２０は、この取得した回転ドラムＤＲの基準パターンの２次元の画像情報に基づいて、走査ユニットＵ１の描画ラインＳＬ１の傾きを計測する。この描画ラインＳＬ１の傾きとは、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）間における相対的な傾きであってもよく、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに対する傾き（絶対的な傾き）であってもよい。なお、同様にして、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の傾きも計測することができることはいうまでもない。
走査ユニットＵ１のポリゴンミラーＰＭの周辺には、図８に示すように原点センサ（原点検出器）６０が設けられている。原点センサ６０は、各反射面ＲＰによるスポット光ＳＰの走査開始を示すパルス状の原点信号ＳＺを出力する。原点センサ６０は、ポリゴンミラーＰＭの回転位置が、反射面ＲＰによるスポット光ＳＰの走査が開始される直前の所定位置に来ると、原点信号ＳＺを出力する。ポリゴンミラーＰＭは、走査角度範囲θｓで、基板ＦＳに投射されるビームＬＢ１を偏向することができるので、ポリゴンミラーＰＭで反射したビームＬＢ１の反射方向（偏向方向）が走査角度範囲θｓ内になると、反射したビームＬＢ１がｆθレンズＦＴに入射する。したがって、原点センサ６０は、反射面ＲＰで反射されるビームＬＢ１の反射方向が走査角度範囲θｓ内に入る直前の所定位置にポリゴンミラーＰＭの回転位置が来ると原点信号ＳＺを出力する。ポリゴンミラーＰＭは、反射面ＲＰを８つ有するので、原点センサ６０は、ポリゴンミラーＰＭが１回転する期間で８回原点信号ＳＺを出力することになる。この原点センサ６０が検出した原点信号ＳＺは制御装置２０に送られる。原点センサ６０が原点信号ＳＺを出力してから、スポット光ＳＰの描画ラインＳＬ１に沿った走査が開始される。
原点センサ６０は、これからスポット光ＳＰの走査（ビームＬＢ１の偏向）を行う反射面ＲＰの隣りの反射面ＲＰ（本第１の実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭの回転方向の１つ手前の反射面ＲＰ）を用いて、原点信号ＳＺを出力する。各反射面ＲＰを区別するため、便宜上、図８において、現在ビームＬＢ１の偏向を行っている反射面ＲＰをＲＰａで表し、その他の反射面ＲＰを、反時計方向回り（ポリゴンミラーＰＭの回転方向とは反対の方向回り）に、ＲＰｂ〜ＲＰｈで表す。
原点センサ６０は、半導体レーザ等の非感光性の波長域のレーザビームＢｇａを射出する光源部６２と、光源部６２からのレーザビームＢｇａを反射させてポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰｂに投射するミラー６４、６６とを備えるビーム送光系６０ａを有する。また、原点センサ６０は、受光部６８と、反射面ＲＰｂで反射したレーザビームＢｇａの反射光（反射ビームＢｇｂ）を受光部６８に導くミラー７０、７２と、ミラー７２で反射された反射ビームＢｇｂを微小なスポット光に集光するレンズ系７４とを備えるビーム受光系６０ｂを有する。受光部６８は、レンズ系７４によって集光された反射ビームＢｇｂのスポット光を電気信号に変換する光電変換素子を有する。ここで、レーザビームＢｇａがポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰに投射される位置は、レンズ系７４の瞳面（焦点の位置）となるように設定されている。
ビーム送光系６０ａとビーム受光系６０ｂとは、ポリゴンミラーＰＭの回転位置が、反射面ＲＰによるスポット光ＳＰの走査が開始される直前の所定位置になったときに、ビーム送光系６０ａが射出したレーザビームＢｇａの反射ビームＢｇｂをビーム受光系６０ｂが受光することができる位置に設けられている。つまり、ビーム送光系６０ａとビーム受光系６０ｂとは、反射面ＲＰの角度が所定の角度位置になったときに、ビーム送光系６０ａが射出したレーザビームＢｇａの反射ビームＢｇｂを受光することができる位置に設けられている。なお、図８の符号Ｍｓｆは、回転軸ＡＸｐと同軸に配置されたポリゴン駆動部ＲＭ（図７参照）の回転モータのシャフトである
受光部６８内の前記光電変換素子の受光面の直前には、微小幅のスリット開口を備えた遮光体が設けられている（図示略）。反射面ＲＰｂの角度位置が、所定の角度範囲内の間は、反射ビームＢｇｂがレンズ系７４に入射して、反射ビームＢｇｂのスポット光が受光部６８内の前記遮光体上を一定方向に走査する。その走査中に、遮光体のスリット開口を透過した反射ビームＢｇｂのスポット光が受光部６８の前記光電変換素子で受光され、その受光信号が増幅器で増幅されてパルス状の原点信号ＳＺとして出力される。
原点センサ６０は、上述したように、ビームＬＢ１を偏向する（スポット光ＳＰを走査する）反射面ＲＰａより、回転方向の１つ手前の反射面ＲＰｂを用いて原点信号ＳＺを検出する。そのため、隣り合う反射面ＲＰ（例えば、反射面ＲＰａと反射面ＲＰｂ）同士の各なす角ηｊが設計値（反射面ＲＰが８つの場合は１３５度）に対して誤差を持っていると、その誤差のばらつきによって、図９に示すように、原点信号ＳＺの発生タイミングが反射面ＲＰ毎に異なってしまう場合がある。
図９においては、反射面ＲＰｂを用いて発生した原点信号ＳＺをＳＺｂとする。同様に、反射面ＲＰｃ、ＲＰｄ、ＲＰｅ、・・・を用いて発生した原点信号ＳＺをＳＺｃ、ＳＺｄ、ＳＺｅ、・・・とする。ポリゴンミラーＰＭの隣り合う反射面ＲＰ同士のなす角ηｊが設計値の場合は、各原点信号ＳＺ（ＳＺｂ、ＳＺｃ、ＳＺｄ、・・・）の発生タイミングの間隔は、時間Ｔｐｘとなる。この所定の時間Ｔｐｘは、ポリゴンミラーＰＭが反射面ＲＰの１面分回転するのに要する時間である。しかしながら、図９においては、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰのなす角ηｊの誤差によって、反射面ＲＰｃ、ＲＰｄを用いて発生した原点信号ＳＺｃ、ＳＺｄのタイミングが、正規の発生タイミングに対してずれている。また、原点信号ＳＺｂ、ＳＺｃ、ＳＺｄ、ＳＺｅ、・・・が発生する時間間隔Ｔｐ１、Ｔｐ２、Ｔｐ３、・・・は、ポリゴンミラーＰＭの製造誤差により、μ秒オーダーでは一定ではない。図９に示すタイムチャートにおいては、Ｔｐ１＜Ｔｐｘ、Ｔｐ２＞Ｔｐｘ、Ｔｐ３＜Ｔｐｘ、となっている。なお、反射面ＲＰの数をＮｐ、ポリゴンミラーＰＭの回転速度をＶｐとすると、Ｔｐｘは、Ｔｐｘ＝６０／（Ｎｐ×Ｖｐ）〔秒〕、で表される。例えば、Ｖｐが３万ｒｐｍで、Ｎｐが８とすると、Ｔｐｘは、２５０μ秒となる。
したがって、ポリゴンミラーＰＭの隣り合う反射面ＲＰ同士の各なす角ηｊの誤差によって、各反射面ＲＰ（ＲＰａ〜ＲＰｈ）によって描画されるスポット光ＳＰの基板ＦＳの被照射面上の描画ラインＳＬ１の描画開始点（走査開始点）の位置が主走査方向にばらつく。これにより、描画ラインＳＬ１の描画終了点の位置も主走査方向にばらつく。つまり、各反射面ＲＰによって描画されるスポット光ＳＰの描画ラインＳＬ１の位置が、走査方向（Ｙ方向）に沿ってシフトするので、各描画ラインＳＬｎの描画開始点および描画終了点の位置がＸ方向に沿って直線的にならない。このスポット光ＳＰの描画ラインＳＬ１の描画開始点および描画終了点の位置が主走査方向にばらつく要因は、Ｔｐ１、Ｔｐ２、Ｔｐ３、・・・＝Ｔｐｘ、とならないからである。
そこで、本第１の実施の形態では、図９に示すタイムチャートのように、１つのパルス状の原点信号ＳＺが発生してから時間Ｔｐｘ後を描画開始点として、スポット光ＳＰの描画を開始する。つまり、制御装置２０は、原点信号ＳＺが発生してから時間Ｔｐｘ後に、ビームＬＢ１が走査ユニットＵ１に入射するようにビーム切換部材１６を制御するとともに、図４に示した光源装置１４の駆動回路３６ａに、これから走査を行う走査ユニットＵ１の描画ビット列データＳｄｗ、つまり、シリアルデータＤＬ１を出力する。これにより、原点信号ＳＺの検出に用いた反射面ＲＰｂと実際にスポット光ＳＰを走査する反射面ＲＰとを同一の反射面にすることができる。
具体的に説明すると、制御装置２０は、走査ユニットＵ１の原点センサ６０が原点信号ＳＺｂを出力してから時間Ｔｐｘ後に、ビーム切換部材１６の選択用光学素子ＡＯＭ１に、一定時間（オン時間Ｔｏｎ）オンの駆動信号を出力する。この選択用光学素子ＡＯＭ１がオンになる一定時間（オン時間Ｔｏｎ）は、予め決められた時間であり、ポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰによってスポット光ＳＰが描画ラインＳＬ１に沿って１回走査される期間（走査期間）をカバーするように設定されている。そして、制御装置２０は、ある特定の列、例えば、１列目のシリアルデータＤＬ１を光源装置１４の駆動回路３６ａに出力する。これにより、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰの走査を行う走査時間中はビームＬＢ１が走査ユニットＵ１に入射するので、走査ユニットＵ１は、ある特定の列（例えば、１列目）のシリアルデータＤＬ１に応じたパターンを描画することができる。このように、走査ユニットＵ１の原点センサ６０が原点信号ＳＺｂを出力してから時間Ｔｐｘ後に走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰの走査を行うので、原点信号ＳＺｂの検出に用いた反射面ＲＰｂで、その原点信号ＳＺｂに起因したスポット光ＳＰの走査を行うことができる。
次に、制御装置２０は、走査ユニットＵ１の原点センサ６０が原点信号ＳＺｄを出力してから時間Ｔｐｘ後に、ビーム切換部材１６の選択用光学素子ＡＯＭ１に、一定時間（オン時間Ｔｏｎ）オンの駆動信号を出力する。そして、制御装置２０は、次の列、例えば、２列目のシリアルデータＤＬ１を光源装置１４の駆動回路３６ａに出力する。これにより、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰの走査を行うのに必要な時間を含む時間中はビームＬＢ１が走査ユニットＵ１に入射するので、走査ユニットＵ１は、次の列（例えば、２列目）のシリアルデータＤＬ１に応じたパターンを描画することができる。このように、走査ユニットＵ１の原点センサ６０が原点信号ＳＺｄを出力してから、時間Ｔｐｘ後に走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰの走査を行うので、原点信号ＳＺｄの検出に用いた反射面ＲＰｂで、その原点信号ＳＺｄに起因したスポット光ＳＰの走査を行うことができる。なお、スポット光ＳＰの走査を、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に行うのではなく１面飛ばしで行う場合は、原点信号ＳＺを１つ飛ばし（１つ置き）で使って描画処理を行う。そのような１つ飛ばしによる描画処理の理由については後で詳しく説明する。
このようにして、走査ユニットＵ１の原点センサ６０が原点信号ＳＺを出力してから時間Ｔｐｘ後に、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰを走査するように、制御装置２０は、ビーム切換部材１６を制御するとともに、光源装置１４の駆動回路３６ａにシリアルデータＤＬ１を出力する。また、制御装置２０は、走査ユニットＵ１による走査が開始される度に、出力するシリアルデータＤＬ１の列を、１列目、２列目、３列目、４列目、・・・、というように列方向にずらしていく。なお、走査ユニットＵ１によるスポット光ＳＰの１回の走査から次の走査までの間に、他の走査ユニットＵｎ（走査ユニットＵ２〜Ｕ６）によるスポット光ＳＰの走査が順番に行われている。他の走査ユニットＵｎ（Ｕ２〜Ｕ６）によるスポット光ＳＰの走査は、走査ユニットＵ１の走査と同様である。また、原点センサ６０は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）毎に設けられている。
以上のように、走査ユニットＵ１の原点信号ＳＺｂの検出に用いた反射面ＲＰを用いてスポット光ＳＰの走査を行うことで、ポリゴンミラーＰＭの隣り合う反射面ＲＰ同士の各なす角ηｊに誤差があった場合であっても、各反射面ＲＰ（ＲＰａ〜ＲＰｈ）によって描画されるスポット光ＳＰの基板ＦＳの被照射面上の描画開始点および描画終了点の位置が主走査方向にばらつくことを抑制することができる。
そのためには、ポリゴンミラーＰＭが４５度回転する時間Ｔｐｘが、μ秒オーダーで正確であること、つまり、ポリゴンミラーＰＭの速度がむらなく精密に等速度で回転させる必要がある。そのように精密に等速度でポリゴンミラーＰＭを回転させた場合は、原点信号ＳＺの発生に用いられた反射面ＲＰは、常に、時間Ｔｐｘ後には正確に４５度だけ回転してビームＬＢ１をｆθレンズＦＴに向かって反射する角度になっている。したがって、ポリゴンミラーＰＭの回転等速性を高め、１回転中の速度ムラも極力低減させることで、原点信号ＳＺの発生に用いられる反射面ＲＰの位置とビームＬＢ１を偏向してスポット光ＳＰを走査するために用いられる反射面ＲＰの位置とを異ならせることができる。つまり、原点信号ＳＺの発生タイミングを時間Ｔｐｘだけ遅らせるので、結果的にスポット光ＳＰの走査を行う反射面ＲＰを用いて原点信号ＳＺを検出しているのと同等の作用を有する。これにより、原点センサ６０の配置の自由度が向上し、剛性が高く安定な構成の原点センサを設けることができる。また、原点センサ６０が検出対象とする反射面ＲＰは、ビームＬＢ１を偏向する反射面ＲＰの回転方向の１つ手前としたが、ポリゴンミラーＰＭの回転方向の手前であればよく、１つ手前に限られない。この場合、原点センサ６０が検出対象とする反射面ＲＰを、ビームＬＢ１を偏向する反射面ＲＰの回転方向のｎ（１以上の整数）だけ手前にする場合は、原点信号ＳＺが発生してからｎ×時間Ｔｐｘ後に描画開始点を設定すればよい。
さらに、原点センサ６０から１つ置きに発生する原点信号ＳＺｂ、ＳＺｄ、・・・、の各々に対して、描画開始点をｎ×時間Ｔｐｘ後に描画開始点を設定することで、描画ラインＳＬ１毎に対応した画素データ列の読み出し動作、データ転送（通信）動作、或いは補正計算等の処理時間に余裕が生じる。そのため、画素データ列の転送ミス、画素データ列の誤りや部分的な消失を確実に回避することができる。
なお、以上の図８のように、これからスポット光ＳＰの走査（ビームＬＢ１の偏向）を行う反射面ＲＰの隣りの反射面ＲＰ（本第１の実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭの回転方向の１つ手前の反射面ＲＰ）を検出する原点センサ６０を設けずに、これからスポット光ＳＰの走査（ビームＬＢ１の偏向）を行う反射面ＲＰと同じ反射面ＲＰを検出する原点センサを設けてもよい。その場合は、図９で説明したように、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰａ〜ＲＰｈ毎に発生する原点信号（パルス状）ＳＺの時間間隔がばらつくので、各反射面ＲＰａ〜ＲＰｈ毎に、そのばらつき分に応じた時間的なオフセットを加味する必要がある。
図１０は、走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭがスポット光ＳＰを基板ＦＳの被照射面上で走査することができるポリゴンミラーＰＭの最大走査回転角度範囲αを説明する図である。このポリゴンミラーＰＭが最大走査回転角度範囲αだけ回転する期間がスポット光ＳＰの有効走査期間（最大走査時間）となる。この最大走査回転角度範囲αは、上述した描画ラインＳＬｎの最大走査長に対応し、最大走査回転角度範囲αが大きくなる程、最大走査長は長くなる。走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭが、反射面ＲＰの１面分回転する回転角度βは、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの数Ｎｐによって規定され、β＝３６０／Ｎｐ、で表すことができる。本第１の実施の形態では、Ｎｐ＝８、なので、β＝４５度、となる。したがって、走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰが、スポット光ＳＰを基板ＦＳの被照射面上で走査することができない、つまり、反射面ＲＰで反射した反射光がｆθレンズＦＴに入射することができないポリゴンミラーＰＭの非走査回転角度範囲γは、γ＝β−α＝４５度−α、で表すことができる。このポリゴンミラーＰＭが非走査回転角度範囲γだけ回転する期間はスポット光ＳＰの無効走査期間となる。この最大走査回転角度範囲αは、ポリゴンミラーＰＭとｆθレンズＦＴとの距離等の条件によって変わる。例えば、本第１の実施の形態では、最大走査回転角度範囲αを１５度とすると、非走査回転角度範囲γは３０度となり、ポリゴンミラーＰＭの走査効率は、図１０において、α／β＝１／３となる。つまり、走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭが非走査回転角度範囲γ（３０度）分だけ回転する間に、ポリゴンミラーＰＭに入射するビームＬＢｎは無駄となる。なお、図８の走査角度範囲θｓと、最大走査回転角度範囲αとは、θｓ＝２×α、の関係を有する。
したがって、ある１つの走査ユニットＵｎ（例えば、走査ユニットＵ１とする）のポリゴンミラーＰＭの回転角度が最大走査回転角度範囲α以外の間に、つまり、非走査回転角度範囲γの間に、走査ユニットＵ１以外の他の走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射し、他の走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭによってスポット光ＳＰの走査を行わせる。ここで、ポリゴンミラーＰＭの走査効率は１／３なので、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰを走査してから次の走査を行うまでの間に、走査ユニットＵ１以外の２つの走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを振り分けて、スポット光ＳＰの走査を行うことができる。つまり、走査ユニットＵ１のポリゴンミラーＰＭが１面分回転する間に、走査ユニットＵ１を含む３つの走査ユニットＵｎの各々に、対応するビームＬＢｎを振り分けて、スポット光ＳＰの走査を行うことが可能である。
しかしながら、ポリゴンミラーＰＭの走査効率は１／３なので、各走査ユニットＵｎが最大走査回転角度範囲α（１５度）でスポット光ＳＰを走査する場合においては、走査ユニットＵ１のポリゴンミラーＰＭが反射面ＲＰの１面分（β＝４５度）回転する間に、ビームＬＢｎを走査ユニットＵ１以外の３つ以上の走査ユニットＵｎ（Ｕ２〜Ｕ６）に振り分けることはできない。つまり、走査ユニットＵ１のスポット光ＳＰの走査の開始から次のスポット光ＳＰの走査の開始までの期間に、ビームＬＢｎを走査ユニットＵ１以外の３つ以上の走査ユニットＵｎ（Ｕ２〜Ｕ６）に振り分けることはできない。そこで、走査ユニットＵ１のスポット光ＳＰによる走査の開始から次の走査の開始までの期間に、他の５つの走査ユニットＵｎ（Ｕ２〜Ｕ６）の各々にビームＬＢｎを振り分けて、スポット光ＳＰによる走査を行わせるには、以下の方法が考えられる。
最大走査回転角度範囲αが１５度の場合であっても、実際にスポット光ＳＰの走査が可能なポリゴンミラーＰＭの走査回転角度範囲α´を、最大走査回転角度範囲α（α＝１５度）より小さく設定する。具体的には、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々のポリゴンミラーＰＭが反射面ＲＰの１面分（β＝４５度）回転する間に、ビームＬＢｎを振り分けたい走査ユニットＵｎの数は６つなので、走査回転角度範囲α´を、α´＝４５／６＝７．５度、にする。すなわち、図７中のｆθレンズＦＴに入射するビームＬＢｎの光軸ＡＸｆを中心とした振り角を±７．５度に制限する。これにより、各走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭが４５度回転する間（反射面ＲＰの１面分回転する間）に、ビームＬＢｎを６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のいずれか１つに順番に振分けて入射させることができ、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、スポット光ＳＰによる走査を順番に行うことができる。しかし、この場合だと、実際にスポット光ＳＰの走査が可能な走査回転角度範囲α´が小さくなり過ぎてしまい、スポット光ＳＰが走査される最大走査範囲長、つまり、描画ラインＳＬｎの最大走査長が短くなりすぎるという問題がある。そのような問題を避けるには、スポット光ＳＰが走査される最大走査長を変えないように、焦点距離の長いｆθレンズＦＴを用意し、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰからｆθレンズＦＴまでの距離（作動距離）を長く設定することになる。その場合、ｆθレンズＦＴの大型化、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のＸｔ方向の寸法の大型化を招くとともに、作動距離が長いことによりビーム走査の安定性が低下する懸念もある。
一方で、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの数を少なくして、ポリゴンミラーＰＭが反射面ＲＰの１面分回転する回転角度βを大きくすることが考えられる。この場合は、描画ラインＳＬｎが短くなったり、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を大型化したりすることを抑制しながら、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭが反射面ＲＰの１面分（回転角度β）回転する間に、ビームＬＢｎを振り分けて６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）が順番にスポット光ＳＰを走査することができる。例えば、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの数を４つにした場合、つまり、ポリゴンミラーＰＭの形状を正方形にした場合は、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰが１面分回転する回転角度βは９０度となる。したがって、走査ユニットＵ１のポリゴンミラーＰＭが反射面ＲＰの１面分回転する間に、ビームＬＢｎを振り分けて６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）でスポット光ＳＰの走査を行う場合は、実際にスポット光ＳＰの走査が可能なポリゴンミラーＰＭの走査回転角度範囲α´が、α´＝９０／６＝１５度、となり、上記した最大走査回転角度範囲αと等しくなる。
しかしながら、三角形、正方形のような反射面数が少ない多角形のポリゴンミラーＰＭを高速回転させると空気抵抗（風損）が大きくなり過ぎて、回転速度、回転数が低下（律則）する。例えば、ポリゴンミラーＰＭを数万ｒｐｍ（rotation per minute）で高速回転させたい場合であっても、空気抵抗によって回転速度が２〜３割程度減少し、所望の高速回転速度、高回転数を得ることはできない。また、ポリゴンミラーＰＭの外形の大きさを大きくする方法も考えられるが、ポリゴンミラーＰＭの重量が大きくなり過ぎ、所望の高速回転速度、高回転数を得ることはできない。なお、ポリゴンミラーＰＭの反射面数を少なくしても回転時の風損を低減する手法として、ポリゴンミラーＰＭの全体を真空環境内に設置したり、空気よりも分子量の小さい気体（ヘリウム等）の環境内に設置したりすることも考えられる。その場合、ポリゴンミラーＰＭの周囲に、そのような環境を作るための気密構造体を設けることになり、それだけ走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を大型化することにつながる。
そこで、本第１の実施の形態においては、反射面数が比較的多い多角形、つまり、円形により近い８角形のポリゴンミラーＰＭを用いつつ、実際にスポット光ＳＰの走査が可能なポリゴンミラーＰＭの走査回転角度範囲α´を最大走査回転角度範囲α（α＝１５度）とし、スポット光ＳＰの走査（ビームＬＢｎの偏向）を行うポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰを１つ置きに設定する。つまり、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によるスポット光ＳＰの走査が、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの１面置き（１面飛ばし）毎に繰り返される。したがって、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰを走査してから次の走査を行うまでの間に、走査ユニットＵ１以外の５つの走査ユニットＵ２〜Ｕ６の各々に順番にビームＬＢ２〜ＬＢ６を振り分けて、スポット光ＳＰの走査を行うことができる。つまり、６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のうちの着目する１つの走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭが２面分回転する間に、６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々にビームＬＢ１〜ＬＢ６を振り分けることによって、６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の全てがスポット光ＳＰの走査を行うことが可能となる。この場合、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）がスポット光ＳＰの走査を開始してから次のスポット光ＳＰの走査を開始するまでに、ポリゴンミラーＰＭは２面分（９０度）回転することになる。このような描画動作を行うために、６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々のポリゴンミラーＰＭは、回転速度が同一になるように同期制御されるとともに、各ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの角度位置が相互に所定の位相関係となるように同期制御される。
なお、スポット光ＳＰの走査（ビームＬＢｎの偏向）を行うポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰを１面置きにすることから、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭが１回転する間に、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の各々に沿ったスポット光ＳＰの走査回数は４回となる。そのため、スポット光ＳＰの走査（ビームＬＢｎの偏向）が、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に繰り返される場合、つまり、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰで行われる場合に比べ、描画ラインＳＬｎの数が半分になるので、基板ＦＳの搬送速度も半分に減速することが好ましい。基板ＦＳの搬送速度を半分にしたくない場合は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転速度および発振周波数Ｆｓを２倍に高めることになる。例えば、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎にスポット光ＳＰの走査（ビームＬＢｎの偏向）を繰り返す際のポリゴンミラーＰＭの回転速度が２万ｒｐｍで、光源装置１４からのビームＬＢの発振周波数Ｆｓが２００ＭＨｚだった場合、ポリゴンミラーＰＭの１面置きの反射面ＲＰ毎にスポット光ＳＰの走査（ビームＬＢｎの偏向）を繰り返す場合は、ポリゴンミラーＰＭの回転速度は４万ｒｐｍに、光源装置１４からのビームＬＢの発振周波数Ｆｓは４００ＭＨｚに設定される。
ここで、制御装置２０は、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のうち、どの走査ユニットＵｎがスポット光ＳＰの走査を行うかを原点信号ＳＺに基づいて管理している。しかしながら、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の原点センサ６０は、各反射面ＲＰが所定の角度位置になると原点信号ＳＺを発生するので、この原点信号ＳＺをそのまま用いてしまうと、制御装置２０は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）が連続した反射面ＲＰ毎にスポット光ＳＰを走査すると判断してしまう。したがって、１つの走査ユニットＵｎがスポット光ＳＰの走査を行ってから次の走査を行うまでに、ビームＬＢｎをそれ以外の５つの走査ユニットＵｎに振り分けることができない。そのため、スポット光ＳＰの走査を行うポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰを１つ置きに設定するためには、原点信号ＳＺを間引いた副原点信号（副原点パルス信号）ＺＰを生成する必要がある。また、上述したように、スポット光ＳＰの走査（偏向）を行う反射面ＲＰの回転方向の１つ手前の反射面ＲＰを用いて、原点信号ＳＺの検出を行うことから、原点信号ＳＺの発生タイミングを時間Ｔｐｘだけ遅延させた副原点信号ＺＰを生成する必要がある。以下、この副原点信号ＺＰを生成する副原点生成回路ＣＡの構成について説明する。
図１１は、原点信号ＳＺを間引いてその発生タイミングを時間Ｔｐｘだけ遅延させた副原点信号ＺＰを生成するための副原点生成回路ＣＡの構成図、図１２は、図１１の副原点生成回路ＣＡによって生成される副原点信号ＺＰのタイムチャートを示す図である。この副原点生成回路ＣＡは、分周器８０と遅延回路８２とを有する。分周器８０は、原点信号ＳＺの発生タイミングの周波数を１／２に分周して原点信号ＳＺ´として遅延回路８２に出力する。遅延回路８２は、送られてきた原点信号ＳＺ´を時間Ｔｐｘだけ遅延させて、副原点信号ＺＰとして出力する。この副原点生成回路ＣＡは、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の原点センサ６０に対応して複数に設けられている。
なお、走査ユニットＵｎの原点センサ６０に対応する副原点生成回路ＣＡをＣＡｎで表す場合がある。つまり、走査ユニットＵ１の原点センサ６０に対応する副原点生成回路ＣＡをＣＡ１で表し、走査ユニットＵ２〜Ｕ６の原点センサ６０に対応する副原点生成回路ＣＡをＣＡ２〜ＣＡ６で表す場合がある。また、走査ユニットＵｎの原点センサから出力される原点信号ＳＺをＳＺｎで表す場合がある。つまり、走査ユニットＵ１の原点センサ６０から出力される原点信号ＳＺをＳＺ１で表し、走査ユニットＵ２〜Ｕ６の原点センサ６０から出力される原点信号ＳＺをＳＺ２〜ＳＺ６で表す場合がある。そして、原点信号ＳＺｎに基づいて生成された原点信号ＳＺ´、副原点信号ＺＰをＳＺｎ´、ＺＰｎで表す場合がある。つまり、原点信号ＳＺ１に基づいて生成された原点信号ＳＺ´、副原点信号ＺＰをＳＺ１´、ＺＰ１で表し、同様に、原点信号ＳＺ２〜ＳＺ６に基づいて生成された原点信号ＳＺ´、副原点信号ＺＰをＳＺ２´〜ＳＺ６´、ＺＰ２〜ＺＰ６で表す場合がある。
図１３は、露光装置ＥＸの電気的な構成を示すブロック図、図１４は、原点信号ＳＺ１〜ＳＺ６、副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６、および、シリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６が出力されるタイミングを示すタイムチャートである。露光装置ＥＸの制御装置２０は、回転制御部１００、ビーム切換制御部１０２、描画データ出力制御部１０４、および、露光制御部１０６を備える。また、露光装置ＥＸは、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のモータ等を含むポリゴン駆動部ＲＭを駆動させるモータ駆動回路Ｄｒｍ１〜Ｄｒｍ６を備える。
回転制御部１００は、モータ駆動回路Ｄｒｍ１〜Ｄｒｍ６を制御することで、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する。回転制御部１００は、モータ駆動回路Ｄｒｍ１〜Ｄｒｍ６を制御することで、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置が互いに所定の位相関係となるように、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭを同期して回転させる。詳しくは、回転制御部１００は、複数の走査ユニットＵ１〜Ｕ６のポリゴンミラーＰＭの回転速度（回転数）が互いに同一で、且つ、一定の角度分ずつ回転角度位置の位相がずれるように、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する。なお、図１３中の参照符号ＰＤ１〜ＰＤ６は、回転制御部１００からモータ駆動回路Ｄｒｍ１〜Ｄｒｍ６に出力される制御信号を表している。
本第１の実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐを３．９万ｒｐｍ（６５０ｒｐｓ）とする。また、反射面数Ｎｐを８、走査効率（α／β）を１／３、スポット光ＳＰの走査を行う反射面ＲＰを１面置きに設定しているので、６つのポリゴンミラーＰＭ間の回転角度位置の位相差を、最大走査回転角度範囲α、つまり、１５度とする。スポット光ＳＰの走査は、Ｕ１→Ｕ２→・・・→Ｕ６の順番で行われるものとする。したがって、この順で６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相が１５度ずつずれた状態で等速回転するように回転制御部１００によって同期制御される。これにより、走査ユニットＵ１と走査ユニットＵ４の回転角度位置の位相のずれは、丁度１面分の回転角度に対応した４５度となる。そのため、走査ユニットＵ１と走査ユニットＵ４の回転角度位置の位相、すなわち原点信号ＳＺ１、ＳＺ４の発生タイミングは揃っていてもよい。同様に、走査ユニットＵ２と走査ユニットＵ５の回転角度位置、および、走査ユニットＵ３と走査ユニットＵ６の回転角度位置の位相のずれはともに４５度なるので、走査ユニットＵ２と走査ユニットＵ５の各々からの原点信号ＳＺ２、ＳＺ５の発生タイミング、および、走査ユニットＵ３と走査ユニットＵ６の各々からの原点信号ＳＺ３、ＳＺ６の発生タイミングは時間軸上で揃っていてもよい。
具体的には、回転制御部１００は、走査ユニットＵ１と走査ユニットＵ４のポリゴンミラーＰＭの回転、走査ユニットＵ２と走査ユニットＵ５のポリゴンミラーＰＭの回転、および、走査ユニットＵ３と走査ユニットＵ６のポリゴンミラーＰＭの回転のそれぞれが第１の制御状態となるように、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６のポリゴンミラーＰＭの回転を各モータ駆動回路Ｄｒｍ１〜Ｄｒｍ６を介して制御する。この第１の制御状態とは、ポリゴンミラーＰＭが１回転する度に出力される周回パルス信号の位相差が０（零）となっている状態である。つまり、走査ユニットＵ１と走査ユニットＵ４のポリゴンミラーＰＭが１回転する度に出力される周回パルス信号の位相差が０（零）となるように、走査ユニットＵ１と走査ユニットＵ４のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する。同様に、走査ユニットＵ２と走査ユニットＵ５、および、走査ユニットＵ３と走査ユニットＵ６のポリゴンミラーＰＭが１回転する度に出力される周回パルス信号の位相差が０（零）となるように、走査ユニットＵ２と走査ユニットＵ５、および、走査ユニットＵ３と走査ユニットＵ６のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する。
この周回パルス信号は、図示しない分周器によって走査ユニットＵｎの原点信号ＳＺｎが８回出力される度に１回出力される信号であってもよい。また、周回パルス信号は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴン駆動部ＲＭに設けられたエンコーダ（図示略）から出力される信号であってもよい。周回パルス信号を検出するセンサをポリゴンミラーＰＭに近傍に設けてもよい。図１４に示す例では、走査ユニットＵｎの原点信号ＳＺｎが８回出力される度に１回、周回パルス信号が発生されるものとし、その周回パルス信号の発生に対応した原点信号ＳＺｎの一部を点線で表している。なお、各原点信号ＳＺ１と各原点信号ＳＺ４とは、隣り合う反射面ＲＰ（例えば、反射面ＲＰａと反射面ＲＰｂ）同士の各なす角ηｊの誤差（図８参照）を考慮しなければ、時間軸上では全て位相が一致している。同様に、各原点信号ＳＺ２と各原点信号ＳＺ５、および、各原点信号ＳＺ３と各原点信号ＳＺ６とは、隣り合う反射面ＲＰ同士の各なす角ηｊの誤差（図８参照）を考慮しなければ、時間軸上では全て位相が一致している。なお、図１４においては、説明をわかり易くするため、隣り合う反射面ＲＰ同士の各なす角ηｊの誤差はないものとして説明する。
そして、回転制御部１００は、第１の制御状態を保ったまま、走査ユニットＵ１、Ｕ４のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置に対して、走査ユニットＵ２、Ｕ５のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相が１５度ずれるように、走査ユニットＵ２、Ｕ５のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する。同様に、回転制御部１００は、第１の制御状態を保ったまま、走査ユニットＵ１、Ｕ４のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置に対して走査ユニットＵ３、Ｕ６のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相が３０度ずれるように、走査ユニットＵ３、Ｕ６の回転を制御する。このポリゴンミラーＰＭが１５度回転する時間（ビームＬＢｎの最大走査時間）をＴｓとする。
具体的には、回転制御部１００は、走査ユニットＵ１、Ｕ４により得られた周回パルス信号に対して、走査ユニットＵ２、Ｕ５により得られる周回パルス信号が時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ２、Ｕ５のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する（図１４参照）。同様に、回転制御部１００は、走査ユニットＵ１、Ｕ４により得られた周回パルス信号に対して、走査ユニットＵ３、Ｕ６により得られる周回パルス信号が時間２×Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ３、Ｕ６のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する（図１４参照）。ポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐを３．９万ｒｐｍ（６５０ｒｐｓ）とすると、時間Ｔｓは、Ｔｓ＝〔１／（Ｖｐ×Ｎｐ）〕×（α／β）＝１／（６５０×８×３）秒〔約６４．１μ秒〕である。このようにして、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６のポリゴンミラーＰＭの回転を制御することで、Ｕ１→Ｕ２→・・・→Ｕ６の順番で、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６がスポット光ＳＰの走査を時分割して行うことが可能になる。
ビーム切換制御部１０２は、ビーム切換部材１６の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を制御して、１つの走査ユニットＵｎが走査を開始してから次の走査を開始するまでに、光源装置１４からのビームＬＢを６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に振り分ける。そのため、ビーム切換制御部１０２は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭのビームＬＢｎの走査（偏向）が、ポリゴンミラーＰＭの１つ置きの反射面ＲＰ毎に繰り返されるように、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６によってビームＬＢから生成されるビームＬＢ１〜ＬＢ６のいずれか１つを時分割で各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に入射させる。
具体的に説明すると、ビーム切換制御部１０２は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）に基づいて副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）を生成する図１１に示したような副原点生成回路ＣＡｎ（ＣＡ１〜ＣＡ６）を備える。この副原点生成回路ＣＡｎ（ＣＡ１〜ＣＡ６）によって副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）が発生すると、副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）の発生に由来する走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に対応する選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を、一定時間（オン時間Ｔｏｎ）オンにする。例えば、副原点信号ＺＰ１が発生すると、副原点信号ＺＰ１の発生に由来する走査ユニットＵ１に対応する選択用光学素子ＡＯＭ１を一定時間（オン時間Ｔｏｎ）オンにする。この副原点信号ＺＰｎは、原点センサ６０から出力される原点信号ＳＺｎに基づいて生成されたものであり、原点信号ＳＺｎの周波数を１／２に分周し、つまり、原点信号ＳＺｎを半分に間引き、且つ、時間Ｔｐｘだけ遅延させたものである。この一定時間（オン時間Ｔｏｎ）は、副原点信号ＺＰｎが発生した時点から次に走査を行う走査ユニットＵｎからの副原点信号ＺＰｎが発生する時点までの期間、すなわち、ポリゴンミラーＰＭが１５度だけ回転するのに要する時間Ｔｓに対応している。選択用光学素子ＡＯＭｎのオン時間Ｔｏｎが時間Ｔｓ以上に設定されると、選択用光学素子ＡＯＭｎのうちの２つが同時にオン状態になる期間が生じ、スポット光ＳＰによる描画動作をさせるべき走査ユニットＵｎに、ビームＬＢ１〜ＬＢ６を正しく導入できないことになる。したがって、オン時間ＴｏｎはＴｏｎ≦Ｔｓに設定される。
このとき、各原点信号ＳＺ１と各原点信号ＳＺ４とは、隣り合う反射面ＲＰ（例えば、反射面ＲＰａと反射面ＲＰｂ）同士の各なす角ηｊの誤差を考慮しなければ、時間軸上では全て同期しており、副原点信号ＺＰ１と副原点信号ＺＰ４との位相が約半周期ずれるように設定される（図１４参照）。この副原点信号ＺＰ１と副原点信号ＺＰ４との位相の約半周期のずれは、副原点生成回路ＣＡｎ（ＣＡ１〜ＣＡ６）の分周器８０によって行われる。つまり、分周器８０は、原点信号ＳＺ１を間引くタイミングと原点信号ＳＺ４を間引くタイミングを略半周期ずらす。
副原点信号ＺＰ２と副原点信号ＺＰ５との関係も同様に、分周器８０によって、副原点信号ＺＰ２と副原点信号ＺＰ５との位相が約半周期ずれるように設定される（図１４参照）。また、副原点信号ＺＰ３と副原点信号ＺＰ６との関係も同様に、分周器８０によって、副原点信号ＺＰ３と副原点信号ＺＰ６との位相が約半周期ずれるように設定される（図１４参照）。
したがって、図１４に示すように、走査ユニットＵ１〜Ｕ６毎に生成される副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６の発生タイミングは、時間Ｔｓずつずれたものになる。本第１の実施の形態においては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番は、Ｕ１→Ｕ２→・・・→Ｕ６、となっているので、副原点信号ＺＰｎも、副原点信号ＺＰ１が発生してから時間Ｔｓ後に副原点信号ＺＰ２が発生するといった具合に、ＺＰ１→ＺＰ２→・・・→ＺＰ６の順番で時間Ｔｓ間隔で発生する。したがって、ビーム切換制御部１０２は、発生した副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）に応じて、ビーム切換部材１６の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を制御することで、Ｕ１→Ｕ２→・・・→Ｕ６の順番で走査ユニットＵｎの各々に、対応するビームＬＢ１〜ＬＢ６を入射させることができる。つまり、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭによるビームＬＢｎの走査（偏向）が、ポリゴンミラーＰＭの１面置きの反射面ＲＰ毎に繰り返されるように各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に入射するビームＬＢｎを時分割で切り替えることができる。
描画データ出力制御部１０４は、走査ユニットＵｎよってスポット光ＳＰが走査される１描画ラインＳＬｎのパターンに対応する１列分のシリアルデータＤＬｎを描画ビット列データＳｄｗとして光源装置１４の駆動回路３６ａに出力する。スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番は、Ｕ１→Ｕ２→・・・→Ｕ６、となっているので、描画データ出力制御部１０４は、１列分のシリアルデータＤＬｎが、ＤＬ１→ＤＬ２→・・・→ＤＬ６、の順番で繰り返される描画ビット列データＳｄｗを出力する。
図１５を用いて、描画データ出力制御部１０４の構成について詳しく説明する。描画データ出力制御部１０４は、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に対応した６つの生成回路１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０と、ＯＲ回路ＧＴ１０とを有する。生成回路１１０は、メモリ部ＢＭ１、カウンタ部ＣＮ１、および、ゲート部ＧＴ１を備え、生成回路１１２は、メモリ部ＢＭ２、カウンタ部ＣＮ２、および、ゲート部ＧＴ２を備える。生成回路１１４は、メモリ部ＢＭ３、カウンタ部ＣＮ３、および、ゲート部ＧＴ３を備え、生成回路１１６は、メモリ部ＢＭ４、カウンタ部ＣＮ４、および、ゲート部ＧＴ４を備える。生成回路１１８は、メモリ部ＢＭ５、カウンタ部ＣＮ５、および、ゲート部ＧＴ５を備え、生成回路１２０は、メモリ部ＢＭ６、カウンタ部ＣＮ６、および、ゲート部ＧＴ６を備える。
メモリ部ＢＭ１〜ＢＭ６は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）が描画露光すべきパターンに応じたパターンデータ（ビットマップ）を記憶するメモリである。カウンタ部ＣＮ１〜ＣＮ６は、各メモリ部ＢＭ１〜ＢＭ６に記憶されたパターンデータのうち、次に描画すべき１描画ラインＳＬｎ分のシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６を、１画素ずつクロック信号ＣＬＫに同期して出力するためのカウンタである。このカウンタ部ＣＮ１〜ＣＮ６は、図１４に示すように、ビーム切換制御部１０２の副原点生成回路ＣＡ１〜ＣＡ６から副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６が出力されてから、１つのシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６を出力させる。
各メモリ部ＢＭ１〜ＢＭ６に記憶されたパターンデータは、不図示のアドレスカウンタ等によって、出力されるシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６が列方向にシフトされる。つまり、不図示のアドレスカウンタによって読み出す列が、１列目、２列目、３列目、・・・、というようにシフトされる。そのシフトは、例えば、走査ユニットＵ１に対応するメモリ部ＢＭ１であればシリアルデータＤＬ１を出力し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ２に対応した副原点信号ＺＰ２が発生したタイミングで行われる。同様に、メモリ部ＢＭ２に記憶されたパターンデータのシリアルデータＤＬ２のシフトは、シリアルデータＤＬ２が出力し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ３に対応した副原点信号ＺＰ３が発生したタイミングで行われる。同様に、メモリ部ＢＭ３〜ＢＭ６に記憶されたパターンデータのシリアルデータＤＬ３〜ＤＬ６のシフトは、シリアルデータＤＬ３〜ＤＬ６を出力し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ４〜Ｕ６、Ｕ１に対応した副原点信号ＺＰ４〜ＺＰ６、ＺＰ１が発生したタイミングで行われる。なお、スポット光ＳＰの走査は、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３→・・・→Ｕ６、という順番で行われる。
このようにして、順次出力されるシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６は、副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６が印加されてから一定時間（オン時間Ｔｏｎ）中に開かれるゲート部ＧＴ１〜ＧＴ６を通って６入力のＯＲ回路ＧＴ１０に印加される。ＯＲ回路ＧＴ１０は、シリアルデータＤＬ１→ＤＬ２→ＤＬ３→ＤＬ４→ＤＬ５→ＤＬ６→ＤＬ１・・・の順に繰り返し合成されたシリアルデータＤＬｎを描画ビット列データＳｄｗとして光源装置１４の駆動回路３６ａに出力する。このようにして、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、スポット光ＳＰの走査を行うと同時に、パターンデータに応じたパターンを描画露光することができる。
本第１の実施の形態では、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）毎に、パターンデータを用意し、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のパターンデータの中から、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番にしたがってシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６を出力するようにした。しかしながら、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番は予め決められているので、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のパターンデータの各シリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６を組み合わせた１つのパターンデータを用意してもよい。つまり、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のパターンデータの各列のシリアルデータＤＬｎ（ＤＬ１〜ＤＬ６）を、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番に応じて配列させた１つのパターンデータを構築するようにしてもよい。この場合は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の原点センサ６０に基づく副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）に応じて、１つのパターンデータのシリアルデータＤＬｎを１列目から順番に出力すればよい。
ところで、図１３に示した露光制御部１０６は、回転制御部１００、ビーム切換制御部１０２、および、描画データ出力制御部１０４等を制御するものである。露光制御部１０６は、アライメント顕微鏡ＡＭｍ（ＡＭ１〜ＡＭ４）が撮像した撮像信号ｉｇ（ｉｇ１〜ｉｇ４）を解析して、アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の基板ＦＳ上の位置を検出する。そして、露光制御部１０６は、検出したアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置に基づいて、基板ＦＳ上における露光領域Ｗの描画露光の開始位置を検出（決定）する。露光制御部１０６は、カウンタ回路１０６ａを備え、カウンタ回路１０６ａは、図２に示したエンコーダＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ、ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂによって検出された検出信号をカウントする。露光制御部１０６は、描画露光の開始位置が検出されたときのエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（マーク検出位置）と、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値（奇数番の描画ラインＳＬｎの位置）とに基づいて、基板ＦＳの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上に位置するか否かを判断する。露光制御部１０６は、描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上に位置すると判断すると、描画データ出力制御部１０４を制御して、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５にスポット光ＳＰの走査を開始させる。なお、回転制御部１００およびビーム切換制御部１０２は、露光制御部１０６の制御の下、周回パルス信号および副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）に基づいて、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転およびビーム切換部材１６によるビームＬＢｎの振り分けを制御しているものとする。
露光制御部１０６は、描画露光の開始位置が検出されたときのエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（マーク検出位置）と、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づくカウント値（偶数番の描画ラインの位置）とに基づいて、基板ＦＳの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に位置するか否かを判断する。露光制御部１０６は、描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に位置すると判断すると、描画データ出力制御部１０４を制御して、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６にスポット光ＳＰの走査を開始させる。
先の図３に示すように、基板ＦＳの搬送方向（＋Ｘ方向）に応じて、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の各々における描画露光が先行し、基板ＦＳが所定距離だけ搬送されてから、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の各々における描画露光が行われる。一方で、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各ポリゴンミラーＰＭは相互に一定の角度位相を保って回転制御されているため、副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６は、図１４のように順次時間Ｔｓだけ位相差を持って発生し続ける。そのため、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５における描画露光の開始時点から描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６における描画露光の開始直前までの間も、副原点信号ＺＰ２、ＺＰ４、ＺＰ６によって図１５中のゲート部ＧＴ２、ＧＴ４、ＧＴ６が開かれ、選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ４、ＡＯＭ６が一定時間Ｔｏｎだけオン状態になることを繰り返すことになる。そこで、図１３の構成において、ビーム切換制御部１０２内には、露光制御部１０６において判断されるエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂのカウント値、或いはエンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂのカウント値に基づいて、生成される副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６の各々を描画データ出力制御部１０４に送るか禁止するかを選択する選択ゲート回路を設けるのがよい。併せて、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に対応した選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の各ドライバ回路ＤＲＶｎ（ＤＲＶ１〜ＤＲＶ６）（図１９参照）にも、その選択ゲート回路を介して副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６を与えるのがよい。
ここで、上述したように、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６より基板ＦＳの搬送方向の上流側に位置することから、基板ＦＳの露光領域Ｗの描画露光の開始位置は先に描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上まで到達し、その後一定の時間をおいて、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に到達する。そのため、描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に到達するまでは、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５のみでパターンの描画露光を行うことになる。したがって、先に説明したような副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６の選択ゲート回路をビーム切換制御部１０２内に設けない場合、露光制御部１０６は、光源装置１４の駆動回路３６ａに出力する描画ビット列データＳｄｗのうち、シリアルデータＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ６に対応する部分の画素データを全てロー「（０）」にすることで、実質的に走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６による描画露光をキャンセルする。キャンセル期間中は、メモリ部ＢＭ２、ＢＭ４、ＢＭ６から出力されるシリアルデータＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ６の列は、シフトされず１列目のままである。そして、露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に到達してから、シリアルデータＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ６の出力を開始し、シリアルデータＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ６の列方向へのシフトが行われる。
また、同様に、露光領域Ｗの描画露光の終了位置は、先に描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上に到達し、その後一定の時間をおいて、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に達する。そのため、描画露光の終了位置が描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に到達した後、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に到達するまでは、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６のみでパターンの描画露光を行うことになる。そこで、先に説明したような副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６の選択ゲート回路をビーム切換制御部１０２内に設けない場合、露光制御部１０６は、光源装置１４の駆動回路３６ａに出力する描画ビット列データＳｄｗのうち、シリアルデータＤＬ１、ＤＬ３、ＤＬ５に対応する部分の画素データを全てロー「（０）」にすることで、実質的に走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５による描画露光をキャンセルする。なお、選択ゲート回路を設けない場合、描画露光のキャンセル中であっても、描画露光がキャンセルされている走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５には、ビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５が導入されるように、選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ３、ＡＯＭ５は副原点信号ＺＰ１、ＺＰ３、ＺＰ５に応答して選択的に一定時間Ｔｏｎだけオン状態になることを繰り返す。
図１６は、走査ユニットＵ１による標準的なパターン描画の際の各部の信号状態とビームＬＢの発振状態とのタイムチャートを示す図である。２次元のマトリックスＧｍは、描画すべきパターンデータのビットパターンＰＰを示し、基板ＦＳ上での１画素（ピクセル）は、例えば、Ｙ方向の寸法Ｐｙを３μｍ、Ｘ方向の寸法Ｐｘを３μｍに設定されている。図１６において、矢印で示すＳＬ１−１、ＳＬ１−２、ＳＬ１−３、・・・、ＳＬ１−６は、基板ＦＳのＸ方向の移動（長尺方向の副走査）に伴って、描画ラインＳＬ１によって順次描画される描画ラインを示し、各描画ラインＳＬ１−１、ＳＬ１−２、ＳＬ１−３、・・・、ＳＬ１−６のＸ方向の間隔は、例えば、１画素単位の寸法Ｐｘの１／２となるように、基板ＦＳの搬送速度が設定される。
さらに、基板ＦＳ上に投射されるスポット光ＳＰのＸＹ方向の寸法（スポットサイズφ）は、１画素の大きさと同程度か、それよりも少し大きめとする。よって、スポット光ＳＰのサイズφは、実効的な直径（ガウス分布の１／ｅ2の幅、または、ピーク強度の半値全幅）として、３〜４μｍ程度に設定され、描画ラインＳＬ１に沿ってスポット光ＳＰを連続的に投射する際は、例えば、スポット光ＳＰの実効的な直径の１／２でオーバーラップするように、ビームＬＢの発光周波数Ｆｓ（パルス時間間隔）とポリゴンミラーＰＭによるスポット光ＳＰの走査速度とが設定されている。すなわち、図４に示す光源装置１４内の偏光ビームスプリッタ３８から射出される種光ビームをＬｓｅとすると、この種光ビームＬｓｅは、制御回路５２（クロック発生器５２ａ）から出力されるクロック信号ＬＴＣの各パルスに応答して図１６のように射出される。
そのクロック信号ＬＴＣと、図１５の生成回路１１０内のカウンタ部ＣＮ１に供給されるクロック信号ＣＬＫとは、２：１の周波数比に設定され、クロック信号ＬＴＣが１００ＭＨｚの場合は、クロック信号ＣＬＫは５０ＭＨｚに設定される。なお、クロック信号ＬＴＣとクロック信号ＣＬＫの周波数比は整数倍であればよく、例えば、クロック信号ＣＬＫの設定周波数をクロック信号ＬＴＣの１／４倍の２５ＭＨｚに落とすとともに、スポット光ＳＰの走査速度も半分に落とすように設定してもよい。
図１６に示す描画ビット列データＳｄｗは、生成回路１１０から出力されるシリアルデータＤＬ１に相当し、ここでは、例えば、ビットパターンＰＰの描画ラインＳＬ１−２上のパターンに対応している。光源装置１４内の駆動回路３６ａは、描画ビット列データＳｄｗに応答して電気光学素子３６の偏光状態を切り換えるので（図４参照）、種光ビームＬｓｅは、描画ビット列データＳｄｗがハイ（「１」）の間は、図４中のＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１によって生成され、描画ビット列データＳｄｗがロー（「０」）の間は、図４中のＤＦＢ半導体レーザ素子３２からの種光Ｓ２によって生成される。以上の図１６に示した走査ユニットＵ１の描画露光の動作は、他の走査ユニットＵ２〜Ｕ６でも同じある。
以上のように本第１の実施の形態では、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの１つ置きの反射面ＲＰ毎に、ポリゴンミラーＰＭの偏向（走査）が繰り返されるようにビーム切換制御部１０２がビーム切換部材１６を制御して、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々にスポット光ＳＰの１次元走査を順番に行わせた。これにより、スポット光ＳＰが走査される描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の長さを短くせずに、１つのビームＬＢを複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に振り分けることができ、有効にビームＬＢを活用することができる。また、ポリゴンミラーＰＭの形状（多角形の形状）を円形に近づけることができるので、ポリゴンミラーＰＭの回転速度が低下することを防止でき、ポリゴンミラーＰＭを高速に回転させることができる。
ビーム切換部材１６は、光源装置１４からのビームＬＢの進行方向に沿って直列にｎ個配置され、ビームＬＢを回折させて偏向したｎ個のビームＬＢｎのいずれか１つを選択して、対応する走査ユニットＵｎに導入させる選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を有する。したがって、ビームＬＢｎが入射すべき走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のいずれか１つを簡単に選択でき、描画露光すべき１つの走査ユニットＵｎに対して光源装置１４からのビームＬＢを効率的に集中させることができ、高い露光量が得られる。例えば、光源装置１４からの射出するビームＬＢを複数のビームスプリッタを使って６つに振幅分割し、分割した６つのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）の各々を、描画データのシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６によって変調させる描画用の音響光学変調素子を介して６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６に導いた場合、描画用の音響光学変調素子でのビーム強度の減衰を２０％、走査ユニットＵｎ内でのビーム強度の減衰を３０％とすると、１つの走査ユニットＵｎにおけるスポット光ＳＰの強度は、元のビームＬＢの強度を１００％としたとき、約９．３％となる。一方、第１の実施の形態のように、光源装置１４からのビームＬＢを選択用光学素子ＡＯＭｎによって偏向させて、６つの走査ユニットＵｎのいずれか１つに入射するようにした場合、選択用光学素子ＡＯＭｎでのビーム強度の減衰を２０％としたとき、１つの走査ユニットＵｎにおけるスポット光ＳＰの強度は、元のビームＬＢの強度の約５６％になる。
回転制御部１００は、回転速度が互いに同一で、且つ、一定の角度分ずつ回転角度位置の位相がずれるように、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転を制御する。これにより、１つの走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの１次元走査から次の１次元走査が行われるまでの間に、他の複数の走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの１次元走査を順番に行わせることが可能となる。
なお、上記第１の実施の形態では、１つのビームＬＢを６つの走査ユニットＵｎに振り分ける態様で説明したが、光源装置１４からの１つのビームＬＢを９つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ９）に振り分けるものであってもよい。この場合は、ポリゴンミラーＰＭの走査効率（α／β）を１／３とすると、ポリゴンミラーＰＭが３つの反射面ＲＰ分回転する間に、９つの走査ユニットＵ１〜Ｕ９にビームＬＢｎを振り分けることができるので、スポット光ＳＰの走査は２つ置きの反射面ＲＰ毎に行われることになる。これにより、１つの走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの走査がされてから次のスポット光ＳＰの走査を行うまでに、その他の８つの走査ユニットＵｎにスポット光ＳＰの走査を順番に行わせることができる。また、ポリゴンミラーＰＭの走査効率を１／３とすると、ポリゴンミラーＰＭが３つの反射面ＲＰ分回転して、１つのビームＬＢを９つの走査ユニットＵｎに振り分けることができるので、副原点生成回路ＣＡｎの分周器８０は、原点信号ＳＺｎの発生タイミングの周波数を１／３に分周する。この場合、走査ユニットＵ１、Ｕ４、Ｕ７の周回パルス信号は同期している（時間軸上で同位相になっている）。同様に、走査ユニットＵ２、Ｕ５、Ｕ８の周回パルス信号は同期しており、走査ユニットＵ３、Ｕ６、Ｕ９の周回パルス信号は同期している。そして、走査ユニットＵ２、Ｕ５、Ｕ８の周回パルス信号は、走査ユニットＵ１、Ｕ４、Ｕ７の周回パルス信号に対して時間Ｔｓだけ遅れて発生し、走査ユニットＵ３、Ｕ６、Ｕ９の周回パルス信号は、走査ユニットＵ１、Ｕ４、Ｕ７の周回パルス信号に対して２×時間Ｔｓだけ遅れて発生する。また、走査ユニットＵ１、Ｕ４、Ｕ７の副原点信号ＺＰ１、ＺＰ４、ＺＰ７の発生タイミングは、１周期の１／３ずつ位相がずれており、同様に、走査ユニットＵ２、Ｕ５、Ｕ８の副原点信号ＺＰ２、ＺＰ５、ＺＰ８の発生タイミング、および、走査ユニットＵ３、Ｕ６、Ｕ９の副原点信号ＺＰ３、ＺＰ６、ＺＰ９の発生タイミングも、１周期の１／３ずつ位相がずれている。なお、時間Ｔｓは、スポット光ＳＰの走査が可能なポリゴンミラーＰＭの走査回転角度範囲α´だけポリゴンミラーＰＭが回転する時間であり、ポリゴンミラーＰＭが１つの反射面ＲＰ分回転する角度βに走査効率を乗算した値が走査回転角度範囲α´となる。
ポリゴンミラーＰＭの走査効率を１／３で、１つのビームＬＢを１２個の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ１２）に振り分ける場合は、ポリゴンミラーＰＭが４つの反射面ＲＰ分回転する間に、１２個の走査ユニットＵ１〜Ｕ１２にビームＬＢｎを振り分けることができるので、スポット光ＳＰの走査は３つ置きの反射面ＲＰ毎に行われることになる。また、ポリゴンミラーＰＭの走査効率を１／３とすると、ポリゴンミラーＰＭが４つの反射面ＲＰ分回転して、光源装置１４からのビームＬＢを直列に配置された１２個の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ１２）で択一的に偏向されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ１２）を、対応する１つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ１２）に入射させることができるので、副原点生成回路ＣＡｎの分周器８０は、原点信号ＳＺｎの発生タイミングの周波数を１／４に分周する。この場合、走査ユニットＵ１、Ｕ４、Ｕ７、Ｕ１０の周回パルス信号は同期している（時間軸上で同位相になっている）。同様に、走査ユニットＵ２、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ１１の周回パルス信号は同期しており、走査ユニットＵ３、Ｕ６、Ｕ９、Ｕ１２の周回パルス信号は同期している。そして、走査ユニットＵ２、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ１１の周回パルス信号は、走査ユニットＵ１、Ｕ４、Ｕ７、Ｕ１０の周回パルス信号に対して時間Ｔｓだけ遅れて発生し、走査ユニットＵ３、Ｕ６、Ｕ９、Ｕ１２の周回パルス信号は、走査ユニットＵ１、Ｕ４、Ｕ７、Ｕ１０の周回パルス信号に対して２×時間Ｔｓだけ遅れて発生する。また、走査ユニットＵ１、Ｕ４、Ｕ７、Ｕ１０の副原点信号ＺＰ１、ＺＰ４、ＺＰ７、ＺＰ１０の発生タイミングは、１周期の１／４ずつ位相がずれており、同様に、走査ユニットＵ２、Ｕ５、Ｕ８、Ｕ１１の副原点信号ＺＰ２、ＺＰ５、ＺＰ７、ＺＰ１１の発生タイミング、および、走査ユニットＵ３、Ｕ６、Ｕ９、Ｕ１２の副原点信号ＺＰ３、ＺＰ６、ＺＰ９、ＺＰ１２の発生タイミングも、１周期の１／４ずつ位相がずれている。
また、上記第１の実施の形態では、走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭの走査効率を１／３として説明したが、走査効率は、１／２であってもよく、１／４であってもよい。走査効率が１／２の場合は、ポリゴンミラーＰＭが１つの反射面ＲＰ分回転する間に、２つの走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを振り分けることができるので、１つのビームＬＢｎを６つの走査ユニットＵｎに振り分けたい場合は、スポット光ＳＰの走査が、ポリゴンミラーＰＭの２つ置きの反射面ＲＰ毎に行われることになる。つまり、ポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／２の場合は、ポリゴンミラーＰＭが３つの反射面ＲＰ分回転する間に６つの走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを振り分けることができる。これにより、１つの走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの走査がされてから次のスポット光ＳＰの走査を行うまでに、その他の５つの走査ユニットＵｎにスポット光ＳＰの走査を順番に行わせることができる。また、ポリゴンミラーＰＭの走査効率を１／２とすると、ポリゴンミラーＰＭが３つの反射面ＲＰ分回転して、１つのビームＬＢを６つの走査ユニットＵｎに振り分けることができるので、副原点生成回路ＣＡｎの分周器８０は、原点信号ＳＺｎの発生タイミングの周波数を１／３に分周する。この場合、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の周回パルス信号は同期している。同様に、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の周回パルス信号は同期している。そして、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の周回パルス信号は、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の周回パルス信号に対して時間Ｔｓだけ遅れて発生する。また、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の副原点信号ＺＰ１、ＺＰ３、ＺＰ５の発生タイミングは、１周期の１／３ずつ位相がずれており、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の副原点信号ＺＰ２、ＺＰ４、ＺＰ６の発生タイミングも、１周期の１／３ずつ位相がずれている。
ポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／４の場合は、ポリゴンミラーＰＭが１つの反射面ＲＰ分回転する間に、４つの走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを振り分けることができるので、１つのビームＬＢを８つの走査ユニットＵｎに振り分けたい場合は、スポット光ＳＰの走査が、ポリゴンミラーＰＭの１つ置きの反射面ＲＰ毎に行われることになる。つまり、ポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／４の場合は、ポリゴンミラーＰＭが２つの反射面ＲＰ分回転する間に８つの走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを振り分けることができる。これにより、１つの走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの走査がされてから次のスポット光ＳＰの走査を行うまでに、その他の７つの走査ユニットＵｎにスポット光ＳＰの走査を順番に行わせることができる。また、ポリゴンミラーＰＭの走査効率を１／４とすると、ポリゴンミラーＰＭが２つの反射面ＲＰ分回転して、１つのビームＬＢを８つの走査ユニットＵｎに振り分けることができるので、副原点生成回路ＣＡｎの分周器８０は、原点信号ＳＺｎの発生タイミングの周波数を１／２に分周する。この場合、走査ユニットＵ１、Ｕ５の周回パルス信号は同期しており、走査ユニットＵ２、Ｕ６の周回パルス信号は同期している。同様に、走査ユニットＵ３、Ｕ７の周回パルス信号は同期しており、走査ユニットＵ４、Ｕ８の周回パルス信号は同期している。そして、走査ユニットＵ２、Ｕ６の周回パルス信号は、走査ユニットＵ１、Ｕ５の周回パルス信号に対して時間Ｔｓだけ遅れて発生する。走査ユニットＵ３、Ｕ７の周回パルス信号は、走査ユニットＵ１、Ｕ５の周回パルス信号に対して２×時間Ｔｓだけ遅れて発生し、走査ユニットＵ４、Ｕ８の周回パルス信号は、走査ユニットＵ１、Ｕ５の周回パルス信号に対して３×時間Ｔｓだけ遅れて発生する。また、走査ユニットＵ１、Ｕ５の副原点信号ＺＰ１、ＺＰ５の発生タイミングは、１周期の１／２ずつ位相がずれており、走査ユニットＵ２、Ｕ６の副原点信号ＺＰ２、ＺＰ６の発生タイミングも、１周期の１／２ずつ位相がずれている。同様に、走査ユニットＵ３、Ｕ７の副原点信号ＺＰ３、ＺＰ７の発生タイミング、および、走査ユニットＵ４、Ｕ８の副原点信号ＺＰ４、ＺＰ８も、それぞれ１周期の１／２ずつ位相がずれている。
また、上記第１の実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭの形状を、８角形としたが（反射面ＲＰが８つ）としたが、６角形、７角形であってもよいし、９角形以上であってもよい。これにより、ポリゴンミラーＰＭの走査効率も変わる。一般的に、多角形の形状のポリゴンミラーＰＭの反射面数が多くなる程、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰにおける走査効率は大きくなり、反射面数が少なくなる程、ポリゴンミラーＰＭの走査効率は小さくなる。
基板ＦＳ上にスポット光ＳＰが投射されて走査可能なポリゴンミラーＰＭの最大走査回転角度範囲αは、ｆθレンズＦＴの入射画角（図１０中の角度θｓに相当）で決まるので、その入射画角に対応して、最適な反射面数のポリゴンミラーＰＭを選ぶことができる。先の例のように、入射画角（θｓ）が３０度未満のｆθレンズＦＴの場合、その半分の１５度分の回転で反射面ＲＰが変わる２４面のポリゴンミラーＰＭ、或いは、３０度分の回転で反射面ＲＰが変わる１２面のポリゴンミラーＰＭとしてもよい。この場合、２４面のポリゴンミラーＰＭでは走査効率（α／β）が１／２よりは大きく、１．０よりも小さい状態となるので、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々の２４面のポリゴンミラーＰＭは５面飛ばしでスポット光ＳＰの走査を行うように制御される。また、１２面のポリゴンミラーＰＭでは走査効率が１／３よりも大きく、１／２未満の状態となるので、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々の１２面のポリゴンミラーＰＭは２面飛ばしでスポット光ＳＰの走査を行うように制御される。
［第２の実施の形態］
上記第１の実施の形態においては、常にスポット光ＳＰの走査（偏向）がポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの１面置き毎に繰り返されるものとした。しかし、第２の実施の形態においては、スポット光ＳＰの走査（偏向）が、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に繰り返される第１の状態にするか、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの１面置き毎に繰り返される第２の状態にするかを任意に切り換えることができるようにした。つまり、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰの走査を開始してから次の走査を開始するまでに、ビームＬＢを３つの走査ユニットＵｎに時分割で振り分けるか、６つの走査ユニットＵｎに時分割で振り分けるかを切り換えることができる。
ポリゴンミラーＰＭの走査効率は１／３なので、スポット光ＳＰの走査をポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に繰り返す場合は、例えば、走査ユニットＵ１がスポット光ＳＰを走査してから次の走査を行うまでの間に、走査ユニットＵ１以外の２つの走査ユニットＵｎにしかビームＬＢを振り分けることができない。したがって、２つのビームＬＢを用意し、１つ目のビームＬＢを３つの走査ユニットＵｎに時分割で振り分け、２つ目のビームＬＢを残りの３つの走査ユニットＵｎに時分割で振り分ける。したがって、スポット光ＳＰの走査が並行して２つの走査ユニットＵｎによって行われる。光源装置１４を２つ設けることで２つのビームＬＢを生成してもよいし、１つの光源装置１４からのビームＬＢをビームスプリッタ等によって分割することで２つのビームＬＢを生成してもよい。図１７〜図２１に示す本第２の実施の形態の露光装置ＥＸでは、２つの光源装置１４を備えるものとする（図１９参照）。なお、第２の実施の形態においては、上記第１の実施の形態と同様の構成については、同一の参照符号を付し、異なる部分だけを説明する。
図１７は、本第２の実施の形態のビーム切換部材（ビーム配送ユニット）１６Ａの構成図である。ビーム切換部材１６Ａは、図５のビーム切換部材１６と同様に複数の選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）、複数の集光レンズＣＤ１〜ＣＤ６、複数の反射ミラーＭ１〜Ｍ１２、複数のミラーＩＭ１〜ＩＭ６、および、複数のコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ６を有し、その他に、反射ミラーＭ１３、Ｍ１４と吸収体ＴＲ１、ＴＲ２とを有する。なお、吸収体ＴＲ１は、上記第１の実施の形態で示した図５の吸収体ＴＲに相当するものであり、反射ミラーＭ１２で反射したビームＬＢを吸収する。
選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３は、光学素子モジュール（第１の光学素子モジュール）ＯＭ１を構成し、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６は、光学素子モジュール（第２の光学素子モジュール）ＯＭ２を構成する。この第１の光学素子モジュールＯＭ１の選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３は、上記第１の実施の形態で説明したように、ビームＬＢの進行方向に沿って直列に配列された状態にある。同様に、第２の光学素子モジュールＯＭ２の選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６も、ビームＬＢの進行方向に沿って直列に配置された状態にある。なお、第１の光学素子モジュールＯＭ１の選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３に対応する走査ユニットＵ１〜Ｕ３を第１の走査モジュールとする。また、第２の光学素子モジュールＯＭ２の選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６に対応する走査ユニットＵ４〜Ｕ６を第２の走査モジュールとする。この第１の走査モジュールの走査ユニットＵ１〜Ｕ３、および、第２の走査モジュールの走査ユニットＵ４〜Ｕ６は、上記第１の実施の形態で説明したように所定の配置関係で配置されている。
第２の実施の形態では、反射ミラーＭ６、Ｍ１３、Ｍ１４は、ビームＬＢの進行方向に関して、第１の光学素子モジュールＯＭ１と第２の光学素子モジュールＯＭ２とを並列に配置する第１の配置状態と、第１の光学素子モジュールＯＭ１と第２の光学素子モジュールＯＭ２とを直列に配置する第２の配置状態とに切り換える配置切換部材（可動部材）ＳＷＥを構成する。この配置切換部材ＳＷＥは、反射ミラーＭ６、Ｍ１３、Ｍ１４を支持するスライド部材ＳＥを有し、スライド部材ＳＥは、支持部材ＩＵＢに対してＸ方向に移動可能である。このスライド部材ＳＥ（配置切換部材ＳＷＥ）のＸ方向への移動は、アクチュエータＡＣ（図１９参照）によって行われる。このアクチュエータＡＣは、ビーム切換制御部１０２の駆動制御部１０２ａ（図１９参照）の制御によって駆動する。
第１の配置状態のときは、第１の光学素子モジュールＯＭ１と第２の光学素子モジュールＯＭ２との各々に２つの光源装置１４からのビームＬＢが並行して入射する状態となり、第２の配置状態のときは、１つの光源装置１４からのビームＬＢが第１の光学素子モジュールＯＭ１と第２の光学素子モジュールＯＭ２とに入射する状態となる。つまり、第２の配置状態のときは、第１の光学素子モジュールＯＭ１を透過したビームＬＢが第２の光学素子モジュールＯＭ２に入射する。図１７は、配置切換部材ＳＷＥによって第１の光学素子モジュールＯＭ１と第２の光学素子モジュールＯＭ２とが直列に配置された第２の配置状態となっているときの状態を示している。つまり、この第２の配置状態のときは、第１の光学素子モジュールＯＭ１および第２の光学素子モジュールＯＭ２の全ての選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６がビームＬＢの進行方向に沿って直列に配置された状態となり、上記第１の実施の形態で示した図５と同一である。したがって、上記第１の実施の形態と同様に、直列に配置された第１の光学素子モジュールＯＭ１および第２の光学素子モジュールＯＭ２の各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）によって、第１の走査モジュールおよび第２の走査モジュール（Ｕ１〜Ｕ６）の中から、いずれか１つの偏向されたビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎを１つ選択することができる。なお、図１７のときの配置切換部材ＳＷＥの位置を第２の位置と呼ぶ。また、第１の配置状態のときに、第１の光学素子モジュールＯＭ１（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３）に入射するビームＬＢを第１の光源装置１４ＡからのビームＬＢａと呼び、第１の配置状態のときに、第２の光学素子モジュールＯＭ２（ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）に入射するビームを第２の光源装置１４ＢからのビームＬＢｂと呼ぶ。
配置切換部材ＳＷＥが−Ｘ方向側に移動して第１の位置に来ると、第１の光学素子モジュールＯＭ１と第２の光学素子モジュールＯＭ２とが、並列に配置された第１の配置状態になる。図１８は、配置切換部材ＳＷＥの位置が第１の位置となったときのビームＬＢａ、ＬＢｂの光路を示す図である。第１の配置状態のときは、第１の光学素子モジュールＯＭ１にビームＬＢａが入射し、第２の光学素子モジュールＯＭ２にそれぞれビームＬＢｂが入射する。第１の光学素子モジュールＯＭ１および第２の光学素子モジュールＯＭ２の各々に入射するビームＬＢを区別するため、第１の光学素子モジュールＯＭ１に入射するビームＬＢをＬＢａで表し、第２の光学素子モジュールＯＭ２に直接入射するビームＬＢをＬＢｂで表す。
図１８に示すように、配置切換部材ＳＷＥが第１の位置に移動すると、反射ミラーＭ６の位置が−Ｘ方向にシフトするため、反射ミラーＭ６で反射したビームＬＢａは、反射ミラーＭ７ではなく吸収体ＴＲ２に入射する。したがって、第１の光学素子モジュールＯＭ１に入射するビームＬＢａは、第１の光学素子モジュールＯＭ１（選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３）のみに入射し、第２の光学素子モジュールＯＭ２に入射しない。つまり、ビームＬＢａは、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３のみを透過することができる。また、配置切換部材ＳＷＥの位置が第１の位置になると、第２の光源装置１４Ｂから射出して反射ミラーＭ１３に向かって＋Ｙ方向に進むビームＬＢｂが反射ミラーＭ１３、Ｍ１４によって反射ミラーＭ７に導かれる。したがって、ビームＬＢｂは、第２の光学素子モジュールＯＭ２（選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）のみを透過することができる。
したがって、第１の光学素子モジュールＯＭ１は、直列に配置された３つの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３によって、第１の走査モジュールを構成する３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうちの１つに、ビームＬＢａから偏向されたビームＬＢ１〜ＬＢ３のいずれか１つを入射させることができる。また、第２の光学素子モジュールＯＭ２は、直列に配置された３つの選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６によって、第２の走査モジュールを構成する３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうちの１つに、ビームＬＢｂから偏向されたビームＬＢ４〜ＬＢ６のいずれか１つを入射させることができる。したがって、並列に配置された第１の光学素子モジュールＯＭ１（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３）と第２の光学素子モジュールＯＭ２（ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）とによって、第１の走査モジュール（Ｕ１〜Ｕ３）と第２の走査モジュール（Ｕ４〜Ｕ６）との中から、ビームＬＢが入射する走査ユニットＵｎをそれぞれ１つ選択することができる。この場合は、第１の走査モジュールのいずれか１つの走査ユニットＵｎと、第２の走査モジュールのいずれか１つの走査ユニットＵｎとによってスポット光ＳＰの描画ラインＳＬｎに沿った走査による露光動作が並行して行われる。
ビーム切換制御部１０２は、スポット光ＳＰの走査（偏向）が、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に繰り返される第１の状態（第１の描画モード）の場合には、アクチュエータＡＣを制御して、配置切換部材ＳＷＥを第１の位置に配置させる。また、ビーム切換制御部１０２は、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの１面置き毎に繰り返される第２の状態（第２の描画モード）の場合には、アクチュエータＡＣを制御して、配置切換部材ＳＷＥを第２の位置に配置させる。
図１９は、第２の実施の形態におけるビーム切換制御部１０２の構成を示す図である。図１９においては、ビーム切換制御部１０２の制御対象となる選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６、および、光源装置１４も図示している。本第２の実施の形態では、第１の光学素子モジュールＯＭ１からビームＬＢａを入射する光源装置１４を１４Ａで表し、第２の光学素子モジュールＯＭ２のみに直接ビームＬＢｂを入射する光源装置１４を１４Ｂで表している。
配置切換部材ＳＷＥが第２の位置にある場合は、図１９に示すように、光源装置１４ＡからのビームＬＢａ（ＬＢ）が、ＡＯＭ１→ＡＯＭ２→ＡＯＭ３→・・・・→ＡＯＭ６、の順で選択用光学素子ＡＯＭｎを通過（透過）可能であり、選択用光学素子ＡＯＭ６を通過したビームＬＢａは吸収体ＴＲ１に入射する。また、配置切換部材ＳＷＥが第１の位置に移動すると、光源装置１４ＡからビームＬＢａが、ＡＯＭ１→ＡＯＭ２→ＡＯＭ３、の順で選択用光学素子ＡＯＭｎを通過可能であり、選択用光学素子ＡＯＭ３を通過したビームＬＢａは吸収体ＴＲ２に入射する。さらに、配置切換部材ＳＷＥが第１の位置に移動した状態では、光源装置１４ＢからのビームＬＢｂが、ＡＯＭ４→ＡＯＭ５→ＡＯＭ６、の順で選択用光学素子ＡＯＭｎを通過可能であり、選択用光学素子ＡＯＭ６を通過したビームＬＢは吸収体ＴＲ１に入射する。なお、図１９の配置切換部材ＳＷＥは、概念図であり、図１７、図１８に示す配置切換部材ＳＷＥの実際の構成とは異なっている。図１９に示す例では、配置切換部材ＳＷＥが第２の位置にあり、つまり、第１の光学素子モジュールＯＭ１と第２の光学素子モジュールＯＭ２とが直列に配置された第２の配置状態にあり、選択用光学素子ＡＯＭ５がオン状態の場合を示している。これにより、光源装置１４ＡからのビームＬＢａから回折によって偏向されたビームＬＢ５が走査ユニットＵ５に入射することになる。
ビーム切換制御部１０２は、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の各々を超音波（高周波）信号で駆動するドライバ回路ＤＲＶｎ（ＤＲＶ１〜ＤＲＶ６）と、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の原点センサ６０からの原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）に応じて副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）を生成する副原点生成回路ＣＡａｎ（ＣＡａ１〜ＣＡａ６）とを有する。ドライバ回路ＤＲＶｎ（ＤＲＶ１〜ＤＲＶ６）には、副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）を受けてから一定時間だけ選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６をオン状態にするオン時間Ｔｏｎの情報が露光制御部１０６から送られる。ドライバ回路ＤＲＶ１は、副原点生成回路ＣＡａ１から副原点信号ＺＰ１が送られてくると、選択用光学素子ＡＯＭ１をオン時間Ｔｏｎだけオン状態にする。同様に、ドライバ回路ＤＲＶ２〜ＤＲＶ６は、副原点生成回路ＣＡａ２〜ＣＡａ６から副原点信号ＺＰ２〜ＺＰ６が送られてくると、選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６をオン時間Ｔｏｎだけオン状態にする。露光制御部１０６は、ポリゴンミラーＰＭの回転速度を変える場合は、それに応じてオン時間Ｔｏｎの長さを変更する。なお、ドライバ回路ＤＲＶｎ（ＤＲＶ１〜ＤＲＶ６）は、先の第１の実施の形態における図１３のビーム切換制御部１０２中にも同様に設けられている。
副原点生成回路ＣＡａｎ（ＣＡａ１〜ＣＡａ６）は、論理回路ＬＣＣと遅延回路８２とを有する。副原点生成回路ＣＡａｎ（ＣＡａ１〜ＣＡａ６）の論理回路ＬＣＣには、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の原点センサ６０からの原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が入力される。つまり、副原点生成回路ＣＡａ１の論理回路ＬＣＣには原点信号ＳＺ１が入力され、同様に、副原点生成回路ＣＡａ２〜ＣＡａ６の論理回路ＬＣＣには原点信号ＳＺ２〜ＳＺ６が入力される。また、各副原点生成回路ＣＡａｎ（ＣＡａ１〜ＣＡａ６）の論理回路ＬＣＣには、ステータス信号ＳＴＳが入力される。このステータス信号（論理値）ＳＴＳは、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に繰り返される第１の状態の場合は「１」に設定され、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの１面置き毎に繰り返される第２の状態の場合は「０」に設定されている。このステータス信号ＳＴＳは、露光制御部１０６から送られる。
各論理回路ＬＣＣは、入力された原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）に基づいて、原点信号ＳＺｎ´（ＳＺ１´〜ＳＺ６´）を生成し、各遅延回路８２に出力する。各遅延回路８２は、入力された原点信号ＳＺｎ´（ＳＺ１´〜ＳＺ６´）を時間Ｔｐｘだけ遅延させて、副原点信号ＺＰｎ（ＺＰ１〜ＺＰ６）を出力する。
図２０は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）とステータス信号ＳＴＳを入力する論理回路ＬＣＣの構成を示す図である。論理回路ＬＣＣは、２入力のＯＲゲートＬＣ１、２入力のＡＮＤゲートＬＣ２、および、ワンショットパルス発生器ＬＣ３で構成される。ステータス信号ＳＴＳは、ＯＲゲートＬＣ１の一方の入力信号として印加される。ＯＲゲートＬＣ１の出力信号（論理値）は、ＡＮＤゲートＬＣ２の一方の入力信号として印加され、原点信号ＳＺｎは、ＡＮＤゲートＬＣ２の他方の入力信号として印加される。ＡＮＤゲートＬＣ２の出力信号（論理値）は、原点信号ＳＺｎ´として遅延回路８２に入力される。ワンショットパルス発生器ＬＣ３は、通常は論理値「１」の信号ＳＤｏを出力するが、原点信号ＳＺｎ´（ＳＺ１´〜ＳＺ６´）が発生すると、一定時間Ｔｄｐだけ論理値「０」の信号ＳＤｏを出力する。つまり、ワンショットパルス発生器ＬＣ３は、原点信号ＳＺｎ´（ＳＺ１´〜ＳＺ６´）が発生すると、一定時間Ｔｄｐだけ信号ＳＤｏの論理値を反転させる。時間Ｔｄｐは、２×Ｔｐｘ＞Ｔｄｐ＞Ｔｐｘ、の関係に設定され、好ましくは、Ｔｄｐ≒１．５×Ｔｐｘ、に設定される。
図２１は、図２０の論理回路ＬＣＣの動作を説明するタイミングチャートを示す図である。図２１の左半分は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によるスポット光ＳＰの走査が面飛ばしをせずに連続した反射面ＲＰ毎に行われる第１の状態の場合を示し、右半分は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によるスポット光ＳＰの走査が反射面ＲＰを１面飛ばして行われる第２の状態の場合を示している。なお、図２１においては、説明をわかり易くするため、ポリゴンミラーＰＭの隣り合う反射面ＲＰ（例えば、反射面ＲＰａと反射面ＲＰｂ）同士の各なす角ηｊに誤差が無く、原点信号ＳＺｎが時間Ｔｐｘ間隔で正確に発生しているものとする。
スポット光ＳＰの走査が面飛ばしをせずに反射面ＲＰ毎に行われる第１の状態のときは、ステータス信号ＳＴＳは「１」なので、ＯＲゲートＬＣ１の出力信号は、信号ＳＤｏの状態にかかわらず、常に「１」となっている。したがって、ＡＮＤゲートＬＣ２から出力される出力信号（原点信号ＳＺｎ´）は、原点信号ＳＺｎと同じタイミングで出力される。つまり、第１の状態のときは、原点信号ＳＺｎと原点信号ＳＺｎ´とは同じと見做すことができる。第１の状態のときは、ワンショットパルス発生器ＬＣ３に印加される原点信号ＳＺｎ´の時間間隔Ｔｐｘは時間Ｔｐｄより小さい。そのため、ワンショットパルス発生器ＬＣ３からの信号ＳＤｏは「０」のままとなる。なお、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰ同士の各なす角ηｊに誤差がある場合であっても、原点信号ＳＺｎ´の時間間隔は時間Ｔｐｄより小さいことに変わりはない。
スポット光ＳＰの走査が反射面ＲＰの１面飛ばしで行われる第２の状態になると、ステータス信号ＳＴＳが「０」に切り換えられる。そのため、ＯＲゲートＬＣ１の出力信号は、信号ＳＤｏが「１」のときだけ、「１」となる。信号ＳＤｏが「１」の状態（この場合は、ＯＲゲートＬＣ１の出力信号も「１」の状態）で、原点信号ＳＺｎ（便宜上、この原点信号ＳＺｎを１番目の原点信号ＳＺｎと呼ぶ）が印加されると、それに応答してＡＮＤゲートＬＣ２も原点信号ＳＺｎ´を出力する。しかしながら、原点信号ＳＺｎ´が発生すると、ワンショットパルス発生器ＬＣ３からの信号ＳＤｏは、時間Ｔｐｄだけ「０」に変化する。そのため、時間Ｔｐｄの間は、ＯＲゲートＬＣ１の２入力はいずれも「０」の信号となるため、ＯＲゲートＬＣ１の出力信号は「０」のままとなる。これにより、時間Ｔｐｄの間は、ＡＮＤゲートＬＣ２の出力信号も「０」のままとなる。したがって、時間Ｔｐｄが経過する前にＡＮＤゲートＬＣ２に２番目の原点信号ＳＺｎが印加されても、ＡＮＤゲートＬＣ２は、原点信号ＳＺｎ´を出力しない。
そして、時間Ｔｐｄが経過すると、ワンショットパルス発生器ＬＣ３からの信号ＳＤｏが「１」に反転するので、先の１番目の原点信号ＳＺｎの場合と同様に、時間Ｔｐｄ経過後に印加される３番目の原点信号ＳＺｎに応じた原点信号ＳＺｎ´がＡＮＤゲートＬＣ２から出力される。このような動作の繰り返しにより、論理回路ＬＣＣは、時間Ｔｐｘ毎に繰り返し発生する原点信号ＳＺｎを、２×時間Ｔｐｘ毎に繰り返し発生する原点信号ＳＺｎ´に変換している。別の見方をすれば、論理回路ＬＣＣは、時間Ｔｐｘ毎に繰り返し発生する原点信号ＳＺｎのパルスを１つ置きに間引いた原点信号ＳＺｎ´を生成している、つまり、原点信号ＳＺｎの発生タイミングの周波数を１／２に分周している。なお、副原点生成回路ＣＡａｎの論理回路ＬＣＣを、上記第１の実施の形態で説明した副原点生成回路ＣＡｎの分周器８０（図１１）に置き換えてもよい。分周器８０に置き換える場合は、分周器８０は、第２の状態のときは原点信号ＳＺｎを１／２に分周し、また、第１の状態のときは原点信号ＳＺｎを分周しないようにすればよい。また、上記第１の実施の形態の副原点生成回路ＣＡｎを、本第２の実施の形態の副原点生成回路ＣＡａｎに置き換えてもよい。なお、第２の状態の場合は、副原点生成回路ＣＡａ１の論理回路ＬＣＣから出力される原点信号ＳＺ１´と、副原点生成回路ＣＡａ４の論理回路ＬＣＣから出力される原点信号ＳＺ４´とは半周期位相がずれている。同様に、副原点生成回路ＣＡａ２、ＣＡａ３の論理回路ＬＣＣから出力される原点信号ＳＺ２´、ＳＺ３´と、副原点生成回路ＣＡａ５、ＣＡａ６の論理回路ＬＣＣから出力される原点信号ＳＺ５´、ＳＺ６´とは半周期位相がずれている。
このように、ビーム切換制御部１０２の各副原点生成回路ＣＡａ１〜ＣＡａ６の論理回路ＬＣＣに入力するステータス信号ＳＴＳの値を反転させるだけで、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎にスポット光ＳＰの走査による描画露光を繰り返す第１の状態にするか、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの１面置き毎にスポット光ＳＰの走査による描画露光を繰り返す第２の状態にするかを任意に切り換えることができる。
なお、本第２の実施の形態においても、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転制御は、上記第１の実施の形態と同様である。つまり、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の原点センサ６０から出力される原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が、図１４に示すような関係を有するように、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転が制御されている。したがって、スポット光ＳＰの走査が面飛ばしをせずに反射面ＲＰ毎に行われる第１の状態のときは、走査ユニットＵ１〜Ｕ３は、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番でスポット光ＳＰの走査を繰り返し行うことができ、走査ユニットＵ４〜Ｕ６は、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番でスポット光ＳＰの走査を繰り返し行うことができる。
このワンショットパルス発生器ＬＣ３に設定される時間Ｔｐｄは、露光制御部１０６からのポリゴンミラーＰＭの回転速度の情報に応じて変更できることが好ましい。また、１面飛ばしに限らず、２面飛ばしにしてスポット光ＳＰを走査する場合でも、図２０のような構成であれば、時間Ｔｐｄを、（ｎ＋１）×Ｔｐｘ＞Ｔｄｐ＞ｎ×Ｔｐｘ、の関係に設定するだけで対応することができる。なお、ｎは、飛ばす反射面ＲＰの数を表している。例えば、ｎが２の場合は、スポット光ＳＰの走査が反射面ＲＰの２面置きに行われることを意味し、ｎが３の場合は、スポット光ＳＰの走査が反射面ＲＰの３面置きに行われることを意味する。
次に、スポット光ＳＰの走査が面飛ばしをせずに反射面ＲＰ毎に行われる第１の状態のときに、描画データ出力制御部１０４による、光源装置１４Ａ、１４Ｂの駆動回路３６ａへの描画ビット列データＳｄｗの出力制御について簡単に説明する。第１の状態のときは、第１の走査モジュール（走査ユニットＵ１〜Ｕ３）と、第２の走査モジュール（走査ユニットＵ４〜Ｕ６）とでスポット光ＳＰの走査が並行して行われる。そのため、描画データ出力制御部１０４は、第１の走査モジュールに入射するビームＬＢａを射出する光源装置１４Ａの駆動回路３６ａには、走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々に対応したシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３を時系列的に合成した描画ビット列データＳｄｗを出力し、第２の走査モジュールに入射するビームＬＢｂを射出する光源装置１４Ｂの駆動回路３６ａには、走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各々に対応したシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６を時系列的に合成した描画ビット列データＳｄｗを出力する。
また、図１５に示した描画データ出力制御部１０４は、ステータス信号ＳＴＳが「１」、「０」のいずれの場合も、おおよそそのまま使うことができる。スポット光ＳＰの走査が面飛ばしをせずに反射面ＲＰ毎に行われる第１の状態のときは、副原点信号ＺＰ１の発生後、時間Ｔｓ後に副原点信号ＺＰ２が発生し、さらに時間Ｔｓ後に副原点信号ＺＰ３が発生する。したがって、カウンタ部ＣＮ１〜ＣＮ３によって、ＤＬ１→ＤＬ２→ＤＬ３の順でシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３が繰り返し出力される。副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ３が印加されてから一定時間（オン時間Ｔｏｎ）中に開かれるゲート部ＧＴ１〜ＧＴ３を通って、この順次出力されるシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３は、描画ビット列データＳｄｗとして第１の光源装置１４Ａの駆動回路３６ａに入力される。同様に、スポット光ＳＰの走査が面飛ばしをせずに反射面ＲＰ毎に行われる第１の状態のときは、副原点信号ＺＰ４の発生後、時間Ｔｓ後に副原点信号ＺＰ５が発生し、さらに時間Ｔｓ後に副原点信号ＺＰ６が発生する。したがって、カウンタ部ＣＮ４〜ＣＮ６によって、ＤＬ４→ＤＬ５→ＤＬ６の順でシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６が繰り返し出力される。副原点信号ＺＰ４〜ＺＰ６が印加されてから一定時間（オン時間Ｔｏｎ）中に開かれるゲート部ＧＴ４〜ＧＴ６を通って、この順次出力されるシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６は、描画ビット列データＳｄｗとして第２の光源装置１４Ｂの駆動回路３６ａに入力される。
次に、第１の状態のときのシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６のシフトについて簡単に説明する。シリアルデータＤＬ１の列方向のシフトは、シリアルデータＤＬ１を出し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ２に対応した副原点信号ＺＰ２が発生したタイミングで行われる。シリアルデータＤＬ２の列方向のシフトは、シリアルデータＤＬ２を出し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ３に対応した副原点信号ＺＰ３が発生したタイミングで行われる。シリアルデータＤＬ３の列方向のシフトは、シリアルデータＤＬ３を出し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ１に対応した副原点信号ＺＰ１が発生したタイミングで行われる。また、シリアルデータＤＬ４の列方向のシフトは、シリアルデータＤＬ４を出し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ５に対応した副原点信号ＺＰ５が発生したタイミングで行われる。シリアルデータＤＬ５の列方向のシフトは、シリアルデータＤＬ５を出し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ６に対応した副原点信号ＺＰ６が発生したタイミングで行われる。シリアルデータＤＬ６の列方向のシフトは、シリアルデータＤＬ６を出し終わった後で、次に走査を行う走査ユニットＵ４に対応した副原点信号ＺＰ４が発生したタイミングで行われる。なお、第２の状態のときの、描画ビット列データＳｄｗの出力制御は、第１の実施の形態と同様なので説明を省略する。
また、スポット光ＳＰの走査が反射面ＲＰの１面飛ばしで行われる第２の状態の場合は、面飛ばしをせずに反射面ＲＰ毎に行われる第１の状態に比べ、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のスポット光ＳＰの走査開始間隔が長い。例えば、反射面ＲＰの１面飛ばしでスポット光ＳＰの走査を行う場合は、面飛ばしを行わない場合に比べ、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のスポット光ＳＰの走査開始間隔が２倍になる。また、反射面ＲＰを２面飛ばしで行う場合は、面飛ばしを行わない場合に比べ、スポット光ＳＰの走査開始間隔が３倍になる。したがって、第１の状態と第２の状態とで、ポリゴンミラーＰＭの回転速度および基板ＦＳの搬送速度を同じにしてしまうと、第１の状態と第２の状態とでは、露光結果が異なるものとなってしまう。
そこで、第１の状態と第２の状態とでポリゴンミラーＰＭの回転速度および基板ＦＳの搬送速度の少なくとも一方を変更（補正）して、第１の状態と第２の状態とにおける露光結果を同じ状態にする制御モードを、露光制御部１０６に持たせてもよい。例えば、第１の状態のときのスポット光ＳＰの走査開始間隔と第２の状態のときのスポット光ＳＰの走査開始間隔とが１：２の場合は、露光制御部１０６は、第１の状態のときのポリゴンミラーＰＭの回転速度と第２の状態のときのポリゴンミラーＰＭの回転速度の比が１：２となるように、回転制御部１００を制御する。具体的には、第１の状態のときのポリゴンミラーＰＭの回転速度を２万ｒｐｍにし、第２の状態のときのポリゴンミラーＰＭの回転速度を４万ｒｐｍにする。併せて、光源装置１４（１４Ａ、１４Ｂ）のビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）の発光周波数Ｆｓを、例えば第１の状態のときに２００ＭＨｚであれば、第２の状態のときは４００ＭＨｚに設定する。これにより、第１の状態のときの副原点信号ＺＰｎの発生タイミングの間隔と、第２の状態のときの副原点信号ＺＰｎの発生タイミングの間隔とを略同一にすることができる。
また、例えば、第１の状態のときのスポット光ＳＰの走査開始間隔と第２の状態のときのスポット光ＳＰの走査開始間隔とが１：２の場合は、第１の状態のときの基板ＦＳの搬送速度と第２の状態のときの基板ＦＳの搬送速度との比が、２：１となるように駆動ローラＲ１〜Ｒ３、回転ドラムＤＲの回転速度を制御する制御モードを露光制御部１０６に持たせてもよい。以上のような、ポリゴンミラーＰＭの回転速度や発光周波数Ｆｓ（クロック信号ＬＴＣの周波数）を補正する制御モード（走査補正モード）、または基板ＦＳの搬送速度を補正する制御モード（搬送補正モード）のいずれか一方によって、第１の状態のときの基板ＦＳ上における描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）のＸ方向の間隔と、第２の状態のときの基板ＦＳ上における描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）のＸ方向の間隔とを、同じ間隔（例えば、１．５μｍ）にすることができる。さらに、第１の状態と第２の状態とで、描画データ出力制御部１０４内のメモリ部ＢＭ１〜ＢＭ６の各々に記憶されるパターンデータ（ビットマップ）は、何ら補正する必要も無く、そのまま使うことができる。
また、上記の走査補正モードと搬送補正モードとの両方を使って、第１の状態で基板ＦＳ上に描画されるパターンと、第２の状態で基板ＦＳ上に描画されるパターンとを同等にするように補正してもよい。例えば、第１の状態（ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰ毎のビーム走査の場合）において、ポリゴンミラーＰＭの回転速度が２万ｒｐｍ、光源装置１４（１４Ａ、１４Ｂ）のビームＬＢの発光周波数Ｆｓが２００ＭＨｚ、基板ＦＳの搬送速度が５ｍｍ／秒であった場合、第２の状態（ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ飛ばしによるビーム走査の場合）では、基板ＦＳの搬送速度を半分ではなく−２５％減速させた３．７５ｍｍ／秒に設定し、ポリゴンミラーＰＭの回転速度は１．５倍の３万ｒｐｍ、ビームＬＢの発光周波数Ｆｓも１．５倍の３００ＭＨｚに設定するようにしてもよい。このように、走査補正モードと搬送補正モードとの両方を組み合わせると、第２の状態の場合に、基板ＦＳの搬送速度を半分まで低下させる必要がないので、生産性の極端な低下が抑えられる。
なお、第２の実施の形態においても、上記第１の実施の形態で説明したように、ビームＬＢａ、ＬＢｂを振り分ける走査ユニットＵｎの数は、任意に変更してもよい。また、ポリゴンミラーＰＭの走査効率も任意に変更してもよい。また、第２の実施の形態においては、ポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／３、走査ユニットＵｎの数が６つとしたので、６つの選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を２つの光学素子モジュールＯＭ１、ＯＭ２に分け、それに対応して６つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を２つの走査モジュールに分けた。しかしながら、ポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／Ｍ、走査ユニットＵｎおよび選択用光学素子ＡＯＭｎの数がＱの場合は、Ｑ個の選択用光学素子ＡＯＭｎをＱ／Ｍ個の光学素子モジュールＯＭ１、ＯＭ２、・・・に分け、Ｑ個の走査ユニットＵｎをＱ／Ｍ個の走査モジュールに分ければよい。この場合、各光学素子モジュールＯＭ１、ＯＭ２、・・・の各々に含まれる選択用光学素子ＡＯＭｎの数は等しく、また、Ｑ／Ｍ個の走査モジュールの各々に含まれる走査ユニットＵｎの数も等しくするのが好ましい。なお、このＱ／Ｍは、正数であることが好ましい。つまり、Ｑは、Ｍの倍数であることが好ましい。
例えば、ポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／２、走査ユニットＵｎおよび選択用光学素子ＡＯＭｎの数が６つの場合は、６つの選択用光学素子ＡＯＭｎを３つの光学素子モジュールＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３に等しく分け、６つの走査ユニットＵｎを３つの走査モジュールに等しく分ければよい。そして、第１の状態の場合は、３つの光学素子モジュールＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３を並列に配置して、３つの光学素子モジュールＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３の各々に３つの光源装置１４からのビームＬＢ（この場合、ＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｃ）が並行して入射するようにし、第２の状態の場合は、３つの光学素子モジュールＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３を直列に配置して、１つの光源装置１４からのビームＬＢが３つの光学素子モジュールＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３をシリアルに通るように入射させればよい。
以上のように本第２の実施の形態では、走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭによるビームＬＢｎ（スポット光ＳＰ）の偏向（走査）が、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に繰り返される第１の状態（第１の描画モード）と、ポリゴンミラーＰＭの少なくとも１つ置きの反射面ＲＰ毎に繰り返される第２の状態（第２の描画モード）とのいずれか一方に切り換わるように、ビーム切換制御部１０２がビーム切換部材１６Ａを制御して、複数の走査ユニットＵｎの各々によるスポット光ＳＰの１次元走査を順番に行わせた。これにより、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができるとともに、面飛ばしでスポット光ＳＰの走査を行うか、面飛ばしをしないでスポット光ＳＰの走査を行うかを切り換えることができる。
第１の状態の場合は、ポリゴンミラーＰＭの走査効率（α／β）が１／２未満となる場合に、走査効率の逆数に応じた数の走査ユニットＵｎを１つの走査モジュールとしてグループ化し、そのグループ化された走査モジュールの複数を用いて、各走査モジュール毎に、その内の１つの走査ユニットＵｎがスポット光ＳＰの１次元走査を行う。これにより、複数の描画ラインＳＬｎのうち、走査モジュールの数と同じ数の描画ラインＳＬｎを同時にスポット光ＳＰで走査させることができる。また、第２の状態の場合は、ポリゴンミラーＰＭの少なくとも１つ置きの反射面ＲＰ毎にビーム走査を行うように制御されるので、ポリゴンミラーＰＭの走査効率（α／β）の逆数に応じた数よりも多い複数の走査ユニットＵｎがあっても、ビームＬＢを有効に活用しつつ、その複数の走査ユニットＵｎの全てが、描画ラインＳＬｎに沿ってスポット光ＳＰを走査させることができる。
上記の第１の状態の場合、グループ化された２つの走査モジュールには、光源装置１４Ａ、１４Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂが並行して入射されるので、ビーム切換部材１６Ａ内の選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の各々は、ビーム切換制御部１０２によって、グループ化された走査モジュール単位で、ビームＬＢ１〜ＬＢ６が対応する走査ユニットＵ１〜Ｕ６に時分割で入射するように、オン／オフ状態をスイッチングされる。
ビーム切換部材１６Ａに設けられた配置切換部材ＳＷＥは、第１の光源装置１４ＡからのビームＬＢａを、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６のうちの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々にビームＬＢ１〜ＬＢ３として振り分け、且つ、第２の光源装置１４ＢからのビームＬＢｂを、残りの３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各々にビームＬＢ４〜ＬＢ６として振り分けるように、ビームＬＢａの光路に沿って３つの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３が直列に連なり、且つ、ビームＬＢｂの光路に沿って選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６が直列に連なる第１の配置状態と、１つの光源装置１４ＡからのビームＬＢａを、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々にビームＬＢ１〜ＬＢ６として振り分けるように、ビームＬＢａの光路に沿って６つの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６が直列に連なる第２の配置状態とを切り替えるものである。
これにより、第１の状態の場合は、配置切換部材ＳＷＥによって第１の配置状態に設定することで、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々が、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎にスポット光ＳＰによる走査を繰り返すことができるとともに、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６のうちの２つの走査ユニットがほぼ同時にスポット光ＳＰによる走査を行うことができる。また、第２の状態の場合は、配置切換部材ＳＷＥによって第２の配置状態に設定することで、ポリゴンミラーＰＭの少なくとも１つ置きの反射面ＲＰ毎のビーム走査ではあるが、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の全てでスポット光ＳＰによる走査を繰り返すことができる。
したがって、本第２の実施態様によれば、描画装置の初期設置時のセットアップでは、１つの光源装置１４Ａを使って、第２の配置状態になるように配置切換部材ＳＷＥを設定し、その後に基板ＦＳの搬送速度を上げたい場合は、第２の光源装置１４Ｂを増設して、第１の配置状態になるように配置切換部材ＳＷＥを設定すればよく、ハードウェア上では、光源装置の増設、配置切換部材ＳＷＥの切替え、と言った簡単な操作で描画装置をグレードアップできる。
なお、上記各実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭのビームＬＢｎの偏向を行う反射面ＲＰに対して、ポリゴンミラーＰＭの回転方向の１つ手前の反射面ＲＰを用いて、原点信号ＳＺｎの検出を行ったが、ビームＬＢｎの偏向を行う反射面ＲＰ自体を用いて原点信号ＳＺｎの検出を行うようにしてもよい。この場合は、原点信号ＳＺｎ、または原点信号ＳＺｎから求められる原点信号ＳＺｎ´を時間Ｔｐｘだけ遅延させる必要はないので、原点信号ＳＺｎ、または原点信号ＳＺｎ´を副原点信号ＺＰｎとすればよい。
また、上記各実施の形態では、光源装置１４（１４Ａ、１４Ｂ）の描画用光変調器としての電気光学素子３６を、描画ビット列データＳｄｗを用いてスイッチングするようにしたが、描画用光変調器として描画用光学素子ＡＯＭを用いてもよい。この描画用光学素子ＡＯＭは、音響光学変調素子（ＡＯＭ：Acousto-Optic Modulator）である。つまり、上記第１の実施の形態においては、光源装置１４と初段の選択用光学素子ＡＯＭ１との間に描画用光学素子ＡＯＭを配置し、描画用光学素子ＡＯＭを透過した光源装置１４からのビームＬＢが選択用光学素子ＡＯＭ１に入射するようにしてもよい。この場合は、描画用光学素子ＡＯＭは、描画ビット列データＳｄｗに応じてスイッチングされる。この場合であっても、上記第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
また、上記第２の実施の形態においては、第１の光源装置１４Ａと第１の光学素子モジュールＯＭ１の初段の選択用光学素子ＡＯＭ１との間と、第２の光源装置１４Ｂと第２の光学素子モジュールＯＭ２の初段の選択用光学素子ＡＯＭ４との間に、それぞれ描画用光学素子ＡＯＭ（ＡＯＭａ、ＡＯＭｂ）が配置される。つまり、描画用光学素子ＡＯＭａを透過した光源装置１４ＡからのビームＬＢａが選択用光学素子ＡＯＭ１に入射し、描画用光学素子ＡＯＭｂを透過した光源装置１４ＢからのビームＬＢｂが選択用光学素子ＡＯＭ４に入射する。この場合は、第１の状態の場合は、描画用光学素子ＡＯＭａは、シリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３で構成される描画ビット列データＳｄｗに応じてスイッチングされ、描画用光学素子ＡＯＭｂは、シリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６で構成される描画ビット列データＳｄｗに応じてスイッチングされる。また、第２の状態の場合は、描画用光学素子ＡＯＭａのみが、シリアルデータＤＬ１〜ＤＬ６で構成される描画ビット列データＳｄｗに応じてスイッチングされる。
また、この描画用光学素子ＡＯＭを走査ユニットＵｎ毎に設けてもよい。この場合は、描画用光学素子ＡＯＭは、各走査ユニットＵｎの反射ミラーＭ２０（図７参照）の手前に設けてもよい。この各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の描画用光学素子ＡＯＭは、各シリアルデータＤＬｎ（ＤＬ１〜ＤＬ６）に応じてスイッチングされる。例えば、走査ユニットＵ３の描画用光学素子ＡＯＭは、シリアルデータＤＬ３に応じてスイッチングされる。
［第３の実施の形態］
図２２は、第３の実施の形態によるビーム切換部材（ビーム配送ユニット）１６Ｂの構成を示し、ここでは、１つの光源装置１４から射出してビーム切換部材１６Ｂに入射するビームＬＢｗが円偏光の平行光束になっているものとする。ビーム切換部材１６Ｂには、６つの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６、２つの吸収体ＴＲ１、ＴＲ２、６つのレンズ系ＣＧ１〜ＣＧ６、ミラーＭ３０、Ｍ３１、Ｍ３２、集光レンズＣＧ０、そして、偏光ビームスプリッタＢＳ１と２つの描画用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭａ、ＡＯＭｂが設けられる。なお、上記第１の実施の形態または上記第２の実施の形態と同様の構成については、同一の参照符号を付している。
ビーム切換部材１６Ｂに入射するビームＬＢｗは、集光レンズＣＧ０を通って偏光ビームスプリッタＢＳ１によって、直線Ｐ偏光のビームＬＢｐと直線Ｓ偏光のビームＬＢｓに分離される。偏光ビームスプリッタＢＳ１で反射されたＳ偏光のビームＬＢｓは、描画用光学素子ＡＯＭａに入射する。描画用光学素子ＡＯＭａに入射したビームＬＢｓは、集光レンズＣＧ０の集光作用によって、描画用光学素子ＡＯＭａ内でビームウエストとなるように収斂される。描画用光学素子ＡＯＭａには、ドライバ回路ＤＲＶｎを介して、図１６で示したような描画ビット列データＳｄｗ（ＤＬｎ）が印加される。その描画ビット列データＳｄｗは、ここでは奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の各々に対応したシリアルデータＤＬ１、ＤＬ３、ＤＬ５を合成したものとなっている。したがって、描画用光学素子ＡＯＭａは、描画ビット列データＳｄｗ（ＤＬｎ）が「１」のときに、オン状態となって、入射したビームＬＢｓの１次回折光を、偏向された描画ビーム（強度変調されたビーム）としてミラーＭ３１に向けて射出する。ミラーＭ３１で反射した描画ビームは、レンズ系ＣＧ１を通って選択用光学素子ＡＯＭ１に入射する。また、描画ビット列データＳｄｗ（ＤＬｎ）が「０」のときに描画用光学素子ＡＯＭａから射出される０次光（ＬＢｓ）は、ミラーＭ３１で反射されるが、後続のレンズ系ＣＧ１に入射しないような角度で進む。なお、レンズ系ＣＧ１は、描画用光学素子ＡＯＭａから発散して射出する描画ビームを選択用光学素子ＡＯＭ１の回折部分で集光してビームウエストにする。
選択用光学素子ＡＯＭ１を透過した描画ビームは、レンズ系ＣＧ１と同様のレンズ系ＣＧ３を介して選択用光学素子ＡＯＭ３に入射し、選択用光学素子ＡＯＭ３を透過した描画ビームは、レンズ系ＣＧ１と同様のレンズ系ＣＧ５を介して選択用光学素子ＡＯＭ５に入射する。図２２では、３つの選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ３、ＡＯＭ５がビーム光路に沿って直列に配置され、そのうちの選択用光学素子ＡＯＭ３のみがオン状態となって、描画用光学素子ＡＯＭａで強度変調された描画ビームが、対応する走査ユニットＵ３にビームＬＢ３として入射される。なお、レンズ系ＣＧ１、ＣＧ３、ＣＧ５は、図５や図１７中の１枚のコリメートレンズＣＬと１枚の集光レンズＣＤとを組み合わせたものに相当する。
一方、偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過したＰ偏光のビームＬＢｐは、ミラーＭ３０で反射されて描画用光学素子ＡＯＭｂに入射する。描画用光学素子ＡＯＭｂに入射したビームＬＢｐは、集光レンズＣＧ０の集光作用によって、描画用光学素子ＡＯＭｂ内でビームウエストとなるように収斂される。描画用光学素子ＡＯＭｂには、ドライバ回路ＤＲＶｎを介して、図１６で示したような描画ビット列データＳｄｗ（ＤＬｎ）が印加される。描画ビット列データＳｄｗは、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の各々に対応したシリアルデータＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ６を合成したものとなっている。したがって、描画用光学素子ＡＯＭｂは、描画ビット列データＳｄｗ（ＤＬｎ）が「１」のときに、オン状態となって、入射したビームＬＢｐの１次回折光を、偏向された描画ビーム（強度変調されたビーム）としてミラーＭ３２に向けて射出する。ミラーＭ３２で反射した描画ビームは、レンズ系ＣＧ１と同様のレンズ系ＣＧ２を通って選択用光学素子ＡＯＭ２に入射する。また、描画ビット列データＳｄｗ（ＤＬｎ）が「０」のときに描画用光学素子ＡＯＭｂから射出される０次光（ＬＢｐ）は、ミラーＭ３２で反射されるが、後続のレンズ系ＣＧ２に入射しないような角度で進む。なお、レンズ系ＣＧ２は、描画用光学素子ＡＯＭｂから発散して射出する描画ビームを選択用光学素子ＡＯＭ２の回折部分で集光してビームウエストにする。
選択用光学素子ＡＯＭ２を透過した描画ビームは、レンズ系ＣＧ１と同様のレンズ系ＣＧ４を介して選択用光学素子ＡＯＭ４に入射し、選択用光学素子ＡＯＭ４を透過した描画ビームは、レンズ系ＣＧ１と同様のレンズ系ＣＧ６を介して選択用光学素子ＡＯＭ６に入射する。図２２では、３つの選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ４、ＡＯＭ６がビーム光路に沿って直列に配置され、そのうちの選択用光学素子ＡＯＭ２のみがオン状態となって、描画用光学素子ＡＯＭｂで強度変調された描画ビームが、対応する走査ユニットＵ２にビームＬＢ２として入射される。なお、レンズ系ＣＧ２、ＣＧ４、ＣＧ６は、図５や図１７中の１枚のコリメートレンズＣＬと１枚の集光レンズＣＤとを組み合わせたものに相当する。
以上の図２２のようなビーム切換部材（ビーム配送ユニット）１６Ｂを用いると、１つの光源装置１４からのビームＬＢｗを偏光ビームスプリッタＢＳ１で２つに分割し、その一方のビームＬＢｓから描画用光学素子ＡＯＭａによって生成される描画ビーム（ＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５）を、奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５のいずれか１つに順番に入射させ、偏光ビームスプリッタＢＳ１で分割された他方のビームＬＢｐから描画用光学素子ＡＯＭｂによって生成される描画ビーム（ＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６）を、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６のいずれか１つに順番に入射させることができる。
この第３の実施の形態では、光源装置１４からのビームＬＢｗを偏光ビームスプリッタＢＳ１で２つに分割した後に、描画用光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂでパターンデータに基づいたビームＬＢの強度変調が行われるため、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々によるスポット光ＳＰの強度は、偏光ビームスプリッタＢＳ１での減衰を−５０％、描画用光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂと各選択用光学素子ＡＯＭｎでの減衰を−２０％、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６内での減衰を−３０％とすると、元のビームＬＢｗの強度（１００％）の約２２．４％になる。しかしながら、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々のポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／３以下であり、１つの光源装置１４からのビームＬＢｗを使う場合は、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰを１面飛ばしでビーム走査することなく、６つの描画ラインＳＬｎの各々でスポット光ＳＰの走査によるパターン描画ができる。
〔変形例１〕
第３の実施の形態のように、奇数番の選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ３、ＡＯＭ５に入射するビームＬＢｓと、偶数番の選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ４、ＡＯＭ６に入射するビームＬＢｐとの偏光方向が直交している場合、奇数番の選択用光学素子ＡＯＭｎと偶数番の選択用光学素子ＡＯＭｎとは、ビーム入射軸の回りに相対的に９０度回転して配置する必要がある。図２３は、例えば、奇数番の選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ３、ＡＯＭ５のうちの選択用光学素子ＡＯＭ３を偶数番の選択用光学素子ＡＯＭｎに対して９０度回転させて配置する場合の構成を示す。選択用光学素子ＡＯＭ３は、レンズ系ＣＧ３を通ったＳ偏光の描画ビームを入射するので、回折効率が高い方向はＸＹ平面と平行なＹ方向になる。すなわち、選択用光学素子ＡＯＭ３内に生成される回折格子の周期方向がＹ方向になるように、選択用光学素子ＡＯＭ３を９０度回転して配置する。
このような選択用光学素子ＡＯＭ３の配置により、選択用光学素子ＡＯＭ３がオン状態のときに偏向されて射出するビームＬＢ３は、０次光の進行方向に対して、Ｙ方向に傾いて進む。そのため、０次光の光路からビームＬＢ３を分離して、ビームＬＢ３が支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ３をＺ方向に通過させるように、選択用光学素子ＡＯＭ３からのビームＬＢ３をＸＹ平面内で反射させるミラーＩＭ３ａと、ミラーＩＭ３ａで反射されたビームＬＢ３を開口部ＴＨ３に通すように−Ｚ方向に反射するミラーＩＭ３ｂが設けられる。他の奇数番の選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ５の各々についても、同様に、ミラーＩＭ１ａとＩＭ１ｂの組、ミラーＩＭ５ａとＩＭ５ｂの組が設けられる。さらに、図２２の構成では、描画用光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂに入射するビームＬＢｓ、ＬＢｐの偏光方向が直交していることから、描画用光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂはビーム入射軸の回りに相対的に９０度回転させた関係で配置することになる。
ただし、図２２中の偏光ビームスプリッタＢＳ１を振幅分割のビームスプリッタやハーフミラーにする場合は、ビームＬＢｗの偏光方向を一方向のみ（例えばＰ偏光）にすれば、描画用光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂの一方、奇数番の選択用光学素子ＡＯＭｎと偶数番の選択用光学素子ＡＯＭｎの一方を、図２３のように相対的に９０度回転させて配置する必要はない。
〔変形例２〕
第３の実施の形態では、６つの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の各々に対応した走査ユニットＵ１〜Ｕ６の全てが、ポリゴンミラーＰＭの全ての反射面ＲＰ毎に描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の各々に沿ったスポット光ＳＰの走査を行える構成となっている。そこで、奇数番の選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ３、ＡＯＭ５を順番に通ってきた描画ビーム（描画用光学素子ＡＯＭａで変調されたビーム）を入射するように、図２２の選択用光学素子ＡＯＭ５と吸収体ＴＲ２の間に、さらに３つの選択用光学素子ＡＯＭ７、ＡＯＭ９、ＡＯＭ１１を直列に設け、偶数番の選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ４、ＡＯＭ６を順番に通ってきた描画ビーム（描画用光学素子ＡＯＭｂで変調されたビーム）を入射するように、選択用光学素子ＡＯＭ６と吸収体ＴＲ１の間に、さらに３つの選択用光学素子ＡＯＭ８、ＡＯＭ１０、ＡＯＭ１２を直列に設ける。そして、選択用光学素子ＡＯＭ７〜ＡＯＭ１２の各々で偏向（スイッチング）されたビームＬＢ７〜ＬＢ１２が導入される６つの走査ユニットＵ７〜Ｕ１２を増設し、合計１２個の走査ユニットＵ１〜Ｕ１２を基板ＦＳの幅方向（Ｙ方向）に配置する。これによって、１２本の描画ラインＳＬ１〜ＳＬ１２の継ぎ描画露光が可能となり、Ｙ方向の最大露光幅を２倍に拡大できる。
この場合、走査ユニットＵ１〜Ｕ１２の各々のポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／３以下である場合、第１の描画モジュールとしてグループ化される奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５、Ｕ７、Ｕ９、Ｕ１１、および第２の描画モジュールとしてグループ化される偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６、Ｕ８、Ｕ１０、Ｕ１２は、いずれも、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの１面置きにビームＬＢｎを走査する。このようにすると、基板ＦＳのＹ方向の幅が大きくなった場合でも、走査ユニットＵ７〜Ｕ１２、選択用光学素子ＡＯＭ７〜ＡＯＭ１２等を追加するだけで、大きな露光領域Ｗ（図３）に対するパターン描画が可能となる。このように、６つの走査ユニットＵ７〜Ｕ１２と選択用光学素子ＡＯＭ７〜ＡＯＭ１２を増設して、１２個の走査ユニットＵ１〜Ｕ１２にする構成は、先の第２の実施の形態（図１７〜図１９）で説明した２つの光源装置１４Ａ、１４Ｂを用いる場合にも同様に適用できる。
〔変形例３〕
図２４は、変形例３による基板ＦＳの搬送形態と走査ユニットＵｎ（描画ラインＳＬｎ）との配置関係を示し、ここでは、変形例２のように１２個の走査ユニットＵ１〜Ｕ１２を設け、各走査ユニットＵｎの描画ラインＳＬ１〜ＳＬ１２をＹ方向に継ぎ描画露光できるように、回転ドラムＤＲ上に配置する。また、図１に示した基板搬送機構１２における回転ドラムＤＲや各種のローラＲ１〜Ｒ３、ＲＴ１、ＲＴ２等の回転軸方向（Ｙ方向）の長さをＨｄ、１２個の走査ユニットＵｎによる継ぎ描画によって露光可能なＹ方向の最大描画幅をＳｈ（Ｓｈ＜Ｈｄ）、露光可能な基板ＦＳ０の最大支持幅をＴｄとする。変形例３における１２の描画ラインＳＬ１〜ＳＬ１２の各々に対応する１２の走査ユニットＵ１〜Ｕ１２の各々は、図２２（第３の実施の形態）のように、１つの光源装置１４からのビームＬＢｗをビームスプリッタやハーフミラーで２分割する方式のビーム切換部材（ビーム配送ユニット）１６Ｂ、或いは、図１９（第２の実施の形態）のように、２つの光源装置１４Ａ、１４Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂを用いる方式のビーム切換部材（ビーム配送ユニット）１６Ａから、対応する１２のビームＬＢ１〜ＬＢ１２を時分割で入射するように構成される。したがって、例えば各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ１２のＹ方向の長さが５０ｍｍの場合、最大描画幅Ｓｈは６００ｍｍとなり、一例として最大支持幅Ｔｄとなる基板ＦＳ０の幅を６５０ｍｍ、回転ドラムＤＲの長さＨｄを７００ｍｍ程度にすることができる。
図２４のような描画装置によって、最大支持幅Ｔｄと同じ幅の基板ＦＳ０の露光を行う場合、先の図２、図３で示した４つのアライメント顕微鏡ＡＭ１〜ＡＭ４（観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ４）の他に、３つのアライメント顕微鏡ＡＭ５〜ＡＭ７（観察領域Ｖｗ５〜Ｖｗ７）をＹ方向に増設する。その場合、基板ＦＳ０の幅方向の両側に位置するアライメント顕微鏡ＡＭ１（観察領域Ｖｗ１）とアライメント顕微鏡ＡＭ７（観察領域Ｖｗ７）は、基板ＦＳ０の両側に、Ｘ方向に一定ピッチで形成されるアライメントマークを検出する。また、アライメント顕微鏡ＡＭ４（観察領域Ｖｗ４）は、最大支持幅Ｔｄのほぼ中央に位置するように配置される。
また、先の各実施の形態で説明したような６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々による描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６によって露光領域Ｗにパターン描画が可能な基板ＦＳ１の場合、その幅Ｔｄ１は、回転ドラムＤＲの最大支持幅Ｔｄの半分程度であるので、基板ＦＳ１は、例えば、回転ドラムＤＲの外周面の−Ｙ方向側に寄せて搬送される。その際、基板ＦＳ１上のアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４（図３）の各々は、４つのアライメント顕微鏡ＡＭ１〜ＡＭ４の各観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ４によって検出可能である。そして、基板ＦＳ１の露光の場合は、６つの走査ユニットＵ１〜Ｕ６だけを使用すればよいので、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々は、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰごとのビーム走査、またはポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置きのビーム走査のどちらのモードでも、各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６に沿ったスポット走査が可能である。
例えば、第２の実施の形態のように、２つの光源装置１４Ａ、１４Ｂの各々からのビームＬＢａ、ＬＢｂをともに使うように設定されている場合、光源装置１４ＡからのビームＬＢａは、奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５、Ｕ７、Ｕ９、Ｕ１１の各々に対応した選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ３、ＡＯＭ５、ＡＯＭ７、ＡＯＭ９、ＡＯＭ１１を直列に透過するように、ビーム切換部材１６Ａ内でグループ化され、光源装置１４ＡからのビームＬＢａは、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６、Ｕ８、Ｕ１０、Ｕ１２の各々に対応した選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ４、ＡＯＭ６、ＡＯＭ８、ＡＯＭ１０、ＡＯＭ１２を直列に透過するように、ビーム切換部材１６Ａ内でグループ化される。そして、基板ＦＳ１の露光の際には、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に出力される３つの原点信号ＳＺ１、ＳＺ３、ＳＺ５のみに基づいて、奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の順番で、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎のビーム走査が繰り返されるように制御され、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎に出力される３つの原点信号ＳＺ２、ＳＺ４、ＳＺ６のみに基づいて、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の順番で、ポリゴンミラーＰＭの連続した反射面ＲＰ毎のビーム走査が繰り返されるように制御される。
さらに、最大支持幅Ｔｄよりは小さく、基板ＦＳ１の幅Ｔｄ１よりも大きい幅Ｔｄ２の基板ＦＳ２に対して露光を行う場合は、基板ＦＳ２を回転ドラムＤＲの最大支持幅Ｔｄの中央部分に合せるようにして搬送する。その際、基板ＦＳ２上の露光領域Ｗは、Ｙ方向に連接した８個の走査ユニットＵ３〜Ｕ１０の各々による描画ラインＳＬ３〜ＳＬ１０によって描画されるものとする。このような場合、光源装置１４ＡからのビームＬＢａ（強度変調された描画ビーム）を入射する奇数番の４つの選択用光学素子ＡＯＭ３、ＡＯＭ５、ＡＯＭ７、ＡＯＭ９が、時分割でビームＬＢ３、ＬＢ５、ＬＢ７、ＬＢ９のいずれか１つを順番に生成し、光源装置１４ＢからのビームＬＢｂ（強度変調された描画ビーム）を入射する偶数番の４つの選択用光学素子ＡＯＭ４、ＡＯＭ６、ＡＯＭ８、ＡＯＭ１０が、時分割でビームＬＢ４、ＬＢ６、ＬＢ８、ＬＢ１０のいずれか１つを順番に生成するように制御される。したがって、少なくとも８個の走査ユニットＵ３〜Ｕ１０の各々は、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置きのビーム走査のモードに設定される。
そして、基板ＦＳ２の露光の際には、奇数番の走査ユニットＵ３、Ｕ５、Ｕ７、Ｕ９の各々のポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置きに出力される４つの副原点信号ＺＰ３、ＺＰ５、ＺＰ７、ＺＰ９のみに基づいて、奇数番の走査ユニットＵ３、Ｕ５、Ｕ７、Ｕ９の順番で、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置き毎にビーム走査が繰り返されるように制御され、偶数番の走査ユニットＵ４、Ｕ６、Ｕ８、Ｕ１０の各々のポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置きに出力される４つの副原点信号ＺＰ４、ＺＰ６、ＺＰ８、ＺＰ１０のみに基づいて、偶数番の走査ユニットＵ４、Ｕ６、Ｕ８、Ｕ１０の順番で、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置きのビーム走査が繰り返されるように制御される。なお、図２４では、基板ＦＳ２上の幅方向の両側に形成されるアライメントマーク（図３中のマークＭＫ１、ＭＫ４に相当）が、アライメント顕微鏡ＡＭ２、ＡＭ６の各観察領域Ｖｗ２、Ｖｗ６で検出されるような関係で配置されているが、露光領域ＷのＹ方向のサイズによっては、必ずしもそのような関係で配置できないこともある。その場合は、７つのアライメント顕微鏡ＡＭ１〜ＡＭ７のうちの幾つかをＹ方向に移動可能な構成を設け、観察領域Ｖｗ１〜Ｖｗ７のＹ方向の位置間隔を調整可能としておくとよい。
以上の変形例３によれば、露光すべき基板ＦＳの幅や露光領域ＷのＹ方向の寸法に応じて、必要な走査ユニットＵｎのみを使った効率的な露光が可能となる。また、図２４のように１２個の走査ユニットＵ１〜Ｕ１２の各々のポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／３以下である場合は、例えば、各ポリゴンミラーＰＭの３反射面ＲＰ置きにビーム走査を行うようにすれば、１つの光源装置１４からのビームであっても、最大描画幅Ｓｈに渡って良好にパターン描画が可能となる。
また、９個の走査ユニットＵ１〜Ｕ９で描画装置を構成する場合は、奇数番の５個の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５、Ｕ７、Ｕ９と、偶数番の４個の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６、Ｕ８とが使われる。そのため、９個の走査ユニットＵ１〜Ｕ９の全てによる描画ラインＳＬ１〜ＳＬ９によって露光領域Ｗにパターン描画する際は、ポリゴンミラーＰＭの走査効率が１／３以下である場合、例えば、各ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置きにビーム走査を行うようにすればよい。ただし、この場合は、奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５、Ｕ７、Ｕ９の各々の原点信号ＳＺｎから生成される副原点信号ＺＰ１、ＺＰ３、ＺＰ５、ＺＰ７、ＺＰ９のみを、その順番で参照することを繰り返して、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５、ＳＬ７、ＳＬ９の各々でのスポット走査を行い、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６、Ｕ８の各々の原点信号ＳＺｎから生成される副原点信号ＺＰ２、ＺＰ４、ＺＰ６、ＺＰ８のみを、その順番で参照することを繰り返して、偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６、ＳＬ８の各々でのスポット走査を行えばよい。
以上、変形例３では、描画ラインＳＬｎに沿って光源装置１４からのビームのスポット光ＳＰを走査する複数の走査ユニットＵｎを、各描画ラインＳＬｎによって描画されるパターンが基板ＦＳ上で描画ラインＳＬｎの方向（主走査方向）に継がれるように配置し、複数の走査ユニットと基板ＦＳとを主走査方向と交差する副走査方向に相対移動させる描画装置を用いたパターン描画方法であって、複数の走査ユニットＵｎのうちで、基板ＦＳの主走査方向の幅、または基板ＦＳ上のパターン描画される露光領域の主走査方向の幅、或いはその露光領域の位置に対応した特定の走査ユニットを選定することと、光源装置１４からのビームを配送するビーム配送ユニットを介して、特定の走査ユニットの各々で描画すべきパターンデータに基づいて強度変調された描画ビームを特定の走査ユニットの各々に択一的に順次供給することと、を含むパターン描画方法が提供される。これにより、変形例３では、基板ＦＳの幅が変わったり、基板ＦＳ上の露光領域Ｗの幅や位置が変わったりしても、基板ＦＳのＹ方向の搬送位置を適切に定めることで、高い継ぎ精度を維持した精密なパターン描画が可能となる。なお、その際、複数の走査ユニットの全てのポリゴンミラーＰＭの間で、回転速度や回転角度位相を同期させるのではなく、パターン描画に寄与する特定の走査ユニットのポリゴンミラーＰＭの間でだけ、回転速度や回転角度位相を同期させてもよい。
〔変形例４〕
さらに、９個の走査ユニットＵ１〜Ｕ９を使う描画装置の別の構成として、奇数番と偶数番とでグループ分けするのではなく、単純に、走査ユニットＵｎが並んだ順に２つのグループに分けることもできる。すなわち、６個の走査ユニットＵ１〜Ｕ６による第１の走査モジュールと、３個の走査ユニットＵ７〜Ｕ９による第２の走査モジュールとに分け、第１の走査モジュールに対しては、第１の光源装置１４ＡからのビームＬＢａを供給し、第２の走査モジュールに対しては、第２の光源装置１４ＢからのビームＬＢｂを供給するようにしてもよい。その場合、ポリゴンミラーＰＭの走査効率（α／β）が、１／４＜（α／β）≦１／３であると、第１の走査モジュール内の６個の走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々は、先の第１の実施の形態（図１３）と同様に、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置きのビーム走査によって、各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６に沿ったスポット光ＳＰの走査を行うことになる。
これに対して、第２の走査モジュール内の３個の走査ユニットＵ７〜Ｕ９の各々は、ポリゴンミラーＰＭの全ての反射面ＲＰ毎にビーム走査することができる。したがって、３個の走査ユニットＵ７〜Ｕ９の各々が、そのままポリゴンミラーＰＭの全ての反射面ＲＰ毎にビーム走査を行ってしまうと、６個の走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々による各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６におけるスポット光ＳＰの走査の繰り返し時間間隔ΔＴｃ１と、３個の走査ユニットＵ７〜Ｕ９の各々による各描画ラインＳＬ７〜ＳＬ９におけるスポット光ＳＰの走査繰り返し時間間隔ΔＴｃ２とが、ΔＴｃ１＝２ΔＴｃ２の関係になり、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６によって基板ＦＳ上に描画されるパターンと、描画ラインＳＬ７〜ＳＬ９によって基板ＦＳ上に描画されるパターンとは異なったものになってしまい、良好な継ぎ露光ができない。
そこで、ポリゴンミラーＰＭの全ての反射面ＲＰ毎のビーム走査が可能な３個の走査ユニットＵ７〜Ｕ９の各々においても、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ置きのビーム走査を行わせるように制御する。このような制御は、走査ユニットＵ７〜Ｕ９の各々から発生する原点信号ＳＺ７〜ＳＺ９を、図１１の回路、または図１９中の副原点生成回路ＣＡａｎ等に入力して副原点信号ＺＰ７〜ＺＰ９を生成すること、その副原点信号ＺＰ７〜ＺＰ９に応答して、対応する選択用光学素子ＡＯＭ７〜ＡＯＭ９の各々を一定時間Ｔｏｎだけ順次オン状態にするとともに、描画ラインＳＬ７〜ＳＬ９の各々で描画すべきパターンに対応した描画用のシリアルデータＤＬ７〜ＤＬ９の各々を第２の光源装置１４Ｂ内の電気光学素子３６の駆動回路３６ａに順次送出することで実現できる。
〔変形例５〕
図２５は、変形例５による選択用光学素子ＡＯＭｎのドライバ回路ＤＲＶｎの構成を示す。先の各実施の形態や変形例で説明したように、複数の走査ユニットＵｎの各々が、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰ以上置きにビーム走査するような場合、光源装置１４（１４Ａ、１４Ｂ）から射出されるビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）や、描画用光学素子ＡＯＭａ、ＡＯＭｂから射出されるビームＬＢｓ、ＬＢｐは、その光路に沿って配置された複数の選択用光学素子ＡＯＭｎを透過する。図２５では、ビームＬＢが、選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ２を透過した後、選択用光学素子ＡＯＭ３でスイッチングされて、走査ユニットＵ３に向かうビームＬＢ３が発生している。一般に、選択用光学素子ＡＯＭｎ内の光学材料は、紫外波長域のビームＬＢ（例えば波長３５５ｎｍ）に対して比較的高い透過率を有しているが、数パーセント程度の減衰率を持っている。
個々の選択用光学素子ＡＯＭｎの透過率を９５％とした場合、図２５のように選択用光学素子ＡＯＭ３がオン状態となるとき、選択用光学素子ＡＯＭ３に入射するビームＬＢの強度は、２つの選択用光学素子ＡＯＭ１、ＡＯＭ２による減衰を受けるので、選択用光学素子ＡＯＭ１に入射する元のビーム強度（１００％）に対して、約９０％（０．９５2）になる。さらに、６個の選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６が連なっている場合、最後の選択用光学素子ＡＯＭ６入射するビームＬＢの強度は、５つの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ５による減衰を受けるので、元のビーム強度（１００％）に対して、約７７％（０．９５5）になる。
このことから、６個の選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の各々に入射するビームＬＢの強度は、順番に、１００％、９５％、９０％、８５％、８１％、７７％となる。このことは、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の各々で偏向されて射出するビームＬＢ１〜ＬＢ６の強度も、その比率で変わってくることを意味する。そこで、本変形例５では、図１９で示した複数の選択用光学素子ＡＯＭｎの各々のドライバ回路ＤＲＶｎにおいて、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の駆動条件を調整して、ビームＬＢ１〜ＬＢ６の強度の変動を少なくするように制御する。
図２５において、ドライバ回路ＤＲＶ１〜ＤＲＶ６（ＤＲＶ５、ＤＲＶ６は図示を省略）はいずれも同じ構成であるので、詳細な説明はドライバ回路ＤＲＶ１のみについて行う。先の図１９に示したように、ドライバ回路ＤＲＶ１〜ＤＲＶ６の各々には、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６（図２５では、ＡＯＭ５、ＡＯＭ６の図示を省略）の各々のオン状態の時間Ｔｏｎを設定する情報と副原点信号ＺＰ１〜ＺＰ６とが入力される。また、図２５の構成では、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の各々に超音波を印加するための高周波発信源２００が共通に設けられる。ドライバ回路ＤＲＶ１は、高周波発信源２００からの高周波信号を受けて、それを高電圧の振幅に増幅するアンプ２０２に伝達するか否かを高速に切替えるスイッチング素子２０１と、時間Ｔｏｎを設定する情報と副原点信号ＺＰ１とに基づいてスイッチング素子２０１の開閉を制御するロジック回路２０３と、アンプ２０２の増幅率（ゲイン）を調整して選択用光学素子ＡＯＭ１に印加する高圧の高周波信号の振幅を調整するゲイン調整器２０４とを備える。
選択用光学素子ＡＯＭ１に印加する高圧の高周波信号の振幅を許容範囲内で変えると、選択用光学素子ＡＯＭ１の回折効率が微調でき、偏向されて射出するビームＬＢ１（１次回折光）の強度を変えることが可能である。そこで、本変形例５では、光源装置１４に近い側の選択用光学素子ＡＯＭ１のドライバ回路ＤＲＶ１から、光源装置１４から離れた側の選択用光学素子ＡＯＭ６のドライバ回路ＤＲＶ６の順に、各選択用光学素子ＡＯＭｎに印加される高圧の高周波信号の振幅が高くなるように、ゲイン調整器２０４を調整する。例えば、ビームＬＢの光路の終端の選択用光学素子ＡＯＭ６に印加される高圧の高周波信号の振幅を最も回折効率が高くなるような値Ｖａ６に設定し、ビームＬＢの光路の最初の選択用光学素子ＡＯＭ１に印加される高圧の高周波信号の振幅を、許容範囲内で回折効率が低下した状態となるような値Ｖａ１に設定する。その間の選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ５に印加される高圧の高周波信号の振幅Ｖａ２〜Ｖａ５は、Ｖａ１＜Ｖａ２＜Ｖａ３＜Ｖａ４＜Ｖａ５＜Ｖａ６になるように設定される。
以上の設定により、６個の選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の各々から射出されるビームＬＢ１〜ＬＢ６の強度バラツキを緩和、若しくは抑えることが可能である。これによって、各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の各々によって描画されるパターンの露光量のバラツキを抑えることができ、高精度なパターン描画が可能となる。なお、各ドライバ回路ＤＲＶ１〜ＤＲＶ６によって設定される高圧の高周波信号の振幅Ｖａ１〜Ｖａ６は、その順番で漸次大きくする必要はなく、例えば、Ｖａ１＝Ｖａ２＜Ｖａ３＝Ｖａ４＜Ｖａ５＝Ｖａ６の関係であってもよい。また、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６毎に、スポット光ＳＰとなる描画用のビームＬＢ１〜ＬＢ６の強度を調整する方式は、変形例５のような方法以外に、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６内の光路中に、所定の透過率を有する減光フィルタ（ＮＤフィルタ）を設ける方法であってもよい。
なお、図２５のドライバ回路ＤＲＶｎでは、高周波発信源２００からの高周波信号をスイッチング素子２０１によってアンプ２０２に伝達するか否かを切替えるものとした。しかしながら、選択用光学素子ＡＯＭｎのオン／オフの切替え時の応答性（立上り特性）を高めるために、回折効率が実質的にゼロとみなせる状態、例えば、１次回折光の強度がオン時の強度に対して１／１０００以下になるような低レベルの高周波信号を、選択用光学素子ＡＯＭｎに常に印加し続け、オン状態のときだけ適正な高レベルの高周波信号を選択用光学素子ＡＯＭｎに印加するようにしてもよい。図２６は、そのようなドライバ回路ＤＲＶｎの構成を示し、ここでは代表してドライバ回路ＤＲＶ１の構成を示し、図２５中の部材と同じものには同じ符号を付してある。
図２６の構成では、直列接続された２つの抵抗ＲＥ１、ＲＥ２を追加する。抵抗ＲＥ１、ＲＥ２の直列回路は、スイッチング素子２０１の手前で高周波発信源２００に並列に挿入され、抵抗比ＲＥ２／（ＲＥ１＋ＲＥ２）で分圧された高周波発信源２００からの高周波信号が、常時アンプ２０２に印加されている。抵抗ＲＥ２を可変抵抗器にし、スイッチング素子２０１がオフ（非導通）状態のときに、選択用光学素子ＡＯＭ１から射出する１次回折光、すなわち、ビームＬＢ１の強度が充分に小さな値（例えば本来の強度の１／１０００以下）となるように、選択用光学素子ＡＯＭ１に印加される高周波信号のレベルを調整する。このように、抵抗ＲＥ１、ＲＥ２によって、選択用光学素子ＡＯＭ１に高周波信号のバイアス（嵩上げ）を印加することで、応答性を高められる。なお、この場合、スイッチング素子２０１がオフ（非導通）状態の間も、極めて弱い強度ではあるが、ビームＬＢ１が対応する走査ユニットＵ１に入射するので、何らかのトラブルによって、描画動作中に基板ＦＳの搬送速度が低減したり、停止したりするような場合は、光源装置１４（１４Ａ、１４Ｂ）の出口に設けたシャッタを閉じたり、減光フィルターを挿入したりする。
〔変形例６〕
以上の各実施の態様、各変形例では、シート状の基板ＦＳを回転ドラムＤＲの外周面に密接させた状態で、円筒面状に湾曲した基板ＦＳの表面に、複数の走査ユニットＵｎの各々による描画ラインＳＬｎに沿ってパターン描画を行うようにした。しかしながら、例えば、国際公開第２０１３／１５０６７７号公報に開示されているように、基板ＦＳを平面状に支持しつつ長尺方向に送りながら露光処理するような構成であってもよい。この場合、基板ＦＳの表面がＸＹ平面と平行に設定されるものとすると、例えば、図１、図２に示した奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の各照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の各照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６とが、ＸＺ平面と平行な面内でみると互いにＺ軸と平行で、且つ、Ｘ方向に一定の間隔で位置するように複数の走査ユニットＵ１〜Ｕ６を配置すればよい。
１０…デバイス製造システム １２…基板搬送機構
１４、１４Ａ、１４Ｂ…光源装置 １６、１６Ａ、１６Ｂ…ビーム切換部材
１８…露光ヘッド ２０…制御装置
３０、３２…ＤＦＢ半導体レーザ素子 ３４、３８…偏向ビームスプリッタ
３５…レーザ光源部 ３６…電気光学素子
３６ａ…駆動回路 ４２…励起光源
４４…コンバイナ ４６…ファイバー光増幅器
４８、５０…波長変換光学素子 ５２…制御回路
５２ａ…クロック発生器 ６０…原点センサ
６０ａ…ビーム送光系 ６０ｂ…ビーム受光系
８０…分周器 ８２…遅延回路
１００…回転制御部 １０２…ビーム切換制御部
１０２ａ…駆動制御部 １０４…描画データ出力制御部
１０６…露光制御部 １０６ａ…カウンタ回路
１１０、１１２、１１４、１１６、１１８、１２０…生成回路
２００…高周波発信源 ２０１…スイッチング素子
２０２…アンプ ２０３…ロジック回路
２０４…ゲイン調整器
ＡＭｍ…アライメント顕微鏡 ＡＯＭｎ…選択用光学素子
ＡＯＭ、ＡＯＭａ、ＡＯＭｂ…描画用光学素子
ＢＭ１〜ＢＭ６…メモリ部 ＣＡｎ、ＣＡａｎ…副原点生成回路
ＣＮ１〜ＣＮ６…カウンタ部 ＤＬｎ…シリアルデータ
ＤＲ…回転ドラム ＥＮｎ…エンコーダ
ＥＸ…露光装置 Ｆｓ…発光周波数（発振周波数）
ＦＳ、ＦＳ０〜ＦＳ２…基板 ＦＴ…ｆθレンズ
ＩＵＢ…支持部材 ＬＣＣ…論理回路
ＬＢ、ＬＢｎ、ＬＢｐ、ＬＢｓ、ＬＢｗ…ビーム
ＯＭ１、ＯＭ２、ＯＭ３…光学素子モジュール
ＰＭ…ポリゴンミラー ＲＰ…反射面
ＳＤ、ＳＤａ、ＳＤｂ…スケール部 Ｓｄｗ…描画ビット列データ
ＳＬｎ…描画ライン ＳＰ…スポット光
ＳＷＥ…配置切換部材 ＳＺｎ、ＳＺｎ´…原点信号
Ｕｎ…走査ユニット ＺＰｎ…副原点信号

Claims (6)

  1. 光源装置からのビームを繰り返し偏向するために一定の回転速度で回転する回転多面鏡と、偏向された前記ビームを入射して被照射体上で１次元走査されるスポット光に集光する投射光学系とを備えた走査ユニットを、所定の位置関係で複数配置した走査モジュールを複数有するビーム走査装置であって、
    複数の前記走査ユニットのうち前記スポット光の１次元走査を行う前記走査ユニットに、前記光源装置からの前記ビームが入射するように、前記ビームの光路を切り換えるビーム切換部材と、
    各前記走査ユニットの前記回転多面鏡による前記ビームの偏向が、前記回転多面鏡の連続した反射面毎に繰り返される第１の状態と、前記回転多面鏡の少なくとも１つ置きの反射面毎に繰り返される第２の状態とのいずれか一方に切り換わるように、前記ビーム切換部材を制御して、複数の前記走査ユニットの各々に前記スポット光の１次元走査を順番に行わせるビーム切換制御部と、
    を備え、
    前記ビーム切換制御部は、前記第１の状態の場合は、各前記走査モジュールの１つの前記走査ユニットが並行して前記スポット光の１次元走査を行うように前記ビーム切換部材を制御して、前記走査モジュール毎に、前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットの各々に前記スポット光の１次元走査を順番に行わせ、前記第２の状態の場合は、全ての前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットのうち、１つの走査ユニットが前記スポット光の１次元走査を行うように前記ビーム切換部材を制御して、全ての前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットの各々に前記スポット光の１次元走査を順番に行わせる、ビーム走査装置。
  2. 請求項１に記載のビーム走査装置であって、
    前記ビーム切換制御部は、前記第１の状態の場合は、各前記走査モジュールに、前記光源装置からの前記ビームが並行して入射するように前記ビーム切換部材を制御する、ビーム走査装置。
  3. 請求項１又は２に記載のビーム走査装置であって、
    前記ビーム切換部材は、
    前記光源装置からの前記ビームの進行方向に沿って直列に配置され、前記ビームの光路を切り換えて、前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットのうち、前記ビームが入射する前記走査ユニットを１つ選択する複数の選択用光学素子を備え、複数の前記走査モジュールに対応して設けられた複数の光学素子モジュールと、
    前記光源装置からの前記ビームを複数の前記光学素子モジュールの各々に並行して入射させるために、前記ビームの進行方向に関して、複数の前記光学素子モジュールを並列に配置した第１の配置状態と、前記光源装置からの前記ビームを複数の前記光学素子モジュールに入射させるために、前記ビームの進行方向に関して、複数の前記光学素子モジュールを直列に配置した第２の配置状態とに切り換える配置切換部材と、
    を有し、
    前記ビーム切換制御部は、前記第１の状態の場合は、前記配置切換部材を制御して複数の前記光学素子モジュールを前記第１の配置状態にし、前記第２の状態の場合は、前記配置切換部材を制御して複数の前記光学素子モジュールを前記第２の配置状態にする、ビーム走査装置。
  4. 請求項３に記載のビーム走査装置であって、
    前記光学素子モジュールの複数の前記選択用光学素子の各々は、前記光学素子モジュールが対応する前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットの各々に対応して設けられ、対応する前記走査ユニットに前記ビームを入射させるか否かを切り換える、ビーム走査装置。
  5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のビーム走査装置であって、
    前記第１の状態の場合は、前記走査モジュール毎に、複数の前記走査ユニットの前記回転多面鏡の回転角度位置が一定の角度分ずつ位相がずれるように、前記回転多面鏡の回転を制御して、走査モジュール毎に、１つの前記走査ユニットによる前記スポット光の１次元走査から次の１次元走査が行われるまでの間に、他の複数の前記走査ユニットによる前記スポット光の１次元走査を順番に行わせ、前記第２の状態の場合は、全ての前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットの前記回転多面鏡の回転角度位置が一定の角度分ずつ位相がずれるように、前記回転多面鏡の回転を制御して、全ての前記走査モジュールの複数の前記走査ユニットのうち、いずれか１つの前記走査ユニットよる前記スポット光の１次元走査から次の１次元走査が行われるまでの間に、それ以外の複数の前記走査ユニットによる前記スポット光の１次元走査を順番に行わせる回転制御部を備える、ビーム走査装置。
  6. 一定の回転速度で回転する回転多面鏡によって繰り返し偏向されるビームを入射して被照射体上で１次元走査されるスポット光に集光する投射光学系を備えた走査ユニットを、所定の位置関係で複数配置したビーム走査装置によって、前記被照射体をビーム走査するビーム走査方法であって、
    前記ビーム走査装置は、前記走査ユニットの２つ以上を所定の位置関係で配置した第１の走査モジュールと、前記走査ユニットの２つ以上を所定の位置関係で配置した第２の走査モジュールと、前記ビームを射出する光源装置とを含み、
    複数の前記走査ユニットの各々の前記回転多面鏡の回転角度位置が互いに所定の位相関係となるように複数の前記回転多面鏡を同期回転させることと、
    前記回転多面鏡による前記ビームの偏向が、前記回転多面鏡の連続した反射面毎に繰り返されるように、前記第１の走査モジュールと前記第２の走査モジュールの各々に、前記光源装置からの前記ビームを並行して入射する状態に設定して、前記ビームが入射する前記走査ユニットを切り換えることで、複数の前記走査ユニットの各々が前記スポット光の１次元走査を順番に行う第１の走査工程と、
    前記回転多面鏡による前記ビームの偏向が、前記回転多面鏡の少なくとも１つ置きの反射面毎に繰り返されるように、前記ビームが入射する前記走査ユニットを切り換えることで、複数の前記走査ユニットの各々が前記スポット光の１次元走査を順番に行う第２の走査工程と、
    前記第１の走査工程と前記第２の走査工程とを切り換える切換工程と、
    を含み、
    前記第１の走査工程では、前記走査モジュール毎に、複数の前記走査ユニットの前記回転多面鏡の回転角度位置が一定の角度分ずつ位相がずれるように、前記回転多面鏡の回転を制御して、前記走査モジュール毎に、１つの前記走査ユニットによる前記スポット光の１次元走査から次の１次元走査が行われるまでの間に、他の複数の前記走査ユニットが前記スポット光の１次元走査を順番に行い、
    前記第２の走査工程では、前記第１の走査モジュールと前記第２の走査モジュールの各々に含まれる前記走査ユニットの前記回転多面鏡の回転角度位置が一定の角度分ずつ位相がずれるように、前記回転多面鏡の回転を制御して、複数の前記走査ユニットのうち、いずれか１つの前記走査ユニットよる前記スポット光の１次元走査から次の１次元走査が行われるまでの間に、それ以外の複数の前記走査ユニットが前記スポット光の１次元走査を順番に行う、ビーム走査方法。
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