JPWO2018066338A1 - Pattern drawing device - Google Patents

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Abstract

パターン描画装置(EX)は、光源装置(LS)からのビームを複数の描画ユニット(Un)のいずれか1つに選択的に供給するために、光源装置(LS)からのビームを順番に通すように配置され、電気的な制御によってビームを描画ユニット(Un)に向ける複数の選択用光学部材(OSn)を有するビーム切換部と、複数の描画ユニット(Un)のうちの特定の描画ユニット(Un)から基板(P)に投射されるビームの強度を調整する際、特定の描画ユニット(Un)に対応したビーム強度調整部の調整可能な範囲内で基板(P)に投射されるビームの強度を調整し、特定の描画ユニット(Un)以外の他の描画ユニット(Un)の各々から基板(P)に投射されるビームの強度を、特定の描画ユニット(Un)から基板(P)に投射されるビームの強度と揃えるように、他の描画ユニット(Un)の各々対応したビーム強度調整部を制御する制御部(250)と、を備える。The pattern drawing device (EX) sequentially passes the beam from the light source device (LS) in order to selectively supply the beam from the light source device (LS) to any one of the plurality of drawing units (Un). And a beam switching unit having a plurality of optical members for selection (OSn) for directing the beam to the drawing unit (Un) by electrical control, and a specific drawing unit of the plurality of drawing units (Un) ( When adjusting the intensity of the beam projected from (Un) to the substrate (P), the beam projected onto the substrate (P) within the adjustable range of the beam intensity adjusting unit corresponding to the specific drawing unit (Un). The intensity is adjusted, and the intensity of the beam projected from each of the other drawing units (Un) other than the specific drawing unit (Un) onto the substrate (P) is changed from the specific drawing unit (Un) to the substrate (P). Throw As it aligns the intensity of the beam, a control unit for controlling each corresponding beam intensity adjusting unit of the other drawing units (Un) and (250), the.

Description

本発明は、被照射体としての基板上でビームのスポットを走査して、基板上に所定のパターンを描画するパターン描画装置に関する。   The present invention relates to a pattern drawing apparatus that draws a predetermined pattern on a substrate by scanning a beam spot on the substrate as an irradiation object.

従来、レーザビームのスポット光を被照射体(加工対象物)に投射し、且つ、スポット光を走査ミラー(ポリゴンミラー)によって1次元方向に主走査しつつ、被照射体を主走査線方向と直交した副走査方向に移動させて、被照射体上に所望するパターンや画像(文字、図形等)を形成するために、例えば、特開2008−195019号公報のような画像形成装置(描画装置)が知られている。   Conventionally, a spot light of a laser beam is projected onto an object to be irradiated (processing object), and the spot light is main-scanned in a one-dimensional direction by a scanning mirror (polygon mirror), and the object to be irradiated is set in the main scanning line direction. In order to form a desired pattern or image (characters, figures, etc.) on the irradiated object by moving in the orthogonal sub-scanning direction, for example, an image forming apparatus (drawing apparatus) as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-195019 )It has been known.

特開2008−195019号公報には、写真印画紙である感光材上に設定される複数の走査領域(分担領域)の各々をレーザ露光部からの露光ビームで分担して走査して感光材上に画像を形成(描画)する際、複数のレーザ露光部の温度変化によって露光ビームによる露光量が変動しないように、予め求められているレーザ露光部の温度変化と露光ビームの強度変化との関係に基づいて、レーザ露光部からの露光ビームの強度を調整して、各レーザ露光部が受け持つ走査領域のつなぎ目での濃度むらを抑制することが開示されている。特開2008−195019号公報の画像形成装置には、3つのレーザ露光部の各々に、光の3原色に対応した赤、緑、青の各波長帯のレーザ光を出力する3個のレーザ光源と、3つのレーザ光源の各々からの赤色レーザ光、緑色レーザ光、青色レーザ光の強度を画像データに応じて個別に変調する3つの音響光学変調素子(AOM)と、3つのAOMの各々からの3本のレーザ光を1本に重畳するハーフミラーと、重畳された1本のレーザ光を走査する回転ポリゴンミラーと、ポリゴンミラーで走査されるレーザ光を感光材上で等速走査するためのfθレンズ等が設けられている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-195019 discloses that a plurality of scanning areas (sharing areas) set on a photosensitive material that is a photographic printing paper are each scanned by sharing with an exposure beam from a laser exposure unit. When forming (drawing) an image on a laser beam, the relationship between the predetermined change in the temperature of the laser exposure unit and the change in the intensity of the exposure beam so that the exposure amount due to the exposure beam does not fluctuate due to the temperature change of the plurality of laser exposure units On the basis of the above, it is disclosed that the intensity of the exposure beam from the laser exposure unit is adjusted to suppress the density unevenness at the joints of the scanning regions that each laser exposure unit is responsible for. In the image forming apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-195019, three laser light sources that output laser light in red, green, and blue wavelength bands corresponding to the three primary colors of light to each of the three laser exposure units. And three acousto-optic modulators (AOM) for individually modulating the intensity of red laser light, green laser light, and blue laser light from each of the three laser light sources according to image data, and each of the three AOMs A half mirror that superimposes the three laser beams into one, a rotating polygon mirror that scans one superimposed laser beam, and a laser beam scanned by the polygon mirror at a constant speed on the photosensitive material Fθ lens or the like is provided.

特開2008−195019号公報では、レーザ光源やAOMを温調部によって温度制御しているが、温度が設定温度に対して0.1℃以上変化すると露光量が変化するとして、レーザ光源からのレーザ光を画像データに応じて変調するAOMの変調レベルを、温度センサで測定される温度変化に応じて補正するようにしている。すなわち、特開2008−195019号公報では、筐体内の温度が設定温度から多少外れて、元の温度に戻る間に生じ得る温調制御上の遅延や、オーバーシュート現象があったとしても、各レーザ露光部での露光量の変動をAOMの変調レベルの調整で補正して、感光材上での分担領域の境界での不連続な露光量の差による濃度むらを抑えている。   In Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-195019, the temperature of the laser light source and the AOM is controlled by the temperature control unit. However, the exposure amount changes when the temperature changes by 0.1 ° C. or more with respect to the set temperature. The modulation level of the AOM that modulates the laser light according to the image data is corrected according to the temperature change measured by the temperature sensor. That is, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-195019, even if there is a delay in temperature control or an overshoot phenomenon that may occur while the temperature inside the housing slightly deviates from the set temperature and returns to the original temperature, Variations in the exposure amount at the laser exposure unit are corrected by adjusting the modulation level of the AOM, thereby suppressing density unevenness due to discontinuous exposure amount differences at the boundaries of the shared areas on the photosensitive material.

本発明の第1の態様は、光源装置からのビームを走査部材によって基板上で走査してパターンを描画する複数の描画ユニットによって、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、前記光源装置からのビームを前記複数の描画ユニットのいずれか1つに選択的に供給するために、前記光源装置からのビームを順番に通すように配置され、電気的な制御によって前記ビームを前記描画ユニットに向ける複数の選択用光学部材を有するビーム切換部と、前記複数の描画ユニットのうちの特定の描画ユニットから前記基板に投射されるビームの強度を調整する際、前記特定の描画ユニットに対応したビーム強度調整部の調整可能な範囲内で前記基板に投射されるビームの強度を調整し、前記特定の描画ユニット以外の他の描画ユニットの各々から前記基板に投射されるビームの強度を、前記特定の描画ユニットから前記基板に投射されるビームの強度と揃えるように、前記他の描画ユニットの各々対応した前記ビーム強度調整部を制御する制御部と、を備える。   A first aspect of the present invention is a pattern drawing apparatus that draws a pattern on the substrate by a plurality of drawing units that draw a pattern by scanning a beam from a light source device on the substrate by a scanning member, In order to selectively supply a beam from the light source device to any one of the plurality of drawing units, the beam from the light source device is arranged to pass in order, and the beam is drawn by electrical control. Corresponding to the specific drawing unit when adjusting the intensity of the beam projected to the substrate from a specific drawing unit of the plurality of drawing units, and a beam switching unit having a plurality of selection optical members directed to the unit The beam intensity projected onto the substrate is adjusted within the adjustable range of the beam intensity adjusting unit, and other drawing units other than the specific drawing unit are adjusted. The beam intensity adjusting unit corresponding to each of the other drawing units is arranged so that the intensity of the beam projected on the substrate from each of the other drawing units is aligned with the intensity of the beam projected on the substrate from the specific drawing unit. A control unit for controlling.

本発明の第2の態様は、光源装置からのビームを走査部材によって基板上で走査してパターンを描画する複数の描画ユニットによって、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、前記光源装置からのビームを前記複数の描画ユニットのいずれか1つに選択的に供給するために、前記光源装置からのビームを順番に通すように配置され、電気的な制御によって前記ビームを前記描画ユニットに向ける複数の選択用光学部材を有するビーム切換部と、前記複数の描画ユニットの各々に対応して設けられ、前記基板に投射されるビームの強度を所定の範囲で調整可能な複数のビーム強度調整部と、前記複数の選択用光学部材のうち、前記光源装置からの前記ビームを最後に入射する前記選択用光学部材で選択されて前記描画ユニットを介して前記基板に投射されるビームの強度の調整可能な範囲に基づいて、前記複数の描画ユニットの各々から前記基板に投射されるビームの強度を揃えるように前記複数のビーム強度調整部を制御する制御部と、を備える。   A second aspect of the present invention is a pattern drawing apparatus that draws a pattern on the substrate by a plurality of drawing units that draw a pattern by scanning a beam from a light source device on the substrate by a scanning member, In order to selectively supply a beam from the light source device to any one of the plurality of drawing units, the beam from the light source device is arranged to pass in order, and the beam is drawn by electrical control. A beam switching unit having a plurality of selection optical members directed to the unit, and a plurality of beams provided corresponding to each of the plurality of drawing units and capable of adjusting the intensity of the beam projected on the substrate within a predetermined range Of the plurality of selection optical members, an intensity adjustment unit is selected by the selection optical member that finally enters the beam from the light source device, and the drawing unit is selected. The plurality of beam intensity adjusting units so as to align the intensity of the beam projected from each of the plurality of drawing units to the substrate based on an adjustable range of the intensity of the beam projected onto the substrate via And a control unit for controlling.

本発明の第3の態様は、走査部材で光源装置からのビームを基板上で走査してパターンを描画する複数の描画ユニットによって、前記基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、前記光源装置からのビームを前記描画ユニットに向けて偏向する為の電気光学的な選択用光学部材が前記複数の描画ユニットの各々に対応して設けられ、前記光源装置からのビームを複数の前記選択用光学部材の各々に順番に通すように導光する複数の光学素子を有するビーム切換部と、前記光源装置からのビームを前記複数の描画ユニットのうちの1つに選択的に供給するように、前記複数の選択用光学部材のうちの1つに偏向の為の駆動信号を与える切換え制御部と、前記複数の選択用光学部材のうちの前記駆動信号が与えられた前記選択用光学部材を透過した非偏向状態のビームの強度を検出して、前記複数の描画ユニットの各々に供給される前記ビームの強度を計測するビーム強度計測部と、を備える。   A third aspect of the present invention is a pattern drawing apparatus that draws a pattern on the substrate by a plurality of drawing units that draw a pattern by scanning a beam from the light source device on the substrate with a scanning member, the light source An electrooptic selection optical member for deflecting a beam from the apparatus toward the drawing unit is provided corresponding to each of the plurality of drawing units, and a plurality of the beams from the light source device are used for the selection. A beam switching unit having a plurality of optical elements for guiding light so as to pass through each of the optical members in order, and selectively supplying a beam from the light source device to one of the plurality of drawing units, A switching control unit for supplying a drive signal for deflection to one of the plurality of selection optical members, and the selection optical unit to which the drive signal is provided among the plurality of selection optical members. It detects the intensity of the beam undeflected state transmitted through, and a beam intensity measuring unit for measuring the intensity of the beam, each supplied to the plurality of rendering units.

本発明の第4の態様は、走査部材で光源装置からのビームを基板上で走査してパターンを描画する複数の描画ユニットによって、前記基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、前記光源装置からのビームを前記描画ユニットに向けて偏向する為の音響光学変調素子が前記複数の描画ユニットの各々に対応して設けられ、前記光源装置からのビームを複数の前記音響光学変調素子の各々に順番に通すように導光する複数の光学素子を有するビーム切換部と、前記光源装置からのビームを前記複数の描画ユニットのうちの1つに順番に供給するように、前記複数の音響光学変調素子のうちの1つを偏向状態に切り換える制御部と、前記複数の音響光学変調素子のうちの偏向状態になっている前記音響光学変調素子を透過した非偏向状態のビームの強度を検出して、前記複数の描画ユニットの各々に供給される前記ビームの強度を計測するビーム強度計測部と、を備える。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pattern drawing device for drawing a pattern on the substrate by a plurality of drawing units for drawing a pattern by scanning a beam from the light source device on the substrate with a scanning member. Acousto-optic modulation elements for deflecting the beam from the apparatus toward the drawing unit are provided corresponding to each of the plurality of drawing units, and the beam from the light source apparatus is provided to each of the plurality of acousto-optic modulation elements. A plurality of acoustooptics so as to sequentially supply a beam from the light source device to one of the plurality of drawing units. A control unit that switches one of the modulation elements to a deflected state, and a non-deflection state that is transmitted through the acousto-optic modulation element that is in a deflection state among the plurality of acousto-optic modulation elements Of detecting the intensity of the beam, and a beam intensity measuring unit for measuring the intensity of the beam, each supplied to the plurality of rendering units.

第1の実施の形態によるパターン描画装置の概略的な全体構成を示す斜視図である。1 is a perspective view showing a schematic overall configuration of a pattern drawing apparatus according to a first embodiment. 図1に示すパターン描画装置に搭載される描画ユニットの具体的な構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the specific structure of the drawing unit mounted in the pattern drawing apparatus shown in FIG. 図1に示した選択用光学素子と入射ミラーとの具体的な光学配置を示す図である。It is a figure which shows the specific optical arrangement | positioning of the optical element for selection shown in FIG. 1, and an incident mirror. 光源装置からのビームを6つの描画ユニットのいずれかに選択的に振り分けるためのビーム切換部と描画制御装置の概略的な構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the beam switching part and drawing control apparatus for selectively distributing the beam from a light source device to either of six drawing units. 図4に示した描画制御装置内に設けられる強度調整制御部やドライブ回路等の接続関係を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining a connection relationship between an intensity adjustment control unit, a drive circuit, and the like provided in the drawing control apparatus shown in FIG. 4. 選択用光学素子に印加される駆動信号のRF電力の変化による回折効率の変化特性の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the change characteristic of the diffraction efficiency by the change of RF electric power of the drive signal applied to the optical element for selection. 描画ユニットの各々に供給されるビームの強度と、そのビームの強度を調整する選択用光学素子での調整可能範囲との関係の一例を模式的に示したグラフである。It is the graph which showed typically an example of the relationship between the intensity | strength of the beam supplied to each of drawing unit, and the adjustable range in the optical element for selection which adjusts the intensity | strength of the beam. 光源装置からのビームの進行方向に沿って直列に並べられた複数の選択用光学素子の各々の効率と透過率とによる影響を模式的に説明する図である。It is a figure which illustrates typically the influence by each efficiency and the transmittance | permeability of several optical element for selection arranged in series along the advancing direction of the beam from a light source device.

本発明の態様に係るパターン描画装置について、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。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS A pattern drawing apparatus according to an aspect of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings and preferred embodiments. In addition, the aspect of this invention is not limited to these embodiment, What added the various change or improvement is included. That is, the constituent elements described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and substantially the same elements, and the constituent elements described below can be appropriately combined. In addition, various omissions, substitutions, or changes of the components can be made without departing from the scope of the present invention.

[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に露光処理を施すパターン描画装置(以下、露光装置とも呼ぶ)EXの概略構成を示す斜視図である。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。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a pattern drawing apparatus (hereinafter also referred to as an exposure apparatus) EX that performs an exposure process on a substrate (object to be irradiated) P according to the first embodiment. In the following description, unless otherwise specified, an XYZ orthogonal coordinate system in which the gravity direction is the Z direction is set, and the X direction, the Y direction, and the Z direction will be described according to the arrows shown in the drawing.

パターン描画装置EXは、基板Pに所定の処理(露光処理など)を施して、電子デバイスを製造するデバイス製造システムで使われる基板処理装置である。デバイス製造システムは、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・センサなど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、液晶ディスプレイなどがある。デバイス製造システムは、フレキシブル(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図示しない供給ロールから基板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を図示しない回収ロールで巻き取る、いわゆる、ロール・ツー・ロール(Roll To Roll)方式の生産方式を有する。そのため、各種処理後の基板Pは、複数のデバイス(表示パネル)が基板Pの搬送方向に連なった状態で配列される多面取り用の基板となっている。供給ロールから送られた基板Pは、順次、前工程のプロセス装置、パターン描画装置EX、および後工程のプロセス装置を通って各種処理が施され、回収ロールで巻き取られる。基板Pは、基板Pの移動方向(搬送方向)が長手方向(長尺方向)となり、幅方向が短手方向(短尺方向)となる帯状の形状を有する。   The pattern drawing apparatus EX is a substrate processing apparatus used in a device manufacturing system for manufacturing an electronic device by performing predetermined processing (such as exposure processing) on the substrate P. The device manufacturing system is a manufacturing system in which a manufacturing line for manufacturing, for example, a flexible display as an electronic device, a film-like touch panel, a film-like color filter for a liquid crystal display panel, flexible wiring, or a flexible sensor is constructed. System. The following description is based on the assumption that a flexible display is used as the electronic device. Examples of the flexible display include an organic EL display and a liquid crystal display. In the device manufacturing system, a substrate P is sent from a supply roll (not shown) in which a flexible sheet-like substrate (sheet substrate) P is wound in a roll shape, and various processes are continuously performed on the sent substrate P. After the application, the substrate P after various treatments is taken up by a collection roll (not shown), so-called roll-to-roll production method. Therefore, the substrate P after various treatments is a multi-sided substrate in which a plurality of devices (display panels) are arranged in a state where they are connected in the transport direction of the substrate P. The substrate P sent from the supply roll is sequentially subjected to various processes through the process device in the previous process, the pattern drawing apparatus EX, and the process apparatus in the subsequent process, and is taken up by the collection roll. The substrate P has a belt-like shape in which the moving direction (transport direction) of the substrate P is the longitudinal direction (long direction) and the width direction is the short direction (short direction).

基板Pは、例えば、樹脂フィルム、若しくは、ステンレス鋼などの金属または合金からなる箔(フォイル)などが用いられる。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やパターン描画装置EX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)などのフィルムは、好適なシート基板の典型である。   For the substrate P, for example, a resin film or a foil (foil) made of a metal or alloy such as stainless steel is used. Examples of the resin film material include polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, and vinyl acetate resin. Among them, one containing at least one or more may be used. Further, the thickness and rigidity (Young's modulus) of the substrate P are within a range in which a fold due to buckling or irreversible wrinkles does not occur in the substrate P when passing through the conveyance path of the device manufacturing system or the pattern drawing apparatus EX. If it is. As a base material of the substrate P, a film such as PET (polyethylene terephthalate) or PEN (polyethylene naphthalate) having a thickness of about 25 μm to 200 μm is typical of a suitable sheet substrate.

基板Pは、デバイス製造システム内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、または酸化ケイ素などでもよい。また、基板Pは、フロート法などで製造された厚さ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、箔などを貼り合わせた積層体であってもよい。   Since the substrate P may receive heat in each process performed in the device manufacturing system, it is preferable to select the substrate P made of a material whose thermal expansion coefficient is not significantly large. For example, the thermal expansion coefficient can be suppressed by mixing an inorganic filler with a resin film. The inorganic filler may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, alumina, or silicon oxide. Further, the substrate P may be a single layer of ultrathin glass having a thickness of about 100 μm manufactured by a float process or the like, or a laminate in which the above resin film, foil, etc. are bonded to the ultrathin glass. It may be.

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、湿度などの環境などに応じて、可撓性の程度は変わる。いずれにしろ、デバイス製造システム(パターン描画装置EX)内の搬送路に設けられる各種の搬送用ローラ、回転ドラムなど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。   By the way, the flexibility of the substrate P means the property that the substrate P can be bent without being sheared or broken even when a force of its own weight is applied to the substrate P. . In addition, flexibility includes a property of bending by a force of about its own weight. The degree of flexibility varies depending on the material, size, and thickness of the substrate P, the layer structure formed on the substrate P, the environment such as temperature or humidity, and the like. In any case, when the substrate P is correctly wound around various conveyance rollers, rotary drums, or other members for conveyance direction provided in the conveyance path in the device manufacturing system (pattern drawing apparatus EX), the substrate P buckles and folds. If the substrate P can be smoothly transported without being damaged or broken (breaking or cracking), it can be said to be in the range of flexibility.

前工程のプロセス装置(単一の処理部または複数の処理部を含む)は、供給ロールから送られてきた基板Pをパターン描画装置EXに向けて所定の速度で長尺方向に沿って搬送しつつ、パターン描画装置EXへ送られる基板Pに対して前工程の処理を行う。この前工程の処理により、パターン描画装置EXへ送られてくる基板Pは、その表面に感光性機能層(光感応層)が形成された基板(感光基板)となっている。   The process device in the previous process (including a single processing unit or a plurality of processing units) transports the substrate P sent from the supply roll along the longitudinal direction at a predetermined speed toward the pattern drawing device EX. Meanwhile, the previous process is performed on the substrate P sent to the pattern drawing apparatus EX. The substrate P sent to the pattern writing apparatus EX by this pre-process is a substrate (photosensitive substrate) having a photosensitive functional layer (photosensitive layer) formed on the surface thereof.

この感光性機能層は、溶液として基板P上に塗布され、乾燥することによって層(膜)となる。感光性機能層の典型的なものはフォトレジスト(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などがある。感光性機能層として感光性シランカップリング剤を用いる場合は、基板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(銀や銅など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などを選択塗布することで、薄膜トランジスタ(TFT)などを構成する電極、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など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、パターン描画装置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)など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とするのがよい。   This photosensitive functional layer is applied on the substrate P as a solution and dried to form a layer (film). A typical photosensitive functional layer is a photoresist (in liquid or dry film form), but as a material that does not require development processing, the photosensitivity of the part that has been irradiated with ultraviolet rays is modified. There is a silane coupling agent (SAM) or a photosensitive reducing agent in which a plating reducing group is exposed in a portion irradiated with ultraviolet rays. When a photosensitive silane coupling agent is used as the photosensitive functional layer, the pattern portion exposed to ultraviolet rays on the substrate P is modified from lyophobic to lyophilic. Therefore, a thin film transistor (TFT) or the like can be formed by selectively applying a conductive ink (ink containing conductive nanoparticles such as silver or copper) or a liquid containing a semiconductor material on the lyophilic portion. A pattern layer to be an electrode, a semiconductor, insulation, or a wiring for connection can be formed. When a photosensitive reducing agent is used as the photosensitive functional layer, the plating reducing group is exposed to the pattern portion exposed to ultraviolet rays on the substrate P. Therefore, after exposure, the substrate P is immediately immersed in a plating solution containing palladium ions for a certain period of time, so that a pattern layer of palladium is formed (deposited). Such a plating process is an additive process, but may be based on an etching process as a subtractive process. In that case, the substrate P sent to the pattern writing apparatus EX is made of PET or PEN as a base material, and a metal thin film such as aluminum (Al) or copper (Cu) is deposited on the entire surface or selectively, and further, It is preferable that a photoresist layer is laminated thereon.

パターン描画装置EXは、前工程のプロセス装置から搬送されてきた基板Pを後工程のプロセス装置(単一の処理部または複数の処理部を含む)に向けて所定の速度で搬送しつつ、基板Pに対して露光処理を行う処理装置である。パターン描画装置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の電極や配線などのパターン)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。   The pattern drawing apparatus EX transfers the substrate P, which has been transported from the process device in the previous process, to the process device (including a single processing unit or a plurality of processing units) at a predetermined speed while transporting the substrate P at a predetermined speed. A processing apparatus that performs an exposure process on P. The pattern drawing apparatus EX corresponds to a pattern for an electronic device (for example, a pattern of electrodes and wiring of TFTs constituting the electronic device) on the surface of the substrate P (the surface of the photosensitive functional layer, that is, the photosensitive surface). Irradiate a light pattern. Thereby, a latent image (modified portion) corresponding to the pattern is formed on the photosensitive functional layer.

本実施の形態において、パターン描画装置EXは、図1に示すようにマスクを用いない直描方式の露光装置、いわゆるスポット走査方式の露光装置(描画装置)である。露光装置EXは、副走査のために基板Pを支持して長尺方向に搬送する回転ドラムDRと、回転ドラムDRで円筒面状に支持された基板Pの部分ごとにパターン露光を行う複数(ここでは6個)の描画ユニットUn(U1〜U6)とを備え、複数の描画ユニットUn(U1〜U6)の各々は、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)にポリゴンミラー(走査部材)で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、回路または配線など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(感光性機能層の表面)上で相対的に2次元走査されて、基板Pの被照射面に所定のパターンが描画露光される。また、基板Pは、長尺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。この被露光領域に電子デバイスが形成されるので、被露光領域はデバイス形成領域でもある。   In the present embodiment, the pattern drawing apparatus EX is a direct drawing type exposure apparatus that does not use a mask as shown in FIG. 1, that is, a so-called spot scanning type exposure apparatus (drawing apparatus). The exposure apparatus EX performs pattern exposure for each part of the rotating drum DR that supports the substrate P and conveys it in the longitudinal direction for sub-scanning, and the substrate P that is supported in a cylindrical surface by the rotating drum DR. Here, six drawing units Un (U1 to U6) are provided, and each of the plurality of drawing units Un (U1 to U6) receives spot light SP of a pulse beam LB (pulse beam) for exposure, The intensity of the spot light SP is measured with pattern data (drawing data) while one-dimensionally scanning (main scanning) with a polygon mirror (scanning member) in a predetermined scanning direction (Y direction) on the irradiated surface (photosensitive surface) of the substrate P. , Modulation (on / off) at high speed according to the pattern information). Thereby, a light pattern corresponding to a predetermined pattern such as an electronic device, a circuit, or a wiring is drawn and exposed on the irradiated surface of the substrate P. That is, the spot light SP is relatively two-dimensionally scanned on the surface to be irradiated (the surface of the photosensitive functional layer) of the substrate P by the sub-scanning of the substrate P and the main scanning of the spot light SP. A predetermined pattern is drawn and exposed on the irradiated surface. In addition, since the substrate P is transported along the longitudinal direction, a plurality of exposed areas where the pattern is exposed by the exposure apparatus EX are provided at predetermined intervals along the longitudinal direction of the substrate P. It will be. Since an electronic device is formed in this exposed region, the exposed region is also a device forming region.

図1に示すように、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を長尺方向に搬送する。回転ドラムDRは、複数の描画ユニットUn(U1〜U6)の各々からのビーム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。なお、回転ドラムDRのY方向の両側には、回転ドラムDRを中心軸AXoの周りに回転させるようにベアリングで支持される不図示のシャフトが設けられる。そのシャフトには、図示しない回転駆動源(例えば、モータや減速機構など)からの回転トルクが与えられ、回転ドラムDRは中心軸AXo回りに一定の回転速度で回転する。   As shown in FIG. 1, the rotary drum DR has a central axis AXo extending in the Y direction and extending in a direction intersecting with the direction in which gravity works, and a cylindrical outer peripheral surface having a constant radius from the central axis AXo. The rotating drum DR rotates around the central axis AXo while supporting (holding) a part of the substrate P by bending the outer surface (circumferential surface) into a cylindrical surface in the longitudinal direction. P is transported in the longitudinal direction. The rotating drum DR supports an area (portion) on the substrate P onto which the beam LB (spot light SP) from each of the plurality of drawing units Un (U1 to U6) is projected on its outer peripheral surface. The rotating drum DR supports (holds and holds) the substrate P from the surface (back surface) opposite to the surface on which the electronic device is formed (surface on which the photosensitive surface is formed). In addition, on both sides in the Y direction of the rotating drum DR, shafts (not shown) supported by bearings are provided so as to rotate the rotating drum DR around the central axis AXo. The shaft is given a rotational torque from a rotational drive source (not shown) (for example, a motor or a speed reduction mechanism), and the rotary drum DR rotates around the central axis AXo at a constant rotational speed.

光源装置(パルス光源装置)LS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、基板Pの感光層に対する感度を有し、370nm以下の波長帯域にピーク波長を有する紫外線光である。光源装置LSは、ここでは不図示の描画制御装置200(図4で説明する)の制御にしたがって、周波数(発振周波数、所定周波数)Faでパルス状に発光するビームLBを射出する。この光源装置LS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、および、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)などで構成されるファイバーアンプレーザ光源とする。このように光源装置LSを構成することで、発振周波数Faが数百MHzで、1パルス光の発光時間が数十ピコ秒以下の高輝度な紫外線のパルス光が得られる。なお、光源装置LSから射出されるビームLBは、そのビーム径が1mm程度、若しくはそれ以下の細い平行光束になっているものとする。光源装置LSをファイバーアンプレーザ光源とし、描画データを構成する画素の状態(論理値で「0」か「1」)に応じてビームLBのパルス発生を高速にオン/オフする構成については、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。   The light source device (pulse light source device) LS generates and emits a pulsed beam (pulse beam, pulsed light, laser) LB. This beam LB is ultraviolet light having sensitivity to the photosensitive layer of the substrate P and having a peak wavelength in a wavelength band of 370 nm or less. The light source device LS emits a beam LB that emits pulses at a frequency (oscillation frequency, predetermined frequency) Fa according to control of a drawing control device 200 (not illustrated) (described in FIG. 4). The light source device LS includes a semiconductor laser element that generates pulsed light in the infrared wavelength range, a fiber amplifier, and a wavelength conversion element (harmonic) that converts the amplified pulsed light in the infrared wavelength range into pulsed light in the ultraviolet wavelength range. A fiber amplifier laser light source including a wave generating element). By configuring the light source device LS in this manner, high-intensity ultraviolet pulsed light having an oscillation frequency Fa of several hundred MHz and a light emission time of one pulse of several tens of picoseconds or less can be obtained. It is assumed that the beam LB emitted from the light source device LS is a thin parallel light beam having a beam diameter of about 1 mm or less. For example, a configuration in which the light source device LS is a fiber amplifier laser light source and the pulse generation of the beam LB is turned on / off at high speed according to the state of the pixels constituting the drawing data (logical value “0” or “1”). Disclosed in International Publication No. 2015/166910.

光源装置LSから射出されるビームLBは、複数のスイッチング素子としての選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)と、複数の反射ミラーM1〜M12と、複数の入射ミラーIMn(IM1〜IM6)と、吸収体TR等で構成されるビーム切換部を介して、描画ユニットUn(U1〜U6)の各々に選択的(択一的)に供給される。選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)は、ビームLBに対して透過性を有するものであり、超音波信号で駆動されて、入射したビームLBの1次回折光を描画用のビームLBnとして所定の角度で偏向して射出する音響光学変調素子(音響光学偏向素子)(AOM:Acousto-Optic Modulator)で構成される。複数の選択用光学素子OSnおよび複数の入射ミラーIMnは、複数の描画ユニットUnの各々に対応して設けられている。例えば、選択用光学素子OS1と入射ミラーIM1は、描画ユニットU1に対応して設けられ、同様に、選択用光学素子OS2〜OS6および入射ミラーIM2〜IM6は、それぞれ描画ユニットU2〜U6に対応して設けられている。   A beam LB emitted from the light source device LS includes a selection optical element OSn (OS1 to OS6) as a plurality of switching elements, a plurality of reflection mirrors M1 to M12, a plurality of incident mirrors IMn (IM1 to IM6), It is selectively (alternatively) supplied to each of the drawing units Un (U1 to U6) via a beam switching unit composed of an absorber TR or the like. The selection optical element OSn (OS1 to OS6) is transmissive to the beam LB, is driven by an ultrasonic signal, and the first-order diffracted light of the incident beam LB is used as a drawing beam LBn. It comprises an acousto-optic modulator (AOM: Acousto-Optic Modulator) that deflects and emits at an angle. The plurality of selection optical elements OSn and the plurality of incident mirrors IMn are provided corresponding to each of the plurality of drawing units Un. For example, the selection optical element OS1 and the incident mirror IM1 are provided corresponding to the drawing unit U1, and similarly, the selection optical element OS2 to OS6 and the incident mirror IM2 to IM6 correspond to the drawing units U2 to U6, respectively. Is provided.

光源装置LSからビームLBは、反射ミラーM1〜M12によってその光路がXY面と平行な面内でつづらおり状に曲げられて、吸収体TRまで導かれる。以下、選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)がいずれもオフ状態(超音波信号が印加されずに、1次回折光が発生していない状態)の場合で詳述する。なお、図1では図示を省略したが、反射ミラーM1から吸収体TRまでのビーム光路中には複数のレンズ(光学素子)が設けられ、この複数のレンズは、ビームLBを平行光束から収斂したり、収斂後に発散するビームLBを平行光束に戻したりする。その構成は後で図3を用いて説明する。   The light beam LB from the light source device LS is guided to the absorber TR by the reflection mirrors M1 to M12 whose optical path is bent in a plane parallel to the XY plane. Hereinafter, the case where all of the selection optical elements OSn (OS1 to OS6) are in an off state (a state where no ultrasonic signal is applied and no first-order diffracted light is generated) will be described in detail. Although not shown in FIG. 1, a plurality of lenses (optical elements) are provided in the beam optical path from the reflection mirror M1 to the absorber TR, and the plurality of lenses converge the beam LB from the parallel light flux. Or the beam LB that diverges after convergence is returned to a parallel light flux. The configuration will be described later with reference to FIG.

図1において、光源装置LSからのビームLBは、X軸と平行に−X方向に進んで反射ミラーM1に入射する。反射ミラーM1で−Y方向に反射されたビームLBは、反射ミラーM2に入射する。反射ミラーM2で+X方向に反射されたビームLBは、選択用光学素子OS5を直線的に透過して反射ミラーM3に至る。反射ミラーM3で−Y方向に反射されたビームLBは、反射ミラーM4に入射する。反射ミラーM4で−X方向に反射されたビームLBは、選択用光学素子OS6を直線的に透過して反射ミラーM5に至る。反射ミラーM5で−Y方向に反射されたビームLBは、反射ミラーM6に入射する。反射ミラーM6で+X方向に反射されたビームLBは、選択用光学素子OS3を直線的に透過して反射ミラーM7に至る。反射ミラーM7で−Y方向に反射されたビームLBは、反射ミラーM8に入射する。反射ミラーM8で−X方向に反射されたビームLBは、選択用光学素子OS4を直線的に透過して反射ミラーM9に至る。反射ミラーM9で−Y方向に反射されたビームLBは反射ミラーM10に入射する。反射ミラーM10で+X方向に反射されたビームLBは、選択用光学素子OS1を直線的に透過して反射ミラーM11に至る。反射ミラーM11で−Y方向に反射されたビームLBは、反射ミラーM12に入射する。反射ミラーM12で−X方向に反射したビームLBは、選択用光学素子OS2を直線的に透過して吸収体TRに導かれる。この吸収体TRは、ビームLBの外部への漏れを抑制するためにビームLBを吸収する光トラップである。   In FIG. 1, the beam LB from the light source device LS travels in the −X direction parallel to the X axis and enters the reflection mirror M1. The beam LB reflected in the −Y direction by the reflection mirror M1 enters the reflection mirror M2. The beam LB reflected in the + X direction by the reflection mirror M2 passes through the selection optical element OS5 linearly and reaches the reflection mirror M3. The beam LB reflected in the −Y direction by the reflection mirror M3 enters the reflection mirror M4. The beam LB reflected in the −X direction by the reflection mirror M4 is linearly transmitted through the selection optical element OS6 and reaches the reflection mirror M5. The beam LB reflected in the −Y direction by the reflection mirror M5 enters the reflection mirror M6. The beam LB reflected in the + X direction by the reflection mirror M6 is linearly transmitted through the selection optical element OS3 and reaches the reflection mirror M7. The beam LB reflected in the −Y direction by the reflection mirror M7 enters the reflection mirror M8. The beam LB reflected in the −X direction by the reflection mirror M8 is linearly transmitted through the selection optical element OS4 and reaches the reflection mirror M9. The beam LB reflected in the −Y direction by the reflection mirror M9 enters the reflection mirror M10. The beam LB reflected in the + X direction by the reflection mirror M10 is linearly transmitted through the selection optical element OS1 and reaches the reflection mirror M11. The beam LB reflected in the −Y direction by the reflection mirror M11 enters the reflection mirror M12. The beam LB reflected by the reflecting mirror M12 in the −X direction is linearly transmitted through the selection optical element OS2 and guided to the absorber TR. The absorber TR is an optical trap that absorbs the beam LB in order to suppress leakage of the beam LB to the outside.

各選択用光学素子OSn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(描画用のビームLBn)として発生させるものである。したがって、選択用光学素子OS1から1次回折光として射出されるビームがLB1となり、同様に選択用光学素子OS2〜OS6から1次回折光として射出されるビームがLB2〜LB6となる。このように、各選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)は、光源装置LSからのビームLBの光路を偏向する機能を奏する。本実施の形態では、選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)がオン状態となって1次回折光としてのビームLBn(LB1〜LB6)を発生している状態のことを、選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)が光源装置LSからのビームLBを偏向(又は選択)した状態として説明する。但し、実際の音響光学変調素子は、1次回折光の最大の発生効率が0次光の80%程度であるため、選択用光学素子OSnの各々で偏向されたビームLBn(LB1〜LB6)は、元のビームLBの強度より低下している。また、本実施の形態では、選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)のうちの選択された1つだけが一定時間だけオン状態となるように、描画制御装置200(図4参照)によって制御される。選択された1つの選択用光学素子OSnがオン状態のとき、その選択用光学素子OSnで回折されずに直進する0次光が20%程度残存するが、それは最終的に吸収体TRによって吸収される。   When an ultrasonic signal (high frequency signal) is applied to each of the optical elements for selection OSn, an incident beam (0th order light) LB is radiated as a first order diffracted light with a diffraction angle corresponding to a high frequency. It is generated as (drawing beam LBn). Therefore, the beam emitted as the first-order diffracted light from the selection optical element OS1 is LB1, and similarly, the beams emitted as the first-order diffracted light from the selection optical elements OS2 to OS6 are LB2 to LB6. Thus, each selection optical element OSn (OS1 to OS6) has a function of deflecting the optical path of the beam LB from the light source device LS. In this embodiment, the selection optical element OSn (OS1 to OS6) is turned on to generate the beam LBn (LB1 to LB6) as the first-order diffracted light. In the following description, it is assumed that OS1 to OS6) deflect (or select) the beam LB from the light source device LS. However, since the maximum generation efficiency of the first-order diffracted light is about 80% of the 0th-order light in the actual acoustooptic modulator, the beams LBn (LB1 to LB6) deflected by each of the selection optical elements OSn are It is lower than the intensity of the original beam LB. In the present embodiment, the drawing control device 200 (see FIG. 4) controls the selected optical element OSn (OS1 to OS6) so that only one of the selected optical elements OSn (OS1 to OS6) is turned on for a predetermined time. The When one selected optical element OSn is in the ON state, about 20% of zero-order light that travels straight without being diffracted by the optical element for selection OSn remains, but it is finally absorbed by the absorber TR. The

選択用光学素子OSnの各々は、偏向された1次回折光である描画用のビームLBn(LB1〜LB6)を、入射するビームLBに対して−Z方向に偏向するように設置される。選択用光学素子OSnの各々で偏向されて射出するビームLBn(LB1〜LB6)は、選択用光学素子OSnの各々から所定距離だけ離れた位置に設けられた入射ミラーIMn(IM1〜IM6)に投射される。各入射ミラーIMnは、入射したビームLBn(LB1〜LB6)を−Z方向に反射することで、ビームLBn(LB1〜LB6)をそれぞれ対応する描画ユニットUn(U1〜U6)に導く。   Each of the selection optical elements OSn is installed so as to deflect the drawing beam LBn (LB1 to LB6), which is the deflected first-order diffracted light, in the −Z direction with respect to the incident beam LB. Beams LBn (LB1 to LB6) that are deflected and emitted from each of the selection optical elements OSn are projected onto incident mirrors IMn (IM1 to IM6) provided at positions separated from each of the selection optical elements OSn by a predetermined distance. Is done. Each incident mirror IMn guides the beam LBn (LB1 to LB6) to the corresponding drawing unit Un (U1 to U6) by reflecting the incident beam LBn (LB1 to LB6) in the −Z direction.

各選択用光学素子OSnの構成、機能、作用など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OSnの各々は、描画制御装置200からの駆動信号(超音波信号)のオン/オフにしたがって、入射したビームLBを回折させた回折光(ビームLBn)の発生をオン/オフする。例えば、選択用光学素子OS5は、描画制御装置200からの駆動信号(高周波信号)が印加されずにオフ状態のとき、入射した光源装置LSからのビームLBを偏向(回折)させずに透過する。したがって、選択用光学素子OS5を透過したビームLBは、反射ミラーM3に入射する。一方、選択用光学素子OS5がオン状態のとき、入射したビームLBを偏向(回折)させて入射ミラーIM5に向かわせる。つまり、この駆動信号のオン/オフによって選択用光学素子OS5によるスイッチング(ビーム選択)動作が制御される。このようにして、各選択用光学素子OSnのスイッチング動作により、光源装置LSからのビームLBをいずれか1つの描画ユニットUnに導くことができ、且つ、ビームLBnが入射する描画ユニットUnを切り換えることができる。このように、複数の選択用光学素子OSnを光源装置LSからのビームLBが順番に通るように直列(シリアル)に配置して、対応する描画ユニットUnに時分割でビームLBnを供給する構成については、国際公開第2015/166910号パンフレットに開示されている。   The same configuration, function, action, and the like of each selection optical element OSn may be used. Each of the plurality of optical elements for selection OSn turns on / off generation of diffracted light (beam LBn) obtained by diffracting the incident beam LB in accordance with on / off of a drive signal (ultrasonic signal) from the drawing control apparatus 200. Turn off. For example, the selection optical element OS5 transmits the beam LB from the incident light source device LS without being deflected (diffracted) when the drive signal (high frequency signal) from the drawing control device 200 is not applied and is in the off state. . Therefore, the beam LB transmitted through the selection optical element OS5 enters the reflection mirror M3. On the other hand, when the selection optical element OS5 is in the on state, the incident beam LB is deflected (diffracted) and directed to the incident mirror IM5. That is, the switching (beam selection) operation by the selection optical element OS5 is controlled by turning on / off the drive signal. In this way, the switching operation of each selection optical element OSn can guide the beam LB from the light source device LS to any one drawing unit Un, and switch the drawing unit Un on which the beam LBn is incident. Can do. As described above, the plurality of selection optical elements OSn are arranged in series so that the beams LB from the light source device LS pass in order, and the beams LBn are supplied to the corresponding drawing units Un in a time division manner. Is disclosed in International Publication No. 2015/166910.

ビーム切換部を構成する選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)の各々が一定時間だけオン状態となる順番は、例えば、OS1→OS2→OS3→OS4→OS5→OS6→OS1→・・・のように、予め定められている。この順番は、描画ユニットUn(U1〜U6)の各々に設定されるスポット光による走査開始タイミングの順番によって定められる。すなわち、本実施の形態では、6つの描画ユニットU1〜U6の各々に設けられるポリゴンミラーの回転速度の同期と共に、回転角度の位相も同期させることで、描画ユニットU1〜U6のうちのいずれか1つにおけるポリゴンミラーの1つの反射面が、基板P上で1回のスポット走査を行うように、時分割に切り替えることができる。そのため、描画ユニットUnの各々のポリゴンミラーの回転角度の位相が所定の関係で同期した状態であれば、描画ユニットUnのスポット走査の順番はどの様なものであってもよい。図1の構成では、基板Pの搬送方向(回転ドラムDRの外周面が周方向に移動する方向)の上流側に3つの描画ユニットU1、U3、U5がY方向に並べて配置され、基板Pの搬送方向の下流側に3つの描画ユニットU2、U4、U6がY方向に並べて配置される。   The order in which each of the selection optical elements OSn (OS1 to OS6) constituting the beam switching unit is turned on for a predetermined time is, for example, OS1 → OS2 → OS3 → OS4 → OS5 → OS6 → OS1 →. Are predetermined. This order is determined by the order of the scanning start timing by the spot light set in each of the drawing units Un (U1 to U6). That is, in the present embodiment, any one of the drawing units U1 to U6 is synchronized with the rotation speed of the polygon mirror provided in each of the six drawing units U1 to U6 in synchronization with the rotation angle phase. It is possible to switch to the time division so that one reflection surface of the polygon mirror in one of them performs one spot scanning on the substrate P. Therefore, the order of spot scanning of the drawing unit Un may be any as long as the phase of the rotation angle of each polygon mirror of the drawing unit Un is synchronized in a predetermined relationship. In the configuration of FIG. 1, three drawing units U1, U3, U5 are arranged in the Y direction on the upstream side in the transport direction of the substrate P (the direction in which the outer peripheral surface of the rotary drum DR moves in the circumferential direction). Three drawing units U2, U4, U6 are arranged in the Y direction on the downstream side in the transport direction.

この場合、基板Pへのパターン描画は、上流側の奇数番の描画ユニットU1、U3、U5から開始され、基板Pが一定長送られたら、下流側の偶数番の描画ユニットU2、U4、U6もパターン描画を開始することになるので、描画ユニットUnのスポット走査の順番を、U1→U3→U5→U2→U4→U6→U1→・・・に設定することができる。そのため、選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)の各々が一定時間だけオン状態となる順番は、OS1→OS3→OS5→OS2→OS4→OS6→OS1→・・・のように定められている。なお、描画すべきパターンがない描画ユニットUnに対応した選択用光学素子OSnがオン状態となる順番のときであっても、その選択用光学素子OSnのオン/オフの切り替え制御を描画データに基づいて行うことによって、その選択用光学素子OSnは強制的にオフ状態に維持されるので、その描画ユニットUnによるスポット走査は行われない。   In this case, pattern drawing on the substrate P is started from the upstream odd-numbered drawing units U1, U3, U5, and when the substrate P is fed for a certain length, the even-numbered drawing units U2, U4, U6 on the downstream side. Since pattern drawing is also started, the order of spot scanning of the drawing unit Un can be set as U1 → U3 → U5 → U2 → U4 → U6 → U1 →. Therefore, the order in which each of the selection optical elements OSn (OS1 to OS6) is turned on for a predetermined time is determined as follows: OS1 → OS3 → OS5 → OS2 → OS4 → OS6 → OS1 →. Even when the selection optical element OSn corresponding to the drawing unit Un having no pattern to be drawn is in the turn-on order, the on / off switching control of the selection optical element OSn is based on the drawing data. By doing so, the selection optical element OSn is forcibly maintained in the OFF state, so that spot scanning by the drawing unit Un is not performed.

図1に示すように、描画ユニットU1〜U6の各々には、入射してきたビームLB1〜LB6を主走査するためのポリゴンミラーPMが設けられる。本実施の形態では、各描画ユニットUnのポリゴンミラーPMの各々が、同一の回転速度で精密に回転しつつ、互いに一定の回転角度位相を保つように同期制御される。これによって、描画ユニットU1〜U6の各々から基板Pに投射されるビームLB1〜LB6の各々の主走査のタイミング(スポット光SPの主走査期間)を、互いに重複しないように設定することができる。したがって、ビーム切換部に設けられた選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)の各々のオン/オフの切り替えを、6つのポリゴンミラーPMの各々の回転角度位置に同期して制御することで、光源装置LSからのビームLBを複数の描画ユニットUnの各々に時分割で振り分けた効率的な露光処理ができる。   As shown in FIG. 1, each of the drawing units U1 to U6 is provided with a polygon mirror PM for main scanning the incident beams LB1 to LB6. In the present embodiment, the polygon mirrors PM of the respective drawing units Un are synchronously controlled so as to maintain a constant rotational angle phase with each other while precisely rotating at the same rotational speed. Thereby, the main scanning timing (main scanning period of the spot light SP) of each of the beams LB1 to LB6 projected onto the substrate P from each of the drawing units U1 to U6 can be set so as not to overlap each other. Accordingly, the on / off switching of each of the selection optical elements OSn (OS1 to OS6) provided in the beam switching unit is controlled in synchronization with the rotation angle positions of the six polygon mirrors PM, thereby providing a light source. An efficient exposure process can be performed in which the beam LB from the apparatus LS is distributed in time division to each of the plurality of drawing units Un.

6つのポリゴンミラーPMの各々の回転角度の位相合わせと、選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)の各々のオン/オフの切り替えタイミングとの同期制御については、国際公開第2015/166910号パンフレットに開示されているが、8面ポリゴンミラーPMの場合、走査効率として、1つの反射面分の回転角度(45度)のうちの1/3程度が、基板P上でのスポット光SPの1走査に対応するので、6つのポリゴンミラーPMを相対的に15度ずつ回転角度の位相をずらして回転させると共に、各ポリゴンミラーPMが8つの反射面を一面飛ばしでビームLBnを走査するように選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)の各々のオン/オフの切り替えが制御される。このように、ポリゴンミラーPMの反射面を1面飛ばしで使った描画方式についても、国際公開第2015/166910号パンフレットに開示されている。   The synchronization of the phase adjustment of the rotation angles of each of the six polygon mirrors PM and the on / off switching timings of the optical elements for selection OSn (OS1 to OS6) is described in International Publication No. 2015/166910. Although disclosed, in the case of the 8-sided polygon mirror PM, about 1/3 of the rotation angle (45 degrees) of one reflecting surface is one scan of the spot light SP on the substrate P as the scanning efficiency. 6 polygon mirrors PM are rotated by shifting the phase of the rotation angle by 15 degrees relative to each other, and each polygon mirror PM scans the beam LBn by skipping one of the eight reflecting surfaces. The on / off switching of each of the optical elements OSn (OS1 to OS6) is controlled. As described above, a drawing method using one reflecting surface of the polygon mirror PM is also disclosed in International Publication No. 2015/166910.

図1に示すように、露光装置EXは、同一構成の複数の描画ユニットUn(U1〜U6)を配列した、いわゆるマルチヘッド型の直描露光装置となっている。描画ユニットUnの各々は、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Y方向に区画された部分領域ごとにパターンを描画する。各描画ユニットUn(U1〜U6)は、ビーム切換部からのビームLBnを基板P上(基板Pの被照射面上)に投射しつつ、基板P上でビームLBnを集光(収斂)する。これにより、基板P上に投射されるビームLBn(LB1〜LB6)はスポット光SPとなる。また、各描画ユニットUnのポリゴンミラーPMの回転によって、基板P上に投射されるビームLBn(LB1〜LB6)のスポット光SPは主走査方向(Y方向)に走査される。このスポット光SPの走査によって、基板P上に、1ライン分のパターンの描画のための直線的な描画ライン(走査ライン)SLn(なお、n=1、2、・・・、6)が規定される。描画ラインSLnは、ビームLBnのスポット光SPの基板P上における走査軌跡でもある。   As shown in FIG. 1, the exposure apparatus EX is a so-called multi-head direct drawing exposure apparatus in which a plurality of drawing units Un (U1 to U6) having the same configuration are arranged. Each of the drawing units Un draws a pattern for each partial region partitioned in the Y direction of the substrate P supported by the outer peripheral surface (circumferential surface) of the rotary drum DR. Each drawing unit Un (U1 to U6) condenses (converges) the beam LBn on the substrate P while projecting the beam LBn from the beam switching unit onto the substrate P (on the irradiated surface of the substrate P). Thereby, the beam LBn (LB1 to LB6) projected on the substrate P becomes the spot light SP. Further, the spot light SP of the beam LBn (LB1 to LB6) projected on the substrate P is scanned in the main scanning direction (Y direction) by the rotation of the polygon mirror PM of each drawing unit Un. By scanning with the spot light SP, a linear drawing line (scanning line) SLn (n = 1, 2,..., 6) for drawing a pattern for one line is defined on the substrate P. Is done. The drawing line SLn is also a scanning locus on the substrate P of the spot light SP of the beam LBn.

描画ユニット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、描画ユニット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。図1に示すように、複数の描画ユニットUn(U1〜U6)の描画ラインSLn(SL1〜SL6)は、回転ドラムDRの中心軸AXoを含みYZ面と平行な中心面を挟んで、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し、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。偶数番の描画ラインSL2、SL4、SL6は、中心面に対して基板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し、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。そのため、複数の描画ユニットUn(U1〜U6)も、中心面を挟んで基板Pの搬送方向に2列に千鳥配列で配置され、奇数番の描画ユニットU1、U3、U5と、偶数番の描画ユニットU2、U4、U6とは、XZ平面内でみると、中心面に対して対称に設けられている。   The drawing unit U1 scans the spot light SP along the drawing line SL1, and similarly, the drawing units U2 to U6 scan the spot light SP along the drawing lines SL2 to SL6. As shown in FIG. 1, the drawing lines SLn (SL1 to SL6) of the plurality of drawing units Un (U1 to U6) include a central plane that includes the central axis AXo of the rotary drum DR and is parallel to the YZ plane. It is arranged in a staggered arrangement in two rows in the circumferential direction of DR. The odd-numbered drawing lines SL1, SL3, and SL5 are located on the irradiated surface of the substrate P on the upstream side (−X direction side) in the transport direction of the substrate P with respect to the center surface, and along the Y direction. They are arranged in a row at a predetermined interval. The even-numbered drawing lines SL2, SL4, SL6 are located on the irradiated surface of the substrate P on the downstream side (+ X direction side) in the transport direction of the substrate P with respect to the center surface, and are predetermined along the Y direction. Are arranged in a row separated by an interval of. Therefore, the plurality of drawing units Un (U1 to U6) are also arranged in a staggered arrangement in two rows in the transport direction of the substrate P across the center plane, and the odd-numbered drawing units U1, U3, U5 and the even-numbered drawing The units U2, U4, and U6 are provided symmetrically with respect to the center plane when viewed in the XZ plane.

X方向(基板Pの搬送方向、或いは副走査方向)に関しては、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とが互いに離間しているが、Y方向(基板Pの幅方向、主走査方向)に関しては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。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。なお、描画ラインSLnをY方向に継ぎ合わせるとは、Y方向に隣り合った描画ラインSLnの各々で描画されるパターンが基板P上でY方向に継ぎ合わされるように、描画ラインSLnの端部同士のY方向の位置を隣接または一部重複させるような関係にすることを意味する。描画ラインSLnの端部同士を重複させる場合は、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。   Regarding the X direction (the transport direction of the substrate P or the sub-scanning direction), the odd-numbered drawing lines SL1, SL3, SL5 and the even-numbered drawing lines SL2, SL4, SL6 are separated from each other, but the Y direction ( With respect to the width direction of the substrate P and the main scanning direction), they are set to be joined together without being separated from each other. The drawing lines SL1 to SL6 are substantially parallel to the width direction of the substrate P, that is, the central axis AXo of the rotary drum DR. Note that splicing the drawing line SLn in the Y direction means that the end of the drawing line SLn is such that the pattern drawn in each of the drawing lines SLn adjacent in the Y direction is spliced in the Y direction on the substrate P. This means that the positions in the Y direction are adjacent or partially overlapped. When overlapping the end portions of the drawing lines SLn, for example, the length of each drawing line SLn may be overlapped within a range of several percent or less in the Y direction including the drawing start point or the drawing end point. .

このように、複数の描画ユニットUn(U1〜U6)は、全部で基板P上の露光領域の幅方向の寸法をカバーするように、Y方向の走査領域(主走査範囲の区画)を分担している。例えば、1つの描画ユニットUnによるY方向の主走査範囲(描画ラインSLnの長さ)を30〜60mm程度とすると、計6個の描画ユニットU1〜U6をY方向に配置することによって、描画可能な露光領域のY方向の幅を180〜360mm程度まで広げている。なお、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。   As described above, the plurality of drawing units Un (U1 to U6) share the Y-direction scanning region (the main scanning range section) so as to cover the widthwise dimension of the exposure region on the substrate P in total. ing. For example, if the main scanning range in the Y direction (the length of the drawing line SLn) by one drawing unit Un is about 30 to 60 mm, drawing can be performed by arranging a total of six drawing units U1 to U6 in the Y direction. The width of the exposure area in the Y direction is increased to about 180 to 360 mm. The length of each drawing line SLn (SL1 to SL6) (length of the drawing range) is basically the same. That is, the scanning distance of the spot light SP of the beam LBn scanned along each of the drawing lines SL1 to SL6 is basically the same.

本実施の形態の場合、光源装置LSからのビームLBが、数十ピコ秒以下の発光時間のパルス光である場合、主走査の間に描画ラインSLn上に投射されるスポット光SPは、ビームLBの発振周波数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(直径)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)の強度となる幅寸法で決まる。本実施の形態では、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(ポリゴンミラーPMの回転速度)および発振周波数Faが設定される。したがって、パルス状のスポット光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と交差した方向)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。さらに、Y方向に隣り合う描画ラインSLnを主走査方向に継ぐ場合も、φ/2だけオーバーラップさせることが望ましい。本実施の形態では、スポット光SPのサイズ(寸法)φを3〜4μm程度とする。In the case of the present embodiment, when the beam LB from the light source device LS is pulsed light having a light emission time of several tens of picoseconds or less, the spot light SP projected on the drawing line SLn during the main scanning is the beam It becomes discrete according to the oscillation frequency Fa (for example, 400 MHz) of the LB. Therefore, it is necessary to overlap the spot light SP projected by one pulse light of the beam LB and the spot light SP projected by the next one pulse light in the main scanning direction. The amount of overlap is set by the size φ of the spot light SP, the scanning speed (main scanning speed) Vs of the spot light SP, and the oscillation frequency Fa of the beam LB. The effective size (diameter) φ of the spot light SP is 1 / e 2 (or 1/2) of the peak intensity of the spot light SP when the intensity distribution of the spot light SP is approximated by a Gaussian distribution. Determined by the width dimension. In the present embodiment, the scanning speed Vs of the spot light SP (rotational speed of the polygon mirror PM) and the spot light SP so that the spot light SP overlaps the effective size (dimension) φ by about φ × ½. The oscillation frequency Fa is set. Therefore, the projection interval along the main scanning direction of the pulsed spot light SP is φ / 2. Therefore, also in the sub-scanning direction (direction intersecting with the drawing line SLn), the substrate P is effective for the spot light SP between one scanning of the spot light SP along the drawing line SLn and the next scanning. It is desirable to set so as to move by a distance of about ½ of a large size φ. Further, when drawing lines SLn adjacent in the Y direction are continued in the main scanning direction, it is desirable to overlap by φ / 2. In the present embodiment, the size (dimension) φ of the spot light SP is about 3 to 4 μm.

各描画ユニットUn(U1〜U6)は、XZ平面内でみたとき、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設定される。これにより、各描画ユニットUn(U1〜U6)から基板Pに向かって進むビームLBnの光路(ビーム主光線)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、各描画ユニットUn(U1〜U6)から描画ラインSLn(SL1〜SL6)に照射されるビームLBnは、円筒面状に湾曲した基板Pの表面の描画ラインSLnでの接平面に対して、常に垂直となるように基板Pに向けて投射される。すなわち、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。   Each drawing unit Un (U1 to U6) is set such that each beam LBn travels toward the central axis AXo of the rotary drum DR when viewed in the XZ plane. Thereby, the optical path (beam principal ray) of the beam LBn traveling from each drawing unit Un (U1 to U6) toward the substrate P becomes parallel to the normal line of the irradiated surface of the substrate P in the XZ plane. Further, the beam LBn irradiated from the respective drawing units Un (U1 to U6) to the drawing lines SLn (SL1 to SL6) is relative to the tangential plane at the drawing line SLn on the surface of the substrate P curved in a cylindrical surface shape. It is projected toward the substrate P so as to be always vertical. That is, with respect to the main scanning direction of the spot light SP, the beams LBn (LB1 to LB6) projected onto the substrate P are scanned in a telecentric state.

図1に示す描画ユニット(ビーム走査装置)Unは、同一構成となっていることから、描画ユニットU1についてのみ簡単に説明する。描画ユニットU1の詳細構成は後で図2を参照して説明する。描画ユニットU1は、反射ミラーM20〜M24、ポリゴンミラーPM、および、fθレンズ系(描画用走査レンズ)FTを少なくとも備えている。なお、図1では、図示していないが、ビームLB1の進行方向からみて、ポリゴンミラーPMの手前には第1シリンドリカルレンズCYa(図2参照)が配置され、fθレンズ系(f−θレンズ系)FTの後に第2シリンドリカルレンズCYb(図2参照)が設けられている。第1シリンドリカルレンズCYaと第2シリンドリカルレンズCYbにより、ポリゴンミラーPMの各反射面の倒れ誤差によるスポット光SP(描画ラインSL1)の副走査方向への位置変動が補正される。   Since the drawing unit (beam scanning device) Un shown in FIG. 1 has the same configuration, only the drawing unit U1 will be described briefly. The detailed configuration of the drawing unit U1 will be described later with reference to FIG. The drawing unit U1 includes at least reflection mirrors M20 to M24, a polygon mirror PM, and an fθ lens system (drawing scanning lens) FT. Although not shown in FIG. 1, a first cylindrical lens CYa (see FIG. 2) is disposed in front of the polygon mirror PM when viewed from the traveling direction of the beam LB1, and an fθ lens system (f-θ lens system). ) A second cylindrical lens CYb (see FIG. 2) is provided after the FT. The first cylindrical lens CYa and the second cylindrical lens CYb correct the position variation of the spot light SP (drawing line SL1) in the sub-scanning direction due to the tilt error of each reflecting surface of the polygon mirror PM.

入射ミラーIM1で−Z方向に反射されたビームLB1は、描画ユニットU1内に設けられる反射ミラーM20に入射し、反射ミラーM20で反射したビームLB1は、−X方向に進んで反射ミラーM21に入射する。反射ミラーM21で−Z方向に反射したビームLB1は、反射ミラーM22に入射し、反射ミラーM22で反射したビームLB1は、+X方向に進んで反射ミラーM23に入射する。反射ミラーM23は、入射したビームLB1をポリゴンミラーPMの反射面RPに向けて、XY平面と平行な面内で折り曲げるように反射する。   The beam LB1 reflected in the −Z direction by the incident mirror IM1 enters the reflection mirror M20 provided in the drawing unit U1, and the beam LB1 reflected by the reflection mirror M20 advances in the −X direction and enters the reflection mirror M21. To do. The beam LB1 reflected in the −Z direction by the reflection mirror M21 enters the reflection mirror M22, and the beam LB1 reflected by the reflection mirror M22 advances in the + X direction and enters the reflection mirror M23. The reflection mirror M23 reflects the incident beam LB1 toward the reflection surface RP of the polygon mirror PM so as to be bent in a plane parallel to the XY plane.

ポリゴンミラーPMは、入射したビームLB1を、fθレンズ系FTに向けて+X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XY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(回転多面鏡、走査部材)PMは、Z軸方向に延びる回転軸AXpと、回転軸AXpの周りに回転軸AXpと平行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)とを有する回転多面鏡である。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、Y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。   The polygon mirror PM reflects the incident beam LB1 toward the + θ direction toward the fθ lens system FT. The polygon mirror PM deflects (reflects) the incident beam LB1 one-dimensionally in a plane parallel to the XY plane in order to scan the spot light SP of the beam LB1 on the irradiated surface of the substrate P. Specifically, the polygon mirror (rotating polygonal mirror, scanning member) PM includes a rotation axis AXp extending in the Z-axis direction, and a plurality of reflecting surfaces RP (mainly formed around the rotation axis AXp and in parallel with the rotation axis AXp). In the embodiment, the number Np of the reflecting surfaces RP is 8). The reflection angle of the pulsed beam LB1 irradiated on the reflection surface can be continuously changed by rotating the polygon mirror PM around the rotation axis AXp in a predetermined rotation direction. As a result, the beam LB1 is deflected by one reflecting surface RP, and the spot light SP of the beam LB1 irradiated on the irradiated surface of the substrate P is scanned along the main scanning direction (the width direction of the substrate P, the Y direction). can do. For this reason, the number of drawing lines SL1 in which the spot light SP is scanned on the irradiated surface of the substrate P by one rotation of the polygon mirror PM is eight, which is the same as the number of the reflecting surfaces RP.

fθレンズ系(走査系レンズ、走査用光学系)FTは、ポリゴンミラーPMによって反射されたビームLB1を、反射ミラーM24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。fθレンズ系FTを透過したビームLB1は、反射ミラーM24を介してスポット光SPとなって基板P上に投射される。このとき、反射ミラーM24は、XZ平面に関して、ビームLB1が回転ドラムDRの中心軸AXoに向かって進むように、ビームLB1を基板Pに向けて反射する。ビームLB1のfθレンズ系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レンズ系FTは、反射ミラーM24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。fθレンズ系FTの焦点距離をfoとし、像高位置をyoとすると、fθレンズ系FTは、yo=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レンズ系FTによって、ビームLB1をY方向に正確に等速で走査することが可能になる。なお、fθレンズ系FTに入射するビームLB1がポリゴンミラーPMによって1次元に偏向される面(XY面と平行)は、fθレンズ系FTの光軸AXfを含む面となる。   The fθ lens system (scanning system lens, scanning optical system) FT is a telecentric scan lens that projects the beam LB1 reflected by the polygon mirror PM onto the reflection mirror M24. The beam LB1 transmitted through the fθ lens system FT is projected onto the substrate P as the spot light SP through the reflection mirror M24. At this time, the reflection mirror M24 reflects the beam LB1 toward the substrate P so that the beam LB1 travels toward the central axis AXo of the rotary drum DR with respect to the XZ plane. The incident angle θ of the beam LB1 to the fθ lens system FT varies depending on the rotation angle (θ / 2) of the polygon mirror PM. The fθ lens system FT projects the beam LB1 to the image height position on the irradiated surface of the substrate P in proportion to the incident angle θ through the reflection mirror M24. When the focal length of the fθ lens system FT is fo and the image height position is yo, the fθ lens system FT is designed to satisfy the relationship (distortion aberration) of yo = fo × θ. Therefore, the beam LB1 can be scanned in the Y direction accurately at a constant speed by the fθ lens system FT. Note that a surface (parallel to the XY plane) on which the beam LB1 incident on the fθ lens system FT is deflected in one dimension by the polygon mirror PM is a surface including the optical axis AXf of the fθ lens system FT.

次に、図2を参照して描画ユニットUn(U1〜U6)の光学的な構成について説明する。図2に示すように、描画ユニットUn内には、ビームLBnの入射位置から被照射面(基板P)までのビームLBnの進行方向に沿って、反射ミラーM20、反射ミラーM20a、偏光ビームスプリッタBS1、反射ミラーM21、反射ミラーM22、第1のシリンドリカルレンズCYa、反射ミラーM23、ポリゴンミラーPM、fθレンズ系FT、反射ミラーM24、第2のシリンドリカルレンズCYbが設けられる。さらに、描画ユニットUn内には、描画ユニットUnの描画開始可能タイミング(スポット光SPの走査開始タイミング)を検出するために、ポリゴンミラーPMの各反射面の角度位置を検知する原点センサ(原点検出器)としてのビーム送光系60aとビーム受光系60bとが設けられる。また、描画ユニットUn内には、基板Pの被照射面(または回転ドラムDRの表面)で反射したビームLBnの反射光を、fθレンズ系FT、ポリゴンミラーPM、および、偏光ビームスプリッタBS1等を介して検出するための光検出器(光電センサ)DTcが設けられる。   Next, the optical configuration of the drawing unit Un (U1 to U6) will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 2, in the drawing unit Un, along the traveling direction of the beam LBn from the incident position of the beam LBn to the irradiated surface (substrate P), the reflection mirror M20, the reflection mirror M20a, and the polarization beam splitter BS1. , A reflection mirror M21, a reflection mirror M22, a first cylindrical lens CYa, a reflection mirror M23, a polygon mirror PM, an fθ lens system FT, a reflection mirror M24, and a second cylindrical lens CYb. Further, in the drawing unit Un, an origin sensor (origin detection) that detects the angular position of each reflecting surface of the polygon mirror PM in order to detect the drawing start possible timing (scanning start timing of the spot light SP) of the drawing unit Un. A beam transmitting system 60a and a beam receiving system 60b are provided. In the drawing unit Un, the reflected light of the beam LBn reflected by the irradiated surface of the substrate P (or the surface of the rotating drum DR) is converted into the fθ lens system FT, the polygon mirror PM, the polarization beam splitter BS1, and the like. A photodetector (photoelectric sensor) DTc for detection via the DTc is provided.

描画ユニットUnに入射するビームLBnは、Z軸と平行な光軸AX1に沿って−Z方向に進み、XY平面に対して45°傾いた反射ミラーM20に入射する。反射ミラーM20で反射したビームLBnは、反射ミラーM20から−X方向に離れた反射ミラーM20aに向けて−X方向に進む。反射ミラーM20aは、YZ平面に対して45°傾いて配置され、入射したビームLBnを偏光ビームスプリッタBS1に向けて−Y方向に反射する。偏光ビームスプリッタBS1の偏光分離面はYZ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。描画ユニットUnに入射するビームLBnをP偏光のビームとすると、偏光ビームスプリッタBS1は、反射ミラーM20aからのビームLBnを−X方向に反射して反射ミラーM21側に導く。反射ミラーM21はXY平面に対して45°傾いて配置され、入射したビームLBnを反射ミラーM21から−Z方向に離れた反射ミラーM22に向けて−Z方向に反射する。反射ミラーM21で反射されたビームLBnは、反射ミラーM22に入射する。反射ミラーM22は、XY平面に対して45°傾いて配置され、入射したビームLBnを反射ミラーM23に向けて+X方向に反射する。反射ミラーM22で反射したビームLBnは、不図示のλ/4波長板とシリンドリカルレンズCYaを介して反射ミラーM23に入射する。反射ミラーM23は、入射したビームLBnをポリゴンミラーPMに向けて反射する。   The beam LBn incident on the drawing unit Un travels in the −Z direction along the optical axis AX1 parallel to the Z axis, and enters the reflection mirror M20 inclined by 45 ° with respect to the XY plane. The beam LBn reflected by the reflection mirror M20 travels in the −X direction toward the reflection mirror M20a that is separated from the reflection mirror M20 in the −X direction. The reflection mirror M20a is disposed with an inclination of 45 ° with respect to the YZ plane, and reflects the incident beam LBn toward the polarization beam splitter BS1 in the −Y direction. The polarization separation surface of the polarization beam splitter BS1 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the YZ plane, reflects a P-polarized beam, and transmits a linearly polarized (S-polarized) beam polarized in a direction orthogonal to the P-polarized light. When the beam LBn incident on the drawing unit Un is a P-polarized beam, the polarization beam splitter BS1 reflects the beam LBn from the reflection mirror M20a in the −X direction and guides it to the reflection mirror M21 side. The reflection mirror M21 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the XY plane, and reflects the incident beam LBn in the −Z direction toward the reflection mirror M22 that is separated from the reflection mirror M21 in the −Z direction. The beam LBn reflected by the reflection mirror M21 enters the reflection mirror M22. The reflection mirror M22 is disposed with an inclination of 45 ° with respect to the XY plane, and reflects the incident beam LBn toward the reflection mirror M23 in the + X direction. The beam LBn reflected by the reflection mirror M22 enters the reflection mirror M23 via a λ / 4 wavelength plate (not shown) and a cylindrical lens CYa. The reflection mirror M23 reflects the incident beam LBn toward the polygon mirror PM.

ポリゴンミラーPMは、入射したビームLBnをX軸と平行な光軸AXfを有するfθレンズ系FTに向けて+X方向側に反射する。ポリゴンミラーPMは、ビームLBn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LBnをXY平面と平行な面内で1次元に偏向(反射)する。ポリゴンミラーPMは、Z軸方向に延びる回転軸AXpの周りに形成された複数の反射面(本実施の形態では正八角形の各辺)を有し、回転軸AXpと同軸の回転モータRMによって回転される。回転モータRMは、描画制御装置200(図4参照)に設けられるポリゴン回転制御部によって、一定の回転速度(例えば、3万〜4万rpm程度)で回転する。先に説明したように、描画ラインSLn(SL1〜SL6)の実効的な長さ(例えば、50mm)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、52mm)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SLnの中心点(fθレンズ系FTの光軸AXfが通る点)が設定されている。   The polygon mirror PM reflects the incident beam LBn toward the + X direction toward an fθ lens system FT having an optical axis AXf parallel to the X axis. The polygon mirror PM deflects (reflects) the incident beam LBn one-dimensionally in a plane parallel to the XY plane in order to scan the spot light SP of the beam LBn on the irradiated surface of the substrate P. The polygon mirror PM has a plurality of reflecting surfaces (each side of a regular octagon in this embodiment) formed around a rotation axis AXp extending in the Z-axis direction, and is rotated by a rotation motor RM coaxial with the rotation axis AXp. Is done. The rotation motor RM rotates at a constant rotation speed (for example, about 30,000 to 40,000 rpm) by a polygon rotation control unit provided in the drawing control apparatus 200 (see FIG. 4). As described above, the effective length (for example, 50 mm) of the drawing lines SLn (SL1 to SL6) is the maximum scanning length (for example, 52 mm) at which the spot light SP can be scanned by the polygon mirror PM. The length is set as follows, and in the initial setting (design), the center point of the drawing line SLn (the point through which the optical axis AXf of the fθ lens system FT passes) is set at the center of the maximum scanning length.

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)と直交する副走査方向(Z方向)に関して、入射したビームLBnをポリゴンミラーPMの反射面上に収斂する。つまり、シリンドリカルレンズCYaは、ビームLBnをポリゴンミラーPMの反射面上でXY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Y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、ポリゴンミラーPMの反射面がZ軸(回転軸AXp)と平行な状態から傾いた場合であっても、基板Pの被照射面上に照射されるビームLBn(描画ラインSLn)の照射位置が副走査方向にずれることを抑制できる。   The cylindrical lens CYa converges the incident beam LBn on the reflection surface of the polygon mirror PM in the sub-scanning direction (Z direction) orthogonal to the main scanning direction (rotation direction) of the polygon mirror PM. That is, the cylindrical lens CYa converges the beam LBn in a slit shape (ellipse shape) extending in a direction parallel to the XY plane on the reflection surface of the polygon mirror PM. Even when the reflection surface of the polygon mirror PM is tilted from a state parallel to the Z axis (rotation axis AXp) by a cylindrical lens CYa whose generating line is parallel to the Y direction and a cylindrical lens CYb described later, It is possible to prevent the irradiation position of the beam LBn (drawing line SLn) irradiated on the irradiated surface of the substrate P from shifting in the sub-scanning direction.

ビームLBnのfθレンズ系FTへの入射角θ(光軸AXfに対する角度)は、ポリゴンミラーPMの回転角(θ/2)に応じて変わる。ビームLBnのfθレンズ系FTへの入射角θが0度のとき、fθレンズ系FTに入射したビームLBnは、光軸AXf上に沿って進む。fθレンズ系FTからのビームLBnは、反射ミラーM24で−Z方向に反射され、シリンドリカルレンズCYbを介して基板Pに向けて投射される。fθレンズ系FTおよび母線がY方向と平行な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LBnは基板Pの被照射面上で直径数μm程度(例えば、2〜3μm)の微小なスポット光SPに収斂される。以上のように、描画ユニットUnに入射したビームLBnは、XZ平面内でみたとき、反射ミラーM20から基板Pまでコの字状にクランクした光路に沿って折り曲げられ、−Z方向に進んで基板Pに投射される。6つの描画ユニットU1〜U6の各々がビームLB1〜LB6の各スポット光SPを主走査方向(Y方向)に一次元に走査しつつ、基板Pを長尺方向に搬送することによって、基板Pの被照射面がスポット光SPによって相対的に2次元走査され、基板P上には描画ラインSL1〜SL6の各々で描画されるパターンがY方向に継ぎ合わされた状態で露光される。   An incident angle θ of the beam LBn to the fθ lens system FT (an angle with respect to the optical axis AXf) changes according to the rotation angle (θ / 2) of the polygon mirror PM. When the incident angle θ of the beam LBn to the fθ lens system FT is 0 degree, the beam LBn incident on the fθ lens system FT advances along the optical axis AXf. The beam LBn from the fθ lens system FT is reflected in the −Z direction by the reflection mirror M24, and is projected toward the substrate P through the cylindrical lens CYb. The beam LBn projected onto the substrate P by the fθ lens system FT and the cylindrical lens CYb whose generating line is parallel to the Y direction is a minute spot light having a diameter of about several μm (for example, 2 to 3 μm) on the irradiated surface of the substrate P. Converged to SP. As described above, the beam LBn incident on the drawing unit Un is bent along the optical path cranked in a U-shape from the reflection mirror M20 to the substrate P when viewed in the XZ plane, and proceeds in the −Z direction to the substrate. Projected to P. Each of the six drawing units U1 to U6 scans the spot lights SP of the beams LB1 to LB6 in one dimension in the main scanning direction (Y direction) and conveys the substrate P in the longitudinal direction, thereby The irradiated surface is relatively two-dimensionally scanned with the spot light SP, and the pattern drawn on each of the drawing lines SL1 to SL6 is exposed on the substrate P in a state where the patterns are joined in the Y direction.

一例として、描画ラインSLn(SL1〜SL6)の実効的な走査長LTを50mm、スポット光SPの実効的な直径φを4μm、光源装置LSからのビームLBのパルス発光の発振周波数Faを400MHzとし、描画ラインSLn(主走査方向)に沿ってスポット光SPが直径φの1/2ずつオーバーラップするようにパルス発光させる場合、スポット光SPのパルス発光の主走査方向の間隔は基板P上で2μmとなり、これは発振周波数Faの周期Tf(=1/Fa)である2.5nS(1/400MHz)に対応する。また、この場合、描画データ上で規定される画素サイズPxyは、基板P上で4μm角に設定され、1画素は主走査方向と副走査方向の各々に関してスポット光SPの2パルス分で露光される。したがって、スポット光SPの主走査方向の走査速度Vspと発振周波数Faは、Vsp=(φ/2)/Tf=(φ/2)・Faの関係になるように設定される。一方、走査速度Vspは、ポリゴンミラーPMの回転速度VR(rpm)と、実効的な走査長LTと、ポリゴンミラーPMの反射面の数Np(=8)と、ポリゴンミラーPMの1つの反射面RPによる走査効率1/αとに基づいて、以下のように定められる。
Vsp=(8・α・VR・LT)/60〔mm/秒〕
したがって、発振周波数Fa(周期Tf)と回転速度VR(rpm)とは、以下の関係になるように設定される。
(φ/2)/Tf=(8・α・VR・LT)/60 ・・・ 式A
As an example, the effective scanning length LT of the drawing lines SLn (SL1 to SL6) is 50 mm, the effective diameter φ of the spot light SP is 4 μm, and the oscillation frequency Fa of the pulse emission of the beam LB from the light source device LS is 400 MHz. When the pulsed light is emitted so that the spot light SP overlaps by 1/2 of the diameter φ along the drawing line SLn (main scanning direction), the interval of the pulsed light emission of the spot light SP in the main scanning direction is 2 μm, which corresponds to 2.5 nS (1/400 MHz) which is the period Tf (= 1 / Fa) of the oscillation frequency Fa. In this case, the pixel size Pxy defined on the drawing data is set to 4 μm square on the substrate P, and one pixel is exposed by two pulses of the spot light SP in each of the main scanning direction and the sub-scanning direction. The Therefore, the scanning speed Vsp of the spot light SP in the main scanning direction and the oscillation frequency Fa are set so as to have a relationship of Vsp = (φ / 2) / Tf = (φ / 2) · Fa. On the other hand, the scanning speed Vsp includes the rotational speed VR (rpm) of the polygon mirror PM, the effective scanning length LT, the number Np (= 8) of the reflecting surfaces of the polygon mirror PM, and one reflecting surface of the polygon mirror PM. Based on the scanning efficiency 1 / α by RP, it is determined as follows.
Vsp = (8 · α · VR · LT) / 60 [mm / sec]
Therefore, the oscillation frequency Fa (cycle Tf) and the rotation speed VR (rpm) are set to satisfy the following relationship.
(Φ / 2) / Tf = (8 · α · VR · LT) / 60 Formula A

発振周波数Faを400MHz(Tf=2.5nS)、スポット光SPの直径φを4μmとしたとき、発振周波数Faから規定される走査速度Vspは、0.8μm/nS(=2μm/2.5nS)となる。この走査速度Vspに対応させるためには、走査効率1/αを0.3(α≒3.33)、走査長LTを50mmとしたとき、式Aの関係から、8面のポリゴンミラーPMの回転速度VRを36000rpmに設定すればよい。なお、この場合の走査速度Vsp=0.8μm/nSは、時速に換算すると2880Km/hである。   When the oscillation frequency Fa is 400 MHz (Tf = 2.5 nS) and the diameter φ of the spot light SP is 4 μm, the scanning speed Vsp defined by the oscillation frequency Fa is 0.8 μm / nS (= 2 μm / 2.5 nS). It becomes. In order to correspond to this scanning speed Vsp, when the scanning efficiency 1 / α is 0.3 (α≈3.33) and the scanning length LT is 50 mm, the relationship between the formula A and the 8-sided polygon mirror PM The rotation speed VR may be set to 36000 rpm. In this case, the scanning speed Vsp = 0.8 μm / nS is 2880 Km / h in terms of hourly speed.

図2に示す原点センサを構成するビーム受光系60bは、ポリゴンミラーPMの反射面RPの回転位置が、反射面RPによる描画用のビームLBnのスポット光SPの走査が開始可能とされる直前の所定位置(規定角度位置、原点角度位置)にきた瞬間に波形変化する原点信号SZn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、ビーム受光系60bは、ポリゴンミラーPMの1回転中に8回の原点信号SZnを出力することになる。原点信号SZnは、描画制御装置200(図4参照)に送られ、原点信号SZnが発生してから、所定の遅延時間Tdnだけ経過した後にスポット光SPの描画ラインSLnに沿った走査が開始される。   In the beam receiving system 60b constituting the origin sensor shown in FIG. 2, the rotational position of the reflection surface RP of the polygon mirror PM is just before the scanning of the spot light SP of the drawing beam LBn by the reflection surface RP can be started. An origin signal SZn having a waveform change is generated at the moment when it reaches a predetermined position (specified angle position, origin angle position). Since the polygon mirror PM has eight reflecting surfaces RP, the beam receiving system 60b outputs eight origin signals SZn during one rotation of the polygon mirror PM. The origin signal SZn is sent to the drawing control apparatus 200 (see FIG. 4), and scanning of the spot light SP along the drawing line SLn is started after a predetermined delay time Tdn has elapsed since the origin signal SZn is generated. The

図3は、選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)および入射ミラーIMn(IM1〜IM6)回りの具体的な構成を示す図である。選択用光学素子OSnには、光源装置LSから射出されるビームLBが、例えば直径1mm以下の微小な径(第1の径)の平行光束として入射する。高周波信号(超音波信号)である駆動信号DFnが入力されていない期間(駆動信号DFnがオフ)では、入射したビームLBが選択用光学素子OSnで回折されずにそのまま透過する。透過したビームLBは、その光路上に光軸AXbに沿って設けられた集光レンズGaおよびコリメートレンズGbを透過して、後段の選択用光学素子OSnに入射する。このとき選択用光学素子OSnを通って集光レンズGaおよびコリメートレンズGbを通過するビームLBは、光軸AXbと同軸とする。集光レンズGaは、選択用光学素子OSnを透過したビームLB(平行光束)を、集光レンズGaとコリメートレンズGbとの間に位置する面Psの位置でビームウェストとなるように集光する。コリメートレンズGbは、面Psの位置から発散するビームLBを平行光束にする。コリメートレンズGbによって平行光束にされたビームLBの径は、第1の径となる。集光レンズGaの後側焦点位置とコリメートレンズGbの前側焦点位置とは、所定の許容範囲内で面Psと一致しており、集光レンズGaの前側焦点位置は選択用光学素子OSn内の回折点と所定の許容範囲内で一致するように配置される。   FIG. 3 is a diagram showing a specific configuration around the optical element for selection OSn (OS1 to OS6) and the incident mirror IMn (IM1 to IM6). The beam LB emitted from the light source device LS is incident on the selection optical element OSn as a parallel light beam having a minute diameter (first diameter) of 1 mm or less, for example. In a period when the drive signal DFn, which is a high-frequency signal (ultrasonic signal), is not input (the drive signal DFn is off), the incident beam LB is transmitted without being diffracted by the selection optical element OSn. The transmitted beam LB passes through the condensing lens Ga and the collimating lens Gb provided on the optical path along the optical axis AXb, and enters the selection optical element OSn at the subsequent stage. At this time, the beam LB passing through the condenser lens Ga and the collimator lens Gb through the selection optical element OSn is coaxial with the optical axis AXb. The condensing lens Ga condenses the beam LB (parallel light beam) transmitted through the selection optical element OSn so as to be a beam waist at the position of the surface Ps located between the condensing lens Ga and the collimating lens Gb. . The collimating lens Gb turns the beam LB diverging from the position of the surface Ps into a parallel light beam. The diameter of the beam LB converted into a parallel light beam by the collimating lens Gb is the first diameter. The rear focal position of the condensing lens Ga and the front focal position of the collimating lens Gb coincide with the surface Ps within a predetermined allowable range, and the front focal position of the condensing lens Ga is within the selection optical element OSn. It arrange | positions so that it may correspond within a predetermined tolerance with a diffraction point.

一方、高周波信号である駆動信号DFnが選択用光学素子OSnに印加されるオン状態の期間では、入射したビームLBが選択用光学素子OSnによって回折されたビームLBn(1次回折光)と、回折されなかった0次のビームLBnzとが発生する。入射するビームLBの強度を100%とし、選択用光学素子OSnの透過率による低下を無視したとき、回折されたビームLBnの強度は最大で80%程度であり、残り20%程度が0次のビームLBnzの強度となる。0次のビームLBnzは、集光レンズGaとコリメートレンズGbとを通り、さらに後段の選択用光学素子OSnを透過して吸収体TRで吸収される。駆動信号DFnの高周波の周波数に応じた回折角で−Z方向に偏向されたビームLBn(平行光束)は、集光レンズGaを透過して、面Ps上に設けられた入射ミラーIMnに向かう。集光レンズGaの前側焦点位置が選択用光学素子OSn内の回折点と光学的に共役であるので、集光レンズGaから入射ミラーIMnに向かうビームLBnは、光軸AXbから偏心した位置を光軸AXbと平行に進み、面Psの位置でビームウェストとなるように集光(収斂)される。そのビームウェストの位置は、描画ユニットUnを介して基板P上に投射されるスポット光SPと光学的に共役になるように設定されている。   On the other hand, during the ON period in which the drive signal DFn, which is a high-frequency signal, is applied to the selection optical element OSn, the incident beam LB is diffracted with the beam LBn (first-order diffracted light) diffracted by the selection optical element OSn. The zeroth-order beam LBnz that has not occurred is generated. When the intensity of the incident beam LB is 100% and the decrease due to the transmittance of the optical element for selection OSn is ignored, the intensity of the diffracted beam LBn is about 80% at the maximum, and the remaining 20% is the 0th order. It becomes the intensity of the beam LBnz. The 0th-order beam LBnz passes through the condensing lens Ga and the collimating lens Gb, passes through the subsequent selection optical element OSn, and is absorbed by the absorber TR. The beam LBn (parallel light beam) deflected in the −Z direction at a diffraction angle corresponding to the high frequency of the drive signal DFn passes through the condenser lens Ga and travels toward the incident mirror IMn provided on the surface Ps. Since the front focal position of the condensing lens Ga is optically conjugate with the diffraction point in the optical element for selection OSn, the beam LBn from the condensing lens Ga toward the incident mirror IMn has a position decentered from the optical axis AXb. The light travels in parallel with the axis AXb and is condensed (converged) so as to be a beam waist at the position of the surface Ps. The position of the beam waist is set so as to be optically conjugate with the spot light SP projected onto the substrate P through the drawing unit Un.

入射ミラーIMnの反射面またはその近傍を面Psの位置に配置することによって、選択用光学素子OSnで偏向(回折)されたビームLBnは、入射ミラーIMnで−Z方向に反射され、コリメートレンズGcを介して光軸AX1(図2、図3参照)に沿って描画ユニットUnに入射する。コリメートレンズGcは、集光レンズGaによって収斂/発散されたビームLBnを、コリメートレンズGcの光軸(AX1)と同軸の平行光束にする。コリメートレンズGcによって平行光束にされたビームLBnの径は、第1の径とほぼ同じになる。集光レンズGaの後側焦点とコリメートレンズGcの前側焦点とは、所定の許容範囲内で、入射ミラーIMnの反射面またはその近傍に配置される。   By disposing the reflective surface of the incident mirror IMn or its vicinity at the position of the surface Ps, the beam LBn deflected (diffracted) by the selection optical element OSn is reflected in the −Z direction by the incident mirror IMn, and collimated lens Gc. And enters the drawing unit Un along the optical axis AX1 (see FIGS. 2 and 3). The collimating lens Gc turns the beam LBn converged / diverged by the condenser lens Ga into a parallel light beam coaxial with the optical axis (AX1) of the collimating lens Gc. The diameter of the beam LBn made into a parallel light beam by the collimating lens Gc is substantially the same as the first diameter. The rear focal point of the condensing lens Ga and the front focal point of the collimating lens Gc are arranged on or near the reflecting surface of the incident mirror IMn within a predetermined allowable range.

以上のように、集光レンズGaの前側焦点位置と選択用光学素子OSn内の回折点とを光学的に共役し、集光レンズGaの後側焦点位置である面Psに入射ミラーIMnを配置すると、選択用光学素子OSnの駆動信号DFn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、ビームLBnの面Ps上での集光点の光軸AXbに対する偏心量(シフト量)を変化させることができる。その結果、描画ユニットUnから基板P上に投射されるビームLBnのスポット光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OSn自体の偏向角の最大範囲、入射ミラーIMnの反射面の大きさ、描画ユニットUn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RPのZ方向の幅、ポリゴンミラーPMから基板Pまでの倍率(fθレンズ系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)程度の範囲で調整可能である。これによって、描画ユニットUnの各々で基板P上に描画される新たなパターンと基板P上に形成済みのパターンとの重ね合せ誤差、或いは、描画ユニットUnの各々で基板P上に描画される新たなパターン間の継ぎ誤差を、高精度に且つ高速に補正することができる。   As described above, the front focal position of the condenser lens Ga and the diffraction point in the optical element for selection OSn are optically conjugated, and the incident mirror IMn is disposed on the surface Ps that is the rear focal position of the condenser lens Ga. Then, by changing the frequency of the drive signal DFn of the selection optical element OSn by ± ΔFs from the specified frequency, the amount of eccentricity (shift amount) of the condensing point on the surface Ps of the beam LBn with respect to the optical axis AXb is changed. be able to. As a result, the spot light SP of the beam LBn projected from the drawing unit Un onto the substrate P can be shifted by ± ΔSFp in the sub-scanning direction. The shift amount (| ΔSFp |) is the maximum range of the deflection angle of the optical element for selection OSn itself, the size of the reflecting surface of the incident mirror IMn, and the optical system (relay system) up to the polygon mirror PM in the drawing unit Un. Although it is limited by the magnification, the width in the Z direction of the reflecting surface RP of the polygon mirror PM, the magnification from the polygon mirror PM to the substrate P (magnification of the fθ lens system FT), etc., the effective spot light SP on the substrate P is limited. Adjustment is possible within the range of the size (diameter) or the pixel size (Pxy) defined on the drawing data. Accordingly, an overlay error between a new pattern drawn on the substrate P in each drawing unit Un and a pattern formed on the substrate P, or a new pattern drawn on the substrate P in each drawing unit Un. It is possible to correct a joint error between various patterns with high accuracy and at high speed.

図4は、光源装置LSからのビームLBを6つの描画ユニットU1〜U6のいずれか1つに選択的に振り分けるための選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)を含むビーム切換部の概略的な構成を示す。図4の各部材の符号は、図1に示した部材と同じものであるが、図1中に示した反射ミラーM1〜M12は適宜省略してある。ファイバーアンプレーザ光源で構成される光源装置LSは、描画制御装置200に接続され、各種の制御情報SJをやり取りする。光源装置LSは、内部にビームLBをパルス発光させる際の発振周波数Fa(例えば、400MHz)のクロック信号CLKを発生するクロック回路を備え、描画制御装置200から送られてくる描画ユニットUnごとの描画データSDn(1画素を1ビットとするビットマップデータからのシリアルデータ)に基づいて、ビームLBnをクロック信号CLKに応答してバーストモード(所定のクロックパルス数分の発光と所定のクロックパルス数分の発光停止との繰り返し)でパルス発光する。このように、本実施の形態では、光源装置LS自体が、パターン描画の為にビームLBを強度変調(パルス発光のオン/オフの切替え)している。   FIG. 4 is a schematic diagram of a beam switching unit including a selection optical element OSn (OS1 to OS6) for selectively distributing the beam LB from the light source device LS to any one of the six drawing units U1 to U6. The configuration is shown. 4 are the same as those shown in FIG. 1, but the reflection mirrors M1 to M12 shown in FIG. 1 are omitted as appropriate. A light source device LS composed of a fiber amplifier laser light source is connected to the drawing control device 200 and exchanges various control information SJ. The light source device LS includes a clock circuit that generates a clock signal CLK having an oscillation frequency Fa (for example, 400 MHz) when causing the beam LB to emit pulses, and performs drawing for each drawing unit Un sent from the drawing control device 200. Based on the data SDn (serial data from bitmap data in which one pixel is one bit), the beam LBn is transmitted in response to the clock signal CLK in burst mode (emission for a predetermined number of clock pulses and a predetermined number of clock pulses). Pulse light emission). As described above, in the present embodiment, the light source device LS itself modulates the intensity of the beam LB for pattern drawing (switching on / off of pulsed light emission).

描画制御装置200は、描画ユニットU1〜U6の各々の原点センサのビーム受光部(ビーム受光系、受光系)60bから出力される原点信号SZn(SZ1〜SZ6)を入力して、描画ユニットU1〜U6の各々のポリゴンミラーPMの回転速度と回転角度位相とが指定された状態となるように、ポリゴンミラーPMの回転モータRMを制御するポリゴン回転制御部と、選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)の各々に供給される超音波信号としての駆動信号DF1〜DF6のオン/オフ(印加/非印加)を原点信号SZn(SZ1〜SZ6)に基づいて制御するビーム切換制御部(後で図5により詳述する)と、を備える。なお、図4でも、図1の配置に合わせて、光源装置LSからのビームLBは選択用光学素子OS5→OS6→OS3→OS4→OS1→OS2の順番で通るものとする。また図4では、6つの選択用光学素子OS1〜OS6のうちの選択用光学素子OS4が選択されてオン状態となり、光源装置LSからのビームLB(描画ユニットU4で描画されるパターンの描画データSDnで強度変調されている)を入射ミラーIM4に向けて偏向し、ビームLB4として描画ユニットU4に供給している状態を示している。   The drawing control apparatus 200 receives the origin signal SZn (SZ1 to SZ6) output from the beam receiving unit (beam receiving system, light receiving system) 60b of each origin sensor of the drawing units U1 to U6, and receives the drawing units U1 to U1. A polygon rotation control unit that controls the rotation motor RM of the polygon mirror PM and a selection optical element OSn (OS1 to OS6) so that the rotation speed and rotation angle phase of each polygon mirror PM of U6 are designated. ) Are switched on / off (applied / non-applied) as drive signals DF1 to DF6 as ultrasonic signals based on the origin signals SZn (SZ1 to SZ6) (later FIG. 5). Will be described in detail). In FIG. 4, it is assumed that the beam LB from the light source device LS passes through the optical element for selection OS5 → OS6 → OS3 → OS4 → OS1 → OS2 in accordance with the arrangement of FIG. In FIG. 4, the selection optical element OS4 out of the six selection optical elements OS1 to OS6 is selected and turned on, and the beam LB from the light source device LS (the drawing data SDn of the pattern drawn by the drawing unit U4) Is modulated toward the incident mirror IM4 and is supplied to the drawing unit U4 as a beam LB4.

このように、選択用光学素子OS1〜OS6をビームLBの光路に直列に設けると、選択用光学素子OSnの各々が有する透過率や回折効率によって、光源装置LSからの選択用光学素子OSnの順番に応じて、選択されたビームLB1〜LB6の強度(パルス光のピーク強度)が異なる。そのため、描画ユニットU1〜U6の各々に入射するビームLB1〜LB6の強度(すなわち、描画ユニットU1〜U6の各々が基板Pの感光層に与える露光量)の相対差を、所定の許容範囲内(例えば、±5%以内、望ましくは±2%以内)に調整する(揃える)必要がある。本実施の形態では、描画ユニットU1〜U6の各々に入射するビームLB1〜LB6の各々の強度を、選択用光学素子OS1〜OS6の各々を駆動する駆動信号DF1〜DF6の各々のレベル(高周波信号の振幅、或いは電力)を変えて調整する。   As described above, when the selection optical elements OS1 to OS6 are provided in series on the optical path of the beam LB, the order of the selection optical elements OSn from the light source device LS depends on the transmittance and diffraction efficiency of each of the selection optical elements OSn. Depending on the intensity of the selected beams LB1 to LB6 (the peak intensity of the pulsed light) varies. Therefore, the relative difference in the intensity of the beams LB1 to LB6 incident on each of the drawing units U1 to U6 (that is, the exposure amount that each of the drawing units U1 to U6 gives to the photosensitive layer of the substrate P) falls within a predetermined allowable range ( For example, it is necessary to adjust (align) within ± 5%, preferably within ± 2%. In the present embodiment, the intensity of each of the beams LB1 to LB6 incident on each of the drawing units U1 to U6 is set to the level of each of the drive signals DF1 to DF6 (high frequency signal) for driving each of the selection optical elements OS1 to OS6. The amplitude or power) is changed and adjusted.

その為に本実施の形態では、図4に示すように、光源装置LSからのビームLBが通る光路中にいくつかの箇所に、ビーム強度を検出する光電センサDTa、DTb、DT1〜DT6を設け、描画ユニットU1〜U6の各々に供給されるビームLB1〜LB6の各々の強度をモニターする。図4において、光電センサDTa(第1の光電センサ)は、光源装置LSから射出されるビームLBが図1中の反射ミラーM1で反射されるときに一定の割合(例えば数%以下)で透過してくる漏れ光を受光して、その強度に応じた光電信号を出力する。光電センサDTaからの光電信号は、増幅器、サンプルホールド回路、アナログ/デジタル変換器等を含む検出回路CKaに入力され、検出回路CKaは光源装置LSからのビームLBの強度に対応した検出信号Saを出力する。なお、光源装置LSが波長変換素子を有する場合、波長変換前の長波長域のビームが紫外波長域のビームLBに重畳して出力されることがあるので、光源装置LSの射出窓に長波長域のビームを遮断して紫外波長域のビームLBを透過する波長フィルタを設けるのが良い。   For this purpose, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, photoelectric sensors DTa, DTb, and DT1 to DT6 for detecting the beam intensity are provided at several locations in the optical path through which the beam LB from the light source device LS passes. The intensity of each of the beams LB1 to LB6 supplied to each of the drawing units U1 to U6 is monitored. 4, the photoelectric sensor DTa (first photoelectric sensor) transmits a beam LB emitted from the light source device LS at a constant rate (for example, several% or less) when the beam LB is reflected by the reflection mirror M1 in FIG. The incoming leakage light is received and a photoelectric signal corresponding to the intensity is output. The photoelectric signal from the photoelectric sensor DTa is input to a detection circuit CKa including an amplifier, a sample hold circuit, an analog / digital converter, and the detection circuit CKa outputs a detection signal Sa corresponding to the intensity of the beam LB from the light source device LS. Output. Note that when the light source device LS includes a wavelength conversion element, a long wavelength region beam before wavelength conversion may be output superimposed on the ultraviolet wavelength region beam LB, so that the long wavelength is output to the emission window of the light source device LS. It is preferable to provide a wavelength filter that blocks the beam in the region and transmits the beam LB in the ultraviolet wavelength region.

光電センサDTb(第2の光電センサ)は、光源装置LSからのビームLBが6つの選択用光学素子OS5、OS6、OS3、OS4、OS1、OS2を順番に通った後に入射する吸収体TRの手前に配置された部分反射ミラーMbを透過したビーム(0次光)を受光する。部分反射ミラーMbは、6つの選択用光学素子OS1〜OS6のうち、最終段の選択用光学素子OS2を透過してきたビーム(0次光)を吸収体TRと光電センサDTbとに振幅分割するビームスプリッタとして機能する。光電センサDTbから出力される光電信号は、増幅器、サンプルホールド回路、アナログ/デジタル変換器等を含む検出回路CKbに入力され、検出回路CKbは最終段の選択用光学素子OS2を通ってきたビーム(0次光)の強度に対応した検出信号Sbを出力する。ここで、検出回路CKa、CKbから出力される検出信号Sa、Sbは、光電センサDTaと光電センサDTbの各々に受光されるビームの強度が同じときに同じ値となるように調整(較正)されているものとする。   The photoelectric sensor DTb (second photoelectric sensor) is in front of the absorber TR that is incident after the beam LB from the light source device LS sequentially passes through the six selection optical elements OS5, OS6, OS3, OS4, OS1, and OS2. The beam (0th-order light) transmitted through the partial reflection mirror Mb disposed at the position is received. The partial reflection mirror Mb amplitude-divides the beam (zero-order light) that has passed through the final selection optical element OS2 out of the six selection optical elements OS1 to OS6 into the absorber TR and the photoelectric sensor DTb. Functions as a splitter. The photoelectric signal output from the photoelectric sensor DTb is input to a detection circuit CKb including an amplifier, a sample-and-hold circuit, an analog / digital converter, and the like. The detection circuit CKb passes through the final-stage selection optical element OS2 ( A detection signal Sb corresponding to the intensity of the 0th order light is output. Here, the detection signals Sa and Sb output from the detection circuits CKa and CKb are adjusted (calibrated) so as to have the same value when the intensities of the beams received by the photoelectric sensors DTa and DTb are the same. It shall be.

さらに本実施の形態では、入射ミラーIMn(IM1〜IM6)の各々で反射されて描画ユニットUn(U1〜U6)の各々に入射したビームLBn(LB1〜LB6)を反射する反射ミラーM22の裏側に配置されて、反射ミラーM22でのビームLBnの漏れ光を受光する光電センサDT1〜DT6が設けられる。反射ミラーM22の反射面は、入射してくるビームLBnの大部分(例えば98%程度)を反射するが、残りの強度分は漏れ光となって透過する。図4では図示を省略するが、光電センサDT1〜DT6の各々からの光電信号Sm1〜Sm6は、それぞれ検出回路CKa、CKbと同様の検出回路によって増幅され、光電信号Sm1〜Sm6の各強度に対応した計測信号(デジタル値)が生成される。実際の露光制御には、それらの計測信号が使われるが、ここでは説明を簡単にする為、光電信号Sm1〜Sm6の各々の強度に基づいて露光制御するものとする。光電信号Sm1〜Sm6(増幅後の計測信号)の各強度は、描画ユニットU1〜U6の各々によって基板Pに投射されるスポット光SP(ビームLB1〜LB6)の絶対的な強度に対応するように、予め検出回路での増幅率等がキャリブレーションされている。従って、光電信号Sm1〜Sm6の各々の強度が所定の許容範囲内(例えば±2%以内)になるように露光制御(強度補正)すれば、描画ユニットU1〜U6の各々で描画されるパターンは、同じ露光量(ドーズ量)で露光されることになる。   Furthermore, in the present embodiment, on the back side of the reflecting mirror M22 that reflects the beams LBn (LB1 to LB6) reflected by the incident mirrors IMn (IM1 to IM6) and incident on the drawing units Un (U1 to U6). Photoelectric sensors DT1 to DT6 that are arranged and receive the leakage light of the beam LBn at the reflection mirror M22 are provided. The reflecting surface of the reflecting mirror M22 reflects most of the incident beam LBn (for example, about 98%), but the remaining intensity is transmitted as leakage light. Although not shown in FIG. 4, photoelectric signals Sm1 to Sm6 from the photoelectric sensors DT1 to DT6 are amplified by detection circuits similar to the detection circuits CKa and CKb, respectively, and correspond to the intensities of the photoelectric signals Sm1 to Sm6. The measured signal (digital value) is generated. In actual exposure control, those measurement signals are used. Here, for simplicity of explanation, the exposure control is performed based on the intensity of each of the photoelectric signals Sm1 to Sm6. Each intensity of the photoelectric signals Sm1 to Sm6 (measurement signals after amplification) corresponds to the absolute intensity of the spot light SP (beams LB1 to LB6) projected onto the substrate P by each of the drawing units U1 to U6. The amplification factor in the detection circuit is calibrated in advance. Therefore, if exposure control (intensity correction) is performed so that the intensity of each of the photoelectric signals Sm1 to Sm6 is within a predetermined allowable range (for example, within ± 2%), the pattern drawn by each of the drawing units U1 to U6 is The exposure is performed with the same exposure amount (dose amount).

図5は、図4の描画制御装置200内に設けられ、描画ユニットUnの各々での露光量を制御するための強度調整制御部250と、各選択用光学素子OS1〜OS6の各々の駆動信号DF1〜DF6を生成するドライブ回路251a〜251fとの構成を示す。強度調整制御部250は、図4に示した光電信号Sm1〜Sm6(増幅後の計測信号)と、検出回路CKa、CKbからの検出信号Sa、Sbとを入力すると共に、描画制御装置200内の主制御CPUとの間で各種の制御情報IFDをやり取りする。ドライブ回路251a〜251fの各々は、発振回路RFからの高周波信号を入力して、ゲイン調整回路252a〜252fの各々からの調整信号Pw1〜Pw6に応じた振幅(電力)に調整された駆動信号DF1〜DF6を出力する。強度調整制御部(ビーム強度計測部)250は、光電信号Sm1〜Sm6と検出信号Sa、Sb、および制御情報IFDに基づいて、ゲイン調整回路252a〜252fの各々に調整信号Pw1〜Pw6を変更するための指令情報(デジタルな目標値)を演算により算出して送出する。本実施の形態において、強度調整制御部250は、描画ユニットUnの各々での露光量が制御情報IFDで指示される目標値に揃うように、ビームLB1〜LB6の各々の強度を調整する。   FIG. 5 is provided in the drawing control apparatus 200 of FIG. 4, and includes an intensity adjustment control unit 250 for controlling the exposure amount in each of the drawing units Un, and driving signals of the selection optical elements OS1 to OS6. The structure with the drive circuits 251a-251f which generate | occur | produce DF1-DF6 is shown. The intensity adjustment control unit 250 inputs the photoelectric signals Sm1 to Sm6 (measurement signals after amplification) shown in FIG. 4 and the detection signals Sa and Sb from the detection circuits CKa and CKb and Various control information IFD is exchanged with the main control CPU. Each of the drive circuits 251a to 251f receives a high frequency signal from the oscillation circuit RF, and the drive signal DF1 adjusted to an amplitude (power) according to the adjustment signals Pw1 to Pw6 from each of the gain adjustment circuits 252a to 252f. ~ DF6 is output. The intensity adjustment control unit (beam intensity measurement unit) 250 changes the adjustment signals Pw1 to Pw6 to each of the gain adjustment circuits 252a to 252f based on the photoelectric signals Sm1 to Sm6, the detection signals Sa and Sb, and the control information IFD. Command information (digital target value) is calculated and sent out by calculation. In the present embodiment, the intensity adjustment control unit 250 adjusts the intensity of each of the beams LB1 to LB6 so that the exposure amount in each of the drawing units Un is aligned with the target value indicated by the control information IFD.

さらに強度調整制御部250は、原点信号SZ1〜SZ6の各々に応答して、選択用光学素子OS1〜OS6の各々を所定時間(ポリゴンミラーPMの1つの反射面がビームLBnを走査する期間)だけオン状態にした後にオフ状態に切り替える切替え信号LP1〜LP6をドライブ回路251a〜251fに出力する。ドライブ回路251a〜251fの各々は、切替え信号LP1〜LP6に応答して、駆動信号DF1〜DF6の選択用光学素子OS1〜OS6への印加状態と非印加状態とを切り替える。   Further, in response to each of the origin signals SZ1 to SZ6, the intensity adjustment control unit 250 scans each of the selection optical elements OS1 to OS6 for a predetermined time (a period during which one reflecting surface of the polygon mirror PM scans the beam LBn). Switching signals LP1 to LP6 that are switched to the off state after the on state are output to the drive circuits 251a to 251f. Each of the drive circuits 251a to 251f switches between application states and non-application states of the drive signals DF1 to DF6 to the selection optical elements OS1 to OS6 in response to the switching signals LP1 to LP6.

図6は、選択用光学素子OSnとしての音響光学変調素子に印加される駆動信号DFnのRF電力(高周波信号の振幅)の変化による回折効率の変化特性CCaの一例を示す図である。図6において、横軸は駆動信号DFnのRF電力を表し、縦軸は音響光学変調素子の回折効率(入射するビームLBの強度に対する偏向されたビームLBnの強度の比率)βを表す。回折効率βは、調整可能範囲ΔKn内で入力されるRF電力の増加に伴って増加し、ある電力値Pwmで最大の回折効率(調整可能範囲ΔKnの上限)になった後、徐々に減少する傾向を持つ。最大効率は、音響光学変調素子の結晶媒体の種類によって多少の変化はあるが、80%以下である。効率βの調整可能範囲ΔKnの下限は、比較的に低い値まで広く取れ、その下限に対応した電力値をPwoとする。先に示した図3において、選択用光学素子OSnに入射するビームLBの強度をEo(100%)とし、選択用光学素子OSnの効率をβn(%)、透過率をεn(%)としたとき、選択用光学素子OSnで偏向されるビームLBnの強度Edは、Ed=εn・βn・Eoで表され、偏向されずに透過したビームLBnz(非偏向の0次光)の強度Esは、Es=εn・(1−βn)・Eoで表される。効率βの変化特性CCaは、選択用光学素子OSnに入射するビームLBの入射角度が微少に変動したり、選択用光学素子OSnの結晶媒体(或いは石英)の温度が大きく変わったりすると変化する。その為、同じRF電力を選択用光学素子OSnに与えても同じ効率にはならず、偏向されたビームLBnの強度は変動してしまう。また、透過率εnは、入射するビームLBの結晶媒体(或いは石英)での吸収特性や入射面や射出面に被覆された反射防止膜の特性等によって決まり、通常は変動のない一定値(例えば、95%)として扱える。しかしながら、長時間に渡って紫外波長域のビームを通していると、劣化等によって透過率εnも徐々に変動(低下)することもある。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a change characteristic CCa of diffraction efficiency due to a change in the RF power (amplitude of the high-frequency signal) of the drive signal DFn applied to the acousto-optic modulator as the selection optical element OSn. In FIG. 6, the horizontal axis represents the RF power of the drive signal DFn, and the vertical axis represents the diffraction efficiency (ratio of the intensity of the deflected beam LBn to the intensity of the incident beam LB) β. The diffraction efficiency β increases as the RF power input within the adjustable range ΔKn increases, and gradually decreases after reaching the maximum diffraction efficiency (upper limit of the adjustable range ΔKn) at a certain power value Pwm. Have a tendency. The maximum efficiency is 80% or less, although there are some changes depending on the type of crystal medium of the acousto-optic modulator. The lower limit of the adjustable range ΔKn of the efficiency β can be widened to a relatively low value, and the power value corresponding to the lower limit is Pwo. In FIG. 3 described above, the intensity of the beam LB incident on the selection optical element OSn is Eo (100%), the efficiency of the selection optical element OSn is βn (%), and the transmittance is εn (%). At this time, the intensity Ed of the beam LBn deflected by the selection optical element OSn is represented by Ed = εn · βn · Eo, and the intensity Es of the beam LBnz (non-deflected zero-order light) transmitted without being deflected is Es = εn · (1−βn) · Eo. The change characteristic CCa of the efficiency β changes when the incident angle of the beam LB incident on the selection optical element OSn slightly fluctuates or when the temperature of the crystal medium (or quartz) of the selection optical element OSn changes greatly. Therefore, even if the same RF power is applied to the selection optical element OSn, the efficiency is not the same, and the intensity of the deflected beam LBn varies. The transmittance εn is determined by the absorption characteristics of the incident beam LB in the crystal medium (or quartz), the characteristics of the antireflection film coated on the incident surface and the exit surface, etc., and is usually a constant value that does not vary (for example, 95%). However, when the beam in the ultraviolet wavelength region is passed for a long time, the transmittance εn may gradually change (decrease) due to deterioration or the like.

本実施の形態では、図4に示した光電センサDT1〜DT6の各々で計測されるビームLB1〜LB6の強度に対応した光電信号Sm1〜Sm6の値が、適正露光量に対応して設定される目標値に対して、例えば±2%以内に抑えられるように、パターン露光動作中は、強度調整制御部250によって駆動信号DF1〜DF6の各々の供給電力(振幅)をフィードバックで調整(補正)することができる。しかしながら、適正露光量を変更する必要が生じたときは、選択用光学素子OSnの効率βを変化させて偏向されるビームLBnの各々の強度を調整するが、そのような調整に制限が生じることがある。そのことを、図7を用いて説明する。   In the present embodiment, the values of the photoelectric signals Sm1 to Sm6 corresponding to the intensities of the beams LB1 to LB6 measured by the photoelectric sensors DT1 to DT6 shown in FIG. 4 are set corresponding to the appropriate exposure amount. For example, during the pattern exposure operation, the intensity adjustment control unit 250 adjusts (corrects) the supply power (amplitude) of each of the drive signals DF1 to DF6 with feedback so that the target value can be suppressed within ± 2%, for example. be able to. However, when it is necessary to change the appropriate exposure amount, the intensity β of each of the deflected beams LBn is adjusted by changing the efficiency β of the optical element for selection OSn. However, such adjustment is limited. There is. This will be described with reference to FIG.

図7は、描画ユニットU1〜U6の各々に供給されるビームLB1〜LB6の強度と、ビームLB1〜LB6の各々の強度を調整する選択用光学素子OS1〜OS6の調整可能範囲ΔK1〜ΔK6とを模式的に示したグラフである。図7において、横軸は光源装置LSからのビームLBが供給される順番に合わせて、左側から描画ユニットU5、U6、U3、U4、U1、U2の各々でのビームLBnの強度と調整可能範囲ΔKn(ΔK1〜ΔK6)とを並べたものである。図4(図1)のように、6つの選択用光学素子OS1〜OS6をビームLBの光路に沿ってシリアルに配置した場合、選択用光学素子OS1〜OS6の透過率εnの程度や個々の透過率εnの違いによって、選択用光学素子OS1〜OS6の各々による効率βnの調整状態が異なってくる。   FIG. 7 shows the intensities of the beams LB1 to LB6 supplied to the drawing units U1 to U6 and the adjustable ranges ΔK1 to ΔK6 of the selection optical elements OS1 to OS6 for adjusting the intensities of the beams LB1 to LB6. It is the graph shown typically. In FIG. 7, the horizontal axis indicates the intensity and the adjustable range of the beam LBn in each of the drawing units U5, U6, U3, U4, U1, and U2 from the left side in accordance with the order in which the beam LB from the light source device LS is supplied. ΔKn (ΔK1 to ΔK6) are arranged. As shown in FIG. 4 (FIG. 1), when the six selection optical elements OS1 to OS6 are serially arranged along the optical path of the beam LB, the degree of the transmittance εn of the selection optical elements OS1 to OS6 and individual transmissions. The adjustment state of the efficiency βn by each of the selection optical elements OS1 to OS6 varies depending on the difference in the rate εn.

例えば、光源装置LSに最も近い最前段の選択用光学素子OS5で偏向されるビームLB5の強度E5(光電センサDT5で計測される値)は、光源装置LSを射出したところでのビームLBの強度をEo(光電センサDTaで計測される値)とすると、選択用光学素子OS5の透過率ε5および効率β5によって、E5=ε5・β5・Eoで表される。一方、光源装置LSから一番離れている最終段の選択用光学素子OS2で偏向されるビームLB2の強度E2は、6つの選択用光学素子OS1〜OS6の全ての透過率εnの積と、効率β2によって、E2=ε5・ε6・ε3・ε4・ε1・ε2・β2・Eoで表される。6つの選択用光学素子OS1〜OS6の各々の透過率εnが同じで95%であったとすると、ビームLB5の強度E5は、E5=0.95・β5・Eoとなり、ビームLB2の強度E2は、E2=0.735・β2・Eoとなる。ビームLB5の強度E5とビームLB2の強度E2とを等しく設定する為には、選択用光学素子OS5の効率β5を低く設定し、選択用光学素子OS2の効率β2を高く設定することになる。   For example, the intensity E5 (value measured by the photoelectric sensor DT5) of the beam LB5 deflected by the foremost selection optical element OS5 closest to the light source device LS is the intensity of the beam LB when the light source device LS is emitted. Assuming Eo (value measured by the photoelectric sensor DTa), E5 = ε5 · β5 · Eo is represented by the transmittance ε5 and the efficiency β5 of the optical element for selection OS5. On the other hand, the intensity E2 of the beam LB2 deflected by the last-stage selection optical element OS2 farthest from the light source device LS is the product of all the transmittances εn of the six selection optical elements OS1 to OS6 and the efficiency. By β2, E2 = ε5 · ε6 · ε3 · ε4 · ε1 · ε2 · β2 · Eo. Assuming that the transmittances εn of the six selection optical elements OS1 to OS6 are the same and 95%, the intensity E5 of the beam LB5 is E5 = 0.95 · β5 · Eo, and the intensity E2 of the beam LB2 is E2 = 0.735 · β2 · Eo. In order to set the intensity E5 of the beam LB5 and the intensity E2 of the beam LB2 equal, the efficiency β5 of the selection optical element OS5 is set low, and the efficiency β2 of the selection optical element OS2 is set high.

選択用光学素子OS5の効率β5を低く設定するということは、図6で示した効率の変化特性CCa上で電力値を低くすることであり、選択用光学素子OS2の効率β2を高く設定するということは、電力値を高くすることである。図7に示す設定の場合、ビームLB1〜LB6の各々の強度が目標値に対して許容範囲(例えば±2%)内に設定されているとしたとき、最前段の選択用光学素子OS5の効率β5は、効率(電力)の調整可能範囲ΔK5の下側に設定され、最終段の選択用光学素子OS2の効率β2は、効率(電力)の調整可能範囲ΔK2の上側に設定されている。図7の場合、最終段の選択用光学素子OS2は調整可能範囲ΔK2の上限(電力値Pwmに対応)に近づいており、また最前段の選択用光学素子OS5は調整可能範囲ΔK5の下限(電力値Pwoに対応)に近づいている。従って、図7において、ビームLB1〜LB6の強度の目標値を変更する際には、選択用光学素子OS2の効率の調整可能範囲ΔK2の上限と選択用光学素子OS5の効率の調整可能範囲ΔK5の下限との間の強度(露光量)設定可能範囲内に制限される。   Setting the efficiency β5 of the selection optical element OS5 low means lowering the power value on the efficiency change characteristic CCa shown in FIG. 6, and setting the efficiency β2 of the selection optical element OS2 high. That is to increase the power value. In the case of the setting shown in FIG. 7, when the intensity of each of the beams LB1 to LB6 is set within an allowable range (for example, ± 2%) with respect to the target value, the efficiency of the selection optical element OS5 at the foremost stage is set. β5 is set below the efficiency (power) adjustable range ΔK5, and the efficiency β2 of the final stage selection optical element OS2 is set above the efficiency (power) adjustable range ΔK2. In the case of FIG. 7, the last-stage selection optical element OS2 is approaching the upper limit (corresponding to the power value Pwm) of the adjustable range ΔK2, and the foremost selection optical element OS5 is the lower limit (power) of the adjustable range ΔK5. (Corresponding to the value Pwo). Therefore, in FIG. 7, when changing the target value of the intensity of the beams LB1 to LB6, the upper limit of the efficiency adjustable range ΔK2 of the selection optical element OS2 and the efficiency adjustable range ΔK5 of the selection optical element OS5 The intensity (exposure amount) between the lower limit and the settable range is limited.

実際の装置では、最も減衰を受ける最終段の選択用光学素子OS2で偏向されるビームLB2の強度が、基板Pの感光層に対して適正露光量となるように、光源装置LSからのビームLBの最大強度(パワー)は多少の余裕をもって設定されている。従って、基板Pの感光層の感度の違いや感光層の厚さの違いによって適正露光量を調整する際は、図7の強度(露光量)設定可能範囲内で強度の目標値を変更可能か否かが、描画制御装置200又は強度調整制御部250によって判定される。調整すべき適正露光量に対応したビームLB1〜LB6の強度の新たな目標値が、図7の強度(露光量)設定可能範囲内のときは、選択用光学素子OS1〜OS6の各々の効率βnが現在値から補正されるように、図6の効率変化特性CCaに基づいて駆動信号DF1〜DF6の各々のRF電力が補正される。   In an actual apparatus, the beam LB from the light source device LS is adjusted so that the intensity of the beam LB2 deflected by the last-stage selection optical element OS2 that receives the most attenuation becomes an appropriate exposure amount with respect to the photosensitive layer of the substrate P. The maximum strength (power) is set with some margin. Therefore, when adjusting the appropriate exposure amount due to the difference in the sensitivity of the photosensitive layer of the substrate P and the difference in the thickness of the photosensitive layer, can the target value of the intensity be changed within the intensity (exposure amount) settable range of FIG. No is determined by the drawing control device 200 or the intensity adjustment control unit 250. When the new target values of the intensities of the beams LB1 to LB6 corresponding to the appropriate exposure amount to be adjusted are within the intensity (exposure amount) settable range in FIG. 7, the efficiency βn of each of the optical elements for selection OS1 to OS6 Is corrected from the current value, the RF power of each of the drive signals DF1 to DF6 is corrected based on the efficiency change characteristic CCa of FIG.

調整すべき適正露光量に対応したビームLB1〜LB6の強度の新たな目標値が、図7の強度(露光量)設定可能範囲よりも上に外れる場合、そのまま調整(補正)したとしても、最終段の選択用光学素子OS2で偏向されたビームLB2(描画ユニットU2)による露光量は不足することになり、目標値が図7の強度(露光量)設定可能範囲よりも下に外れる場合、そのまま調整(補正)したとしても、最前段の選択用光学素子OS5で偏向されたビームLB5(描画ユニットU5)による露光量はオーバーすることになる。本実施の形態のように、複数の選択用光学素子OSnを光源装置LSからのビームLBの光路に沿って直列に配置する場合、光源装置LSの内部の部材の変動や劣化によって、ビームLBの強度が徐々に低下してきた場合、ビームLBnの各々の強度を目標値に維持する為には、選択用光学素子OSnの各々の効率βnをそれぞれ高めることになる。そのため、図7に示した選択用光学素子OSnの各々の効率βnの調整可能範囲ΔKnは、目標値に対して相対的に下方にシフトしていく。その場合、選択用光学素子OSnの各々の効率βnと透過率εnとが同一であると、最終段に位置する選択用光学素子OS2の効率β2の調整可能範囲ΔK2が最初に上限に達してしまい、それ以上の調整ができなくなる。   If the new target value of the intensity of the beams LB1 to LB6 corresponding to the appropriate exposure amount to be adjusted falls outside the intensity (exposure amount) settable range in FIG. The exposure amount by the beam LB2 (drawing unit U2) deflected by the stage selection optical element OS2 will be insufficient, and if the target value falls below the intensity (exposure amount) settable range in FIG. Even if the adjustment (correction) is performed, the exposure amount by the beam LB5 (drawing unit U5) deflected by the selection optical element OS5 at the foremost stage is over. In the case where a plurality of optical elements for selection OSn are arranged in series along the optical path of the beam LB from the light source device LS as in the present embodiment, the variation of the members inside the light source device LS causes deterioration and deterioration of the beam LB. When the intensity gradually decreases, in order to maintain the intensity of each beam LBn at the target value, the efficiency βn of each optical element for selection OSn is increased. For this reason, the adjustable range ΔKn of the efficiency βn of each of the selection optical elements OSn shown in FIG. 7 is shifted downward relative to the target value. In this case, if the efficiency βn and the transmittance εn of each of the selection optical elements OSn are the same, the adjustable range ΔK2 of the efficiency β2 of the selection optical element OS2 located at the final stage first reaches the upper limit. No further adjustments can be made.

そこで、本実施の形態では、図4に示した検出回路CKaからの検出信号Saによって、光源装置LSから射出されるビームLBの強度変化を、描画制御装置200または強度調整制御部250によって逐次モニターし、その強度変化に依らずに適正露光量(図7の目標値)が維持されるように、特に、選択用光学素子OSnのうちで最終段に位置する選択用光学素子OS2での効率β2(RF電力)の変更が調整可能範囲ΔK2内で可能か否かを確認する。可能な場合は、選択用光学素子OS2を含む全ての選択用光学素子OSnの効率βnが調整されるように、駆動信号DFnの各々のRF電力(振幅)が強度調整制御部250によって制御される。このように、最終段の選択用光学素子OS2での効率β2(RF電力)と調整可能範囲ΔK2との関係を確認するのは、全ての選択用光学素子OSnの効率βnと透過率εnとが同じと仮定したからであり、第1の実施の形態のように、効率βnと透過率εnとを計測して、効率βnの変動や透過率εnの変動が許容範囲から外れるような傾向を示した選択用光学素子OSnを特定し、その選択用光学素子OSnにおける効率βn(RF電力)と調整可能範囲ΔKnとの関係を確認して、描画ユニットUnの各々によるビームLBnの強度が揃うように調整すれば良い。   Therefore, in the present embodiment, the drawing control device 200 or the intensity adjustment control unit 250 sequentially monitors the intensity change of the beam LB emitted from the light source device LS based on the detection signal Sa from the detection circuit CKa shown in FIG. In particular, the efficiency β2 of the selection optical element OS2 located at the last stage among the selection optical elements OSn so that the appropriate exposure amount (target value in FIG. 7) is maintained regardless of the intensity change. It is confirmed whether or not (RF power) can be changed within the adjustable range ΔK2. When possible, the RF power (amplitude) of each of the drive signals DFn is controlled by the intensity adjustment control unit 250 so that the efficiency βn of all the selection optical elements OSn including the selection optical element OS2 is adjusted. . As described above, the relationship between the efficiency β2 (RF power) in the final selection optical element OS2 and the adjustable range ΔK2 is determined by the efficiency βn and the transmittance εn of all the selection optical elements OSn. This is because it is assumed that they are the same. As in the first embodiment, the efficiency βn and the transmittance εn are measured, and the fluctuation of the efficiency βn and the variation of the transmittance εn tend to deviate from the allowable range. The selection optical element OSn is specified, the relationship between the efficiency βn (RF power) in the selection optical element OSn and the adjustable range ΔKn is confirmed, and the intensity of the beam LBn by each of the drawing units Un is matched. Adjust it.

以上のように、本実施の形態では、光源装置LSから射出されるビームLBが順番に通されるように設けた複数の選択用光学素子(音響光学変調素子)OSnの各々によって、ビームLBを対応する描画ユニットUnのいずれかに選択的に供給する際、光源装置LSからのビームLBの強度が低下しても、選択用光学素子OSnの各々の効率(ビーム強度の変化)の調整可能範囲ΔKnの下で、描画ユニットUnの各々に供給されるビームLBnの各強度が調整されるので、描画ユニットUnの各々で描画されるパターンは同じ露光量(例えば±2%の許容範囲内)で露光される。その為、描画ユニットUnの各々で露光されるパターンの継ぎ部での線幅の一様性が維持される。   As described above, in the present embodiment, the beam LB is generated by each of the plurality of selection optical elements (acousto-optic modulation elements) OSn provided so that the beams LB emitted from the light source device LS are sequentially passed. When selectively supplying to any of the corresponding drawing units Un, even if the intensity of the beam LB from the light source device LS decreases, the adjustable range of each efficiency (change in beam intensity) of the optical element for selection OSn. Since each intensity of the beam LBn supplied to each of the drawing units Un is adjusted under ΔKn, the pattern drawn by each of the drawing units Un has the same exposure amount (for example, within an allowable range of ± 2%). Exposed. For this reason, the uniformity of the line width at the joint portion of the pattern exposed in each of the drawing units Un is maintained.

〔第2の実施の形態〕
上記の実施の形態では、選択用光学素子OSnのうちで特に最終段に位置する選択用光学素子OS2での効率β2(RF電力)の調整可能範囲ΔK2に注目して、描画ユニットUnの各々によるパターン描画が適正露光量になるように揃えられるか否かを判断した。しかしながら、選択用光学素子OSnの各々の効率βnが比較的に大きく異なる場合、図7のように、最終段の選択用光学素子OS2の効率β2(RF電力)の調整可能範囲ΔK2に注目するだけでなく、全ての選択用光学素子OSnの効率βnの調整可能範囲ΔKnから、指定された適正露光量(ビームLBnの強度の目標値)が得られるか否かを判定することが望ましい。その為には、選択用光学素子OSnの各々の効率βnの変動の状態を適当な時間間隔で把握し、調整可能範囲ΔKnを設定し直す必要がある。そこで、本実施の形態では、図4に示した光電センサDTa、DTbの各々からの検出信号Sa、Sbを利用して、選択用光学素子OSnの各々の効率βnの変動を計測する。
[Second Embodiment]
In the above embodiment, paying attention to the adjustable range ΔK2 of the efficiency β2 (RF power) in the selection optical element OS2 located in the final stage among the selection optical elements OSn, each drawing unit Un It was determined whether or not the pattern drawing was aligned so as to have an appropriate exposure amount. However, when the efficiency βn of each of the selection optical elements OSn is relatively different, just pay attention to the adjustable range ΔK2 of the efficiency β2 (RF power) of the last-stage selection optical element OS2 as shown in FIG. Instead, it is desirable to determine whether or not the designated appropriate exposure amount (target value of the intensity of the beam LBn) can be obtained from the adjustable range ΔKn of the efficiency βn of all the optical elements for selection OSn. For this purpose, it is necessary to grasp the state of variation of the efficiency βn of each of the selection optical elements OSn at an appropriate time interval and reset the adjustable range ΔKn. Therefore, in this embodiment, the variation of the efficiency βn of each optical element for selection OSn is measured using the detection signals Sa and Sb from the photoelectric sensors DTa and DTb shown in FIG.

図8は、光源装置LSからのビームLBの進行方向に沿って直列に並べられた6つの選択用光学素子OS1〜OS6のうち、3番目の選択用光学素子OS3がオン状態となり、他の5つの選択用光学素子OS5、OS6、OS4、OS1、OS2がオフ状態となったときの各ビームの発生状態を模式的に示す図である。図8では、選択用光学素子OS3がオン状態となっているので、選択用光学素子OS3で非偏向な状態で進む0次光としてのビームLB3zが光電センサDTbで受光され、検出信号Sbとして出力される。ここで、光電センサDTaで受光されるビームLBの強度に対応した検出信号Saの強度をEaとし、全ての選択用光学素子OSn(OS1〜OS6)がオフ状態だったときに光電センサDTbで受光されるビームLBの0次光の強度に対応した検出信号Sbの強度をEb0としたとき、強度Eb0は透過率εnによって以下の式1で表される。
Eb0=ε5・ε6・ε3・ε4・ε1・ε2・Ea ・・・(1)
ここで、6つの透過率ε1〜ε6の積をKεとする。なお、強度Eaと強度Eb0を取得するために、描画制御装置200は、全ての選択用光学素子OSnがオフ状態のとき、すなわち全ての描画ユニットUnがパターン描画を行わない期間中に、ビームLBが選択用光学素子OSnの各々を通すように光源装置LSを短時間だけパルス発光させる。
FIG. 8 shows that among the six selection optical elements OS1 to OS6 arranged in series along the traveling direction of the beam LB from the light source device LS, the third selection optical element OS3 is turned on, and the other 5 It is a figure which shows typically the generation | occurrence | production state of each beam when the two optical elements for selection OS5, OS6, OS4, OS1, and OS2 are turned off. In FIG. 8, since the optical element for selection OS3 is in the ON state, the beam LB3z as the zero-order light traveling in the non-deflected state by the optical element for selection OS3 is received by the photoelectric sensor DTb and output as the detection signal Sb. Is done. Here, Ea is the intensity of the detection signal Sa corresponding to the intensity of the beam LB received by the photoelectric sensor DTa, and light is received by the photoelectric sensor DTb when all the selection optical elements OSn (OS1 to OS6) are in the OFF state. Assuming that the intensity of the detection signal Sb corresponding to the intensity of the 0th-order light of the beam LB is Eb0, the intensity Eb0 is expressed by the following equation 1 by the transmittance εn.
Eb0 = ε5 · ε6 · ε3 · ε4 · ε1 · ε2 · Ea (1)
Here, the product of the six transmittances ε1 to ε6 is defined as Kε. Note that in order to obtain the intensity Ea and the intensity Eb0, the drawing control apparatus 200 uses the beam LB when all the selection optical elements OSn are in an off state, that is, during a period when all the drawing units Un do not perform pattern drawing. Causes the light source device LS to emit light for a short time so that each of the optical elements OSn for selection passes through.

次に、最前段の選択用光学素子OS5のみがオン状態となっているときに光電センサDTbで受光される0次光の強度に対応した検出信号Sbの強度Eb5は、選択用光学素子OS5の効率β5が入って、以下の式2で表される。
Eb5=Kε(1−β5)Ea ・・・(2)
Next, the intensity Eb5 of the detection signal Sb corresponding to the intensity of the 0th-order light received by the photoelectric sensor DTb when only the foremost selection optical element OS5 is in the ON state is the value of the selection optical element OS5. The efficiency β5 is entered, and is expressed by the following formula 2.
Eb5 = Kε (1-β5) Ea (2)

同様に、選択用光学素子OS6、OS3、OS4、OS1、OS2の各々が順次オン状態となったときに光電センサDTbで受光される0次光の強度に対応した検出信号Sbの強度Eb6、Eb3、Eb4、Eb1、Eb2は、それぞれ以下の式3〜式7で表される。
Eb6=Kε(1−β6)Ea ・・・(3)
Eb3=Kε(1−β3)Ea ・・・(4)
Eb4=Kε(1−β4)Ea ・・・(5)
Eb1=Kε(1−β1)Ea ・・・(6)
Eb2=Kε(1−β2)Ea ・・・(7)
Similarly, the intensities Eb6 and Eb3 of the detection signals Sb corresponding to the intensities of the zeroth order light received by the photoelectric sensor DTb when the selection optical elements OS6, OS3, OS4, OS1, and OS2 are sequentially turned on. , Eb4, Eb1, and Eb2 are represented by the following formulas 3 to 7, respectively.
Eb6 = Kε (1-β6) Ea (3)
Eb3 = Kε (1-β3) Ea (4)
Eb4 = Kε (1-β4) Ea (5)
Eb1 = Kε (1-β1) Ea (6)
Eb2 = Kε (1-β2) Ea (7)

以上の式1〜式7から、ビーム強度計測部の機能を有する強度調整制御部250は、光電センサDTaで受光されるビームLBに対応した強度Eaと、光電センサDTbで受光される0次光のビームLBnzに対応した強度Ebn(Eb1〜Eb6)とに基づいて、計測時点(パターン露光動作中)での選択用光学素子OSnの各々の効率βnは、以下の式8で求まる。
βn=1−(Ebn/Eb0) ・・・(8)
From the above formulas 1 to 7, the intensity adjustment control unit 250 having the function of the beam intensity measurement unit calculates the intensity Ea corresponding to the beam LB received by the photoelectric sensor DTa and the zero-order light received by the photoelectric sensor DTb. Based on the intensity Ebn (Eb1 to Eb6) corresponding to the beam LBnz, each efficiency βn of the optical element for selection OSn at the time of measurement (during the pattern exposure operation) is obtained by the following equation (8).
βn = 1− (Ebn / Eb0) (8)

また、パターン露光動作中に、図4で示した光電センサDT1〜DT6の各々で検出される偏向後のビームLB1〜LB6の各強度(光電信号Sm1〜Sm6の大きさに対応)をEs1〜Es6とすると、計測された効率βnに基づいて、最前段の選択用光学素子OS5の透過率ε5は、Es5=ε5・β5・Eaの関係から、
ε5=Es5/(β5・Ea) ・・・(9)
となる。
Further, during the pattern exposure operation, the respective intensities (corresponding to the magnitudes of the photoelectric signals Sm1 to Sm6) of the deflected beams LB1 to LB6 detected by the photoelectric sensors DT1 to DT6 shown in FIG. Then, based on the measured efficiency βn, the transmittance ε5 of the foremost selection optical element OS5 is Es5 = ε5 · β5 · Ea,
ε5 = Es5 / (β5 · Ea) (9)
It becomes.

次の段の選択用光学素子OS6の透過率ε6は、Es6=ε6・ε5・β6・Eaの関係から、
ε6=Es6/(ε5・β6・Ea) ・・・(10)
となる。
The transmittance ε6 of the selection stage optical element OS6 is Es6 = ε6 · ε5 · β6 · Ea:
ε6 = Es6 / (ε5 · β6 · Ea) (10)
It becomes.

透過率ε5は式9で求まっているので、これを式10に代入すると、透過率ε6は、
ε6=(β5・Es6)/(β6・Es5) ・・・(11)
となる。
Since the transmittance ε5 is obtained by Equation 9, if this is substituted into Equation 10, the transmittance ε6 is
ε6 = (β5 · Es6) / (β6 · Es5) (11)
It becomes.

さらに、次の段の選択用光学素子OS3の透過率ε3は、Es3=ε3・ε6・ε5・β3・Eaの関係から、
ε3=Es3/(ε6・ε5・β3・Ea) ・・・(12)
となる。
Further, the transmittance ε3 of the selection optical element OS3 in the next stage is Es3 = ε3 · ε6 · ε5 · β3 · Ea,
ε3 = Es3 / (ε6 · ε5 · β3 · Ea) (12)
It becomes.

透過率ε5、ε6は式9、11で求まっているので、ε6・ε5は、ε6・ε5=Es6/(β6・Ea)となり、これを式12に代入すると、透過率ε3は、
ε3=(β6・Es3)/(β3・Es6) ・・・(13)
となる。
Since the transmittances ε5 and ε6 are obtained by the equations 9 and 11, ε6 · ε5 is ε6 · ε5 = Es6 / (β6 · Ea). When this is substituted into the equation 12, the transmittance ε3 is
ε3 = (β6 · Es3) / (β3 · Es6) (13)
It becomes.

以下同様にして、選択用光学素子OS4の透過率ε4、選択用光学素子OS1の透過率ε1、選択用光学素子OS2の透過率ε2は、それぞれ、
Es4=ε4・ε3・ε5・ε6・β4・Ea、
Es1=ε1・ε4・ε3・ε5・ε6・β1・Ea、
Es2=ε2・ε1・ε4・ε3・ε5・ε6・β2・Ea、
の関係から、
ε4=(β3・Es4)/(β4・Es3) ・・・(14)
ε1=(β4・Es1)/(β1・Es4) ・・・(15)
ε2=(β1・Es2)/(β2・Es1) ・・・(16)
となる。
Similarly, the transmittance ε4 of the selection optical element OS4, the transmittance ε1 of the selection optical element OS1, and the transmittance ε2 of the selection optical element OS2 are respectively
Es4 = ε4 · ε3 · ε5 · ε6 · β4 · Ea,
Es1 = ε1, ε4, ε3, ε5, ε6, β1, Ea,
Es2 = ε2, ε1, ε4, ε3, ε5, ε6, β2, Ea,
From the relationship
ε4 = (β3 · Es4) / (β4 · Es3) (14)
ε1 = (β4 · Es1) / (β1 · Es4) (15)
ε2 = (β1 · Es2) / (β2 · Es1) (16)
It becomes.

なお、このような演算を正確に行う為に、光電センサDTa、DTb、DT1〜DT6の各々で計測される信号の計測値は、受光するビームの強度の絶対値に精密に対応するように予め較正(キャリブレーション)されているものとする。   In order to accurately perform such calculations, the measured values of the signals measured by the photoelectric sensors DTa, DTb, and DT1 to DT6 are preliminarily set so as to accurately correspond to the absolute value of the intensity of the received light beam. It is assumed that it has been calibrated.

描画ユニットUnの各々からのビームLBnの強度が適正露光量となるように調整されて、パターン露光されている間に、以上のようにして、6つの選択用光学素子OSnの各々の効率βnと透過率εnとを適当なインターバル、例えば基板P上の1つの露光領域を露光する時間ごとに逐次計測していくと、露光量が変動する可能性がある描画ユニットUnを特定することができ、その変動が補正されるように、図5で示した強度調整制御部250によって、描画ユニットUnに対応した選択用光学素子OSnの駆動信号DFnを調整することができる。本実施の形態では、光源装置LSから射出されるビームLBの強度を検出する光電センサDTaの他に、6つの選択用光学素子OS1〜OS6を透過してくるビームLBの0次光のビームの強度を検出する光電センサDTbと検出回路CKbとによるビーム強度計測部を設けることで、選択用光学素子OS1〜OS6の各々の現時点での効率β1〜β6やその変動を簡単に計測できる。従って、選択用光学素子OS1〜OS6の各々の熱的な影響による屈折率の変動、その他の光学素子(集光レンズやコリメータレンズ)の変動によるビーム光路の僅かな傾き等によって、効率βnが変動した選択用光学素子OSnを特定することができる。さらに、計測された効率βnの変動から、ビームLBnの強度を補正する為の図7に示した調整可能範囲ΔKnの確認と再設定ができる。   While the intensity of the beam LBn from each of the drawing units Un is adjusted so as to be an appropriate exposure amount and pattern exposure is performed, the efficiency βn of each of the six selection optical elements OSn is set as described above. When the transmittance εn is sequentially measured at an appropriate interval, for example, every exposure time on the exposure area on the substrate P, it is possible to identify the drawing unit Un whose exposure amount may vary, The intensity adjustment control unit 250 shown in FIG. 5 can adjust the drive signal DFn of the selection optical element OSn corresponding to the drawing unit Un so that the variation is corrected. In the present embodiment, in addition to the photoelectric sensor DTa that detects the intensity of the beam LB emitted from the light source device LS, the zero-order light beam of the beam LB that passes through the six selection optical elements OS1 to OS6. By providing the beam intensity measuring unit by the photoelectric sensor DTb for detecting the intensity and the detection circuit CKb, the current efficiencies β1 to β6 of the selection optical elements OS1 to OS6 and their variations can be easily measured. Therefore, the efficiency βn varies depending on the refractive index variation due to the thermal influence of each of the selection optical elements OS1 to OS6, the slight inclination of the beam optical path due to the variation of other optical elements (condensing lens and collimator lens), and the like. The selected optical element OSn can be specified. Further, the adjustable range ΔKn shown in FIG. 7 for correcting the intensity of the beam LBn can be confirmed and reset from the measured variation in the efficiency βn.

また、描画ユニットU1〜U6の各々に設けられ、選択用光学素子OS1〜OS6の各々で偏向されたビームLB1〜LB6の強度を検出する光電センサDT1〜DT6を用いると、選択用光学素子OS1〜OS6の各々の透過率ε1〜ε6やその変動も簡単に計測できるので、描画ユニットU1〜U6の各々で描画されるパターンを正確に適正露光量に維持して露光できる。また、本実施の形態によれば、光電センサDTaで計測される光源装置LSからのビームLBの強度Eaが変わっても、選択用光学素子OSnの各々の効率βnと透過率εnとが求められているので、描画ユニットUn内に設けられる光電センサDT1〜DT6の各々を使わなくても、描画制御装置200又は強度調整制御部250によって、描画ユニットUnの各々に供給されるビームLBnの強度を高い精度で算出(計測)することが可能となる。   Further, when the photoelectric sensors DT1 to DT6 that are provided in each of the drawing units U1 to U6 and detect the intensities of the beams LB1 to LB6 deflected by the selection optical elements OS1 to OS6 are used, the selection optical elements OS1 to OS1 are used. Since each of the transmittances ε1 to ε6 of OS6 and its fluctuations can be easily measured, the pattern drawn by each of the drawing units U1 to U6 can be accurately exposed and maintained at an appropriate exposure amount. Further, according to the present embodiment, even if the intensity Ea of the beam LB from the light source device LS measured by the photoelectric sensor DTa changes, the efficiency βn and the transmittance εn of each optical element OSn for selection are obtained. Therefore, without using each of the photoelectric sensors DT1 to DT6 provided in the drawing unit Un, the intensity of the beam LBn supplied to each of the drawing units Un can be adjusted by the drawing control device 200 or the intensity adjustment control unit 250. It is possible to calculate (measure) with high accuracy.

〔変形例1〕
上記の各実施の形態では、複数の選択用光学素子OSnの各々を音響光学変調素子(AOM)として、回折効果によって描画ユニットUnの各々にビームLBnを偏向させたが、電気光学素子と偏光ビームスプリッタ(偏光分離素子)を用いて、ビームLBnを偏向させても良い。電気光学素子は、化学組成として、KDP(KH2PO4)、ADP(NH42PO4)、KD*P(KD2PO4)、KDA(KH2AsO4)、BaTiO3、SrTiO3、LiNbO3、LiTaO3等で表される材料である。電気光学素子は、印加される電界によって屈折率が変化して入射する直線偏光のビームの偏光方向を90°回転させるものである。そのため、電気光学素子から射出するビームを偏向ビームスプリッタに入射させると、偏光方向に応じて描画ユニットUnに向かって反射する状態と、非偏向で透過する状態とに高速に切換えることができる。本変形例の場合、偏向ビームスプリッタによって電気光学素子からのビームを描画ユニットUnに向けて反射させている状態のとき、偏向ビームスプリッタを透過する漏れ光は、後段の選択用光学素子OSnの各々の電気光学素子と偏光ビームスプリッタとを透過するので、図4に示したような光電センサDTbによって同様に検出できる。但し、その漏れ光の強度を確保する為に、電気光学素子に入射する直線偏光のビームの偏光方向を電気光学素子で正確に90°回転させるのではなく、90°から意図的にわずかにずれるように、印加する電界を設定すると良い。
[Modification 1]
In each of the above embodiments, each of the plurality of selection optical elements OSn is an acousto-optic modulation element (AOM), and the beam LBn is deflected to each of the drawing units Un by the diffraction effect. The beam LBn may be deflected using a splitter (polarization separation element). The electro-optic element has a chemical composition of KDP (KH 2 PO 4 ), ADP (NH 4 H 2 PO 4 ), KD * P (KD 2 PO 4 ), KDA (KH 2 AsO 4 ), BaTiO 3 , SrTiO 3. , LiNbO 3 , LiTaO 3 and the like. The electro-optic element rotates the polarization direction of an incident linearly polarized beam by 90 ° with the refractive index changed by an applied electric field. Therefore, when the beam emitted from the electro-optic element is incident on the deflecting beam splitter, it can be switched at high speed between a state of reflecting toward the drawing unit Un and a state of non-deflecting transmission according to the polarization direction. In the case of this modification, when the beam from the electro-optical element is reflected toward the drawing unit Un by the deflecting beam splitter, the leakage light transmitted through the deflecting beam splitter is transmitted to each of the selection optical elements OSn in the subsequent stage. Since the light is transmitted through the electro-optic element and the polarization beam splitter, it can be similarly detected by the photoelectric sensor DTb as shown in FIG. However, in order to secure the intensity of the leaked light, the polarization direction of the linearly polarized beam incident on the electro-optic element is not exactly rotated by 90 degrees with the electro-optic element, but is intentionally slightly shifted from 90 degrees. Thus, the electric field to be applied may be set.

〔変形例2〕
上記の各実施の形態では、光源装置LSからのビームLBを複数の描画ユニットUnの各々のうちのいずれか1つに選択的に供給するスイッチング用の選択用光学素子OSnを、描画ユニットUnの各々に向かうビームLBnの強度調整用に兼用したが、スイッチングの機能と強度調整の機能とを別々の光学部材で実現しても良い。例えば、上記の実施の形態の選択用光学素子OSnはスイッチング用のみに用い、強度調整には別にビームLBnの偏光状態を制御してビーム強度を補正する偏光調整部材としても良い。偏光調整部材としては、直線偏光のビームを入射する電気光学素子(電界によって屈折率が変化するポッケルス効果やカー効果によって偏光方向を変える素子)と、電気光学素子を射出したビームから所定方向の偏光成分を透過する偏光板等とを組み合わせたものが使える。このような偏光調整部材は、描画ユニットUnの各々の内部に設けても良いし、光源装置LSと最前段の選択用光学素子OS5との間に1つだけ設けても良い。
[Modification 2]
In each of the above embodiments, the switching selection optical element OSn that selectively supplies the beam LB from the light source device LS to any one of the plurality of drawing units Un is provided in the drawing unit Un. Although used for adjusting the intensity of the beam LBn toward each, the switching function and the intensity adjusting function may be realized by separate optical members. For example, the selection optical element OSn of the above embodiment may be used only for switching, and may be a polarization adjustment member that controls the polarization state of the beam LBn and corrects the beam intensity separately for intensity adjustment. As a polarization adjusting member, an electro-optical element (an element that changes the polarization direction by the Pockels effect or Kerr effect whose refractive index changes by an electric field) that receives a linearly polarized beam, and polarization in a predetermined direction from the beam emitted from the electro-optical element A combination with a polarizing plate that transmits the component can be used. Such a polarization adjusting member may be provided inside each drawing unit Un, or only one may be provided between the light source device LS and the foremost selection optical element OS5.

〔変形例3〕
また、個別に強度調整部材を設ける場合、スイッチング用の選択用光学素子OSnの各々の効率βnや透過率εnの変動が緩やかであれば、図2の描画ユニットUn内の反射ミラーM20と反射ミラーM20aの間に設けられる不図示のビームエクスパンダで拡大されたビームLBnの光路中に、透過率が徐々に変化するように濃度分布を与えたガラス板(可変NDフィルタ)を設け、そのガラス板上でのビームLBnの透過位置がずれるようにガラス板を移動させて強度調整しても良い。
[Modification 3]
Further, in the case where the intensity adjusting member is provided individually, the reflection mirror M20 and the reflection mirror in the drawing unit Un of FIG. 2 if the variation of the efficiency βn and the transmittance εn of each of the switching selection optical elements OSn is moderate. A glass plate (variable ND filter) provided with a concentration distribution so that the transmittance gradually changes is provided in the optical path of the beam LBn expanded by a beam expander (not shown) provided between M20a, and the glass plate The intensity may be adjusted by moving the glass plate so that the transmission position of the beam LBn is shifted.

〔その他の変形例〕
以上の各実施の形態では、1つの光源装置LSからのビームLBを6つの描画ユニットU1〜U6のうちのいずれか1つに選択的に供給する構成としたが、ポリゴンミラーPMの走査効率1/αによっては、光源装置LSを2台にし、一方の光源装置LSからのビームLBは、例えば奇数番の3つの描画ユニットU1、U3、U5のいずれか1つに選択的に供給するように制御し、他方の光源装置LSからのビームLBは、偶数番の3つの描画ユニットU2、U4、U6のいずれか1つに選択的に供給するように制御しても良い。また、1台の光源装置LSからのビームLBを時分割で切換えて供給する描画ユニットは6つ、3つに限られず、2つ以上であれば良い。また、各実施の形態の描画ユニットは、回転するポリゴンミラーPMを用いてビーム走査を行ったが、その代わりに、回転軸APxの回りに一定の角度範囲で往復振動するガルバノミラー(走査部材)を用いて、fθレンズ系FTに入射するビームLBnを走査しても良い。
[Other variations]
In each of the above embodiments, the beam LB from one light source device LS is selectively supplied to any one of the six drawing units U1 to U6. However, the scanning efficiency of the polygon mirror PM is 1 Depending on / α, two light source devices LS are provided, and a beam LB from one light source device LS is selectively supplied to any one of, for example, three odd-numbered drawing units U1, U3, and U5. The beam LB from the other light source device LS may be controlled to be selectively supplied to any one of the even-numbered three drawing units U2, U4, U6. In addition, the number of drawing units that supply the beam LB from one light source device LS by switching in a time division manner is not limited to six or three, and may be two or more. In addition, the drawing unit of each embodiment performs beam scanning using the rotating polygon mirror PM. Instead, the galvanometer mirror (scanning member) that reciprocally vibrates around the rotation axis APx within a certain angular range. May be used to scan the beam LBn incident on the fθ lens system FT.

Claims (20)

光源装置からのビームを走査部材によって基板上で走査してパターンを描画する複数の描画ユニットによって、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、
前記光源装置からのビームを前記複数の描画ユニットのいずれか1つに選択的に供給するために、前記光源装置からのビームを順番に通すように配置され、電気的な制御によって前記ビームを前記描画ユニットに向ける複数の選択用光学部材を有するビーム切換部と、
前記複数の描画ユニットのうちの特定の描画ユニットから前記基板に投射されるビームの強度を調整する際、前記特定の描画ユニットに対応したビーム強度調整部の調整可能な範囲内で前記基板に投射されるビームの強度を調整し、前記特定の描画ユニット以外の他の描画ユニットの各々から前記基板に投射されるビームの強度を、前記特定の描画ユニットから前記基板に投射されるビームの強度と揃えるように、前記他の描画ユニットの各々対応した前記ビーム強度調整部を制御する制御部と、
を備える、パターン描画装置。
A pattern drawing device that draws a pattern on the substrate by a plurality of drawing units that draw a pattern by scanning the beam from the light source device on the substrate with a scanning member,
In order to selectively supply the beam from the light source device to any one of the plurality of drawing units, the beam from the light source device is arranged to pass through in order, and the beam is controlled by electrical control. A beam switching unit having a plurality of optical members for selection directed to the drawing unit;
When adjusting the intensity of the beam projected from the specific drawing unit of the plurality of drawing units onto the substrate, the beam is projected onto the substrate within an adjustable range of the beam intensity adjustment unit corresponding to the specific drawing unit. The intensity of the beam projected onto the substrate from each of the other drawing units other than the specific drawing unit, and the intensity of the beam projected onto the substrate from the specific drawing unit. A control unit for controlling the beam intensity adjustment unit corresponding to each of the other drawing units,
A pattern drawing apparatus.
請求項1に記載のパターン描画装置であって、
前記選択用光学部材は、回折作用によって前記光源装置からのビームを前記描画ユニットに向けて偏向する音響光学変調素子である、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 1,
The pattern drawing apparatus, wherein the selection optical member is an acousto-optic modulation element that deflects a beam from the light source device toward the drawing unit by a diffraction action.
請求項2に記載のパターン描画装置であって、
前記ビーム強度調整部は、前記選択用光学部材としての前記音響光学変調素子の効率を調整するように、前記音響光学変調素子の駆動信号を調整するドライブ回路を含む、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 2,
The pattern drawing apparatus, wherein the beam intensity adjusting unit includes a drive circuit that adjusts a drive signal of the acousto-optic modulation element so as to adjust the efficiency of the acousto-optic modulation element as the selection optical member.
請求項3に記載のパターン描画装置であって、
前記制御部は、前記複数の選択用光学部材の各々を構成する前記音響光学変調素子の効率の調整可能範囲を比較して、前記複数の描画ユニットの各々から前記基板に投射されるビームの各強度が揃うように調整する、パターン描画装置。
It is a pattern drawing apparatus of Claim 3, Comprising:
The control unit compares the adjustable range of the efficiency of the acousto-optic modulator that constitutes each of the plurality of optical members for selection, and each of the beams projected from the plurality of drawing units onto the substrate. A pattern drawing device that adjusts the strength to match.
請求項4に記載のパターン描画装置であって、
前記制御部は、前記複数の選択用光学部材の各々を構成する前記音響光学変調素子の効率を計測するために、前記音響光学変調素子の複数を透過してくる前記光源装置からのビームの0次光の強度を検出する光電センサからの信号を用いる、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 4,
The control unit is configured to measure 0 of the beam from the light source device that passes through the plurality of the acousto-optic modulation elements in order to measure the efficiency of the acousto-optic modulation elements constituting each of the plurality of selection optical members. A pattern drawing apparatus using a signal from a photoelectric sensor for detecting the intensity of the next light.
請求項1に記載のパターン描画装置であって、
前記選択用光学部材は、屈折率の変化によって前記光源装置からのビームの偏光状態を変える電気光学素子と、偏光状態によって前記ビームを前記描画ユニットに向けて偏向する偏光分離素子とで構成される、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 1,
The selection optical member includes an electro-optical element that changes a polarization state of a beam from the light source device according to a change in refractive index, and a polarization separation element that deflects the beam toward the drawing unit according to the polarization state. Pattern drawing device.
光源装置からのビームを走査部材によって基板上で走査してパターンを描画する複数の描画ユニットによって、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、
前記光源装置からのビームを前記複数の描画ユニットのいずれか1つに選択的に供給するために、前記光源装置からのビームを順番に通すように配置され、電気的な制御によって前記ビームを前記描画ユニットに向ける複数の選択用光学部材を有するビーム切換部と、
前記複数の描画ユニットの各々に対応して設けられ、前記基板に投射されるビームの強度を所定の範囲で調整可能な複数のビーム強度調整部と、
前記複数の選択用光学部材のうち、前記光源装置からの前記ビームを最後に入射する前記選択用光学部材で選択されて前記描画ユニットを介して前記基板に投射されるビームの強度の調整可能な範囲に基づいて、前記複数の描画ユニットの各々から前記基板に投射されるビームの強度を揃えるように前記複数のビーム強度調整部を制御する制御部と、
を備える、パターン描画装置。
A pattern drawing device that draws a pattern on the substrate by a plurality of drawing units that draw a pattern by scanning the beam from the light source device on the substrate with a scanning member,
In order to selectively supply the beam from the light source device to any one of the plurality of drawing units, the beam from the light source device is arranged to pass through in order, and the beam is controlled by electrical control. A beam switching unit having a plurality of optical members for selection directed to the drawing unit;
A plurality of beam intensity adjusting units that are provided corresponding to each of the plurality of drawing units and that can adjust the intensity of the beam projected onto the substrate within a predetermined range;
Of the plurality of selection optical members, the intensity of the beam selected by the selection optical member that finally enters the beam from the light source device and projected onto the substrate through the drawing unit can be adjusted. A control unit that controls the plurality of beam intensity adjusting units so as to align the intensity of beams projected from the plurality of drawing units to the substrate based on a range;
A pattern drawing apparatus.
請求項7に記載のパターン描画装置であって、
前記選択用光学部材は、回折作用によって前記光源装置からのビームを前記描画ユニットに向けて偏向する音響光学変調素子である、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 7,
The pattern drawing apparatus, wherein the selection optical member is an acousto-optic modulation element that deflects a beam from the light source device toward the drawing unit by a diffraction action.
請求項8に記載のパターン描画装置であって、
前記ビーム強度調整部は、前記選択用光学部材としての前記音響光学変調素子の効率を調整するように、前記音響光学変調素子の駆動信号を調整するドライブ回路を含む、パターン描画装置。
It is a pattern drawing apparatus of Claim 8, Comprising:
The pattern drawing apparatus, wherein the beam intensity adjusting unit includes a drive circuit that adjusts a drive signal of the acousto-optic modulation element so as to adjust the efficiency of the acousto-optic modulation element as the selection optical member.
請求項9に記載のパターン描画装置であって、
前記制御部は、前記複数の選択用光学部材の各々を構成する前記音響光学変調素子の効率の調整可能範囲を比較して、前記複数の描画ユニットの各々から前記基板に投射されるビームの各強度が揃うように調整する、パターン描画装置。
It is a pattern drawing apparatus of Claim 9, Comprising:
The control unit compares the adjustable range of the efficiency of the acousto-optic modulator that constitutes each of the plurality of optical members for selection, and each of the beams projected from the plurality of drawing units onto the substrate. A pattern drawing device that adjusts the strength to match.
請求項10に記載のパターン描画装置であって、
前記制御部は、前記複数の選択用光学部材の各々を構成する前記音響光学変調素子の効率を計測するために、前記音響光学変調素子の複数を透過してくる前記光源装置からのビームの0次光の強度を検出する光電センサからの信号を用いる、パターン描画装置。
It is a pattern drawing apparatus of Claim 10, Comprising:
The control unit is configured to measure 0 of the beam from the light source device that passes through the plurality of the acousto-optic modulation elements in order to measure the efficiency of the acousto-optic modulation elements constituting each of the plurality of selection optical members. A pattern drawing apparatus using a signal from a photoelectric sensor for detecting the intensity of the next light.
請求項7に記載のパターン描画装置であって、
前記選択用光学部材は、屈折率の変化によって前記光源装置からのビームの偏光状態を変える電気光学素子と、偏光状態によって前記ビームを前記描画ユニットに向けて偏向する偏光分離素子とで構成される、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 7,
The selection optical member includes an electro-optical element that changes a polarization state of a beam from the light source device according to a change in refractive index, and a polarization separation element that deflects the beam toward the drawing unit according to the polarization state. Pattern drawing device.
走査部材で光源装置からのビームを基板上で走査してパターンを描画する複数の描画ユニットによって、前記基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、
前記光源装置からのビームを前記描画ユニットに向けて偏向する為の電気光学的な選択用光学部材が前記複数の描画ユニットの各々に対応して設けられ、前記光源装置からのビームを複数の前記選択用光学部材の各々に順番に通すように導光する複数の光学素子を有するビーム切換部と、
前記光源装置からのビームを前記複数の描画ユニットのうちの1つに選択的に供給するように、前記複数の選択用光学部材のうちの1つに偏向の為の駆動信号を与える切換え制御部と、
前記複数の選択用光学部材のうちの前記駆動信号が与えられた前記選択用光学部材を透過した非偏向状態のビームの強度を検出して、前記複数の描画ユニットの各々に供給される前記ビームの強度を計測するビーム強度計測部と、
を備える、パターン描画装置。
A pattern drawing device for drawing a pattern on the substrate by a plurality of drawing units for drawing a pattern by scanning a beam from a light source device on the substrate with a scanning member,
An electro-optic selection optical member for deflecting a beam from the light source device toward the drawing unit is provided corresponding to each of the plurality of drawing units, and a plurality of beams from the light source device are provided to the drawing unit. A beam switching unit having a plurality of optical elements for guiding light to pass through each of the optical members for selection in order;
A switching control unit for supplying a drive signal for deflection to one of the plurality of selection optical members so as to selectively supply a beam from the light source device to one of the plurality of drawing units. When,
The beam that is supplied to each of the plurality of drawing units by detecting the intensity of a non-deflected beam that has passed through the selection optical member to which the drive signal is given among the plurality of selection optical members. A beam intensity measurement unit for measuring the intensity of
A pattern drawing apparatus.
請求項13に記載のパターン描画装置であって、
前記選択用光学部材は、前記光源装置からのビームを、前記駆動信号に応答して前記描画ユニットに向かうように偏向するビームと共に、前記非偏向状態のビームを生成する音響光学変調素子である、パターン描画装置。
It is a pattern drawing apparatus of Claim 13, Comprising:
The selection optical member is an acousto-optic modulation element that generates the non-deflected beam together with a beam that deflects the beam from the light source device toward the drawing unit in response to the drive signal. Pattern drawing device.
請求項13に記載のパターン描画装置であって、
前記選択用光学部材は、前記光源装置からのビームを、前記駆動信号に応答して前記描画ユニットに向かうように偏向するビームと共に、前記非偏向状態のビームを生成する電気光学素子を含む、パターン描画装置。
It is a pattern drawing apparatus of Claim 13, Comprising:
The selection optical member includes an electro-optical element that generates the undeflected beam together with a beam that deflects the beam from the light source device toward the drawing unit in response to the drive signal. Drawing device.
走査部材で光源装置からのビームを基板上で走査してパターンを描画する複数の描画ユニットによって、前記基板にパターンを描画するパターン描画装置であって、
前記光源装置からのビームを前記描画ユニットに向けて偏向する為の音響光学変調素子が前記複数の描画ユニットの各々に対応して設けられ、前記光源装置からのビームを複数の前記音響光学変調素子の各々に順番に通すように導光する複数の光学素子を有するビーム切換部と、
前記光源装置からのビームを前記複数の描画ユニットのうちの1つに順番に供給するように、前記複数の音響光学変調素子のうちの1つを偏向状態に切り換える制御部と、
前記複数の音響光学変調素子のうちの偏向状態になっている前記音響光学変調素子を透過した非偏向状態のビームの強度を検出して、前記複数の描画ユニットの各々に供給される前記ビームの強度を計測するビーム強度計測部と、
を備える、パターン描画装置。
A pattern drawing device for drawing a pattern on the substrate by a plurality of drawing units for drawing a pattern by scanning a beam from a light source device on the substrate with a scanning member,
Acousto-optic modulation elements for deflecting a beam from the light source device toward the drawing unit are provided corresponding to each of the plurality of drawing units, and a beam from the light source device is provided to the plurality of acousto-optic modulation elements. A beam switching unit having a plurality of optical elements that guide the light so as to pass through each in turn,
A controller that switches one of the plurality of acoustooptic modulators to a deflected state so as to sequentially supply a beam from the light source device to one of the plurality of drawing units;
The intensity of the non-deflected beam transmitted through the acousto-optic modulation element in the deflected state among the plurality of acousto-optic modulation elements is detected, and the beam supplied to each of the plurality of drawing units is detected. A beam intensity measurement unit for measuring the intensity;
A pattern drawing apparatus.
請求項16に記載のパターン描画装置であって、
前記ビーム強度計測部は、前記複数の音響光学変調素子のうちの最前段の音響光学変調素子に入射する前記光源装置からのビームの強度を検出する第1の光電センサと、
前記複数の音響光学変調素子の各々を通った前記非偏向状態のビームの強度を検出する第2の光電センサと、
を備える、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 16, wherein
The beam intensity measurement unit includes a first photoelectric sensor that detects the intensity of the beam from the light source device that is incident on the front-stage acoustooptic modulator among the plurality of acoustooptic modulators;
A second photoelectric sensor that detects the intensity of the undeflected beam that has passed through each of the plurality of acoustooptic modulators;
A pattern drawing apparatus.
請求項17に記載のパターン描画装置であって、
前記ビーム強度計測部は、前記制御部によって前記複数の音響光学変調素子のうちの1つが偏向状態に切り換えられるたびに前記第1の光電センサと前記第2の光電センサから出力される光電信号に基づいて、前記複数の音響光学変調素子の各々の効率に関する情報を演算する、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 17,
The beam intensity measurement unit outputs a photoelectric signal output from the first photoelectric sensor and the second photoelectric sensor each time one of the plurality of acousto-optic modulation elements is switched to a deflected state by the control unit. A pattern drawing apparatus that calculates information on the efficiency of each of the plurality of acoustooptic modulators based on the information.
請求項18に記載のパターン描画装置であって、
前記ビーム強度計測部は、前記複数の音響光学変調素子の各々で偏向されて前記描画ユニットの各々に供給される前記ビームをそれぞれ受光するように設けられた複数の第3の光電センサを備える、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 18,
The beam intensity measurement unit includes a plurality of third photoelectric sensors provided so as to receive the beams deflected by the plurality of acousto-optic modulation elements and supplied to the drawing units, respectively. Pattern drawing device.
請求項19に記載のパターン描画装置であって、
前記ビーム強度計測部は、前記第2の光電センサと前記複数の第3の光電センサの各々から出力される光電信号と、前記複数の音響光学変調素子の各々の効率に関する情報とに基づいて、前記複数の音響光学変調素子の透過率に関する情報を演算する、パターン描画装置。
The pattern drawing apparatus according to claim 19,
The beam intensity measurement unit is based on photoelectric signals output from each of the second photoelectric sensor and the plurality of third photoelectric sensors, and information on the efficiency of each of the plurality of acousto-optic modulation elements. The pattern drawing apparatus which calculates the information regarding the transmittance | permeability of these several acousto-optic modulation elements.
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