JPWO2018066159A1 - パターン描画装置、およびパターン描画方法 - Google Patents

パターン描画装置、およびパターン描画方法 Download PDF

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Abstract

パターン描画装置（ＥＸ）は、複数の描画ユニット（Ｕｎ）によって描画すべき基板（Ｐ）上の被露光領域の位置を計測する位置計測部（ＭＵ）と、描画ユニット（Ｕｎ）の各々で描画されるパターンの被露光領域に対する位置誤差を低減する為に、位置計測部（ＭＵ）で計測された位置に基づいて描画ユニット（Ｕｎ）の各々によるスポット光（ＳＰ）の位置を基板（Ｐ）の移動中に第２方向に調整する第１調整部材（ＨＶＰ）と、描画ユニット（Ｕｎ）の各々で描画されるパターンの第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、描画ユニット（Ｕｎ）の各々によるスポット光（ＳＰ）の位置を基板（Ｐ）の移動中に第１調整部材（ＨＶＰ）よりも高い応答性で第２方向に調整する第２調整部材（ＡＯＭ１）と、を備える。

Description

本発明は、被照射体上に照射されるスポット光を走査してパターンを描画するパターン描画装置およびパターン描画方法に関する。
回転ポリゴンミラーを用いた描画装置として、例えば、特開２００８−２００９６４号公報に開示されているように、ポリゴンミラーを有するレーザ露光部を複数備え、ポリゴンミラーによって露光ビームが走査される主走査方向における走査領域の一部（端部）を重複させて、複数のレーザ露光部からの露光ビームで分担して画像を描画する画像形成装置が知られている。特開２００８−２００９６４号公報の装置では、走査領域の端部で重複する領域で露光ビームが、ポリゴンミラーの複数の反射面の面倒れの違いによって、主走査方向と直交した副走査方向にずれることを低減するために、複数のレーザ露光部の各々のポリゴンミラーの回転を同期させる際に、１つのポリゴンミラーによって描画される画像と、他のポリゴンミラーによって描画される画像との重複領域で、画像の副走査方向のずれが少なくなるように、２つのポリゴンミラーの反射面の組み合わせ（回転方向の角度位相）を調整している。また、特開２００８−２００９６４号公報には、ポリゴンミラーを含むレーザ露光部を機械的に副走査方向に移動させる機構を設けて、画像の重複領域でのずれを少なくするように調整することも開示されている。
本発明の第１の態様は、基板上にスポットとして集光される描画ビームを第１方向に走査してパターンを描画する描画ユニットが前記第１方向に複数配置され、前記基板の前記第１方向と交差する第２方向への移動により、複数の前記描画ユニットで描画されるパターンを前記第１方向に継ぎ合わせて描画するパターン描画装置であって、前記複数の描画ユニットによって描画すべき前記基板上の被露光領域の位置を計測する位置計測部と、前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記被露光領域に対する位置誤差を低減する為に、前記位置計測部で計測された位置に基づいて前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第２方向に調整する第１調整部材と、前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第１調整部材よりも高い応答性で前記第２方向に調整する第２調整部材と、を備える。
本発明の第２の態様は、第１方向に配置された複数の描画ユニットの各々から投射される描画ビームのスポットを基板上で前記第１方向に走査し、前記基板を前記第１方向と交差する第２方向に移動させて、前記複数の描画ユニットの各々で描画されるパターンを前記第１方向に継いで描画するパターン描画方法であって、前記基板に形成された基準パターンの位置を前記基板の移動中に検出し、前記基板上の被露光領域の位置を計測する計測段階と、前記描画ユニットの各々で描画されるパターンを、前記計測段階で計測された位置に基づいて前記被露光領域に位置合わせする為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第２方向に調整する第１の調整段階と、前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を、前記第１の調整段階よりも微細に前記第２方向に調整する第２の調整段階と、を含む。
本発明の第３の態様は、基板上に描画すべきパターンに応じて強度変調された描画ビームを主走査方向に１次元走査する回転多面鏡と、１次元走査された前記描画ビームを前記基板上にスポット光として集光する走査用光学系とを備え、前記スポット光の前記主走査方向の走査と、前記基板と前記スポット光との前記主走査方向と交差した副走査方向への相対移動とによって、前記基板上にパターンを描画するパターン描画装置であって、前記主走査方向に１次元走査される前記スポット光を前記副走査方向に位置調整する為に、前記回転多面鏡に入射する前の前記描画ビームの光路中、又は前記回転多面鏡から前記基板までの前記描画ビームの光路中に配置される機械光学的な第１調整部材と、前記主走査方向に１次元走査される前記スポット光を前記副走査方向に位置調整する為に、前記回転多面鏡に入射する前の前記描画ビームの光路中であって、前記第１調整部材よりも手前の光路中に配置される電気光学的な第２調整部材と、を備える。
基板に露光処理を施す第１の実施の形態によるパターン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。 図１の露光装置の構成を示す構成図である。 図２に示す回転ドラムに基板が巻き付けられた状態を示す詳細図である。 基板上で走査され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。 図２に示す走査ユニットの光学的な構成を示す図である。 図２に示すビーム切換部の構成図である。 図２に示す光源装置の構成を示す図である。 図７に示す光源装置内の信号発生部が発生するクロック信号と描画ビット列データと偏光ビームスプリッタから射出されるビームとの関係を示すタイムチャートである。 図２に示す露光装置の電気的な制御系の構成を示すブロック図である。 図５に示した走査ユニット内の原点センサから出力される原点信号および原点信号に応じて図９に示す選択素子駆動制御部が生成する入射許可信号を示すタイムチャートである。 図２に示す光源装置内の信号発生部の構成を示すブロック図である。 図１１に示す信号発生部の各部から出力される信号を示すタイムチャートである。 図１３Ａは、局所倍率補正が行われていない場合に描画されるパターンを説明する図であり、図１３Ｂは、図１２に示すタイムチャートにしたがって局所倍率補正（縮小）が行われた場合に描画されるパターンを説明する図である。 第１の実施の形態における選択用光学素子の代わりに設けられる変形例１によるビーム切換部の構成を示す図である。 図６に示したビーム切換部における選択用光学素子を図１４の変形例１に置き換えた場合の変形例２によるビーム切換部の構成を示す図である。 図１５に示した変形例２のビーム切換部に組み込まれるビームシフターの詳細な光学配置を示す図である。 図１７Ａは、変形例３として選択用光学素子の代わりに使われるプリズム状の電気光学素子を示し、図１７Ｂは、他の電気光学素子の例を示す図である。 第２の実施の形態における光源装置のパルス光発生部内の波長変換部の構成を詳細に示す図である。 第２の実施の形態における光源装置から最初の選択用光学素子までのビームの光路を示す図である。 第２の実施の形態における選択用光学素子から次段の選択用光学素子までの光路と選択用光学素子のドライバ回路の構成を示す図である。 第２の実施の形態における選択用光学素子の後の選択用のユニット側入射ミラーでのビーム選択とビームシフトの様子を説明する図である。 第２の実施の形態におけるポリゴンミラーから基板までのビームの振る舞いを説明する図である。 第３の実施の形態における走査ユニットの具体的な構成を示す図である。 図２４Ａは、図２３に示した走査ユニット内に設けられる平行平板によってビーム位置が調整される様子を説明する図であり、平行平板の互いに平行な入射面と射出面がビームの中心線（主光線）に対して９０度になっている状態を示す図、図２４Ｂは、図２３に示した走査ユニット内に設けられる平行平板によってビーム位置が調整される様子を説明する図であり、平行平板の互いに平行な入射面と射出面がビームの中心線（主光線）に対して９０度から傾いている状態を示す図である。 第４の実施の形態におけるパターン描画装置を制御する制御装置の概略的な構成を示すブロック図である。 図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）内の光路の一部の光路におけるビームの状態を模式的に誇張して示したものである。 図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）のポリゴンミラーから基板までの光学系配置を示したものである。
本発明の態様に係るパターン描画装置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）Ｐ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、基板Ｐに所定の処理（露光処理等）を施して、電子デバイスを製造するシステム（基板処理装置）である。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、フィルム状のタッチパネル、液晶表示パネル用のフィルム状のカラーフィルター、フレキシブル配線、または、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）Ｐをロール状に巻いた供給ロールＦＲ１から基板Ｐが送出され、送出された基板Ｐ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Ｐを回収ロールＦＲ２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Ｐは、基板Ｐの移動方向（搬送方向）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。第１の実施の形態においては、フィルム状の基板Ｐが、少なくとも処理装置（第１の処理装置）ＰＲ１、処理装置（第２の処理装置）ＰＲ２、露光装置（第３の処理装置）ＥＸ、処理装置（第４の処理装置）ＰＲ３、および、処理装置（第５の処理装置）ＰＲ４を経て、回収ロールＦＲ２に巻き取られるまでの例を示している。
なお、本第１の実施の形態では、Ｘ方向は、水平面内において、基板Ｐが供給ロールＦＲ１から回収ロールＦＲ２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Ｐ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Ｐ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Ｐの厚みや剛性（ヤング率）は、デバイス製造システム１０の搬送路を通る際に、基板Ｐ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Ｐ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Ｐは、処理装置ＰＲ１、処理装置ＰＲ２、露光装置ＥＸ、処理装置ＰＲ３、および、処理装置ＰＲ４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Ｐ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Ｐは、フロート法等で製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルム、箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。
ところで、基板Ｐの可撓性（flexibility）とは、基板Ｐ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Ｐ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Ｐの材質、大きさ、厚さ、基板Ｐ上に成膜される層構造、温度、または、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Ｐ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Ｐを滑らかに搬送できれば、可撓性の範囲といえる。
処理装置ＰＲ１は、供給ロールＦＲ１から搬送されてきた基板Ｐを処理装置ＰＲ２に向けて所定の速度で長尺方向に沿った搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して塗布処理を行う塗布装置である。処理装置ＰＲ１は、基板Ｐの表面に感光性機能液を選択的または一様に塗布する。この感光性機能液が表面に塗布された基板Ｐは処理装置ＰＲ２に向けて搬送される。
処理装置ＰＲ２は、処理装置ＰＲ１から搬送されてきた基板Ｐを露光装置ＥＸに向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して乾燥処理を行う乾燥装置である。処理装置ＰＲ２は、熱風またはドライエアー等の乾燥用エアー（温風）を基板Ｐの表面に吹き付けるブロワー、赤外線光源、セラミックヒーター等によって感光性機能液に含まれる溶剤または水を除去して、感光性機能液を乾燥させる。これにより、基板Ｐの表面に感光性機能層（光感応層）となる膜が選択的または一様に形成される。なお、ドライフィルムを基板Ｐの表面に貼り付けることで、基板Ｐの表面に感光性機能層を形成してもよい。この場合は、処理装置ＰＲ１および処理装置ＰＲ２に代えて、ドライフィルムを基板Ｐに貼り付ける貼付装置（処理装置）を設ければよい。
ここで、この感光性機能液（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。感光性機能液（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Ｐ上の紫外線で露光されたパターン部分が撥液性から親液性に改質される。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）または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となるパターン層を形成することができる。感光性機能液（層）として、感光性還元剤を用いる場合は、基板Ｐ上の紫外線で露光されたパターン部分にメッキ還元基が露呈する。そのため、露光後、基板Ｐを直ちにパラジウムイオン等を含むメッキ液中に一定時間浸漬することで、パラジウムによるパターン層が形成（析出）される。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してもよい。その場合は、露光装置ＥＸへ送られる基板Ｐ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の実施の形態では、感光性機能液（層）として感光性還元剤が用いられる。
露光装置ＥＸは、処理装置ＰＲ２から搬送されてきた基板Ｐを処理装置ＰＲ３に向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して露光処理を行う処理装置である。露光装置ＥＸは、基板Ｐの表面（感光性機能層の表面、すなわち、感光面）に、電子デバイス用のパターン（例えば、電子デバイスを構成するＴＦＴの電極や配線等のパターン）に応じた光パターンを照射する。これにより、感光性機能層に前記パターンに対応した潜像（改質部）が形成される。
本第１の実施の形態においては、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（パターン描画装置）である。後で詳細に説明するが、露光装置ＥＸは、基板Ｐを＋Ｘ方向（副走査の方向）に搬送しながら、露光用のパルス状のビームＬＢ（パルスビーム）のスポット光ＳＰを、基板Ｐの被照射面（感光面）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、パターン情報）に応じて高速に変調（オン／オフ）する。これにより、基板Ｐ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Ｐ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Ｐの被照射面上で相対的に２次元走査されて、基板Ｐに所定のパターンが描画露光される。また、基板Ｐ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被露光領域Ｗは、基板Ｐ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４参照）。この被露光領域Ｗに電子デバイスが形成されるので、被露光領域Ｗは、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。
処理装置ＰＲ３は、露光装置ＥＸから搬送されてきた基板Ｐを処理装置ＰＲ４に向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して湿式処理を行う湿式処理装置である。本第１の実施の形態では、処理装置ＰＲ３は、基板Ｐに対して湿式処理の一種であるメッキ処理を行う。つまり、基板Ｐを処理槽に貯蔵されたメッキ液に所定時間浸漬する。これにより、感光性機能層の表面に潜像に応じたパターン層が析出（形成）される。つまり、基板Ｐの感光性機能層上のスポット光ＳＰの照射部分と非照射部分の違いに応じて、基板Ｐ上に所定の材料（例えば、パラジウム）が選択的に形成され、これがパターン層となる。
なお、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、湿式処理の一種である液体（例えば、導電性インク等を含有した液体）の塗布処理またはメッキ処理が処理装置ＰＲ３によって行われる。この場合であっても、感光性機能層の表面に潜像に応じたパターン層が形成される。つまり、基板Ｐの感光性機能層のスポット光ＳＰの照射部分と被照射部分の違いに応じて、基板Ｐ上に所定の材料（例えば、導電性インクまたはパラジウム等）が選択的に形成され、これがパターン層となる。また、感光性機能層としてフォトレジストを採用する場合は、処理装置ＰＲ３によって、湿式処理の一種である現像処理が行われる。この場合は、この現像処理によって、潜像に応じたパターンが感光性機能層（フォトレジスト）に形成される。
処理装置ＰＲ４は、処理装置ＰＲ３から搬送されてきた基板Ｐを回収ロールＦＲ２に向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して洗浄・乾燥処理を行う洗浄・乾燥装置である。処理装置ＰＲ４は、湿式処理が施された基板Ｐに対して純水による洗浄を行い、その後ガラス転移温度以下で、基板Ｐの水分含有率が所定値以下になるまで乾燥させる。
なお、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た場合は、処理装置ＰＲ４は、基板Ｐに対してアニール処理と乾燥処理を行うアニール・乾燥装置であってもよい。アニール処理は、塗布された導電性インクに含有されるナノ粒子同士の電気的な結合を強固にするために、例えば、ストロボランプからの高輝度のパルス光を基板Ｐに照射する。感光性機能層としてフォトレジストを採用した場合は、処理装置ＰＲ４と回収ロールＦＲ２との間に、エッチング処理を行う処理装置（湿式処理装置）ＰＲ５と、エッチング処理が施された基板Ｐに対して洗浄・乾燥処理を行う処理装置（洗浄・乾燥装置）ＰＲ６とを設けてもよい。これにより、感光性機能層としてフォトレジストを採用した場合は、エッチング処理が施されることで、基板Ｐにパターン層が形成される。つまり、基板Ｐの感光性機能層のスポット光ＳＰの照射部分と被照射部分の違いに応じて、基板Ｐ上に所定の材料（例えば、アルミニウム（Ａｌ）または銅（Ｃｕ）等）が選択的に形成され、これがパターン層となる。処理装置ＰＲ５、ＰＲ６は、送られてきた基板Ｐを回収ロールＦＲ２に向けて所定の速度で基板Ｐを搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送する機能を有する。複数の処理装置ＰＲ１〜ＰＲ４（必要に応じて処理装置ＰＲ５、ＰＲ６も含む）が、基板Ｐを＋Ｘ方向に搬送する機能は基板搬送装置として構成される。
このようにして、各処理が施された基板Ｐは回収ロールＦＲ２によって回収される。デバイス製造システム１０の少なくとも各処理を経て、１つのパターン層が基板Ｐ上に形成される。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、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Ｐが巻き取られた回収ロールＦＲ２を供給ロールＦＲ１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。処理後の基板Ｐは、複数の電子デバイスが所定の間隔をあけて基板Ｐの長尺方向に沿って連なった状態となる。つまり、基板Ｐは、多面取り用の基板となっている。
電子デバイスが連なった状態で形成された基板Ｐを回収した回収ロールＦＲ２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ＦＲ２が装着されたダイシング装置は、処理後の基板Ｐを電子デバイス（デバイス形成領域である被露光領域Ｗ）毎に分割（ダイシング）することで、複数の枚葉となった電子デバイスにする。基板Ｐの寸法は、例えば、幅方向（短尺となる方向）の寸法が１０ｃｍ〜２ｍ程度であり、長さ方向（長尺となる方向）の寸法が１０ｍ以上である。なお、基板Ｐの寸法は、上記した寸法に限定されない。
図２は、露光装置ＥＸの構成を示す構成図である。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、所定の湿度に保つことで、内部において搬送される基板Ｐの温度による形状変化を抑制するとともに、基板Ｐの吸湿性や搬送に伴って発生する静電気の帯電等を考慮した湿度に設定される。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専用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、同一構成の２つの光源装置（光源）ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）と、ビーム切換部（電気光学偏向装置を含む）ＢＤＵと、露光ヘッド（走査装置）１４と、制御装置１６と、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍ（なお、ｍ＝１、２、３、４）と、複数のエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（なお、ｊ＝１、２、３、４）とを少なくとも備えている。制御装置（制御部）１６は、露光装置ＥＸの各部を制御するものである。この制御装置１６は、コンピュータとプログラムが記録された記録媒体等とを含み、該コンピュータがプログラムを実行することで、本第１の実施の形態の制御装置１６として機能する。
基板搬送機構１２は、デバイス製造システム１０の前記基板搬送装置の一部を構成するものであり、処理装置ＰＲ２から搬送される基板Ｐを、露光装置ＥＸ内で所定の速度で搬送した後、処理装置ＰＲ３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Ｐの搬送路が規定される。基板搬送機構１２は、基板Ｐ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、処理装置ＰＲ２から搬送される基板Ｐの幅方向（Ｙ方向であって基板Ｐ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かけられた状態で搬送されている基板Ｐの幅方向の端部（エッジ）における位置が、目標位置に対して±十数μｍ〜数十μｍ程度の範囲（許容範囲）に収まるように、基板Ｐを幅方向に移動させて、基板Ｐの幅方向における位置を調整する。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かけられた状態で基板Ｐが掛け渡されるローラと、基板Ｐ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）とを有する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、前記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Ｐの幅方向における位置を調整する。駆動ローラ（ニップローラ）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Ｐの表裏両面を保持しながら回転し、基板Ｐ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Ｐ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Ｐの幅方向における位置と適宜調整するとともに、基板Ｐ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する。回転ドラムＤＲは、この外周面（円周面）に倣って基板Ｐの一部を長尺方向に円筒面状に湾曲させて支持（保持）しつつ、中心軸ＡＸｏを中心に回転して基板Ｐを＋Ｘ方向に搬送する。回転ドラムＤＲは、露光ヘッド１４からのビームＬＢ（スポット光ＳＰ）が投射される基板Ｐ上の領域（部分）をその外周面で支持する。回転ドラムＤＲは、電子デバイスが形成される面（感光面が形成された側の面）とは反対側の面（裏面）側から基板Ｐを支持（密着保持）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１６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回りに一定の回転速度で回転する。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（ニップローラ）Ｒ２、Ｒ３は、基板Ｐ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Ｐ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Ｐの表裏両面を保持しながら回転し、基板Ｐを処理装置ＰＲ３へ向けて搬送する。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Ｐ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Ｐ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。制御装置１６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。なお、駆動ローラＲ１〜Ｒ３の回転軸、および、テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２の回転軸は、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏと平行している。
光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）は、パルス状のビーム（パルスビーム、パルス光、レーザ）ＬＢを発生して射出する。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、所定周波数）をＦａとする。光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）が射出したビームＬＢは、ビーム切換部ＢＤＵを介して露光ヘッド１４に入射する。光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）は、制御装置１６の制御にしたがって、発光周波数ＦａでビームＬＢを発光して射出する。この光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）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Ｆａ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（高調波レーザ光源）を用いるものとする。なお、光源装置ＬＳａからのビームＬＢと、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢとを区別するために、光源装置ＬＳａからのビームＬＢをＬＢａ、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢをＬＢｂで表す場合がある。
ビーム切換部ＢＤＵは、露光ヘッド１４を構成する複数の走査ユニットＵｎ（なお、ｎ＝１、２、・・・、６）のうち２つの走査ユニットＵｎに、２つの光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）を入射させるとともに、ビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）が入射する走査ユニットＵｎを切り換える。詳しくは、ビーム切換部ＢＤＵは、３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうち１つの走査ユニットＵｎに光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを入射させ、３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうち１つの走査ユニットＵｎに、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを入射させる。また、ビーム切換部ＢＤＵは、ビームＬＢａが入射する走査ユニットＵｎを走査ユニットＵ１〜Ｕ３の中で切り換え、ビームＬＢｂが入射する走査ユニットＵｎを走査ユニットＵ４〜Ｕ６の中で切り換える。
ビーム切換部ＢＤＵは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニット（描画ユニット）ＵｎにビームＬＢｎが入射するように、ビームＬＢａ、ＬＢｂが入射する走査ユニットＵｎを切り換える。つまり、ビーム切換部ＢＤＵは、走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうち、スポット光ＳＰの走査を行う１つの走査ユニットＵｎに、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを入射させる。同様に、ビーム切換部ＢＤＵは、走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうち、スポット光ＳＰの走査を行う１つの走査ユニットＵｎに、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを入射させる。このビーム切換部ＢＤＵについては後で詳細に説明する。なお、走査ユニットＵ１〜Ｕ３に関しては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎが、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番で切り換わり、走査ユニットＵ４〜Ｕ６に関しては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎが、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で切り換わるものとする。なお、以上のビーム切換部ＢＤＵや光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の構成は、例えば国際公開第２０１５／１６６９１０号パンフレットに開示されているが、後で図６、図７を参照して詳述する。
露光ヘッド１４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１４は、回転ドラムＤＲの外周面（円周面）で支持されている基板Ｐ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１４は、基板Ｐ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被露光領域（電子デバイス形成領域）Ｗは、基板Ｐ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４参照）。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、中心面Ｐｏｃを挟んで基板Ｐの搬送方向に２列に千鳥配列で配置される。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）で、且つ、Ｙ方向に沿って所定の間隔だけ離して１列に配置されている。偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）で、Ｙ方向に沿って所定の間隔だけ離して１列に配置されている。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、ＸＺ面内でみると中心面Ｐｏｃに対して対称に設けられている。
各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢを基板Ｐの被照射面上でスポット光ＳＰに収斂するように投射しつつ、そのスポット光ＳＰを、回転するポリゴンミラーＰＭ（図５参照）によって１次元に走査する。この各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラー（偏向部材）ＰＭによって、基板Ｐの被照射面上でスポット光ＳＰが１次元に走査される。このスポット光ＳＰの走査によって、基板Ｐ上（基板Ｐの被照射面上）に、１ライン分のパターンが描画される直線的な描画ライン（走査線）ＳＬｎ（なお、ｎ＝１、２、・・・、６）が規定される。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。
走査ユニットＵ１は、スポット光ＳＰを描画ラインＳＬ１に沿って走査し、同様に、走査ユニットＵ２〜Ｕ６は、スポット光ＳＰを描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６に沿って走査する。複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、図３、図４に示すように、Ｙ方向（基板Ｐ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設定されている。なお、ビーム切換部ＢＤＵを介して走査ユニットＵｎに入射する光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢを、ＬＢｎと表す場合がある。そして、走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢｎをＬＢ１で表し、同様に、走査ユニットＵ２〜Ｕ６に入射するビームＬＢｎをＬＢ２〜ＬＢ６で表す場合がある。この描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって走査されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰの走査軌跡を示すものである。走査ユニットＵｎに入射するビームＬＢｎは、所定の方向に偏光した直線偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）のビームであってもよく、本第１の実施の形態では、Ｐ偏光のビームとする。
図４に示すように、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は全部で被露光領域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Ｐの幅方向に分割された複数の領域（描画範囲）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２０〜６０ｍｍ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１２０〜３６０ｍｍ程度まで広げている。各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の長さ（描画範囲の長さ）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、被露光領域Ｗの幅を広くしたい場合は、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（最大走査長）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の走査長を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の描画開始点（走査開始点）側と描画終了点（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５参照）の口径によって決まる。
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列に千鳥配列で配置される。奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）の基板Ｐ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Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）の基板Ｐの被照射面上に位置する。描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６は、基板Ｐ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Ｐの幅方向（主走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に１列に配置されている。描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６も同様に、基板Ｐの幅方向（主走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に１列に配置されている。このとき、描画ラインＳＬ２は、基板Ｐ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Ｐ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Ｐ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Ｐ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。このように、複数の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、Ｙ方向（主走査方向）に関して、互いにずれるように配置されている。
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ＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５のスポット光ＳＰの主走査方向は、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ＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６のスポット光ＳＰの主走査方向は、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ＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５のスポット光ＳＰの主走査方向と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６のスポット光ＳＰの主走査方向とは互いに逆方向であってもよい。本第１の実施の形態では、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に沿って走査されるビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５のスポット光ＳＰの主走査方向は−Ｙ方向である。また、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６のスポット光ＳＰの主走査方向は＋Ｙ方向である。これにより、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の描画開始点側の端部と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の描画開始点側の端部とは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の描画終了点側の端部と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４の描画終了点側の端部とは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、描画開始点、または描画終了点を含んで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をＹ方向に継ぎ合わせるとは、描画ラインＳＬｎの端部同士をＹ方向に関して隣接（密接）または一部重複させることを意味する。
なお、描画ラインＳＬｎの副走査方向の幅（Ｘ方向の寸法）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（寸法）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１／２とする）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１／２）だけオーバーラップさせるのがよい。
本第１の実施の形態の場合、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）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（ＬＢａ、ＬＢｂ）の発振周波数Ｆａ（例えば、４００ＭＨｚ）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（主走査の速度）Ｖｓ、および、ビームＬＢの発振周波数Ｆａによって設定される。スポット光ＳＰの実効的なサイズφは、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。本第１の実施の形態では、実効的なサイズ（寸法）φに対して、φ×１／２程度スポット光ＳＰがオーバーラップするように、スポット光ＳＰの走査速度Ｖｓおよび発振周波数Ｆａが設定される。したがって、スポット光ＳＰの主走査方向に沿った投射間隔は、φ／２となる。そのため、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Ｐがスポット光ＳＰの実効的なサイズφの略１／２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Ｐ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Ｖｓの低下、ビームＬＢの発振周波数Ｆａの増大、或いは基板Ｐの副走査方向の搬送速度Ｖｔ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増加させればよい。スポット光ＳＰの主走査方向の走査速度Ｖｓは、ポリゴンミラーＰＭの回転数（回転速度Ｖｐ）に比例して速くなる。
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Ｐ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Ｐ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Ｐの被照射面の法線と平行となる。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Ｐの被照射面に対して垂直となるように、ビームＬＢｎを基板Ｐ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Ｐ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所定の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の各中点を通って基板Ｐ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±θ１となるように設定されている（図２参照）。
図２に示した複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、図４に示す基板Ｐに形成された複数の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。複数のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、基板Ｐの被照射面上の被露光領域Ｗに描画される所定のパターンと、基板Ｐ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。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、回転ドラムＤＲの外周面（円周面）で支持されている基板Ｐ上で、複数のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出する。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）は、露光ヘッド１４からのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰによる基板Ｐ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Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられている。また、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、露光ヘッド１４からビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰによる基板Ｐ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Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられている。
アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、アライメント用の照明光を基板Ｐに投射する光源と、基板Ｐの表面のアライメントマークＭＫｍを含む局所領域（観察領域）Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）、Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）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Ｐが搬送方向に移動している間に、基板Ｐの搬送速度Ｖｔに応じた高速シャッタで撮像するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子とを有する。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の各々が撮像した撮像信号（画像データ）は制御装置１６に送られる。制御装置１６のマーク位置検出部１０６（図９参照）は、この送られてきた複数の撮像信号の画像解析を行うことで、基板Ｐ上のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置（マーク位置情報）を検出する。なお、アライメント用の照明光は、基板Ｐ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。
複数のアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４は、各被露光領域Ｗの周りに設けられている。アライメントマークＭＫ１、ＭＫ４は、被露光領域Ｗの基板Ｐの幅方向の両側に、基板Ｐ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Ｐの幅方向の−Ｙ方向側に、アライメントマークＭＫ４は、基板Ｐ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Ｐ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Ｐ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、被露光領域Ｗの＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側との余白部に基板Ｐ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、被露光領域Ｗと被露光領域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Ｐの幅方向の−Ｙ方向側に、アライメントマークＭＫ３は、基板Ｐの＋Ｙ方向側に形成されている。
さらに、基板Ｐの−Ｙ方向側の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Ｐの＋Ｙ方向側の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被露光領域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、被露光領域Ｗ内に形成されてもよい。例えば、被露光領域Ｗ内であって、被露光領域Ｗの輪郭に沿って形成されてもよい。また、被露光領域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ＡＭ１１、ＡＭ２１は、図４に示すように、対物レンズによる観察領域（検出領域）Ｖｗ１１、Ｖｗ２１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ＡＭ１２〜ＡＭ１４、ＡＭ２２〜ＡＭ２４は、対物レンズによる観察領域Ｖｗ１２〜Ｖｗ１４、Ｖｗ２２〜Ｖｗ２４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ＡＭ１１〜ＡＭ１４、ＡＭ２１〜ＡＭ２４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Ｐの−Ｙ方向側からＡＭ１１〜ＡＭ１４、ＡＭ２１〜ＡＭ２４、の順で基板Ｐの幅方向に沿って設けられている。なお、図３においては、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）の図示を省略している。
複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）は、Ｘ方向に関して、露光位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）と観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）との距離が、被露光領域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。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）も同様に、Ｘ方向に関して、露光位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）と観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）との距離が、被露光領域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ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍの数は、基板Ｐ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、各観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）、Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）の基板Ｐ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３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ＳＤａ、ＳＤｂが設けられている。このスケール部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ＳＤａ、ＳＤｂは、中心軸ＡＸｏ回りに回転ドラムＤＲと一体に回転する。スケール部ＳＤａ、ＳＤｂを読み取るスケール読取ヘッドとしての複数のエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（なお、ｊ＝１、２、３、４）は、このスケール部ＳＤａ、ＳＤｂと対向するように設けられている（図２、図３参照）。なお、図３においては、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂの図示を省略している。
エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂは、回転ドラムＤＲの回転角度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、４つのエンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ、ＥＮ２ａ、ＥＮ３ａ、ＥＮ４ａ）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、４つのエンコーダＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ、ＥＮ２ｂ、ＥＮ３ｂ、ＥＮ４ｂ）が設けられている。
エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ１上に配置されている（図２、図３参照）。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ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）の観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。つまり、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）も設置方位線Ｌｘ１上に配置されている。
エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐ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Ｐ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（図２、図３参照）。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。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Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ３上に配置されている（図２、図３参照）。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。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。したがって、設置方位線Ｌｘ２と設置方位線Ｌｘ３とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θ１となるように設定されている（図２参照）。
エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂは、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂより基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ４上に配置されている（図２参照）。設置方位線Ｌｘ４は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂの計測用の光ビームのスケール部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Ｌｘ４は、ＸＺ平面において、各アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。つまり、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）も設置方位線Ｌｘ４上に配置されている。この設置方位線Ｌｘ１と設置方位線Ｌｘ４とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θ２となるように設定されている（図２参照）。
各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）は、スケール部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１６に出力する。制御装置１６の回転位置検出部１０８（図９参照）は、その検出信号（パルス信号）をカウントすることで、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。この回転ドラムＤＲの角度変化から、基板Ｐの搬送速度Ｖｔも計測することができる。回転位置検出部１０８は、各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）からの検出信号をそれぞれ個別にカウントする。
具体的には、回転位置検出部１０８は、複数のカウンタ回路ＣＮｊａ（ＣＮ１ａ〜ＣＮ４ａ）、ＣＮｊｂ（ＣＮ１ｂ〜ＣＮ４ｂ）を有する。カウンタ回路ＣＮ１ａは、エンコーダＥＮ１ａからの検出信号をカウントし、カウンタ回路ＣＮ１ｂは、エンコーダＥＮ１ｂからの検出信号をカウントする。同様にして、カウンタ回路ＣＮ２ａ〜ＣＮ４ａ、ＣＮ２ｂ〜ＣＮ４ｂは、エンコーダＥＮ２ａ〜ＥＮ４ａ、ＥＮ２ｂ〜ＥＮ４ｂからの検出信号をカウントする。この各カウンタ回路ＣＮｊａ（ＣＮ１ａ〜ＣＮ４ａ）、ＣＮｊｂ（ＣＮ１ｂ〜ＣＮ４ｂ）は、各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）がスケール部ＳＤａ、ＳＤｂの周方向の一部に形成された図３に示す原点マーク（原点パターン）ＺＺを検出すると、原点マークＺＺを検出したエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂに対応するカウント値を０にリセットする。
このカウンタ回路ＣＮ１ａ、ＣＮ１ｂのカウント値のいずれか一方若しくはその平均値は、設置方位線Ｌｘ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置として用いられ、カウンタ回路ＣＮ２ａ、ＣＮ２ｂのカウント値のいずれか一方若しくは平均値は、設置方位線Ｌｘ２上における回転ドラムＤＲの回転角度位置として用いられる。同様に、カウンタ回路ＣＮ３ａ、ＣＮ３ｂのカウント値のいずれか一方若しくは平均値は、設置方位線Ｌｘ３上における回転ドラムＤＲの回転角度位置として用いられ、カウンタ回路ＣＮ４ａ、ＣＮ４ｂのカウント値のいずれか一方若しくはその平均値は、設置方位線Ｌｘ４上における回転ドラムＤＲの回転角度位置として用いられる。なお、回転ドラムＤＲの製造誤差等によって回転ドラムＤＲが中心軸ＡＸｏに対して偏心して回転している場合を除き、原則として、カウンタ回路ＣＮ１ａ、ＣＮ１ｂのカウント値は同一となる。同様にして、カウンタ回路ＣＮ２ａ、ＣＮ２ｂのカウント値も同一となり、カウンタ回路ＣＮ３ａ、ＣＮ３ｂのカウント値、カウンタ回路ＣＮ４ａ、ＣＮ４ｂのカウント値もそれぞれ同一となる。
上述したように、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）とエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂとは、設置方位線Ｌｘ１上に配置され、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）とエンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂとは、設置方位線Ｌｘ４上に配置されている。したがって、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）が撮像した複数の撮像信号のマーク位置検出部１０６の画像解析によるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置検出と、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍが撮像した瞬間の回転ドラムＤＲの回転角度位置の情報（エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値）とに基づいて、設置方位線Ｌｘ１上における基板Ｐの位置を高精度に計測することができる。同様に、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）が撮像した複数の撮像信号のマーク位置検出部１０６の画像解析によるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置検出と、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍが撮像した瞬間の回転ドラムＤＲの回転角度位置の情報（エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂに基づくカウント値）とに基づいて、設置方位線Ｌｘ４上における基板Ｐの位置を高精度に計測することができる。
また、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂからの検出信号のカウント値と、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂからの検出信号のカウント値と、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂからの検出信号のカウント値と、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂからの検出信号のカウント値は、各エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂが原点マーク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Ｐの設置方位線Ｌｘ１上における位置を第１の位置とした場合に、基板Ｐ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Ｐ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。同様に、基板Ｐ上の第１の位置が設置方位線Ｌｘ４上の位置まで搬送されると、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂ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Ｐ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２では、スケール部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３に示すように、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面を、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐ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Ｐ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、各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）は、回転ドラムＤＲに巻き付いた基板Ｐの被照射面と同じ径方向の位置でスケール部ＳＤａ、ＳＤｂを検出することができる。したがって、エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ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。
ただし、被照射体としての基板Ｐの厚さは十数μｍ〜数百μｍと大きく異なるため、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面の半径と、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板Ｐの外周面の半径とを常に同一にすることは難しい。そのため、図３に示したスケール部ＳＤａ、ＳＤｂの場合、その外周面（スケール面）の半径は、回転ドラムＤＲの外周面の半径と一致するように設定される。さらに、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂを個別の円盤で構成し、その円盤（スケール円盤）を回転ドラムＤＲのシャフトＳｆｔに同軸に取り付けることも可能である。その場合も、アッベ誤差が許容値内に収まる程度に、スケール円盤の外周面（スケール面）の半径と回転ドラムＤＲの外周面の半径とを揃えておくのがよい。
以上のことから、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）によって検出されたアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の基板Ｐ上の位置と、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（カウンタ回路ＣＮ１ａ、ＣＮ１ｂのカウント値のいずれか一方若しくは平均値）に基づいて、制御装置１６によって基板Ｐの長尺方向（Ｘ方向）における被露光領域Ｗの描画露光の開始位置が決定される。なお、被露光領域ＷのＸ方向の長さは予め既知なので、制御装置１６は、アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を所定個数検出する度に、描画露光の開始位置として決定する。そして、露光開始位置が決定された際のエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値を第１の値（例えば、１００）とした場合は、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Ｐの長尺方向における被露光領域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Ｐの長尺方向における被露光領域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。
ところで、図２において、通常は、テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２が基板Ｐに長尺方向に所定のテンションを与えることで、基板Ｐは、回転ドラムＤＲに密着しながら、回転ドラムＤＲの回転と一緒になって搬送される。しかし、回転ドラムＤＲの回転速度Ｖｐが速かったり、テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２が基板Ｐに与えるテンションが低くなり過ぎたり、高くなり過ぎたりする等の理由により、基板Ｐの回転ドラムＤＲに対する滑りが発生する可能性がある。基板Ｐの回転ドラムＤＲに対する滑りが発生しない状態時においては、エンコーダＥＮ４ａ、４ｂに基づくカウント値が、アライメントマークＭＫｍＡ（ある特定のアライメントマークＭＫｍ）をアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍが撮像した瞬間のエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（例えば、１５０）と同じ値になった場合は、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍによって、このアライメントマークＭＫｍＡが検出される。
しかしながら、基板Ｐの回転ドラムＤＲに対する滑りが発生している場合は、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂに基づくカウント値が、アライメントマークＭＫｍＡをアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍが撮像した瞬間のエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（例えば、１５０）と同じ値となっても、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍによって、このアライメントマークＭＫｍＡが検出されない。この場合は、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂに基づくカウント値が、例えば、１５０を過ぎてから、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍによって、アライメントマークＭＫｍＡが検出されることになる。したがって、アライメントマークＭＫｍＡをアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍが撮像した瞬間のエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値と、アライメントマークＭＫｍＡをアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍが撮像した瞬間のエンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂのカウント値とに基づいて、基板Ｐに対する滑り量を求めることができる。このように、このアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍおよびエンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂを追加設置することで、基板Ｐの滑り量を測定することができる。
次に、図５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（描画ユニット）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５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Ｐが処理装置ＰＲ２から露光装置ＥＸを経て処理装置ＰＲ３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５のＸｔ、Ｙｔ、Ｚｔの３次元座標は、図２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５に示すように、走査ユニットＵ１内には、ビームＬＢ１の入射位置から被照射面（基板Ｐ）までのビームＬＢ１の進行方向に沿って、反射ミラーＭ１０、ビームエキスパンダーＢＥ、反射ミラーＭ１１、偏光ビームスプリッタＢＳ１、反射ミラーＭ１２、シフト光学部材（光透過性の平行平板）ＳＲ、偏向調整光学部材（プリズム）ＤＰ、フィールドアパーチャＦＡ、反射ミラーＭ１３、λ／４波長板ＱＷ、シリンドリカルレンズＣＹａ、反射ミラーＭ１４、ポリゴンミラーＰＭ、ｆθレンズＦＴ、反射ミラーＭ１５、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、走査ユニットＵ１の描画開始可能タイミングを検出する原点センサ（原点検出器）ＯＰ１と、被照射面（基板Ｐ）からの反射光を偏光ビームスプリッタＢＳ１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ＤＴとが設けられる。
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Ｍ１０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Ｍ１０に入射する。反射ミラーＭ１０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ＡＸａに沿って、反射ミラーＭ１０から−Ｘｔ方向に離れた反射ミラーＭ１１に向けて−Ｘｔ方向に反射する。したがって、光軸ＡＸａ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Ｍ１０で反射したビームＬＢ１は、光軸ＡＸａ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Ｍ１１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Ｍ１１は、ＹｔＺｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１（光軸ＡＸａ）を偏光ビームスプリッタＢＳ１に向けて−Ｙｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１１に対して−Ｙｔ方向に離れて設置されている偏光ビームスプリッタＢＳ１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ＢＳ１は、反射ミラーＭ１１からのビームＬＢ１を−Ｘｔ方向に反射して反射ミラーＭ１２側に導く。
反射ミラーＭ１２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Ｍ１２から−Ｚｔ方向に離れた反射ミラーＭ１３に向けて−Ｚｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１２で反射されたビームＬＢ１は、Ｚｔ軸と平行な光軸ＡＸｃに沿ってシフト光学部材ＳＲ、偏向調整光学部材ＤＰ、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Ｍ１３に入射する。シフト光学部材ＳＲは、ビームＬＢ１の進行方向（光軸ＡＸｃ）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。シフト光学部材ＳＲは、光軸ＡＸｃ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１６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。シフト光学部材ＳＲのうちの平行平板Ｓｒ２は、基板Ｐ上に投射されるビームＬＢ１のスポット光ＳＰを副走査方向（図４におけるＸ方向）に、例えばスポット光ＳＰのサイズφ、或いは画素サイズの数倍〜十数倍の範囲でシフトさせる機械光学的なビーム位置調整部材（第１調整部材、第１調整光学部材）として機能する。
偏向調整光学部材ＤＰは、反射ミラーＭ１２で反射されてシフト光学部材ＳＲを通ってきたビームＬＢ１の光軸ＡＸｃに対する傾きを微調整するものである。偏向調整光学部材ＤＰは、光軸ＡＸｃに沿って配置される２つの楔状のプリズムＤｐ１、Ｄｐ２で構成され、プリズムＤｐ１、Ｄｐ２の各々は独立して光軸ＡＸｃを中心に３６０°回転可能に設けられている。２つのプリズムＤｐ１、Ｄｐ２の回転角度位置を調整することによって、反射ミラーＭ１３に達するビームＬＢ１の軸線と光軸ＡＸｃとの平行出し、または、基板Ｐの被照射面に達するビームＬＢ１の軸線と照射中心軸Ｌｅ１との平行出しが行われる。なお、２つのプリズムＤｐ１、Ｄｐ２によって偏向調整された後のビームＬＢ１は、ビームＬＢ１の断面と平行な面内で横シフトしている場合があり、その横シフトは先のシフト光学部材ＳＲによって元に戻すことができる。このプリズムＤｐ１、Ｄｐ２は、制御装置１６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。
このように、シフト光学部材ＳＲと偏向調整光学部材ＤＰとを通ったビーム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Ｍ１３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周辺部（裾野部分）をカット（遮蔽）する絞りである。フィールドアパーチャＦＡの円形開口を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Ｍ１３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Ｍ１４に向けて＋Ｘｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１３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を介して反射ミラーＭ１４に入射する。反射ミラーＭ１４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方向側に反射する。ポリゴンミラーＰＭは、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを基板Ｐ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１次元に偏向（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（本実施の形態では反射面ＲＰの数Ｎｐを８とする）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Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢ１のスポット光ＳＰを主走査方向（基板Ｐの幅方向、Ｙｔ方向）に沿って走査することができる。
つまり、１つの反射面ＲＰによって、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを主走査方向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Ｐ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、制御装置１６の制御の下、回転駆動源（例えば、モータや減速機構等）ＲＭによって一定の速度で回転する。先に説明したように、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が通る点）が設定されている。
シリンドリカルレンズＣＹａは、ポリゴンミラーＰＭによる主走査方向（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上に収斂する。つまり、シリンドリカルレンズＣＹａは、ビームＬＢ１を反射面ＲＰ上でＸｔＹｔ平面と平行な方向に延びたスリット状（長楕円状）に収斂する。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と、後述のシリンドリカルレンズＣＹｂとによって、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る。すなわち、基板Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢ１（描画ラインＳＬ１）の照射位置は、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰが回転軸ＡＸｐと平行な状態から僅かに傾いていたとしても、Ｘｔ方向にずれることが抑制される。
Ｘｔ軸方向に延びる光軸ＡＸｆを有するｆθレンズ（走査用レンズ系）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Ｍ１５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Ｍ１５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Ｐ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（歪曲収差）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。ビームＬＢ１の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Ｍ１５は、ｆθレンズＦＴからのビームＬＢ１を、シリンドリカルレンズＣＹｂを通すように基板Ｐ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Ｐに投射されるビームＬＢ１が基板Ｐ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Ｐ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Ｍ１５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Ｐ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Ｐ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Ｍ１１〜Ｍ１５）および偏光ビームスプリッタＢＳ１は、反射ミラーＭ１０から基板Ｐ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Ｍ１０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Ｐに投射される。
このように、基板Ｐ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（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰを主走査方向（Ｙ方向）に一次元に走査することで、スポット光ＳＰを基板Ｐの被照射面に相対的に２次元走査することができる。
なお、一例として、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の実効的な長さを３０ｍｍとし、実効的なサイズφが３μｍのパルス状のスポット光ＳＰの１／２ずつ、つまり、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ＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿って基板Ｐの被照射面上に照射する場合は、スポット光ＳＰは、１．５μｍの間隔で照射される。したがって、１回の走査で照射されるスポット光ＳＰのパルス数は、２００００（＝３０〔ｍｍ〕／１．５〔μｍ〕）となる。また、副走査方向についてもスポット光ＳＰの走査が１．５μｍの間隔で行われるものとすると、基板Ｐの副走査方向の送り速度（搬送速度）Ｖｔ〔ｍｍ／ｓｅｃ〕は、描画ラインＳＬｎに沿った１回の走査開始（描画開始）時点と次の走査開始時点との時間差をＴｐｘ〔μｓｅｃ〕とすると、１．５〔μｍ〕／Ｔｐｘ〔μｓｅｃ〕となる。この時間差Ｔｐｘは、８反射面ＲＰのポリゴンミラーＰＭが１面分（４５度＝３６０度／８）だけ回転する時間である。この場合、ポリゴンミラーＰＭの１回転の時間が、８×Ｔｐｘ〔μｓｅｃ〕となるように設定される必要がある。
一方、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰで反射したビームＬＢ１が有効にｆθレンズＦＴに入射する最大入射角度（スポット光ＳＰの最大走査長に対応）は、ｆθレンズＦＴの焦点距離と最大走査長、及びポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰに入射するビームＬＢ１の主走査方向の太さ（開口数：ＮＡ）によっておおよそ決まってしまう。一例として、８反射面ＲＰのポリゴンミラーＰＭの場合は、１反射面ＲＰ分の回転角度４５度のうちで実走査に寄与する回転角度αの比率（走査効率）は、α／４５度で表される。本第１の実施の形態では、実走査に寄与する回転角度αを１５度とするので、走査効率は１／３（＝１５度／４５度）となり、ｆθレンズＦＴの最大入射角は３０度（光軸ＡＸｆを中心として±１５度）となる。そのため、描画ラインＳＬｎの最大走査長（例えば、３１ｍｍ）分だけスポット光ＳＰを走査するのに必要な時間Ｔｓ〔μｓｅｃ〕は、Ｔｓ＝Ｔｐｘ×走査効率、となる。本第１の実施の形態における描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の実効的な走査長を３０ｍｍとするので、この描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの１走査の走査時間Ｔｓｐ〔μｓｅｃ〕は、Ｔｓｐ＝Ｔｓ×３０〔ｍｍ〕／３１〔ｍｍ〕となる。したがって、この時間Ｔｓｐの間に、２００００のスポット光ＳＰ（パルス光）を照射する必要があるので、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢの発光周波数（発振周波数）Ｆａは、Ｆａ≒２００００／Ｔｓｐ〔μｓｅｃ〕となる。
図５に示す原点センサＯＰ１は、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの回転位置が、反射面ＲＰによるスポット光ＳＰの走査が開始可能な所定位置にくると原点信号ＳＺ１を発生する。言い換えるならば、原点センサＯＰ１は、これからスポット光ＳＰの走査を行う反射面ＲＰの角度が所定の角度位置になったときに原点信号ＳＺ１を発生する。ポリゴンミラーＰＭは、８つの反射面ＲＰを有するので、原点センサＯＰ１は、ポリゴンミラーＰＭが１回転する期間で、８回原点信号ＳＺ１を出力することになる。この原点センサＯＰ１が発生した原点信号ＳＺ１は、制御装置１６に送られる。原点センサＯＰ１が原点信号ＳＺ１を発生してから、遅延時間Ｔｄ１経過後にスポット光ＳＰの描画ラインＳＬ１に沿った走査が開始される。つまり、この原点信号ＳＺ１は、走査ユニットＵ１によるスポット光ＳＰの描画開始タイミング（走査開始タイミング）を示す情報となっている。
原点センサＯＰ１は、基板Ｐの感光性機能層に対して非感光性の波長域のレーザビームＢｇａを反射面ＲＰに対して射出するビーム送光系ｏｐａと、反射面ＲＰで反射したレーザビームＢｇａの反射ビームＢｇｂを受光して原点信号ＳＺ１を発生するビーム受光系ｏｐｂとを有する。ビーム送光系ｏｐａは、図示しないが、レーザビームＢｇａを射出する光源と、光源が発光したレーザビームＢｇａを反射面ＲＰに投射する光学部材（反射ミラーやレンズ等）とを有する。ビーム受光系ｏｐｂは、図示しないが、受光した反射ビームＢｇｂを受光して電気信号に変換する光電変換素子を含む受光部と、反射面ＲＰで反射した反射ビームＢｇｂを前記受光部に導く光学部材（反射ミラーやレンズ等）を有する。ビーム送光系ｏｐａとビーム受光系ｏｐｂ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きたときに、ビーム送光系ｏｐａ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ｏｐｂが受光することができる位置に設けられている。なお、走査ユニットＵ２〜Ｕ６に設けられている原点センサＯＰｎをＯＰ２〜ＯＰ６で表し、原点センサＯＰ２〜ＯＰ６で発生する原点信号ＳＺｎをＳＺ２〜ＳＺ６で表す。制御装置１６は、この原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）に基づいて、どの走査ユニットＵｎがこれからスポット光ＳＰの走査を行うかを管理している。また、原点信号ＳＺ２〜ＳＺ６が発生してから、走査ユニットＵ２〜Ｕ６による描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６に沿ったスポット光ＳＰの走査を開始するまでの遅延時間ＴｄｎをＴｄ２〜Ｔｄ６で表す場合がある。
図５に示す光検出器ＤＴ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Ｐが巻き付けられていない状態（または基板Ｐ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Ｍ１５、ｆθレンズＦＴ、ポリゴンミラーＰＭ、反射ミラーＭ１４、シリンドリカルレンズＣＹａ、λ／４波長板ＱＷ、反射ミラーＭ１３、フィールドアパーチャＦＡ、偏向調整光学部材ＤＰ、シフト光学部材ＳＲ、および、反射ミラーＭ１２を通過して偏光ビームスプリッタＢＳ１に入射する。ここで、偏光ビームスプリッタＢＳ１と基板Ｐとの間、具体的には、反射ミラーＭ１３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Ｐに照射されるビームＬＢ１は、このλ／４波長板ＱＷによってＰ偏光から円偏光のビームＬＢ１に変換され、基板Ｐから偏光ビームスプリッタＢＳ１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Ｐからの反射光は偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、光学レンズ系Ｇ１０を介して光検出器ＤＴに入射する。
このとき、パルス状のビーム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信号（反射強度に応じた光電信号）を光検出器ＤＴによって取得することができる。
具体的には、光検出器ＤＴから出力される光電信号の強度変化を、ビームＬＢ１（スポット光ＳＰ）のパルス発光のためのクロック信号ＬＴＣ（光源装置ＬＳで作られる）に応答して、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する。さらに、描画ラインＳＬ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置を計測するエンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂ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）ごとに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次元の画像情報を取得できる。制御装置１６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。なお、光検出器ＤＴから得られる基準パターンの２次元の画像情報を解析することにより、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の傾き誤差以外に、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の描画開始点や描画終了点の位置誤差の確認、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の継ぎ誤差の確認等ができ、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のキャリブレーションができる。
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）の各々が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動（回転）することができるように、図示しない本体フレームに保持されている。この各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）が、照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動すると、各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）も、基板Ｐの被照射面上で照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動する。したがって、各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、Ｙ方向に対して傾くことになる。各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動した場合であっても、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）内を通過するビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）と各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）内の光学的な部材との相対的な位置関係は変わらない。したがって、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、基板Ｐの被照射面上で回動した描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿ってスポット光ＳＰを走査することができる。この各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りの回動は、制御装置１６の制御の下、図示しないアクチュエータによって行われる。
そのため、制御装置１６は、計測した各描画ラインＳＬｎの傾きに応じて、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動させることで、複数の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の平行状態を保つことができる。また、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍを用いて検出したアライメントマークＭＫｍの位置に基づいて、基板Ｐや被露光領域Ｗが歪んでいる（変形している）場合は、それに応じて描画するパターンも歪ませる必要性がある。そのため、制御装置１６は、基板Ｐや被露光領域Ｗが歪んでいる（変形している）と判断した場合は、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動させることで、基板Ｐや被露光領域Ｗの歪み（変形）に応じて各描画ラインＳＬｎをＹ方向に対して微少に傾斜させる。その際、本実施の形態においては、後で説明するように、各描画ラインＳＬｎに沿って描画されるパターンを、指定された倍率（例えば、ｐｐｍオーダー）に応じて伸縮させるような制御、或いは、各描画ラインＳＬｎを個別に副走査方向（図５中のＸｔ方向）に微少にシフトさせる制御が可能となっている。
なお、走査ユニットＵｎの照射中心軸Ｌｅｎと、走査ユニットＵｎが実際に回動する軸（回動中心軸）とが完全に一致していなくても、所定の許容範囲内で両者が同軸であればよい。この所定の許容範囲は、走査ユニットＵｎを角度θｓｍだけ回動させたときの実際の描画ラインＳＬｎの描画開始点（または描画終了点）と、照射中心軸Ｌｅｎと回動中心軸とが完全に一致すると仮定したときに走査ユニットＵｎを所定の角度θｓｍだけ回動させたときの設計上の描画ラインＳＬｎの描画開始点（または描画終了点）との差分量が、スポット光ＳＰの主走査方向に関して、所定の距離（例えば、スポット光ＳＰのサイズφ）以内となるように設定されている。また、走査ユニットＵｎに実際に入射するビームＬＢｎの光軸が、走査ユニットＵｎの回動中心軸と完全に一致してなくても、前記した所定の許容範囲内で同軸であればよい。
図６は、ビーム切換部ＢＤＵの構成図である。ビーム切換部ＢＤＵ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〜Ｍ１４と、複数のユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６（ＩＭｎ）と、複数のコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ６と、吸収体ＴＲ１、ＴＲ２とを有する。選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、ビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）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〜Ｍ１４、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ＴＲ１、ＴＲ２）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（＋Ｚ方向側）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ＬＳａからビームＬＢａは、反射ミラーＭ１〜Ｍ６によってその光路がつづらおり状に曲げられて、吸収体ＴＲ１まで導かれる。また、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂも同様に、反射ミラーＭ７〜Ｍ１４によってその光路がつづらおり状に曲げられて、吸収体ＴＲ２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ＬＳａからのビームＬＢａ（例えば直径が１ｍｍ以下の平行光束）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方向に反射したビームＬＢａ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方向に反射したビームＬＢａは、集光レンズＣＤ２を通った後に反射ミラーＭ３で＋Ｘ方向に反射される。
反射ミラーＭ３で＋Ｘ方向に反射されたビームＬＢａ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方向に反射されたビームＬＢａは、集光レンズＣＤ３を通った後に反射ミラーＭ５で−Ｘ方向に反射される。反射ミラーＭ５で−Ｘ方向に反射されたビームＬＢａ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方向に反射したビームＬＢａは、吸収体ＴＲ１に入射する。この吸収体ＴＲ１は、ビームＬＢａの外部への漏れを抑制するためにビームＬＢａを吸収する光トラップである。
光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂ（例えば直径が１ｍｍ以下の平行光束）は、Ｙ軸と平行に＋Ｙ方向に進んで反射ミラーＭ１３に入射し、反射ミラーＭ１３で＋Ｘ方向に反射したビームＬＢｂは反射ミラーＭ１４で＋Ｙ方向に反射される。反射ミラーＭ１４で＋Ｙ方向に反射したビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ４を通った後に反射ミラーＭ７で＋Ｘ方向に反射される。反射ミラーＭ７で＋Ｘ方向に反射されたビームＬＢｂ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方向に反射されたビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ５を通った後に反射ミラーＭ９で−Ｘ方向に反射される。
反射ミラーＭ９で−Ｘ方向に反射されたビームＬＢｂ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方向に反射されたビームＬＢｂは、集光レンズＣＤ６を通った後に反射ミラーＭ１１で＋Ｘ方向に反射される。反射ミラーＭ１１で＋Ｘ方向に反射されたビームＬＢｂ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て、反射ミラーＭ１２に至る。反射ミラーＭ１２で−Ｙ方向に反射したビームＬＢｂは、吸収体ＴＲ２に入射する。この吸収体ＴＲ２は、ビームＬＢｂの外部への漏れを抑制するためにビームＬＢｂ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〜ＡＯＭ３は、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを順次透過するようにビームＬＢａの進行方向に沿って直列に配置される。また、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３は、集光レンズＣＤ１〜ＣＤ３とコリメートレンズＣＬ１〜ＣＬ３とによって、各選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３の内部にビームＬＢａのビームウェ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（音響光学変調素子）ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３に入射するビームＬＢａ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。同様に、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６は、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを順次透過するようにビームＬＢｂの進行方向に沿って直列に配置される。また、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６は、集光レンズＣＤ４〜ＣＤ６とコリメートレンズＣＬ４〜ＣＬ６とによって、各選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６の内部にビームＬＢｂのビームウェ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（音響光学変調素子）ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６に入射するビームＬＢｂ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（０次光）ＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）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ＬＳａ、ＬＳｂからのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）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、各選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々で偏向されたビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）は、元のビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）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ＴＲ１、ＴＲ２によって吸収される。
図６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１次回折光であるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を、入射するビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）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ＬＢｎ（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。
なお、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（ＬＢａ、ＬＢｂ）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６のように、各選択用光学素子ＡＯＭｎが入射したビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｓ）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ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢの偏光方向が設定（調整）される。
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１６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（ＬＢａ、ＬＢｂ）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１６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、入射した光源装置ＬＳａからのビームＬＢａ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ＬＢａ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１６からの駆動信号（高周波信号）が印加されてオンの状態のときは、入射したビームＬＢａ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がスイッチングする。ミラーＩＭ１は、選択用光学素子ＡＯＭ１によって回折された１次回折光であるビームＬＢ１を選択して走査ユニットＵ１側に反射する。選択用のミラー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〜ＣＬ３、集光レンズＣＤ２〜ＣＤ３、反射ミラーＭ２〜Ｍ６、および、選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ３を透過して吸収体ＴＲ１に達する。
同様に、選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ３は、制御装置１６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ＬＢａ（０次光）を回折させずにコリメートレンズＣＬ２、ＣＬ３側（反射ミラーＭ４、Ｍ６側）に透過する。一方、選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ３は、制御装置１６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ＬＢａの１次回折光であるビームＬＢ２、ＬＢ３をミラーＩＭ２、ＩＭ３に向かわせる。このミラーＩＭ２、ＩＭ３は、選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ３によって回折されたビームＬＢ２、ＬＢ３を走査ユニットＵ２、Ｕ３側に反射する。ミラーＩＭ２、ＩＭ３で反射したビームＬＢ２、ＬＢ３は、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ２、ＴＨ３を通って照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ３と同軸となって走査ユニットＵ２、Ｕ３に入射する。
このように、制御装置１６は、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３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ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３のいずれか１つをスイッチングして、ビームＬＢａが後続の選択用光学素子ＡＯＭ２、ＡＯＭ３または吸収体ＴＲ１に向かうか、偏向されたビームＬＢ１〜ＬＢ３の１つが、対応する走査ユニットＵ１〜Ｕ３に向かうかを切り換える。
また、選択用光学素子ＡＯＭ４は、制御装置１６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、入射した光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを回折させずにコリメートレンズＣＬ４側（反射ミラーＭ８側）に透過する。一方、選択用光学素子ＡＯＭ４は、制御装置１６からの駆動信号が印加されてオンの状態ときは、入射したビームＬＢｂの１次回折光であるビームＬＢ４をミラーＩＭ４に向かわせる。このミラーＩＭ４は、選択用光学素子ＡＯＭ４によって回折されたビームＬＢ４を走査ユニットＵ４側に反射する。ミラーＩＭ４で反射したビームＬＢ４は、照射中心軸Ｌｅ４と同軸となって、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ４を通って走査ユニットＵ４に入射する。
同様に、選択用光学素子ＡＯＭ５、ＡＯＭ６は、制御装置１６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ＬＢｂを回折させずにコリメートレンズＣＬ５、ＣＬ６側（反射ミラーＭ１０、Ｍ１２側）に透過する。一方、選択用光学素子ＡＯＭ５、ＡＯＭ６は、制御装置１６からの駆動信号が印加されてオンの状態ときは、入射したビームＬＢｂの１次回折光であるビームＬＢ５、ＬＢ６をミラーＩＭ５、ＩＭ６に向かわせる。このミラーＩＭ５、ＩＭ６は、選択用光学素子ＡＯＭ５、ＡＯＭ６によって回折されたビームＬＢ５、ＬＢ６を走査ユニットＵ５、Ｕ６側に反射する。ミラーＩＭ５、ＩＭ６で反射したビームＬＢ５、ＬＢ６は、照射中心軸Ｌｅ５、Ｌｅ６と同軸となって、支持部材ＩＵＢの開口部ＴＨ５、ＴＨ６の各々を通って走査ユニットＵ５、Ｕ６に入射する。
このように、制御装置１６は、選択用光学素子ＡＯＭ４〜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ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６のいずれか１つをスイッチングして、ビームＬＢｂが後続の選択用光学素子ＡＯＭ５、ＡＯＭ６または吸収体ＴＲ２に向かうか、偏向されたビームＬＢ４〜ＬＢ６の１つが、対応する走査ユニットＵ４〜Ｕ６に向かうかを切り換える。
以上のように、ビーム切換部ＢＤＵは、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａ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〜ＡＯＭ３）を備えることで、ビームＬＢａの光路を切り換えてビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）が入射する走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３）を１つ選択することができる。したがって、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａの１次回折光であるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）を、３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３）の各々に順番に入射させることができる。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、制御装置１６が、複数の選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３のうち、選択用光学素子ＡＯＭ１のみをオン状態にし、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のみをオン状態にすればよい。
同様に、ビーム切換部ＢＤＵは、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂ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（ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）を備えることで、ビームＬＢｂの光路を切り換えてビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）が入射する走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）を１つ選択することができる。したがって、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂの１次回折光であるビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）を、３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）の各々に順番に入射させることができる。例えば、走査ユニットＵ４にビームＬＢ４を入射させたい場合は、制御装置１６が、複数の選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６のうち、選択用光学素子ＡＯＭ４のみをオン状態にし、走査ユニットＵ６にビームＬＢ６を入射させたい場合は、選択用光学素子ＡＯＭ６のみ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。なお、本第１の実施の形態では、選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３を、第１の光学素子モジュールと呼び、選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６を、第２の光学素子モジュールと呼ぶ。また、第１の光学素子モジュールの選択用光学素子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呼び、第２の光学素子モジュールの選択用光学素子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呼ぶ。したがって、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とで、スポット光ＳＰの走査が並行して行われることになる。
上述したように、本第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の実走査に寄与する回転角度αを１５度とするので、走査効率は１／３となる。したがって、例えば、１つの走査ユニットＵｎが１反射面ＲＰ分の角度（４５度）回転する間に、スポット光ＳＰの走査を行うことができる角度は１５度となり、それ以外の角度範囲（３０度）では、スポット光ＳＰの走査を行うことはできず、その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。したがって、ある１つの走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭの回転角度が実走査に寄与しない角度となっている間に、それ以外の他の走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させることで、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。ポリゴンミラーＰＭの走査効率は１／３なので、ある１つの走査ユニットＵｎ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、それ以外の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可能である。そのため、本第１の実施の形態は、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を２つのグループ（走査モジュール）に分け、３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３を第１の走査モジュールとし、３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６を第２の走査モジュールとした。
これにより、例えば、走査ユニットＵ１のポリゴンミラーＰＭが４５度（１反射面ＲＰ分）回転する間に、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）を３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３のいずれか１つに順番に入射させることができる。したがって、走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々は、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａを無駄にすることなく、順番にスポット光ＳＰの走査を行うことができる。同様に、走査ユニットＵ４のポリゴンミラーＰＭが４５度（１反射面ＲＰ分）回転する間に、ビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）を３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６のいずれか１つに順番に入射させることができる。したがって、走査ユニットＵ４〜Ｕ６は、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂを無駄にすることなく、順番にスポット光ＳＰの走査を行うことができる。なお、各走査ユニットＵｎ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の間に、ポリゴンミラーＰＭは、丁度１反射面ＲＰ分の角度（４５度）回転していることになる。
本第１の実施の形態では、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）の各々は、所定の順番でスポット光ＳＰの走査を行うので、これに対応して、制御装置１６は、各光学素子モジュールの３つの選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３、ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）を所定の順番でオンにスイッチングして、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３、ＬＢ４〜ＬＢ６）が入射する走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）を順番に切り換える。例えば、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６のスポット光ＳＰの走査を行う順番が、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、となっている場合は、制御装置１６は、各光学素子モジュールの３つの選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３、ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）を、ＡＯＭ１→ＡＯＭ２→ＡＯＭ３、ＡＯＭ４→ＡＯＭ５→ＡＯＭ６、の順番でオンにスイッチングして、ビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎを、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で切り換える。
なお、ポリゴンミラーＰＭが１反射面ＲＰ分の角度（４５度）回転する間に、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）が順番にスポット光ＳＰの走査を行うためには、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）の各ポリゴンミラーＰＭが、次のような条件を満たして回転する必要がある。その条件とは、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）の各ポリゴンミラーＰＭが、同一の回転速度Ｖｐと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の回転角度位置（各反射面ＲＰの角度位置）が所定の位相関係となるように同期制御される必要がある。各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎのポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐが同一で回転することを同期回転と呼ぶ。
図７は、光源装置（パルス光源装置、パルスレーザ装置）ＬＳａ（ＬＳｂ）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ＬＳａ（ＬＳｂ）は、パルス光発生部２０と、制御回路２２とを備える。パルス光発生部２０は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、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（強度変調部）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、および、複数のレンズ素子ＧＬを有する。制御回路２２は、クロック信号ＬＴＣおよび画素シフトパルスＢＳＣを発生する信号発生部２２ａを有する。なお、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａから出力される画素シフトパルスＢＳＣと、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａから出力される画素シフトパルスＢＳＣとを区別するため、光源装置ＬＳａからの画素シフトパルスＢＳＣをＢＳＣａで表し、光源装置ＬＳｂからの画素シフトパルスＢＳＣをＢＳＣｂで表す場合がある。
ＤＦＢ半導体レーザ素子（第１固体レーザ素子）３０は、不図示のＱスイッチ等のパルス波の切り出し系と協同して、所定周波数である発振周波数Ｆａ（例えば、４００ＭＨｚ）で俊鋭（峻鋭）若しくは尖鋭のパルス状の種光（パルスビーム、ビーム）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、所定周波数である発振周波数Ｆａ（例えば、４００ＭＨｚ）で緩慢（時間的にブロード）なパルス状の種光（パルスビーム、ビーム）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、発光タイミングが同期している。種光Ｓ１、Ｓ２は、ともに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。この種光Ｓ１と種光Ｓ２とは、直線偏光の光であり、その偏光方向は互いに直交している。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。この種光Ｓ１、Ｓ２は、赤外波長域の光である。
制御回路２２は、信号発生部２２ａから送られてきたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスに応答して種光Ｓ１、Ｓ２が発光するようにＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を制御する。これにより、このＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２は、クロック信号ＬＴＣの各クロックパルス（発振周波数Ｆａ）に応答して、所定周波数（発振周波数）Ｆａで種光Ｓ１、Ｓ２を発光する。この制御回路２２は、制御装置１６によって制御される。このクロック信号ＬＴＣのクロックパルスの周期（＝１／Ｆａ）を、基準周期Ｔａと呼ぶ。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２で発生した種光Ｓ１、Ｓ２は、偏光ビームスプリッタ３４に導かれる。
なお、この基準クロック信号となるクロック信号ＬＴＣは、詳しくは後述するが、ビットマップ状のパターンデータのメモリ回路中の行方向のアドレスを指定するためのカウンタ部の各々に供給される画素シフトパルスＢＳＣ（ＢＳＣａ、ＢＳＣｂ）のベースとなるものである。また、信号発生部２２ａには、基板Ｐの被照射面上における描画ラインＳＬｎの全体倍率補正を行うための全体倍率補正情報ＴＭｇと、描画ラインＳＬｎの局所倍率補正を行うための局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）とが制御装置１６から入力される。後で詳しく説明するが、これにより、基板Ｐの被照射面上における描画ラインＳＬｎで描画されるパターンの長さ（パターン描画長）を微調整することができる。このパターン描画長の伸縮（走査長の微調整）は、描画ラインＳＬｎの最大走査長（例えば、３１ｍｍ）内で、例えば±１０００ｐｐｍ程度の範囲で行うことができる。なお、本第１の実施の形態での全体倍率補正とは、簡単に説明すると、描画データ上の１画素（１ビット）に含まれるスポット光の数は一定にしたまま、主走査方向に沿って投射されるスポット光ＳＰの投射間隔（つまり、スポット光の発振周波数）を一律に微調整することで、描画ラインＳＬｎ全体の走査方向の描画倍率を一様に補正するものである。また、本第１の実施の形態での局所倍率補正とは、簡単に説明すると、１描画ライン上に設定される離散的な複数の補正点の各々に位置する１画素（１ビット）を対象に、その補正点の画素におけるスポット光ＳＰの主走査方向の間隔を、正規の間隔（例えばスポット光ＳＰのサイズφの１／２）からわずかに増減させることで、基板上に描画される各補正点での画素のサイズを主走査方向に僅かに伸縮させるものである。
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に導く。また、偏光ビームスプリッタ３４は、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を生成するパルス光源部３５を構成する。
電気光学素子（強度変調部）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ＳＢａ（ＳＢｂ）のハイ／ロー状態に応答して、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。描画ビット列データＳＢａは、走査ユニットＵ１〜Ｕ３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り、描画ビット列データＳＢｂは、走査ユニットＵ４〜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。したがって、描画ビット列データＳＢａは、光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに入力され、描画ビット列データＳＢｂは、光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに入力される。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（描画データ）は、走査ユニットＵｎ毎に設けられ、各走査ユニットＵｎによって描画されるパターンを、スポット光ＳＰのサイズφに応じて設定される寸法Ｐｘｙの画素によって分割し、複数の画素の各々を前記パターンに応じた論理情報（画素データ）で表したものである。つまり、このパターンデータは、スポット光ＳＰの主走査方向（Ｙ方向）に沿った方向を行方向とし、基板Ｐの副搬送方向（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の論理情報で構成されているビットマップデータである。この画素の論理情報は、「０」または「１」の１ビットのデータである。「０」の論理情報は、基板Ｐに照射するスポット光ＳＰの強度を低レベル（非描画）にすることを意味し、「１」の論理情報は、基板Ｐ上に照射するスポット光ＳＰの強度を高レベル（描画）にすることを意味する。なお、画素の寸法Ｐｘｙの主走査方向（Ｙ方向）の寸法をＰｙとし、副走査方向（Ｘ方向）の寸法をＰｘとする。
パターンデータの１列分の画素の論理情報は、１本分の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に対応するものである。したがって、１列分の画素の数は、基板Ｐの被照射面上での画素の寸法Ｐｘｙと描画ラインＳＬｎの長さとに応じて決まる。この１画素の寸法Ｐｘｙは、スポット光ＳＰのサイズφと同程度、或いは、それ以上に設定され、例えば、スポット光ＳＰの実効的なサイズφが３μｍの場合は、１画素の寸法Ｐｘｙは、３μｍ角程度以上に設定される。１列分の画素の論理情報に応じて、１本の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿って基板Ｐに投射されるスポット光ＳＰの強度が変調される。この１列分の画素の論理情報をシリアルデータ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、走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３（Ｕ４〜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、走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３（Ｕ４〜Ｕ６）のパターンデータのシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３（ＤＬ４〜ＤＬ６）も、所定の順番で、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の駆動回路３６ａに出力される。光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに順次出力されるシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３を描画ビット列データＳＢａと呼び、光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに順次出力されるシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６を描画ビット列データＳＢｂと呼ぶ。
例えば、第１の走査モジュールにおいて、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、の場合は、まず、１列分のシリアルデータＤＬ１が光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力され、続いて、１列分のシリアルデータＤＬ２が光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力されるといった具合に、描画ビット列データＳＢａを構成する１列分のシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３が、ＤＬ１→ＤＬ２→ＤＬ３、の順番で光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力される。その後、次の列のシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３が、ＤＬ１→ＤＬ２→ＤＬ３、の順番で描画ビット列データＳＢａとして光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力される。同様に、第２の走査モジュールにおいて、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎの順番が、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の場合は、まず、１列分のシリアルデータＤＬ４が光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力され、続いて、１列分のシリアルデータＤＬ５が光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力されるといった具合に、描画ビット列データＳＢｂを構成する１列分のシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６が、ＤＬ４→ＤＬ５→ＤＬ６、の順番で光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力される。その後、次の列のシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６が、ＤＬ４→ＤＬ５→ＤＬ６、の順番で描画ビット列データＳＢｂとして光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力される。この光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の駆動回路３６ａに描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）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ＳＢａ（ＳＢｂ）の１画素分の論理情報がロー（「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ＳＢａ（ＳＢｂ）の１画素分の論理情報がハイ（「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。このように駆動回路３６ａが描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）に基づいて電気光学素子３６を駆動することによって、電気光学素子３６は、描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）の画素の論理情報がハイ状態（「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に導くものである。この偏光ビームスプリッタ３８を透過する光（種光）をビームＬｓｅで表す。このパルス状のビームＬｓｅの発振周波数はＦａとなる。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から照射されたビームＬｓｅ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、合成されたビームＬｓｅ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、種光としてのビームＬｓｅ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。この増幅されたビームＬｓｅ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、入射したビームＬｓｅ（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（例えば、３５５ｎｍ）にピーク波長を有する紫外線光（ビームＬＢ）となる。
図８に示すように、駆動回路３６ａに印加する描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）の１画素分の論理情報がロー（「０」）の場合は、電気光学素子（強度変調部）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を透過するビームＬｓｅは種光Ｓ２となる。したがって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から最終的に出力されるＰ偏光のＬＢａ（ＬＢｂ）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ＬＢａ（ＬＢｂ）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ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）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ＬＳａ（ＬＳｂ）はビームＬＢａ（ＬＢｂ）を射出していないのと同じ結果となる。つまり、基板Ｐ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ＬＢａ（ＬＢｂ）が僅かな強度であっても照射され続ける。そのため、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６が、長時間、基板Ｐ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Ｐが停止している場合等）は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）のビームＬＢａ（ＬＢｂ）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、図８に示すように、駆動回路３６ａに印加する描画ビット列データＳＢａ（ＳＢｂ）の１画素分の論理情報がハイ（「１」）の場合は、電気光学素子（強度変調部）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を透過するビームＬｓｅは種光Ｓ１となる。したがって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）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ＬＳａ（ＬＳｂ）から出力されるＰ偏光のビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、基板Ｐの露光に必要なエネルギーを持つ。つまり、基板Ｐ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ＬＳａ（ＬＳｂ）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（強度変調部）３６を制御することで、走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３（Ｕ４〜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ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、強度変調された描画ビームとなる。
なお、図７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、パターンデータ（描画ビット列データＳＢａ、ＳＢｂ、または、シリアルデータＤＬｎ）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（ジャイアントパルス）が数パルス分に渡って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、パターンデータ（描画ビット列データＳＢａ、ＳＢｂ、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。この場合は、このＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２が、描画用光変調器（強度変調部）として機能する。つまり、制御回路２２は、描画ビット列データＳＢａ（ＤＬ１〜ＤＬ３）、ＳＢｂ（ＤＬ４〜ＤＬ６）、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Ｆａ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２２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Ｐ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Ｐ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ＰにビームＬＢｎを照射するか否かは、画素の論理情報（ハイ／ロー）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。
ここで、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）は、スポット光ＳＰの走査中に、基板Ｐの被照射面上の寸法Ｐｘｙの１画素に対して、スポット光ＳＰが主走査方向に沿ってＮ個（本第１の実施の形態では、Ｎ＝２とする）投射されるように、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）を射出する。この光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、信号発生部２２ａが発生するクロック信号ＬＴＣのクロックパルスに応答して発生する。したがって、寸法Ｐｘｙの１画素に対してスポット光ＳＰをＮ個（Ｎは２以上の整数でも良い）投射するためには、主走査方向におけるスポット光ＳＰの基板Ｐに対する相対的な走査速度をＶｓとしたとき、信号発生部２２ａは、Ｐｘｙ／（Ｎ×Ｖｓ）またはＰｙ／（Ｎ×Ｖｓ）で決まる基準周期Ｔａ（＝１／Ｆａ）でクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを発生する必要がある。例えば、実効的な描画ラインＳＬｎの長さを３０ｍｍとし、１回の走査時間Ｔｓｐを約５０μｓｅｃとすると、スポット光ＳＰの走査速度Ｖｓは、約６００ｍ／ｓｅｃとなる。そして、画素の寸法Ｐｘｙ（ＰｘおよびＰｙ）がスポット光ＳＰの実効的なサイズと同じ３μｍであって、Ｎが２の場合は、基準周期Ｔａ＝３μｍ／（２×６００ｍ／ｓｅｃ）＝０．００２５μｓｅｃとなり、その周波数Ｆａ（＝１／Ｔａ）は、４００ＭＨｚとなる。
この局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）の補正位置情報（設定値）Ｎｖは、任意に変更することができ、描画ラインＳＬｎの倍率に応じて適宜設定される。例えば、描画ラインＳＬｎ上に位置する補正画素が１つとなるように、補正位置情報Ｎｖを設定してもよい。全体倍率補正情報ＴＭｇによっても、描画ラインＳＬを伸縮させることはできるが、局所倍率補正の方がきめ細やかな微小な倍率補正を行うことができる。例えば、発振周波数Ｆａが４００ＭＨｚで描画ラインＳＬｎの走査長（描画範囲）の初期値を３０ｍｍとした場合に、全体倍率補正情報ＴＭｇによって描画ラインＳＬｎの走査長を１５μｍ（比率５００ｐｐｍ）だけ伸縮または伸長させる場合には、発振周波数Ｆａを、約０.２ＭＨｚ（比率５００ｐｐｍ）だけ大きくまたは小さくしなければならず、その調整が難しい。また、調整することができたとしても、一定の遅れ（時定数）を持って調整後の発振周波数Ｆａに切り換わるため、その間は、所望する倍率を得ることができない。さらに、描画倍率の補正比が５００ｐｐｍ以下、例えば数ｐｐｍ〜数十ｐｐｍ程度に設定される場合は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の発振周波数Ｆａを変える全体倍率補正方式よりも、離散的な補正画素でのスポット光の数を増減する局所倍率補正方式の方が、分解能が高い補正を簡単に行える。もちろん、全体倍率補正方式と局所倍率補正方式の両方を併用すれば、大きな描画倍率の補正比に対応しつつ高分解能な補正ができるといった利点が得られる。
図９は、露光装置ＥＸの電気的な構成を示すブロック図である。露光装置ＥＸの制御装置１６は、ポリゴン駆動制御部１００、選択素子駆動制御部１０２、ビーム制御装置１０４、マーク位置検出部１０６、および、回転位置検出部１０８を有する。なお、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）が出力した原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）は、ポリゴン駆動制御部１００および選択素子駆動制御部１０２に入力される。なお、図９に示す例では、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）が選択用光学素子ＡＯＭ２（ＡＯＭ５）によって回折され、その１次回折光であるビームＬＢ２（ＬＢ５）が走査ユニットＵ２（Ｕ５）に入射している状態を示している。
ポリゴン駆動制御部１００は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転を駆動制御する。ポリゴン駆動制御部１００は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭを駆動させる回転駆動源（モータや減速機等）ＲＭを有し、このモータの回転を駆動制御することで、ポリゴンミラーＰＭの回転を駆動制御する。ポリゴン駆動制御部１００は、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置が所定の位相関係となるように、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの各々を同期回転させる。すなわち、ポリゴン駆動制御部１００は、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転速度（回転数）Ｖｐ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、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐは、全て同一とする。
本第１の実施の形態では、上述したように、実走査に寄与するポリゴンミラーＰＭの回転角度αを１５度とするので、反射面ＲＰが８つの八角形のポリゴンミラーＰＭの走査効率は１／３となる。第１の走査モジュールでは、３つの走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの走査が、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番で行われる。したがって、この順番で、この３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３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、走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々のポリゴンミラーＰＭがポリゴン駆動制御部１００によって同期制御される。また、第２の走査モジュールでは、３つの走査ユニットＵｎによるスポット光ＳＰの走査が、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で行われる。したがって、この順番で、３つの走査ユニットＵ４〜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、走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各々のポリゴンミラーＰＭがポリゴン駆動制御部１００によって同期制御される。
具体的には、図１０に示すように、ポリゴン駆動制御部１００は、例えば、第１の走査モジュールに関しては、走査ユニットＵ１の原点センサＯＰ１からの原点信号ＳＺ１を基準にして、走査ユニットＵ２の原点センサＯＰ２からの原点信号ＳＺ２が時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ２のポリゴンミラーＰＭの回転位相を制御する。ポリゴン駆動制御部１００は、原点信号ＳＺ１を基準にして、走査ユニットＵ３の原点センサＯＰ３からの原点信号ＳＺ３が２×時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ３のポリゴンミラーＰＭの回転位相を制御する。この時間Ｔｓは、ポリゴンミラーＰＭが１５度回転する時間（スポット光ＳＰの最大走査時間）である。これにより、各走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相差が、Ｕ１、Ｕ２、Ｕ３の順番で１５度ずつずれた状態となる。したがって、第１の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３は、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３の順番で、スポット光ＳＰの走査を行うことができる。
第２の走査モジュールに関しても同様に、ポリゴン駆動制御部１００は、例えば、走査ユニットＵ４の原点センサＯＰ４からの原点信号ＳＺ４を基準にして、走査ユニットＵ５の原点センサＯＰ５からの原点信号ＳＺ５が時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ５のポリゴンミラーＰＭの回転位相を制御する。ポリゴン駆動制御部１００は、原点信号ＳＺ４を基準にして、走査ユニットＵ６の原点センサＯＰ６からの原点信号ＳＺ６が２×時間Ｔｓだけ遅れて発生するように、走査ユニットＵ６のポリゴンミラーＰＭの回転位相を制御する。これにより、各走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各々のポリゴンミラーＰＭの回転角度位置の位相が、Ｕ４、Ｕ５、Ｕ６の順番で１５度ずつずれた状態となる。したがって、第２の走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）は、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６の順番で、スポット光ＳＰの走査を行うことができる。
選択素子駆動制御部（ビーム切換駆動制御部）１０２は、ビーム切換部ＢＤＵの各光学素子モジュールの選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３、ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）を制御して、各走査モジュールの１つの走査ユニットＵｎ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、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）からのビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ）を、各走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）に順番に振り分ける。なお、１つの走査ユニットＵｎ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、ポリゴンミラーＰＭは４５度回転しており、その時間間隔は、時間Ｔｐｘ（＝３×Ｔｓ）となる。
具体的には、選択素子駆動制御部１０２は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生すると、原点信号ＳＺｎが発生してから一定時間（オン時間Ｔｏｎ）だけ、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）を発生した走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）に対応する選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）に駆動信号（高周波信号）ＨＦｎ（ＨＦ１〜ＨＦ６）を印加する。これにより、駆動信号（高周波信号）ＨＦｎが印加された選択用光学素子ＡＯＭｎは、オン時間Ｔｏｎだけオン状態となり、対応する走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させることができる。また、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させるので、スポット光ＳＰの走査を行うことができる走査ユニットＵｎにビームＬＢｎを入射させることができる。なお、このオン時間Ｔｏｎは、時間Ｔｓ以下の時間である。
第１の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３で発生する原点信号ＳＺ１〜ＳＺ３は、時間Ｔｓ間隔で、ＳＺ１→ＳＺ２→ＳＺ３、の順で発生する。そのため、第１の光学素子モジュールの各選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３には、時間Ｔｓ間隔で、ＡＯＭ１→ＡＯＭ２→ＡＯＭ３、の順番で駆動信号（高周波信号）ＨＦ１〜ＨＦ３がオン時間Ｔｏｎだけ印加される。したがって、第１の光学素子モジュール（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３）は、光源装置ＬＳａからのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）が入射する１つの走査ユニットＵｎを時間Ｔｓ間隔で、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番で切り換えることができる。これにより、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎが時間Ｔｓ間隔で、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順番で切り換わることになる。また、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の時間（Ｔｐｘ＝３×Ｔｓ）に、光源装置ＬＳａからのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）を３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３）のいずれか１つに順番に入射させることができる。
同様に、第２の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６で発生する原点信号ＳＺ４〜ＳＺ６は、時間Ｔｓ間隔で、ＳＺ４→ＳＺ５→ＳＺ６、の順で発生する。そのため第２の光学素子モジュールの各選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６には、時間Ｔｓ間隔で、ＡＯＭ４→ＡＯＭ５→ＡＯＭ６、の順番で駆動信号（高周波信号）ＨＦ４〜ＨＦ６がオン時間Ｔｏｎだけ印加される。したがって、第２の光学素子モジュール（ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６）は、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）が入射する１つの走査ユニットＵｎを時間Ｔｓ間隔で、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で切り換えることができる。これにより、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎが時間Ｔｓ間隔で、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順番で切り換わることになる。また、走査ユニットＵ４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の時間（Ｔｐｘ＝３×Ｔｓ）に、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）を３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）のいずれか１つに順番に入射させることができる。
選択素子駆動制御部１０２についてさらに詳しく説明すると、選択素子駆動制御部１０２は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生すると、図１０に示すように、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生してから一定時間（オン時間Ｔｏｎ）だけＨ（ハイ）になる複数の入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）を生成する。この複数の入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）は、対応する選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）をオン状態にすることを許可する信号である。つまり、入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）は、対応する走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）へのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）の入射を許可する信号である。そして、選択素子駆動制御部１０２は、入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）がＨ（ハイ）になっているオン時間Ｔｏｎだけ、対応する選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）に駆動信号（高周波信号）ＨＦｎ（ＨＦ１〜ＨＦ６）を印加して、対応する選択用光学素子ＡＯＭｎをオン状態（１次回折光を発生する状態）にする。例えば、選択素子駆動制御部１０２は、入射許可信号ＬＰ１〜ＬＰ３がＨ（ハイ）になっている一定時間Ｔｏｎだけ、対応する選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３に駆動信号ＨＦ１〜ＨＦ３を印加する。これにより、光源装置ＬＳａからのビームＬＢ１〜ＬＢ３が、対応する走査ユニットＵ１〜Ｕ３に入射する。また、選択素子駆動制御部１０２は、入射許可信号ＬＰ４〜ＬＰ６がＨ（ハイ）になっている一定時間Ｔｏｎだけ、対応する選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６に駆動信号（高周波信号）ＨＦ４〜ＨＦ６を印加する。これにより、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢ４〜ＬＢ６が、対応する走査ユニットＵ４〜Ｕ６に入射する。
図１０に示すように、第１の光学素子モジュールの３つの選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ３に対応する入射許可信号ＬＰ１〜ＬＰ３は、Ｈ（ハイ）になる立ち上がりタイミングが、ＬＰ１→ＬＰ２→ＬＰ３、の順で時間Ｔｓずつずれており、且つ、Ｈ（ハイ）になるオン時間Ｔｏｎが互いに重複することはない。したがって、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ３）が入射する走査ユニットＵｎは、時間Ｔｓ間隔で、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、の順で切り換わる。同様に、第２の光学素子モジュールの３つの選択用光学素子ＡＯＭ４〜ＡＯＭ６に対応する入射許可信号ＬＰ４〜ＬＰ６は、Ｈ（ハイ）になる立ち上がりタイミングが、ＬＰ４→ＬＰ５→ＬＰ６、の順で時間Ｔｓずつずれており、且つ、Ｈ（ハイ）になるオン時間Ｔｏｎが互いに重複することはない。したがって、ビームＬＢｎ（ＬＢ４〜ＬＢ６）が入射する走査ユニットＵｎは、時間Ｔｓ間隔で、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、の順で切り換わる。選択素子駆動制御部１０２は、生成した複数の入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）を、ビーム制御装置１０４に出力する。
図９のビーム制御装置（ビーム制御部）１０４は、ビームＬＢ（ＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｎ）の発光周波数Ｆａ、ビームＬＢのスポット光ＳＰが描画される描画ラインＳＬｎの倍率、および、ビームＬＢの強度変調を制御するものである。ビーム制御装置１０４は、全体倍率設定部１１０、局所倍率設定部１１２、描画データ出力部１１４、および、露光制御部１１６を備える。全体倍率設定部（全体倍率補正情報記憶部）１１０は、露光制御部１１６から送られてきた全体倍率補正情報ＴＭｇを記憶するとともに、全体倍率補正情報ＴＭｇを光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の制御回路２２の信号発生部２２ａに出力する。信号発生部２２ａのクロック発生部６０は、この全体倍率補正情報ＴＭｇに応じた発振周波数Ｆａのクロック信号ＬＴＣを生成する。なお、全体倍率設定部１１０と局所倍率設定部１１２の詳細な構成については後で詳述する。
局所倍率設定部（局所倍率補正情報記憶部、補正情報記憶部）１１２は、露光制御部１１６から送られてきた局所倍率補正情報（補正情報）ＣＭｇｎを記憶するとともに、局所倍率補正情報ＣＭｇｎを光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の制御回路２２の信号発生部２２ａに出力する。この局所倍率補正情報ＣＭｇｎに基づいて、描画ラインＳＬｎ上の補正画素の位置が指定（特定）され、その倍率が決定される。制御回路２２の信号発生部２２ａは、この局所倍率補正情報ＣＭｇに基づいて決定した補正画素、および、その倍率に応じて、画素シフトパルスＢＳＣ（ＢＳＣａ、ＢＳＣｂ）を出力する。なお、局所倍率設定部１１２は、露光制御部１１６から送られてきた走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）毎の局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）を記憶する。そして、局所倍率設定部１１２は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎを光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の信号発生部２２ａに出力する。つまり、局所倍率設定部１１２は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）を発生した走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎを、該走査ユニットＵｎに入射するビームＬＢｎの発生源となる光源装置ＬＳａ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の信号発生部２２ａに出力する。なお、全体倍率補正情報ＴＭｇや局所倍率補正情報ＣＭｇｎに基づく描画倍率の補正は、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の制御回路２２の信号発生部２２ａからのクロック信号ＬＴＣのクロック周期を部分的に微調整して行われる。制御回路２２（信号発生部２２ａ）の詳細な構成については後で詳述する。
例えば、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎ（つまり、これからスポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎ）が、走査ユニットＵ１〜Ｕ３のいずれかである場合は、局所倍率設定部１１２は、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎを、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａに出力する。同様に、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎが、走査ユニットＵ４〜Ｕ６のいずれかである場合は、局所倍率設定部１１２は、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎを、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａに出力する。これにより、走査モジュール毎に、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３、Ｕ４〜Ｕ６）に対応する画素シフトパルスＢＳＣ（ＢＳＣａ、ＢＳＣｂ）が、光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）の送出タイミング切換部６４から出力される。これにより、描画ラインＳＬｎ毎に個別に走査長を調整することができる。
描画データ出力部１１４は、第１の走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ３）のうち、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎ（これからスポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎ）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ＳＢａとして光源装置ＬＳａの駆動回路３６ａに出力する。また、描画データ出力部１１４は、第２の走査モジュールの３つの走査ユニットＵｎ（Ｕ４〜Ｕ６）のうち、原点信号ＳＺｎを発生した走査ユニットＵｎ（これからスポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵｎ）に対応する１列分のシリアルデータＤＬｎ（ＤＬ４〜ＤＬ６）を描画ビット列データＳＢｂとして光源装置ＬＳｂの駆動回路３６ａに出力する。第１の走査モジュールに関しては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ１〜Ｕ３の順番は、Ｕ１→Ｕ２→Ｕ３、となっているので、描画データ出力部１１４は、ＤＬ１→ＤＬ２→ＤＬ３、の順番で繰り返されるシリアルデータＤＬ１〜ＤＬ３を描画ビット列データＳＢａとして出力する。第２の走査モジュールに関しては、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ４〜Ｕ６の順番は、Ｕ４→Ｕ５→Ｕ６、となっているので、描画データ出力部１１４は、ＤＬ４→ＤＬ５→ＤＬ６、の順番で繰り返されるシリアルデータＤＬ４〜ＤＬ６を描画ビット列データＳＢｂとして出力する。
さて、図９に示した露光制御部１１６は、全体倍率設定部１１０、局所倍率設定部１１２、および、描画データ出力部１１４を制御するものである。露光制御部１１６には、マーク位置検出部１０６が検出した設置方位線Ｌｘ１、Ｌｘ４上におけるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報と、回転位置検出部１０８が検出した設置方位線Ｌｘ１〜Ｌｘ４上における回転ドラムＤＲの回転角度位置情報（カウンタ回路ＣＮ１ａ〜ＣＮ４ａ、ＣＮ１ｂ〜ＣＮ４ｂに基づくカウント値）とが入力される。露光制御部１１６は、設置方位線Ｌｘ１上におけるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報と、設置方位線Ｌｘ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置（カウンタ回路ＣＮ１ａ、ＣＮ１ｂのカウント値）とに基づいて、基板Ｐの副走査方向（Ｘ方向）における被露光領域Ｗの描画露光の開始位置を検出（決定）する。
そして、露光制御部１１６は、描画露光の開始位置が検出されたときの設置方位線Ｌｘ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置と、設置方位線Ｌｘ２上における回転角度位置（カウンタ回路ＣＮ２ａ、ＣＮ２ｂに基づくカウント値）とに基づいて、基板Ｐの描画露光の開始位置が設置方位線Ｌｘ２上にある描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上まで搬送されたか否かを判断する。露光制御部１１６は、描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上まで搬送されたと判断すると、局所倍率設定部１１２および描画データ出力部１１４等を制御して、走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５にスポット光ＳＰの走査による描画を開始させる。
この場合は、露光制御部１１６は、走査ユニットＵ１、Ｕ３が描画露光を行うタイミングで、局所倍率設定部１１２にスポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ１、Ｕ３に対応する局所倍率補正情報ＣＭｇ１、ＣＭｇ３を光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａに出力させる。これにより、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ１、Ｕ３のシリアルデータＤＬ１、ＤＬ３の画素をシフトさせる画素シフトパルスＢＳＣａを、局所倍率補正情報ＣＭｇ１、ＣＭｇ３に応じて発生する。この画素シフトパルスＢＳＣａに応じて、描画データ出力部１１４は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ１、Ｕ３に対応するシリアルデータＤＬ１、ＤＬ３の各画素の論理情報を１画素ずつシフトさせていく。同様に、露光制御部１１６は、走査ユニットＵ５が描画露光を行うタイミングで、局所倍率設定部１１２に、走査ユニットＵ５に対応する局所倍率補正情報ＣＭｇ５を光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａに出力させる。これにより、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ５に対応するシリアルデータＤＬ５の画素をシフトさせる画素シフトパルスＢＳＣｂを、局所倍率補正情報ＣＭｇ５に応じて発生する。この画素シフトパルスＢＳＣｂに応じて、描画データ出力部１１４は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ５のシリアルデータＤＬ５の各画素の論理情報を１画素ずつシフトさせていく。
その後、露光制御部１１６は、描画露光の開始位置が検出されたときの設置方位線Ｌｘ１上における回転ドラムＤＲの回転角度位置と、設置方位線Ｌｘ３上における回転角度位置（カウンタ回路ＣＮ３ａ、ＣＮ３ｂのカウント値）とに基づいて、基板Ｐの描画露光の開始位置が設置方位線Ｌｘ３上にある描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上まで搬送されたか否かを判断する。露光制御部１１６は、描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上まで搬送されたと判断すると、局所倍率設定部１１２および描画データ出力部１１４を制御して、さらに、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。
この場合は、露光制御部１１６は、走査ユニットＵ２が描画露光を行うタイミングで、局所倍率設定部１１２に、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ２に対応する局所倍率補正情報ＣＭｇ２を光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａに出力させる。これにより、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ２のシリアルデータＤＬ２の画素をシフトさせる画素シフトパルスＢＳＣａを、局所倍率補正情報ＣＭｇ２に応じて発生する。この画素シフトパルスＢＳＣａに応じて、描画データ出力部１１４は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ２のシリアルデータＤＬ２の各画素の論理情報を１画素ずつシフトさせていく。同様に、露光制御部１１６は、走査ユニットＵ４、Ｕ６が描画露光を行うタイミングで、局所倍率設定部１１２に、走査ユニットＵ４、Ｕ６に対応する局所倍率補正情報ＣＭｇ４、ＣＭｇ６を光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａに出力させる。これにより、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａは、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ４、Ｕ６のシリアルデータＤＬ４、ＤＬ６の画素をシフトさせる画素シフトパルスＢＳＣｂを、局所倍率補正情報ＣＭｇ４、ＣＭｇ６に応じて発生する。この画素シフトパルスＢＳＣｂに応じて、描画データ出力部１１４は、スポット光ＳＰの走査を行う走査ユニットＵ４、Ｕ６のシリアルデータＤＬ４、ＤＬ６の各画素の論理情報を１画素ずつシフトさせていく。
先の図４から分かるように、基板Ｐは＋Ｘ方向に搬送されるので、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Ｐが所定距離だけさらに搬送されてから、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、第１の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各ポリゴンミラーＰＭ、第２の走査モジュールの３つの走査ユニットＵ４〜Ｕ６の各ポリゴンミラーＰＭは、所定の位相差を持って回転制御されているため、原点信号ＳＺ１〜ＳＺ３、ＳＺ４〜ＳＺ６は、図１０に示すように、時間Ｔｓだけ位相差を持って発生し続ける。そのため、図１０に示すような入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）が発生し、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、シリアルデータＤＬ２、ＤＬ４、ＤＬ６が出力される。したがって、被露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に達する前に、走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６によるスポット光ＳＰの走査によってパターンが描画されてしまう。そこで、図９の露光制御部１１６は、入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）を論理演算する論理回路によって、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の画素のシフトが禁止される。
また、露光制御部１１６は、マーク位置検出部１０６が検出した設置方位線Ｌｘ１、Ｌｘ４上におけるアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報と、回転位置検出部１０８が検出した設置方位線Ｌｘ１、Ｌｘ４上における回転ドラムＤＲの回転角度位置情報とに基づいて、基板Ｐまたは被露光領域Ｗの歪み（変形）を逐次演算する。例えば、基板Ｐが長尺方向に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る場合は、被露光領域Ｗの形状も歪み（変形し）、アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の配列も、図４に示すような矩形状にならず、歪んだ（変形した）状態になる。基板Ｐまたは被露光領域Ｗが歪んだ場合は、それに応じて各描画ラインＳＬｎの倍率を変更する必要があるので、露光制御部１１６は、演算した基板Ｐまたは被露光領域Ｗの歪みに基づいて、全体倍率補正情報ＴＭｇおよび局所倍率補正情報ＣＭｇｎの少なくとも一方を生成する。そして、この生成された全体倍率補正情報ＴＭｇおよび局所倍率補正情報ＣＭｇｎの少なくとも一方は、全体倍率設定部１１０または局所倍率設定部１１２に出力される。これにより、重ね合わせ露光の精度を向上させることができる。
さらに、露光制御部１１６は、基板Ｐまたは被露光領域Ｗの歪みに応じて、各描画ラインＳＬｎ毎に補正傾き角情報を生成してもよい。この生成された補正傾き角情報に基づいて、上述した前記アクチュエータが、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動させる。これにより、重ね合わせ露光の精度がより向上する。露光制御部１１６は、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によってスポット光ＳＰの走査が行われる度、若しくは、スポット光ＳＰの走査が所定回数行われる度に、若しくは、基板Ｐまたは被露光領域Ｗの歪みの傾向が許容範囲を超えて変わったときに、全体倍率補正情報ＴＭｇおよび局所倍率補正情報ＣＭｇｎの少なくとも一方と、補正傾き角情報とを再び生成してもよい。
図１１は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の内部に設けられる信号発生部２２ａの構成を示す図である。図９に示すように、信号発生部２２ａには、補正位置情報Ｎｖと伸縮情報（極性情報）ＰＯＬとを有する局所倍率補正情報ＣＭｇｎが、局所倍率設定部１１２から送られてくるものとする。この局所倍率設定部１１２は、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）毎に、局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）を記憶している。
信号発生部２２ａは、クロック信号発生部２００、補正点指定部２０２、および、クロック切換部２０４を有する。このクロック信号発生部２００、補正点指定部２０２、および、クロック切換部２０４等は、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）により集約して構成することができる。クロック信号発生部２００は、φ／Ｖｓ、で定まる周期よりも短い基準周期Ｔｅを有するとともに、基準周期Ｔｅの１／Ｎの補正時間ずつ位相差を与えた複数（Ｎ個）のクロック信号ＣＫp（ｐ＝０、１、２、・・・、Ｎ−１）を生成する。φは、スポット光ＳＰの実効的なサイズであり、Ｖｓは、基板Ｐに対するスポット光ＳＰの主走査方向の相対的な速度であり、ここでは一例として１５０ｍｍ／ｓｅｃとして説明する。なお、基準周期Ｔｅが、φ／Ｖｓで定まる周期よりも長い場合は、主走査方向に沿って照射されるスポット光ＳＰが所定の間隔をあけて離散的に基板Ｐの被照射面上に照射されてしまう。逆に、基準周期Ｔｅが、φ／Ｖｓで定まる周期よりも短い場合は、スポット光ＳＰが主走査方向に関して互いに重なり合うように基板Ｐの被照射面上に照射される。本実施の形態では、原則として、スポット光ＳＰをサイズφの１／２ずつオーバーラップさせるために、発振周波数Ｆｅが１００ＭＨｚに設定されるものとする。この場合、基準周期Ｔｅは、１／Ｆｅ＝１／１００〔ＭＨｚ〕＝１０〔ｎｓｅｃ〕となり、φ／Ｖｓ＝３〔μｍ〕／１５０〔ｍｍ／ｓｅｃ〕＝２０ｎｓｅｃより小さい値となる。また、Ｎ＝５０とすると、クロック信号発生部２００は、０．２ｎｓｅｃ（＝１０〔ｎｓｅｃ〕／５０）の位相差が与えられた５０個のクロック信号ＣＫ0〜ＣＫ49を生成する。
具体的には、クロック信号発生部２００は、クロック発生部（発振器）６０と、複数（Ｎ−１個）の遅延回路Ｄｅ（Ｄｅ０１〜Ｄｅ４９）とを有する。クロック発生部６０は、全体倍率補正情報ＴＭｇに応じた発振周波数Ｆｅ（＝１／Ｔｅ）で発振するクロックパルスからなるクロック信号ＣＫ0を発生する。本実施の形態では、全体倍率補正情報ＴＭｇを０（補正量０％）とし、クロック発生部６０は、１００ＭＨｚの発振周波数Ｆｅ（基準周期Ｔｅ＝１０ｎｓｅｃ）でクロック信号ＣＫ0を発生する。
クロック発生部６０からのクロック信号（出力信号）ＣＫ0は、直列に接続された複数の遅延回路Ｄｅ（Ｄｅ０１〜Ｄｅ４９）の初段（先頭）の遅延回路Ｄｅ０１に入力されるとともに、クロック切換部２０４の１番目の入力端子に入力される。この遅延回路Ｄｅ（Ｄｅ０１〜Ｄｅ０４９）は、入力信号であるクロック信号ＣＫpを一定時間（Ｔｅ／Ｎ＝０.２ｎｓｅｃ）だけ遅延させて出力する。したがって、初段の遅延回路Ｄｅ０１は、クロック発生部６０が発生したクロック信号ＣＫ0と同一の基準周期Ｔｅ（１０ｎｓｅｃ）であり、且つ、クロック信号ＣＫ0に対して０．２ｎｓｅｃの遅れを持ったクロック信号（出力信号）ＣＫ1を出力する。同様に、２段目の遅延回路Ｄｅ０２は、前段の遅延回路Ｄｅ０１からのクロック信号（出力信号）ＣＫ1と同一の基準周期Ｔｅ（１０ｎｓｅｃ）であり、且つ、クロック信号ＣＫ1に対して０．２ｎｓｅｃの遅れを持ったクロック信号（出力信号）ＣＫ2を出力する。３段目以降の遅延回路Ｄｅ０３〜Ｄｅ４９も同様に、前段の遅延回路Ｄｅ０２〜Ｄｅ４８からのクロック信号（出力信号）ＣＫ2〜ＣＫ48と同一の基準周期Ｔｅ（１０ｎｓｅｃ）であり、且つ、クロック信号ＣＫ2〜ＣＫ48に対して０．２ｎｓｅｃの遅れを持ったクロック信号（出力信号）ＣＫ3〜ＣＫ49を出力する。
クロック信号ＣＫ0〜ＣＫ49は、０．２ｎｓｅｃずつ位相差が与えられた信号であることから、クロック信号ＣＫ0は、クロック信号ＣＫ49と同一の基準周期Ｔｅ（１０ｎｓｅｃ）であり、且つ、クロック信号ＣＫ49に対してさらに０．２ｎｓｅｃの遅れを持ったクロック信号と、丁度１周期だけずれた信号となる。したがって、クロック信号ＣＫ0は、実質的にクロック信号ＣＫ49の各クロックパルスに対して０．２ｎｓｅｃの遅れたクロック信号と見做すことができる。遅延回路Ｄｅ０１〜Ｄｅ４９からのクロック信号ＣＫ1〜ＣＫ49は、クロック切換部２０４の２番目〜５０番目の入力端子に入力される。
クロック切換部２０４は、入力された５０個のクロック信号ＣＫp（ＣＫ0〜ＣＫ49）のうち、いずれか１つのクロック信号ＣＫpを選択し、選択したクロック信号ＣＫpをクロック信号（基準クロック信号）ＬＴＣとして出力するマルチプレクサ（選択回路）である。したがって、クロック信号ＬＴＣの発振周波数Ｆａ（＝１／Ｔａ）は、原則としてクロック信号ＣＫ0〜ＣＫ49の発振周波数Ｆｅ（＝１／Ｔａ）、つまり、１００ＭＨｚと同じになる。制御回路２２は、クロック切換部２０４から出力されるクロック信号ＬＴＣの各クロックパルスに応答して種光Ｓ１、Ｓ２が発光するように、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を制御する。したがって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から射出されるパルス状のビームＬＢａ（ＬＢｂ）の発振周波数Ｆａは、原則として１００ＭＨｚとなる。
クロック切換部２０４は、スポット光ＳＰが走査線上に位置する特定の補正点ＣＰＰを通過するタイミングで、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫp、つまり、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の発生に起因するクロック信号ＣＫpを、位相差の異なる他のクロック信号ＣＫpに切り換える。クロック切換部２０４は、スポット光ＳＰが補正点ＣＰＰを通過するタイミングで、クロック信号ＬＴＣとして選択するクロック信号ＣＫpを、クロック信号ＬＴＣとして現在選択しているクロック信号ＣＫpに対して０．２ｎｓｅｃだけ位相差を有するクロック信号ＣＫp±1に切り換える。この切り換えるクロック信号ＣＫp±1の位相差の方向、つまり、位相が０．２ｎｓｅｃだけ遅れる方向か位相が０.２ｎｓｅｃだけ進む方向かは、局所倍率補正情報（補正情報）ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）の一部である１ビットの伸縮情報（極性情報）ＰＯＬに応じて決定される。
伸縮情報ＰＯＬがハイ「１」（伸長）の場合は、クロック切換部２０４は、現在クロック信号ＬＴＣとして出力しているクロック信号ＣＫpに対して０．２ｎｓｅｃだけ位相が遅れたクロック信号ＣＫp+1をクロック信号ＬＴＣとして選択して出力する。また、伸縮情報ＰＯＬがロー「０」（縮小）の場合は、クロック切換部２０４は、現在クロック信号ＬＴＣとして出力しているクロック信号ＣＫpに対して０．２ｎｓｅｃだけ位相が進んだクロック信号ＣＫp-1をクロック信号ＬＴＣとして選択して出力する。例えば、クロック切換部２０４は、現在クロック信号ＬＴＣとして出力しているクロック信号ＣＫpがＣＫ11の場合において、伸縮情報ＰＯＬがハイ（Ｈ）の場合は、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpをクロック信号ＣＫ12に切り換え、伸縮情報ＰＯＬがロー（Ｌ）の場合は、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpをクロック信号ＣＫ10に切り換える。スポット光ＳＰの１回の走査期間中は、同一の伸縮情報ＰＯＬが入力される。
クロック切換部２０４は、ビーム切換部ＢＤＵによってビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎに対応した局所倍率補正情報ＣＭｇｎの伸縮情報ＰＯＬを用いて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向（位相が進む方向か遅れる方向か）を決定する。光源装置ＬＳａからのビームＬＢａ（ＬＢ１〜ＬＢ３）は走査ユニットＵ１〜Ｕ３のいずれか１つに導かれる。したがって、光源装置ＬＳａの信号発生部２２ａのクロック切換部２０４は、走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうち、ビームＬＢｎが入射する１つの走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎの伸縮情報ＰＯＬに基づいて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向を決定する。例えば、走査ユニットＵ２にビームＬＢ２が入射する場合は、光源装置ＬＳａのクロック切換部２０４は、走査ユニットＵ２に対応した局所倍率補正情報ＣＭｇ２の伸縮情報ＰＯＬに基づいて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向を決定する。
また、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂ（ＬＢ４〜ＬＢ６）は走査ユニットＵ４〜Ｕ６のいずれか１つに導かれる。したがって、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａのクロック切換部２０４は、走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうち、ビームＬＢｎが入射する１つの走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎの伸縮情報ＰＯＬに基づいて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向を決定する。例えば、走査ユニットＵ６にビームＬＢ６が入射する場合は、光源装置ＬＳｂのクロック切換部２０４は、走査ユニットＵ６に対応した局所倍率補正情報ＣＭｇ６の伸縮情報ＰＯＬに基づいて、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpの位相がずれる方向を決定する。
補正点指定部２０２は、各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）上の特定の点を補正点ＣＰＰとして指定する。補正点指定部２０２は、局所倍率補正情報（補正情報）ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）の一部である補正点ＣＰＰを指定するための補正位置情報（設定値）Ｎｖに基づいて補正点ＣＰＰを指定する。この局所倍率補正情報ＣＭｇｎの補正位置情報Ｎｖは、描画ラインＳＬｎに沿って描画されるパターンの描画倍率（または描画ラインＳＬｎの主走査方向における描画倍率）に応じて、描画ラインＳＬｎ上の等間隔に離散的な複数の位置の各々に補正点ＣＰＰを指定するための情報であり、補正点ＣＰＰと補正点ＣＰＰとの距離間隔（等間隔）を示す情報である。これにより、補正点指定部２０２は、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）上に等間隔に離散的に配置される位置を補正点ＣＰＰとして指定することができる。この補正点ＣＰＰは、例えば、描画ラインＳＬｎに沿って投射される隣り合う２つのスポット光ＳＰの投射位置（スポット光ＳＰの中心位置）の間に設定される。
補正点指定部２０２は、ビーム切換部ＢＤＵによってビームＬＢｎが入射する走査ユニットＵｎに対応した局所倍率補正情報ＣＭｇｎの補正位置情報Ｎｖを用いて補正点ＣＰＰを指定する。光源装置ＬＳａからのビームＬＢａ（ＬＢ１〜ＬＢ３）が走査ユニットＵ１〜Ｕ３のいずれか１つに導かれるので、補正点指定部２０２は、走査ユニットＵ１〜Ｕ３のうち、ビームＬＢｎが入射する１つの走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎの補正位置情報Ｎｖに基づいて補正点ＣＰＰを指定する。例えば、走査ユニットＵ２にビームＬＢ２が入射する場合は、光源装置ＬＳａの補正点指定部２０２は、走査ユニットＵ２に対応した局所倍率補正情報ＣＭｇ２の補正位置情報Ｎｖに基づいて、描画ラインＳＬｎ２上に等間隔に離散的に配置される複数の位置を補正点ＣＰＰとして指定する。
また、光源装置ＬＳｂからのビームＬＢｂ（ＬＢ４〜ＬＢ６）が走査ユニットＵ４〜Ｕ６のいずれか１つに導かれるので、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａの補正点指定部２０２は、走査ユニットＵ４〜Ｕ６のうち、ビームＬＢｎが入射する１つの走査ユニットＵｎに対応する局所倍率補正情報ＣＭｇｎの補正位置情報Ｎｖに基づいて補正点ＣＰＰを指定する。例えば、走査ユニットＵ６にビームＬＢ６が入射する場合は、光源装置ＬＳｂの補正点指定部２０２は、走査ユニットＵ６に対応した局所倍率補正情報ＣＭｇ６の補正位置情報Ｎｖに基づいて、描画ラインＳＬｎ６上に等間隔に離散的に配置される複数の位置を補正点ＣＰＰとして指定する。
この補正点指定部２０２について具体的に説明すると、補正点指定部２０２は、分周カウンタ回路２１２とシフトパルス出力部２１４とを有する。分周カウンタ回路２１２は、減算カウンタであり、クロック切換部２０４から出力されるクロック信号ＬＴＣのクロックパルス（基準クロックパルス）が入力される。クロック切換部２０４から出力されたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスは、ゲート回路ＧＴａを介して分周カウンタ回路２１２に入力される。ゲート回路ＧＴａには、走査ユニットＵ１〜Ｕ３の各々が描画期間であることを表す描画許可信号ＳＱ１〜ＳＱ３が論理和となって印加される。描画許可信号ＳＱ１〜ＳＱ３は、図１０の入射許可信号ＬＰ１〜ＬＰ３に応答して生成される。ゲート回路ＧＴａは、描画許可信号ＳＱｎがハイ（Ｈ）の期間に開くゲートである。つまり、分周カウンタ回路２１２は、描画許可信号ＳＱｎがハイの期間中だけ、クロック信号ＬＴＣのクロックパルスをカウントすることになる。したがって、光源装置ＬＳａのゲート回路ＧＴａは、描画許可信号ＳＱ１〜ＳＱ３のいずれかがハイ（Ｈ）の期間に入力されたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを分周カウンタ回路２１２に出力する。同様に、光源装置ＬＳｂの信号発生部２２ａのゲート回路ＧＴａには、走査ユニットＵ４〜Ｕ６に対応する３つの描画許可信号ＳＱ４〜ＳＱ６が印加される。したがって、光源装置ＬＳｂのゲート回路ＧＴａは、描画許可信号ＳＱ４〜ＳＱ６のいずれかがハイ（Ｈ）の期間に入力されたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを分周カウンタ回路２１２に出力する。
分周カウンタ回路２１２は、初期のカウント値が補正位置情報（設定値）Ｎｖにプリセットされ、クロック信号ＬＴＣのクロックパルスが入力される度にカウント値をデクリメントする。分周カウンタ回路２１２は、カウント値が０になると１パルスの一致信号Ｉｄｃをシフトパルス出力部２１４に出力する。つまり、分周カウンタ回路２１２は、クロック信号ＬＴＣのクロックパルスを補正位置情報Ｎｖ分だけカウントすると一致信号Ｉｄｃを出力する。この一致信号Ｉｄｃは、次のクロックパルスが発生する前に補正点ＣＰＰが存在することを示す情報である。また、分周カウンタ回路２１２は、カウント値が０になった後、次のクロックパルスが入力されると、カウント値を補正位置情報Ｎｖにプリセットする。これにより、描画ラインＳＬｎに沿って等間隔に補正点ＣＰＰを複数指定することができる。
シフトパルス出力部２１４は、一致信号Ｉｄｃが入力されるとシフトパルスＣＳをクロック切換部２０４に出力する。このシフトパルスＣＳが発生すると、クロック切換部２０４は、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpを切り換える。このシフトパルスＣＳは、補正点ＣＰＰを示す情報であり、分周カウンタ回路２１２のカウント値が０になった後、次のクロックパルスが入力される前に発生する。したがって、分周カウンタ回路２１２のカウント値を０にしたクロックパルスに応じて発生したビームＬＢａ（ＬＢｂ）のスポット光ＳＰの基板Ｐ上における位置と、次のクロックパルスに応じて発生したビームＬＢａ（ＬＢｂ）のスポット光ＳＰの基板Ｐ上における位置との間に補正点ＣＰＰが存在することになる。
上述したように、１描画ラインＳＬｎ当り２００００個のスポット光ＳＰを投射し、描画ラインＳＬｎ上に補正点ＣＰＰを等間隔に離散的に４０個配置すると、スポット光ＳＰ（クロック信号ＬＴＣのクロックパルス）の５００個間隔で補正点ＣＰＰが配置されることになり、補正位置情報Ｎｖは５００と設定される。
図１２は、図１１に示す信号発生部２２ａの各部から出力される信号を示すタイムチャートである。クロック信号発生部２００が発生する５０個のクロック信号ＣＫ0〜ＣＫ49は、いずれもクロック発生部６０が出力するクロック信号ＣＫ0と同じ基準周期Ｔｅではあるが、その位相が０．２ｎｓｅｃずつ遅れたものとなっている。したがって、例えば、クロック信号ＣＫ3は、クロック信号ＣＫ0に対して０．６ｎｓｅｃ位相が遅れたものとなり、クロック信号ＣＫ49は、クロック信号ＣＫ0に対して９．８ｎｓｅｃ位相が遅れたものとなっている。分周カウンタ回路２１２が、クロック切換部２０４から出力されるクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを補正位置情報（設定値）Ｎｖ分だけカウントすると一致信号Ｉｄｃ（図示略）を出力し、これに応じて、シフトパルス出力部２１４がシフトパルスＣＳを出力する。シフトパルス出力部２１４は、通常は、ハイ（論理値が１）の信号を出力しているが、一致信号Ｉｄｃが出力されるとロー（論理値は０）に立ち下がり、クロック信号ＣＫpの基準周期Ｔｅの半分（半周期）の時間が経過するとハイ（論理値は１）に立ち上がるシフトパルスＣＳを出力する。これにより、このシフトパルスＣＳは、分周カウンタ回路２１２がクロック信号ＬＴＣのクロックパルスを補正位置情報（設定値）Ｎｖ分だけカウントしてから、次のクロックパルスが入力される前に立ち上がる。
クロック切換部２０４は、シフトパルスＣＳの立ち上がりに応答して、クロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpを、シフトパルスＣＳが発生する直前まで出力していたクロック信号ＣＫpから、伸縮情報ＰＯＬ´に応じた方向に０．２ｎｓｅｃ位相がずれたクロック信号ＣＫp±1に切り換える。図１２の例では、シフトパルスＣＳが発生する直前までクロック信号ＬＴＣとして出力していたクロック信号ＣＫpをＣＫ0、伸縮情報ＰＯＬを「０」（縮小）としているので、シフトパルスＣＳの立ち上がりに応答して、クロック信号ＣＫ49に切り換わっている。このように、伸縮情報ＰＯＬが「０」の場合は、スポット光ＳＰが補正点ＣＰＰを通過する度に（つまり、シフトパルスＣＳが発生する度に）、クロック切換部２０４は、位相が０．２ｎｓｅｃずつ進むようにクロック信号ＬＴＣとして出力するクロック信号ＣＫpを切り換える。したがって、クロック信号ＬＴＣとして出力（選択）されるクロック信号ＣＫpは、ＣＫ0→ＣＫ49→ＣＫ48→ＣＫ47→・・・・、の順番で切り換わる。このシフトパルスＣＳが発生する補正点ＣＰＰの位置では、クロック信号ＬＴＣの周期が基準周期Ｔｅ（＝１０ｎｓｅｃ）に対して、０．２ｎｓｅｃ短い時間（９．８ｎｓｅｃ）となり、それ以降は、スポット光ＳＰが次の補正点ＣＰＰを通過するまで（次のシフトパルスＣＳが発生するまで）、クロック信号ＬＴＣの周期は基準周期Ｔｅ（＝１０ｎｓｅｃ）となる。
逆に、伸縮情報ＰＯＬが「１」の場合は、スポット光ＳＰが補正点ＣＰＰを通過する度に（つまり、シフトパルスＣＳが発生する度に）、クロック切換部２０４は、位相が０．２ｎｓｅｃずつ遅れるようにクロック信号ＬＴＣとして出力（選択）するクロック信号ＣＫpを切り換える。したがって、クロック信号ＬＴＣとして出力（選択）されるクロック信号ＣＫpは、ＣＫ0→ＣＫ1→ＣＫ2→ＣＫ3→・・・・、の順番で切り換わる。このシフトパルスＣＳが発生する補正点ＣＰＰの位置では、クロック信号ＬＴＣの周期が基準周期Ｔｅ（＝１０ｎｓｅｃ）に対して、０．２ｎｓｅｃ長い時間（１０．２ｎｓｅｃ）となり、それ以降は、スポット光ＳＰが次の補正点ＣＰＰを通過するまで（次のシフトパルスＣＳが発生するまで）、クロック信号ＬＴＣの周期は基準周期Ｔｅ（＝１０ｎｓｅｃ）となる。
本実施の形態では、実効的なサイズφが３μｍのスポット光ＳＰが１．５μｍずつ重なるように主走査方向に沿って投射されるので、補正点ＣＰＰにおけるクロック信号ＬＴＣの周期の補正時間（±０．２ｎｓｅｃ）は、０．０３μｍ（＝１．５〔μｍ〕×（±０．２〔ｎｓｅｃ〕／１０〔ｎｓｅｃ〕））に相当し、１画素当り±０．０３μｍ伸縮することになる。
図１３Ａは、局所倍率補正が行われていない場合に描画されるパターンＰＰを説明する図であり、図１３Ｂは、図１２に示すタイムチャートにしたがって局所倍率補正（縮小）が行われた場合に描画されるパターンＰＰを説明する図である。なお、強度が高レベルのスポット光ＳＰを実線で表し、強度が低レベルまたはゼロのスポット光ＳＰを破線で表している。図１３Ａ、図１３Ｂに示すように、クロック信号ＬＴＣの各クロックパルスに応答して発生したスポット光ＳＰによってパターンＰＰが描画される。図１３Ａと図１３Ｂのクロック信号ＬＴＣとパターンＰＰとを区別するため、図１３Ａ（局所倍率補正が行われていない場合）のクロック信号ＬＴＣ、パターンＰＰを、ＬＴＣ１、ＰＰ１で表し、図１３Ｂ（局所倍率補正が行われた場合）のクロック信号ＬＴＣ、パターンＰＰを、ＬＴＣ２、ＰＰ２で表している。
局所倍率補正が行われていない場合は、図１３Ａに示すように、描画される各画素の寸法Ｐｘｙは、主走査方向において一定の長さとなる。なお、画素の副走査方向（Ｘ方向）の長さをＰｘで表し、主走査方向（Ｙ方向）の長さをＰｙで表している。図１２に示すようなタイムチャートにしたがって局所倍率補正（縮小）が行われると、図１３Ｂに示すように補正点ＣＰＰを含む画素の寸法Ｐｘｙは、画素の長さＰｙがΔＰｙ（＝０．０３μｍ）だけ縮んだ状態となる。逆に、伸長の局所倍率補正が行われると、補正点ＣＰＰを含む画素の寸法Ｐｘｙは、画素の長さＰｙがΔＰｙ（＝０．０３μｍ）だけ伸びた状態となる。
なお、シリアルデータＤＬｎの画素シフトについては特に触れなかったが、クロック切換部２０４からクロック信号ＬＴＣのクロックパルスが２個出力される度に、図９に示す描画データ出力部１１４は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）の駆動回路３６ａに出力するシリアルデータＤＬｎの画素の論理情報を１画素分（１ビット分）だけシフトする。これにより、スポット光ＳＰ（クロック信号ＬＴＣのクロックパルス）の２個が１画素に対応することになる。
以上のように、本実施の形態の露光装置ＥＸは、パルス光源部３５からの種光Ｓ１、Ｓ２に応じて生成されるビームＬＢ（Ｌｓｅ、ＬＢａ、ＬＢｂ、ＬＢｎ）のスポット光ＳＰをパターンデータに応じて強度変調しつつ、基板Ｐ上の描画ラインＳＬｎに沿ってスポット光ＳＰを相対的に走査することにより、基板Ｐ上にパターンを描画する。露光装置ＥＸは、クロック信号発生部２００、制御回路（光源制御部）２２、および、クロック切換部２０４を少なくとも備える。上述したように、クロック信号発生部２００は、φ／Ｖｓで決まる周期よりも短い基準周期Ｔｅ（例えば、１０ｎｓｅｃ）を有するとともに、基準周期Ｔｅの１／Ｎの補正時間（例えば、０．２ｎｓｅｃ）ずつ位相差を与えた複数（Ｎ＝５０個）のクロック信号ＣＫp（ＣＫ0〜ＣＫ49）を生成する。制御回路（光源制御部）２２は、複数のクロック信号ＣＫpのうちいずれか１つのクロック信号ＣＫp（クロック信号ＬＴＣ）の各クロックパルスに応答してビームＬＢが発生するようにパルス光源部３５を制御する。クロック切換部２０４は、スポット光ＳＰが描画ラインＳＬｎ上に指定される特定の補正点ＣＰＰを通過するタイミングで、ビームＬＢの発生に起因するクロック信号ＣＫp、つまり、クロック信号ＬＴＣとして出力されるクロック信号ＣＫpを、位相差の異なる他のクロック信号ＣＫpに切り換える。したがって、描画ラインＳＬｎ（描画するパターン）の倍率をきめ細やかに補正することができ、ミクロンオーダーでの精密な重ね合わせ露光を行うことができる。
この局所倍率補正情報ＣＭｇｎ（ＣＭｇ１〜ＣＭｇ６）の補正位置情報（設定値）Ｎｖは、任意に変更することができ、描画ラインＳＬｎの倍率に応じて適宜設定される。例えば、描画ラインＳＬｎ上に位置する補正点ＣＰＰが１つとなるように、補正位置情報Ｎｖを設定してもよい。また、描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの１走査ごとに補正位置情報Ｎｖの値を変えても良いし、１走査中にスポット光ＳＰが補正点ＣＰＰに来るたびに、補正位置情報Ｎｖの値を変えても良い。この場合であっても、描画ラインＳＬｎ上の離散的な位置に複数の補正点ＣＰＰが指定されることには変わりはないが、補正位置情報Ｎｖを変更することで、補正点ＣＰＰの間隔を不均一にすることができる。さらに、描画ラインＳＬｎに沿ったビームＬＢｎ（スポット光ＳＰ）の１走査毎、或いはポリゴンミラーＰＭの１回転毎に、描画ラインＳＬｎ上の補正画素の数は変えずに、補正画素（補正点ＣＰＰ）の位置を異ならせるようにしてもよい。
［第１の実施の形態の変形例］
上記第１の実施の形態は、以下のような変形が可能である。なお、上記の実施の形態と同一の構成については同様の符号を付し、異なる箇所を中心に説明する。
（変形例１）
上記の第１の実施の形態では、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のいずれかに選択的に供給するための選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を音響光学変調素子とした。すなわち、入射ビームに対して所定の回折角で偏向されて出力される１次回折光を描画用のビームＬＢｎとして走査ユニットＵｎに供給しているが、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、回折現象を使わない電気光学偏向部材であっても良い。図１４は、変形例１によるビーム切換部ＢＤＵ内の１つの走査ユニットＵｎに対応したビーム切換部の構成を示し、本変形例では、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を入射する電気光学素子ＯＳｎと、電気光学素子ＯＳｎを透過したビームの偏光特性に応じて、ビームを透過または反射する偏光ビームスプリッタＢＳｎとが、先の図６に示した選択用光学素子ＡＯＭ１とユニット側入射ミラーＩＭ１との組み合せ系の代わりに設けられる。
図１４において、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から平行光束となって射出されるビームＬＢａ（ＬＢｂ）の進行方向をＸ軸と平行に設定したとき、電気光学素子ＯＳｎに入射するビームＬＢａ（ＬＢｂ）をＹ方向に偏光した直線偏光とし、電気光学素子ＯＳｎのＹ方向に対向した面に形成された電極ＥＪｐ、ＥＪｍの間に数Ｋｖの電圧を印加すると、電気光学素子ＯＳｎを透過したビームは、入射時の偏光状態から９０度回転してＺ方向に偏光した直線偏光となって、偏光ビームスプリッタＢＳｎに入射する。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に電圧を印加しない場合、電気光学素子ＯＳｎを透過したビームは、入射時の偏光状態のままＹ方向に偏光した直線偏光となる。従って、電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間の電圧が零のオフ状態のとき、電気光学素子ＯＳｎからのビームは、立方体状の偏光ビームスプリッタＢＳｎの偏光分割面ｐｓｐ（ＸＹ面とＹＺ面の各々に対して４５度傾いた面）をそのまま透過する。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に電圧が印加されるオン状態のとき、電気光学素子ＯＳｎからのビームは偏光ビームスプリッタＢＳｎの偏光分割面ｐｓｐで反射されて、描画データ（例えば図９中の描画ビット列データＳＢａ、ＳＢｂ）に応じて強度変調された描画用のビームＬＢｎとなって走査ユニットＵｎに向かう。電気光学素子ＯＳｎは、印加される電界強度の１乗で屈折率が変化するポッケルス効果、又は印加される電界強度の２乗で屈折率が変化するカー効果を呈する結晶媒体又は非結晶媒体で構成される。また電気光学素子ＯＳｎは、電界の代わりに磁界によって屈折率が変化するファラデー効果を呈する結晶媒体であっても良い。
（変形例２）
図１５は、図６に示したビーム切換部ＢＤＵを構成する選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６とユニット側入射ミラーＩＭ１〜ＩＭ６とを、図１４の変形例１の構成に置き換えた場合の変形例２を示す。光源装置ＬＳａから平行光束（ビーム径は１ｍｍ以下）として射出される直線偏光のビームＬＢａは、図６、図９に示したような音響光学変調素子（又は音響光学偏向素子）を用いたビームシフター部ＳＦＴａを介して、電気光学素子ＯＳ１、偏光ビームスプリッタＢＳ１、電気光学素子ＯＳ２、偏光ビームスプリッタＢＳ２、電気光学素子ＯＳ３、偏光ビームスプリッタＢＳ３の順に通った後、吸収体ＴＲ１に入射する。偏光ビームスプリッタＢＳ１は、電気光学素子ＯＳ１に電界が印加されたとき、ビームＬＢａを描画用のビームＬＢ１として走査ユニットＵ１に向けて反射する。同様に、偏光ビームスプリッタＢＳ２は、電気光学素子ＯＳ２に電界が印加されたとき、ビームＬＢａを描画用のビームＬＢ２として走査ユニットＵ２に向けて反射し、偏光ビームスプリッタＢＳ３は、電気光学素子ＯＳ３に電界が印加されたとき、ビームＬＢａを描画用のビームＬＢ３として走査ユニットＵ３に向けて反射する。図１５では、電気光学素子ＯＳ１〜ＯＳ３のうちの電気光学素子ＯＳ２のみに電界が印加され、ビームシフター部ＳＦＴａから射出されるビームＬＢａがビームＬＢ２として走査ユニットＵ２のみに入射している。
同様に、光源装置ＬＳｂから平行光束（ビーム径は１ｍｍ以下）として射出される直線偏光のビームＬＢｂは、音響光学変調素子（又は音響光学偏向素子）を用いたビームシフター部ＳＦＴｂを介して、電気光学素子ＯＳ４、偏光ビームスプリッタＢＳ４、電気光学素子ＯＳ５、偏光ビームスプリッタＢＳ５、電気光学素子ＯＳ６、偏光ビームスプリッタＢＳ６の順に通った後、吸収体ＴＲ２に入射する。偏光ビームスプリッタＢＳ４は、電気光学素子ＯＳ４に電界が印加されたとき、ビームＬＢｂを描画用のビームＬＢ４として走査ユニットＵ４に向けて反射し、偏光ビームスプリッタＢＳ５は、電気光学素子ＯＳ５に電界が印加されたとき、ビームＬＢｂを描画用のビームＬＢ５として走査ユニットＵ５に向けて反射し、偏光ビームスプリッタＢＳ６は、電気光学素子ＯＳ６に電界が印加されたとき、ビームＬＢｂを描画用のビームＬＢ６として走査ユニットＵ６に向けて反射する。図１５では、電気光学素子ＯＳ４〜ＯＳ６のうちの電気光学素子ＯＳ６のみに電界が印加され、ビームシフター部ＳＦＴｂから射出されるビームＬＢｂがビームＬＢ６として走査ユニットＵ６のみに入射している。
ビームシフター部ＳＦＴａ、ＳＦＴｂは、一例として、音響光学偏向素子ＡＯＤｓを用いて図１６のように構成される。音響光学偏向素子ＡＯＤｓは、図９に示されている選択素子駆動制御部１０２からの高周波電力としての駆動信号ＨＦｎと同様の高周波駆動信号ＨＧａ、ＨＧｂによって駆動される。光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からの平行なビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、焦点距離ｆ１のレンズＣＧ１の光軸と同軸となって入射し、面ｐｕでビームウェストとなるように集光する。音響光学偏向素子ＡＯＤｓの偏向点は、面ｐｕの位置に配置される。駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）がオフの状態では、面ｐｕでビームウェストとなったビームＬＢａ（ＬＢｂ）は回折されることなく、面ｐｕから焦点距離ｆ２のレンズＣＧ２に入射し、平行光束になってミラーＯＭで反射されて吸収体ＴＲ３に入射する。駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）が音響光学偏向素子ＡＯＤｓに印加されたオン状態のとき、音響光学偏向素子ＡＯＤｓは駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）の周波数に応じた回折角で偏向されたビームＬＢａ（ＬＢｂ）の１次回折光を生成さする。その１次回折光は、ここでは偏向されたビームＬＢａ（ＬＢｂ）と呼ぶ。音響光学偏向素子ＡＯＤｓの偏向点は、レンズＣＧ２の焦点距離ｆ２の位置である面ｐｕに配置されるので、レンズＣＧ２から射出するビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、レンズＣＧ２の光軸と平行な平行光束となって、図１５の電気光学素子ＯＳ１、又はＯＳ４に入射する。
音響光学偏向素子ＡＯＤｓに印加される駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）の周波数を変えることにより、レンズＣＧ２から射出するビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、レンズＣＧ２の光軸と平行な状態で、光軸と垂直な方向に位置シフトする。ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の位置シフトの方向は、図１４に示した電気光学素子ＯＳｎ（ＯＳ１又はＯＳ４）の入射端面上でＺ方向に対応し、シフト量は駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）の周波数の変化量に対応する。本変形例の場合、ビームシフター部ＳＦＴａ（ＳＦＴｂ）は３つの走査ユニットＵ１、Ｕ２、Ｕ３（Ｕ４、Ｕ５、Ｕ６）に対して共通に設けられている。その為、音響光学偏向素子ＡＯＤｓに印加される駆動信号ＨＧａ（ＨＧｂ）の周波数は、図１５の電気光学素子ＯＳ１〜ＯＳ３のいずれか１つ、又は電気光学素子ＯＳ４〜ＯＳ６のいずれか１つがオン状態になるタイミングに同期して変更（周波数変調）することができる。これにより、電気光学素子ＯＳ１〜ＯＳ３（ＯＳ４〜ＯＳ６）を通るビームＬＢａ（ＬＢｂ）が図１４中でＺ方向に平行にシフトし、偏光ビームスプリッタＢＳ１〜ＢＳ３（ＢＳ４〜ＢＳ６）で反射されたビームＬＢｎ（ＬＢ１〜Ｌｂ６）は、図１４中でＸ方向に平行シフトする。これによって、オン状態となった電気光学素子ＯＳｎに対応した走査ユニットＵｎからのビームＬＢｎのスポット光ＳＰを、副走査方向（Ｘ方向）に微少量だけ高速にシフトさせることができる。
以上、本実施の形態では、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を、３つの走査ユニットＵ１〜Ｕ３（Ｕ４〜Ｕ６）のいずれか１つに選択的に振り分ける為に、偏向作用を持たない電気光学素子ＯＳ１〜ＯＳ３（ＯＳ４〜ＯＳ６）を用いたので、スポット光ＳＰの位置を副走査方向に微調整するために、偏向作用を持つ音響光学偏向素子ＡＯＤｓによるビームシフター部ＳＦＴａ（ＳＦＴｂ）が設けられる。
（変形例３）
図１７Ａ及びＢは、上記の実施形態や変形例で使われた選択用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６や音響光学偏向素子ＡＯＤｓの代わりに設けられ、回折作用によらないビーム偏向部材の一例を示す。図１７Ａは、所定の厚みでプリズム状（三角形）に形成された透過性の結晶媒体の対向する平行な側面（図１７Ａでは上下面）に電極ＥＪｐ、ＥＪｍが形成された電気光学素子ＯＤｎを示す。結晶媒体は、化学組成として、ＫＤＰ（ＫＨ2ＰＯ4）、ＡＤＰ（ＮＨ4Ｈ2ＰＯ4）、ＫＤ*Ｐ（ＫＤ2ＰＯ4）、ＫＤＡ（ＫＨ2ＡｓＯ4）、ＢａＴｉＯ3、ＳｒＴｉＯ3、ＬｉＮｂＯ3、ＬｉＴａＯ3等で表される材料である。電気光学素子ＯＤｎの一方の斜面から入射したビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間の電界が零のときは、結晶媒体の初期の屈折率と空気の屈折率との差に応じて偏向されて、他方の斜面から射出する。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に一定値以上の電界が印加されると、結晶媒体の屈折率が初期値から変化するため、入射したビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、他方の斜面から初期の角度と異なる角度で射出するビームＬＢｎとなる。このような電気光学素子ＯＤｎを用いても、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に時分割でスイッチングして供給することができる。また、電気光学素子ＯＤｎに印加する電界強度を変えることで、射出するビームＬＢｎの偏向角を微少に高速に変えられるので、電気光学素子ＯＤｎにスイッチング機能と共に、基板Ｐ上のスポット光ＳＰを副走査方向に微少量シフトさせるビームシフト機能を併せ持たせても良い。さらに、図１６のような単独のビームシフター部ＳＦＴａ（ＳＦＴｂ）の音響光学偏向素子ＡＯＤｓの代わりに電気光学素子ＯＤｎを用いても良い。
また、図１７Ｂは、例えば、特開２０１４−０８１５７５号公報、国際公開第２００５／１２４３９８号パンフレットに開示されているようなＫＴＮ（ＫＴａ1-xＮｂxＯ３）結晶による電気光学素子ＫＤｎを用いたビーム偏向部材の例を示す。図１７Ｂにおいて、電気光学素子ＫＤｎは、ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の進行方向に沿って長い角柱状に形成された結晶媒体と、その結晶媒体を挟んで対向配置される電極ＥＪｐ、ＥＪｍとで構成される。電気光学素子ＫＤｎは、一定の温度（例えば４０度台）に保たれるように、温調機能を有するケース内に収納される。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間の電界強度が零のとき、角柱状のＫＴＮ結晶媒体の一方の端面から入射したビームＬＢａ（ＬＢｂ）は、ＫＴＮ結晶媒体内を直進して、他方の端面から射出する。電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に電界強度を印加すると、ＫＴＮ結晶媒体内を通るビームＬＢａ（ＬＢｂ）が、電界の方向に偏向されて、他方の端面からビームＬＢｎとして射出する。ＫＴＮ結晶媒体も、電界の強度によって屈折率が変化する材料ではあるが、先に挙げた各種の結晶媒体と比べて、一桁ほど低い電界強度（数百Ｖ）で大きな屈折率変化が得られる。その為、電極ＥＪｐ、ＥＪｍ間に印加する電圧を変えると、電気光学素子ＫＤｎから射出するビームＬＢｎの元のビームＬＢａ（ＬＢｂ）に対する偏向角を比較的に大きな範囲（例えば、０度〜５度）で高速に調整できる。
このような電気光学素子ＫＤｎを用いても、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）を、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に時分割でスイッチングして供給することができる。また、電気光学素子ＫＤｎに印加する電界強度を変えることで、射出するビームＬＢｎの偏向角を高速に変えられるので、電気光学素子ＫＤｎにスイッチング機能と共に、基板Ｐ上でのスポット光ＳＰの副走査方向へのシフト機能とを併せ持たせても良い。さらに、図１６のような単独のビームシフター部ＳＦＴａ（ＳＦＴｂ）の音響光学偏向素子ＡＯＤｓの代わりに電気光学素子ＫＤｎを用いても良い。
以上の第１の実施の形態、或いはそれらの各変形例によれば、描画ラインＳＬｎの各々に沿って走査されるスポット光ＳＰを副走査方向にシフトさせる為に、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々に設けられたシフト光学部材ＳＲ（平行平板Ｓｒ２）による機械光学的なシフターと、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々に入射するビームＬＢｎを、音響光学偏向素子ＡＯＤｓ、電気光学素子ＯＳｎ、ＯＤｎ、ＫＤｎ等でシフトさせる電気光学的なシフターとが設けられている。従って、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々からのビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査による描画ラインＳＬｎの副走査方向の位置関係を所定の状態（初期の配置状態等）にセットする較正（キャリブレーション）の際は、機械光学的なシフター（平行平板Ｓｒ２）を用い、その較正によっても残留する誤差分は電気光学的なシフター（音響光学偏向素子ＡＯＤｓ、電気光学素子ＯＳｎ、ＯＤｎ、ＫＤｎ）によって、さらにファインに補正することができる。
［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、上記の実施の形態（変形例も含む）と同様の構成については同一の符号を付し、異なる箇所のみを説明する。上記実施の形態として説明した図６の構成では、集光レンズＣＤとコリメータレンズ（コリメートレンズ）ＬＣによる多数のリレー系によって、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）からのビームＬＢａ（ＬＢｂ）に複数のビームウェスト（集光点）を作り、そのビームウェストの位置の各々に選択用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６を配置した。ビームＬＢａ（ＬＢｂ）のビームウェスト位置は、最終的に基板Ｐの表面（ビームＬＢ１〜ＬＢ６の各スポット光ＳＰ）と光学的に共役になるように設定されているため、選択用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６の特性変化等によって偏向角に誤差が生じても、基板Ｐ上のスポット光ＳＰが副走査方向（Ｘｔ方向）にドリフトすることが抑制される。そのため、走査ユニットＵｎ毎に、スポット光ＳＰによる描画ラインＳＬｎを副走査方向（Ｘｔ方向）に画素寸法（数μｍ）程度の範囲で微調整する場合は、先の図５に示した走査ユニットＵｎ内の平行平板Ｓｒ２を傾ければよい。さらに平行平板Ｓｒ２の傾斜を自動化するには、小型のピエゾモータや傾斜量のモニター系といった機構を設ければよい。
しかしながら、平行平板Ｓｒ２の傾斜を自動化しても、機械的な駆動であるために、例えばポリゴンミラーＰＭの１回転分の時間に対応した高い応答性を持った制御は難しい。そこで、第２の実施の形態では、先の図７のような光源装置ＬＳ（ＬＳａ、ＬＳｂ）から各走査ユニットＵｎまでのビーム送光系（ビーム切換部ＢＤＵ）の光学的な構成や配置を少し変更し、選択用光学素子（音響光学変調素子）ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６に、ビームのスイッチング機能とともに、スポット光ＳＰの位置を副走査方向に微調整するシフト機能を兼用して持たせるようにする。以下、本第２の実施の形態の構成を図１８〜図２２により説明する。
図１８は、先の図７に示した光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）のパルス光発生部２０内の波長変換部の構成を詳細に示す図、図１９は光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）から最初の選択用光学素子ＡＯＭ１までのビームＬＢａ（ＬＢｂは省略）の光路を示す図、図２０は、選択用光学素子ＡＯＭ１から次段の選択用光学素子ＡＯＭ２までの光路と選択用光学素子ＡＯＭ１のドライバ回路の構成を示す図、図２１は選択用光学素子ＡＯＭ１の後の選択用のミラー（分岐反射鏡）ＩＭ１でのビーム選択とビームシフトの様子を説明する図、図２２はポリゴンミラーＰＭから基板Ｐまでのビームの振る舞いを説明する図である。
図１８に示すように、光源装置ＬＳａ内のファイバー光増幅器４６の射出端４６ａからは、増幅された種光（ビーム）Ｌｓｅが小さな発散角（ＮＡ：開口数）で射出する。レンズ素子ＧＬ（ＧＬａ）は種光Ｌｓｅが第１の波長変換素子（波長変換光学素子）４８中でビームウェストとなるように集光する。したがって、第１の波長変換素子４８で波長変換された１次の高調波ビームは発散性を持ってレンズ素子ＧＬ（ＧＬｂ）に入射する。レンズ素子ＧＬｂは１次の高調波ビームが第２の波長変換素子（波長変換光学素子）５０中でビームウェストとなるように集光する。第２の波長変換素子５０で波長変換された２次の高調波ビームは発散性を持ってレンズ素子ＧＬ（ＧＬｃ）に入射する。レンズ素子ＧＬｃは、２次の高調波ビームをほぼ平行な細いビームＬＢａ（ＬＢｂ）にして、光源装置ＬＳａの射出窓２０Ｈから射出するように配置される。射出窓２０Ｈから射出するビームＬＢａの直径は数ｍｍ以下であり、好ましくは１ｍｍ程度である。このように、波長変換素子４８、５０の各々は、レンズ素子ＧＬａ、ＧＬｂによってファイバー光増幅器４６の射出端４６ａ（発光点）と光学的に共役になるように設定される。したがって、波長変換素子４８、５０の結晶特性の変動によって、生成される高調波ビームの進行方向がわずかに傾いた場合でも、射出窓２０Ｈから射出するビームＬＢａの角度方向（方位）に関するドリフトが抑えられる。なお、図１８では、レンズ素子ＧＬｃと射出窓２０Ｈとを離して示してあるが、レンズ素子ＧＬｃ自体を射出窓２０Ｈの位置に配置してもよい。
射出窓２０Ｈから射出したビームＬＢａは、図１９に示すように、２つの集光レンズＣＤ０、ＣＤ１よるエクスパンダー系の光軸ＡＸｊに沿って進み、ビーム径が１／２程度（０．５ｍｍ程度）に縮小されたほぼ平行光束に変換されて１段目の選択用光学素子ＡＯＭ１に入射する。射出窓２０ＨからのビームＬＢａは集光レンズＣＤ０と集光レンズＣＤ１の間の集光位置Ｐｅｐでビームウェストとなる。集光レンズＣＤ１は、先の図６中の集光レンズＣＤ１として設けられる。さらに、選択用光学素子ＡＯＭ１内のビームの偏向位置Ｐｄｆ（回折点）は、集光レンズＣＤ０、ＣＤ１よるエクスパンダー系によって、射出窓２０Ｈと光学的に共役になるように設定される。さらに、集光位置Ｐｅｐは、図１８中のファイバー光増幅器４６の射出端４６ａ、波長変換素子４８、５０の各々と光学的に共役になるように設定される。また、選択用光学素子ＡＯＭ１のビームの偏向方向、すなわちスイッチング時に、入射したビームＬＢａの１次回折光として射出するビームＬＢ１の回折方向は、Ｚ方向（基板Ｐ上のスポット光ＳＰを副走査方向にシフトさせる方向）に設定される。選択用光学素子ＡＯＭ１を通るビームＬＢａは、例えば、ビーム径が約０．５ｍｍ程度の平行光束となっており、１次回折光として射出するビームＬＢ１も、ビーム径が約０．５ｍｍ程度の平行光束になる。つまり、上記各実施の形態（変形例も含む）においては、選択用光学素子ＡＯＭ１内でビームウェストとなるようにビームＬＢａ（ＬＢｂ）を収斂したが、本第２の実施の形態では、選択用光学素子ＡＯＭ１を通るビームＬＢａ（ＬＢｂ）を、微小の径を有する平行光束とする。
図２０に示すように、選択用光学素子ＡＯＭ１を透過したビームＬＢａと、スイッチング時に１次回折光として偏向されるビームＬＢ１は、光軸ＡＸｊと同軸に配置されたコリメータレンズＣＬ１（図６中のレンズＣＬ１に相当）に共に入射する。選択用光学素子ＡＯＭ１の偏向位置Ｐｄｆは、コリメータレンズＣＬ１の前側焦点の位置に設定される。したがって、ビームＬＢａとビームＬＢ１は、コリメータレンズ（集光レンズ）ＣＬ１の後側焦点の面Ｐｉｐでそれぞれビームウェストとなるように収斂される。コリメータレンズＣＬ１の光軸ＡＸｊに沿って進むビームＬＢａは、面Ｐｉｐから発散した状態で図６に示した集光レンズ（コンデンサーレンズ）ＣＤ２に入射し、再びビーム径が０．５ｍｍ程度の平行光束となって、２段目の選択用光学素子ＡＯＭ２に入射する。２段目の選択用光学素子ＡＯＭ２の偏向位置Ｐｄｆは、コリメータレンズＣＬ１と集光レンズＣＤ２とによるリレー系によって、選択用光学素子ＡＯＭ１の偏向位置Ｐｄｆと共役関係に配置される。
図６に示した選択用のミラーＩＭ１は、本第２の実施の形態では、コリメータレンズＣＬ１と集光レンズＣＤ２の間の面Ｐｉｐの近傍に配置される。面Ｐｉｐでは、ビームＬＢａ、ＬＢ１が最も細いビームウェストとなってＺ方向に分離するので、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａの配置が容易になる。選択用光学素子ＡＯＭ１の偏向位置Ｐｄｆと面Ｐｉｐとは、コリメータレンズＣＬ１によって瞳位置と像面の関係になっており、コリメータレンズＣＬ１からミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａに向かうビームＬＢ１の中心軸（主光線）は、ビームＬＢａの主光線（光軸ＡＸｊ）と平行になる。ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａで反射したビームＬＢ１は、集光レンズＣＤ２と同等のコリメータレンズＣＬ１ａによって平行光束に変換されて、図５に示した走査ユニットＵ１のミラーＭ１０に向かう。なお、面Ｐｉｐは、コリメータレンズＣＬ１と図１９中の集光レンズＣＤ１とによって集光位置Ｐｅｐと光学的に共役な関係になっている。したがって、面Ｐｉｐは、図１８のファイバー光増幅器４６の射出端４６ａ、波長変換素子４８、５０の各々とも共役な関係になっている。つまり、面Ｐｉｐは、レンズ素子ＧＬａ、ＧＬｂ、ＧＬｃ、集光レンズＣＤ０、ＣＤ１、および、コリメートレンズＣＬ１から構成されるリレーレンズ系によって、ファイバー光増幅器４６の射出端４６ａ、波長変換素子４８、５０の各々と共役に設定されている。
コリメータレンズＣＬ１ａの光軸ＡＸｍは、図５中の照射中心軸Ｌｅ１と同軸に設定され、スイッチング時の選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢ１の偏向角が規定角度（基準の設定角）のときに、ビームＬＢ１の中心線（主光線）が光軸ＡＸｍと同軸になるようにコリメータレンズＣＬ１ａに入射する。また、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａは、図２０のように、ビームＬＢａの光路を遮らないようにビームＬＢ１のみを反射するとともに、反射面ＩＭ１ａに達するビームＬＢ１がＺ方向に僅かにシフトとした場合でもビームＬＢ１を確実に反射するような大きさに設定される。ただし、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａを面Ｐｉｐの位置に配置した場合、反射面ＩＭ１ａ上にビームＬＢ１が集光したスポット光が作られるため、反射面ＩＭ１ａが面Ｐｉｐの位置から少しずれるようにミラーＩＭ１をＸ方向にずらして配置するのがよい。また、反射面ＩＭ１ａには紫外線耐性の高い反射膜（誘電体多層膜）が形成されている。
本第２の実施の形態では、先の図９に示した選択素子駆動制御部１０２内に、選択用光学素子ＡＯＭ１にビームのスイッチング機能とシフト機能の両方を持たせるためのドライブ回路１０２Ａが設けられる。ドライブ回路１０２Ａは、選択用光学素子ＡＯＭ１に印加すべき駆動信号ＨＦ１の周波数を基準周波数から変えるための補正信号ＦＳＳを受けて、基準周波数に対して補正すべき周波数に応じた補正高周波信号を生成する局部発振回路１０２Ａ１（ＶＣＯ：電圧制御オシレータ等）と、基準発振器１０２Ｓで作られる安定な周波数の高周波信号と、局部発振回路１０２Ａ１からの補正高周波信号とを周波数が加減算されるように合成する混合回路１０２Ａ２と、混合回路１０２Ａ２で周波数合成された高周波信号を、選択用光学素子ＡＯＭ１の超音波振動子の駆動に適した振幅まで増幅した駆動信号ＨＦ１に変換する増幅回路１０２Ａ３とで構成される。増幅回路１０２Ａ３は、図９の選択素子駆動制御部１０２で生成される入射許可信号ＬＰ１に応答して、高周波の駆動信号ＨＦ１を高レベルと低レベル（または振幅ゼロ）に切り替えるスイッチング機能を備えている。したがって、駆動信号ＨＦ１が高レベルの振幅の間（信号ＬＰ１がＨレベルの間）、選択用光学素子ＡＯＭ１はビームＬＢａを偏向してビームＬＢ１を生成する。以上の図２０のようなミラーＩＭ１とコリメータレンズＣＬ１ａの光学系とドライブ回路１０２Ａは、他の選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６の各々に対しても同様に設けられる。以上の構成において、局部発振回路１０２Ａ１と混合回路１０２Ａ２とは、補正信号ＦＳＳの値に応じて駆動信号ＨＦ１の周波数を変化させる周波数変調回路として機能する。
このドライブ回路１０２Ａにおいて、補正信号ＦＳＳが補正量ゼロを表す場合、増幅回路１０２Ａ３から出力される駆動信号ＨＦ１の周波数は、選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢ１の偏向角が規定角度（基準の設定角）になるような規定周波数に設定される。補正信号ＦＳＳが補正量＋ΔＦｓを表す場合は、選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢ１の偏向角が規定角度に対してΔθγだけ増加するように駆動信号ＨＦ１の周波数が補正される。補正信号ＦＳＳが補正量−ΔＦｓを表す場合は、選択用光学素子ＡＯＭ１によるビームＬＢ１の偏向角が規定角度に対してΔθγだけ減少するように駆動信号ＨＦ１の周波数が補正される。ビームＬＢ１の偏向角が規定角度に対して±Δθγ変化すると、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａに入射するビームＬＢ１の位置が僅かにＺ方向にシフトし、コリメータレンズＣＬ１ａから射出するビームＬＢ１（平行光束）が光軸ＡＸｍに対して僅かに傾いたものとなる。その様子を図２１によりさらに説明する。
図２１は、選択用光学素子ＡＯＭ１で偏向されるビームＬＢ１のシフトの様子を誇張して示した光路図である。ビームＬＢ１が選択用光学素子ＡＯＭ１によって規定角度で偏向されている場合、ビームＬＢ１の中心軸はコリメータレンズＣＬ１ａの光軸ＡＸｍと同軸になっている。このとき、コリメータレンズＣＬ１から射出したビームＬＢ１の中心軸は、元のビームＬＢａの中心軸（光軸ＡＸｊ）から−Ｚ方向にΔＳＦ０だけ離れている。その状態から、選択用光学素子ＡＯＭ１を駆動する駆動信号ＨＦ１の周波数を、例えばΔＦｓだけ高くしたとすると、選択用光学素子ＡＯＭ１でのビームＬＢ１の偏向角が規定角度に対してΔθγだけ増加し、ミラーＩＭ１に達するビームＬＢ１’の中心軸ＡＸｍ’は、光軸ＡＸｊから−Ｚ方向にΔＳＦ１だけ離れて位置する。このように、駆動信号ＨＦ１の周波数のΔＦｓの変化によって、ミラーＩＭ１に向かうビームＬＢ１’の中心軸ＡＸｍ’は、規定位置（光軸ＡＸｍと同軸の位置）から、ΔＳＦ１−ΔＳＦ０、だけ−Ｚ方向に横シフト（平行移動）する。
光軸ＡＸｍ上には、面Ｐｉｐに相当する面Ｐｉｐ’が存在し、その面Ｐｉｐ’でビームＬＢ１（ＬＢ１’）はビームウェストとなるように集光される。面Ｐｉｐ’からコリメータレンズＣＬ１ａに向かうビームＬＢ１’の中心軸ＡＸｍ’は光軸ＡＸｍと平行であり、面Ｐｉｐ’をコリメータレンズＣＬ１ａの前側焦点の位置に設定することで、コリメータレンズＣＬ１ａから射出するビームＬＢ１’は、光軸ＡＸｍに対してＸＺ面内で僅かに傾いた平行光束に変換される。本実施の形態では、面Ｐｉｐ’が最終的に基板Ｐの表面（スポット光ＳＰ）と共役になるように、走査ユニットＵ１内のレンズ系（図５中のレンズＢｅ１、Ｂｅ２、シリンドリカルレンズＣＹａ、ＣＹｂ、ｆθレンズＴＦ）が配置される。
図２２は、走査ユニットＵ１内のポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰ（ＲＰａ）から基板Ｐまでの光路を展開してＹｔ方向から見た図である。選択用光学素子ＡＯＭ１によって規定角度で偏向されたビームＬＢ１は、ＸｔＹｔ面と平行な面内でポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａに入射して反射される。反射面ＲＰａに入射するビームＬＢ１は、ＸｔＺｔ面内では、図５に示した第１のシリンドリカルレンズＣＹａにより反射面ＲＰａ上でＺｔ方向に収斂される。反射面ＲＰａで反射したビームＬＢ１は、ｆθレンズＦＴの光軸ＡＸｆを含むＸｔＹｔ面と平行な面内で、ポリゴンミラーＰＭの回転速度に応じて高速に偏向され、ｆθレンズＦＴと第２のシリンドリカルレンズＣＹｂとを介して、基板Ｐ上にスポット光ＳＰとして集光される。スポット光ＳＰは図２１では紙面と垂直な方向に１次元走査される。
一方、図２１のように、面Ｐｉｐ’でビームＬＢ１に対してΔＳＦ１−ΔＳＦ０だけ横シフトしたビームＬＢ１’は、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａ上のビームＬＢの照射位置に対して僅かにＺｔ方向にずれた位置に入射する。それによって、反射面ＲＰａで反射したビームＬＢ１’の光路は、ＸｔＺｔ面内では、ビームＬＢ１の光路と僅かにずれた状態で、ｆθレンズＦＴと第２のシリンドリカルレンズＣＹｂとを通って、基板Ｐ上にスポット光ＳＰ’として集光される。ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａは、光学的にはｆθレンズＦＴの瞳面に配置されるが、２つのシリンドリカルレンズＣＹａ、ＣＹｂによる面倒れ補正の作用によって、図２２のＸｔＺｔ面内では、反射面ＲＰａと基板Ｐの表面とは共役関係になっている。したがって、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰａ上に照射されるビームＬＢ１がビームＬＢ１’のようにＺｔ方向に僅かにシフトすると、基板Ｐ上のスポット光ＳＰはスポット光ＳＰ’のように、副走査方向にΔＳＦｐだけシフトする。
以上の構成のように、選択用光学素子ＡＯＭ１の駆動信号ＨＦ１の周波数を規定周波数から±ΔＦｓだけ変化させることにより、スポット光ＳＰを副走査方向に±ΔＳＦｐだけシフトさせることができる。そのシフト量（｜ΔＳＦｐ｜）は、選択用光学素子ＡＯＭ１自体の偏向角の最大範囲、ミラーＩＭ１の反射面ＩＭ１ａの大きさ、走査ユニットＵ１内のポリゴンミラーＰＭまでの光学系（リレー系）の倍率、ポリゴンミラーＰＭの反射面のＺｔ方向の幅、ポリゴンミラーＰＭから基板Ｐまでの倍率（ｆθレンズＦＴの倍率）等による制限を受けるが、スポット光ＳＰの基板Ｐ上の実効的なサイズ（径）程度、或いは描画データ上で定義される画素寸法（Ｐｘｙ）程度の範囲に設定される。もちろん、それ以上のシフト量に設定してもよい。なお、選択用光学素子ＡＯＭ１および走査ユニットＵ１に関して説明したが、他の選択用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６および走査ユニットＵ２〜Ｕ６に関しても同様である。
このように、本実施の形態では、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を、入射許可信号ＬＰｎ（ＬＰ１〜ＬＰ６）に応答したビームのスイッチング機能と、補正信号ＦＳＳに応答したスポット光ＳＰのシフト機能とのために兼用できるので、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）にビームを供給するビーム送光系（ビーム切換部ＢＤＵ）の構成が簡単になる。さらに、走査ユニットＵｎ毎にビーム選択用とスポット光ＳＰのシフト用の音響光学変調素子（ＡＯＭやＡＯＤ）を別々に設ける場合に比べて、発熱源を減らすことができ、露光装置ＥＸの温度安定性を高めることができる。特に、音響光学変調素子を駆動するドライブ回路（１０２Ａ）は大きな発熱源になるが、駆動信号ＨＦ１が５０ＭＨｚ以上の高周波であるため、音響光学変調素子の近くに配置される。ドライブ回路（１０２Ａ）を冷却する機構を設けても、その数が多いと装置内の温度が短時間で上昇し易くなり、光学系（レンズやミラー）の温度変化による変動で、描画精度が低下する可能性がある。そのため、熱源となるドライブ回路、および音響光学変調素子は少ない方が望ましい。また、選択用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々が、温度変化の影響を受けて、入射ビームＬＢａ（ＬＢｂ）の１次回折光として偏向されるビームＬＢｎの偏向角を変動させる場合、本実施の形態では、図２０のドライブ回路１０２Ａに与える補正信号ＦＳＳの値を、温度変化に応じて調整するフィードバック制御系を設けることにより、偏向角の変動を容易に相殺することができる。
本実施の形態の選択用光学素子ＡＯＭｎによるビームシフト機能は、複数の走査ユニットＵｎの各々からのビームＬＢｎのスポット光ＳＰｎによる描画ラインＳＬｎの位置を、高速に副走査方向に微調整できる。例えば、図２０に示した選択用光学素子ＡＯＭ１を入射許可信号ＬＰ１がＨレベルになる度に、補正信号ＦＳＳによる補正量を変えるように制御すると、ポリゴンミラーＰＭの反射面毎、すなわち、スポット光ＳＰの走査毎に、描画ラインＳＬ１を副走査方向に画素サイズ（またはスポット光のサイズ）程度の範囲でシフトできる。そのため、隣接する走査ユニットＵｎの各々を、照射中心軸Ｌｅ１〜Ｌｅ６の周りに微少回転させて各描画ラインＳＬｎの傾きを調整した後、先の第１の実施の形態のようにして描画倍率を補正することに加えて、第２の実施の形態のように描画ラインＳＬｎを副走査方向にシフトさせることによって、各描画ラインＳＬｎの端部におけるパターン描画時の継ぎの精度を高めることが可能となる。また、基板Ｐにすでに形成された電子デバイスの為の下地パターンに対して、新たなパターンを重ね合わせて描画する際も、その重ね合わせの精度を高めることができる。
以上の第２の実施の形態では、基板Ｐの表面（ビームＬＢｎがスポット光ＳＰとして集光する位置）と、図２１中の面Ｐｉｐ’とは互いに共役な関係に設定され、さらに面Ｐｉｐ’（Ｐｉｐ）は、光源装置ＬＳａ（ＬＳｂ）中の波長変換素子４８、５０、ファイバー光増幅器４６の射出端４６ａの各々とも互いに共役な関係に設定されている。そのため、ポリゴンミラーＰＭの反射面の１つを一定の向きに静止させた状態にして、ビームＬＢｎをｆθレンズＦＴとシリンドリカルレンズＣＹｂを介して基板Ｐの表面の１点にスポット光ＳＰとして投射した場合、波長変換素子４８、５０の結晶特性の変化によって高調波ビームの進行方向が角度的にドリフトしても、その影響を受けることなく基板Ｐ上のスポット光ＳＰは静止している。このことは、スポット光ＳＰの主走査方向の走査開始位置、或いは原点信号ＳＤに応答した描画開始位置が、主走査方向にドリフトすることなく安定していることを意味する。したがって、長期的に安定した精度でパターン描画ができる。
［第３の実施の形態］
図２３は、上記第２の実施の形態に適用される走査ユニットＵ１（Ｕｎ）の具体的な構成を示す第３の実施の形態による図であり、ビームＬＢ１の走査方向（偏向方向）を含む平面（ＸＹ平面と平行な平面）と直交する平面（ＸＺ平面）からみた図である。なお、図２３では、ｆθレンズ系ＦＴの光軸ＡＸｆがＸＹ面と平行に配置され、先端の反射ミラーＭ１５が光軸ＡＸｆを９０度で折り曲げるように配置されるものとする。走査ユニットＵ１内には、ビームＬＢ１の入射位置から被照射面（基板Ｐ）までのビームＬＢ１の送光路に沿って、反射ミラーＭ１０、ビームエキスパンダーＢＥ、傾斜角可変の平行平板ＨＶＰ、開口絞りＰＡ、反射ミラーＭ１２、第１のシリンドリカルレンズＣＹａ、反射ミラーＭ１３、反射ミラーＭ１４、ポリゴンミラーＰＭ（反射面ＲＰ）、ｆθレンズ系ＦＴ、反射ミラーＭ１５、および、第２のシリンドリカルレンズＣＹｂが設けられる。図２３の構成は、基本的に図５の構成と同じであるが、一部説明に不要な部材等は省略してある。そして本実施の形態では、図５で設けられていたシフト光学部材ＳＲの平行平板Ｓｒ２を、光透過性の平行平板（石英板）ＨＶＰとして設ける。
図６で示したミラーＩＭ１によって−Ｚ方向に反射された平行光束のビームＬＢ１は、ＸＹ平面に対して４５度傾いた反射ミラーＭ１０に入射する。この反射ミラーＭ１０は、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ１０から−Ｘ方向に離れた反射ミラーＭ１２に向けて−Ｘ方向に反射する。反射ミラーＭ１０で反射したビームＬＢ１は、ビームエキスパンダーＢＥおよび開口絞りＰＡを透過して反射ミラーＭ１２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を平行光束にするコリメートレンズＢｅ２とを有する。このビームエキスパンダーＢＥによりビームＬＢ６を開口絞りＰＡの開口部分に照射することが容易になる。集光レンズＢｅ１とコリメートレンズＢｅ２の間には、不図示の駆動モータ等で傾斜角度を変更可能な石英の平行平板ＨＶＰが配置されている。この平行平板ＨＶＰの傾斜角を変えることで、基板Ｐ上で走査されるスポット光ＳＰの走査軌跡である描画ラインＳＬｎを副走査方向に微少量（例えば、スポット光ＳＰの実効的なサイズφの数倍〜十数倍程度）だけシフトさせることができる。
反射ミラーＭ１２は、ＹＺ平面に対して４５度傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ１２から−Ｚ方向に離れた反射ミラーＭ１３に向けて−Ｚ方向に反射する。反射ミラーＭ１２で−Ｚ方向に反射されたビームＬＢ１は、第１のシリンドリカルレンズＣＹａ（第１光学部材）を透過した後、反射ミラーＭ１３に至る。反射ミラーＭ１３は、ＸＹ平面に対して４５度傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を反射ミラーＭ１４に向けて＋Ｘ方向に反射する。反射ミラーＭ１３で反射したビームＬＢ１は、反射ミラーＭ１４で反射されてポリゴンミラーＰＭに投射される。ポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰは、入射したビームＬＢ１を、Ｘ軸方向に延びる光軸ＡＸｆを有するｆθレンズ系ＦＴに向けて＋Ｘ方向に反射する。
ビームエキスパンダーＢＥを構成するレンズ系Ｂｅ１、Ｂｅ２の間に設けられる平行平板ＨＶＰの傾斜角を変えることで、描画ラインＳＬｎを副走査方向にシフトできる。図２４Ａ、図２４Ｂは、平行平板ＨＶＰの傾斜によって描画ラインＳＬｎがシフトする様子を説明するもので、図２４Ａは、平行平板ＨＶＰの互いに平行な入射面と射出面がビームＬＢｎの中心線（主光線）に対して９０度になっている状態を示す図であり、すなわち平行平板ＨＶＰがＸＺ面内で傾斜していない状態を示す図である。図２４Ｂは、平行平板ＨＶＰの互いに平行な入射面と射出面がビームＬＢｎの中心線（主光線）に対して９０度から傾いている場合、すなわち平行平板ＨＶＰがＹＺ面に対して角度ηだけ傾斜している状態を示す図である。
さらに、図２４Ａ、図２４Ｂでは、平行平板ＨＶＰが傾斜していない状態（角度η＝０度）のとき、レンズ系Ｂｅ１、Ｂｅ２の光軸ＡＸｅは開口絞りＰＡの円形開口の中心を通るように設定され、ビームエキスパンダーＢＥに入射するビームＬＢｎの中心線は光軸ＡＸｅと同軸になるように調整されているものとする。また、レンズ系Ｂｅ２の後側焦点の位置は開口絞りＰＡの円形開口の位置に一致するように配置される。開口絞りＰＡの位置は、第１のシリンドリカルレンズＣＹａによって、副走査方向に関しては、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの位置（或いはｆθレンズ系ＦＴの前側焦点の位置）からみると、ほぼ瞳の位置になるように設定されている。一方で、主走査方向に関しては、開口絞りＰＡは、ｆθレンズ系ＦＴの前側焦点の位置である入射瞳の位置と光学的に共役になるように配置されている。そのため、平行平板ＨＶＰを角度ηだけ傾けた場合、平行平板ＨＶＰを透過してレンズ系Ｂｅ２に入射するビームＬＢｎ（ここでは発散光束）の中心線は、光軸ＡＸｅに対して−Ｚ方向に微小に平行移動し、レンズ系Ｂｅ２から射出するビームＬＢｎは平行光束に変換されるとともに、ビームＬＢｎの中心線は光軸ＡＸｅに対して僅かに傾く。
レンズ系Ｂｅ２の後側焦点の位置は開口絞りＰＡの円形開口の位置に一致するように配置されているので、レンズ系Ｂｅ２から傾いて射出するビームＬＢｎ（平行光束）は、開口絞りＰＡ上でＺ方向にずれることは無く、円形開口に投射され続ける。したがって、開口絞りＰＡの円形開口を通過したビームＬＢｎは、強度分布上の１／ｅ2の裾野の強度を正確にカットされた状態で、光軸ＡＸｅに対してＸＺ面内で副走査方向に僅かに傾いた角度で、後段の第１のシリンドリカルレンズＣＹａに向かう。開口絞りＰＡは、副走査方向に関してはポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰからみると瞳位置に対応しており、開口絞りＰＡの円形開口を通過したビームＬＢｎの副走査方向に関する傾き角に応じて、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰに入射するビームＬＢｎ（副走査方向に関して収斂）の反射面上での位置が僅かにシフトする。したがって、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰで反射したビームＬＢｎも、図２３に示したｆθレンズ系ＦＴの光軸ＡＸｆを含むＸＹ面と平行な面に対して僅かにＺ方向にシフトした状態でｆθレンズ系ＦＴに入射する。その結果、第２のシリンドリカルレンズＣＹｂに入射するビームＬＢｎが副走査方向に僅かに傾き、基板Ｐ上に投射されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの位置を副走査方向に僅かにシフトさせることができる。
［第４の実施の形態］
図２５は、第４の実施の形態による露光装置ＥＸ（パターン描画装置）の制御装置１６の構成を示すブロック図である。図２５において、制御装置１６を構成するポリゴン駆動制御部１００、選択素子駆動制御部１０２、ビーム制御装置１０４（露光制御部１１６）、マーク位置検出部１０６、および、回転位置検出部１０８は、先の図９に示した構成と同じである。また、図２５では、代表して、光源装置ＬＳａからのビームＬＢａが走査ユニットＵ１に供給されている状態のみを模式的に表し、選択用光学素子ＡＯＭ１、コリメートレンズＣＬ１、ユニット側入射ミラーＩＭ１は図２０と同様に配置され、反射ミラーＭ１０から第２のシリンドリカルレンズＣＹｂまでの走査ユニットＵ１は図２３と同様に構成されるものとする。本実施の形態では、走査ユニットＵ１内の機械光学的なビームシフターとしての平行平板ＨＶＰを所定のストロークで傾斜する為のピエゾモータ等を含むサーボ制御系ＤＵと、下地層計測部ＭＵとが設けられる。下地層計測部ＭＵは、走査ユニットＵ１内の光検出器ＤＴ（図５参照）からの光電信号の波形変化を高速にデジタルサンプリングする回路構成を有し、重ね合せ露光の為にスポット光ＳＰが基板Ｐ上に既に形成されている下地パターン（金属層、絶縁層、半導体層等に対応）を走査したときに発生する反射光の強度変化に基づいて、下地パターンの主走査方向や副走査方向に関する位置、或いは重ね合せ露光される新たなパターンと下地パターンとの相対的な位置誤差（重ね誤差）を計測する。下地層計測部ＭＵで計測される計測結果、特に重ね誤差に関する情報は、図２０に示した選択素子駆動制御部１０２内のドライブ回路１０２Ａに印加される補正信号ＦＳＳを生成する為に利用される。このように、走査ユニットＵｎの各々に光検出器ＤＴ（図５参照）を設け、位置計測部としての下地層計測部ＭＵを設けることにより、アライメント用のマークＭＫｎが無い被露光領域（図４のデバイス形成領域）Ｗ内での重ね合せ精度の確認、或いはパターン露光中の基板Ｐの移動位置（デバイス形成領域Ｗの移動位置）を確認することができる。
平行平板ＨＶＰは、走査ユニットＵｎの各々に設けられているので、走査ユニットＵｎ毎に、平行平板ＨＶＰの傾き角度ηを連続的に変化させることで、基板Ｐ上に描画されるパターンの副走査方向の寸法を微少な比率で伸縮させることができる。そのため、基板Ｐの長尺方向（副走査方向）に関して基板Ｐが部分的に伸縮している場合であっても、基板Ｐ上にアライメントマークＭＫｎと共に形成された電子デバイスの為の下地パターン（第１層パターン）に対して第２層用のパターンを重ね合せ露光（描画）する際の重ね合せ精度を良好に維持できる。基板Ｐの長尺方向（副走査方向）の局所的な伸縮は、例えば、図４に示したように、基板Ｐの幅方向の両側に長尺方向に一定のピッチ（例えば１０ｍｍ）で形成されるアライメントマークＭＫ１、ＭＫ４を、図２５に示したアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍで検出することで計測できる。具体的には、図４で示したようにアライメント顕微鏡ＡＭ１１、ＡＭ１４によってアライメントマークＭＫ１、ＭＫ４を撮像素子で順次撮像し、マーク位置の長尺方向の変化（マークのピッチ変化等）を、マーク位置検出部１０６と回転位置検出部１０８等によって露光制御部１１６で解析することで計測できる。そこで、基板Ｐの搬送方向の部分的な伸縮量（スケーリング誤差）に応じて、露光制御部１１６からサーボ制御系ＤＵに、基板Ｐの副走査方向の移動位置（又は移動量）に応じて、平行平板ＨＶＰを逐次傾斜させるような制御指令を与える。これによって、パターンの描画位置を基板Ｐの移動位置に連動して副走査方向に徐々に調整することができ、伸縮の大きい基板Ｐに対する重ね合せ露光の精度低下を抑制できる。
また、平行平板ＨＶＰは、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５と偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６との副走査方向（基板Ｐの搬送方向）の間隔を調整するためにも使うことができる。例えば、基板Ｐの搬送速度に緩やかな変動が生じた場合、その速度変動によって、奇数番の描画ラインで描画されるパターンと、偶数番の描画ラインで描画されるパターンとが副走査方向にミクロンオーダーでずれることになり、継ぎ精度が劣化する。そこで、回転ドラムＤＲの回転位置を計測するエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（図２５では代表してＥＮ１ａ、ＥＮ２ａのみを示す）からの計測信号をカウントする回転位置検出部１０８によって、回転ドラムＤＲの回転速度の変動（基板Ｐの速度変動）を検出し、その変動の増減量に応じて平行平板ＨＶＰの傾きをサーボ制御系ＤＵで駆動するようにしても良い。
さらに、平行平板ＨＶＰによる機械光学的なビームシフター（ビーム位置調整部材、第１調整部材）をスポット光ＳＰの副走査方向への位置調整の粗調整用とし、図２５に示した選択用光学素子ＡＯＭ１（或いは、先の図１６に示した音響光学偏向素子ＡＯＤｓ、図１７に示した電気光学素子ＯＤｎ、ＫＤｎ等）による電気光学的なビームシフター（ビーム位置調整部材、第２調整部材、第２調整光学部材）をスポット光ＳＰの副走査方向への位置調整の微調整用として併用しても良い。図２５のように、平行平板ＨＶＰと択用光学素子ＡＯＭ１（ＡＯＭｎ）とを組み合わせた場合、機械光学的なビームシフターとしての平行平板ＨＶＰは、傾斜可能なストローク範囲内で基板Ｐ上のスポット光ＳＰを副走査方向に数十画素分（例えば、±１００μｍ程度）変位せることができ、一方、電気光学的なビームシフターとしての択用光学素子ＡＯＭ１（ＡＯＭｎ）は、基板Ｐ上のスポット光ＳＰを副走査方向に、例えば数画素分（スポット光ＳＰのサイズφの数倍程度）の微少範囲で高速に変位させることができる。
選択用光学素子（音響光学偏向素子）ＡＯＭｎ、ＡＯＤｓや電気光学素子ＯＤｎ、ＫＤｎ等による電気光学的なビームシフターでは、図１０に示した入射許可信号ＬＰｎの発生ごとに補正信号ＦＳＳの値を変えることで、スポット光ＳＰの副走査方向の位置を１走査ごとに高速に微調整できる。そのため、微細なパターンを描画した時の描画品質、特に複数の描画ラインＳＬｎの各々で描画されるパターンを主走査方向に継いだときの継ぎ誤差を低減することができる。本実施の形態では、一例として、図２５に示した光検出器ＤＴと下地層計測部ＭＵを用いて、ほぼリアルタイムに継ぎ誤差の程度を計測することが可能である。例えば、図４において、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２の各々によって描画されるパターンが副走査方向に継がれる場合で、基板Ｐに既に下地パターン（第１層パターン）が形成されていると、描画ラインＳＬ１でパターン描画する走査ユニットＵ１に設けられた下地層計測部ＭＵ（図２５）で計測される継ぎ部分での重ね誤差の情報と、描画ラインＳＬ２でパターン描画する走査ユニットＵ２に設けられた同様の下地層計測部ＭＵで計測される継ぎ部分での重ね誤差の情報とを比較することで、下地パターンを基準として、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２の各々で描画されるパターンの副走査方向に関する継ぎ誤差を確認することができる。
図４の場合、描画ラインＳＬ１で描画された基板Ｐ上の副走査方向の位置は、基板Ｐが描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２の副走査方向の間隔分だけ移動した後で、描画ラインＳＬ２によって描画されので、その間隔分の移動の時間だけ時間差が生じるが、下地層計測部ＭＵによる重ね誤差の計測を、基板Ｐの適当な移動量ごと（例えば１ｍｍ毎とか５ｍｍ毎）に逐次行っていけば、継ぎ誤差の傾向（誤差が大きくなったか否か）が把握できる。継ぎ誤差が大きくなるような傾向を示した場合は、その継ぎ誤差が低減されるように、走査ユニットＵ１と走査ユニットＵ２の少なくとも一方に対応して設けられている選択素子駆動制御部１０２内のドライブ回路１０２Ａ（図２０参照）に印加される補正信号ＦＳＳを、下地層計測部ＭＵで計測される継ぎ誤差の情報に基づいて調整し、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２の少なくとも一方に沿って走査されるスポット光ＳＰの副走査方向の位置を微調整すれば良い。
〔他の変形例１〕
以上の各実施の形態や変形例では、ビームＬＢｎ（スポット光ＳＰ）を副走査方向にシフトさせる機械光学的なビームシフター（位置調整部材、第１調整部材）としての傾斜可能な平行平板Ｓｒ２、又はＨＶＰを、走査ユニットＵｎ内のミラーＭ１０からポリゴンミラーＰＭまでの光路中に設けたが、ポリゴンミラーＰＭから基板Ｐまでの光路中に設けても良い。さらに、機械光学的なビームシフターは、ビーム切換部ＢＤＵのユニット側入射ミラーＩＭｎ（ＩＭ１〜ＩＭ６）から走査ユニットＵｎのミラーＭ１０までの光路中に設けても良い。先に説明したように、機械光学的なビームシフター（第１調整部材、第１調整光学部材）は、ビームＬＢｎのスポット光ＳＰを比較的に大きな範囲で副走査方向にシフトできるが、機械的な精度に依存した誤差が残留し易いので、残留誤差の低減する為に電気光学的なビームシフター（第２調整部材、第２調整光学部材）を併用することができる。その場合、電気光学的なビームシフターは、光源装置ＬＳａ、ＬＳｂからのビームＬＢａ、ＬＢｂが進む光路に沿って機械光学的なビームシフターの手前に設けるのが良い。
〔他の変形例２〕
走査ユニット（描画ユニット）Ｕｎの各々には、ビームエキスパンダーＢＥを構成するレンズ系Ｂｅ１、Ｂｅ２が先の図２３に示したように、正の屈折力を有する凸レンズ系で設けられているが、図２６に示すように、反射ミラーＭ１０で反射されたビームＬＢｎを入射するレンズ系Ｂｅ１を、負の屈折力を有する凹のレンズ系Ｂｅ１’に替えても良い。図２６は、図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）Ｕｎ内の光路のうち、反射ミラーＭ１０から開口絞りＰＡまでの光路におけるビームＬＢｎの状態を模式的に誇張して示したものである。反射ミラーＭ１０で反射されるビームＬＢｎは、実効的なビーム径が１ｍｍ以下の細い平行光束となって凹のレンズ系Ｂｅ１’に入射する。レンズ系Ｂｅ１’は、入射したビームＬＢｎをレンズ系Ｂｅ１’の焦点距離に応じて発散させながら、正の屈折力を有する凸のレンズ系Ｂｅ２に入射させる。凹のレンズ系Ｂｅ１’の前側焦点距離の位置と、凸のレンズ系Ｂｅ２の前側焦点距離の位置とを一致させることにより、凸のレンズ系Ｂｅ２から射出するビームＬＢｎは、図２３で説明したように、実効的なビーム径が拡大された平行光束となって開口絞りＰＡに向かう。凹のレンズ系Ｂｅ１’と凸のレンズ系Ｂｅ２によるビームエキスパンダーは、２つの凸のレンズ系Ｂｅ１、Ｂｅ２によるビームエキスパンダーに比べて、２つのレンズ系の間の物理的な距離を短くできる。
また、図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）ＵｎのビームエキスパンダーＢＥ内には、基板Ｐ上でスポット光ＳＰの走査軌跡である描画ラインＳＬｎを副走査方向（Ｘ方向）に機械光学的にシフトさせる平行平板ＨＶＰのみが設けられていた。しかしながら、描画ラインＳＬｎの全体を主走査方向（Ｙ方向）に微調整する為に、Ｘ方向用のシフターとしての平行平板ＨＶＰｘと、Ｙ方向用のシフターとしての平行平板ＨＶＰｙとを光軸ＡＸｅに沿ってレンズ系Ｂｅ１’とレンズ系Ｂｅ２の間に並置しても良い。この場合、平行平板ＨＶＰｘを傾ける為の回転中心軸Ｓｙと、平行平板ＨＶＰｙを傾ける為の回転中心軸Ｓｘとは、光軸ＡＸｅと直交する面（ＹＺ面と平行）内では、互いに直交するように設定される。
〔他の変形例３〕
描画ラインＳＬｎの全体を主走査方向（Ｙ方向）に微調整する為の機械光学的なシフターとしての平行平板ＨＶＰｙは、図２７に示すように、ｆθレンズ系ＦＴの後に設けても良い。図２７は、図２３に示した走査ユニット（描画ユニット）Ｕｎ内のポリゴンミラーＰＭから基板Ｐまでの光学系配置を示したものである。ｆθレンズ系ＦＴの後では、ビームＬＢｎが主走査方向（Ｙ方向）に走査されている為、図２７のように、反射ミラーＭ１５と第２のシリンドリカルレンズＣＹｂとの間に平行平板ＨＶＰｙを設ける場合は、平行平板ＨＶＰｙをシリンドリカルレンズＣＹｂのＹ方向の寸法と同程度の長さに設定する。さらに、図２７の平行平板ＨＶＰｙをＹＺ面と平行な面内で傾ける為の回転中心軸Ｓｘは、Ｘ軸と平行に設定されると共に、反射ミラーＭ１５で折り曲げられてＺ軸と平行になったｆθレンズ系ＦＴの光軸ＡＸｆと直交するように設定される。

Claims (19)

  1. 基板上にスポットとして集光される描画ビームを第１方向に走査してパターンを描画する描画ユニットが前記第１方向に複数配置され、前記基板の前記第１方向と交差する第２方向への移動により、複数の前記描画ユニットで描画されるパターンを前記第１方向に継ぎ合わせて描画するパターン描画装置であって、
    前記複数の描画ユニットによって描画すべき前記基板上の被露光領域の位置を計測する位置計測部と、
    前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記被露光領域に対する位置誤差を低減する為に、前記位置計測部で計測された位置に基づいて前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第２方向に調整する第１調整部材と、
    前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第１調整部材よりも高い応答性で前記第２方向に調整する第２調整部材と、
    を備える、パターン描画装置。
  2. 請求項１に記載のパターン描画装置であって、
    前記基板は、前記第２方向を長尺方向とする可撓性を持ったシート基板であって、前記第２方向に沿って所定の設計間隔で形成された複数のマークを有し、
    前記位置計測部は、前記シート基板の移動方向に関して前記描画ユニットによるパターンの描画位置の上流側で、前記複数のマークの各々の位置を順次検出するマーク位置検出部を備える、パターン描画装置。
  3. 請求項２に記載のパターン描画装置であって、
    前記第１調整部材は、前記マーク位置検出部によって検出される前記複数のマークの各々の前記第２方向に関する間隔の前記設計間隔に対する誤差に応じて前記スポットの位置を前記第２方向に調整する、パターン描画装置。
  4. 請求項３に記載のパターン描画装置であって、
    前記複数の描画ユニットの各々は、前記描画ビームを前記第１方向に対応した方向に角度を変えて反射させる複数の反射面を有する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の反射面で反射された前記描画ビームを前記基板上でスポットに集光する走査用光学系と、を備え、
    前記第１調整部材は、前記回転多面鏡の反射面に投射される前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記第２方向に対応した方向に機械的な駆動によりシフトさせる機械光学シフターである、パターン描画装置。
  5. 請求項４に記載のパターン描画装置であって、
    前記描画ビームを生成する光源装置をさらに備え、
    前記第２調整部材は、前記光源装置から前記第１調整部材の間に設けられ、前記回転多面鏡の反射面に投射される前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記第２方向に対応した方向に、電気的な物性制御でシフトさせる電気光学シフターである、パターン描画装置。
  6. 請求項５に記載のパターン描画装置であって、
    電気光学シフターは、駆動信号として印加される高周波電力の周波数に応じて偏向角が調整できる音響光学変調素子または音響光学偏向素子である、パターン描画装置。
  7. 請求項４に記載のパターン描画装置であって、
    前記基板には、前記複数のマークと共に下地パターンが形成されており、
    前記複数の描画ユニットの各々は、前記描画ビームのスポットの走査により前記下地パターンに重ね合せ露光すべき新たなパターンを描画している間、前記スポットが前記下地パターンを走査したときに発生する反射光の変化を検出する光検出器を備え、
    前記位置計測部は、前記複数の描画ユニットの各々の前記光検出器からの光電信号に基づいて、前記下地パターンを基準として、前記描画ユニットの各々で描画される前記新たなパターンの間の継ぎ誤差を計測する下地層計測部を含む、パターン描画装置。
  8. 請求項７に記載のパターン描画装置であって、
    前記第２調整部材は、前記下地層計測部で計測される前記継ぎ誤差が低減されるように、前記スポットの位置を前記第２方向に調整する、パターン描画装置。
  9. 第１方向に配置された複数の描画ユニットの各々から投射される描画ビームのスポットを基板上で前記第１方向に走査し、前記基板を前記第１方向と交差する第２方向に移動させて、前記複数の描画ユニットの各々で描画されるパターンを前記第１方向に継いで描画するパターン描画方法であって、
    前記基板に形成された基準パターンの位置を前記基板の移動中に検出し、前記基板上の被露光領域の位置を計測する計測段階と、
    前記描画ユニットの各々で描画されるパターンを、前記計測段階で計測された位置に基づいて前記被露光領域に位置合わせする為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を前記基板の移動中に前記第２方向に調整する第１の調整段階と、
    前記描画ユニットの各々で描画されるパターンの前記第２方向に関する継ぎ誤差を低減する為に、前記描画ユニットの各々による前記スポットの位置を、前記第１の調整段階よりも微細に前記第２方向に調整する第２の調整段階と、
    を含む、パターン描画方法。
  10. 請求項９に記載のパターン描画方法であって、
    前記基板は、前記第２方向を長尺方向とする可撓性を持ったシート基板であって、前記基準パターンは前記第２方向に沿って所定の設計間隔で形成された複数のマークであり、
    前記計測段階は、前記シート基板の移動方向に関して前記描画ユニットによるパターンの描画位置の上流側で、前記複数のマークの各々の位置を順次検出する、パターン描画方法。
  11. 請求項１０に記載のパターン描画方法であって、
    前記第１の調整段階は、前記計測段階で検出される前記複数のマークの各々の前記第２方向に関する間隔の前記設計間隔に対する誤差に応じて、前記スポットの位置を前記第２方向に調整する、パターン描画方法。
  12. 請求項１１に記載のパターン描画方法であって、
    前記複数の描画ユニットの各々は、前記描画ビームを前記第１方向に対応した方向に角度を変えて反射させる複数の反射面を有する回転多面鏡と、前記回転多面鏡の各反射面で反射された前記描画ビームを前記基板上でスポットに集光する走査用光学系と、を備え、
    前記第１の調整段階では、前記回転多面鏡の各反射面に投射される前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記第２方向に対応した方向に調整部材の機械的な駆動によりシフトさせる、パターン描画方法。
  13. 請求項１２に記載のパターン描画方法であって、
    前記基板には、前記複数のマークと共に下地パターンが形成されており、
    前記複数の描画ユニットの各々は、前記描画ビームのスポットの走査により前記下地パターンに重ね合せ露光すべき新たなパターンを描画している間、前記スポットが前記下地パターンを走査したときに発生する反射光の変化を検出する光検出器が設けられ、
    前記計測段階では、前記複数の描画ユニットの各々の前記光検出器からの光電信号に基づいて、前記下地パターンを基準として、前記描画ユニットの各々で描画される前記新たなパターンの間の継ぎ誤差を計測する、パターン描画方法。
  14. 請求項１３に記載のパターン描画方法であって、
    前記第２の調整段階は、前記計測段階で計測される前記継ぎ誤差が低減されるように、前記スポットの位置を前記第２方向に調整する、パターン描画方法。
  15. 基板上に描画すべきパターンに応じて強度変調された描画ビームを主走査方向に１次元走査する回転多面鏡と、１次元走査された前記描画ビームを前記基板上にスポット光として集光する走査用光学系とを備え、前記スポット光の前記主走査方向の走査と、前記基板と前記スポット光との前記主走査方向と交差した副走査方向への相対移動とによって、前記基板上にパターンを描画するパターン描画装置であって、
    前記主走査方向に１次元走査される前記スポット光を前記副走査方向に位置調整する為に、前記回転多面鏡に入射する前の前記描画ビームの光路中、又は前記回転多面鏡から前記基板までの前記描画ビームの光路中に配置される機械光学的な第１調整部材と、
    前記主走査方向に１次元走査される前記スポット光を前記副走査方向に位置調整する為に、前記回転多面鏡に入射する前の前記描画ビームの光路中であって、前記第１調整部材よりも手前の光路中に配置される電気光学的な第２調整部材と、
    を備える、パターン描画装置。
  16. 請求項１５に記載のパターン描画装置であって、
    前記第１調整部材は、前記回転多面鏡の反射面に入射する前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記副走査方向に対応した方向に機械的な駆動によりシフトさせる傾斜可能な透過性の平行平板である、パターン描画装置。
  17. 請求項１６に記載のパターン描画装置であって、
    前記描画ビームを生成する光源装置をさらに備え、
    前記第２調整部材は、前記光源装置から前記第１調整部材の間に設けられ、前記回転多面鏡の反射面に入射する前記描画ビームの位置を、前記回転多面鏡の反射面上で前記副走査方向に対応した方向に、電気的な物性制御でシフトさせる電気光学シフターである、パターン描画装置。
  18. 請求項１７に記載のパターン描画装置であって、
    電気光学シフターは、駆動信号として印加される高周波電力の周波数に応じて偏向角が調整できる音響光学変調素子または音響光学偏向素子である、パターン描画装置。
  19. 請求項１６〜１８のいずれか一項に記載のパターン描画装置であって、
    前記回転多面鏡の反射面に入射する前記描画ビームの前記主走査方向に対応した方向のビーム径を拡大する為に、所定の間隔で配置される２つのレンズ系によるビームエキスパンダーを、更に備え、
    前記第１調整部材としての前記平行平板は、前記２つのレンズ系の間に設けられる、パターン描画装置。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116507960A (zh) * 2020-11-02 2023-07-28 株式会社 尼康 图案曝光装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01237513A (ja) * 1987-05-13 1989-09-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 光ビーム偏向走査装置
JPH08507410A (ja) * 1992-11-02 1996-08-06 イーテック・システムズ・インコーポレーテッド 改良形レーザパターン発生装置
JP2016133623A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 株式会社ニコン 基板処理装置及びデバイス製造方法
WO2016152758A1 (ja) * 2015-03-20 2016-09-29 株式会社ニコン ビーム走査装置、ビーム走査方法、および描画装置

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH052152A (ja) * 1990-12-19 1993-01-08 Hitachi Ltd 光ビーム作成方法、装置、それを用いた寸法測定方法、外観検査方法、高さ測定方法、露光方法および半導体集積回路装置の製造方法
EP2003506A2 (en) * 2006-03-20 2008-12-17 Nikon Corporation Reflective, refractive and projecting optical system; reflective, refractive and projecting device; scanning exposure device; and method of manufacturing micro device
IN2015DN01909A (ja) * 2012-08-28 2015-08-07 Nikon Corp
TWI709006B (zh) * 2014-04-01 2020-11-01 日商尼康股份有限公司 圖案描繪裝置及圖案描繪方法
CN109212748B (zh) * 2014-04-28 2021-05-18 株式会社尼康 光束扫描装置及光束扫描方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01237513A (ja) * 1987-05-13 1989-09-22 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 光ビーム偏向走査装置
JPH08507410A (ja) * 1992-11-02 1996-08-06 イーテック・システムズ・インコーポレーテッド 改良形レーザパターン発生装置
JP2016133623A (ja) * 2015-01-19 2016-07-25 株式会社ニコン 基板処理装置及びデバイス製造方法
WO2016152758A1 (ja) * 2015-03-20 2016-09-29 株式会社ニコン ビーム走査装置、ビーム走査方法、および描画装置

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