KR20200024956A - Pattern rendering device and pattern rendering method - Google Patents

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Abstract

피조사체에 투사되는 묘화용 빔을 회전 다면경의 회전에 의해서 반복 주사하여, 상기 피조사체 상에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치로서, 상기 회전 다면경의 복수의 반사면 중 상기 묘화용 빔을 반사하는 제1 반사면과는 다른 제2 반사면이 소정의 각도 위치로 된 것을 검지했을 때에 원점 신호를 발생하는 원점 검출부와, 상기 원점 신호가 발생하고 나서 상기 제2 반사면이 상기 제1 반사면이 될 때까지의 상기 회전 다면경의 회전 속도로 정해지는 소정 시간을 기준으로 하여, 상기 원점 신호의 발생으로부터 소정의 지연된 타이밍에 상기 묘화용 빔에 의한 묘화 개시를 지시하는 제어장치를 구비한다. A pattern drawing apparatus which repeatedly scans a drawing beam projected onto an object to be projected by rotation of a rotating polyhedron, and reflects the drawing beam among a plurality of reflecting surfaces of the rotating polyhedron. An origin detecting unit for generating an origin signal when the second reflecting surface different from the first reflecting surface is set to a predetermined angle position, and the second reflecting surface is the first reflecting surface after the origin signal is generated. And a control device for instructing the drawing start by the drawing beam at a predetermined delayed timing from the generation of the origin signal based on a predetermined time determined by the rotational speed of the rotating polygon mirror until such time as a reference.

Figure P1020207005939
Figure P1020207005939

Description

패턴 묘화 장치 및 패턴 묘화 방법{PATTERN RENDERING DEVICE AND PATTERN RENDERING METHOD}Pattern Writing Device and Pattern Writing Method {PATTERN RENDERING DEVICE AND PATTERN RENDERING METHOD}

본 발명은, 대상물의 피조사면 상에 조사되는 빔의 스폿광을 주사하고, 소정의 패턴을 묘화 노광하는 패턴 묘화 장치 및 패턴 묘화 방법에 관한 것이다.This invention relates to the pattern drawing apparatus and pattern drawing method which scan the spot light of the beam irradiated on the to-be-irradiated surface, and draw and expose a predetermined pattern.

종래부터, 사무용의 고속 프린터로서, 레이저 빔의 스폿광을 감광(感光) 드럼 등의 피조사체(대상물)에 투사하면서, 스폿광을 회전 다면경(多面鏡)에 의해서 주주사선(主走査線)을 따라서 1차원 방향으로 주주사하면서, 피조사체를 주주사선 방향과 직교한 부주사(副走査) 방향으로 이동시켜, 피조사체 상에 소망하는 패턴이나 화상(畵像)(문자, 도형, 사진 등)을 묘화하는 것이 알려져 있다. BACKGROUND ART Conventionally, as a high-speed printer for office use, a main scanning line is rotated by a multifaceted mirror while the spot light is projected while projecting the spot light of the laser beam onto an object (object) such as a photosensitive drum. While scanning in the one-dimensional direction along the direction, the subject is moved in the sub-scanning direction perpendicular to the main scanning line direction, and the desired pattern or image (character, figure, photograph, etc.) on the subject is Drawing is known.

일본특허공개 평8-11348호 공보에는, 빔의 주주사선의 기울기를 조정하는 빔 주사 장치가 개시되어 있다. 일본특허공개 평8-11348호 공보에 기재된 빔 주사 장치는, 빔의 조사 방향으로 경사져 있는 플레이트와, 플레이트 상에 재치(載置)된 광학 유닛을 구비하며, 이 플레이트는, 본체 상에 재치(載置)되어 있다. 그리고, 플레이트를 본체에 대해서 주주사 방향으로 회전시킴으로써, 광학 유닛을 회전시켜 주주사선의 기울기를 조정한다. 이 조정에 의해서, 주주사선의 중점의 양측의 길이가 다르게 되어 버리므로, 광학 유닛을 플레이트에 대해서 주주사 방향으로 회전시킴으로써 주주사선의 중점의 양측의 길이가 동일하게 되도록 조정한다. 그리고, 주사선 자체의 2차원적인 위치 어긋남이나 주주사선 방향의 배율 어긋남은, 광학 유닛의 감광체로부터의 거리의 조정이나 주주사선을 따른 묘화의 써넣음 타이밍의 전기적인 제어에 의해 보정하고 있다. 또, 광학 유닛은, 묘화를 위해서 변조(變調)된 빔을 사출하는 광원, 그 빔을 평행광으로 하는 콜리메이터 렌즈, 회전 다면경(多面鏡), 및 fθ 렌즈를 내부에 일체로 구비하고 있다. Japanese Patent Laid-Open No. 8-11348 discloses a beam scanning device for adjusting the inclination of the main scan line of a beam. The beam scanning apparatus described in JP 8-11348 A includes a plate inclined in the beam irradiation direction, and an optical unit mounted on the plate, and the plate is placed on a main body ( Viii) Then, by rotating the plate relative to the main body in the main scanning direction, the optical unit is rotated to adjust the inclination of the main scanning line. By this adjustment, since the lengths of both sides of the midpoint of the main scan line are different, the optical unit is rotated in the main scanning direction with respect to the plate so that the lengths of both sides of the midpoint of the main scan line are the same. The two-dimensional positional shift and the magnification shift in the main scan line direction of the scanning line itself are corrected by adjusting the distance from the photoconductor of the optical unit and electrical control of the writing timing of the drawing along the main scan line. Moreover, the optical unit is provided with the light source which emits the modulated beam for drawing, the collimator lens which makes the beam into parallel light, the rotating polyhedron, and f (theta) lens integrally inside.

그렇지만, 일본특허공개 평8-11348호 공보에서는, 주주사선으로부터 멀리 떨어진 위치를 중심으로 하여 광학 유닛을 회전시키기 위해, 주주사선의 기울기를 조정하는데 복수 단계의 조정(본체에 대한 플레이트의 회전 조정, 플레이트에 대한 광학 유닛의 회전 조정, 광학 유닛의 감광체로부터의 거리 조정, 및 묘화의 써넣음 타이밍의 보정 등)을 행하지 않으면 안 된다. 특히, 파장 400nm 이하의 자외선 빔의 스폿광을 사용하여, 수㎛~수십㎛ 정도의 최소 선폭(線幅)의 패턴을 정밀하게 묘화하는 전자 디바이스용 빔 주사 장치에서는, 패턴을 묘화하고 있는 한중간에, 주사선의 기울기(부주사 방향과 직교한 방향에 대한 주주사선 방향의 기울기)를 미세 조정하는 경우가 있기 때문에, 간단히 주사선의 기울기를 조정하고 싶다고 하는 요망이 있다. 그래서, 본 건 발명의 실시 형태에서는, 그러한 과제를 해결한다. However, in Japanese Patent Laid-Open No. 8-11348, in order to rotate the optical unit about a position far from the main scanning line, a plurality of stages of adjustment (adjustment of rotation of the plate relative to the main body) are used to adjust the inclination of the main scanning line. Adjustment of rotation of the optical unit relative to the plate, adjustment of the distance from the photosensitive member of the optical unit, correction of the writing timing of the drawing, and the like must be performed. Especially in the beam scanning apparatus for electronic devices which draws the pattern of the minimum line width of about several micrometers-several tens of micrometers precisely using the spot light of the ultraviolet-beam of wavelength 400nm or less, in the middle of drawing a pattern. Since the inclination of the scanning line (the inclination of the main scanning line direction with respect to the direction orthogonal to the sub-scanning direction) may be finely adjusted, there is a desire to simply adjust the inclination of the scanning line. Then, in embodiment of this invention, such a subject is solved.

본 발명의 제1 형태는, 광원 장치로부터의 빔의 스폿광을 대상물의 피조사면에 투사하면서, 상기 스폿광을 상기 피조사면 상에서 1차원으로 주사하는 빔 주사 장치로서, 상기 광원 장치로부터의 상기 빔을 입사시키는 입사 광학 부재와, 상기 입사 광학 부재로부터의 상기 빔을 상기 1차원의 주사를 위해서 편향시키는 주사용 편향 부재와, 편향된 상기 빔을 입사시켜 상기 피조사면에 투사하는 투사 광학계와, 상기 입사 광학 부재, 상기 주사용 편향 부재, 및 상기 투사 광학계를 지지하여, 상기 스폿광의 주사에 의해서 상기 피조사면 상에 형성되는 주사선 상의 특정점을 상기 피조사면에 대해서 수직으로 통과하는 조사 중심축과 소정의 허용 범위 내에서 동축이 되는 제1 회전 중심축의 둘레로 회전 가능한 지지 프레임을 구비한다.A first aspect of the present invention is a beam scanning device for scanning the spot light in one dimension on the irradiated surface while projecting the spot light of the beam from the light source device onto an object to be irradiated, wherein the beam from the light source device An incidence optical member for injecting light, a scanning deflection member for deflecting the beam from the incidence optical member for the one-dimensional scanning, a projection optical system for injecting the deflected beam into the irradiated surface, and the incidence An irradiation center axis and a predetermined irradiation center axis for supporting an optical member, the scanning deflection member, and the projection optical system and passing a specific point on a scan line formed on the irradiated surface perpendicularly to the irradiated surface by scanning the spot light. And a support frame rotatable around a first rotational center axis that is coaxial within the permissible range.

본 발명의 제2 형태는, 광원 장치로부터의 빔의 스폿광을 대상물의 피조사면 상에서 조사하면서, 상기 스폿광을 상기 피조사면 상에서 1차원으로 주사하는 빔 주사 장치로서, 상기 광원 장치로부터의 상기 빔을 입사시키는 입사 광학 부재와, 상기 입사 광학 부재로부터의 상기 빔을 상기 1차원의 주사를 위해서 편향시키는 주사용 편향 부재와, 편향된 상기 빔을 입사시켜 상기 피조사면에 투사하는 투사 광학계와, 상기 피조사면과 상기 투사 광학계와의 사이에 마련되고, 상기 스폿광의 주사에 의해서 상기 피조사면 상에 형성되는 주사선 상의 특정점을 상기 피조사면에 대해서 수직으로 통과하는 조사 중심축과 소정의 허용 범위 내에서 동축이 되는 회전 중심축의 둘레로 상기 주사선을 회전시키는 상(像)회전 광학계를 구비한다. A second aspect of the present invention is a beam scanning device for scanning the spot light in one dimension on the irradiated surface while irradiating the spot light of the beam from the light source device on the target surface, wherein the beam from the light source device An incidence optical member for injecting light, a scanning deflection member for deflecting the beam from the incidence optical member for the one-dimensional scanning, a projection optical system for injecting the deflected beam into the irradiated surface, and the creation It is provided between the slope and the projection optical system, and coaxially within a predetermined allowable range with the irradiation central axis passing a specific point on the scanning line formed on the irradiation surface perpendicularly to the irradiation surface by scanning the spot light. The image rotation optical system which rotates the said scanning line around the rotation center axis | shaft used as this is provided.

본 발명의 제3 형태는, 빔 주사 장치를 이용하여, 광원 장치로부터의 빔의 스폿광을 대상물의 피조사면에 투사하면서, 상기 스폿광을 상기 피조사면 상에서 1차원으로 주사하는 빔 주사 방법으로서, 상기 빔 주사 장치에 광원 장치로부터의 상기 빔을 입사시키는 입사 스텝과, 입사한 상기 빔을 상기 1차원의 주사를 위해서 편향시키는 편향 스텝과, 편향된 상기 빔을 입사시켜 상기 피조사면에 투사하는 투사 스텝과, 상기 스폿광의 주사에 의해서 상기 피조사면 상에 형성되는 주사선 상의 특정점을 상기 피조사면에 대해서 수직으로 통과하는 조사 중심축과 소정의 허용 범위 내에서 동축이 되는 회전 중심축의 둘레에 상기 주사선을 회전시키는 회전 스텝을 포함한다. A third aspect of the present invention is a beam scanning method for scanning the spot light in one dimension on the irradiated surface while projecting the spot light of the beam from the light source device onto the irradiated surface of the object by using a beam scanning device. An incidence step of injecting the beam from the light source device into the beam scanning apparatus, a deflection step of deflecting the incident beam for the one-dimensional scanning, and a projection step of injecting the deflected beam into the irradiated surface And the scanning line around a rotational central axis which is coaxial within a predetermined allowable range with the irradiation central axis passing through a specific point on the scanning line formed vertically with respect to the irradiation surface by scanning the spot light. It includes a rotating step to rotate.

본 발명의 제4 형태는, 광원 장치로부터의 빔의 스폿광을 대상물의 피조사면에 투사하면서, 상기 스폿광을 상기 피조사면 상에서 1차원으로 주사하는 패턴 묘화 장치로서, 상기 광원 장치로부터의 상기 빔을 받는 입사 광학 부재와, 상기 입사 광학 부재로부터의 상기 빔을 상기 1차원의 주사를 위해서 편향시키는 주사용 편향 부재와, 편향된 상기 빔을 입사시켜 상기 피조사면에 투사하는 투사 광학계와, 상기 입사 광학 부재, 상기 주사용 편향 부재, 및 상기 투사 광학계를 지지하는 지지 프레임과, 상기 지지 프레임을, 상기 피조사면의 법선과 평행한 제1 회전 중심축의 둘레로 회전 가능한 상태로 장치 본체에 지지하는 회전 지지 기구와, 상기 입사 광학 부재에 입사하는 상기 빔의 입사축과 상기 제1 회전 중심축이 소정의 허용 범위 내에서 동축이 되도록, 상기 광원 장치로부터의 상기 빔을 상기 입사 광학 부재로 안내하는 광 도입 광학계를 구비한다. A fourth aspect of the present invention is a pattern drawing apparatus for scanning the spot light in one dimension on the irradiated surface while projecting the spot light of the beam from the light source device onto the target surface, wherein the beam from the light source device An incident optical member for receiving a light, a scanning deflection member for deflecting the beam from the incident optical member for the one-dimensional scanning, a projection optical system for incident and deflecting the deflected beam onto the irradiated surface, and the incident optical member Rotating support for supporting the member, the scanning deflection member, the support frame for supporting the projection optical system, and the support frame to the apparatus body in a state rotatable about a first rotational central axis parallel to the normal of the irradiated surface. A mechanism, the incident axis of the beam incident on the incident optical member, and the first rotational center axis are coaxial within a predetermined allowable range. And a light introduction optical system for guiding the beam from the light source device to the incident optical member.

본 발명의 제5 형태는, 광원 장치로부터의 빔의 스폿광을 대상물의 피조사면에 투사하면서, 상기 스폿광을 상기 피조사면 상에서 1차원으로 주사하는 패턴 묘화 장치로서, 상기 광원 장치로부터의 상기 빔을 상기 1차원의 주사를 위해서 편향시키는 주사용 편향 부재와, 편향된 상기 빔을 입사시켜 상기 피조사면에 투사하는 투사 광학계와, 상기 주사용 편향 부재, 및 상기 투사 광학계를 지지하는 지지 프레임과, 상기 스폿광의 주사에 의해서 상기 피조사면 상에 형성되는 주사선 상의 특정점을 통과하는 상기 피조사면의 법선을 조사 중심축으로 했을 때, 상기 지지 프레임의 장치 본체에의 지지 부분이 상기 조사 중심축으로부터 소정의 반경 내의 영역에 제한되도록, 상기 지지 프레임과 상기 장치 본체를 결합하는 결합 부재를 구비한다. A fifth aspect of the present invention is a pattern drawing apparatus for scanning the spot light in one dimension on the irradiated surface while projecting the spot light of the beam from the light source device onto the target surface, wherein the beam from the light source device A scanning deflection member for deflecting the beam for the one-dimensional scanning, a projection optical system for injecting the deflected beam and projecting it onto the irradiated surface, a support frame for supporting the scanning deflection member, and the projection optical system, When the normal of the irradiated surface passing through a specific point on the scan line formed on the irradiated surface by scanning the spot light is the irradiation central axis, a supporting portion of the support frame to the apparatus main body is predetermined from the irradiation central axis. And a coupling member for engaging the support frame and the apparatus body so as to be limited to an area within a radius.

본 발명의 제6 형태는, 대상물의 피조사면에 투사되는 빔을 상기 피조사면 상에서 스폿광에 수렴하면서, 상기 스폿광을 1차원으로 주사하는 빔 주사 장치로서, 입사 빔을 반사시킴과 아울러, 반사빔을 소정 각도의 범위 내에서 편향시킴으로써, 상기 스폿광을 주사시키는 편향 부재와, 상기 입사 빔을, 상기 편향 부재를 향하게 하도록 송광(送光)하는 송광 광학계와, 상기 송광 광학계로부터의 상기 입사 빔을 입사시켜 상기 편향 부재에 투사함과 아울러, 상기 반사빔을 입사시켜 상기 반사빔의 상기 스폿광을 상기 피조사면에 투사하는 투사 광학계를 구비한다. A sixth aspect of the present invention is a beam scanning device for scanning the spot light in one dimension while converging the beam projected on the irradiated surface of the object onto the spot light on the irradiated surface, reflecting the incident beam, and reflecting it. By deflecting the beam within a range of a predetermined angle, a deflection member for scanning the spot light, a transmission optical system for transmitting the incident beam toward the deflection member, and the incident beam from the transmission optical system And a projection optical system which projects the spot beam of the reflected beam by injecting the light into the deflection member while projecting the reflected beam.

본 발명의 제7 형태는, 대상물의 피조사면에 투사되는 빔을 1차원으로 주사하여 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치로서, 상기 빔을 1차원의 주사를 위해서 편향시키는 편향 부재와, 광원 장치로부터의 상기 빔을 입사시켜, 상기 편향 부재를 향하게 하도록 송광하는 송광 광학계와, 상기 송광 광학계로부터의 상기 빔을 입사시켜 상기 편향 부재에 투사함과 아울러, 상기 편향 부재에서 반사한 상기 빔을 상기 피조사면에 투사하는 투사 광학계를 구비한다. A seventh aspect of the present invention is a pattern drawing apparatus for drawing a predetermined pattern by scanning a beam projected onto an object to be irradiated in one dimension, comprising: a biasing member for deflecting the beam for one-dimensional scanning, and a light source device A light transmission optical system that transmits the beam from the light transmission optical system so as to be incident to the deflection member, and transmits the beam from the light transmission optical system to the deflection member and reflects the beam reflected from the deflection member; A projection optical system for projecting onto a slope is provided.

본 발명의 제8 형태는, 피조사체에 투사되는 묘화용 빔을 회전 다면경의 회전에 의해서 반복 주사하여, 상기 피조사체 상에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치로서, 상기 회전 다면경의 복수의 반사면 중 상기 묘화용 빔을 반사하는 제1 반사면과는 다른 제2 반사면이 소정의 각도 위치로 된 것을 검지했을 때에 원점 신호를 발생하는 원점 검출부와, 상기 원점 신호가 발생하고 나서 상기 제2 반사면이 상기 제1 반사면이 될 때까지의 상기 회전 다면경의 회전 속도로 정해지는 소정 시간을 기준으로 하여, 상기 원점 신호의 발생으로부터 소정의 지연된 타이밍에 상기 묘화용 빔에 의한 묘화 개시를 지시하는 제어장치를 구비한다. An eighth aspect of the present invention is a pattern drawing apparatus which repeatedly scans a drawing beam projected on an irradiated object by the rotation of a rotating polyhedron to draw a predetermined pattern on the irradiated object, wherein a plurality of half of the rotating polyhedron An origin detector for generating an origin signal when the second reflecting surface different from the first reflecting surface reflecting the drawing beam in the slope is at a predetermined angle position, and the second signal after the origin signal is generated Instructs drawing start by the drawing beam at a predetermined delayed time from the generation of the origin signal, based on a predetermined time determined by the rotation speed of the rotating polygon mirror until the reflecting surface becomes the first reflecting surface. It is provided with a control device.

도 1은 실시 형태의 기판에 노광 처리를 실시하는 노광 장치를 포함하는 디바이스 제조 시스템의 개략 구성도이다.
도 2는 기판이 감겨진 도 1의 회전 드럼의 상세도이다.
도 3은 스폿광의 묘화 라인 및 기판 상에 형성된 얼라이먼트 마크를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1의 노광 장치의 요부 확대도이다.
도 5는 도 4의 광 도입 광학계의 광학적인 구성을 나타내는 상세도이다.
도 6은 도 5의 묘화용 광학 소자에 의한 광로의 전환을 설명하는 개략 설명도이다.
도 7은 도 4의 빔 주사 장치의 광학적인 구성도이다.
도 8은 도 7의 폴리곤 미러의 주변에 마련된 원점 센서의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 원점 신호의 발생 타이밍과 묘화 개시 타이밍과의 관계를 나타내는 도면이다.
도 10은 도 4의 제2 프레임부에 의한 빔 주사 장치의 유지 구조를 나타내는 단면도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI선 화살표에서 본 단면도이다.
도 12는 도 4 및 도 10, 11 중에 나타낸 빔 주사 장치의 복수를 유지하는 구조체를 나타내는 사시도이다.
도 13은 도 12에 나타낸 구조체의 노광 장치 본체부와의 장착 구조를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 4의 노광 헤드에 의해서 소정의 패턴이 노광되는 노광 영역의 변형 상태를 나타내는 도면이다.
도 15는 변형예 1에서의 빔 주사 장치의 광학적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 16은 변형예 2에서의 빔 주사 장치의 광학적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 17a는, 변형예 4에서의 빔 주사 장치의 광학적인 구성을 XtZt 평면과 평행한 면내에서 본 도면이며, 도 17b는, 변형예 4에서의 빔 주사 장치의 광학적인 구성을 YtZt 평면과 평행한 면내에서 본 도면이다.
도 18a는, 변형예 5에서의 빔 주사 장치의 광학적인 구성을 XtYt 평면과 평행한 면내에서 본 도면이며, 도 18b는, 변형예 5에서의 빔 주사 장치의 광학적인 구성을 YtZt 평면과 평행한 면내에서 본 도면이다.
도 19는 변형예 6에서의 빔 주사 장치의 광학적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 20은 도 19의 빔 주사 장치를 복수 배치하는 경우의 구성을 나타내는 도면이다.
도 21은 빔 주사 장치에 의한 묘화 라인을 기울인 경우의 묘화 위치의 오차를 설명하는 도면이다.
도 22는 빔 주사 장치의 회전 중심이 어긋나 있는 경우에 묘화 라인을 기울인 경우의 묘화 위치의 오차를 설명하는 도면이다.
도 23은 제2 실시 형태에 의한 빔 주사 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic block diagram of the device manufacturing system containing the exposure apparatus which performs an exposure process to the board | substrate of embodiment.
FIG. 2 is a detailed view of the rotating drum of FIG. 1 with the substrate wound up.
FIG. 3 is a diagram showing a drawing line of spot light and an alignment mark formed on a substrate.
4 is an enlarged view illustrating main parts of the exposure apparatus of FIG. 1.
FIG. 5 is a detailed view showing an optical configuration of the light introducing optical system of FIG. 4.
It is a schematic explanatory drawing explaining switching of an optical path by the drawing optical element of FIG.
7 is an optical configuration diagram of the beam scanning apparatus of FIG. 4.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration of an origin sensor provided around the polygon mirror of FIG. 7.
9 is a diagram illustrating a relationship between the generation timing of the origin signal and the drawing start timing.
10 is a cross-sectional view illustrating a holding structure of the beam scanning apparatus by the second frame portion of FIG. 4.
FIG. 11 is a cross-sectional view taken from the arrow XI-XI of FIG. 10.
FIG. 12 is a perspective view showing a structure for holding a plurality of beam scanning apparatuses shown in FIGS. 4, 10, and 11.
It is a perspective view which shows the attachment structure with the exposure apparatus main body part of the structure shown in FIG.
FIG. 14 is a diagram illustrating a deformation state of an exposure area where a predetermined pattern is exposed by the exposure head of FIG. 4.
FIG. 15 is a diagram showing an optical configuration of a beam scanning device in Modification Example 1. FIG.
FIG. 16 is a diagram showing an optical configuration of a beam scanning apparatus in modified example 2. FIG.
FIG. 17A is a view of an optical configuration of the beam scanning apparatus in modified example 4 in a plane parallel to the XtZt plane, and FIG. 17B is a view of an optical configuration of a beam scanning apparatus in modified example 4 in parallel with the YtZt plane. It is a figure seen from the inside.
FIG. 18A is a view showing the optical configuration of the beam scanning apparatus in the modification 5 in a plane parallel to the XtYt plane, and FIG. 18B is a view showing the optical configuration of the beam scanning apparatus in the modification 5 in parallel with the YtZt plane. It is a figure seen from the inside.
19 is a diagram illustrating an optical configuration of a beam scanning apparatus in modified example 6. FIG.
20 is a diagram illustrating a configuration in a case where a plurality of beam scanning apparatuses of FIG. 19 are arranged.
It is a figure explaining the error of the drawing position at the time of tilting the drawing line by a beam scanning apparatus.
It is a figure explaining the error of the drawing position when the drawing line is inclined when the rotation center of a beam scanning apparatus shifts.
It is a figure which shows the structure of the beam scanning apparatus which concerns on 2nd Embodiment.

본 발명의 형태에 관한 패턴 묘화 장치 및 패턴 묘화 방법에 대해서, 바람직한 실시 형태를 언급하며, 첨부의 도면을 참조하면서 이하, 상세하게 설명한다. 또, 본 발명의 형태는, 이들 실시 형태에 한정되는 것이 아니고, 다양한 변경 또는 개량을 가한 것도 포함된다. 즉, 이하에 기재한 구성 요소에는, 당업자가 용이하게 상정(想定)할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함되며, 이하에 기재한 구성 요소는 적절히 조합시키는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성 요소의 여러 가지의 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다. EMBODIMENT OF THE INVENTION The pattern drawing apparatus and the pattern drawing method which concern on the aspect of this invention are mentioned in detail below, referring preferred embodiment, and referring an accompanying drawing. Moreover, the form of this invention is not limited to these embodiment, The thing which added various changes or improvement is also included. That is, the components described below include those that can be easily assumed by those skilled in the art and those that are substantially the same, and the components described below can be appropriately combined. Moreover, various omission, substitution, or a change of a component can be made in the range which does not deviate from the summary of this invention.

도 1은, 실시 형태의 기판(피조사체인 대상물)(FS)에 노광 처리를 실시하는 노광 장치(EX)를 포함하는 디바이스 제조 시스템(10)의 개략 구성도이다. 또, 이하의 설명에서는, 특별히 언급이 않는 한, 중력 방향을 Z방향으로 하는 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 도면에 나타내는 화살표에 따라서, X방향, Y방향, 및 Z방향을 설명한다. FIG. 1: is a schematic block diagram of the device manufacturing system 10 containing the exposure apparatus EX which performs exposure processing to the board | substrate (object to be irradiated) FS of embodiment. In addition, in the following description, unless otherwise indicated, the XYZ rectangular coordinate system which makes a gravity direction Z direction is set, and an X direction, a Y direction, and a Z direction are demonstrated according to the arrow shown in a figure.

디바이스 제조 시스템(10)은, 예를 들면, 전자 디바이스로서의 플렉시블·디스플레이, 플렉시블 배선, 플렉시블·센서 등을 제조하는 제조 라인이 구축된 제조 시스템이다. 이하, 전자 디바이스로서 플렉시블·디스플레이를 전제로 하여 설명한다. 플렉시블·디스플레이로서는, 예를 들면, 유기 EL디스플레이, 액정 디스플레이등이 있다. 디바이스 제조 시스템(10)은, 가요성의 시트 모양의 기판(시트 기판)(FS)을 롤 모양으로 감은 도시하지 않은 공급 롤로부터 기판(FS)이 송출되고, 송출된 기판(FS)에 대해서 각종 처리를 연속적으로 실시한 후, 각종 처리 후의 기판(FS)을 도시하지 않은 회수 롤에서 권취하는, 이른바, 롤·투·롤(Roll To Roll) 방식의 구조를 가진다. 기판(FS)은, 기판(FS)의 이동 방향이 긴 길이 방향(장척(長尺))이 되고, 폭방향이 짧은 길이 방향(단척(短尺))이 되는 띠 모양의 형상을 가진다. 각종 처리 후의 기판(FS)은, 복수의 전자 디바이스가 장척 방향을 따라서 늘어선 상태로 되어 있고, 다면취(多面取)용 기판으로 되어 있다. 상기 공급 롤로부터 보내어진 기판(FS)은, 순차적으로, 프로세스 장치(PR1), 노광 장치(EX), 및 프로세스 장치(PR2) 등에 의해 각종 처리가 실시되어, 상기 회수 롤에서 권취된다. The device manufacturing system 10 is a manufacturing system in which the manufacturing line which manufactures a flexible display, a flexible wiring, a flexible sensor, etc. as an electronic device is established, for example. Hereinafter, a description will be given on the premise that the flexible display is an electronic device. Examples of the flexible display include an organic EL display and a liquid crystal display. The device manufacturing system 10 sends out the board | substrate FS from the supply roll not shown which wound the flexible sheet-like board | substrate (sheet board | substrate) FS in roll shape, and various processes with respect to the board | substrate FS sent out. After successively carrying out, it has a structure of what is called a roll-to-roll system which winds up the board | substrate FS after various processes in the collection roll which is not shown in figure. The board | substrate FS has a strip-shaped shape in which the moving direction of the board | substrate FS becomes a long longitudinal direction (long length), and a width direction becomes a short longitudinal direction (short length). The board | substrate FS after various processes is in the state in which several electronic devices were lined up along the elongate direction, and it is a board | substrate for multifaceting. The substrate FS sent from the supply roll is sequentially subjected to various processes by the process apparatus PR1, the exposure apparatus EX, the process apparatus PR2, and the like, and wound up on the recovery roll.

또, X방향은, 수평면내에서, 프로세스 장치(PR1)로부터 노광 장치(EX)를 거쳐 프로세스 장치(PR2)를 향하는 방향(반송 방향)이다. Y방향은, 수평면내에서 X방향에 직교하는 방향이며, 기판(FS)의 폭방향(단척 방향)이다. Z방향은, X방향과 Y방향에 직교하는 방향(윗방향)이며, 중력이 작용하는 방향과 평행이다. Moreover, X direction is a direction (transfer direction) which goes to the process apparatus PR2 from the process apparatus PR1 through the exposure apparatus EX in a horizontal plane. The Y direction is a direction orthogonal to the X direction in the horizontal plane, and is the width direction (short direction) of the substrate FS. The Z direction is a direction orthogonal to the X direction and the Y direction (upward direction), and is parallel to the direction in which gravity acts.

기판(FS)은, 예를 들면, 수지 필름, 혹은, 스테인리스강 등의 금속 또는 합금으로 이루어지는 박(箔)(포일) 등이 이용된다. 수지 필름의 재질로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지, 에틸렌 비닐 공중합체 수지, 폴리염화비닐 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리스티렌 수지, 및 아세트산 비닐 수지 중, 적어도 1개 이상을 포함한 것을 이용해도 괜찮다. 또, 기판(FS)의 두께나 강성(영률(Young's modulus))은, 노광 장치(EX)의 반송로를 지날 때에, 기판(FS)에 좌굴(坐屈)에 의한 접힌금이나 비가역적인 주름이 생기지 않는 범위이면 좋다. 기판(FS)의 모재(母材)로서, 두께가 25㎛~200㎛ 정도의 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)나 PEN(폴리에틸렌 나프타레이트) 등의 필름은, 바람직한 시트 기판의 전형이다. As the board | substrate FS, foil (foil) etc. which consist of a metal film or alloys, such as stainless steel or the like, are used, for example. Examples of the material of the resin film 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, at least one of which may be used. In addition, when the thickness and rigidity (Young's modulus) of the substrate FS pass through the conveyance path of the exposure apparatus EX, folds due to buckling and irreversible wrinkles on the substrate FS It may be a range that does not occur. As a base material of the board | substrate FS, films, such as PET (polyethylene terephthalate) and PEN (polyethylene naphtharate), whose thickness is about 25 micrometers-200 micrometers, are typical of a preferable sheet substrate.

기판(FS)은, 프로세스 장치(PR1), 노광 장치(EX), 및 프로세스 장치(PR2)에서 실시되는 각 처리에서 열을 받는 경우가 있기 때문에, 열팽창 계수가 현저하게 크지 않은 재질의 기판(FS)을 선정하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 무기 필러를 수지 필름에 혼합하는 것에 의해서 열팽창 계수를 억제할 수 있다. 무기 필러는, 예를 들면, 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 또는, 산화 규소 등이라도 좋다. 또, 기판(FS)은, 플로트법 등에 의해 제조된 두께 100㎛ 정도의 매우 얇은 유리의 단층체라도 좋고, 이 매우 얇은 유리에 상기의 수지 필름, 박 등을 접합시킨 적층체라도 좋다. Since the board | substrate FS may receive heat in each process performed by the process apparatus PR1, the exposure apparatus EX, and the process apparatus PR2, the board | substrate FS of the material with which a thermal expansion coefficient is not remarkably large. ) Is preferable. For example, a thermal expansion coefficient can be suppressed by mixing an inorganic filler with a resin film. The inorganic filler may be titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide, or the like. Moreover, the board | substrate FS may be the monolayer of the very thin glass about 100 micrometers thickness manufactured by the float method, etc., and the laminated body which bonded the said resin film, foil, etc. to this very thin glass may be sufficient.

그런데, 기판(FS)의 가요성(flexibility)은, 기판(FS)에 자중(自重) 정도의 힘을 가해도 전단(剪斷)하거나 파단하거나 하는 것이 아니고, 그 기판(FS)을 휘게 하는 것이 가능한 성질을 말한다. 또, 자중 정도의 힘에 의해서 굴곡하는 성질도 가요성에 포함된다. 또, 기판(FS)의 재질, 크기, 두께, 기판(FS) 상에 성막(成膜)되는 층 구조, 온도, 습도 등의 환경 등에 따라서, 가요성의 정도는 변한다. 결국, 본 실시 형태에 의한 디바이스 제조 시스템(10) 내의 반송로에 마련되는 각종의 반송용 롤러, 회전 드럼 등의 반송 방향 전환용 부재에 기판(FS)을 바르게 감는 경우에, 좌굴하여 접은 금이 생기거나, 파손(깨짐이나 균열이 발생)하거나 하지 않고, 기판(FS)을 매끄럽게 반송할 수 있으면, 가요성의 범위라고 할 수 있다. By the way, the flexibility of the substrate FS does not shear or break even when a force of about the weight is applied to the substrate FS, and it is to bend the substrate FS. Say possible properties. Moreover, the property to bend by the force of self-weight is also included in flexibility. The degree of flexibility varies depending on the material, size, thickness of the substrate FS, the layer structure formed on the substrate FS, the environment such as temperature, humidity, and the like. As a result, when the substrate FS is properly wound on the conveyance direction switching members such as various conveyance rollers, rotary drums and the like provided in the conveyance path in the device manufacturing system 10 according to the present embodiment, the buckling and folding cracks If the substrate FS can be smoothly conveyed without being generated or broken (breaking or cracking), it can be said to be a flexible range.

프로세스 장치(PR1)는, 노광 장치(EX)에서 노광 처리되는 기판(FS)에 대해서 전(前)공정의 처리를 행한다. 프로세스 장치(PR1)는, 전공정의 처리를 행한 기판(FS)을 노광 장치(EX)로 향하여 보낸다. 이 전공정의 처리에 의해, 노광 장치(EX)로 보내어지는 기판(FS)은, 그 표면에 감광성 기능층(감광층)이 형성된 기판(감광 기판)(FS)으로 되어 있다. The process apparatus PR1 performs a process of a previous process with respect to the board | substrate FS exposed by exposure apparatus EX. The process apparatus PR1 sends the board | substrate FS which processed the previous process toward the exposure apparatus EX. The board | substrate FS sent to the exposure apparatus EX by the process of this front process becomes the board | substrate (photosensitive board | substrate) FS in which the photosensitive functional layer (photosensitive layer) was formed in the surface.

이 감광성 기능층은, 용액으로서 기판(FS) 상에 도포되고, 건조하는 것에 의해서 층(막)이 된다. 감광성 기능층의 전형적인 것은 포토레지스트(액상(液狀) 또는 드라이 필름상(film狀))이지만, 현상(現像) 처리가 불필요한 재료로서, 자외선의 조사를 받는 부분의 친발액성(親撥液性)이 개질되는 감광성 실란 커플링제(SAM), 혹은 자외선의 조사를 받은 부분에 도금 환원기가 드러나는 감광성 환원제 등이 있다. 감광성 기능층으로서 감광성 실란 커플링제를 이용하는 경우는, 기판(FS) 상의 자외선에 의해 노광된 패턴 부분이 발액성으로부터 친액성으로 개질된다. 그 때문에, 친액성이 된 부분 위에 도전성 잉크(은이나 동 등의 도전성 나노 입자를 함유하는 잉크)나 반도체 재료를 함유한 액체 등을 선택 도포함으로써, 박막 트랜지스터(TFT) 등을 구성하는 전극, 반도체, 절연, 혹은 접속용 배선이나 전극이 되는 패턴층을 형성할 수 있다. 감광성 기능층으로서, 감광성 환원제를 이용하는 경우는, 기판(FS) 상의 자외선에 의해 노광된 패턴 부분에 도금 환원기가 드러난다. 그 때문에, 노광 후, 기판(FS)을 즉시 팔라듐 이온 등을 포함하는 도금액 중에 일정 시간 침지함으로써, 팔라듐에 의한 패턴층이 형성(석출)된다. 이러한 도금 처리는 애더티브(additive)인 프로세스이지만, 그 외, 서브트랙티브(subtractive)인 프로세스로서의 에칭 처리를 전제로 하는 경우, 노광 장치(EX)로 보내어지는 기판(FS)은, 모재를 PET나 PEN로 하고, 그 표면에 알루미늄(Al)이나 동(Cu) 등의 금속성 박막을 전면 또는 선택적으로 증착하고, 또 그 위에 포토레지스트층을 적층한 것이라도 좋다.This photosensitive functional layer is apply | coated on the board | substrate FS as a solution, and turns into a layer (film) by drying. Typical of the photosensitive functional layer is a photoresist (liquid or dry film), but it is a material that does not require development treatment, and has a hydrophilic liquid property of a portion subjected to ultraviolet irradiation. The modified photosensitive silane coupling agent (SAM), or the photosensitive reducing agent in which the plating reduction group is revealed in the part which irradiated with the ultraviolet-ray. When using the photosensitive silane coupling agent as a photosensitive functional layer, the pattern part exposed by the ultraviolet-ray on the board | substrate FS is modified from liquid repellency to lyophilic. Therefore, by selectively applying a conductive ink (an ink containing conductive nanoparticles such as silver or copper), a liquid containing a semiconductor material, or the like onto the lyophilic portion, an electrode constituting a thin film transistor (TFT) or the like, a semiconductor The insulating layer can be provided with a pattern layer serving as an insulation or connection wiring or an electrode. When a photosensitive reducing agent is used as the photosensitive functional layer, the plating reducing group is exposed on the pattern portion exposed by the ultraviolet rays on the substrate FS. Therefore, after exposure, the board | substrate FS is immediately immersed in plating liquid containing palladium ion etc. for a fixed time, and the pattern layer by palladium is formed (precipitates). Such a plating process is an additive process, but in addition, when the etching process as a subtractive process is premised, the substrate FS sent to the exposure apparatus EX has a base metal PET. Or PEN, a metal thin film such as aluminum (Al), copper (Cu), or the like may be deposited on the entire surface or selectively, and a photoresist layer may be laminated thereon.

본 실시 형태에서는, 노광 장치(EX)는, 마스크를 이용하지 않는 직묘(直描) 방식의 노광 장치, 이른바 래스터(raster) 스캔 방식의 노광 장치이며, 프로세스 장치(PR1)로부터 공급된 기판(FS)의 피조사면(감광면)에 대해서, 디스플레이용 전자 디바이스, 회로 또는 배선 등을 위한 소정의 패턴에 따른 광 패턴을 조사한다. 후에 상세하게 설명하지만, 노광 장치(EX)는, 기판(FS)을 +X방향(부주사의 방향)으로 반송하면서, 노광용 빔(LB)의 스폿광(SP)을, 기판(FS)의 피조사면 상에서 소정의 주사 방향(Y방향)으로 1차원으로 주사(주주사)하면서, 스폿광(SP)의 강도를 패턴 데이터(묘화 데이터)에 따라 고속으로 변조(變調)(온/오프)한다. 이것에 의해, 기판(FS)의 피조사면에 전자 디바이스, 회로 또는 배선 등의 소정의 패턴에 따른 광 패턴이 묘화 노광된다. 즉, 기판(FS)의 부주사와, 스폿광(SP)의 주주사에서, 스폿광(SP)이 기판(FS)의 피조사면 상에서 상대적으로 2차원 주사되어, 기판(FS)에 소정의 패턴이 묘화 노광된다. 또, 전자 디바이스는, 복수의 패턴층(패턴이 형성된 층)이 서로 겹쳐짐으로써 구성되므로, 노광 장치(EX)에 의해서 각 층에 대응한 패턴이 노광된다. In the present embodiment, the exposure apparatus EX is an exposure apparatus of a straight drawing method that does not use a mask, or an exposure apparatus of a so-called raster scanning method, and the substrate FS supplied from the process device PR1. The light pattern according to the predetermined pattern for an electronic device for display, a circuit, wiring, etc. is irradiated to the to-be-exposed surface (photosensitive surface) of (). Although it demonstrates in detail later, exposure apparatus EX conveys the spot light SP of the exposure beam LB on the to-be-exposed surface of the board | substrate FS, conveying board | substrate FS to + X direction (direction of sub scanning). While scanning (scanning) in one dimension in a predetermined scanning direction (Y direction), the intensity of the spot light SP is modulated (on / off) at high speed in accordance with pattern data (drawing data). Thereby, the light pattern according to the predetermined | prescribed pattern, such as an electronic device, a circuit, or a wiring, is drawn to the to-be-exposed surface of the board | substrate FS. That is, in the sub-scan of the substrate FS and the main scan of the spot light SP, the spot light SP is relatively two-dimensionally scanned on the irradiated surface of the substrate FS so that a predetermined pattern is drawn on the substrate FS. Exposed. Moreover, since an electronic device is comprised by the some pattern layer (layer in which a pattern was formed) overlapping each other, the pattern corresponding to each layer is exposed by exposure apparatus EX.

프로세스 장치(PR2)는, 노광 장치(EX)에서 노광 처리된 기판(FS)에 대한 후공정의 처리(예를 들면 도금 처리나 현상·에칭 처리 등)를 행한다. 이 후공정의 처리에 의해, 기판(FS) 상에 전자 디바이스의 패턴층이 형성된다. 또, 전자 디바이스는, 복수의 패턴층이 서로 겹쳐짐으로써 구성되므로, 디바이스 제조 시스템(10)의 각 처리에 의해서 제1 층에 패턴이 형성된 후, 재차, 디바이스 제조 시스템(10)의 각 처리를 거침으로써, 제2 층에 패턴이 형성된다. The process apparatus PR2 performs the post-process process (for example, plating process, image development, etching process, etc.) with respect to the board | substrate FS exposed by exposure apparatus EX. By the process of this post process, the pattern layer of an electronic device is formed on the board | substrate FS. Moreover, since an electronic device is comprised by the some pattern layer overlapping each other, after a pattern is formed in the 1st layer by each process of the device manufacturing system 10, each process of the device manufacturing system 10 is again performed. By roughness, a pattern is formed in a 2nd layer.

다음으로, 노광 장치(EX)에 대해 상세하게 설명한다. 노광 장치(EX)는, 온조(溫調) 챔버(chamber)(ECV) 내에 격납되어 있다. 이 온조 챔버(ECV)는, 내부를 소정의 온도로 유지함으로써, 내부에서 반송되는 기판(FS)의 온도에 의한 형상 변화를 억제한다. 온조 챔버(ECV)는, 패시브 또는 액티브한 방진(防振) 유닛(SU1, SU2)을 매개로 하여 제조 공장의 설치면(E)에 배치된다. 방진 유닛(SU1, SU2)은, 설치면(E)으로부터의 진동을 저감한다. 이 설치면(E)은, 공장의 바닥면 자체라도 좋고, 수평면을 내기 위해서 바닥면 상에 설치되는 설치 토대(페데스탈(pedestal)) 상의 면이라도 좋다. 노광 장치(EX)는, 기판 반송 기구(12)와, 광원 장치(펄스 광원 장치)(14)와, 노광 헤드(16)와, 제어 장치(18)와, 복수의 얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))을 적어도 구비하고 있다.Next, the exposure apparatus EX will be described in detail. The exposure apparatus EX is stored in a temperature chamber chamber ECV. The temperature chamber ECV suppresses the shape change by the temperature of the board | substrate FS conveyed inside by maintaining the inside at predetermined temperature. The temperature chamber ECV is arrange | positioned in the installation surface E of a manufacturing plant via the passive or active dustproof units SU1 and SU2. The dustproof units SU1 and SU2 reduce vibrations from the mounting surface E. FIG. This mounting surface E may be a floor surface of a factory itself, or may be a surface on a mounting base (pedestal) provided on the floor surface to produce a horizontal surface. The exposure apparatus EX includes a substrate transfer mechanism 12, a light source device (pulse light source device) 14, an exposure head 16, a control device 18, and a plurality of alignment microscopes (ALG (ALG1 to ...). ALG4)) at least.

기판 반송 기구(12)는, 프로세스 장치(PR1)로부터 반송되는 기판(FS)을, 노광 장치(EX) 내에서 소정의 속도로 반송한 후, 프로세스 장치(PR2)에 소정의 속도로 송출한다. 이 기판 반송 기구(12)에 의해서, 노광 장치(EX) 내에서 반송되는 기판(FS)의 반송로가 규정된다. 기판 반송 기구(12)는, 기판(FS)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)으로부터 순서대로, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC), 구동 롤러(R1), 텐션 조정 롤러(RT1), 회전 드럼(원통 드럼)(DR), 텐션 조정 롤러(RT2), 구동 롤러(R2), 및, 구동 롤러(R3)를 가지고 있다. The board | substrate conveyance mechanism 12 conveys the board | substrate FS conveyed from process apparatus PR1 at predetermined speed in exposure apparatus EX, and then sends out to process apparatus PR2 at predetermined speed. By this board | substrate conveyance mechanism 12, the conveyance path of the board | substrate FS conveyed in the exposure apparatus EX is prescribed | regulated. The board | substrate conveyance mechanism 12 is an edge position controller EPC, the drive roller R1, the tension adjustment roller RT1, and a rotating drum in order from the upstream (-X direction side) of the conveyance direction of the board | substrate FS. (Cylindrical drum) DR, tension adjustment roller RT2, drive roller R2, and drive roller R3.

엣지 포지션 컨트롤러(EPC)는, 프로세스 장치(PR1)로부터 반송되는 기판(FS)의 폭방향(Y방향로서 기판(FS)의 단척 방향)에서의 위치를 조정한다. 즉, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC)는, 소정의 텐션이 걸린 상태로 반송되고 있는 기판(FS)의 폭방향의 단부(엣지)에서의 위치가, 목표 위치에 대해서 ±십수㎛~수십㎛ 정도의 범위(허용 범위)에 들어가도록, 기판(FS)을 폭방향으로 이동시켜, 기판(FS)의 폭방향에서의 위치를 조정한다. 엣지 포지션 컨트롤러(EPC)는, 기판(FS)이 걸어 걸쳐지는롤러와, 기판(FS)의 폭방향의 단부(엣지)의 위치를 검출하는 도시하지 않은 엣지 센서(단부 검출부)를 가지고, 엣지 센서가 검출한 검출 신호에 근거하여, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC)의 상기 롤러를 Y방향으로 이동시켜, 기판(FS)의 폭방향에서의 위치를 조정한다. 구동 롤러(R1)는, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC)로부터 반송되는 기판(FS)의 표리 양면을 유지하면서 회전하여, 기판(FS)을 회전 드럼(DR)으로 향하여 반송한다. 또, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC)는, 회전 드럼(DR)에 감기는 기판(FS)의 장척 방향이, 회전 드럼(DR)의 중심축(AXo)에 대해서 항상 직교하도록, 기판(FS)의 폭방향에서의 위치와 함께, 기판(FS)의 진행 방향에서의 기울기 오차를 보정하도록, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC)의 롤러의 회전축과 Y축과의 평행도(平行度)를 적절히 조정해도 괜찮다. The edge position controller EPC adjusts the position in the width direction (short-cut direction of the board | substrate FS as a Y direction) of the board | substrate FS conveyed from process apparatus PR1. That is, in the edge position controller EPC, the position at the edge part (edge) of the width direction of the board | substrate FS conveyed in the state which applied the predetermined tension has the range of +/- 10 micrometers-about several ten micrometers with respect to a target position. The substrate FS is moved in the width direction so as to fall within the allowable range, and the position in the width direction of the substrate FS is adjusted. The edge position controller EPC has an roller which the board | substrate FS hangs over, and the edge sensor (end detection part) which is not shown in figure which detects the position of the edge part (edge) of the width direction of the board | substrate FS, and is an edge sensor. Based on the detected detection signal, the roller of the edge position controller EPC is moved in the Y direction to adjust the position in the width direction of the substrate FS. The drive roller R1 rotates, maintaining both the front and back sides of the board | substrate FS conveyed from the edge position controller EPC, and conveys the board | substrate FS toward the rotating drum DR. In addition, the edge position controller EPC has a width of the substrate FS such that the long direction of the substrate FS wound on the rotary drum DR is always perpendicular to the central axis AXo of the rotary drum DR. The parallelism between the rotational axis of the roller of the edge position controller EPC and the Y axis may be appropriately adjusted so as to correct an inclination error in the advancing direction of the substrate FS along with the position in the direction.

회전 드럼(DR)은, Y방향으로 연장됨과 아울러 중력이 작용하는 Z방향과 교차한 방향으로 연장된 중심축(AXo)과, 중심축(AXo)으로부터 일정 반경의 원통 모양의 외주면을 가지고, 외주면(원주면)에 따라서 기판(FS)의 일부를 장척 방향으로 지지하면서, 중심축(AXo)을 중심으로 회전하여 기판(FS)을 +X방향으로 반송한다. 회전 드럼(DR)은, 노광 헤드(16)로부터의 빔(LB)(스폿광(SP))이 투사되는 기판(FS) 상의 노광 영역(부분)을 그 원주면에 지지한다. 회전 드럼(DR)의 Y방향의 양측에는, 중심축(AXo)의 둘레를 회전하도록 고리 모양의 베어링에 의해 지지된 샤프트(Sft)를 가진다. 이 샤프트(Sft)는, 제어 장치(18)에 의해서 제어되는 도시하지 않은 회전 구동원(예를 들면, 모터나 감속 기구 등)으로부터의 회전 토크가 부여됨으로써 중심축(AXo) 둘레로 회전한다. 또, 편의적으로, 중심축(AXo)을 포함하며, YZ면과 평행한 면을 중심면(Poc)이라고 한다. The rotary drum DR has a central axis AXo extending in the Y direction and extending in a direction crossing the Z direction in which gravity acts, and a cylindrical outer circumferential surface having a constant radius from the center axis AXo. The substrate FS is transported in the + X direction while being rotated about the central axis AXo while supporting a part of the substrate FS in the long direction along the (circumferential surface). The rotating drum DR supports the exposure area (part) on the substrate FS on which the beam LB (spot light SP) from the exposure head 16 is projected, on its circumferential surface. On both sides of the rotating drum DR in the Y direction, the shaft Sft is supported by an annular bearing so as to rotate around the center axis AXo. This shaft Sft rotates around the central axis AXo by applying rotational torque from a rotation drive source (for example, a motor, a deceleration mechanism, etc.) not shown controlled by the control device 18. For convenience, the plane including the center axis AXo and parallel to the YZ plane is referred to as the center plane Poc.

구동 롤러(R2, R3)는, 기판(FS)의 반송 방향(+X방향)을 따라서 소정의 간격을 두고 배치되어 있고, 노광 후의 기판(FS)에 소정의 늘어짐(여유)을 부여하고 있다. 구동 롤러(R2, R3)는, 구동 롤러(R1)와 마찬가지로, 기판(FS)의 표리 양면을 유지하면서 회전하고, 기판(FS)을 프로세스 장치(PR2)로 향하여 반송한다. 구동 롤러(R2, R3)는, 회전 드럼(DR)에 대해서 반송 방향의 하류측(+X방향측)에 마련되어 있고, 이 구동 롤러(R2)는, 구동 롤러(R3)에 대해서, 반송 방향의 상류측(-X방향측)에 마련되어 있다. 텐션 조정 롤러(RT1, RT2)는, -Z방향으로 가압되어 있고, 회전 드럼(DR)에 감겨져 지지되어 있는 기판(FS)에 장척 방향으로 소정의 텐션을 부여하고 있다. 이것에 의해, 회전 드럼(DR)에 걸리는 기판(FS)에 부여되는 장척 방향의 텐션을 소정의 범위 내에 안정화시키고 있다. 또, 제어 장치(18)는, 도시하지 않은 회전 구동원(예를 들면, 모터나 감속기 등)을 제어함으로써, 구동 롤러(R1~R3)를 회전시킨다. The driving rollers R2 and R3 are arranged at predetermined intervals along the conveyance direction (+ X direction) of the substrate FS, and a predetermined slack is applied to the substrate FS after exposure. The drive rollers R2 and R3 rotate while maintaining both front and back sides of the substrate FS, similarly to the drive roller R1, and transport the substrate FS toward the process device PR2. The drive rollers R2 and R3 are provided on the downstream side (+ X direction side) of the conveyance direction with respect to the rotating drum DR, and this drive roller R2 is upstream of the conveyance direction with respect to the drive roller R3. It is provided in the side (-X direction side). The tension adjusting rollers RT1 and RT2 are pressed in the -Z direction and impart a predetermined tension in the long direction to the substrate FS wound and supported by the rotary drum DR. As a result, the tension in the long direction applied to the substrate FS applied to the rotating drum DR is stabilized within a predetermined range. Moreover, the control apparatus 18 rotates drive rollers R1-R3 by controlling the rotation drive source (for example, a motor, a speed reducer, etc.) which are not shown in figure.

광원 장치(14)는, 광원(펄스 광원)을 가지며, 펄스 모양의 빔(펄스광, 레이저)(LB)을 사출하는 것이다. 이 빔(LB)은, 370nm 이하의 파장 대역에 피크 파장을 가지는 자외선 광이며, 빔(LB)의 발광 주파수를 Fe로 한다. 광원 장치(14)가 사출한 빔(LB)은, 노광 헤드(16)에 입사한다. 광원 장치(14)는, 제어 장치(18)의 제어에 따라서, 발광 주파수 Fe로 빔(LB)을 발광하여 사출한다. 또, 광원 장치(14)로서, 적외 파장역의 펄스광을 발생하는 반도체 레이저 소자, 파이버 증폭기, 증폭된 적외 파장역의 펄스광을 자외 파장역의 펄스광으로 변환하는 파장 변환 소자(고조파(高調波) 발생 소자) 등으로 구성되는 파이버 앰프 레이저 광원을 이용해도 괜찮다. 그 경우, 발광 주파수(발진 주파수) Fe가 수백 MHz이고, 1펄스광의 발광 시간이 피코초 정도의 고휘도인 자외선의 펄스광을 얻을 수 있다. The light source device 14 has a light source (pulse light source) and emits a pulse beam (pulse light, laser) LB. The beam LB is ultraviolet light having a peak wavelength in a wavelength band of 370 nm or less, and the emission frequency of the beam LB is Fe. The beam LB emitted from the light source device 14 enters the exposure head 16. The light source device 14 emits light and emits the beam LB at the emission frequency Fe under the control of the control device 18. Moreover, as a light source device 14, a semiconductor laser element which generates pulsed light of an infrared wavelength range, a fiber amplifier, and a wavelength conversion element which converts the pulsed light of the amplified infrared wavelength range into pulsed light of an ultraviolet wavelength range (harmonic wave) A fiber amplifier laser light source composed of a wave generating element) or the like may be used. In this case, the light emission frequency (oscillation frequency) Fe is several hundred MHz, and the pulsed light of the ultraviolet-ray which has the high light emission time of about one picosecond of light emission of 1 pulse light can be obtained.

노광 헤드(16)는, 빔(LB)이 각각 입사하는 복수의 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))를 구비하고 있다. 노광 헤드(16)는, 회전 드럼(DR)의 원주면에 에 의해 지지되어 있는 기판(FS)의 일부분에, 복수의 빔 주사 장치(MD1~MD6)에 의해서, 소정의 패턴을 묘화한다. 노광 헤드(16)는, 동일 구성의 복수의 빔 주사 장치(MD1~MD6)를 배열한, 이른바 멀티빔형의 노광 헤드로 되어 있다. 노광 헤드(16)는, 기판(FS)에 대해서 전자 디바이스용 패턴 노광을 반복하여 행하기 때문에, 패턴이 노광되는 노광 영역(W)(1개의 전자 디바이스의 형성 영역)은, 기판(FS)의 장척 방향을 따라서 소정의 간격을 두고 복수 마련되어 있다(도 3 참조).The exposure head 16 is equipped with the some beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) which the beam LB enters, respectively. The exposure head 16 draws a predetermined pattern on a part of the substrate FS supported by the circumferential surface of the rotating drum DR by the plurality of beam scanning devices MD1 to MD6. The exposure head 16 is a so-called multibeam type exposure head in which a plurality of beam scanning devices MD1 to MD6 having the same configuration are arranged. Since the exposure head 16 repeatedly performs pattern exposure for electronic devices with respect to the board | substrate FS, the exposure area | region W (the formation area | region of one electronic device) to which a pattern is exposed is made of the board | substrate FS. A plurality is provided at predetermined intervals along the long direction (see FIG. 3).

도 2에도 나타내는 바와 같이, 홀수번째의 빔 주사 장치(빔 주사 유닛)(MD1, MD3, MD5)는, 중심면(Poc)에 대해서 기판(FS)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)에 배치되고, 또한, Y방향으로 병렬하여 배치되어 있다. 짝수번째의 빔 주사 장치(빔 주사 유닛)(MD2, MD4, MD6)는, 중심면(Poc)에 대해서 기판(FS)의 반송 방향의 하류측(+X방향측)에 배치되고, 또한, Y방향으로 병렬하여 배치되어 있다. 홀수번째의 빔 주사 장치(MD1, MD3, MD5)와, 짝수번째의 빔 주사 장치(MD2, MD4, MD6)는, 중심면(Poc)에 대해서 대칭으로 마련되어 있다. As also shown in FIG. 2, the odd-numbered beam scanning apparatus (beam scanning unit) MD1, MD3, MD5 is the upstream (-X direction side) of the conveyance direction of the board | substrate FS with respect to the center plane Poc. It is arrange | positioned to and is arrange | positioned in parallel to a Y direction. The even-numbered beam scanning devices (beam scanning units) MD2, MD4, MD6 are disposed on the downstream side (+ X direction side) of the transport direction of the substrate FS with respect to the center plane Poc, and further in the Y direction. Are arranged in parallel. The odd-numbered beam scanning devices MD1, MD3, MD5 and the even-numbered beam scanning devices MD2, MD4, MD6 are provided symmetrically with respect to the center plane Poc.

빔 주사 장치(MD)는, 광원 장치(14)로부터의 빔(LB)을 기판(FS)의 피조사면 상에서 스폿광(SP)으로 수렴시키도록 투사하면서, 그 스폿광(SP)을 기판(FS)의 피조사면 상에서 소정의 직선적인 묘화 라인(SLn)을 따라서 1차원으로 주사한다. 복수의 빔 주사 장치(MD1~MD6)의 묘화 라인(주사선)(SLn)은, 도 2, 도 3에 나타내는 바와 같이, Y방향(기판(FS)의 폭방향, 주사 방향)에 관해서 서로 분리하지 않고, 서로 이어지도록 설정되어 있다. 이하, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))에 입사하는 빔(LB)을, LB1~LB6으로 나타내는 경우가 있다. 이 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))에 입사하는 빔(LB(LB1~LB6))은, 소정의 방향으로 편광한 직선 편광(P편광 또는 S편광)의 빔이며, 본 실시 형태에서는, P편광의 빔이 입사시키는 것으로 한다. 또, 빔 주사 장치(MD1)의 묘화 라인(SLn)을 SL1, 빔 주사 장치(MD2~MD6)의 묘화 라인(SLn)을 SL2~SL6로 나타내는 경우가 있다. The beam scanning device MD projects the beam LB from the light source device 14 to converge to the spot light SP on the irradiated surface of the substrate FS, while projecting the spot light SP to the substrate FS. Scan in one dimension along a predetermined linear drawing line SLn on the irradiated surface. The drawing lines (scan lines) SLn of the plurality of beam scanning devices MD1 to MD6 are not separated from each other with respect to the Y direction (width direction of the substrate FS, scanning direction) as shown in FIGS. 2 and 3. Rather, they are set to be connected to each other. Hereinafter, the beam LB which injects into each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) may be represented by LB1-LB6. The beams LB (LB1 to LB6) incident on the beam scanning devices MD (MD1 to MD6) are beams of linearly polarized light (P polarized light or S polarized light) polarized in a predetermined direction. It is assumed that P-polarized beam is incident. Moreover, the drawing line SLn of the beam scanning apparatus MD1 may be represented by SL1, and the drawing line SLn of the beam scanning apparatus MD2-MD6 may be represented by SL2-SL6.

도 3에 나타내는 바와 같이, 복수의 빔 주사 장치(MD1~MD6)의 전부에 의해 노광 영역(W)의 폭방향의 모두를 커버하도록, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는 주사 영역을 분담하고 있다. 이것에 의해, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 기판(FS)의 폭방향으로 분할된 복수의 영역마다 패턴을 묘화할 수 있다. 예를 들면, 1개의 빔 주사 장치(MD)에 의한 Y방향의 주사폭(묘화 라인(SLn)의 길이)을 30~60mm 정도로 하면, 홀수번째의 빔 주사 장치(MD1, MD3, MD5)의 3개와, 짝수번째의 빔 주사 장치(MD2, MD4, MD6)의 3개와의 합계 6개의 빔 주사 장치(MD)를 Y방향으로 배치하는 것에 의해서, 묘화 가능한 Y방향의 폭을 180~360mm 정도로 넓히고 있다. 각 묘화 라인(SL1~SL6)의 길이는, 원칙으로서 동일하게 한다. 즉, 묘화 라인(SL1~SL6)의 각각을 따라서 주사되는 빔(LB)의 스폿광(SP)의 주사 거리는 동일하게 한다. As shown in FIG. 3, each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) is a scanning area so that all the width direction of the exposure area | region W may be covered by all of the some beam scanning apparatus MD1-MD6. Is sharing. Thereby, each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) can draw a pattern for every some area divided | segmented in the width direction of the board | substrate FS. For example, when the scanning width (length of the drawing line SLn) in the Y direction by one beam scanning device MD is about 30 to 60 mm, 3 of the odd beam scanning devices MD1, MD3, MD5 are set. By arranging six beam scanning devices MD in total in the Y direction with the dog and three of the even-numbered beam scanning devices MD2, MD4, MD6, the width in the Y direction that can be drawn is expanded to about 180 to 360 mm. . As a general rule, the length of each drawing line SL1-SL6 is made the same. That is, the scanning distance of the spot light SP of the beam LB scanned along each of the drawing lines SL1 to SL6 is the same.

또, 실제의 묘화 라인((SLn(SL1~SL6))은, 스폿광(SP)이 피조사면 상을 실제로 주사 가능한 최대의 길이 보다도 약간 짧게 설정된다. 예를 들면, 주주사 방향(Y방향)의 묘화 배율이 초기치(배율 보정 없음)의 경우에 패턴 묘화 가능한 묘화 라인(SLn)의 최대 길이를 50mm로 하면, 스폿광(SP)의 피조사면 상에서의 최대 주사 길이는, 묘화 라인(SLn)의 주사 개시점측과 주사 종료점측의 각각에 0.5mm 정도의 여유를 갖게 하여, 51mm 정도로 설정되어 있다. 이와 같이 설정하는 것에 의해서, 스폿광(SP)의 최대 주사 길이 51mm의 범위 내에서, 50mm의 묘화 라인(SLn)의 위치를 주주사 방향으로 미세 조정하거나, 묘화 배율을 미세 조정하거나 하는 것이 가능해진다. In addition, the actual drawing lines (SLn (SL1 to SL6)) are set to be slightly shorter than the maximum length that the spot light SP can actually scan on the irradiated surface, for example, in the main scanning direction (Y direction). When the drawing magnification is the initial value (no magnification correction), when the maximum length of the drawing line SLn capable of drawing a pattern is 50 mm, the maximum scanning length on the irradiated surface of the spot light SP is the scan of the drawing line SLn. Each of the starting point side and the scanning end point side has a margin of about 0.5 mm and is set to about 51 mm By setting in this way, drawing of 50 mm within the range of 51 mm of the maximum scanning length of the spot light SP is performed. The position of the line SLn can be finely adjusted in the main scanning direction or the drawing magnification can be finely adjusted.

묘화 라인(SL1~SL6)은, 중심면(Poc)를 사이에 두고, 회전 드럼(DR)의 둘레 방향으로 2열로 배치된다. 홀수번째의 묘화 라인(SL1, SL3, SL5)은, 중심면(Poc)에 대해서 기판(FS)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)의 기판(FS)의 피조사면 상에 위치한다. 짝수번째의 묘화 라인(SL2, SL4, SL6)은, 중심면(Poc)에 대해서 기판(FS)의 반송 방향의 하류측(+X방향측)의 기판(FS)의 피조사면 상에 위치한다. 묘화 라인(SL1~SL6)은, 기판(FS)의 폭방향, 즉, 회전 드럼(DR)의 중심축(AXo)을 따라서 대략 평행하게 되어 있다. The drawing lines SL1 to SL6 are arranged in two rows in the circumferential direction of the rotating drum DR with the center surface Poc interposed therebetween. The odd drawing lines SL1, SL3, SL5 are located on the irradiated surface of the substrate FS on the upstream side (-X direction side) of the transport direction of the substrate FS with respect to the center plane Poc. The even-numbered drawing lines SL2, SL4, SL6 are located on the irradiated surface of the substrate FS on the downstream side (+ X direction side) of the transport direction of the substrate FS with respect to the center plane Poc. The drawing lines SL1 to SL6 are substantially parallel along the width direction of the substrate FS, that is, along the central axis AXo of the rotary drum DR.

묘화 라인(SL1, SL3, SL5)은, 기판(FS)의 폭방향(주사 방향)을 따라서 소정의 간격을 두고 직선 상에 배치되어 있다. 묘화 라인(SL2, SL4, SL6)도 마찬가지로, 기판(FS)의 폭방향(주사 방향)을 따라서 소정의 간격을 두고 직선 상에 배치되어 있다. 이 때, 묘화 라인(SL2)은, 기판(FS)의 폭방향에서, 묘화 라인(SL1)과 묘화 라인(SL3)과의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 묘화 라인(SL3)은, 기판(FS)의 폭방향에서, 묘화 라인(SL2)과 묘화 라인(SL4)과의 사이에 배치하게 된다. 묘화 라인(SL4)은, 기판(FS)의 폭방향에서, 묘화 라인(SL3)과 묘화 라인(SL5)과의 사이에 배치되고, 묘화 라인(SL5)은, 기판(FS)의 폭방향에서, 묘화 라인(SL4)과 묘화 라인(SL6)과의 사이에 배치된다. The drawing lines SL1, SL3, SL5 are arranged on a straight line at predetermined intervals along the width direction (scanning direction) of the substrate FS. The drawing lines SL2, SL4, SL6 are similarly arranged on a straight line at predetermined intervals along the width direction (scanning direction) of the substrate FS. At this time, drawing line SL2 is arrange | positioned between drawing line SL1 and drawing line SL3 in the width direction of board | substrate FS. Similarly, drawing line SL3 is arrange | positioned between drawing line SL2 and drawing line SL4 in the width direction of board | substrate FS. The drawing line SL4 is disposed between the drawing line SL3 and the drawing line SL5 in the width direction of the substrate FS, and the drawing line SL5 is in the width direction of the substrate FS, It is arrange | positioned between drawing line SL4 and drawing line SL6.

홀수번째의 묘화 라인(SL1, SL3, SL5)의 각각을 따라서 주사되는 빔(LB)의 스폿광(SP)의 주사 방향은, 일차원의 방향으로 되어 있고, 동일 방향으로 되어 있다. 짝수번째의 묘화 라인(SL2, SL4, SL6)의 각각을 따라서 주사되는 빔(LB)의 스폿광(SP)의 주사 방향은, 일차원 방향으로 되어 있고, 동일 방향으로 되어 있다. 이 묘화 라인(SL1, SL3, SL5)을 따라서 주사되는 빔(LB)의 스폿광(SP)의 주사 방향과, 묘화 라인(SL2, SL4, SL6)을 따라서 주사되는 빔(LB)의 스폿광(SP)의 주사 방향은 서로 반대 방향으로 되어 있다. 상세하게는, 이 묘화 라인(SL1, SL3, SL5)을 따라서 주사되는 빔(LB)의 스폿광(SP)의 주사 방향은 -Y방향이며, 묘화 라인(SL2, SL4, SL6)을 따라서 주사되는 빔(LB)의 스폿광(SP)의 주사 방향은 +Y방향이다. 이것에 의해, 묘화 라인(SL1, SL3, SL5)의 묘화 개시 위치(묘화 개시점의 위치)와, 묘화 라인(SL2, SL4, SL6)의 묘화 개시 위치와는 Y방향에 관해서 인접(또는 일부 중복)한다. 또, 묘화 라인(SL3, SL5)의 묘화 종료 위치(묘화 종료점의 위치)와, 묘화 라인(SL2, SL4)의 묘화 종료 위치와는 Y방향에 관해서 인접(또는 일부 중복)한다. Y방향으로 서로 이웃하는 묘화 라인(SLn)의 단부끼리를 일부 중복시키는 경우는, 예를 들면, 각 묘화 라인(SLn)의 길이에 대해서, 묘화 개시 위치, 또는 묘화 종료 위치를 포함하여 Y방향으로 수% 이하의 범위에서 중복시키면 좋다. The scanning direction of the spot light SP of the beam LB scanned along each of the odd-numbered drawing lines SL1, SL3, SL5 is one-dimensional and is in the same direction. The scanning direction of the spot light SP of the beam LB scanned along each of the even-numbered drawing lines SL2, SL4, SL6 is one-dimensional and is in the same direction. The scanning direction of the spot light SP of the beam LB scanned along the drawing lines SL1, SL3, SL5 and the spot light of the beam LB scanned along the drawing lines SL2, SL4, SL6. The scanning directions of SP) are opposite to each other. Specifically, the scanning direction of the spot light SP of the beam LB scanned along the drawing lines SL1, SL3, SL5 is in the -Y direction, and is scanned along the drawing lines SL2, SL4, SL6. The scanning direction of the spot light SP of the beam LB is + Y direction. As a result, the drawing start positions (positions of the drawing start points) of the drawing lines SL1, SL3, SL5 and the drawing start positions of the drawing lines SL2, SL4, SL6 are adjacent (or partially overlapped) in the Y direction. )do. The drawing end positions (positions of the drawing end points) of the drawing lines SL3 and SL5 and the drawing end positions of the drawing lines SL2 and SL4 are adjacent (or partially overlapped) in the Y direction. When partially overlapping the ends of the drawing lines SLn adjacent to each other in the Y direction, for example, with respect to the length of each drawing line SLn in the Y direction including the drawing start position or the drawing end position. It is good to overlap in the range of several% or less.

또, 이 묘화 라인(SLn)의 부주사 방향의 폭은, 스폿광(SP)의 사이즈(직경) φ에 따른 굵기이다. 예를 들면, 스폿광(SP)의 사이즈 φ가 3㎛인 경우는, 각 묘화 라인(SLn)의 폭도 3㎛가 된다. 스폿광(SP)은, 소정의 길이(예를 들면, 스폿광(SP)의 사이즈 φ의 절반)만큼 오버랩하도록, 묘화 라인(SLn)을 따라서 조사되어도 괜찮다. 또, Y방향으로 서로 이웃하는 묘화 라인(SLn)(예를 들면, 묘화 라인(SL1)과 묘화 라인(SL2))끼리를 서로 인접시키는 경우(잇는 경우)도, 소정의 길이(예를 들면, 스폿광(SP)의 사이즈 φ의 절반)만큼 오버랩시키는 것이 좋다. Moreover, the width | variety of the sub scanning direction of this drawing line SLn is the thickness according to the size (diameter) (phi) of the spot light SP. For example, when the size phi of the spot light SP is 3 m, the width of each drawing line SLn is also 3 m. The spot light SP may be irradiated along the drawing line SLn so as to overlap by a predetermined length (for example, half of the size? Of the spot light SP). Moreover, even when the drawing lines SLn (for example, the drawing line SL1 and the drawing line SL2) which adjoin each other in the Y direction are adjacent to each other (when connecting), a predetermined length (for example, It is preferable to overlap by half the size? Of the spot light SP).

본 실시 형태의 경우, 광원 장치(14)로부터의 빔(LB)이 펄스광이기 때문에, 주주사의 동안에 묘화 라인(SLn) 상에 투사되는 스폿광(SP)은, 빔(LB)의 발진 주파수 Fe에 따라서 이산적(離散的)이 된다. 그 때문에, 빔(LB)의 1펄스광에 의해서 투사되는 스폿광(SP)과 다음의 1펄스광에 의해서 투사되는 스폿광(SP)을, 주주사 방향으로 오버랩시킬 필요가 있다. 그 오버랩의 양은, 스폿광(SP)의 사이즈 φ, 스폿광(SP)의 주사 속도, 빔(LB)의 발진 주파수 Fe에 의해서 설정되지만, 스폿광(SP)의 강도 분포가 가우스(Gauss) 분포로 근사(近似)되는 경우, 스폿광(SP)의 피크 강도의 1/e2(또는 1/2)로 정해지는 실효적인 지름 사이즈 φ에 대해서, φ/2 정도 오버랩시키는 것이 좋다. 따라서, 부주사 방향(묘화 라인(SLn)과 직교한 방향)에 관해서도, 묘화 라인(SLn)을 따른 스폿광(SP)의 1회의 주사와, 다음의 주사와의 사이에서, 기판(FS)이 스폿광(SP)의 실효적인 사이즈 φ의 거의 1/2 이하의 거리만큼 이동하도록 설정하는 것이 바람직하다. 또, 기판(FS) 상의 감광성 기능층으로의 노광량의 설정은, 빔(LB)(펄스광)의 피크치의 조정에 의해 가능하지만, 빔(LB)의 강도를 올릴 수 없는 상황에서 노광량을 증대시키고 싶은 경우는, 스폿광(SP)의 주주사 방향의 주사 속도의 저하, 빔(LB)의 발진 주파수 Fe의 증대, 혹은 기판(FS)의 부주사 방향의 반송 속도의 저하 등 중 어느 하나에 의해서, 스폿광(SP)의 주주사 방향 또는 부주사 방향에 관한 오버랩량을 실효적인 사이즈 φ의 1/2 이상으로 증가시키면 좋다. In the case of this embodiment, since the beam LB from the light source device 14 is pulsed light, the spot light SP projected onto the drawing line SLn during the main scanning is the oscillation frequency Fe of the beam LB. Depending on it, it becomes discrete. Therefore, it is necessary to overlap the spot light SP projected by one pulsed light of the beam LB and the spot light SP projected by the next one pulsed light in the main scanning direction. The amount of overlap is set by the size? Of the spot light SP, the scanning speed of the spot light SP, and the oscillation frequency Fe of the beam LB, but the intensity distribution of the spot light SP is determined by the Gaussian distribution. When approximated by, it is preferable to overlap about φ / 2 of the effective diameter size φ determined by 1 / e 2 (or 1/2) of the peak intensity of the spot light SP. Therefore, also in the sub-scanning direction (direction perpendicular to the drawing line SLn), the substrate FS is moved between one scan of the spot light SP along the drawing line SLn and the next scan. It is preferable to set so as to move by a distance of almost 1/2 or less of the effective size? Of the spot light SP. In addition, although the setting of the exposure amount to the photosensitive functional layer on the board | substrate FS is possible by adjustment of the peak value of the beam LB (pulse light), it raises an exposure amount in the situation where the intensity of the beam LB cannot be raised. If desired, one of a decrease in the scanning speed in the main scanning direction of the spot light SP, an increase in the oscillation frequency Fe of the beam LB, or a decrease in the conveying speed in the sub scanning direction of the substrate FS, etc. What is necessary is just to increase the overlap amount regarding the main scanning direction or the sub scanning direction of the spot light SP to 1/2 or more of the effective size (phi).

각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 적어도 XZ평면에서, 빔(LB(LB1~LB6))이 기판(FS)의 피조사면에 대해서 수직이 되도록, 빔(LB(LB1~LB6))을 기판(FS)을 향해서 조사한다. 즉, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, XZ평면에서, 회전 드럼(DR)의 중심축(AXo)을 향해 나아가도록, 즉, 피조사면의 법선과 동축(평행)이 되도록, 빔(LB(LB1~LB6))을 기판(FS)에 대해서 조사(투사)한다. 또, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 묘화 라인((SLn(SL1~SL6))에 조사하는 빔(LB(LB1~LB6))이, YZ평면과 평행한 면내에서는 기판(FS)의 피조사면에 대해서 수직이 되도록, 빔(LB(LB1~LB6))을 기판(FS)을 향해서 조사한다. 즉, 피조사면에서의 스폿광(SP)의 주주사 방향에 관해서, 기판(FS)에 투사되는 빔(LB(LB1~LB6))은 텔레센트릭 상태로 주사된다. 여기서, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))에 의해서 규정되는 묘화 라인((SLn(SL1~SL6))의 중점(중심점)을 통과하여 기판(FS)의 피조사면과 수직인 선(또는 '광축'이라고도 함)을, 조사 중심축(Le(Le1~Le6))이라고 한다. Each beam scanning device MD (MD1 to MD6) is a beam LB (LB1 to LB6) so that the beams LB1 to LB6 are perpendicular to the irradiation surface of the substrate FS on at least the XZ plane. ) Is irradiated toward the substrate FS. That is, each of the beam scanning devices MD (MD1 to MD6) moves from the XZ plane toward the center axis AXo of the rotating drum DR, that is, to be coaxial with the normal of the irradiated surface (parallel), The beams LB1 to LB6 are irradiated (projected) onto the substrate FS. Moreover, each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) is a board | substrate (in the plane where the beam LB (LB1-LB6) irradiated to the drawing line (SLn (SL1-SL6)) is parallel to a YZ plane. The beams LB1 to LB6 are irradiated toward the substrate FS so as to be perpendicular to the irradiated surface of the FS, that is, the substrate FS with respect to the main scanning direction of the spot light SP on the irradiated surface. The beams LB1 to LB6 projected onto the PB are scanned in a telecentric state, where the drawing lines defined by the respective beam scanning devices MD (MD1 to MD6) (SLn (SL1 to SL6)) are scanned. The line perpendicular to the irradiated surface of the board | substrate FS (or also called an "optical axis") passing through the midpoint (center point) of () is called irradiation center axis Le (Le1-Le6).

이 각 조사 중심축(Le1~Le6)은, XZ평면에서, 묘화 라인(SL1~SL6)과 중심축(AXo)을 잇는 선으로 되어 있다. 홀수번째의 빔 주사 장치(MD1, MD3, MD5)의 각각의 조사 중심축(Le1, Le3, Le5)은, XZ평면에서 동일 방향으로 되어 있고, 홀수번째의 빔 주사 장치(MD2, MD4, MD6) 각각의 조사 중심축(Le2, Le4, Le6)은, XZ평면에서 동일 방향으로 되어 있다. 또, XZ평면에서, 조사 중심축(Le1, Le3, Le5)과 조사 중심축(Le2, Le4, Le6)은, 중심면(Poc)에 대한 각도가 ±θ가 되도록 설정되어 있다(도 4 참조).Each of the irradiation center axes Le1 to Le6 is a line connecting the drawing lines SL1 to SL6 and the center axis AXo on the XZ plane. The irradiation center axes Le1, Le3, Le5 of the odd-numbered beam scanning devices MD1, MD3, MD5 are in the same direction in the XZ plane, and the odd-numbered beam scanning devices MD2, MD4, MD6. Each irradiation center axis Le2, Le4, Le6 is the same direction in an XZ plane. In the XZ plane, the irradiation center axes Le1, Le3, Le5 and the irradiation center axes Le2, Le4, Le6 are set so that the angle with respect to the center plane Poc becomes ± θ (see Fig. 4). .

도 2에 나타내는 바와 같이, 회전 드럼(DR)의 양단부에는, 회전 드럼(DR)의 외주면의 둘레 방향의 전체에 걸쳐 고리 모양으로 형성된 눈금을 가지는 스케일부(SD(SDa, SDb))가 마련되어 있다. 이 스케일부(SD(SDa, SDb))는, 회전 드럼(DR)의 외주면의 둘레 방향으로 일정한 피치(예를 들면, 20㎛)로 오목 모양 또는 볼록 모양의 격자선을 새겨 마련한 회절 격자이며, 인크리멘탈형 스케일로서 구성된다. 이 스케일부(SD(SDa, SDb))는, 중심축(AXo) 둘레로 회전 드럼(DR)과 일체로 회전한다. 또, 이 스케일부(SD(SDa, SDb))와 대향하도록, 복수의 인코더(스케일 독취(讀取, 읽어냄) 헤드)(EC)가 마련되어 있다. 이 인코더(EC)는, 회전 드럼(DR)의 회전 위치를 광학적으로 검출하는 것이다. 회전 드럼(DR)의 -Y방향측의 단부에 마련된 스케일부(SDa)에 대향하여, 2개의 인코더(EC)(EC1a, EC2a)가 마련되고, 회전 드럼(DR)의 +Y방향측의 단부에 마련된 스케일부(SDb)에 대향하여, 2개의 인코더(EC(EC1b, EC2b))가 마련되어 있다. As shown in FIG. 2, the scale part SD (SDa, SDb) which has the scale formed in the annular shape over the whole circumferential direction of the outer peripheral surface of the rotating drum DR is provided in the both ends of the rotating drum DR. . This scale part SD (SDa, SDb) is a diffraction grating which carved in concave or convex grating | lattice line by fixed pitch (for example, 20 micrometers) in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the rotating drum DR, It is configured as an incremental scale. These scale parts SD (SDa, SDb) rotate integrally with the rotating drum DR around the center axis AXo. In addition, a plurality of encoders (scale read heads) EC are provided so as to face the scales SD (SDa, SDb). This encoder EC optically detects the rotation position of the rotating drum DR. Two encoders EC (EC1a, EC2a) are provided so as to face the scale portion SDa provided at the end portion on the −Y direction side of the rotating drum DR, and at the end portion on the + Y direction side of the rotating drum DR. Two encoders EC (EC1b, EC2b) are provided opposite to the provided scale part SDb.

인코더(EC(EC1a, EC1b, EC2a, EC2b))는, 스케일부(SD(SDa, SDb))를 향해서 계측용 광빔을 투사하고, 그 반사 광속(光束)(회절광)을 광전(光電) 검출하는 것에 의해, 스케일부(SD(SDa, SDb))의 둘레 방향의 위치 변화에 따른 검출 신호를 제어 장치(18)에 출력한다. 제어 장치(18)는, 그 검출 신호를 미도시의 카운터 회로에서 내삽(內揷) 보간(補間)하여 디지털 처리하는 것에 의해, 회전 드럼(DR)의 각도 변화, 즉, 그 외주면의 둘레 방향의 위치 변화를 서브 미크론의 분해능으로 계측할 수 있다. 제어 장치(18)는, 회전 드럼(DR)의 각도 변화로부터, 기판(FS)의 반송 속도도 계측할 수 있다. The encoders EC (EC1a, EC1b, EC2a, EC2b) project light beams for measurement toward the scale units SD (SDa, SDb), and photoelectric detection of the reflected light beam (diffraction light). By doing so, the detection signal according to the positional change in the circumferential direction of the scales SD (SDa, SDb) is output to the control device 18. The control device 18 interpolates the detection signal in a counter circuit (not shown) and digitally processes it, thereby changing the angle of the rotary drum DR, that is, in the circumferential direction of the outer circumferential surface thereof. The change in position can be measured with a resolution of submicron. The control apparatus 18 can also measure the conveyance speed of the board | substrate FS from the angle change of the rotating drum DR.

인코더(EC1a, EC1b)는, 중심면(Poc)에 대해서 기판(FS)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)에 마련되어 있고, XZ평면에서, 조사 중심축(Le1, Le3, Le5)과 동일 선 상에 배치되어 있다. 즉, XZ평면에서, 인코더(EC1a, EC1b)로부터 투사되는 계측용 광빔의 스케일부(SDa, SDb) 상으로의 투사 위치(독취 위치)와 중심축(AXo)을 잇는 선이, 조사 중심축(Le1, Le3, Le5)과 동일 선 상에 배치되어 있다. 마찬가지로, 인코더(EC2a, EC2b)는, 중심면(Poc)에 대해서 기판(FS)의 반송 방향의 하류측(+X방향측)에 마련되어 있고, XZ평면에서, 조사 중심축(Le2, Le4, Le6)과 동일 선 상에 배치되어 있다. 즉, XZ평면에서, 인코더(EC2a, EC2b)로부터 투사되는 계측용 광빔의 스케일부(SDa, SDb) 상으로의 투사 위치(독취 위치)와 중심축(AXo)을 잇는 선이, 조사 중심축(Le2, Le4, Le6)과 동일 선 상에 배치되어 있다. Encoder EC1a, EC1b is provided in the upstream (-X direction side) of the conveyance direction of board | substrate FS with respect to center plane Poc, and with irradiation center axis Le1, Le3, Le5 in XZ plane. It is arranged on the same line. That is, in the XZ plane, the line connecting the projection position (read position) and the central axis AXo on the scale portions SDa and SDb of the measurement light beam projected from the encoders EC1a and EC1b is the irradiation center axis ( It is arrange | positioned on the same line as Le1, Le3, Le5). Similarly, encoder EC2a, EC2b is provided in the downstream side (+ X direction side) of the conveyance direction of board | substrate FS with respect to center plane Poc, and irradiation center axis Le2, Le4, Le6 in an XZ plane. Is arranged on the same line as. That is, in the XZ plane, the line connecting the projection position (read position) and the central axis AXo on the scale portions SDa and SDb of the measurement light beam projected from the encoders EC2a and EC2b is the irradiation center axis ( It is arrange | positioned on the same line as Le2, Le4, Le6).

또, 기판(FS)은, 회전 드럼(DR)의 양단의 스케일부(SDa, SDb)보다 내측에 감겨져 있다. 스케일부(SD(SDa, SDb))의 외주면은, 회전 드럼(DR)에 감겨진 기판(FS)의 외주면과 동일면이 되도록 설정되어 있다. 즉, 스케일부(SD(SDa, SDb))의 외주면의 중심축(AXo)으로부터의 반경(거리)과, 회전 드럼(DR)에 감겨진 기판(FS)의 외주면의 중심축(AXo)으로부터의 반경(거리)이 동일하게 되도록 설정되어 있다. 이것에 의해, 인코더(EC(EC1a, EC1b, EC2a, EC2b))는, 회전 드럼(DR)에 감긴 기판(FS)의 피조사면과 동일 지름 방향의 위치에서 스케일부(SD(SDa, SDb))를 검출할 수 있어, 계측 위치와 처리 위치(스폿광(SP)의 주사 위치 등)가 회전 드럼(DR)의 지름 방향에서 다름으로써 생기는 아베(Abbe) 오차를 작게 할 수 있다. Moreover, the board | substrate FS is wound inside rather than the scale parts SDa and SDb of both ends of the rotating drum DR. The outer peripheral surface of the scale part SD (SDa, SDb) is set so that it may become the same surface as the outer peripheral surface of the board | substrate FS wound by the rotating drum DR. That is, from the radius (distance) from the center axis AXo of the outer peripheral surface of the scale part SD (SDa, SDb), and from the center axis AXo of the outer peripheral surface of the board | substrate FS wound by the rotating drum DR. The radius (distance) is set to be the same. Thereby, the encoder EC (EC1a, EC1b, EC2a, EC2b) is scale part SD (SDa, SDb) at the position of the same radial direction as the irradiated surface of the board | substrate FS wound by the rotating drum DR. Can be detected and the Abbe error which arises because a measurement position and a processing position (scan position of the spot light SP etc.) differ in the radial direction of the rotating drum DR can be made small.

다만, 피조사체로서의 기판(FS)의 두께는 수십㎛~수백㎛로 크게 다르기 때문에, 스케일부(SD(SDa, SDb))의 외주면의 반경과, 회전 드럼(DR)에 감겨진 기판(FS)의 외주면의 반경을 항상 동일하게 하는 것은 어렵다. 그 때문에, 도 2에 나타낸 스케일부(SD(SDa, SDb))의 경우, 그 외주면(스케일면)의 반경은, 회전 드럼(DR)의 외주면의 반경과 일치하도록 설정된다. 또한, 스케일부(SD)를 개별의 원반(原盤)으로 구성하고, 그 원반(스케일 원반)을 회전 드럼(DR)의 샤프트(Sft)에 동축에 장착하는 것도 가능하다. 그 경우도, 아베 오차가 허용치 내에 들어갈 정도로, 스케일 원반의 외주면(스케일면)의 반경과 회전 드럼(DR)의 외주면의 반경을 일치시켜 두는 것이 좋다. However, since the thickness of the substrate FS as the irradiated object varies greatly from several tens of micrometers to several hundreds of micrometers, the radius of the outer circumferential surface of the scales SD (SDa, SDb) and the substrate FS wound on the rotating drum DR It is difficult to always keep the radius of the outer circumferential surface of the same. Therefore, in the case of scale part SD (SDa, SDb) shown in FIG. 2, the radius of the outer peripheral surface (scale surface) is set so that it may correspond with the radius of the outer peripheral surface of rotating drum DR. Moreover, it is also possible to comprise the scale part SD by an individual disk, and to mount | attach the disk (scale disk) coaxially to the shaft Sft of the rotating drum DR. Also in this case, it is good to match the radius of the outer peripheral surface (scale surface) of the scale disk with the radius of the outer peripheral surface of the rotating drum DR so that an Abbe error may fall in tolerance.

도 1에 나타낸 얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 기판(FS)에 형성된 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))를 검출하기 위한 것이며, Y방향을 따라서 복수(본 실시 형태에서는, 4개) 마련되어 있다. 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))는, 기판(FS)의 피조사면 상의 노광 영역(W)에 묘화되는 소정의 패턴과, 기판(FS)을 상대적으로 위치 맞춤하기(얼라이먼트하기) 위한 기준 마크이다. 얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))은, 회전 드럼(DR)의 원주면에 지지되어 있는 기판(FS) 상에서, 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))를 검출한다. 얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))은, 노광 헤드(16)로부터의 빔(LB(LB1~LB6))의 스폿광(SP)에 의한 기판(FS) 상의 피조사 영역 보다도 기판(FS)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)에 마련되어 있다. The alignment microscopes ALG (ALG1-ALG4) shown in FIG. 1 are for detecting alignment marks MK (MK1-MK4) formed in the board | substrate FS, as shown in FIG. (In this embodiment, four) is provided. Alignment marks MK (MK1 to MK4) are predetermined marks drawn in the exposure area W on the irradiated surface of the substrate FS, and reference marks for relatively aligning (aligning) the substrate FS. to be. Alignment microscope (ALG (ALG1-ALG4)) detects alignment mark MK (MK1-MK4) on the board | substrate FS supported by the circumferential surface of rotating drum DR. The alignment microscopes ALG (ALG1 to Alg4) are used for the substrate FS rather than the irradiated region on the substrate FS by the spot light SP of the beams LB1 to LB6 from the exposure head 16. It is provided in the upstream (-X direction side) of a conveyance direction.

얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))은, 얼라이먼트용 조명광을 기판(FS)에 투사하는 광원과, 기판(FS)의 표면의 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))를 포함하는 국소 영역의 확대상(擴大像)을 얻는 관찰 광학계(대물 렌즈를 포함함)와, 그 확대상을 기판(FS)이 반송 방향으로 이동하고 있는 동안에 고속 셔터로 촬상하는 CCD, CMOS 등의 촬상 소자를 가진다. 얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))이 촬상한 촬상 신호는 제어 장치(18)에 보내어진다. 제어 장치(18)는, 촬상 신호의 화상 해석과, 촬상한 순간의 회전 드럼(DR)의 회전 위치의 정보(도 2에 나타낸 스케일부(SD)를 읽어내는 인코더(EC)에 의해 계측)에 근거하여, 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))의 위치를 검출하여, 기판(FS)의 위치를 검출한다. 또, 얼라이먼트용 조명광은, 기판(FS) 상의 감광성 기능층에 대해서 거의 감도를 가지지 않는 파장역의 광, 예를 들면, 파장 500~800nm 정도의 광이다. Alignment microscope (ALG (ALG1-ALG4)) is the enlargement of the local area | region including the light source which projects the illumination light for alignment to the board | substrate FS, and the alignment mark (MK (MK1-MK4)) of the surface of the board | substrate FS. Observation optical system (including an objective lens) which acquires an image, and imaging elements, such as CCD and CMOS, which image | photograph an enlarged image with a high speed shutter while the board | substrate FS is moving to a conveyance direction. The imaging signal picked up by the alignment microscopes ALG (ALG1-ALG4) is sent to the control apparatus 18. The control device 18 is adapted to the image analysis of the imaging signal and the information (measured by the encoder EC which reads the scale part SD shown in FIG. 2) of the rotation position of the rotating drum DR at the time of imaging. Based on this, the position of the alignment marks MK (MK1 to MK4) is detected, and the position of the substrate FS is detected. Moreover, the illumination light for alignment is light of the wavelength range which hardly has a sensitivity with respect to the photosensitive functional layer on the board | substrate FS, for example, light of wavelength about 500-800 nm.

얼라이먼트 마크(MK1~MK4)는, 각 노광 영역(W)의 둘레에 마련되어 있다. 얼라이먼트 마크(MK1, MK4)는, 노광 영역(W)의 기판(FS)의 폭방향의 양측에, 기판(FS)의 장척 방향을 따라서 일정한 간격(Dh)으로 복수 형성되어 있다. 얼라이먼트 마크(MK1)는, 기판(FS)의 폭방향의 -Y방향측에, 얼라이먼트 마크(MK4)는, 기판(FS)의 폭방향의 +Y방향측에 각각 형성되어 있다. 이러한 얼라이먼트 마크(MK1, MK4)는, 기판(FS)이 큰 텐션을 받거나, 열프로세스를 받거나 하여 변형하고 있지 않은 상태에서는, 기판(FS)의 장척 방향(X방향)에 관해서 동일 위치가 되도록 배치된다. 게다가, 얼라이먼트 마크(MK2, MK3)는, 얼라이먼트 마크(MK1)와 얼라이먼트 마크(MK4)의 사이로서, 노광 영역(W)의 +X방향측과 -X방향측과의 여백부에 기판(FS)의 폭방향(단척 방향)을 따라서 형성되어 있다. 얼라이먼트 마크(MK2)는, 기판(FS)의 폭방향의 -Y방향측에, 얼라이먼트 마크(MK3)는, 기판(FS)의 +Y방향측에 형성되어 있다. 또한, 기판(FS)의 -Y방향의 측단부에 배열되는 얼라이먼트 마크(MK1)와 여백부의 얼라이먼트 마크(MK2)와의 Y방향의 간격, 여백부의 얼라이먼트 마크(MK2)와 얼라이먼트 마크(MK3)의 Y방향의 간격, 및 기판(FS)의 +Y방향의 측단부에 배열되는 얼라이먼트 마크(MK4)와 여백부의 얼라이먼트 마크(MK3)와의 Y방향의 간격은, 모두 동일 거리로 설정되어 있다. 이들 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))는, 제1층의 패턴층의 형성시에 함께 형성되어도 괜찮다. 예를 들면, 제1 층의 패턴을 노광할 때에, 패턴이 노광되는 노광 영역(W)의 둘레에 얼라이먼트 마크용 패턴도 함께 노광해도 괜찮다. 또, 얼라이먼트 마크(MK)는, 노광 영역(W) 내에 형성되어도 괜찮다. 예를 들면, 노광 영역(W) 내이며, 노광 영역(W)의 윤곽을 따라서 형성되어도 괜찮다. Alignment marks MK1-MK4 are provided in the circumference | surroundings of each exposure area | region W. As shown in FIG. The alignment marks MK1 and MK4 are formed in plural on both sides in the width direction of the substrate FS of the exposure area W at regular intervals Dh along the long direction of the substrate FS. Alignment mark MK1 is formed in the -Y direction side of the width direction of the board | substrate FS, and alignment mark MK4 is formed in the + Y direction side of the width direction of the board | substrate FS, respectively. Such alignment marks MK1 and MK4 are arranged so that the alignment marks MK1 and MK4 are in the same position with respect to the long direction (X direction) of the substrate FS in a state where the substrate FS is not deformed due to a large tension or a thermal process. do. In addition, alignment marks MK2 and MK3 are between alignment marks MK1 and alignment marks MK4, and the substrate FS is disposed in the margin of the + X direction side and the -X direction side of the exposure area W. FIG. It is formed along the width direction (short direction). Alignment mark MK2 is formed in the -Y direction side of the width direction of the board | substrate FS, and alignment mark MK3 is formed in the + Y direction side of the board | substrate FS. Further, the gap in the Y direction between the alignment mark MK1 and the margin mark alignment mark MK2 arranged at the side end portion in the −Y direction of the substrate FS, and the Y of the alignment mark MK2 portion and the alignment mark MK3 portion of the margin portion The interval in the direction and the interval in the Y direction between the alignment mark MK4 and the alignment mark MK3 in the margin part arranged at the side end portions in the + Y direction of the substrate FS are all set at the same distance. These alignment marks MK (MK1 to MK4) may be formed together at the time of forming the pattern layer of the first layer. For example, when exposing the pattern of a 1st layer, you may expose together the pattern for alignment marks around the exposure area | region W to which a pattern is exposed. In addition, alignment mark MK may be formed in exposure area W. FIG. For example, in the exposure area W, it may be formed along the outline of the exposure area W. FIG.

얼라이먼트 현미경(ALG1)은, 대물 렌즈에 의한 관찰 영역(검출 영역)(Vw1) 내에 존재하는 얼라이먼트 마크(MK1)를 촬상하도록 배치된다. 마찬가지로, 얼라이먼트 현미경(ALG2~ALG4)은, 대물 렌즈에 의한 관찰 영역(Vw2~Vw4) 내에 존재하는 얼라이먼트 마크(MK2~MK4)를 촬상하도록 배치된다. 따라서, 복수의 얼라이먼트 현미경(ALG1~ALG4)은, 복수의 얼라이먼트 마크(MK1~MK4)의 위치에 대응하여, 기판(FS)의 -Y방향측으로부터 얼라이먼트 현미경(ALG1~ALG4)의 순서로 마련되어 있다. 얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))은, X방향에 관하여, 노광 위치(묘화 라인(SL1~SL6))와 얼라이먼트 현미경(ALG)의 관찰 영역(Vw(Vw1~Vw4))과의 거리가, 노광 영역(W)의 X방향의 길이 보다도 짧게 되도록 마련되어 있다. 또, Y방향으로 마련되는 얼라이먼트 현미경(ALG)의 수는, 기판(FS)의 폭방향으로 형성되는 얼라이먼트 마크(MK)의 수에 따라 변경 가능하다. 또, 관찰 영역(Vw1~Vw4)의 기판(FS)의 피조사면 상의 크기는, 얼라이먼트 마크(MK1~MK4)의 크기나 얼라이먼트 정밀도(위치 계측 정밀도)에 따라 설정되지만, 100~500㎛각(角) 정도의 크기이다. Alignment microscope ALG1 is arrange | positioned so that the imaging mark MK1 which exists in observation area | region (detection area | region) Vw1 by an objective lens may be imaged. Similarly, alignment microscopes ALG2-ALG4 are arrange | positioned so that the imaging marks MK2-MK4 existing in observation area | regions Vw2-Vw4 by an objective lens may be imaged. Therefore, the some alignment microscope ALC1-ALG4 is provided in the order of the alignment microscope ALG1-ALG4 from the -Y direction side of the board | substrate FS corresponding to the position of the some alignment mark MK1-MK4. . The alignment microscopes ALG (ALG1-ALG4) have a distance between the exposure position (drawing lines SL1-SL6) and the observation region Vw (Vw1-Vw4) of the alignment microscope ALG with respect to the X direction. It is provided so that it may become shorter than the length of the exposure direction W of the X direction. Moreover, the number of alignment microscopes ALG provided in the Y direction can be changed according to the number of alignment marks MK formed in the width direction of the board | substrate FS. Moreover, although the magnitude | size on the irradiation surface of the board | substrate FS of observation area | regions Vw1-Vw4 is set according to the magnitude | size of alignment mark MK1-MK4, and alignment precision (position measurement precision), it is 100-500 micrometers angle (角) ) Is about the size.

도 4는, 노광 장치(EX)의 요부 확대도이다. 노광 장치(EX)는, 복수의 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6))와, 본체 프레임(UB)을 더 구비한다. 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6))는, 광원 장치(14)로부터의 빔(LB(LB1~LB6))을 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))로 안내한다. 광 도입 광학계(BDU1)는, 빔(LB1)을 빔 주사 장치(MD1)로 안내하고, 광 도입 광학계(BDU2)는, 빔(LB2)을 빔 주사 장치(MD2)로 안내한다. 마찬가지로, 광 도입 광학계(BDU3~BDU6)는, 빔(LB3~LB6)을 빔 주사 장치(MD3~MD6)로 안내한다. 광원 장치(14)로부터의 빔(LB)은, 도시하지 않은 빔 스플리터, 혹은 스위칭용 광 편향기 등의 광학 부재에 의해서, 각 광 도입 광학계(BDU1~BDU6)에 분기(分岐)하여 입사, 혹은 선택적으로 입사된다. 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6))는, 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))에 의해서 기판(FS)의 피조사면 상에 투사되는 스폿광(SP)의 강도를 패턴 데이터에 따라 고속으로 변조(온/오프)하는 묘화용 광학 소자(AOM(AOM1~AOM6))를 가진다. 묘화용 광학 소자(AOM)는, 음향 광학 변조기(Acousto-Optic Modulator)이다. 이 패턴 데이터는, 제어 장치(18)의 도시하지 않은 기억 영역에 기억되어 있다. 4 is an enlarged view of a main portion of the exposure apparatus EX. The exposure apparatus EX further includes a plurality of light introduction optical systems BDU (BDU1 to BDU6) and a main body frame UB. The light introduction optical system BDU BDU1 to BDU6 guides the beams LB1 to LB6 from the light source device 14 to the beam scanning devices MD to MD6. The light introduction optical system BDU1 guides the beam LB1 to the beam scanning device MD1, and the light introduction optical system BDU2 guides the beam LB2 to the beam scanning device MD2. Similarly, the light introduction optical systems BDU3 to BDU6 guide the beams LB3 to LB6 to the beam scanning devices MD3 to MD6. The beam LB from the light source device 14 branches into each light introducing optical system BDU1 to BDU6 by an optical member such as a beam splitter (not shown) or a switching optical deflector, or is incident or Selectively incident. The light introduction optical system BDU (BDU1 to BDU6) has a high speed in accordance with the pattern data of the intensity of the spot light SP projected onto the irradiated surface of the substrate FS by the beam scanning devices MD (MD1 to MD6). It has the optical element for drawing (AOM (AOM1-AOM6)) which modulates (on / off). Drawing optical element (AOM) is an acoustic-optic modulator. This pattern data is stored in the storage area | region which is not shown in the control apparatus 18. As shown in FIG.

본체 프레임(UB)은, 복수의 광 도입 광학계(BDU1~BDU6)와 복수의 빔 주사 장치(MD1~MD6)를 유지한다. 본체 프레임(UB)은, 복수의 광 도입 광학계(BDU1~BDU6)를 유지하는 제1 프레임부(Ub1)와, 복수의 빔 주사 장치(MD1~MD6)를 유지하는 제2 프레임부(Ub2)를 가진다. 제1 프레임부(Ub1)는, 제2 프레임부(Ub2)에 의해서 유지된 복수의 빔 주사 장치(MD1~MD6)의 상부(+Z방향측)에서, 복수의 광 도입 광학계(BDU1~BDU6)를 유지한다. 홀수번째의 광 도입 광학계(BDU1, BDU3, BDU5)는, 홀수번째의 빔 주사 장치(MD1, MD3, MD5)의 위치에 대응하여, 중심면(Poc)에 대해서 기판(FS)의 반송 방향의 상류측(-X방향측)에 배치되도록, 제1 프레임부(Ub1)에 유지 되어 있다. 짝수번째의 광 도입 광학계(BDU2, BDU4, BDU6)는, 마찬가지로, 짝수번째의 빔 주사 장치(MD2, MD4, MD6)의 위치에 대응하여, 중심면(Poc)에 대해서 기판(FS)의 반송 방향의 하류측(+X방향측)에 배치되도록, 제1 프레임부(Ub1)에 유지되어 있다. 이 광 도입 광학계(BDU)의 구성에 대해서는 후에 상세하게 설명한다. The main body frame UB holds a plurality of light introducing optical systems BDU1 to BDU6 and a plurality of beam scanning devices MD1 to MD6. The main body frame UB includes the first frame portion Ub1 holding the plurality of light introducing optical systems BDU1 to BDU6 and the second frame portion Ub2 holding the plurality of beam scanning devices MD1 to MD6. Have The first frame part Ub1 uses the plurality of light introduction optical systems BDU1 to BDU6 in the upper portion (+ Z direction side) of the plurality of beam scanning devices MD1 to MD6 held by the second frame part Ub2. Keep it. The odd-numbered light introducing optical systems BDU1, BDU3, and BDU5 correspond to the positions of the odd-numbered beam scanning devices MD1, MD3, MD5, and upstream of the transport direction of the substrate FS with respect to the center plane Poc. It is hold | maintained in the 1st frame part Ub1 so that it may be arrange | positioned at the side (-X direction side). The even-numbered light introducing optical systems BDU2, BDU4, and BDU6 similarly correspond to the positions of the even-numbered beam scanning devices MD2, MD4, MD6, and the conveying direction of the substrate FS with respect to the center plane Poc. It is hold | maintained in the 1st frame part Ub1 so that it may be arrange | positioned downstream of the (+ X direction side). The structure of this light introduction optical system (BDU) is demonstrated in detail later.

제1 프레임부(Ub1)는, 복수의 광 도입 광학계(BDU1~BDU6)를 하부(-Z방향측)로부터 지지한다. 제1 프레임부(Ub1)에는, 복수의 광 도입 광학계(BDU1~BDU6)에 대응하여 복수의 개구부(Hs(Hs1~Hs6))가 마련되어 있다. 이 복수의 개구부(Hs1~Hs6)에 의해서, 복수의 광 도입 광학계(BDU1~BDU6)로부터 사출되는 빔(LB1~LB6)이 제1 프레임부(Ub1)에 의해서 차단되지 않고, 대응하는 빔 주사 장치(MD1~MD6)에 입사한다. 즉, 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6))로부터 사출하는 빔(LB(LB1~LB6))은, 개구부(Hs(Hs1~Hs6))를 통과하여, 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))에 입사한다. The first frame part Ub1 supports the plurality of light introduction optical systems BDU1 to BDU6 from the lower side (-Z direction side). The first frame portion Ub1 is provided with a plurality of openings Hs (Hs1 to Hs6) corresponding to the plurality of light introduction optical systems BDU1 to BDU6. The beams LB1 to LB6 emitted from the plurality of light introduction optical systems BDU1 to BDU6 are not blocked by the first frame part Ub1 by the plurality of openings Hs1 to Hs6, and corresponding beam scanning apparatuses are provided. Incident on (MD1 to MD6). That is, the beams LB (LB1 to LB6) emitted from the light introduction optical system BDU (BDU1 to BDU6) pass through the openings Hs (Hs1 to Hs6) and the beam scanning devices MD (MD1 to MD6). ).

제2 프레임부(Ub2)는, 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))의 각각을 조사 중심축(Le(Le1~Le6)) 둘레로 회전 가능하게 유지한다. 즉, 제2 프레임부(Ub2)에 의해서, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 조사 중심축(Le(Le1~Le6))의 둘레로 회전할 수 있다. 이 제2 프레임부(Ub2)에 의한 빔 주사 장치(MD)의 유지 구조에 대해서는 후에 상세하게 설명한다. The second frame portion Ub2 rotatably holds each of the beam scanning devices MD (MD1 to MD6) about the irradiation center axis Le (Le1 to Le6). In other words, each of the beam scanning devices MD (MD1 to MD6) can rotate around the irradiation center axis Le (Le1 to Le6) by the second frame portion Ub2. The holding structure of the beam scanning apparatus MD by this 2nd frame part Ub2 is demonstrated in detail later.

도 5는, 광 도입 광학계(BDU)의 광학적인 구성을 나타내는 상세도, 도 6은, 묘화용 광학 소자(AOM)에 의한 광로의 변경(빔(LB)의 온/오프)을 설명하는 개략 설명도이다. 홀수번째의 광 도입 광학계(BDU1, BDU3, BDU5)와, 짝수번째의 광 도입 광학계(BDU2, BDU4, BDU6)는, 중심면(Poc)에 대해서 대칭으로 마련되어 있다. 또, 각 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6))는, 동일한 구성을 가지기 때문에, 광 도입 광학계(BDU1)에 대해서만 설명하고, 다른 광 도입 광학계(BDU)에 대한 설명을 생략한다. FIG. 5 is a detailed view showing the optical configuration of the light introduction optical system BDU, and FIG. 6 is a schematic illustration for explaining the change of the optical path (on / off of the beam LB) by the optical element AOM for drawing. It is also. The odd-numbered light introduction optical systems BDU1, BDU3, and BDU5 and the even-numbered light introduction optical systems BDU2, BDU4, and BDU6 are provided symmetrically with respect to the center plane Poc. In addition, since each light introduction optical system BDU (BDU1-BDU6) has the same structure, it demonstrates only the light introduction optical system BDU1, and abbreviate | omits description about the other light introduction optical system BDU.

광 도입 광학계(BDU1)는, 묘화용 광학 소자(AOM1) 외에, 광학 렌즈계(G1, G2)와, 반사 미러(M1~M5)를 가진다. 묘화용 광학 소자(AOM1)에는, 묘화용 광학 소자(AOM1) 내에서 빔 웨이스트(waist)가 되도록 빔(LB1)이 입사한다. 묘화용 광학 소자(AOM1)는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 제어 장치(18)로부터의 구동 신호(고주파 신호)가 오프(로우(low)))의 상태일 때에는, 입사한 빔(LB1)을 흡수체(AB)에 투과시키고, 제어 장치(18)로부터의 구동 신호(고주파 신호)가 온(하이)의 상태일 때에는, 입사한 빔(LB1)을 회절시킨 1차 회절광을 반사 미러(M1)로 향하게 한다. 흡수체(AB)는, 빔(LB1)의 외부로의 누설을 억제하기 위해서 빔(LB1)을 흡수하는 광 트랩이다. 제어 장치(18)는, 묘화용 광학 소자(AOM1)에 인가해야 할 구동 신호(고주파 신호)를 패턴 데이터에 따라 고속으로 온/오프(하이/로우)로 하는 것에 의해서, 빔(LB1)이 반사 미러(M1)를 향할지(묘화용 광학 소자(AOM1)가 온), 흡수체(AB)를 향할지(묘화용 광학 소자(AOM1)가 오프)가 스위칭된다. 이것은, 기판(FS)의 피조사면 상에서 보면, 빔 주사 장치(MD1)로부터 피조사면(기판(FS))에 도달하는 빔(LB1)의 스폿광(SP)의 강도가, 패턴 데이터에 따라 고레벨과 저레벨(예를 들면, 제로 레벨) 중 어느 하나로 고속으로 변조되는 것을 의미한다. The light introduction optical system BDU1 includes the optical lens systems G1 and G2 and the reflection mirrors M1 to M5 in addition to the drawing optical element AOM1. The beam LB1 is incident on the drawing optical element AOM1 so as to be a beam waist in the drawing optical element AOM1. As illustrated in FIG. 6, the drawing optical element AOM1 receives the incident beam LB1 when the driving signal (high frequency signal) from the control device 18 is off (low). When the driving signal (high frequency signal) from the control device 18 is turned on (high) while passing through the absorber AB, the first order diffracted light diffracted by the incident beam LB1 is reflected mirror M1. To the side. The absorber AB is an optical trap that absorbs the beam LB1 in order to suppress leakage to the outside of the beam LB1. The control device 18 turns on / off (high / low) the driving signal (high frequency signal) to be applied to the drawing optical element AOM1 at high speed according to the pattern data, so that the beam LB1 reflects. Whether to face the mirror M1 (the drawing optical element AOM1 is on) or the absorber AB (the drawing optical element AOM1 is off) is switched. This is because the intensity of the spot light SP of the beam LB1 reaching the irradiated surface (substrate FS) from the beam scanning device MD1 when viewed from the irradiated surface of the substrate FS has a high level in accordance with the pattern data. It means that the modulation is performed at one of the low levels (for example, zero level) at high speed.

패턴 데이터는, 스폿광(SP)의 주사 방향(Y방향)을 따른 방향을 행(行)방향으로 하고, 기판(FS)의 반송 방향(X방향)을 따른 방향을 열(列)방향으로 하도록 2차원으로 분해된 복수의 화소 데이터로 구성되어 있는 비트 맵 데이터이다. 이 화소 데이터는, 「0」또는 「1」의 1비트의 데이터이다. 「0」의 화소 데이터는, 기판(FS) 상에 조사하는 스폿광(SP)의 강도를 저레벨로 하는 것을 의미하고, 「1」의 화소 데이터는, 기판(FS) 상에 조사하는 스폿광(SP)의 강도를 고레벨로 하는 것을 의미한다. 따라서, 제어 장치(18)는, 화소 데이터가 「0」인 경우는, 오프의 구동 신호(고주파 신호)를, 광 도입 광학계(BDU1)의 묘화용 광학 소자(AOM1)에 출력하고, 화소 데이터가 「1」인 경우는, 온의 구동 신호(고주파 신호)를 묘화용 광학 소자(AOM1)에 출력한다. 이 패턴 데이터의 1열분(分)의 화소 데이터의 수는, 피조사면 상에서의 화소의 치수와 묘화 라인(SLn)의 길이에 따라 정해지고, 1화소의 치수는 스폿광(SP)의 사이즈 φ에 의해서 정해진다. 앞서 설명한 바와 같이, 피조사면 상에서 계속하여 조사되는 스폿광(SP)을 사이즈 φ의 1/2 정도만큼 오버랩시키는 경우, 1화소의 치수는 스폿광(SP)의 사이즈 φ 정도, 혹은 그 이상으로 설정된다. 예를 들면, 스폿광(SP)의 실효적인 사이즈 φ가 3㎛(오버랩량은 1.5㎛)의 경우, 1화소의 치수는 3㎛각(角) 정도, 혹은 그 이상으로 설정된다. 따라서, 보다 미세한 패턴을 묘화하기 위해서는, 스폿광(SP)의 실효적인 사이즈 φ를 보다 작게 하여, 1화소의 치수를 작게 설정하게 된다. 따라서, 스폿광(SP)을 사이즈 φ의 1/2 정도만큼 오버랩시키는 경우, 묘화 라인(SL1)을 따라서 투사되는 스폿광(SP)의 수(펄스수)는 패턴 데이터의 1열분의 화소 데이터의 수의 2배가 된다. 이 패턴 데이터는, 도시하지 않은 메모리에 기억되어 있다. 또, 1열분의 화소 데이터를 화소 데이터열(Dw)이라고 칭하는 경우가 있으며, 패턴 데이터는, 복수의 화소 데이터열(Dw(Dw1, Dw2,…, Dwn))가 열방향으로 늘어선 비트 맵 데이터이다. The pattern data is arranged so that the direction along the scanning direction (Y direction) of the spot light SP is the row direction, and the direction along the conveyance direction (X direction) of the substrate FS is the column direction. Bitmap data composed of a plurality of pixel data decomposed in two dimensions. This pixel data is 1-bit data of "0" or "1". Pixel data of "0" means setting the intensity of the spot light SP irradiated onto the substrate FS at a low level, and pixel data of "1" means spot light irradiating onto the substrate FS ( It means that the strength of SP) is made high. Therefore, when pixel data is "0", the control apparatus 18 outputs the off drive signal (high frequency signal) to the drawing optical element AOM1 of the light introduction optical system BDU1, and pixel data When it is "1", the drive signal (high frequency signal) of ON is output to the drawing optical element AOM1. The number of pixel data for one column of the pattern data is determined according to the size of the pixel on the irradiated surface and the length of the drawing line SLn, and the size of one pixel is determined by the size? Of the spot light SP. Determined by As described above, when the spot light SP continuously irradiated on the irradiated surface is overlapped by about 1/2 of the size φ, the size of one pixel is set to about φ or more of the size of the spot light SP. do. For example, when the effective size phi of the spot light SP is 3 m (overlap amount is 1.5 m), the size of one pixel is set to about 3 m or more. Therefore, in order to draw a finer pattern, the effective size phi of the spot light SP is made smaller, and the dimension of one pixel is set small. Therefore, when the spot light SP is overlapped by about 1/2 of the size?, The number (pulse numbers) of the spot light SP projected along the drawing line SL1 is equal to the pixel data of one column of the pattern data. Double the number This pattern data is stored in a memory (not shown). The pixel data for one column may be referred to as the pixel data string Dw, and the pattern data is bit map data in which the plurality of pixel data strings Dw (Dw1, Dw2, ..., Dwn) are arranged in the column direction. .

상세하게 설명하면, 제어 장치(18)는, 패턴 데이터의 화소 데이터열(1열분의 화소 데이터)(Dw)(예를 들면, Dw1)를 읽어내고, 빔 주사 장치(MD1)에 의한 스폿광(SP)의 주사와 동기하여, 읽어낸 화소 데이터열(Dw1)의 화소 데이터에 따른 구동 신호를 광 도입 광학계(BDU1)의 묘화용 광학 소자(AOM1)에 순차적으로 출력한다. 구체적으로는, 묘화 라인(SL1)을 따라서 스폿광(SP)의 2펄스분이 투사되는 타이밍 마다, 읽어낸 화소 데이터열(Dw1) 중 선택하는 1화소분의 데이터를 행방향을 따라서 늦추어가고, 선택한 1화소분의 데이터에 따른 구동 신호를 묘화용 광학 소자(AOM1)에 순차적으로 출력한다. 이것에 의해, 기판(FS)의 조사면 상에 조사되는 스폿광(SP)의 2펄스마다, 그 강도가 화소 데이터에 따라 변조된다. 제어 장치(18)는, 스폿광(SP)의 주사가 종료하면, 다음의 열의 화소 데이터열(Dw2)을 읽어낸다. 그리고, 빔 주사 장치(MD1)의 스폿광(SP)의 주사의 개시에 따라서, 읽어낸 화소 데이터열(Dw2)의 화소 데이터에 따른 구동 신호를 광 도입 광학계(BDU1)의 묘화용 광학 소자(AOM1)에 순차적으로 출력한다. 이와 같이 하여, 스폿광(SP)의 주사를 개시할 때마다, 다음의 열의 화소 데이터열(Dw)의 화소 데이터에 따른 구동 신호를 묘화용 광학 소자(AOM1)에 순차적으로 출력한다. 이것에 의해, 패턴 데이터에 따른 패턴을 묘화 노광할 수 있다. 또, 패턴 데이터는, 빔 주사 장치(MD)마다 마련되어 있다. In detail, the control apparatus 18 reads the pixel data string (pixel data for one column) Dw (for example, Dw1) of the pattern data, and the spot light (the beam) by the beam scanning apparatus MD1 ( In synchronism with the scanning of the SP, the driving signal corresponding to the pixel data of the read pixel data string Dw1 is sequentially output to the drawing optical element AOM1 of the light introducing optical system BDU1. Specifically, for each timing at which two pulses of the spot light SP are projected along the drawing line SL1, one pixel data selected from the read pixel data strings Dw1 is delayed along the row direction and selected. The driving signal corresponding to one pixel of data is sequentially output to the drawing optical element AOM1. As a result, the intensity is modulated in accordance with the pixel data every two pulses of the spot light SP irradiated onto the irradiation surface of the substrate FS. When the scanning of the spot light SP is completed, the control device 18 reads out the pixel data string Dw2 in the next column. Then, in accordance with the start of scanning the spot light SP of the beam scanning device MD1, the driving signal corresponding to the pixel data of the read pixel data string Dw2 is transferred to the optical element AOM1 for drawing the light introducing optical system BDU1. In order). In this manner, each time the scanning of the spot light SP is started, the drive signal corresponding to the pixel data of the pixel data string Dw in the next column is sequentially output to the drawing optical element AOM1. Thereby, the pattern according to the pattern data can be drawn and exposed. In addition, pattern data is provided for every beam scanning apparatus MD.

묘화용 광학 소자(AOM1)로부터의 빔(LB1)은, 빔 성형용 광학 렌즈계(G1)를 매개로 하여, 흡수체(AB) 또는 반사 미러(M1)에 입사한다. 즉, 묘화용 광학 소자(AOM1)가 온이라도, 오프라도, 묘화용 광학 소자(AOM1)를 통과한 빔(LB1)은 광학 렌즈계(G1)를 투과한다. 묘화용 광학 소자(AOM1)가 온으로 전환되어, 반사 미러(M1)에 빔(LB1)이 입사하면, 빔(LB1)은, 도 5 중의 반사 미러(M1~M5)에 의해서 광로가 절곡되어, 반사 미러(M5)로부터 빔 주사 장치(MD1)를 향해 사출한다. 이 때, 반사 미러(M5)는, 조사 중심축(Le1)과 동축이 되도록 빔(LB1)을 사출한다. 즉, 광 도입 광학계(BDU1)로부터의 빔(LB1)의 축선이 빔 주사 장치(MD1)에 설정된 조사 중심축(Le1)과 동축이 되어 빔 주사 장치(MD1)에 입사하도록, 광 도입 광학계(BDU1)의 반사 미러(M1~M5)에 의해서 그 광로가 절곡되어 있다. 또, 반사 미러(M4)와 반사 미러(M5)와의 사이에는, 빔 성형용의 광학 렌즈계(G2)가 마련되어 있다. 또, 적어도 복수의 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))로부터 구성되는 노광 헤드(16)와 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6))는, 본 실시 형태의 패턴 묘화 장치를 구성한다. 또, 본체 프레임(UB)도 패턴 묘화 장치의 일부를 구성해도 괜찮다. The beam LB1 from the drawing optical element AOM1 is incident on the absorber AB or the reflection mirror M1 via the optical lens system G1 for beam shaping. That is, even if the drawing optical element AOM1 is turned on or off, the beam LB1 passing through the drawing optical element AOM1 passes through the optical lens system G1. When the drawing optical element AOM1 is turned on and the beam LB1 enters the reflection mirror M1, the optical path of the beam LB1 is bent by the reflection mirrors M1 to M5 in FIG. 5, It ejects from the reflection mirror M5 toward the beam scanning apparatus MD1. At this time, the reflection mirror M5 emits the beam LB1 to be coaxial with the irradiation center axis Le1. That is, the light introduction optical system BDU1 is arranged such that the axis of the beam LB1 from the light introduction optical system BDU1 is coaxial with the irradiation center axis Le1 set in the beam scanning device MD1 and enters the beam scanning device MD1. The optical path is bent by the reflection mirrors M1 to M5. Moreover, the optical lens system G2 for beam shaping is provided between the reflection mirror M4 and the reflection mirror M5. Moreover, the exposure head 16 comprised from the some beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) and the light introduction optical system (BDU (BDU1-BDU6)) comprise the pattern drawing apparatus of this embodiment. Moreover, the main body frame UB may also comprise a part of the pattern drawing apparatus.

다음으로, 도 7(및 도 5)을 참조하여 빔 주사 장치(MD)의 광학적인 구성에 대해 설명한다. 또, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 동일한 구성을 가지기 때문에, 빔 주사 장치(MD1)에 대해서만 설명하고, 다른 빔 주사 장치(MD)에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 도 7(및 도 5)에서는, 조사 중심축(Le(Le1))과 평행한 방향을 Zt방향으로 하고, Zt방향과 직교하는 평면 상으로서, 기판(FS)이 프로세스 장치(PR1)로부터 노광 장치(EX)를 거쳐 프로세스 장치(PR2)를 향하는 방향을 Xt방향으로 하며, Zt방향과 직교하는 평면 상으로서, Xt방향과 직교하는 방향을 Yt방향으로 한다. 즉, 도 7(및 도 5)의 Xt, Yt, Zt의 3차원 좌표는, 도 1의 X, Y, Z의 3차원 좌표를, Y축을 중심으로 Z축 방향이 조사 중심축(Le(Le1))과 평행이 되도록 회전시킨 3차원 좌표이다. Next, with reference to FIG. 7 (and FIG. 5), the optical structure of the beam scanning apparatus MD is demonstrated. In addition, since each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) has the same structure, it demonstrates only beam scanning apparatus MD1, and abbreviate | omits description about other beam scanning apparatus MD. In addition, in FIG. 7 (and FIG. 5), the direction parallel to irradiation center axis Le (Le1) is made into Zt direction, and the board | substrate FS is a process plane PR1 from the plane orthogonal to a Zt direction. The direction toward the process apparatus PR2 via the exposure apparatus EX is made into the Xt direction, and on the plane orthogonal to the Zt direction, the direction orthogonal to the Xt direction is made into the Yt direction. That is, the three-dimensional coordinates of Xt, Yt, and Zt in FIG. 7 (and FIG. 5) are the three-dimensional coordinates of X, Y, and Z in FIG. 3D coordinates rotated to be parallel to)).

도 7에 나타내는 바와 같이, 빔 주사 장치(MD1) 내에는, 빔(LB1)의 입사 위치로부터 피조사면(기판(FS))까지의 빔(LB1)의 진행 방향을 따라서, 반사 미러(M10), 빔 익스팬더(expander)(BE), 반사 미러(M11), 편광빔 스플리터(splitter)(BS1), 반사 미러(M12), 상(像)시프트 광학 부재(평행 평판)(SR), 편향 조정 광학 부재(프리즘)(DP), 필드 애퍼처(aperture)(FA), 반사 미러(M13), λ/4 파장판(QW), 실린드리칼 렌즈(CYa), 반사 미러(M14), 폴리곤 미러(PM), fθ 렌즈(FT), 반사 미러(M15), 실린드리칼 렌즈(CYb)가 마련된다. 게다가 빔 주사 장치(MD1) 내에는, 피조사면(기판(FS))으로부터의 반사광을 편광빔 스플리터(BS1)를 매개로 하여 검출하기 위한 광학 렌즈계(G10) 및 광 검출기(DT1)가 마련된다. As shown in FIG. 7, in the beam scanning apparatus MD1, the reflection mirror M10 along the advancing direction of the beam LB1 from the incidence position of the beam LB1 to the irradiation surface (substrate FS), Beam expander BE, reflective mirror M11, polarizing beam splitter BS1, reflective mirror M12, image shift optical member (parallel plate) SR, deflection adjustment optical member (Prism) (DP), field aperture (FA), reflection mirror (M13), λ / 4 wave plate (QW), cylindrical lens (CYa), reflection mirror (M14), polygon mirror (PM) ), fθ lens FT, reflection mirror M15, and cylindrical lens CYb. In the beam scanning device MD1, an optical lens system G10 and a photodetector DT1 are provided for detecting the reflected light from the irradiated surface (substrate FS) via the polarizing beam splitter BS1.

빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)은, -Zt방향을 향해서 나아가고, XtYt 평면에 대해서 45°기울어진 반사 미러(M10)에 입사한다. 이 빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)의 축선은, 조사 중심축(Le1)과 동축이 되도록 반사 미러(M10)에 입사한다. 반사 미러(M10)는, 빔(LB1)을 빔 주사 장치(MD1)에 입사시키는 입사 광학 부재로서 기능하고, 입사한 빔(LB1)을, Xt축과 평행하게 설정되는 광축(AXa)을 따라서 반사 미러(M11)를 향하여 -Xt방향으로 반사한다. 따라서, 광축(AXa)은 XtZt 평면과 평행한 면내에서 조사 중심축(Le1)과 직교한다. 반사 미러(M10)에서 반사한 빔(LB1)은, 광축(AXa)을 따라서 배치되는 빔 익스팬더(BE)를 투과하여 반사 미러(M11)에 입사한다. 빔 익스팬더(BE)는, 투과하는 빔(LB1)의 지름을 확대시킨다. 빔 익스팬더(BE)는, 집광 렌즈(Be1)와, 집광 렌즈(Be1)에 의해서 수렴된 후에 발산하는 빔(LB1)을 평행광으로 하는 콜리메이트 렌즈(Be2)를 가진다. The beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 travels in the -Zt direction and enters the reflective mirror M10 tilted at 45 ° with respect to the XtYt plane. The axis of the beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 is incident on the reflection mirror M10 so as to be coaxial with the irradiation center axis Le1. The reflection mirror M10 functions as an incident optical member for injecting the beam LB1 into the beam scanning device MD1, and reflects the incident beam LB1 along the optical axis AXa set in parallel with the Xt axis. It is reflected in the -Xt direction toward the mirror M11. Therefore, the optical axis AXa is orthogonal to the irradiation center axis Le1 in a plane parallel to the XtZt plane. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M10 passes through the beam expander BE disposed along the optical axis AXa and enters the reflection mirror M11. The beam expander BE enlarges the diameter of the beam LB1 passing therethrough. The beam expander BE has a condensing lens Be1 and a collimating lens Be2 which makes the beam LB1 diverged after being converged by the condensing lens Be1 as parallel light.

반사 미러(M11)는, YtZt 평면에 대해서 45°기울어져 배치되고, 입사한 빔(LB1)(광축(AXa))을 편광빔 스플리터(BS1)를 향해서 -Yt방향으로 반사한다. 편광빔 스플리터(BS1)의 편광 분리면은, YtZt 평면에 대해서 45°기울어져 배치되고, P편광의 빔을 반사하고, P편광과 직교하는 방향으로 편광한 직선 편광(S편광)의 빔을 투과하는 것이다. 빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)은, P편광의 빔이므로, 편광빔 스플리터(BS1)는, 반사 미러(M11)로부터의 빔(LB1)을 -Xt방향으로 반사하여 반사 미러(M12)측으로 안내한다. The reflection mirror M11 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the YtZt plane, and reflects the incident beam LB1 (optical axis AXa) in the -Yt direction toward the polarization beam splitter BS1. The polarization splitting surface of the polarizing beam splitter BS1 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the YtZt plane, reflects the beam of P polarization, and transmits the beam of linearly polarized light (S polarization) polarized in a direction orthogonal to the P polarization. It is. Since the beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 is a P-polarized beam, the polarizing beam splitter BS1 reflects the beam LB1 from the reflecting mirror M11 in the -Xt direction and reflects the reflection mirror ( To M12).

반사 미러(M12)는, XtYt 평면에 대해서 45°기울어져 배치되고, 입사한 빔(LB1)을, 반사 미러(M12)로부터 -Zt방향으로 떨어진 반사 미러(M13)를 향해서 -Zt방향으로 반사한다. 반사 미러(M12)에서 반사된 빔(LB1)은, Zt축과 평행한 광축(AXc)을 따라서 상(像)시프트 광학 부재(SR), 편향 조정 광학 부재(DP), 및 필드 애퍼처(시야 조리개)(FA)를 통과하여, 반사 미러(M13)에 입사한다. 상시프트 광학 부재(SR)는, 빔(LB1)의 진행 방향(광축(AXc))과 직교하는 평면(XtYt 평면) 내에서, 빔(LB1)의 단면 내의 중심 위치를 2차원적으로 조정한다. 상시프트 광학 부재(SR)는, 광축(AXc)을 따라서 배치되는 2매의 석영의 평행 평판(Sr1, Sr2)으로 구성되며, 평행 평판(Sr1)은, Xt축 둘레로 경사질 수 있고, 평행 평판(Sr2)은, Yt축 둘레로 경사질 수 있다. 이 평행 평판(Sr1, Sr2)이 각각, Xt축, Yt축 둘레로 경사짐으로써, 빔(LB1)의 진행 방향과 직교하는 XtYt 평면에서, 빔(LB1)의 중심의 위치를 2차원으로 미소량(微小量) 시프트한다. 이 평행 평판(Sr1, Sr2)은, 제어 장치(18)의 제어하에서, 도시하지 않은 액추에이터(구동부)에 의해서 구동한다. The reflection mirror M12 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the XtYt plane, and reflects the incident beam LB1 in the -Zt direction toward the reflection mirror M13 away from the reflection mirror M12 in the -Zt direction. . The beam LB1 reflected by the reflecting mirror M12 includes the image shift optical member SR, the deflection adjustment optical member DP, and the field aperture (field of view) along the optical axis AXc parallel to the Zt axis. Passes through the aperture FA and enters the reflection mirror M13. The image shift optical member SR adjusts two-dimensionally the center position in the cross section of the beam LB1 in the plane (XtYt plane) orthogonal to the traveling direction (the optical axis AXc) of the beam LB1. The image shift optical member SR is constituted by two quartz parallel plates Sr1 and Sr2 arranged along the optical axis AXc, and the parallel plate Sr1 can be inclined around the Xt axis and parallel to each other. The flat plate Sr2 may be inclined around the Yt axis. The parallel plates Sr1 and Sr2 are inclined around the Xt axis and the Yt axis, respectively, so that in the XtYt plane orthogonal to the traveling direction of the beam LB1, the position of the center of the beam LB1 in a two-dimensional amount is very small. It shifts. The parallel flat plates Sr1 and Sr2 are driven by an actuator (drive section) not shown, under the control of the control device 18.

편향 조정 광학 부재(DP)는, 반사 미러(M12)에서 반사되어 상시프트 광학 부재(SR)를 통과하여 온 빔(LB1)의 광축(AXc)에 대한 기울기를 미세 조정하는 것이다. 편향 조정 광학 부재(DP)는, 광축(AXc)을 따라서 배치되는 2개의 쐐기 모양의 프리즘(Dp1, Dp2)으로 구성되고, 프리즘(Dp1, Dp2)의 각각은 독립하여 광축(AXc)을 중심으로 360°회전 가능하게 마련되어 있다. 2개의 프리즘(Dp1, Dp2)의 회전 각도 위치를 조정하는 것에 의해서, 반사 미러(M12)에 이르는 빔(LB1)의 축선과 광축(AXc)과의 평행화, 또는 피조사면(기판(FS))에 이르는 빔(LB1)의 축선과 조사 중심축(Le1)과의 평행화가 행하여진다. 또, 2개의 프리즘(Dp1, Dp2)에 의해서 편향 조정된 후의 빔(LB1)은, 빔(LB)의 단면과 평행한 면내에서 횡시프트하고 있는 경우가 있으며, 그 횡시프트는 앞의 상시프트 광학 부재(SR)에 의해서 원래대로 되돌릴 수 있다. 이 프리즘(Dp1, Dp2)은, 제어 장치(18)의 제어하에서, 도시하지 않은 액추에이터(구동부)에 의해서 구동한다. The deflection adjustment optical member DP finely adjusts the inclination of the on-beam LB1 with respect to the optical axis AXc after being reflected by the reflection mirror M12 and passing through the image shift optical member SR. The deflection adjustment optical member DP is composed of two wedge-shaped prisms Dp1 and Dp2 arranged along the optical axis AXc, and each of the prisms Dp1 and Dp2 is independently centered on the optical axis AXc. It can be rotated 360 degrees. By adjusting the rotation angle positions of the two prisms Dp1 and Dp2, parallelization of the axis of the beam LB1 reaching the reflection mirror M12 and the optical axis AXc, or the irradiated surface (substrate FS) Parallelization of the axis of the beam LB1 reaching to the irradiation center axis Le1 is performed. Moreover, the beam LB1 after deflecting adjustment by the two prisms Dp1 and Dp2 may be transversely shifted in the plane parallel to the cross section of the beam LB, and the transverse shift is the front image shift optical. The member SR can be restored to its original state. The prisms Dp1 and Dp2 are driven by an actuator (drive section) not shown, under the control of the control device 18.

이와 같이, 상시프트 광학 부재(SR)와 편향 조정 광학 부재(DP)를 통과한 빔(LB1)은, 필드 애퍼처(FA)의 원형 개구를 투과하여 반사 미러(M13)에 이른다. 필드 애퍼처(FA)의 원형 개구는, 빔 익스팬더(BE)에서 확대된 빔(LB1)의 단면 내의 강도 분포의 저변 부분을 컷(cut)하는 조리개이다. 필드 애퍼처(FA)의 원형 개구를 구경(口徑)을 조정할 수 있는 가변 광채(光彩) 조리개로 하면, 스폿광(SP)의 강도(휘도)를 조정할 수 있다. In this way, the beam LB1 passing through the image shift optical member SR and the deflection adjustment optical member DP passes through the circular opening of the field aperture FA and reaches the reflection mirror M13. The circular opening of the field aperture FA is an aperture for cutting the base portion of the intensity distribution in the cross section of the beam LB1 enlarged in the beam expander BE. When the circular aperture of the field aperture FA is a variable brilliance aperture capable of adjusting the aperture, the intensity (luminance) of the spot light SP can be adjusted.

반사 미러(M13)는, XtYt 평면에 대해서 45°기울어져 배치되고, 입사한 빔(LB1)을 반사 미러(M14)를 향해서 +Xt방향으로 반사한다. 반사 미러(M13)에서 반사한 빔(LB1)은, λ/4 파장판(QW) 및 실린드리칼 렌즈(CYa)를 매개로 하여 반사 미러(M14)에 입사한다. 반사 미러(M14)는, 입사한 빔(LB1)을 폴리곤 미러(회전 다면경, 주사용 편향 부재)(PM)를 향해서 반사한다. 폴리곤 미러(PM)는, 입사한 빔(LB1)을, Xt축과 평행한 광축(AXf)을 가지는 fθ 렌즈(FT)를 향해서 +Xt방향측으로 반사한다. 폴리곤 미러(PM)는, 빔(LB1)의 스폿광(SP)을 기판(FS)의 피조사면 상에서 주사하기 위해서, 입사한 빔(LB1)을 XtYt 평면과 평행한 면내에서 편향(반사)한다. 구체적으로는, 폴리곤 미러(PM)는, Zt축 방향으로 연장되는 회전축(AXp)과, 회전축(AXp)의 둘레에 형성된 복수의 반사면(RP)(본 실시 형태에서는 8개의 반사면(RP))을 가진다. 회전축(AXp)을 중심으로 이 폴리곤 미러(PM)를 소정의 회전 방향으로 회전시킴으로써 반사면(RP)에 조사되는 펄스 모양의 빔(LB1)의 반사각을 연속적으로 변화시킬 수 있다. 이것에 의해, 1개의 반사면(RP)에 의해서 빔(LB1)의 반사 방향이 편향되고, 기판(FS)의 피조사면 상에 조사되는 빔(LB1)의 스폿광(SP)을 주사 방향(기판(FS)의 폭방향, Yt방향)을 따라서 주사할 수 있다. The reflection mirror M13 is disposed at an angle of 45 ° with respect to the XtYt plane, and reflects the incident beam LB1 in the + Xt direction toward the reflection mirror M14. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M13 is incident on the reflection mirror M14 via the? / 4 wave plate QW and the cylindrical lens CYa. The reflection mirror M14 reflects the incident beam LB1 toward the polygon mirror (rotating polygon mirror, scanning deflection member) PM. The polygon mirror PM reflects the incident beam LB1 toward the + Xt direction toward the fθ lens FT having the optical axis AXf parallel to the Xt axis. The polygon mirror PM deflects (reflects) the incident beam LB1 in a plane parallel to the XtYt plane in order to scan the spot light SP of the beam LB1 on the irradiated surface of the substrate FS. Specifically, the polygon mirror PM includes a rotation axis AXp extending in the Zt axis direction and a plurality of reflection surfaces RP formed around the rotation axis AXp (eight reflection surfaces RP in this embodiment). ) By rotating this polygon mirror PM around a rotation axis AXp in a predetermined rotation direction, the reflection angle of the pulse beam LB1 irradiated to the reflection surface RP can be continuously changed. Thereby, the reflection direction of the beam LB1 is deflected by one reflection surface RP, and the spot light SP of the beam LB1 irradiated onto the irradiated surface of the substrate FS is scanned in the scanning direction (substrate). (FS), the width direction and the Yt direction) can be scanned.

즉, 1개의 반사면(RP)에 의해서, 빔(LB1)의 스폿광(SP)을 묘화 라인(SL1)을 따라서 주사할 수 있다. 이 때문에, 폴리곤 미러(PM)의 1회전으로, 기판(FS)의 피조사면 상에 스폿광(SP)이 주사되는 묘화 라인(SL1)의 수는, 반사면(RP)의 수와 동일한 8개가 된다. 폴리곤 미러(PM)는, 모터 등을 포함하는 폴리곤 구동부(RM)에 의해서 일정한 속도로 회전한다. 폴리곤 구동부(RM)에 의한 폴리곤 미러(PM)의 회전은, 제어 장치(18)에 의해서 제어된다. 앞서 설명한 바와 같이, 묘화 라인(SL1)의 실효적인 길이(예를 들면 50mm)는, 이 폴리곤 미러(PM)에 의해서 스폿광(SP)을 주사할 수 있는 최대 주사 길이(예를 들면 51mm) 이하의 길이로 설정되어 있고, 초기설정(설계상)에서는, 최대 주사 길이의 중앙에 묘화 라인(SL1)의 중심점(조사 중심축(Le1)이 통과함)이 설정되어 있다. That is, the spot light SP of the beam LB1 can be scanned along the drawing line SL1 by one reflection surface RP. For this reason, the number of drawing lines SL1 to which the spot light SP is scanned on the irradiated surface of the substrate FS in one rotation of the polygon mirror PM is equal to eight of the number of the reflecting surfaces RP. do. The polygon mirror PM rotates at a constant speed by the polygon drive part RM containing a motor etc. The rotation of the polygon mirror PM by the polygon drive part RM is controlled by the control apparatus 18. FIG. As described above, the effective length (for example, 50 mm) of the drawing line SL1 is equal to or less than the maximum scanning length (for example, 51 mm) capable of scanning the spot light SP by the polygon mirror PM. The center point of the drawing line SL1 (the irradiation center axis Le1 passes) is set at the center of the maximum scanning length by the initial setting (by design).

예를 들면, 묘화 라인(SL1)의 실효적인 길이를 50mm로 하고, 실효적인 사이즈 φ가 4㎛인 스폿광(SP)을 2.0㎛씩 오버랩시키면서 스폿광(SP)을 묘화 라인(SL1)을 따라서 기판(FS)의 피조사면 상에 조사하는 경우는, 1회의 주사에 의해 조사되는 스폿광(SP)(펄스광)의 수는, 25000(=50mm/2.0㎛)가 된다. 또, 기판(FS)의 부주사 방향의 전송 속도(반송 속도) Vt를 8mm/초로 하고, 부주사 방향에 대해서도 스폿광(SP)의 주사가 2.0㎛의 간격으로 행해지는 것으로 하면, 묘화 라인(SL1)을 따른 1회의 주사 개시 시점과 다음의 주사 개시 시점과의 시간차 Tpx는, 250μ초(=2.0㎛/(8mm/초))가 된다. 이 시간차 Tpx는, 8반사면(RP)의 폴리곤 미러(PM)가 1면분(面分)의 각도 45°(=360°/8)만큼 회전하는 시간이다. 이 경우, 폴리곤 미러(PM)의 1회전의 시간은, 2.0m초(=8×250μ초)로 설정되므로, 폴리곤 미러(PM)의 회전 속도 Vp는 매초 500 회전(=1/2.0m초), 즉 3만rpm으로 설정된다. For example, the effective length of the drawing line SL1 is 50 mm, and the spot light SP is along the writing line SL1 while overlapping the spot light SP having an effective size φ of 4 µm by 2.0 µm. When irradiating on the irradiation surface of the board | substrate FS, the number of spot light SP (pulse light) irradiated by one scan becomes 25000 (= 50mm / 2.0micrometer). If the transfer speed (transfer speed) Vt in the sub-scan direction of the substrate FS is 8 mm / sec, and the scanning of the spot light SP is also performed at an interval of 2.0 m in the sub-scan direction, the drawing line ( The time difference Tpx between one scan start time point following the SL1) and the next scan start time point is 250 μsec (= 2.0 μm / (8 mm / sec)). This time difference Tpx is the time when the polygon mirror PM of the 8 reflection surface RP rotates by 45 degrees (= 360 degrees / 8) of one side parts. In this case, since the time of one rotation of the polygon mirror PM is set to 2.0 m seconds (= 8 x 250 µ seconds), the rotational speed Vp of the polygon mirror PM is 500 rotations (= 1 / 2.0 m seconds) every second. That is, it is set to 30,000 rpm.

한편, 폴리곤 미러(PM)의 1반사면(RP)에서 반사한 빔(LB1)이 유효하게 fθ 렌즈(FT)에 입사하는 최대 입사 화각(畵角)(스폿광(SP)의 최대 주사 길이에 대응)은, fθ 렌즈(FT)의 초점 거리와 최대 주사 길이에 의해서 거의 정해져 버린다. 일례로서, 8반사면(RP)의 폴리곤 미러(PM)의 경우, 1반사면(RP)분의 회전 각도 45°중에서 실주사에 기여하는 회전 각도의 비율(주사 효율 αp)은 약 1/3 정도이며, fθ 렌즈(FT)의 최대 입사 화각(±15°의 범위, 즉 30°의 범위)에 대응한다. 그 때문에, 묘화 라인(SL1)을 따른 스폿광(SP)의 1주사의 실효적인 시간 Tss는, Tss≒Tpx/3이 되고, 앞의 수치예의 경우, 시간 Tss는 83.33…μ초가 된다. 따라서, 이 시간 Tss의 동안에, 25000의 스폿광(SP)(펄스광)을 조사할 필요가 있으므로, 광원 장치(14)로부터의 펄스 모양의 빔(LB)의 발광 주파수 Fe는, Fe=25000회/83.333…μ초=300MHz가 된다. On the other hand, the beam LB1 reflected from the first reflection surface RP of the polygon mirror PM effectively enters the maximum incident angle of light incident on the fθ lens FT (at the maximum scan length of the spot light SP). Correspondence) is almost determined by the focal length and the maximum scanning length of the fθ lens FT. As an example, in the case of the polygon mirror PM of the 8th reflection surface RP, the ratio of the rotational angle (scanning efficiency αp) which contributes to real scanning among the rotation angles 45 ° for one reflection surface RP is about 1/3 This corresponds to the maximum incident angle of view of the fθ lens FT (range of ± 15 °, that is, range of 30 °). Therefore, the effective time Tss of one scan of the spot light SP along the drawing line SL1 is Tss ≒ Tpx / 3, and in the previous numerical example, the time Tss is 83.33... μ sec. Therefore, during this time Tss, it is necessary to irradiate 25000 spot light SP (pulse light), so that the emission frequency Fe of the pulse beam LB from the light source device 14 is Fe = 25000 times. /83.333... μsec = 300 MHz.

이상으로부터, 스폿광(SP)의 사이즈 φ(㎛), 광원 장치(14)의 발광 주파수 Fe(Hz)에 더하여, 묘화 라인(SLn)의 길이를 LBL(㎛), 스폿광(SP)의 오버랩률을 Uo(0<Uo<1), 기판(FS)의 반송 속도를 Vt(㎛/초), 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)수를 Np, 폴리곤 미러(PM)의 1반사면(RP)당 주사 효율을 αp(0<αp<1)로 하고,φ·(1-Uo)=YP(㎛)이면, 폴리곤 미러(PM)의 회전 속도 Vp(rps)는, Vp=Vt/(Np·YP)로 나타내어지고, 발광 주파수 Fe(Hz)는, Fe=LBL·Vt/(αp·YP2)로 나타내어진다. 이 2개의 관계식을 반송 속도 Vt로 정리해 보면,From the above, in addition to the size phi (µm) of the spot light SP and the emission frequency Fe (Hz) of the light source device 14, the length of the drawing line SLn is overlapped with the LBL (µm) and the spot light SP. The rate is Uo (0 <Uo <1), the conveyance speed of the substrate FS is Vt (µm / sec), the number of reflection surfaces RP of the polygon mirror PM is Np, and one reflection surface of the polygon mirror PM If the scanning efficiency per (RP) is αp (0 <αp <1), and φ · (1-Uo) = YP (μm), the rotational speed Vp (rps) of the polygon mirror PM is Vp = Vt / It is represented by (Np YP), and the emission frequency Fe (Hz) is represented by Fe = LBL Vt / (? P YP 2 ). Putting these two relations together at the conveyance speed Vt,

Vt=(Vp·Np·YP)=(Fe·αp·YP2/LBL)Vt = (Vp, Np, YP) = (Fe, αp, YP 2 / LBL)

가 된다. 따라서, 이 관계가 만족되도록, 기판(FS)의 반송 속도 Vt(㎛/초), 폴리곤 미러(PM)의 회전 속도 Vp(rps), 광원 장치(14)의 발광 주파수 Fe(Hz)가 조정된다. Becomes Therefore, the conveyance speed Vt (micrometer / sec) of the board | substrate FS, the rotational speed Vp (rps) of the polygon mirror PM, and the light emission frequency Fe (Hz) of the light source device 14 are adjusted so that this relationship is satisfied. .

다시 도 7에 대한 설명으로 되돌아와, 실린드리칼 렌즈(CYa)는, 폴리곤 미러(PM)에 의한 주사 방향(회전 방향)과 직교하는 비주사 방향(Zt방향)에 관해서, 입사한 빔(LB1)을 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP) 상에 슬릿 모양으로 수렴한다. 모선이 Yt방향과 평행하게 되어 있는 실린드리칼 렌즈(CYa)에 의해서, 반사면(RP)이 Zt방향에 대해서 기울어져 있는 경우(XtYt 평면의 법선에 대한 반사면(RP)의 기울어짐)라도, 그 영향을 억제할 수 있어, 기판(FS)의 피조사면 상에 조사되는 빔(LB1)의 조사 위치가 Xt방향으로 어긋나는 것을 억제한다. Returning to the description of FIG. 7 again, the cylindrical lens CYa is incident on the non-scanning direction (Zt direction) orthogonal to the scanning direction (rotation direction) by the polygon mirror PM (LB1). ) Is converged in a slit shape on the reflection surface RP of the polygon mirror PM. Even when the reflection surface RP is inclined with respect to the Zt direction by the cylindrical lens CYa whose mother line is parallel to the Yt direction (the inclination of the reflection surface RP with respect to the normal of the XtYt plane) The influence can be suppressed and the shift of the irradiation position of the beam LB1 irradiated onto the irradiated surface of the substrate FS in the Xt direction is suppressed.

Xt축 방향으로 연장되는 광축(AXf)을 가지는 fθ 렌즈(FT)는, 폴리곤 미러(PM)에 의해서 반사된 빔(LB1)을, XtYt 평면에서, 광축(AXf)과 평행이 되도록 반사 미러(M15)에 투사하는 텔레센트릭계의 스캔 렌즈이다. 빔(LB1)의 fθ 렌즈(FT)에의 입사각(θ)은, 폴리곤 미러(PM)의 회전각(φ/2)에 따라 변한다. fθ 렌즈(FT)는, 반사 미러(M15) 및 실린드리칼 렌즈(CYb)를 매개로 하여, 그 입사각(θ)에 비례한 기판(FS)의 피조사면 상의 상고(像高) 위치에 빔(LB1)을 투사한다. 초점 거리를 fo로 하고, 상고 위치를 y로 하면, fθ 렌즈(FT)는, y=fo·θ의 관계를 만족하도록 설계되어 있다. 따라서, 이 fθ 렌즈(FT)에 의해서, 빔(LB1)을 Yt방향(Y방향)으로 정확하게 등속으로 주사하는 것이 가능하게 된다. fθ 렌즈(FT)에의 입사각(θ)이 0도일 때에, fθ 렌즈(FT)에 입사한 빔(LB1)은, 광축(AXf) 상을 따라 나아간다. The fθ lens FT having the optical axis AXf extending in the Xt axis direction has the reflection mirror M15 so that the beam LB1 reflected by the polygon mirror PM is parallel to the optical axis AXf in the XtYt plane. It is a telecentric scanning lens projecting to). The incident angle θ of the beam LB1 to the fθ lens FT changes depending on the rotation angle φ / 2 of the polygon mirror PM. The fθ lens FT is a beam (at a high position on the irradiated surface of the substrate FS proportional to the incident angle θ through the reflection mirror M15 and the cylindrical lens CYb). LB1). If the focal length is fo and the image height is y, the fθ lens FT is designed to satisfy the relationship of y = fo · θ. Therefore, the fθ lens FT makes it possible to accurately scan the beam LB1 at constant velocity in the Yt direction (Y direction). When the incident angle θ to the fθ lens FT is 0 degrees, the beam LB1 incident on the fθ lens FT travels along the optical axis AXf.

반사 미러(M15)는, 입사한 빔(LB1)을, 실린드리칼 렌즈(CYb)를 매개로 하여 기판(FS)을 향해서 -Zt방향으로 반사한다. fθ 렌즈(FT) 및 모선이 Yt방향과 평행하게 되어 있는 실린드리칼 렌즈(CYb)에 의해서, 기판(FS)에 투사되는 빔(LB1)이 기판(FS)의 피조사면 상에서 직경 수㎛ 정도(예를 들면, 3㎛)의 미소한 스폿광(SP)으로 수렴된다. 또, 기판(FS)의 피조사면 상에 투사되는 스폿광(SP)은, 폴리곤 미러(PM)에 의해서, Yt방향으로 연장되는 묘화 라인(SL1)에 의해서 1차원 주사된다. 또, fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf)과 조사 중심축(Le1)은, 동일한 평면 상에 있으며, 그 평면은 XtZt 평면과 평행이다. 따라서, 광축(AXf) 상으로 나아간 빔(LB1)은, 반사 미러(M15)에 의해서 -Zt방향으로 반사되고, 조사 중심축(Le1)과 동축이 되어 기판(FS)에 투사된다. 본 실시 형태에서, 적어도 fθ 렌즈(FT)는, 폴리곤 미러(PM)에 의해서 편향된 빔(LB1)을 기판(FS)의 피조사면에 투사하는 투사 광학계로서 기능한다. 또, 적어도 반사 부재(반사 미러(M11~M15)) 및 편광빔 스플리터(BS1)는, 반사 미러(M10)로부터 기판(FS)까지의 빔(LB1)의 광로를 절곡하는 광로 편향 부재로서 기능한다. 이 광로 편향 부재에 의해서, 반사 미러(M10)에 입사하는 빔(LB1)의 입사축과 조사 중심축(Le1)을 대략 동축으로 할 수 있다. XtZt 평면에 관해서, 빔 주사 장치(MD1) 내를 통과하는 빔(LB1)은, 대략 U자 모양 또는 コ자 모양의 광로를 통과한 후, -Zt방향으로 나아가 기판(FS)에 투사된다. The reflection mirror M15 reflects the incident beam LB1 in the -Zt direction toward the substrate FS via the cylindrical lens CYb. By the cylindrical lens CYb in which the fθ lens FT and the bus bar are parallel to the Yt direction, the beam LB1 projected onto the substrate FS is about several micrometers in diameter on the irradiated surface of the substrate FS ( For example, it converges to the minute spot light SP of 3 micrometers). In addition, the spot light SP projected onto the irradiated surface of the substrate FS is scanned one-dimensionally by the polygon mirror PM by the drawing line SL1 extending in the Yt direction. The optical axis AXf and the irradiation center axis Le1 of the fθ lens FT are on the same plane, and the plane is parallel to the XtZt plane. Therefore, the beam LB1 advanced on the optical axis AXf is reflected by the reflection mirror M15 in the -Zt direction and is coaxial with the irradiation center axis Le1 and projected onto the substrate FS. In the present embodiment, at least the fθ lens FT functions as a projection optical system for projecting the beam LB1 deflected by the polygon mirror PM onto the irradiated surface of the substrate FS. At least the reflective members (reflective mirrors M11 to M15) and the polarizing beam splitter BS1 function as optical path deflection members that bend the optical path of the beam LB1 from the reflective mirror M10 to the substrate FS. . By this optical path deflection member, the incident axis of the beam LB1 incident on the reflection mirror M10 and the irradiation center axis Le1 can be made substantially coaxial. Regarding the XtZt plane, the beam LB1 passing through the beam scanning device MD1 passes through the substantially U-shaped or U-shaped optical path, and then projects in the -Zt direction to be projected onto the substrate FS.

이와 같이, 기판(FS)이 X방향으로 반송되고 있는 상태에서, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))에 의해서, 빔(LB(LB1~LB6))의 스폿광(SP)을 주사 방향(Y방향)으로 1차원으로 주사함으로써, 스폿광(SP)을 기판(FS)의 피조사면에 상대적으로 2차원 주사할 수 있다. 따라서, 기판(FS)의 노광 영역(W)에 소정의 패턴을 묘화 노광할 수 있다. 또, 묘화용 광학 소자(AOM(AOM1~AOM6))를, 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6))에 마련하도록 했지만, 빔 주사 장치(MD) 내에 마련하도록 해도 괜찮다. 이 경우는, 반사 미러(M10)와 반사 미러(M14)와의 사이에 묘화용 광학 소자(AOM)를 마련해도 좋다. Thus, in the state where the board | substrate FS is conveyed in the X direction, the spot light SP of the beams LB1-LB6 is scanned by the beam scanning apparatus MD (MD1-MD6). By scanning in one dimension in the (Y direction), the spot light SP can be scanned two-dimensionally relative to the irradiated surface of the substrate FS. Therefore, a predetermined pattern can be drawn and exposed to the exposure area W of the board | substrate FS. Moreover, although drawing optical elements AOM (AOM1-AOM6) were provided in the light introduction optical system BDU (BDU1-BDU6), you may provide in the beam scanning apparatus MD. In this case, you may provide the drawing optical element AOM between the reflection mirror M10 and the reflection mirror M14.

광 검출기(DT1)는, 입사한 광을 광전 변환하는 광전 변환 소자를 가진다. 회전 드럼(DR)의 표면에는, 미리 정해진 기준 패턴이 형성되어 있다. 이 기준 패턴이 형성된 회전 드럼(DR) 상의 부분은, 빔(LB)의 파장역에 대해서 낮은 반사율(10~50%)의 소재로 구성되고, 기준 패턴이 형성되어 있지 않은 회전 드럼(DR) 상의 다른 부분은, 반사율이 10% 이하의 재료 또는 광을 흡수하는 재료로 구성된다. 그 때문에, 기판(FS)이 감겨져 있지 않은 상태(또는 기판(FS)의 투명부를 통과한 상태)에서, 회전 드럼(DR)의 기준 패턴이 형성된 영역에 빔 주사 장치(MD1)로부터 빔(LB1)의 스폿광(SP)을 조사하면, 그 반사광이, 실린드리칼 렌즈(CYb), 반사 미러(M15), fθ 렌즈(FT), 폴리곤 미러(PM), 반사 미러(M14), 실린드리칼 렌즈(CYa), λ/4 파장판(QW), 반사 미러(M13), 필드 애퍼처(FA), 편향 조정 광학 부재(DP), 상시프트 광학 부재(SR), 및 반사 미러(M12)를 통과하여 편광빔 스플리터(BS1)에 입사한다. 여기서, 편광빔 스플리터(BS1)와 기판(FS)과의 사이, 구체적으로는, 반사 미러(M13)와 실린드리칼 렌즈(CYa)와의 사이에는, λ/4 파장판(QW)이 마련되어 있다. 이것에 의해, 기판(FS)에 조사되는 빔(LB1)은, 이 λ/4 파장판(QW)에 의해서 P편광으로부터 원편광의 빔(LB1)으로 변환되고, 기판(FS)으로부터 편광빔 스플리터(BS1)에 입사하는 반사광은, 이 λ/4 파장판(QW)에 의해서, 원편광으로부터 S편광으로 변환된다. 따라서, 기판(FS)으로부터의 반사광은 편광빔 스플리터(BS1)를 투과하여, 광학 렌즈계(G10)를 매개로 하여 광 검출기(DT1)에 입사한다. The photodetector DT1 has a photoelectric conversion element which photoelectrically converts incident light. The predetermined reference pattern is formed on the surface of the rotating drum DR. The part on the rotating drum DR in which this reference pattern was formed is comprised from the material of low reflectance (10-50%) with respect to the wavelength range of the beam LB, and is on the rotating drum DR in which the reference pattern is not formed. The other part is composed of a material having a reflectance of 10% or less or a material that absorbs light. Therefore, in the state in which the board | substrate FS is not wound (or the state which passed the transparent part of the board | substrate FS), the beam LB1 from the beam scanning apparatus MD1 in the area | region in which the reference pattern of the rotating drum DR was formed. When the spot light SP is irradiated, the reflected light is the cylindrical lens CYb, the reflective mirror M15, the fθ lens FT, the polygon mirror PM, the reflective mirror M14, and the cylindrical lens. (CYa),? / 4 wavelength plate QW, reflective mirror M13, field aperture FA, deflection adjustment optical member DP, image shift optical member SR, and reflection mirror M12 Incident on the polarizing beam splitter BS1. Here, the λ / 4 wave plate QW is provided between the polarization beam splitter BS1 and the substrate FS, specifically, between the reflection mirror M13 and the cylindrical lens CYa. As a result, the beam LB1 irradiated onto the substrate FS is converted from the P-polarized light to the beam LB1 of the circularly polarized light by the λ / 4 wave plate QW, and the polarizing beam splitter from the substrate FS. The reflected light incident on (BS1) is converted from circularly polarized light to S-polarized light by this λ / 4 wave plate QW. Therefore, the reflected light from the substrate FS passes through the polarization beam splitter BS1 and enters the photodetector DT1 via the optical lens system G10.

이 때, 광 도입 광학계(BDU1)의 묘화용 광학 소자(AOM1)를 온으로 한 상태에서, 즉, 펄스상(狀)의 빔(LB1)이 연속하여 빔 주사 장치(MD1)에 입사되는 상태에서, 회전 드럼(DR)을 회전하여 빔 주사 장치(MD1)가 스폿광(SP)을 주사함으로써, 회전 드럼(DR)의 외주면에는, 스폿광(SP)이 2차원적으로 조사된다. 따라서, 회전 드럼(DR)에 형성된 기준 패턴의 화상을 광 검출기(DT1)에 의해서 취득할 수 있다. At this time, in the state where the drawing optical element AOM1 of the light introducing optical system BDU1 is turned on, that is, in a state where the pulse beam LB1 is continuously incident on the beam scanning device MD1. By rotating the rotating drum DR and the beam scanning device MD1 scans the spot light SP, the spot light SP is irradiated two-dimensionally to the outer peripheral surface of the rotating drum DR. Therefore, the image of the reference pattern formed in the rotating drum DR can be acquired by the photodetector DT1.

구체적으로는, 광 검출기(DT1)로부터 출력되는 광전 신호의 강도 변화를, 스폿광(SP)의 펄스 발광을 위한 클록 펄스 신호(광원 장치(14) 내에서 만들어짐)에 응답하여, 각 주사 시간마다 디지털 샘플링함으로써 Yt방향의 1차원의 화상 데이터로서 취득한다. 또한 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치를 계측하는 인코더(EC)의 계측치에 응답하여, 부주사 방향의 일정 거리(예를 들면 스폿광(SP)의 사이즈 φ의 1/2)마다 Yt방향의 1차원의 화상 데이터를 Xt방향으로 늘어놓는 것에 의해, 회전 드럼(DR)의 표면의 2차원의 화상 정보를 취득한다. 제어 장치(18)는, 이 취득한 회전 드럼(DR)의 기준 패턴의 2차원의 화상 정보에 근거하여, 빔 주사 장치(MD)의 묘화 라인(SL1)의 기울기를 계측한다. 이 묘화 라인(SL1)의 기울기는, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6)) 사이에서의 상대적인 기울기라도 좋고, 회전 드럼(DR)의 중심축(AXo)에 대한 기울기(절대적인 기울기)라도 좋다. 또, 마찬가지로 하여, 각 묘화 라인(SL2~SL6)의 기울기도 계측할 수 있는 것은 말할 필요도 없다. Specifically, in response to the clock pulse signal (produced in the light source device 14) for pulse emission of the spot light SP, the change in intensity of the photoelectric signal output from the photodetector DT1 is measured for each scan time. By digital sampling every time, it acquires as one-dimensional image data of a Yt direction. Moreover, in response to the measured value of the encoder EC which measures the rotation angle position of the rotating drum DR, it is Yt-direction every fixed distance (for example, 1/2 of the size phi of the spot light SP) of a sub scanning direction. By arranging one-dimensional image data in the Xt direction, two-dimensional image information of the surface of the rotating drum DR is obtained. The control device 18 measures the inclination of the drawing line SL1 of the beam scanning device MD based on the two-dimensional image information of the obtained reference pattern of the rotating drum DR. The inclination of the drawing line SL1 may be a relative inclination between the beam scanning devices MD (MD1 to MD6), or may be an inclination (absolute inclination) with respect to the center axis AXo of the rotating drum DR. . In addition, it goes without saying that the inclination of each drawing line SL2-SL6 can also be measured similarly.

빔 주사 장치(MD1)의 폴리곤 미러(PM)의 주변에는, 도 8에 나타내는 바와 같이 원점 센서(20)가 마련되어 있다. 원점 센서(20)는, 각 반사면(RP)에 의한 스폿광(SP)의 주사 개시를 나타내는 펄스 모양의 원점 신호(SH)를 출력한다. 원점 센서(20)는, 폴리곤 미러(PM)의 회전 위치가, 반사면(RP)에 의한 스폿광(SP)의 주사가 개시되기 직전의 소정 위치로 오면, 원점 신호(SH)를 출력한다. 폴리곤 미러(PM)는, 유효 주사 각도 범위(θs)에서, 기판(FS)에 투사되는 빔(LB1)을 편향시킬 수 있다. 즉, 폴리곤 미러(PM)에서 반사한 빔(LB1)의 반사 방향(편향 방향)이 유효 주사 각도 범위(θs) 내가 되면, 반사한 빔(LB1)이 fθ 렌즈(FT)에 입사한다. 따라서, 원점 센서(20)는, 반사면(RP)에서 반사되는 빔(LB1)의 반사 방향이 유효 주사 각도 범위(θs) 내에 들어가기 직전의 소정 위치에 폴리곤 미러(PM)의 회전 위치가 오면 원점 신호(SH)를 출력한다. 폴리곤 미러(PM)가 1회전하는 기간에서, 스폿광(SP)의 주사가 8회 행하여지므로, 원점 센서(20)도 이 1회전하는 기간에서 8회 원점 신호(SH)를 출력하게 된다. 이 원점 센서(20)가 검출한 원점 신호(SH)는 제어 장치(18)에 보내어진다. 원점 센서(20)가 원점 신호(SH)를 출력하고 나서, 스폿광(SP)의 묘화 라인(SL1)을 따른 주사가 개시된다. As shown in FIG. 8, the origin sensor 20 is provided around the polygon mirror PM of the beam scanning device MD1. The origin sensor 20 outputs a pulsed origin signal SH indicating the start of scanning of the spot light SP by each reflection surface RP. The origin sensor 20 outputs the origin signal SH when the rotation position of the polygon mirror PM comes to a predetermined position just before the scanning of the spot light SP by the reflection surface RP starts. The polygon mirror PM can deflect the beam LB1 projected onto the substrate FS in the effective scanning angle range θs. That is, when the reflection direction (deflection direction) of the beam LB1 reflected by the polygon mirror PM falls within the effective scanning angle range θs, the reflected beam LB1 enters the fθ lens FT. Therefore, the origin sensor 20 has the origin when the rotation position of the polygon mirror PM comes to a predetermined position just before the reflection direction of the beam LB1 reflected by the reflection surface RP falls within the effective scanning angle range θs. Output the signal SH. Since the scanning of the spot light SP is performed eight times in the period in which the polygon mirror PM is rotated once, the origin sensor 20 also outputs the origin signal SH eight times in this one rotation period. The home signal SH detected by the home sensor 20 is sent to the control device 18. After the origin sensor 20 outputs the origin signal SH, scanning along the drawing line SL1 of the spot light SP is started.

원점 센서(20)는, 이것으로부터 스폿광(SP)의 주사(빔(LB)의 편향)를 행하는 반사면(RP)의 이웃하는 반사면(RP)(본 실시 형태에서는, 폴리곤 미러(PM)의 회전 방향의 1개 직전의 반사면(RP))을 이용하여, 원점 신호(SH)를 출력한다. 각 반사면(RP)을 구별하기 위해, 편의상, 도 8에서, 빔(LB1)의 편향을 행하고 있는 반사면(RP)을 RPa로 나타내고, 그 외의 반사면(RP)을, 반시계 방향 둘레(폴리곤 미러(PM)의 회전 방향과는 반대의 방향 둘레)에, RPb~RPh로 나타낸다. The origin sensor 20 is the reflection surface RP adjacent to the reflection surface RP which scans the spot light SP (deflection of the beam LB) from this (in this embodiment, polygon mirror PM) The origin signal SH is outputted using the reflection surface RP immediately before one of the rotational directions of. In order to distinguish each reflecting surface RP, the reflecting surface RP which deflects the beam LB1 is shown by RPa for convenience in FIG. RPb-RPh are shown in the periphery of the direction opposite to the rotation direction of polygon mirror PM).

원점 센서(20)는, 반도체 레이저 등의 비감광성의 파장역의 레이저 빔(Bga)을 사출하는 광원부(22)와, 광원부(22)로부터의 레이저 빔(Bga)을 반사시켜 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RPb)에 투사하는 미러(24, 26)를 구비하는 빔 송광계(送光系)(20a)를 가진다. 또, 원점 센서(20)는, 수광부(28)와, 반사면(RPb)에서 반사한 레이저 빔(Bga)의 반사광(반사빔(Bgb))을 수광부(28)로 안내하는 미러(30, 32)와, 미러(32)에서 반사된 반사빔(Bgb)을 미소한 스폿광으로 집광하는 렌즈계(34)를 구비하는 빔 수광계(受光系)(20b)를 가진다. 수광부(28)는, 렌즈계(34)에 의해서 집광된 반사빔(Bgb)의 스폿광을 수광하는 광전 변환 소자를 가진다. 여기서, 레이저 빔(Bga)이 폴리곤 미러(PM)의 각 반사면(RP)에 투사되는 위치는, 렌즈계(34)의 동면(瞳面)(초점의 위치)이 되도록 설정되어 있다. The origin sensor 20 reflects the laser beam Bga from the light source unit 22 and the light source unit 22 that emits a laser beam Bga in a non-photosensitive wavelength range, such as a semiconductor laser, to form a polygon mirror PM. It has a beam transmission system 20a provided with the mirrors 24 and 26 projecting on the reflecting surface RPb of this. Further, the origin sensor 20 includes mirrors 30 and 32 for guiding the light receiving portion 28 and the reflected light (reflected beam Bgb) of the laser beam Bga reflected from the reflecting surface RPb to the light receiving portion 28. And a beam light receiving system 20b including a lens system 34 for condensing the reflected beam Bgb reflected by the mirror 32 into minute spot light. The light receiving unit 28 has a photoelectric conversion element that receives the spot light of the reflected beam Bgb collected by the lens system 34. Here, the position where the laser beam Bga is projected to each reflection surface RP of the polygon mirror PM is set so that it may become the same surface (focal position) of the lens system 34.

빔 송광계(20a)와 빔 수광계(20b)는, 폴리곤 미러(PM)의 회전 위치가, 반사면(RP)에 의한 스폿광(SP)의 주사가 개시되기 직전의 소정 위치가 되었을 때에, 빔 송광계(20a)가 사출한 레이저 빔(Bga)의 반사빔(Bgb)을 수광할 수 있는 위치에 마련되어 있다. 즉, 빔 송광계(20a)와 빔 수광계(20b)는, 스폿광(SP)의 주사를 행하는 반사면(RP)이 소정의 각도 위치가 되었을 때에, 빔 송광계(20a)가 사출한 레이저 빔(Bga)의 반사빔(Bgb)을 수광할 수 있는 위치에 마련되어 있다. 또, 도 8의 부호 Msf는, 회전축(AXp)과 동축에 배치된 폴리곤 구동부(RM)의 회전 모터의 샤프트이다. When the rotation position of the polygon mirror PM becomes the predetermined position just before the scanning of the spot light SP by the reflection surface RP becomes the beam transmitter 20a and the beam receiver 20b, It is provided in the position which can receive the reflection beam Bgb of the laser beam Bga which the beam transmission system 20a emitted. That is, the beam transmitter 20a and the beam receiver 20b are lasers emitted by the beam transmitter 20a when the reflection surface RP for scanning the spot light SP is at a predetermined angle position. It is provided in the position which can receive the reflected beam Bgb of the beam Bga. In addition, the code | symbol Msf of FIG. 8 is a shaft of the rotating motor of the polygon drive part RM arrange | positioned coaxially with the rotating shaft AXp.

수광부(28) 내의 상기 광전 변환 소자의 수광면의 직전에는, 미소폭의 슬릿 개구를 구비한 차광체가 마련되어 있다(도시 생략). 반사면(RPb)의 각도 위치가, 소정의 각도 범위 내의 사이는, 반사빔(Bgb)이 렌즈계(34)에 입사하여, 반사빔(Bgb)의 스폿광이 수광부(28) 내의 상기 차광체 상을 일정 방향으로 주사한다. 그 주사중에, 차광체의 슬릿 개구를 투과한 반사빔(Bgb)의 스폿광이 상기 광전 변환 소자에서 수광되고, 그 수광 신호가 증폭기에서 증폭되어 펄스 모양의 원점 신호(SH)로서 출력된다. Immediately before the light receiving surface of the photoelectric conversion element in the light receiving portion 28, a light shielding body having a small width slit opening is provided (not shown). While the angular position of the reflection surface RPb is within a predetermined angle range, the reflection beam Bgb enters the lens system 34 so that the spot light of the reflection beam Bgb is on the light shielding body in the light receiving portion 28. Scan in a certain direction. During the scanning, the spot light of the reflected beam Bgb transmitted through the slit opening of the light shielding body is received by the photoelectric conversion element, and the received signal is amplified by the amplifier and output as a pulsed origin signal SH.

원점 센서(20)는, 상술한 바와 같이, 빔(LB)을 편향하는(스폿광(SP)을 주사하는) 반사면(RPa)보다, 회전 방향 중 하나 바로 앞의 반사면(RPb)을 이용하여 원점 신호(SH)를 검출한다. 그 때문에, 서로 이웃하는 반사면(RP)(예를 들면, 반사면(RPa)과 반사면(RPb))끼리의 각(各) 이루는 각(角) ηj가 설계치(반사면(RP)이 8개의 경우는 135도)에 대해서 오차를 가지고 있으면, 그 오차의 편차에 의해서, 도 9에 나타내는 바와 같이, 원점 신호(SH)의 발생 타이밍이 반사면(RP)마다 달라져 버리는 경우가 있다. As described above, the origin sensor 20 uses the reflection surface RPb immediately before one of the rotation directions, rather than the reflection surface RPa which deflects the beam LB (scans the spot light SP). To detect the home signal (SH). Therefore, the angle ηj which forms an angle between the reflection surfaces RP (for example, the reflection surface RPa and the reflection surface RPb) adjacent to each other is a design value (the reflection surface RP is 8). If there is an error in the case of a dog, 135, the generation timing of the origin signal SH may vary for each reflection surface RP, as shown in Fig. 9 due to the deviation of the error.

도 9에서는, 반사면(RPb)을 이용하여 발생한 원점 신호(SH)를 SH1으로 한다. 마찬가지로, 반사면(RPc, RPd, RPe, …)을 이용하여 발생한 원점 신호(SH)를 SH2, SH3, SH4,, …로 한다. 폴리곤 미러(PM)의 서로 이웃하는 반사면(RP)끼리가 이루는 각 ηj가 설계치인 경우는, 각 원점 신호(SH(SH1, SH2, SH3, …))의 발생 타이밍의 간격은, 시간 Tpx가 된다. 이 시간 Tpx는, 폴리곤 미러(PM)가 반사면(RP)의 1면분 회전하는데 필요로 하는 시간이다. 그렇지만, 도 9에서는, 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)이 이루는 각 ηj의 오차에 의해서, 반사면(RPc, RPd)을 이용하여 발생한 원점 신호(SH)의 타이밍이, 정규의 발생 타이밍에 대해서 어긋나 있다. 또, 원점 신호(SH1, SH2, SH3, SH4, …)가 발생하는 시간 간격(Tp1, Tp2, Tp3, …)은, 폴리곤 미러(PM)의 제조 오차에 의해, μ초 오더에서는 일정하지는 않다. 도 9에 나타내는 타임 차트에서는, Tp1<Tpx, Tp2>Tpx, Tp3<Tpx로 되어 있다. 또, 반사면(RP)의 수를 Np, 폴리곤 미러(PM)의 회전 속도를 Vp로 하면, 시간 Tpx는, Tpx=1/(Np×Vp)로 나타내어진다. 예를 들면, 회전 속도 Vp가 3만rpm(=500rps)이고, 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP) 수 Np가 8이라고 하면, 시간 Tpx는, 250μ초가 된다. 또, 도 9에서는, 설명을 알기 쉽게하기 위해, 각 원점 신호(SH1, SH2, SH3, …)의 발생 타이밍의 어긋남을 과장하여 나타내고 있다. In FIG. 9, the origin signal SH generated using the reflection surface RPb is set to SH1. Similarly, the origin signal SH generated by using the reflecting surfaces RPc, RPd, RPe,..., SH2, SH3, SH4,. Shall be. When the angles ηj formed between the mutually adjacent reflection surfaces RP of the polygon mirror PM are designed values, the interval between the generation timings of the respective origin signals SH (SH1, SH2, SH3, ...) is equal to the time Tpx. do. This time Tpx is the time required for the polygon mirror PM to rotate by one side of the reflection surface RP. However, in FIG. 9, the timing of the origin signal SH generated using the reflection surfaces RPc and RPd is a normal generation timing due to the error of each ηj of the reflection surface RP of the polygon mirror PM. There is a difference. Further, the time intervals Tp1, Tp2, Tp3, ... at which the origin signals SH1, SH2, SH3, SH4, ... occur are not constant in the µ second order due to the manufacturing error of the polygon mirror PM. In the time chart shown in FIG. 9, Tp1 <Tpx, Tp2> Tpx, and Tp3 <Tpx. Moreover, when the number of reflecting surfaces RP is Np and the rotation speed of polygon mirror PM is Vp, time Tpx is represented by Tpx = 1 / (NpxVp). For example, if the rotational speed Vp is 30,000 rpm (= 500 rpm) and the number Np of reflecting surfaces RP of the polygon mirror PM is 8, time Tpx will be 250 microseconds. In addition, in FIG. 9, the shift | offset | difference of the timing of generation | occurrence | production of each origin signal SH1, SH2, SH3, ... is exaggerated for clarity of explanation.

따라서, 폴리곤 미러(PM)의 서로 이웃하는 반사면(RP)끼리의 각 이루는 각(角) ηj의 오차에 의해서, 각 반사면(RP(RPa~RPh))에 의해서 묘화되는 스폿광(SP)의 기판(FS)의 피조사면 상의 묘화 개시점(주사 개시점)의 위치가 주주사 방향으로 불규칙하다. 이것에 의해, 묘화 종료점의 위치도 주주사 방향으로 불규칙하다. 즉, 각 반사면(RP)에 의해서 묘화되는 스폿광(SP)의 묘화 개시점 및 묘화 종료점의 위치가 X방향을 따라서 직선적으로 되지 않는다. 이 스폿광(SP)의 묘화 개시점 및 묘화 종료점의 위치가 주주사 방향으로 불규칙한 요인은, Tp1, Tp2, Tp3, … = Tpx가 되지 않기 때문이다. Therefore, the spot light SP drawn by each reflection surface RP (RPa-RPh) by the error of the angle (eta) j which forms the angle | corners of mutually adjacent reflection surfaces RP of the polygon mirror PM. The position of the drawing start point (scan start point) on the irradiated surface of the substrate FS is irregular in the main scanning direction. As a result, the position of the drawing end point is also irregular in the main scanning direction. That is, the position of the drawing start point and the drawing end point of the spot light SP drawn by each reflection surface RP does not become linear along the X direction. The factors where the positions of the drawing start point and the drawing end point of the spot light SP are irregular in the main scanning direction are Tp1, Tp2, Tp3,... = Tpx doesn't work.

그래서, 본 실시 형태에서는, 도 9에 나타내는 타임 차트와 같이, 1개의 펄스 모양의 원점 신호(SH)가 발생하고 나서 시간 Tpx 후를 묘화 개시점으로 하여, 스폿광(SP)의 묘화를 개시한다. 즉, 원점 신호(SH)가 발생하고 나서 시간 Tpx 후에, 제어 장치(18)는, 빔 주사 장치(MD1)에 빔(LB1)을 입사시키는 광 도입 광학계(BDU1)의 묘화용 광학 소자(AOM1)에, 화소 데이터열(Dw)의 화소 데이터에 따른 구동 신호(온/오프)를 순차 출력한다. 이것에 의해, 원점 신호(SH)의 검출에 이용한 반사면(RPb)과 실제로 스폿광(SP)을 주사하는 반사면(RP)을 동일한 반사면으로 할 수 있다. Therefore, in the present embodiment, as shown in the time chart shown in FIG. 9, the drawing of the spot light SP is started by setting the time Tpx after as the drawing start point after the generation of one pulse-shaped origin signal SH. . That is, after the time Tpx after the origin signal SH is generated, the control device 18 writes the optical element AOM1 for drawing the light introduction optical system BDU1 which causes the beam LB1 to enter the beam scanning device MD1. Then, driving signals (on / off) corresponding to the pixel data of the pixel data string Dw are sequentially output. Thereby, the reflection surface RPb used for the detection of the origin signal SH and the reflection surface RP which actually scans the spot light SP can be made the same reflection surface.

구체적으로 설명하면, 제어 장치(18)는, 원점 신호(SH1)가 발생하고 나서 시간 Tpx 후에, 광 도입 광학계(BDU1)의 묘화용 광학 소자(AOM1)에, 화소 데이터열(Dw1)의 화소 데이터에 따른 구동 신호를 순차 출력한다. 이것에 의해, 원점 신호(SH1)의 검출에 이용한 반사면(RPb)에 의해 스폿광(SP)을 주사할 수 있다. 다음으로, 제어 장치(18)는, 원점 신호(SH2)가 발생하고 나서 시간 Tpx 후에, 광 도입 광학계(BDU1)의 묘화용 광학 소자(AOM1)에, 화소 데이터열(Dw2)의 화소 데이터에 따른 구동 신호를 순차 출력한다. 이것에 의해, 원점 신호(SH2)의 검출에 이용한 반사면(RPc)에 의해 스폿광(SP)을 주사할 수 있다. 이와 같이, 원점 신호(SH)의 검출에 이용한 반사면(RP)을 이용하여 스폿광(SP)의 주사를 행함으로써, 폴리곤 미러(PM)의 서로 이웃하는 반사면(RP)끼리의 각(各) 이루는 각(角) ηj에 오차가 있었던 경우라도, 각 반사면(RP(RPa~RPh))에 의해서 묘화되는 스폿광(SP)의 기판(FS)의 피조사면 상의 묘화 개시점 및 묘화 종료점의 위치가 주주사 방향으로 불규칙한 것을 억제할 수 있다. Specifically, the control device 18, after the time Tpx after the origin signal SH1 occurs, the pixel data of the pixel data string Dw1 to the optical element AOM1 for drawing the light introduction optical system BDU1. Drive signals according to the output are sequentially. Thereby, the spot light SP can be scanned by the reflecting surface RPb used for the detection of the origin signal SH1. Next, the control device 18 responds to the drawing optical element AOM1 of the light introduction optical system BDU1 in accordance with the pixel data of the pixel data string Dw2 after a time Tpx after the origin signal SH2 is generated. Outputs drive signals sequentially. Thereby, the spot light SP can be scanned by the reflection surface RPc used for the detection of the origin signal SH2. In this way, by scanning the spot light SP using the reflection surface RP used for the detection of the origin signal SH, the angles between the reflection surfaces RP adjacent to each other of the polygon mirror PM are separated. ) Even if there is an error in the angle ηj to be formed, the drawing start point and the drawing end point on the irradiated surface of the substrate FS of the spot light SP drawn by the respective reflection surfaces RP (RPa to RPh) It is possible to suppress that the position is irregular in the main scanning direction.

그러기 위해서는, 폴리곤 미러(PM)가 45도 회전하는 시간 Tpx가,μ초 오더로 정확한 것, 즉, 폴리곤 미러(PM)의 속도가 불균일하지 않고 정밀하게 등속도로 회전시킬 필요가 있다. 그와 같이 정밀하게 등속도로 폴리곤 미러(PM)를 회전시킨 경우는, 원점 신호(SH)의 발생에 이용된 반사면(RP)은, 항상, 시간 Tpx 후에는 정확하게 45도만큼 회전하여 빔(LB1)을 fθ 렌즈(FT)를 향해 반사하는 각도로 되어 있다. 따라서, 폴리곤 미러(PM)의 회전 등속성을 높이고, 1회전 중의 속도 불균일도 최대한 저감시킴으로써, 원점 신호(SH)의 발생에 이용되는 반사면(RP)의 위치와 빔(LB1)을 편향시켜 스폿광(SP)을 주사하기 위해서 이용되는 반사면(RP)의 위치를 다르게 할 수 있다. 이것에 의해, 원점 센서(20)의 배치의 자유도가 향상되고, 강성이 높고 안정된 구성의 원점 센서를 마련할 수 있다. 또, 원점 센서(20)가 검출 대상으로 하는 반사면(RP)은, 빔(LB1)을 편향시키는 반사면(RP)의 회전 방향 중 하나 바로 앞으로 했지만, 폴리곤 미러(PM)의 회전 방향의 직전이면 좋고, 하나 바로 앞에 한정되지 않는다. 이 경우, 원점 센서(20)가 검출 대상으로 하는 반사면(RP)을, 빔(LB1)을 편향시키는 반사면(RP)의 회전 방향의 n(1이상의 정수)만큼 바로 앞으로 하는 경우는, 원점 신호(SH)가 발생하고 나서 n×시간 Tpx 후에 묘화 개시점을 설정하면 좋다. For this purpose, it is necessary that the time Tpx at which the polygon mirror PM is rotated by 45 degrees is accurate in μsec order, that is, the speed of the polygon mirror PM is not non-uniform and is precisely rotated at constant speed. In such a case, when the polygon mirror PM is precisely rotated at the same speed, the reflection surface RP used for generating the origin signal SH always rotates by exactly 45 degrees after the time Tpx so that the beam LB1 is rotated. ) Is an angle reflecting toward the fθ lens FT. Therefore, by increasing the rotational uniformity of the polygon mirror PM and reducing the speed unevenness during one rotation as much as possible, the spot of the reflection surface RP used for generating the origin signal SH and the beam LB1 are deflected and spotted. The position of the reflective surface RP used for scanning the light SP can be changed. Thereby, the freedom degree of arrangement | positioning of the origin sensor 20 improves, and the origin sensor of a high rigidity and stable structure can be provided. Moreover, although the reflection surface RP made into the detection object of the origin sensor 20 was just in front of the rotation direction of the reflection surface RP which deflects the beam LB1, it is just before the rotation direction of the polygon mirror PM. It may be good and is not limited to just one. In this case, when the origin sensor 20 makes the reflection surface RP which is a detection object immediately forward by n (an integer of 1 or more) in the rotation direction of the reflection surface RP which deflects the beam LB1, the origin The drawing start point may be set after n x time Tpx after the signal SH is generated.

게다가, 원점 센서(20)로부터 발생하는 원점 신호(SH1, SH2, SH3, …)의 각각에 대해서, 묘화 개시점을 n×시간 Tpx 후에 설정함으로써, 묘화 라인(SL1)마다 대응한 화소 데이터열의 읽어냄 동작, 데이터 전송(통신) 동작, 혹은 보정 계산 등의 처리 시간에 여유가 생긴다. 그 때문에, 화소 데이터열의 전송 미스, 화소 데이터열의 오차나 부분적인 소실(消失)을 확실히 회피할 수 있다. In addition, for each of the origin signals SH1, SH2, SH3, ... generated from the origin sensor 20, the drawing start point is set after n x time Tpx, thereby reading the corresponding pixel data string for each drawing line SL1. There is a margin in the processing time for the operation such as the operation, data transmission (communication) operation, or correction calculation. Therefore, transfer errors of the pixel data strings, errors and partial loss of the pixel data strings can be reliably avoided.

또, 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)의 수 Np를 8로 하고, 회전수(회전 속도) Vp를 3.6만rpm, 주사 효율을 αp≤1/3, 기판(FS) 상에서의 스폿광(SP)의 실효적인 지름(φ)을 3㎛, 묘화 라인(SL1)의 길이(LBL)를 50mm, 및, 부주사 방향(Xt방향)의 묘화 라인(SL1)의 피치(간격)(YP)를 스폿광(SP)의 지름(φ)에 대한 오버랩률 Uo(0<Uo<1)로부터, YP=φ·(1-Uo)으로 하면, 묘화 라인(SL1) 상에서의 스폿광(SP)의 1회의 주사 시간 Tss는, Tss=αp×Tpx=αp×1/(Np×Vp)=1/1.44(m초)가 된다. 스폿광(SP)의 묘화 라인(SL1) 상에서의 주사 속도 Vss는, Vss=LBL/Tss=720(m/초)가 된다. 또, 오버랩률 Uo가 1/2의 경우, 즉, 스폿광(SP)을 사이즈 φ의 1/2만큼 오버랩시키는 경우는, 기판(FS)의 부주사 속도(반송 속도) Vt는, Vt=YP/Tpx=φ×Np×Vp×(1-Uo)=7200㎛/초가 되고, 오버랩률 Uo가 2/3인 경우, 즉, 스폿광(SP)을 사이즈 φ의 2/3만큼 오버랩시키는 경우는, Vt=4800㎛/초가 된다. 또, 상세하게는 설명하지 않지만, 빔 주사 장치(MD2~MD6)에도, 마찬가지로 원점 센서(20)가 마련되어 있다. Further, the number Np of the reflection surfaces RP of the polygon mirror PM is 8, the rotation speed (rotational speed) Vp is 3.60,000 rpm, the scanning efficiency is αp ≤ 1/3, and spot light on the substrate FS. The effective diameter φ of SP is 3 μm, the length LBL of the drawing line SL1 is 50 mm, and the pitch (spacing) YP of the drawing line SL1 in the sub-scanning direction (Xt direction). Is set to YP = φ · (1-Uo) from the overlap ratio Uo (0 <Uo <1) with respect to the diameter φ of the spot light SP, then the spot light SP on the drawing line SL1 One scanning time Tss becomes Tss = (alpha) p * Tpx = (alpha) p * 1 / (Np * Vp) = 1 / 1.44 (msec). The scanning speed Vss on the drawing line SL1 of the spot light SP becomes Vss = LBL / Tss = 720 (m / sec). In addition, when the overlap ratio Uo is 1/2, that is, when the spot light SP is overlapped by 1/2 of the size φ, the sub scanning speed (transfer speed) Vt of the substrate FS is Vt = YP. / Tpx = φ × Np × Vp × (1-Uo) = 7200 μm / sec, and when the overlap ratio Uo is 2/3, that is, when the spot light SP overlaps by 2/3 of the size φ , Vt = 4800 µm / sec. In addition, although not demonstrated in detail, the origin sensor 20 is similarly provided also in beam scanning apparatus MD2-MD6.

도 10은, 제2 프레임부(Ub2)에 의한 빔 주사 장치(MD)의 유지 구조를 나타내는 단면도이다. 또, 빔 주사 장치(MD)의 유지 구조는, 각 빔 주사 장치(MD)에서 동일하기 때문에, 빔 주사 장치(MD1)의 유지 구조에 대해서만 설명하고, 다른 빔 주사 장치(MD)의 유지 구조에 대해서는 설명을 생략한다. 도 10에서도, 도 7과 마찬가지로, Xt, Yt, Zt의 3차원 좌표를 이용하여 설명한다. FIG. 10: is sectional drawing which shows the holding structure of the beam scanning apparatus MD by the 2nd frame part Ub2. In addition, since the holding structure of the beam scanning device MD is the same in each beam scanning device MD, only the holding structure of the beam scanning device MD1 will be described, and the holding structure of the other beam scanning device MD will be described. The description is omitted. Also in FIG. 10, it demonstrates using three-dimensional coordinates of Xt, Yt, Zt similarly to FIG.

빔 주사 장치(MD1)는, 광학적인 구성 부재(반사 미러(M10~M15), 빔 익스팬더(BE), 편광빔 스플리터(BS1), 상시프트 광학 부재(SR), 편향 조정 광학 부재(DP), 필드 애퍼처(FA), λ/4 파장판(QW), 실린드리칼 렌즈(CYa, CYb), 폴리곤 미러(PM), fθ 렌즈(FT), 광학 렌즈계(G10), 및 광 검출기(DT1))를 도 7과 같이 지지함과 아울러, 조사 중심축(Le1)의 둘레로 회전 가능한 지지 프레임(40)을 가진다. 지지 프레임(40)은, 빔 주사 장치(MD1) 내를 통과하는 빔(LB1)의 광로에 대응하여, 대략 U자 모양 또는 コ자 모양의 형상을 가진다. 지지 프레임(40)은, XtYt 평면과 평행이며, Zt방향으로 떨어져 대략 평행하게 배치된 2매의 평행 지지부(42, 44)와, 2매의 평행 지지부(42, 44)의 일단을 막는 폐색 지지부(46)를 가진다. 폐색 지지부(46)는, 평행 지지부(42, 44)의 -Xt방향측에 마련되어 있다. 빔 주사 장치(MD)의 광학적인 구성 부재(반사 미러(M10), … 폴리곤 미러(PM), fθ 렌즈(FT), 반사 미러(M15), 실린드리칼 렌즈(CYb) 등)는, 지지 프레임(40)의 외주면을 따라서 배치되어 있다. The beam scanning device MD1 includes optical constituent members (reflection mirrors M10 to M15, beam expander BE, polarizing beam splitter BS1, image shift optical member SR, deflection adjustment optical member DP, Field aperture (FA), λ / 4 wave plate (QW), cylindrical lenses (CYa, CYb), polygon mirrors (PM), fθ lenses (FT), optical lens system (G10), and photodetector (DT1) ) As shown in FIG. 7, and has a support frame 40 rotatable around the irradiation center axis Le1. The support frame 40 has a substantially U-shaped or U-shaped shape corresponding to the optical path of the beam LB1 passing through the beam scanning device MD1. The support frame 40 is parallel to the XtYt plane and is disposed in parallel with each other in the Zt direction, and the parallel support parts 42 and 44 and the closed support part which blocks one end of the two parallel support parts 42 and 44. Has 46. The closing support part 46 is provided in the -Xt direction side of the parallel support parts 42 and 44. As shown in FIG. The optical constituent members of the beam scanning device MD (the reflecting mirror M10, the polygon mirror PM, the fθ lens FT, the reflecting mirror M15, the cylindrical lens CYb, etc.) are supported frames. It is arrange | positioned along the outer peripheral surface of 40. As shown in FIG.

도시는 생략하지만, 반사 미러(M10, M11), 빔 익스팬더(BE), 편광빔 스플리터(BS1), 광학 렌즈계(G10), 및 광 검출기(DT1)는, 평행 지지부(42)의 +Zt방향측의 면에 의해 지지되어 있다. 마찬가지로 도시는 생략하지만, 상시프트 광학 부재(SR), 편향 조정 광학 부재(DP), 및 필드 애퍼처(FA)는, 폐색 지지부(46)의 -Xt방향측의 면에서 지지되어 있다. 또한 도시는 생략하지만, λ/4 파장판(QW), 실린드리칼 렌즈(CYa, CYb), 반사 미러(M14, M15), 폴리곤 미러(PM), fθ 렌즈(FT), 및, 원점 센서(20)는, 평행 지지부(44)의 -Zt방향측의 면에 의해 지지되어 있다. 반사 미러(M12)는, 평행 지지부(42)의 +Zt방향측의 면, 또는, 폐색 지지부(46)의 -Xt방향측의 면에 의해 지지되고, 반사 미러(M13)는, 폐색 지지부(46)의 -Xt방향측의 면, 또는, 평행 지지부(44)의 -Zt방향측의 면에 의해 지지되어 있다. 지지 프레임(40)(특히, 평행 지지부(44))은, 폴리곤 구동부(RM)(회전 모터)를 지지함으로써 폴리곤 미러(PM)를 지지하고 있다. Although not shown, the reflection mirrors M10 and M11, the beam expander BE, the polarizing beam splitter BS1, the optical lens system G10, and the photodetector DT1 are located on the + Zt direction side of the parallel support 42. It is supported by cotton. Similarly, although illustration is abbreviate | omitted, image shift optical member SR, deflection adjustment optical member DP, and field aperture FA are supported by the surface of the blocking support part 46 at the side of -Xt direction. Although not shown, lambda / 4 wave plate (QW), cylindrical lenses (CYa, CYb), reflection mirrors (M14, M15), polygon mirror (PM), fθ lens (FT), and the origin sensor ( 20 is supported by the surface on the side of the -Zt direction of the parallel support portion 44. The reflective mirror M12 is supported by the surface on the + Zt direction side of the parallel support portion 42 or the surface on the -Xt direction side of the occlusion support portion 46, and the reflection mirror M13 is the occlusion support portion 46. Is supported by the surface on the -Xt direction side or the surface on the -Zt direction side of the parallel support portion 44. The support frame 40 (especially the parallel support part 44) supports the polygon mirror PM by supporting the polygon drive part RM (rotary motor).

2매의 평행 지지부(42, 44)의 폐색 지지부(46)가 마련되어 있지 않은 타단 측에는, 패턴 묘화 장치의 일부를 구성하는 원통(원관(圓管)) 모양의 지주(支柱) 부재(BX1)가 삽입된 상태로 마련되어 있다. 평행 지지부(42, 44)의 각각과 지주 부재(BX1)와의 사이에는, 고리 모양 베어링(48)이 개재되어 있다. 지주 부재(BX1)는, 제2 프레임부(Ub2)에 고정된 상태로 지지되어 있다. 따라서, 지지 프레임(40)은, 본체 프레임(UB)의 제2 프레임부(Ub2)에 대해서 지주 부재(BX1)의 둘레로 회전 가능하게 된다. 또, 지주 부재(BX1)의 중심축은, 조사 중심축(Le1)과 동축이 되도록, 패턴 묘화 장치의 일부인 고리 모양 베어링(48)의 외륜부(外輪部)는 평행 지지부(42, 44)의 각각에 고정되고, 고리 모양 베어링(48)의 내륜부는 지주 부재(BX1)의 외주면에 고정된다. 2개소의 고리 모양 베어링(48) 중, +Zt방향측의 평행 지지부(42)와 지주 부재(BX1)의 사이의 고리 모양 베어링(48)은, 예를 들면, 배면(背面) 조합의 앵귤러(angular) 볼 베어링으로 구성되고, -Zt방향측의 평행 지지부(44)와 지주 부재(BX1)의 사이의 고리 모양 베어링(48)은 심구(深溝, 깊은 홈) 볼 베어링으로 구성된다. 빔 주사 장치(MD1)(지지 프레임(40)을 포함함)는, 전체의 중심 위치로부터+X(+Xt) 방향으로 벗어난 곳에서 지주 부재(BX1)에 의해서, 중심면(Poc)에 대해서 θ만큼 기울어진 상태(도 1, 도 4)로 지지된다. 이와 같이, 빔 주사 장치(MD1)는, 조사 중심축(Le1)의 위치에 마련한 지주 부재(BX1)(제2 프레임부(Ub2))에 편(片)지지 방식으로 지지된다. On the other end side where the closing support part 46 of the two parallel support parts 42 and 44 is not provided, the cylindrical post member BX1 which comprises a part of a pattern drawing apparatus is It is provided in an inserted state. An annular bearing 48 is interposed between each of the parallel support portions 42 and 44 and the support member BX1. The strut member BX1 is supported in the state fixed to the 2nd frame part Ub2. Therefore, the support frame 40 is rotatable about the support member BX1 with respect to the 2nd frame part Ub2 of the main body frame UB. Moreover, the outer ring part of the annular bearing 48 which is a part of the pattern drawing apparatus is the parallel axis | shaft 42 and 44 so that the center axis | shaft of the support member BX1 may be coaxial with irradiation center axis Le1. The inner ring portion of the annular bearing 48 is fixed to the outer circumferential surface of the strut member BX1. Of the two annular bearings 48, the annular bearing 48 between the parallel support portion 42 on the + Zt direction side and the support member BX1 is, for example, an angular of a back combination. ) Ball bearing, and the annular bearing 48 between the parallel support 44 on the -Zt direction side and the support member BX1 is constituted by a deep groove ball bearing. The beam scanning device MD1 (including the supporting frame 40) is inclined by θ with respect to the center plane Poc by the support member BX1 at a position deviated in the + X (+ Xt) direction from the entire center position. It is supported in a true state (Figs. 1 and 4). In this way, the beam scanning device MD1 is supported by the supporting member BX1 (second frame portion Ub2) provided in a piece supporting manner provided at the position of the irradiation center axis Le1.

빔 주사 장치(MD1)는, 지지 프레임(40)을 제2 프레임부(Ub2)에 대해서 회전시키는 구동 기구(50)를 가진다. 구동 기구(50)는, 2매의 평행 지지부(42, 44)의 사이의 공간에 마련되어 있다. 이것에 의해, 빔 주사 장치(MD1)를 컴팩트하게 할 수 있다. 이 구동 기구(50)를, 도 11도 참조하여 상세하게 설명한다. 구동 기구(50)는, 리니어 액추에이터(52)와, 가동 부재(54)와, 피종동 부재(56)와, 스프링(58, 60)을 가진다. 리니어 액추에이터(52), 가동 부재(54), 및 스프링(58)은, XtYt 평면과 평행한 판 모양의 구동 지지 부재(62) 상에 지지되어 있다. 이 구동 지지 부재(62)의+ Xt방향의 단부에는, YzZt 평면과 평행하게 +Zt방향으로 판 모양으로 연장 마련된 연직부(62a)가 일체로 마련된다. 연직부(62a)는, 제2 프레임부(Ub2)의 YtZt 평면과 평행한 측면(Ub2a)에 고정된다. 게다가, 제2 프레임부(Ub2)의 측면(Ub2a)에는, 원관 모양의 지주 부재(BX1)의 중심선이 조사 중심축(Le1)과 동축이 되도록 지주 부재(BX1)를 감합(嵌合) 유지하는 U자형의 오목부(Ubx)가 형성되어 있다. 오목부(Ubx) 내에 감합된 지주 부재(BX1)는, 구동 지지 부재(62)의 연직부(62a)와 오목부(Ubx)에 의해서 사이에 끼우도록 하여 고정된다. The beam scanning apparatus MD1 has the drive mechanism 50 which rotates the support frame 40 with respect to the 2nd frame part Ub2. The drive mechanism 50 is provided in the space between two parallel support parts 42 and 44. As shown in FIG. Thereby, the beam scanning apparatus MD1 can be made compact. This drive mechanism 50 is demonstrated in detail with reference also to FIG. The drive mechanism 50 has a linear actuator 52, a movable member 54, a driven member 56, and springs 58, 60. The linear actuator 52, the movable member 54, and the spring 58 are supported on the plate-shaped drive support member 62 parallel to the XtYt plane. The vertical portion 62a extended in a plate shape in the + Zt direction in parallel with the YzZt plane is integrally provided at the end portion of the drive supporting member 62 in the + Xt direction. The vertical portion 62a is fixed to the side surface Ub2a parallel to the YtZt plane of the second frame portion Ub2. In addition, on the side surface Ub2a of the second frame portion Ub2, the holding member BX1 is held so that the center line of the cylindrical holding member BX1 is coaxial with the irradiation center axis Le1. U-shaped recess Ubx is formed. The strut member BX1 fitted into the recess Ubx is fixed by being sandwiched between the vertical portion 62a of the drive support member 62 and the recess Ubx.

피종동 부재(56)는, 지지 프레임(40)의 폐색 지지부(46)의 내면측(+Xt방향의 측면)에 고정된 상태로 지지되어 있다. 피종동 부재(56)는, 리니어 액추에이터(52)의 직선적인 추력(推力)을 받아 회동하는 가동 부재(54)의 일부와 맞닿고, -Yt방향의 힘을 받도록 구성된다. 이것에 의해서, 빔 주사 장치(MD1)의 전체가, 지주 부재(BX1)(조사 중심축(Le1))의 둘레로 회전한다. The driven member 56 is supported in the state fixed to the inner surface side (side surface of + Xt direction) of the blocking support part 46 of the support frame 40. FIG. The driven member 56 is configured to abut against a portion of the movable member 54 that rotates in response to the linear thrust of the linear actuator 52 and is subjected to a force in the -Yt direction. Thereby, the whole beam scanning apparatus MD1 rotates around the support member BX1 (irradiation center axis Le1).

그 구성과 동작을 더 상세하게 설명한다. 리니어 액추에이터(52)는, Xt방향으로 진퇴 가능한 로드(52a)를 가지며, 제어 장치(18)의 제어에 의해서, 로드(52a)를 Xt방향으로 진퇴시킨다. 로드(52a)의 Xt방향의 이동 위치는 고정밀도의 리니어 인코더 등에 의해서 계측되고, 그 계측치는, 제어 장치(18)에 보내어진다. 가동 부재(54)는, 구동 지지 부재(62)에 마련된 회전축(54a)을 중심으로 회전 가능하다. 가동 부재(54)는, 로드(52a)의 선단의 롤러(52b)와 맞닿는 제1 접촉부(54b)와, 피종동 부재(56)의 XtZt 평면과 평행한 단면부와 맞닿는 롤러(제2 접촉부)(54c)를 가진다. 인장 스프링(58)은, 로드(52a)의 선단의 롤러(52b)와 가동 부재(54)의 제1 접촉부(54b)가 상시 맞닿도록, 제1 접촉부(54b)를 +Xt방향으로 가압한다. 따라서, 인장 스프링(58)의 일단은 구동 지지 부재(62)에 고정되고, 타단은 가동 부재(54)의 제1 접촉부(54b)의 근방에 고정되어 있다. 인장 스프링(60)은, 가동 부재(54)에 회전 가능하게 축 지지된 롤러(제2 접촉부)(54c)와, 피종동 부재(56)의 XtZt 평면과 평행한 단면부가 상시 맞닿도록, 가동 부재(54)의 롤러(54c)를 피종동 부재(56) 측으로 끌어 당기는 가압력을 발생한다. 따라서, 인장 스프링(60)의 일단은 가동 부재(54)의 롤러(54c)의 축부에 고정되고, 타단은 피종동 부재(56)에 고정되어 있다. The configuration and operation will be described in more detail. The linear actuator 52 has the rod 52a which can move back and forth in the Xt direction, and the rod 52a is advanced in the Xt direction by the control of the control device 18. The moving position of the rod 52a in the Xt direction is measured by a high precision linear encoder or the like, and the measured value is sent to the control device 18. The movable member 54 is rotatable about the rotating shaft 54a provided in the drive support member 62. The movable member 54 has a first contact portion 54b which abuts against the roller 52b at the tip of the rod 52a, and a roller (second contact portion) which abuts with a cross section parallel to the XtZt plane of the driven member 56. Has 54c. The tension spring 58 presses the first contact portion 54b in the + Xt direction so that the roller 52b at the tip of the rod 52a and the first contact portion 54b of the movable member 54 always abut. Therefore, one end of the tension spring 58 is fixed to the drive support member 62, and the other end is fixed to the vicinity of the first contact portion 54b of the movable member 54. The tension spring 60 is a movable member such that the roller (second contact portion) 54c rotatably supported by the movable member 54 and the cross section parallel to the XtZt plane of the driven member 56 are always in contact with each other. A pressing force for pulling the roller 54c of 54 to the driven member 56 side is generated. Therefore, one end of the tension spring 60 is fixed to the shaft portion of the roller 54c of the movable member 54 and the other end is fixed to the driven member 56.

리니어 액추에이터(52)의 로드(52a)가 Xt방향의 이동 스트로크의 중점 위치에 있는 상태일 때, 롤러(52b)와 맞닿는 가동 부재(54)의 제1 접촉부(54b)의 접촉면과, 롤러(54c)와 맞닿는 피종동 부재(56)의 상기 단면부의 접촉면은, XtYt 평면내에서 직교하도록 설정된다. 또, 도 11과 같이, 리니어 액추에이터(52)의 로드(52a)가 중립 위치에 있을 때, 조사 중심축(Le1)을 통과하여 Xt축과 평행한 선분(Pmc)을 설정하면, XtYt 평면 내에서 빔 주사 장치(MD1)의 중심점은 거의 선분(Pmc) 상에 오도록 설정된다. 게다가, 가동 부재(54)의 회전축(54a)과 롤러(54c)의 축도, 선분(Pmc) 상에 위치하도록 배치된다. When the rod 52a of the linear actuator 52 is in the mid-point position of the movement stroke in the Xt direction, the contact surface of the first contact portion 54b of the movable member 54 that abuts with the roller 52b and the roller 54c The contact surface of the cross section of the driven member 56 in contact with) is set to be orthogonal in the XtYt plane. Moreover, as shown in FIG. 11, when the rod 52a of the linear actuator 52 is in a neutral position, when the line segment Pmc parallel to the Xt axis is set through the irradiation center axis Le1, the XtYt plane is The center point of the beam scanning device MD1 is set to almost come on the line segment Pmc. In addition, the axis of rotation 54a of the movable member 54 and the axis of the roller 54c are also arrange | positioned so that it may be located on the line segment Pmc.

리니어 액추에이터(52)가 로드(52a)를 도 11의 중립 위치로부터 -Xt방향으로 이동시키면, 가동 부재(54)의 제1 접촉부(54b)가 스프링(58)의 가압력에 저항하여 로드(52a)의 선단의 롤러(52b)에 의해서 압압(押壓)되므로, 회전축(54a)을 중심으로 가동 부재(54)가, 도 11의 지면에서 반시계 방향으로 회전한다. 이것에 의해, 가동 부재(54)의 롤러(54c)가 피종동 부재(56)을 -Yt방향으로 압압한다. 따라서, 빔 주사 장치(MD1)(지지 프레임(40))의 폐색 지지부(46)측은, 조사 중심축(Le1)을 중심으로 -Yt방향측으로 회전('-θzt회전'이라고도 함)한다. 또, 리니어 액추에이터(52)가, 도 11의 중립 위치로부터 로드(52a)를 +Xt방향으로 이동시키면, 스프링(58)의 가압력에 의해서 가동 부재(54)의 제1 접촉부(54b)가 롤러(52b)와의 맞닿음 상태를 유지하여 +Xt방향측으로 이동한다. 이것에 의해서, 가동 부재(54)가 회전축(54a)을 중심으로 도 11의 지면에서 시계 방향으로 회전하여, 가동 부재(54)의 롤러(54c)가 +Yt방향으로 이동한다. 이 때, 스프링(60)의 가압력에 의해서 피종동 부재(56)가 롤러(54c)와의 맞닿음 상태를 유지하여 +Yt방향으로 이동한다. 따라서, 빔 주사 장치(MD1)의 폐색 지지부(46)측은, 조사 중심축(Le1)을 중심으로 +Yt방향측으로 회전('+θzt회전'이라고도 함)한다. When the linear actuator 52 moves the rod 52a in the -Xt direction from the neutral position in FIG. 11, the first contact portion 54b of the movable member 54 resists the pressing force of the spring 58 to load the rod 52a. Since it is pressurized by the roller 52b of the front end, the movable member 54 rotates counterclockwise from the surface of FIG. 11 about the rotating shaft 54a. As a result, the roller 54c of the movable member 54 presses the driven member 56 in the -Yt direction. Therefore, the blockage support part 46 side of the beam scanning apparatus MD1 (support frame 40) rotates about a irradiation center axis Le1 to the -Yt direction side (also called "-(theta) zt rotation"). Moreover, when the linear actuator 52 moves the rod 52a to + Xt direction from the neutral position of FIG. 11, the 1st contact part 54b of the movable member 54 will move the roller 52b by the pressing force of the spring 58. Moreover, as shown in FIG. ), And moves toward the + Xt direction while maintaining contact with As a result, the movable member 54 is rotated clockwise in the plane of FIG. 11 around the rotating shaft 54a, and the roller 54c of the movable member 54 moves in the + Yt direction. At this time, the driven member 56 maintains contact with the roller 54c by the pressing force of the spring 60 and moves in the + Yt direction. Therefore, the blockage support part 46 side of the beam scanning apparatus MD1 rotates (also called "+ (theta) zt rotation") about the irradiation center axis Le1 to + Yt direction side.

본 실시 형태에서는, 가동 부재(54)의 회전축(54a)으로부터 제1 접촉부(54b)까지의 거리가, 가동 부재(54)의 회전축(54a)으로부터 롤러(54c)의 축까지의 거리 보다도 길게 설정되므로, 리니어 액추에이터(52)의 로드(52a)의 Xt방향의 이동량이 축소되어, 피종동 부재(56)의 Yt방향의 이동량이 된다. 게다가, 빔 주사 장치(MD1)의 기계적인 회전 중심인 원관 모양의 지주 부재(BX1)의 중심선(조사 중심축(Le1))으로부터, 회전 구동력이 부여되는 피종동 부재(56)까지의 거리를 길게 취하므로, 리니어 액추에이터(52)의 로드(52a)의 단위 이동량에 대한 빔 주사 장치(MD1)의 회전 각도량을 충분히 작게 할 수 있고, 빔 주사 장치(MD1)의 회전 각도 설정을 높은 분해능(μrad)으로 제어할 수 있다. In this embodiment, the distance from the rotating shaft 54a of the movable member 54 to the 1st contact part 54b is set longer than the distance from the rotating shaft 54a of the movable member 54 to the axis of the roller 54c. Therefore, the amount of movement in the Xt direction of the rod 52a of the linear actuator 52 is reduced, so that the amount of movement in the Yt direction of the driven member 56 is obtained. In addition, the distance from the centerline (irradiation center axis Le1) of the cylindrical columnar strut member BX1, which is the mechanical rotation center of the beam scanning device MD1, to the driven member 56 to which rotational driving force is applied is lengthened. Therefore, the rotation angle amount of the beam scanning device MD1 with respect to the unit movement amount of the rod 52a of the linear actuator 52 can be made sufficiently small, and the rotation angle setting of the beam scanning device MD1 can be set at high resolution (μrad). ) Can be controlled.

이상의 도 10(혹은 도 4)에 나타낸 구성과 같이, 각 빔 주사 장치(MD1~MD6)는, 장치 본체(제2 프레임부(Ub2))에 대해서, 원관 모양의 지주 부재(BX1)와 고리 모양 베어링(48)에 의해서, 각 조사 중심축(Le1~Le6)과 동축에 회전 가능하게 축 지지된다. 따라서, 각 빔 주사 장치(MD1~MD6)는, 기판(FS) 상에 형성되는 각 묘화 라인(SL1~SL6)의 바로 위 부근에서 장치 본체에 유지되고, 각 빔 주사 장치(MD1~MD6)의 폐색 지지부(46)측은 기계적으로 구속되지 않는 구성(장치 본체나 본체 프레임(UB) 등에 강고하게 체결되지 않은 상태)으로 되어 있다. As shown in the configuration shown in Fig. 10 (or Fig. 4), each of the beam scanning devices MD1 to MD6 has a cylindrical post member BX1 and an annular shape with respect to the apparatus main body (second frame portion Ub2). The bearing 48 is axially rotatably supported by the irradiation center axes Le1 to Le6 coaxially. Therefore, each beam scanning apparatus MD1-MD6 is hold | maintained in the apparatus main body in the immediate vicinity of each drawing line SL1-SL6 formed on the board | substrate FS, and of each beam scanning apparatus MD1-MD6 is carried out. The obstruction support part 46 side is a structure which is not mechanically restrained (state not firmly fastened to the apparatus main body, main-frame UB, etc.).

그 때문에, 만일 각 빔 주사 장치(MD1~MD6)의 구조체가 되는 지지 프레임(40)(특히 2매의 평행 지지부(42, 44))이 온도 변화 등에 의해서 열팽창한 경우에도, 각 빔 주사 장치(MD1~MD6)는, 도 10, 도 11 중에서는 주로 -Xt방향(폐색 지지부(46)측)으로 열팽창하게 되므로, 각 묘화 라인(SL1~SL6)이 회전 드럼(DR)의 외주면을 따른 방향으로 변동하는 것이 억제된다. 즉, 도 3 중에 나타낸 홀수번째의 묘화 라인(SL1, SL3, SL5)과 짝수번째의 묘화 라인(SL2, SL4, SL6)과의 X방향의 간격을, 온도 변화에 의한 구조체의 열변형에 관계없이, 미크론 오더로 일정 거리로 유지할 수 있다고 하는 이점도 있다. 또한, 각 빔 주사 장치(MD1~MD6)를 지지하는 제2 프레임부(Ub2)나 지주 부재(BX1)를, 저열팽창 계수의 금속 재료(인바(invar) 등)나 유리 세라믹스 재료(상품명:제로듀어(Zerodur) 등)로 함으로써, 열적으로 더 안정적인 구조로 할 수 있다. Therefore, even if the support frame 40 (especially two parallel support parts 42 and 44) used as the structure of each beam scanning apparatus MD1-MD6 thermally expands by a temperature change etc., each beam scanning apparatus ( Since MD1-MD6 thermally expands mainly in -Xt direction (closed support part 46 side) in FIG.10, 11, each drawing line SL1-SL6 is the direction along the outer peripheral surface of the rotating drum DR. Fluctuation is suppressed. That is, the distance in the X direction between the odd-numbered drawing lines SL1, SL3, SL5 and the even-numbered drawing lines SL2, SL4, SL6 shown in FIG. 3 is independent of thermal deformation of the structure due to temperature change. It also has the advantage that it can be kept at a certain distance in micron order. Moreover, the 2nd frame part Ub2 and the support member BX1 which support each beam scanning apparatus MD1-MD6 are made into the metal material (Invar etc.) of low thermal expansion coefficient, and glass ceramic material (brand name: zero). By setting it as Duror etc., it can be set as a more thermally stable structure.

따라서, 본 실시 형태에서는, 도 10(혹은 도 4)에 나타낸 원관 모양의 지주 부재(BX1)와 고리 모양 베어링(48)이, 지지 프레임(40)(즉, 빔 주사 장치(MD) 전체)을 장치 본체인 제2 프레임부(Ub2)에 대해서 조사 중심축(Le(Le1~Le6))의 둘레로 회전 가능하게 지지하는 회전 지지 기구에 상당한다. 아울러, 본 실시 형태에서는, 도 10에 나타낸 상하 2개소의 고리 모양 베어링(48)이, 지지 프레임(40)(즉, 빔 주사 장치(MD) 전체)의 장치 본체(제2 프레임부(Ub2))에의 지지 부분을 조사 중심축(Le(Le1~Le6))으로부터 소정의 반경(여기에서는 고리 모양 베어링(48)의 외주의 반경) 내의 영역에 제한하여, 지지 프레임(40)을 장치 본체에 결합하기 위한 결합 부재에 상당한다. 또, 도 10과 같은 구조에서, 지지 프레임(40)(빔 주사 장치(MD) 전체)을 장치 본체(제2 프레임부(Ub2))에 대해서 θzt 회전시킬 필요가 없고, 지지 프레임(40)을 제2 프레임부(Ub2)에 강고하게 결합해도 괜찮은 경우는, 고리 모양 베어링(48)을 생략하여 원관 모양의 지주 부재(BX1)의 상단부를 평행 지지부(42)에 결합하고, 지주 부재(BX1)의 하단부를 평행 지지부(44)에 결합하면 좋다. 이 경우도, 조사 중심축(Le(Le1~Le6))으로부터 소정 반경을 가지는 원관 모양의 지주 부재(BX1)가 결합 부재로서 기능한다. Therefore, in the present embodiment, the cylindrical post member BX1 and the annular bearing 48 shown in FIG. 10 (or FIG. 4) support the support frame 40 (that is, the entire beam scanning device MD). It corresponds to the rotation support mechanism which rotatably supports the irradiation center axis Le (Le1-Le6) with respect to the 2nd frame part Ub2 which is an apparatus main body. In addition, in this embodiment, the two upper and lower annular bearings 48 shown in FIG. 10 are the apparatus main body (2nd frame part Ub2) of the support frame 40 (namely, the whole beam scanning apparatus MD). ) To the region of the device from the irradiation center axis Le (Le1 to Le6) to a region within a predetermined radius (here, the radius of the outer circumference of the annular bearing 48), to couple the support frame 40 to the apparatus main body. It corresponds to the coupling member for doing so. Moreover, in the structure like FIG. 10, it is not necessary to rotate (theta) zt the support frame 40 (the whole beam scanning apparatus MD) with respect to the apparatus main body (2nd frame part Ub2), and the support frame 40 is rotated. When it is good to couple firmly to the 2nd frame part Ub2, the annular bearing 48 is abbreviate | omitted, and the upper end part of the cylindrical columnar strut member BX1 is joined to the parallel support part 42, and the strut member BX1. What is necessary is just to couple the lower end of this to the parallel support part 44. Also in this case, the cylindrical columnar strut member BX1 which has a predetermined radius from the irradiation center axis Le (Le1-Le6) functions as a coupling member.

도 12는, 도 4(또는 도 10, 도 11)에서 나타낸 제2 프레임부(Ub2)에, 지주 부재(BX1)와 구동 지지 부재(62)가 장착되는 모습을 나타내는 사시도이다. 제2 프레임부(Ub2)는 Y방향으로 연장하여 마련된 각기둥 모양의 부재이며, 그 -X방향의 측면(Ub2a)과 +X방향의 측면(Ub2b)은, 각각 YZ평면에 대해서 각도 ±φ(도 4 참조)만큼 기울어지도록 형성되어 있다. 제2 프레임부(Ub2)의 측면(Ub2a)에는, Zt방향으로 연장되는 홀수번째의 조사 중심축(Le1, Le3, Le5)의 각각과 동축이 되도록, 원관 모양의 지주 부재(BX1)가 감입(嵌入, 끼워 넣음)하는 U자형의 오목부(Ubx)가, 측면(Ub2a)의 상하를 관통하도록 형성되어 있다. 마찬가지로, 제2 프레임부(Ub2)의 측면(Ub2b)에도, Zt방향으로 연장되는 짝수번째의 조사 중심축(Le2, Le4, Le6)의 각각과 동축이 되도록, 원관 모양의 지주 부재(BX1)가 감입하는 U자형의 오목부(Ubx)가, 측면(Ub2b)의 상하를 관통하도록 형성되어 있다. 그리고, 구동 지지 부재(62)와 일체화된 연직부(62a)(도 10, 도 11 참조)는, 제2 프레임부(Ub2)의 측면(Ub2a, Ub2b)에 형성된 오목부(Ubx)의 각각을 막도록, 측면(Ub2a, Ub2b)에 고정된다. 이러한 구조의 제2 프레임부(Ub2)는, 회전 드럼(DR), 얼라이먼트 현미경(ALG1~ALG4) 등을 지지하는 노광 장치(EX)의 본체 프레임(본체 칼럼(BFa, BFb)) 상에 설치하기 위한 제3 프레임부(Ub3)에 결합된다. FIG. 12: is a perspective view which shows the state in which the support member BX1 and the drive support member 62 are attached to the 2nd frame part Ub2 shown in FIG. 4 (or FIG. 10, FIG. 11). The second frame portion Ub2 is a prismatic member which extends in the Y direction, and the side surface Ub2a in the -X direction and the side surface Ub2b in the + X direction are each an angle ± φ (Fig. 4) with respect to the YZ plane. It is formed so as to incline by). To the side surface Ub2a of the second frame portion Ub2, a cylindrical post member BX1 is fitted in coaxial with each of the odd irradiation center axes Le1, Le3, Le5 extending in the Zt direction ( U-shaped recesses Ubx to be inserted are formed so as to penetrate the upper and lower sides of the side surfaces Ub2a. Similarly, also in the side surface Ub2b of the 2nd frame part Ub2, the cylindrical post member BX1 is coaxial with each of the even irradiation center axis Le2, Le4, Le6 extending in a Zt direction. The U-shaped recess Ubx to be penetrated is formed to penetrate the upper and lower sides of the side surface Ub2b. And the vertical part 62a (refer FIG. 10, FIG. 11) integrated with the drive support member 62 has each recessed part Ubx formed in the side surface Ub2a, Ub2b of the 2nd frame part Ub2. It is fixed to the side surfaces Ub2a and Ub2b so as to prevent it. The second frame portion Ub2 having such a structure is provided on the main body frame (main body columns BFa and BFb) of the exposure apparatus EX that supports the rotating drum DR, the alignment microscopes ALG1 to ARG4, and the like. It is coupled to the third frame portion (Ub3) for.

도 13은, 도 12에서 나타낸 제3 프레임부(Ub3)를 노광 장치(EX)의 본체 칼럼(BFa, BFb)에 장착하는 구조를 나타내는 사시도이다. 앞의 도 4에서는, 제2 프레임부(Ub2)가 본체 프레임(UB)의 제1 프레임부(Ub1)의 하부에 현가(懸架) 상태로 마련되어 있지만, 여기에서는 제2 프레임부(Ub2)를 본체 프레임(UB)의 일부로서, 회전 드럼(DR)을 축 지지하는 본체 칼럼(BFa, BFb)에 얹도록 했다. 제3 프레임부(Ub3)는, 도 4 중의 본체 프레임(UB)의 제2 프레임부(Ub2)를 중앙에 고정 마련하는 Y방향으로 연장 마련된 각기둥 모양의 수평부와, Y방향의 양단의 각각에서 Z방향으로 연장 마련된 각기둥 모양의 다리부로 구성되는 문형(門型) 구조를 가진다. 제3 프레임부(Ub3)의 양측의 다리부는, Y방향으로 간격을 두고 설치되는 노광 장치(EX)의 본체 칼럼(BFa, BFb)(본체 프레임(UB)과도 결합되어 있음) 상에 지지된다. 본체 칼럼(BFa, BFb)은, 도 12에서는 도시를 생략하고 있지만, 도 2 또는 도 4에 나타낸 회전 드럼(DR)의 Y방향의 양단으로 돌출된 샤프트(Sft)를, 제2 프레임부(Ub2)로부터 일정 거리만큼 -Z방향으로 떨어진 위치에서 베어링을 매개로 하여 축 지지한다. 또, 본체 칼럼(BFa, BFb)의 상단면은, Y방향으로 일정한 폭(예를 들면 5cm 이상)을 가지도록 형성되어 있다. FIG. 13: is a perspective view which shows the structure which mounts the 3rd frame part Ub3 shown in FIG. 12 to main body columns BFa and BFb of exposure apparatus EX. In the previous FIG. 4, the second frame portion Ub2 is provided at the lower portion of the first frame portion Ub1 of the main body frame UB in a suspended state, but here, the second frame portion Ub2 is the main body. As a part of the frame UB, the rotary drum DR was mounted on the main body columns BFa and BFb for supporting the shaft. The third frame portion Ub3 is formed in a horizontal portion having a prism shape extending in the Y direction to fix and provide the second frame portion Ub2 of the main body frame UB in FIG. 4 at the center, and at each of both ends in the Y direction. It has a door-like structure composed of a prismatic leg portion provided extending in the Z direction. Leg portions on both sides of the third frame portion Ub3 are supported on the body columns BFa and BFb (also coupled to the body frame UB) of the exposure apparatus EX provided at intervals in the Y direction. Although the illustration of the main body columns BFa and BFb is omitted in FIG. 12, the second frame portion Ub2 includes the shafts Sft protruding from both ends in the Y direction of the rotary drum DR shown in FIG. 2 or 4. Support the shaft through the bearing at the position away from-) in the -Z direction by a certain distance. In addition, the upper end surfaces of the body columns BFa and BFb are formed to have a constant width (for example, 5 cm or more) in the Y direction.

제3 프레임부(Ub3)의 일방의 다리부, 여기에서는 +Y방향측의 다리부는, 본체 칼럼(BFa) 상에 베이스(500)를 매개로 하여 고정 마련되지만, Z방향으로 길쭉하게 형성한 제3 프레임부(Ub3)의 +Y방향측의 다리부를, 직접, 본체 칼럼(BFa) 상에 고정 마련해도 괜찮다. 제3 프레임부(Ub3)의 -Y방향측의 다리부의 하단면에는, Y축과 평행한 능선이 되는 V자 모양의 홈이 형성된 굄 부재(501)가 고정되고, 본체 칼럼(BFb)의 상면에는, 굄 부재(501)의 V자 홈에 감합하는 강구(鋼球)(502)가 그 위치에서 전동(轉動) 가능하게 지지되어 있다. 따라서, 굄 부재(501)와 강구(502)는, V자 홈을 따른 Y방향으로만 상대 이동하는 자유도를 가진다. 게다가, 제3 프레임부(Ub3)의 -Y방향측의 다리부의 측면의 돌출부(Ub4)와 본체 칼럼(BFb)와의 사이에는, 굄 부재(501)의 V자 홈이 항상 강구(502)에 맞닿는 가압력을 부여하는 인장 스프링(503)이 마련되고, 제3 프레임부(Ub3)(및 제2 프레임부(Ub2))를 -Z방향으로 가압한다. One leg part of the 3rd frame part Ub3 and the leg part of the + Y direction side are provided in the main body column BFa via the base 500, but are formed elongate in the Z direction. You may directly fix the leg part of the frame part Ub3 on the + Y direction side on the main body column BFa. On the lower end surface of the leg portion in the -Y direction side of the third frame portion Ub3, a V-shaped groove formed with a V-shaped groove forming a ridgeline parallel to the Y axis is fixed, and the upper surface of the main body column BFb. The steel ball 502 which fits into the V-shaped groove of the fin member 501 is supported by the position so that rotation is possible. Accordingly, the fin member 501 and the steel ball 502 have a degree of freedom for relative movement only in the Y direction along the V-shaped groove. In addition, between the protrusion Ub4 on the side of the leg of the third frame portion Ub3 on the side of the leg portion in the -Y direction and the body column BFb, the V-shaped groove of the fin member 501 always comes into contact with the steel ball 502. A tension spring 503 for applying a pressing force is provided to press the third frame portion Ub3 (and the second frame portion Ub2) in the -Z direction.

본 실시 형태의 경우, 제2 프레임부(Ub2)에는, 동일 구조의 6개의 빔 주사 장치(MD1~MD6)가, 중심면(Poc)(도 4, 도 5 참조)에 관해서 좌우 대칭으로 3개씩 마련되기 때문에, 6개의 빔 주사 장치(MD1~MD6)로 구성되는 노광 헤드(16) 전체의 중심점은, X방향에 관해서는, 중심면(Poc)에 가까운 위치에 있다. 따라서, 노광 헤드(16) 전체의 하중을 지지하는 제3 프레임부(Ub3)의 다리부에는, X방향으로 기울어진 방향의 응력이 발생하기 어렵고, 제3 프레임부(Ub3) 및 제2 프레임부(Ub2)의 변형 발생을 억제할 수 있으므로, 노광 헤드(16) 전체를 소정의 위치에 안정적으로 유지할 수 있다. In the present embodiment, six beam scanning devices MD1 to MD6 having the same structure are arranged in the second frame portion Ub2 in symmetrical manner with respect to the center plane Poc (see FIGS. 4 and 5). Since it is provided, the center point of the whole exposure head 16 comprised from six beam scanning apparatuses MD1-MD6 is located in the position near the center plane Poc with respect to an X direction. Therefore, in the leg part of the 3rd frame part Ub3 which supports the load of the whole exposure head 16, the stress of the direction inclined to the X direction hardly arises, and the 3rd frame part Ub3 and the 2nd frame part Since deformation | transformation generation | occurrence | production of (Ub2) can be suppressed, the whole exposure head 16 can be kept stable at a predetermined position.

게다가, 본체 칼럼(BFa, BFb)을, 고가의 저열팽창 계수의 금속이 아니고, 일반적인 철주조 재료, 경금속(輕金屬)(알루미늄) 등으로 구성한 경우, 본체 칼럼(BFa, BFb)의 각각의 상단부의 Y방향의 거리가, 환경 온도의 변화나 발열 부품(모터, AOM, 전기 기판 등)의 영향을 받아, 수미크론 정도의 범위에서 변동하는 것을 고려되어진다. 또는, 회전 드럼(DR)의 샤프트(Sft)의 약간의 편심, 샤프트(Sft)에 접속되는 모터나 감속기의 축 흔들림, 샤프트(Sft)를 축 지지하는 베어링이 장착 상태 등에 의해서, 회전 드럼(DR)의 회전 주기에 맞추어, 본체 칼럼(BFa, BFb)에 Y방향의 응력이 발생하고, 본체 칼럼(BFa, BFb)의 Y방향의 간격이 수미크론 정도의 범위에서 변동하는 경우도 있다. 그러한 본체 칼럼(BFa, BFb)의 변동이 있던 경우에서도, 도 13과 같이, Y방향으로 자유도를 갖게 한 굄 부재(501)와 강구(502)에 의해 제3 프레임부(Ub3) 및 제2 프레임부(Ub2)를 지지하고 있으므로, 그러한 변동이라도, 제3 프레임부(Ub3) 및 제2 프레임부(Ub2)를 변형시킬 우려가 회피된다. In addition, when the main body columns BFa and BFb are composed of ordinary iron casting materials, light metals (aluminum), etc., rather than expensive low thermal expansion coefficient metals, the upper end portions of the main body columns BFa and BFb, respectively. It is considered that the distance in the Y direction fluctuates in the range of several microns under the influence of changes in environmental temperature and heat generating parts (motor, AOM, electrical substrate, etc.). Alternatively, the rotary drum DR may be caused by a slight eccentricity of the shaft Sft of the rotating drum DR, a shaft shake of a motor or a reducer connected to the shaft Sft, and a bearing for supporting the shaft Sft axially. In accordance with the rotation cycle of), a stress in the Y direction occurs in the body columns BFa and BFb, and the intervals in the Y direction of the body columns BFa and BFb may fluctuate within a range of several microns. Even when such main body columns BFa and BFb are varied, the third frame portion Ub3 and the second frame are formed by the fin member 501 and the steel ball 502 which have a degree of freedom in the Y direction as shown in FIG. Since the part Ub2 is supported, even if it is such a fluctuation, the possibility of changing the 3rd frame part Ub3 and the 2nd frame part Ub2 is avoided.

앞서 설명한 바와 같이, 빔 주사 장치(MD1~MD6)는, 각각 도 7에서 나타낸 광 검출기(DT1)와 회전 드럼(DR)의 표면에 형성된 기준 패턴을 사용하여, 묘화 라인(SL1~SL6)의 경사 각도(경사 오차)를 자기(自己) 계측할 수 있다. 그래서, 제어 장치(18)는, 계측한 각 묘화 라인((SLn(SL1~SL6))의 경사 각도에 근거하여, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))의 리니어 액추에이터(52)를 구동시킬 수 있다. 이것에 의해, 각 묘화 라인((SLn(SL1~SL6))을 상대적으로 평행하게 하거나, 혹은, 각 묘화 라인(SLn(SL1~SL6))을 회전 드럼(DR)의 중심축(AXo)과 평행하게 할 수 있다. 또, 제어 장치(18)는, 얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))을 이용하여 검출한 기판(FS) 상의 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))의 위치에 근거하여, 회전 드럼(DR)에 감겨져 있는 기판(FS)의 변형, 혹은, 노광 영역(W)의 변형을 검출하고, 그것에 따라서 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD4))의 리니어 액추에이터(52)를 구동시켜도 괜찮다. 이것에 의해, 하층에 형성된 패턴과 새롭게 노광하는 소정의 패턴과의 겹침 정밀도가 향상된다.As described above, the beam scanning devices MD1 to MD6 respectively incline the drawing lines SL1 to SL6 using reference patterns formed on the surfaces of the photodetector DT1 and the rotating drum DR shown in FIG. 7. The angle (inclination error) can be measured by itself. Therefore, the control apparatus 18 drives the linear actuator 52 of each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) based on the inclination angle of each measured drawing line (SLn (SL1-SL6)). Thereby, each drawing line (SLn (SL1-SL6)) is made to be relatively parallel, or each drawing line SLn (SL1 -SL6) is made into the center axis | shaft (of the rotating drum DR). Parallel to AXo. Moreover, the control apparatus 18 is a position of the alignment mark (MK (MK1-MK4)) on the board | substrate FS detected using the alignment microscope (ALG (ALG1-ALG4)). Based on this, the deformation of the substrate FS wound on the rotating drum DR or the deformation of the exposure area W is detected, and accordingly the linear actuators of the respective beam scanning devices MD (MD1 to MD4) ( 52. The overlapping accuracy of the pattern formed in the lower layer and the predetermined pattern to be newly exposed is improved by this.

도 14는, 노광 헤드(16)에 의해서 소정의 패턴이 노광되는 노광 영역(W)의 변형 상태를 나타내는 도면이다. 노광 영역(W)의 변형은, 회전 드럼(DR)에 감겨져 반송되는 기판(FS)이 변형되어 있는 것에 의해서 발생한다. 또, 기판(FS)이 변형되어 있지 않아도, 하층의 패턴층의 형성시에, 기판(FS)이 변형되어 반송된 것에 의해서 기판(FS)의 노광 영역(W) 자체가 변형하는 경우도 있다.FIG. 14: is a figure which shows the deformation state of the exposure area | region W by which the predetermined | prescribed pattern is exposed by the exposure head 16. FIG. The deformation | transformation of the exposure area | region W arises by the deformation | transformation of the board | substrate FS wound and conveyed by the rotating drum DR. Moreover, even if the board | substrate FS is not deform | transformed, the exposure area W itself of the board | substrate FS may deform | transform by the board | substrate FS being deformed and conveyed at the time of formation of the lower pattern layer.

도 14에 나타내는 바와 같이, 노광 영역(W)이 변형되어 있기 때문에, 형성된 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))의 위치의 배열도 직선적이지 않고, 변형된 상태로 되어 있다. 또, 점선으로 나타내는 노광 영역(W')은, 변형이 거의 없는 이상(理想)의 노광 영역을 나타내고 있다. 제어 장치(18)는, 얼라이먼트 현미경(ALG(ALG1~ALG4))을 이용하여 검출한 기판(FS) 상의 얼라이먼트 마크(MK(MK1~MK4))의 위치에 근거하여, 노광 영역(W)의 변형을 추정하고, 노광 영역(W)의 변형 상태에 맞추어, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))의 리니어 액추에이터(52)를 구동시킨다. 또, 노광 영역(W)에 대해서 묘화 라인(SL1~SL6)에 의한 묘화 노광이 개시된 직후에서는, 도 3에서 나타낸 얼라이먼트 현미경(ALG1~ALG4)의 각 관찰 영역(Vw1~Vw4)보다 +X방향측에 있는 얼라이먼트 마크(MK2, MK3)의 위치는 검출할 수 있지만, 각 관찰 영역(Vw1~Vw4)보다 상류측(-X방향측)에 위치하는 얼라이먼트 마크(MK2, MK3)의 위치는, 기판(FS)이 보내어져 묘화 노광이 진행하여 가고 있지 않다고 할 수 없다. 따라서, 제어 장치(18)는, 예를 들면, 기판(FS)의 장척 방향으로 늘어선 하나 바로 앞의 노광 영역(W)의 둘레에 부수(付隋)한 얼라이먼트 마크(MK1~MK4)의 각 위치의 검출 결과로부터 구한 변형량 및 변형 경향으로부터, 현재 패턴을 노광하는 노광 영역(W)의 변형을 추정해도 괜찮다. As shown in FIG. 14, since the exposure area | region W is deformed, the arrangement | positioning of the position of the formed alignment mark MK (MK1-MK4) is also not linear, but is in the deformed state. Moreover, the exposure area W 'shown by the dotted line has shown the exposure area of the abnormality in which there is little deformation. The control apparatus 18 deform | transforms the exposure area | region W based on the position of the alignment mark MK (MK1-MK4) on the board | substrate FS detected using the alignment microscope ALG (ALG1-ALG4). The linear actuator 52 of each beam scanning device MD (MD1 to MD6) is driven in accordance with the deformation state of the exposure area W. Moreover, immediately after the drawing exposure by the writing lines SL1 to SL6 is started with respect to the exposure area W, the + X direction is closer to each observation area Vw1 to Vw4 of the alignment microscopes ALG1 to ALG4 shown in FIG. 3. Although the position of alignment mark MK2, MK3 which exists is detectable, the position of alignment mark MK2, MK3 located in the upstream (-X direction side) rather than each observation area | region Vw1-Vw4 is the board | substrate FS. ) Is sent and drawing exposure is not advancing. Therefore, the control apparatus 18 is each position of the alignment marks MK1-MK4 which accompany the exposure area W just before one lined in the long direction of the board | substrate FS, for example. You may estimate the deformation | transformation of the exposure area | region W which exposes a current pattern from the deformation | transformation quantity and the deformation | transformation tendency calculated | required from the detection result of the.

이와 같이, 본 실시 형태에서는, 묘화 라인(SLn)의 중점(특정점)을 기판(FS)의 피조사면에 대해서 수직으로 통과하는 조사 중심축(Le)의 둘레로, 빔 주사 장치(MD)를 고정밀도로 회전시킬 수 있으므로, 묘화 라인(SLn)의 기울기를 간단하게 또한 정밀하게 조정할 수 있다. 이와 같이, 묘화 라인(SLn)은, 묘화 라인(SLn)의 중점을 중심으로, 기판(FS)의 피조사면 상에서 회전하게 되므로, 묘화 라인(SLn)의 X(Xt) 방향, Y(Yt) 방향의 위치 변동을 최소한으로 하면서, 묘화 라인(SLn)의 기울기를 간단하게 조정할 수 있다. 예를 들면, 묘화 라인(SLn)과는 떨어진 위치를 중심점으로 하여 묘화 라인(SLn)을 회전시키면, 그 중심점을 중심으로 하여 원호를 그리도록 묘화 라인(SLn)의 위치가 크게 이동해 버리지만, 본 실시 형태에서는, 묘화 라인(SLn)의 양단(주사 개시점과 주사 종료점)의 위치 변동을 최소한으로 할 수 있다. 즉, 묘화 라인(SLn)의 기울기 조정에 의한 양단의 위치 변동은, 묘화 라인(SLn)의 중점에 대해서 대칭이 된다. As described above, in the present embodiment, the beam scanning device MD is moved around the irradiation center axis Le that vertically passes the midpoint (specific point) of the drawing line SLn with respect to the irradiated surface of the substrate FS. Since it can rotate with high precision, the inclination of the drawing line SLn can be adjusted simply and precisely. Thus, the drawing line SLn rotates on the irradiated surface of the board | substrate FS centering on the midpoint of the drawing line SLn, Therefore, the X (Xt) direction and the Y (Yt) direction of the drawing line SLn. It is possible to easily adjust the inclination of the drawing line SLn while minimizing the positional variation of. For example, if the drawing line SLn is rotated about the center point away from the drawing line SLn, the position of the drawing line SLn moves greatly so as to draw an arc around the center point. In the embodiment, the positional variation of both ends (scanning start point and scan end point) of the drawing line SLn can be minimized. That is, the position variation of both ends by the inclination adjustment of the drawing line SLn becomes symmetric with respect to the midpoint of the drawing line SLn.

또, 일본특허공개 평8-11348호 공보와 같은 복잡한 기울기 조정을 행할 필요가 없으므로, 기울기 조정에 기인하여 주주사 방향과 부주사 방향의 위치 어긋남이 생기지도 않는다. 묘화 라인(SLn)의 기울기를 조정해도, 빔 주사 장치(MD)의 실린드리칼 렌즈(CYb)와 기판(FS)의 피조사면과의 거리는 일정하므로, 일본특허공개 평8-11348호 공보와 같이 복잡한 기울기 조정을 행할 필요가 없어, 기울기 조정에 기인하여 주주사 방향의 배율 어긋남이 생기는 것도 아니다. Moreover, since it is not necessary to perform complicated inclination adjustment like Japanese Unexamined Patent Publication No. Hei 8-11348, position shift of the main scanning direction and the sub scanning direction does not occur due to the inclination adjustment. Even if the inclination of the drawing line SLn is adjusted, the distance between the cylindrical lens CYb of the beam scanning device MD and the irradiated surface of the substrate FS is constant, so as in Japanese Patent Laid-Open No. 8-11348. No complicated inclination adjustment is necessary, and the magnification shift in the main scanning direction does not occur due to the inclination adjustment.

또, 조사 중심축(Le)은, 묘화 라인(SLn) 상의 임의의 점(특정점)을 기판(FS)의 피조사면에 대해서 수직으로 통과하는 축이라도 좋다. 이 경우는, 묘화 라인(SLn)은, 묘화 라인(SLn) 상의 임의의 점을 중심으로 회전하게 되지만, 중심점을 묘화 라인(SLn)과는 떨어진 위치에 설정하는 경우에 비해, 묘화 라인(SLn)의 위치 변동(횡시프트)을 작게 할 수 있다. Moreover, the irradiation center axis Le may be an axis | shaft which passes arbitrary points (specific point) on the drawing line SLn perpendicular | vertical to the irradiation surface of the board | substrate FS. In this case, the drawing line SLn rotates about an arbitrary point on the drawing line SLn, but the drawing line SLn is compared with the case where the center point is set at a position away from the drawing line SLn. The positional variation (lateral shift) of can be made small.

게다가 본 실시 형태에서는, 묘화 라인(SLn)의 중점을 수직으로 통과하는 조사 중심축(Le)과 대략 동축이 되도록, 빔 주사 장치(MD)의 반사 미러(M10)에 빔(LB)을 입사시키므로, 빔 주사 장치(MD)가 조사 중심축(Le) 둘레로 θzt 회전한 경우라도, 반사 미러(M10) 상에 입사하는 빔(LB)의 위치는 변하지 않는다. 따라서, 빔 주사 장치(MD)를 θzt 회전시킨 경우라도, 빔 주사 장치(MD) 내를 통과하는 빔(LB)의 광로는 변하지 않고, 빔(LB)은, 빔 주사 장치(MD) 내를 규정한 대로 바르게 통과한다. 이것에 의해, 빔 주사 장치(MD)를 θzt 회전시켜도, 빔(LB1)의 비네팅(vignetting) 등에 의해서 스폿광(SP)이 기판(FS)에 피조사면에 투사되지 않거나, 기울기 조정 후의 묘화 라인(SLn)으로부터 벗어난 위치에 스폿광(SP)이 투사된다고 하는 문제가 생기지 않는다. Furthermore, in the present embodiment, the beam LB is incident on the reflection mirror M10 of the beam scanning device MD so as to be substantially coaxial with the irradiation center axis Le passing vertically through the midpoint of the drawing line SLn. Even when the beam scanning device MD is rotated θzt around the irradiation center axis Le, the position of the beam LB incident on the reflection mirror M10 does not change. Therefore, even when the beam scanning device MD is rotated θzt, the optical path of the beam LB passing through the beam scanning device MD does not change, and the beam LB defines the inside of the beam scanning device MD. Pass right one way. Thus, even if the beam scanning device MD is rotated θzt, the spot light SP is not projected onto the substrate FS by the vignetting or the like of the beam LB1, or the drawing line after the tilt adjustment ( The problem that the spot light SP is projected at the position away from SLn does not occur.

빔 주사 장치(MD)의 지지 프레임(40)에 의해서, 광학적인 구성 부재(반사 미러(M10~M15), 실린드리칼 렌즈(CYa, CYb), 폴리곤 미러(PM), 및, fθ 렌즈(FT) 등)가 지지되고, 지지 프레임(40)은, 제2 프레임부(Ub2)에 대해서 회전 가능하게 지지되어 있다. 그리고, 제2 프레임부(Ub2)에 지지된 리니어 액추에이터(52)를 전기적으로 제어할 수 있으므로, 검출된 얼라이먼트 마크(MK)의 위치나, 계측한 묘화 라인(SLn)의 고유한 기울기에 따라서, 묘화 라인(SLn)의 기울기를 전기적으로 자동으로 조정할 수 있다. By the support frame 40 of the beam scanning device MD, optical components (reflective mirrors M10 to M15, cylindrical lenses CYa and CYb, polygon mirrors PM, and fθ lenses FT) ) Is supported, and the support frame 40 is rotatably supported with respect to the second frame portion Ub2. And since the linear actuator 52 supported by the 2nd frame part Ub2 can be electrically controlled, according to the position of the detected alignment mark MK and the inclination intrinsic of the measured drawing line SLn, The inclination of the drawing line SLn can be electrically and automatically adjusted.

그런데, 도 7에 나타낸 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))의 광학 구성에서는, 묘화 라인((SLn(SL1~SL6))의 회전 중심을 묘화 라인(SLn)의 중점으로 설정했지만, 그것에 한정되는 것이 아니고, 묘화 라인(SLn) 상이면, 중점으로부터 어긋나 있어도 괜찮다. 구체적으로는, 도 7(및 도 10, 도 11)의 구성에서, 예를 들면, 광축(AXa)을 따라서 배치되는 반사 미러(M10), 빔 익스팬더(BE), 반사 미러(M11), 및 원관 모양의 지주 부재(BX1)(및 고리 모양 베어링(48))를, 도 7(도 11)의 위치로부터 +Yt방향으로 평행 이동시키면 된다. By the way, in the optical structure of the beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) shown in FIG. 7, the rotation center of the drawing line (SLn (SL1-SL6)) was set to the midpoint of the drawing line SLn, but it is limited to it. It may be shifted from the middle point as long as it is on the drawing line SLn, specifically, in the configuration of Fig. 7 (and Figs. 10 and 11), for example, a reflection mirror disposed along the optical axis AXa ( M10), the beam expander BE, the reflecting mirror M11, and the cylindrical strut member BX1 (and the annular bearing 48) are moved in parallel in the + Yt direction from the position of FIG. 7 (FIG. 11). do.

[변형예][Modification]

상기 실시 형태는, 이하와 같은 변형도 가능하다. The said embodiment can also be modified as follows.

(변형예 1) (Modification 1)

도 15는, 변형예 1에서의 빔 주사 장치(MD)의 광학적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 7과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 동일한 구성을 가지기 때문에, 빔 주사 장치(MD1)에 대해서만 설명하고, 다른 빔 주사 장치(MD)에 대해서는 설명을 생략한다. FIG. 15: is a figure which shows the optical structure of the beam scanning apparatus MD in the modification 1. As shown in FIG. The same reference numerals are given to the same configuration as that in FIG. 7, and description thereof is omitted. In addition, since each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) has the same structure, it demonstrates only beam scanning apparatus MD1, and abbreviate | omits description about other beam scanning apparatus MD.

빔 주사 장치(MD1)는, 반사 미러(M10), 빔 익스팬더(BE), 반사 미러(M20), 빔 스플리터(BS2), 반사 미러(M21), 편광빔 스플리터(BS3), λ/4 파장판(QW), 반사 미러(M22~M24), 실린드리칼 렌즈(CYa), 폴리곤 미러(PM), fθ 렌즈(FT), 반사 미러(M15), 실린드리칼 렌즈(CYb), 광 검출기(DT1), 및, 위치 검출기(DT2)를 가진다. 또, 도 15에서는, 상시프트 광학 부재(SR)와 편향 조정 광학 부재(DP)를 생략하고 있다. The beam scanning device MD1 includes a reflection mirror M10, a beam expander BE, a reflection mirror M20, a beam splitter BS2, a reflection mirror M21, a polarization beam splitter BS3, and a λ / 4 wave plate. (QW), reflection mirrors (M22 to M24), cylindrical lenses (CYa), polygon mirrors (PM), fθ lenses (FT), reflective mirrors (M15), cylindrical lenses (CYb), photodetectors (DT1) ) And a position detector DT2. In addition, in FIG. 15, image shift optical member SR and deflection adjustment optical member DP are abbreviate | omitted.

빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)은, -Zt방향을 향해서 나아가고, 반사 미러(M10)에 입사한다. 이 빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)은, 조사 중심축(Le1)과 동축이 되도록 반사 미러(M10)에 입사한다. 입사 광학 부재로서 기능하는 반사 미러(M10)는, 입사한 빔(LB1)을 반사 미러(M20)를 향해서 -Xt방향으로 반사한다. 반사 미러(M10)에서 반사한 빔(LB1)은, 빔 익스팬더(BE)를 투과하여 반사 미러(M20)에 입사한다. The beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 proceeds toward the -Zt direction and enters the reflection mirror M10. The beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 enters the reflection mirror M10 so as to be coaxial with the irradiation center axis Le1. The reflection mirror M10 functioning as the incident optical member reflects the incident beam LB1 in the -Xt direction toward the reflection mirror M20. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M10 passes through the beam expander BE and enters the reflection mirror M20.

반사 미러(M20)는, 입사한 빔(LB1)을 반사 미러(M21)를 향해서 -Zt방향으로 반사시킨다. 반사 미러(M20)에서 반사한 빔(LB1)은, 빔 스플리터(BS2)에 입사한다. 빔 스플리터(BS2)는, 입사한 빔(LB1)의 일부를 반사 미러(M21)를 향해서 투과시키고, 입사한 빔(LB1)의 잔부를 위치 검출기(DT2)를 향해서 반사시킨다. 빔 스플리터(BS2)는, 반사하는 빔(LB1)의 광량 보다도 많은 광량을 반사 미러(M21)를 향해서 투과시킨다. 예를 들면, 투과하는 광량과 반사하는 광량과의 비는 9대 1이다. The reflection mirror M20 reflects the incident beam LB1 in the -Zt direction toward the reflection mirror M21. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M20 enters the beam splitter BS2. The beam splitter BS2 transmits a part of the incident beam LB1 toward the reflection mirror M21, and reflects the remainder of the incident beam LB1 toward the position detector DT2. The beam splitter BS2 transmits the light amount larger than the light amount of the beam LB1 to reflect toward the reflection mirror M21. For example, the ratio of the amount of light to transmit and the amount of light to reflect is 9 to 1.

반사 미러(M21)는, 입사한 빔(LB1)을 반사 미러(M22)를 향해서 +Xt방향으로 반사시킨다. 반사 미러(M21)에서 반사한 빔(LB1)은, 편광빔 스플리터(BS3) 및 λ/4 파장판(QW)에서 투과하여 반사 미러(M22)에 입사한다. 편광빔 스플리터(BS3)는, P편광의 빔을 투과하여, S편광의 빔(LB1)으로 반사한다. 빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)은, P편광의 빔이므로, 편광빔 스플리터(BS3)는, 반사 미러(M21)로부터의 빔(LB1)을 반사 미러(M22)를 향해서 투과시킨다. The reflection mirror M21 reflects the incident beam LB1 in the + Xt direction toward the reflection mirror M22. The beam LB1 reflected by the reflection mirror M21 passes through the polarization beam splitter BS3 and the λ / 4 wave plate QW and enters the reflection mirror M22. The polarizing beam splitter BS3 transmits the P-polarized beam and reflects it to the beam LB1 of the S-polarized light. Since the beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 is a P-polarized beam, the polarization beam splitter BS3 transmits the beam LB1 from the reflection mirror M21 toward the reflection mirror M22. .

반사 미러(M22~M24)에 의해서 광로가 절곡된 빔(LB1)은, 실린드리칼 렌즈(CYa)를 통과하여 폴리곤 미러(PM)에 입사한다. 실린드리칼 렌즈(CYa)의 모선은 XtYt 평면과 평행하게 설정되며, 빔(LB1)은, Zt축과 평행한 회전축을 가지는 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP) 상에 XtYt 평면과 평행한 방향으로 슬릿 모양으로 연장되어 집광된다. 폴리곤 미러(PM)는, 입사한 빔(LB1)을 편향 fθ 렌즈(FT)를 향해서 +Xt방향측으로 반사시킨다. 폴리곤 미러(PM)는, 폴리곤 구동부(모터)(RM)에 의해서 일정한 속도로 회전한다. Xt축 방향으로 연장되는 광축(AXf)을 가지는 fθ 렌즈(FT)는, 반사 미러(M15) 및 실린드리칼 렌즈(CYb)를 매개로 하여, 그 입사각에 비례한 기판(FS)의 피조사면 상의 상고 위치에 빔(LB1)의 스폿광(SP)을 투사한다. 반사 미러(M15)는, 입사한 빔(LB1)을, 실린드리칼 렌즈(CYb)를 매개로 하여 기판(FS)을 향해서 -Zt방향으로 반사시킨다. The beam LB1 whose optical path is bent by the reflection mirrors M22 to M24 passes through the cylindrical lens CYa and enters the polygon mirror PM. The busbar of the cylindrical lens CYa is set parallel to the XtYt plane, and the beam LB1 is parallel to the XtYt plane on the reflective surface RP of the polygon mirror PM having a rotation axis parallel to the Zt axis. Extends in a slit-like direction and is focused. The polygon mirror PM reflects the incident beam LB1 toward the + Xt direction toward the deflection fθ lens FT. The polygon mirror PM rotates at a constant speed by the polygon drive part (motor) RM. The fθ lens FT having the optical axis AXf extending in the Xt-axis direction is formed on the irradiated surface of the substrate FS proportional to the incident angle via the reflection mirror M15 and the cylindrical lens CYb. The spot light SP of the beam LB1 is projected at the image position. The reflection mirror M15 reflects the incident beam LB1 in the -Zt direction toward the substrate FS via the cylindrical lens CYb.

fθ 렌즈(FT) 및 모선이 Yt방향과 평행하게 되어 있는 실린드리칼 렌즈(CYb)에 의해서, 기판(FS)에 투사되는 빔(LB1)이 기판(FS)의 피조사면 상에서 직경 수㎛정도(예를 들면, 3㎛)의 미소한 스폿광(SP)으로 수렴된다. 여기에서도, 적어도 fθ 렌즈(FT)는, 폴리곤 미러(PM)에 의해서 편향된 빔(LB1)을 기판(FS)의 피조사면에 투사하는 투사 광학계로서 기능한다. 또, 적어도 반사 부재(반사 미러(M15, M20~M24))는, 반사 미러(M10)로부터 기판(FS)까지의 빔(LB1)의 광로를 절곡하는 광로 편향 부재로서 기능한다. 이 광로 편향 부재에 의해서, 반사 미러(M10)에 입사하는 빔(LB1)의 입사축과, 묘화 라인(SL1)의 중점을 Zt방향으로 통과하는 조사 중심축(Le1)을 대략 동축으로 할 수 있다. By the cylindrical lens CYb in which the fθ lens FT and the bus bar are parallel to the Yt direction, the beam LB1 projected onto the substrate FS is about several micrometers in diameter on the irradiated surface of the substrate FS ( For example, it converges to the minute spot light SP of 3 micrometers). Here, at least the fθ lens FT functions as a projection optical system that projects the beam LB1 deflected by the polygon mirror PM onto the irradiated surface of the substrate FS. Moreover, at least the reflective members (reflective mirrors M15 and M20 to M24) function as optical path deflection members that bend the optical path of the beam LB1 from the reflective mirror M10 to the substrate FS. By this optical path deflection member, the incident axis of the beam LB1 incident on the reflection mirror M10 and the irradiation center axis Le1 passing through the midpoint of the drawing line SL1 in the Zt direction can be made substantially coaxial. .

회전 드럼(DR)(또는 기판(FS))으로부터의 반사광은, 실린드리칼 렌즈(CYb), 반사 미러(M15), fθ 렌즈(FT), 폴리곤 미러(PM), 실린드리칼 렌즈(CYa), 반사 미러(M24~M22), 및, λ/4 파장판(QW)을 통과하여 편광빔 스플리터(BS3)에 입사한다. 여기서, 편광빔 스플리터(BS3)와 기판(FS)과의 사이, 구체적으로는, 편광빔 스플리터(BS3)와 반사 미러(M22)와의 사이에 마련된 λ/4 파장판(QW)에 의해, 기판(FS)에 조사되는 빔(LB1)은 P편광으로부터 원편광의 빔(LB1)으로 변환되고, 기판(FS)으로부터 편광빔 스플리터(BS3)까지 되돌아오는 원편광의 반사광은, 이 λ/4 파장판(QW)에 의해서, 원편광으로부터 S편광의 빔(LB1)으로 변환된다. 따라서, 기판(FS)으로부터의 반사광은 편광빔 스플리터(BS3)에서 반사되어 광 검출기(DT1)에 입사한다. 이것에 의해, 상기 실시 형태와 동일한 수법에 의해, 빔 주사 장치(MD1)의 묘화 라인(SL1)의 고유한 기울기를 검출할 수 있다. The reflected light from the rotating drum DR (or the substrate FS) includes the cylindrical lens CYb, the reflective mirror M15, the fθ lens FT, the polygon mirror PM, and the cylindrical lens CYa. And enters the polarizing beam splitter BS3 through the reflective mirrors M24 to M22 and the λ / 4 wave plate QW. Here, the substrate (B) is formed by the λ / 4 wave plate QW provided between the polarizing beam splitter BS3 and the substrate FS, specifically, between the polarizing beam splitter BS3 and the reflective mirror M22. The beam LB1 irradiated to the FS is converted from the P-polarized light to the beam LB1 of the circularly polarized light, and the reflected light of the circularly polarized light returned from the substrate FS to the polarizing beam splitter BS3 is this lambda / 4 wavelength plate. QW converts the circularly polarized light into the beam LB1 of the S-polarized light. Therefore, the reflected light from the substrate FS is reflected by the polarization beam splitter BS3 and is incident on the photodetector DT1. Thereby, inclination intrinsic to the drawing line SL1 of the beam scanning apparatus MD1 can be detected by the method similar to the said embodiment.

또, 위치 검출기(DT2)는, 입사한 빔(LB1)의 중심 위치를 검출하는 것이며, 예를 들면, 4분할 센서가 이용된다. 이 4분할 센서는, 4개의 포토 다이오드(광전 변환 소자)를 가지고, 4개의 포토 다이오드의 각각이 수광한 수광량의 차이(신호 레벨의 차분)를 이용하여, 빔(LB1)의 진행 방향과 직교하는 XtZt 평면에서, 빔(LB1)의 중심 위치를 검출한다. 이것에 의해, 빔(LB1)이 소망의 위치에 대해서 어긋나 있는지 아닌지를 판단할 수 있다. 반사 미러(M10)와 빔 스플리터(BS2)와의 사이에, 상기 실시 형태에서 설명한 상시프트 광학 부재(SR)나 편향 조정 광학 부재(DP)를 마련해도 좋다. 이것에 의해, 제어 장치(18)는, 위치 검출기(DT2)의 검출 결과에 근거하여, 빔(LB1)의 중심 위치나 기울기를 조정할 수 있다. In addition, the position detector DT2 detects the center position of the incident beam LB1, for example, a four-segment sensor is used. The four-segment sensor has four photodiodes (photoelectric conversion elements), which are orthogonal to the traveling direction of the beam LB1 by using the difference in the received amount of light received by each of the four photodiodes (difference in signal level). In the XtZt plane, the center position of the beam LB1 is detected. By this, it can be determined whether the beam LB1 is shifted with respect to a desired position. Between the reflection mirror M10 and the beam splitter BS2, the image shift optical member SR and the deflection adjustment optical member DP described in the above embodiments may be provided. Thereby, the control apparatus 18 can adjust the center position and inclination of the beam LB1 based on the detection result of the position detector DT2.

(변형예 2) (Modification 2)

도 16은, 변형예 2에서의 빔 주사 장치(MD)의 광학적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 16에서는, 도 7 또는 도 15와 다른 부분에 대해서만 도시하고 있으며, 폴리곤 미러(PM)로부터 반사 미러(M10)측의 광학계에 대해서는 도시를 생략하고 있다. 도 7 또는 도 15과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 동일한 구성을 가지기 때문에, 빔 주사 장치(MD1)에 대해서만 설명하고, 다른 빔 주사 장치(MD)에 대해서는 설명을 생략한다. FIG. 16: is a figure which shows the optical structure of the beam scanning apparatus MD in the modification 2. As shown in FIG. In FIG. 16, only the part different from FIG. 7 or FIG. 15 is shown, and illustration is abbreviate | omitted about the optical system from the polygon mirror PM to the reflection mirror M10 side. The same configuration as that in FIG. 7 or FIG. 15 is given the same reference numeral, and description thereof is omitted. In addition, since each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) has the same structure, it demonstrates only beam scanning apparatus MD1, and abbreviate | omits description about other beam scanning apparatus MD.

빔 주사 장치(MD1)는, 조사 중심축(Le1)을 중심(묘화 라인(SL1)의 중점을 중심)에 묘화 라인(SL1)을 회전시키는 상회전 광학계(IR)를 가진다. 상회전 광학계(IR)는, 조사 중심축(Le1)의 둘레를 회전함으로써, 묘화 라인(SL1)을 회전시킨다. 상회전 광학계(IR)는, 실린드리칼 렌즈(CYb)와 기판(FS)의 피조사면과의 사이에 마련되어 있다. 이 상회전 광학계(IR)로서, 예를 들면, 이미지 로테이터를 이용할 수 있다. 실린드리칼 렌즈(CYb)로부터 상회전 광학계(IR)에 입사하는 빔(LB1)의 주사 궤적의 중점을 통과하는 빔(LB1)의 입사축은, 조사 중심축(Le1)과 대략 동축이 되도록 상회전 광학계(IR)가 마련되어 있다. 이것에 의해, 상회전 광학계(IR)는, 조사 중심축(Le1)을 중심으로 묘화 라인(SL1)을 회전시킬 수 있다. 이 상회전 광학계(IR)는, 제어 장치(18)에 의해서 제어되는 도시하지 않은 액추에이터(구동부)에 의해서, 조사 중심축(Le1)의 주위를 회전한다. The beam scanning apparatus MD1 has the phase rotation optical system IR which rotates the drawing line SL1 centering on the irradiation center axis Le1 (center of the midpoint of the drawing line SL1). The phase rotation optical system IR rotates the drawing line SL1 by rotating the circumference | surroundings of irradiation center axis Le1. The phase rotation optical system IR is provided between the cylindrical lens CYb and the irradiated surface of the board | substrate FS. As this phase rotation optical system IR, an image rotator can be used, for example. The incident axis of the beam LB1 passing through the midpoint of the scanning trajectory of the beam LB1 incident on the image rotation optical system IR from the cylindrical lens CYb is rotated upward so as to be substantially coaxial with the irradiation center axis Le1. An optical system IR is provided. Thereby, the image rotation optical system IR can rotate the drawing line SL1 about the irradiation center axis Le1. This phase rotation optical system IR rotates around the irradiation center axis Le1 by the actuator (drive part) which is not shown in figure controlled by the control apparatus 18. As shown in FIG.

이 상회전 광학계(IR)는, 도시하지 않지만, 예를 들면, 도 10에 나타낸 지지 프레임(40)의 평행 지지부(44)의 일부에 회전 가능하게 지지시킬 수 있다. 따라서, 지지 프레임(40)(빔 주사 장치(MD1))이 조사 중심축(Le1)의 둘레로 회전 가능한 구조로 되어 있지 않아도, 상회전 광학계(IR)를 조사 중심축(Le1)의 둘레로 회전시킴으로써, 묘화 라인(SL1)의 기울기를 조정할 수 있다. 또, 지지 프레임(40)(빔 주사 장치(MD1))을 조사 중심축(Le1)의 둘레로 회전 가능한 구성으로 함과 아울러, 상회전 광학계(IR)도 지지 프레임(40)(빔 주사 장치(MD1))에 대해서 독립하여 조사 중심축(Le1)의 둘레로 θzt 회전하도록 해도 괜찮다. Although not shown, this phase rotation optical system IR can be rotatably supported by a part of parallel support part 44 of the support frame 40 shown in FIG. Therefore, even if the support frame 40 (beam scanning device MD1) is not structured to be rotatable around the irradiation center axis Le1, the image rotation optical system IR is rotated around the irradiation center axis Le1. In this way, the inclination of the drawing line SL1 can be adjusted. Moreover, while making the support frame 40 (beam scanning apparatus MD1) rotatable about the irradiation center axis Le1, the image rotation optical system IR also supports the support frame 40 (beam scanning apparatus ( MD1)) may be rotated θzt around the irradiation center axis Le1 independently.

이와 같이, 빔 주사 장치(MD1)의 조사 중심축(Le1) 둘레의 회전 외에, 상회전 광학계(IR)를 단독으로 조사 중심축(Le1) 둘레로 회전시킬 수 있으므로, 예를 들면, 상회전 광학계(IR)에 의해 묘화 라인(SL1)의 기울기의 거친 조정을 행한 후, 빔 주사 장치(MD1) 전체의 회전으로 묘화 라인(SL1)의 기울기의 미세 조정을 행할 수 있다. 따라서, 묘화 라인(SL1)의 기울기 조정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또, 조사 중심축(Le1)이, 묘화 라인(SL1) 상의 임의의 점을 기판(FS)의 피조사면에 대해서 수직으로 통과하는 축인 경우는, 그것에 대응하여 조사 중심축(Le1)은, 실린드리칼 렌즈(CYb)로부터 상회전 광학계(IR)에 입사하는 빔(LB1)의 주사 궤적의 임의의 점을 통과하도록 해도 괜찮다. In this manner, in addition to the rotation around the irradiation center axis Le1 of the beam scanning device MD1, the image rotation optical system IR can be rotated around the irradiation center axis Le1 alone, and thus, for example, the image rotation optical system After coarse adjustment of the inclination of the drawing line SL1 is performed by IR, fine adjustment of the inclination of the drawing line SL1 can be performed by rotation of the whole beam scanning apparatus MD1. Therefore, the precision of the inclination adjustment of drawing line SL1 can be improved. In addition, when the irradiation center axis Le1 is an axis | shaft which passes arbitrary points on the drawing line SL1 perpendicular to the to-be-projected surface of the board | substrate FS, the irradiation center axis Le1 corresponds to the cylinder You may make it pass arbitrary points of the scanning trajectory of the beam LB1 which injects into the image rotation optical system IR from the knife lens CYb.

(변형예 3) (Modification 3)

상기 변형예 2에서는, 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))를 조사 중심축(Le(Le1~Le6)) 둘레로 회전시키도록 했지만, 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 조사 중심축(Le(Le1~Le6))의 둘레를 회전하지 않아도 좋다. 이 경우, 제2 프레임부(Ub2)는, 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))의 지지 프레임(40)을 회전 불가능하게 고정한 상태로 유지해도 괜찮다. 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))가 조사 중심축(Le(Le1~Le6))의 둘레로 회전하지 않아도, 도 16에 나타낸 상회전 광학계(IR)에 의해서, 묘화 라인((SLn(SL1~SL6))을, 조사 중심축(Le(Le1~Le6))를 중심으로 회전시킬 수 있기 때문이다. In the second modification, the beam scanning devices MD (MD1 to MD6) are rotated around the irradiation center axis Le (Le1 to Le6), but the beam scanning devices MD (MD1 to MD6) are irradiated. It is not necessary to rotate the circumference of the central axis Le (Le1 to Le6). In this case, the second frame portion Ub2 may hold the support frame 40 of the beam scanning devices MD (MD1 to MD6) in a state in which it is not rotatably fixed. Although the beam scanning devices MD (MD1 to MD6) do not rotate around the irradiation center axis Le (Le1 to Le6), the drawing line ((SLn (SL1 (SL1)) is performed by the phase rotation optical system IR shown in FIG. This is because it is possible to rotate ˜SL6)) about the irradiation center axis Le (Le1 to Le6).

(변형예 4) (Modification 4)

도 17a, 도 17b는, 변형예 4에서의 빔 주사 장치(MD)의 광학적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 17a, 도 17b에서는, 도 7과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 동일한 구성을 가지기 때문에, 빔 주사 장치(MD1)에 대해서만 설명하고, 다른 빔 주사 장치(MD)에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 도 17a는, 본 변형예 4의 빔 주사 장치(MD1)를 XtZt 평면과 평행한 면내에서 본 것이며, 도 17b는, 본 변형예 4의 빔 주사 장치(MD1)를 YtZt 평면과 평행한 면내에서 본 것이다. 17A and 17B are diagrams showing an optical configuration of the beam scanning device MD in the fourth modified example. In FIGS. 17A and 17B, the same reference numerals are assigned to the same components as those in FIG. 7, and description thereof will be omitted. In addition, since each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) has the same structure, it demonstrates only beam scanning apparatus MD1, and abbreviate | omits description about other beam scanning apparatus MD. 17A shows the beam scanning device MD1 of the fourth modified example in the plane parallel to the XtZt plane, and FIG. 17B shows the beam scanning device MD1 of the fourth modified example in the plane parallel to the YtZt plane. Seen from

빔 주사 장치(MD1)는, 실린드리칼 렌즈(CYa), 반사 부재(RF), fθ 렌즈(FT), 폴리곤 미러(PM), 및, 실린드리칼 렌즈(CYb)를 가진다. 빔 주사 장치(MD1)에 -Zt방향으로 나아가 입사하는 빔(LB1)은, 묘화 라인(SL1)의 중점을 Zt축과 평행하게 통과하는 조사 중심축(Le1)과 동축이 되도록 설정된다. 본 변형예 4에서는, 빔(LB1)의 광로 중의 빔 주사 장치(MD1)의 직전에 렌즈계(GLa)가 마련되고, 기판(FS)의 표면과 광학적으로 공역(共役)인 면(Cjp)에서 빔(LB1)이 스폿광으로 집광된다. 공역면(Cjp)에서 집광한 빔(LB1)은 등방적으로 발산하면서, 조사 중심축(Le1)을 따라서 실린드리칼 렌즈(CYa)에 입사한다. 실린드리칼 렌즈(CYa)는, Xt방향으로 굴절력을 가지도록, 모선이 Yt축과 평행이 되도록 설정된다. 또, 실린드리칼 렌즈(CYa)를 투과한 직후의 빔(LB1)은, Xt방향에 관해서는 거의 평행 광속으로 수렴되고, Yt방향에 관해서는 발산한 상태인 채로 -Zt방향으로 나아간다. The beam scanning device MD1 has a cylindrical lens CYa, a reflective member RF, an fθ lens FT, a polygon mirror PM, and a cylindrical lens CYb. The beam LB1 that enters and enters the -Zt direction to the beam scanning device MD1 is set to be coaxial with the irradiation center axis Le1 passing through the midpoint of the drawing line SL1 in parallel with the Zt axis. In the fourth modified example, the lens system GLa is provided immediately before the beam scanning device MD1 in the optical path of the beam LB1, and the beam is provided on the surface Cjp that is optically conjugate with the surface of the substrate FS. LB1 is collected by spot light. The beam LB1 condensed at the conjugate surface Cjp is incident on the cylindrical lens CYa along the irradiation center axis Le1 while isotropically diverging. The cylindrical lens CYa is set such that the bus bar is parallel to the Yt axis so as to have refractive power in the Xt direction. In addition, the beam LB1 immediately after passing through the cylindrical lens CYa converges in a substantially parallel light beam in the Xt direction and travels in the -Zt direction while diverging in the Yt direction.

반사 부재(RF)의 상측의 반사면(Rf1)(XtYt 평면에 대해서 45°경사)은, 실린드리칼 렌즈(CYa)를 매개로 하여 입사한 빔(LB1)이, fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf) 보다도 상측의 시야 영역에 광축(AXf)과 평행하게 입사하도록, 빔(LB1)을 -X방향으로 반사한다. fθ 렌즈(FT)의 상측(+Zt방향측)의 시야 영역을 투과한 빔(LB1)은, 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)(Zt축과 평행)에 입사한다. 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)은, Zt방향에 관해서는, 광축(AXf)과 동일 높이 위치에 설치되고, fθ 렌즈(FT)의 동면(epf)의 위치 또는 그 근방의 위치에 설정된다. 그 때문에, 폴리곤 미러(PM)의 회전축(AXp)과 fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf)은, XtZt 평면과 평행한 면내에서 직교하도록 설정되어 있다. 실린드리칼 렌즈(CYa)와 fθ 렌즈(FT)에 의해서, 폴리곤 미러(PM)에 입사하는 빔(LB1)은, 폴리곤 미러(PM)에 의한 주사 방향(회전 방향)과 직교하는 비주사 방향(Zt방향)에 관해서 반사면(RP) 상에서 수렴하고, 반사면(RP) 상에 Yt축과 평행한 방향으로 연장된 슬릿 모양의 분포가 되어 투사된다. The reflection surface Rf1 (45 ° inclination with respect to the XtYt plane) on the image side of the reflection member RF has the optical axis of the fθ lens FT for the beam LB1 incident through the cylindrical lens CYa. The beam LB1 is reflected in the -X direction so as to be incident in parallel to the optical axis AXf in the viewing area above (AXf). The beam LB1 transmitted through the field of view on the image side (+ Zt direction side) of the fθ lens FT is incident on the reflecting surface RP (parallel to the Zt axis) of the polygon mirror PM. The reflection surface RP of the polygon mirror PM is provided at the same height position as the optical axis AXf with respect to the Zt direction, and is set at the position of the pupil plane epf of the fθ lens FT or a position near it. do. Therefore, the rotation axis AXp of the polygon mirror PM and the optical axis AXf of the fθ lens FT are set to be orthogonal in the plane parallel to the XtZt plane. The beam LB1 incident on the polygon mirror PM by the cylindrical lens CYa and the fθ lens FT is a non-scan direction (orthogonal to the scanning direction (rotation direction) by the polygon mirror PM). Zt direction) converges on the reflection surface RP, and becomes the slit-shaped distribution extended in the direction parallel to a Yt axis on the reflection surface RP, and is projected.

폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)이 Zt축과 평행(XtZt 평면내에서는 광축(AXf)과 수직)이기 때문에, fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf) 보다도 상측(+Zt방향측)의 시야 영역을 통과하여 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)에 이르고, 그래서 +Xt 방향측으로 반사되는 빔(LB1)은, fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf) 보다도 하측(-Zt방향측)의 시야 영역을 통과하여, 반사 부재(RF)의 하측의 반사면(Rf2)(XtYt 평면에 대해서 45°경사)을 향한다. 따라서, 폴리곤 미러(PM)에 입사하는 빔(LB1)의 광로와, 폴리곤 미러(PM)에서 반사하는 빔(LB)의 광로는, XtZt 평면 내에서는, 광축(AXf)에 관해서 대칭이 된다. 반사 부재(RF)의 하측의 반사면(Rf2)에서 반사되어 -Zt방향으로 나아가는 빔(LB1)은, 모선이 Yt방향과 평행이고, Xt방향으로 굴절력을 가지는 실린드리칼 렌즈(CYb)를 통과하여, 기판(FS) 상에서 스폿광(SP)이 되도록 수렴된다. Since the reflecting surface RP of the polygon mirror PM is parallel to the Zt axis (perpendicular to the optical axis AXf in the XtZt plane), the field of view of the image side (+ Zt direction side) is higher than the optical axis AXf of the fθ lens FT. The beam LB1, which passes through the region and reaches the reflective surface RP of the polygon mirror PM, and is thus reflected in the + Xt direction side, has a field of view lower than the optical axis AXf of the fθ lens FT (-Zt direction side). Passing through the area, the reflection surface Rf2 (45 ° inclination with respect to the XtYt plane) below the reflection member RF is directed. Therefore, the optical path of the beam LB1 incident on the polygon mirror PM and the optical path of the beam LB reflected by the polygon mirror PM become symmetrical with respect to the optical axis AXf in the XtZt plane. The beam LB1 reflected from the reflecting surface Rf2 on the lower side of the reflecting member RF and traveling in the -Zt direction passes through the cylindrical lens CYb having a busbar parallel to the Yt direction and having refractive power in the Xt direction. Thus, the light converges to become the spot light SP on the substrate FS.

도 17a, 도 17b에 나타내는 변형예 4에서의 빔 주사 장치(MD1)의 구성에서, 공역면(Cjp)으로부터 기판(FS)(피조사면)까지의 빔(LB1)의 광로는, 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)(동면(epf))에 관해서 대칭적인 계(系)로 되어 있기 때문에, 기판(FS) 상에 투사되는 스폿광(SP)은, 공역면(Cjp)에 집광된 빔(LB1)의 스폿광의 상(像)으로서 결상(結像)된 것이 된다. 따라서, 폴리곤 미러(PM) 중 1개의 반사면(RP)이 광축(AXf)과 정확하게 직교하는 각도가 된 경우, fθ 렌즈(FT)로부터 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)에 입사하는 빔(LB1)과, 그 빔(LB1)이 반사면(RP)에서 반사하여 fθ 렌즈(FT)에 입사하는 빔(LB1)은, XtYt 평면 내에서는, 동일한 광로를 통과하게 된다. 이 경우, 반사 부재(RF)의 하측의 반사면(Rf2)에 조사되는 빔(LB1)은, 반사면(Rf2)의 Yt방향의 중앙부가 되고, 기판(FS)에 투사되는 빔(LB1)의 스폿광(SP)은, 묘화 라인(SL1) 상의 중점(조사 중심축(Le1)이 통과하는 점)에 위치한다. In the structure of the beam scanning apparatus MD1 in the modification 4 shown to FIG. 17A and FIG. 17B, the optical path of the beam LB1 from the conjugate plane Cjp to the board | substrate FS (irradiated surface) is a polygon mirror PM Since it is a symmetrical system with respect to the reflecting surface RP (orbital surface epf) of the (), the spot light SP projected onto the substrate FS is the beam focused on the conjugate plane Cjp. It forms as an image of the spot light of (LB1). Therefore, when one reflective surface RP of the polygon mirror PM is at an angle that is exactly orthogonal to the optical axis AXf, the beam is incident on the reflective surface RP of the polygon mirror PM from the fθ lens FT. LB1 and the beam LB1 reflected by the reflection surface RP and incident on the fθ lens FT pass through the same optical path in the XtYt plane. In this case, the beam LB1 irradiated to the reflecting surface Rf2 below the reflecting member RF becomes the central portion in the Yt direction of the reflecting surface Rf2 and the beam LB1 projected onto the substrate FS. Spot light SP is located in the middle point (point through which irradiation center axis Le1 passes) on drawing line SL1.

폴리곤 미러(PM)의 회전축(AXp)을 중심으로 하는 회전에 의해서, 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)이 XtYt 평면 내에서 광축(AXf)과 수직인 상태로부터 약간 기울어지면, 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)에서 반사되어, fθ 렌즈(FT)를 통과하여 반사 부재(RF)의 하측의 반사면(Rf2)에 이르는 빔(LB1)은, 폴리곤 미러(PM)의 회전에 따라 반사면(Rf2) 상에서 Yt방향으로 시프트한다. 이것에 의해, 도 17a, 도 17b에 나타내는 변형예 4의 빔 주사 장치(MD1)에서도, 묘화 라인(SL1)을 따라서 스폿광(SP)을 1차원 주사할 수 있다. 또, 도 17a, 도 17b의 구성에서는, 반사 부재(RF)의 상측의 반사면(Rf1)과 하측의 반사면(Rf2)은 묘화 라인(SL1)을 따른 빔(LB1)의 주사 범위를 커버하도록, Yt방향으로 가늘고 길게 형성되어 있지만, 반사면(Rf1)과 반사면(Rf2)을 별도의 평면 미러로 구성하는 경우는, 상측의 반사면(Rf1)을 형성하는 평면 미러는, Yt방향의 치수를 렌즈계(GLa)로부터 입사하는 빔(LB1)의 지름을 커버할 정도로 작게 해도 괜찮다. When the reflection surface RP of the polygon mirror PM is slightly inclined from the state perpendicular to the optical axis AXf in the XtYt plane by the rotation about the rotation axis AXp of the polygon mirror PM, the polygon mirror ( The beam LB1 reflected from the reflecting surface RP of PM) and passing through the fθ lens FT and reaching the reflecting surface Rf2 below the reflecting member RF is rotated by the polygon mirror PM. Shift in the Yt direction on the reflection surface Rf2. Thereby, even in the beam scanning apparatus MD1 of the modification 4 shown to FIG. 17A and FIG. 17B, the spot light SP can be scanned one-dimensionally along the drawing line SL1. 17A and 17B, the upper reflection surface Rf1 and the lower reflection surface Rf2 of the reflection member RF cover the scanning range of the beam LB1 along the drawing line SL1. Is formed to be long and thin in the Yt direction, but when the reflecting surface Rf1 and the reflecting surface Rf2 are constituted by separate planar mirrors, the planar mirror which forms the upper reflecting surface Rf1 has a dimension in the Yt direction. May be made small enough to cover the diameter of the beam LB1 incident from the lens system GLa.

실린드리칼 렌즈(CYa)는, 빔(LB1)을 빔 주사 장치(MD1)에 입사시키는 입사 광학 부재로서 기능한다. fθ 렌즈(FT)는, 폴리곤 미러(PM)에 의해서 편향된 빔(LB1)을 기판(FS)의 피조사면에 투사하는 투사 광학계로서 기능한다. 또, 적어도, 반사 부재(RF)의 반사면(Rf1)과 반사면(Rf2)은, 실린드리칼 렌즈(CYa)로부터 기판(FS)까지의 빔(LB1)의 광로를 절곡하는 광로 편향 부재로서 기능한다. 이 광로 편향 부재에 의해서, 실린드리칼 렌즈(CYa)에 입사하는 빔(LB1)의 입사축과 조사 중심축(Le1)을 대략 동축으로 할 수 있다. The cylindrical lens CYa functions as an incident optical member for causing the beam LB1 to enter the beam scanning device MD1. The fθ lens FT functions as a projection optical system that projects the beam LB1 deflected by the polygon mirror PM onto the irradiated surface of the substrate FS. At least, the reflection surface Rf1 and the reflection surface Rf2 of the reflection member RF are optical path deflection members that bend the optical path of the beam LB1 from the cylindrical lens CYa to the substrate FS. Function. By this optical path deflection member, the incident axis of the beam LB1 incident on the cylindrical lens CYa and the irradiation center axis Le1 can be made substantially coaxial.

또, 도 17a, 도 17b에 나타내는 빔 주사 장치(MD1)의 광학적인 구성 부재(실린드리칼 렌즈(CYa, CYb), 반사 부재(RF), 폴리곤 미러(PM), fθ 렌즈(FT) 등)는, 도 10, 도 11에 나타낸 지지 프레임(40)과 마찬가지로, 조사 중심축(Le1)을 중심으로 하여 회전 가능한 지지 프레임에 지지된다. 변형예 4의 구성에서도, 빔 주사 장치(MD1)가 조사 중심축(Le1) 둘레로 θzt 회전해도, 실린드리칼 렌즈(CYa)에 입사하는 빔(LB)의 위치는 변하지 않는다. 따라서, 빔 주사 장치(MD1)를 θzt 회전시킨 경우라도, 빔 주사 장치(MD1) 내를 통과하는 빔(LB)의 광로는 변하지 않고, 빔(LB)은, 빔 주사 장치(MD1) 내를 규정한 대로 바르게 통과한다. 이것에 의해, 빔 주사 장치(MD1)를 θzt 회전시켜도, 빔(LB1)의 비네팅 등에 의해서 스폿광(SP)이 기판(FS)의 표면(피조사면)에 투사되지 않거나, 기울기 조정 후의 묘화 라인(SLn)으로부터 벗어난 위치에 스폿광(SP)이 투사된다고 하는 문제가 생기지 않는다. Moreover, optical structural members (cylindrical lenses CYa and CYb, reflecting members RF, polygon mirrors PM, fθ lenses, etc.) of the beam scanning apparatus MD1 shown to FIG. 17A, 17B. 10 is supported by the support frame which can be rotated centering on the irradiation center axis Le1 similarly to the support frame 40 shown in FIG. Even in the configuration of the modification 4, even if the beam scanning device MD1 rotates θzt around the irradiation center axis Le1, the position of the beam LB incident on the cylindrical lens CYa does not change. Therefore, even when the beam scanning device MD1 is rotated θzt, the optical path of the beam LB passing through the beam scanning device MD1 does not change, and the beam LB defines the inside of the beam scanning device MD1. Pass right one way. Thereby, even if the beam scanning apparatus MD1 is rotated (theta) zt, the spot light SP is not projected on the surface (irradiation surface) of the board | substrate FS by vignetting etc. of the beam LB1, or the drawing line after tilt adjustment ( The problem that the spot light SP is projected at the position away from SLn does not occur.

(변형예 5) (Modification 5)

도 18a, 도 18b는, 변형예 5에서의 빔 주사 장치(MD)의 광학적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 18a, 도 18b에서는, 도 17a, 도 17b와 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 동일한 구성을 가지기 때문에, 빔 주사 장치(MD1)에 대해서만 설명하고, 다른 빔 주사 장치(MD)에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 도 18a는, 본 변형예 5의 빔 주사 장치(MD1)를 XtYt 평면과 평행한 면내에서 본 것이며, 도 18b는, 본 변형예 5의 빔 주사 장치(MD1)를 YtZt 평면과 평행한 면내에서 본 것이다. 18A and 18B are diagrams showing an optical configuration of the beam scanning device MD in the fifth modification. In FIGS. 18A and 18B, the same reference numerals are assigned to the same components as those in FIGS. 17A and 17B, and descriptions thereof are omitted. In addition, since each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) has the same structure, it demonstrates only beam scanning apparatus MD1, and abbreviate | omits description about other beam scanning apparatus MD. 18A shows the beam scanning device MD1 of the modification 5 in the plane parallel to the XtYt plane, and FIG. 18B shows the beam scanning device MD1 of the modification 5 in the plane parallel to the YtZt plane. Seen from

변형예 5에 의한 빔 주사 장치(MD1)는, 도 17a, 도 17b에 나타내는 변형예 4에 의한 빔 주사 장치(MD1)에 대해서, 조사 중심축(Le1)을 묘화 라인(SL1)의 중점의 위치로부터 +Yt방향으로 평행 이동시킨 점이 다르다. 그 때문에, 빔 주사 장치(MD1)에 입사하기 전의 빔(LB1)을 공역면(Cjp)에 집광하는 렌즈계(GLa)와, 실린드리칼 렌즈(CYa)가 일체로 +Yt방향으로 평행 이동하여 배치된다. 변형예 5의 경우, 폴리곤 미러(PM)가 시계 방향으로 회전하면, 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)에서 반사되어, fθ 렌즈(FT)를 통과하여 반사 부재(RF)의 하측의 반사면(Rf2)에 조사되는 빔(LB1)은, -Yt방향으로 주사된다. In the beam scanning apparatus MD1 according to the modification 5, the irradiation center axis Le1 is positioned at the midpoint of the drawing line SL1 with respect to the beam scanning apparatus MD1 according to the modification 4 shown in FIGS. 17A and 17B. The points moved in parallel to the + Yt direction are different. Therefore, the lens system GLa for condensing the beam LB1 before entering the beam scanning device MD1 on the conjugate plane Cjp, and the cylindrical lens CYa are arranged in parallel in the + Yt direction. . In the modification 5, when the polygon mirror PM is rotated in the clockwise direction, it is reflected by the reflection surface RP of the polygon mirror PM, passes through the fθ lens FT, and is half of the lower side of the reflection member RF. The beam LB1 irradiated to the slope Rf2 is scanned in the -Yt direction.

이와 같이, 앞의 도 17a, 도 17b에 나타내는 변형예 4의 구성을, 도 18a, 도 18b에 나타내는 변형예 5와 같이 바꾸어도, 조사 중심축(Le1)의 연장선을 묘화 라인(SL1) 상의 임의의 점(특정점)을 통과하도록 설정하고, 빔 주사 장치(MD1)를 조사 중심축(Le1)의 둘레로 θzt 회전시킴과 아울러, 빔 주사 장치(MD1)(실린드리칼 렌즈(CYa))에 입사하는 빔(LB1)을 조사 중심축(Le1)과 동축으로 설정하는 것에 의해서, 빔 주사 장치(MD1)를 θzt 회전시켰다고 해도, 스폿광(SP)을 묘화 라인(SL1)을 따라서 정확하게 주사할 수 있다. 또, 도 18a, 도 18b에 나타내는 구성으로부터 분명하지만, 빔 주사 장치(MD1)(실린드리칼 렌즈(CYa))에 입사하는 빔(LB1)의 XtYz 평면 내에서의 위치는, 묘화 라인(SL1)을 따른 위치이면, Yt방향의 어느 위치라도 좋다. 따라서, 실린드리칼 렌즈(CYa)의 모선 방향의 치수를 늘려 두면, 빔 주사 장치(MD1)(실린드리칼 렌즈(CYa))에 입사하는 빔(LB1)의 XtYz 평면 내에서의 위치를 자유롭게 변경할 수 있고, 빔(LB1)의 도광로(導光路)의 설정의 자유도가 향상된다고 하는 이점이 있다. 게다가, 빔 주사 장치(MD1)(실린드리칼 렌즈(CYa))에 입사하는 빔(LB1)의 XtYz 평면 내에서의 위치를, Yt 방향에 관해서는 자유롭게 설정할 수 있으므로, 빔 주사 장치(MD1)의 기계적인 회전 중심축(조사 중심축(Le1))과 입사하는 빔(LB1)의 축선과의 동축성(同軸性)을, Yt방향에 관해서는 고정밀도로 일치시킬 수 있다. Thus, even if the structure of the modified example 4 shown in FIG. 17A, FIG. 17B is changed like the modified example 5 shown in FIG. 18A, FIG. 18B, the extension line of irradiation center axis Le1 is arbitrary on drawing line SL1. A point (specific point) is set to pass, and the beam scanning device MD1 is rotated θzt around the irradiation center axis Le1, and the beam scanning device MD1 enters the beam scanning device MD1 (cylindrical lens CYa). By setting the beam LB1 to be coaxial with the irradiation center axis Le1, even if the beam scanning device MD1 is rotated θzt, the spot light SP can be accurately scanned along the drawing line SL1. . Moreover, although it is clear from the structure shown to FIG. 18A, FIG. 18B, the position in the XtYz plane of the beam LB1 which injects into the beam scanning apparatus MD1 (cylindrical lens CYa) is drawing line SL1. Any position in the Yt direction may be used as long as it is a position along. Therefore, when the dimension in the bus bar direction of the cylindrical lens CYa is increased, the position in the XtYz plane of the beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 (cylindrical lens CYa) can be freely changed. This has the advantage that the degree of freedom in setting the light guide path of the beam LB1 can be improved. In addition, since the position in the XtYz plane of the beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 (cylindrical lens CYa) can be set freely with respect to the Yt direction, the beam scanning device MD1 Coaxiality between the mechanical rotation center axis (irradiation center axis Le1) and the axis of the incident beam LB1 can be matched with high accuracy in the Yt direction.

(변형예 6) (Modification 6)

도 19, 도 20은, 변형예 6에서의 빔 주사 장치(MD)의 광학적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 19, 도 20에서는, 도 7과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 설명을 생략한다. 또, 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))는, 동일한 구성을 가지기 때문에, 빔 주사 장치(MD1)에 대해서만 설명하고, 다른 빔 주사 장치(MD)에 대해서는 설명을 생략한다. 또, 도 7에서는, fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf)과 평행한 방향을 Xt방향으로 했기 때문에, 도 19, 도 20에서도, fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf)과 평행한 방향을 Xt방향으로 하고, 스폿광(SP)의 주사 방향을 Yt(Y) 방향으로 하며, 이들 Xt방향과 Yt방향과 직교하는 방향을 Zt방향으로서 설명한다. 19 and 20 are diagrams showing an optical configuration of the beam scanning device MD in the sixth modified example. In FIG. 19, FIG. 20, the same code | symbol is attached | subjected about the structure same as FIG. 7, and the description is abbreviate | omitted. In addition, since each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) has the same structure, it demonstrates only beam scanning apparatus MD1, and abbreviate | omits description about other beam scanning apparatus MD. In Fig. 7, the direction parallel to the optical axis AXf of the fθ lens FT is set as the Xt direction, so in Fig. 19 and Fig. 20, the direction parallel to the optical axis AXf of the fθ lens FT is shown as Xt direction. Direction, the scanning direction of the spot light SP is referred to as the Yt (Y) direction, and the directions orthogonal to these Xt directions and the Yt direction are described as the Zt direction.

도 19는, 본 변형예 6의 빔 주사 장치(MD1)를 XtYt 평면과 평행한 면내에서 본 것이며, 본 변형예 6에서는, 빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)의 축선(조사 중심축(Le1))이, fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf)과 동축이 되도록 설정된다. 즉, 본 변형예에서는, fθ 렌즈(FT) 후에, 빔(LB1)을 절곡하는 미러(반사면)를 마련하지 않고, fθ 렌즈(FT)로부터 사출하여 실린드리칼 렌즈(CYb)를 통과한 주사 빔을, 그대로 기판(FS)에 투사하도록 구성한다. Fig. 19 shows the beam scanning device MD1 of the present modified example 6 in a plane parallel to the XtYt plane. In the present modified example 6, the axis (irradiation center) of the beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 is shown. Axis Le1) is set to be coaxial with the optical axis AXf of the fθ lens FT. That is, in this modification, after f (theta) lens FT, the scan which exited from f (theta) lens FT and passed through cylindrical lens CYb without providing the mirror (reflection surface) which bends the beam LB1 is provided. The beam is configured to project onto the substrate FS as it is.

도 19에서, 광원 장치(14)로부터 사출되어 묘화용 광학 소자(AOM1)에서 강도 변조(온/오프)된 빔(LB1)은, 렌즈계(G30), 미러(M30, M31), 및 렌즈계(G31)를 매개로 하여 실린드리칼 렌즈(CYa)로 안내된다. 빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)은, 조사 중심축(Le1)과 동축이 되도록 설정된다. 실린드리칼 렌즈(CYa)에 입사하는 빔(LB1)은 소정의 단면 직경을 가지는 평행 광속으로 성형된다. 실린드리칼 렌즈(CYa)로부터 반사 미러(M14)에서 반사되어 폴리곤 미러(PM)의 반사면(RP)에 이르는 빔(LB1)은, XtYt 평면내에서는 평행 광속인 채로, Zt방향에 대해서는 실린드리칼 렌즈(CYa)에 의해서 수렴한 광속이 된다. 폴리곤 미러(PM)에서 반사(편광)한 빔(LB1)은, fθ 렌즈(FT), 실린드리칼 렌즈(CYb)를 통과하여, 기판(FS)의 표면(피조사면)에 스폿광(SP)로서 집광된다. 또, 도 19에서, fθ 렌즈(FT)의 광축(AXf)과 조사 중심축(Le1)은 일치하여 Xt축과 평행이 되도록 설정되고, 그들 연장선은 회전 드럼(DR)의 중심축(회전 중심축)(AXo)과 직교한다. In FIG. 19, the beam LB1 emitted from the light source device 14 and subjected to intensity modulation (on / off) in the imaging optical element AOM1 includes the lens system G30, the mirrors M30 and M31, and the lens system G31. Is guided to the cylindrical lens CYa. The beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 is set to be coaxial with the irradiation center axis Le1. The beam LB1 incident on the cylindrical lens CYa is shaped into a parallel light beam having a predetermined cross-sectional diameter. The beam LB1 reflected from the cylindrical lens CYa by the reflecting mirror M14 and reaching the reflecting surface RP of the polygon mirror PM is a parallel beam in the XtYt plane, and is a cylinder in the Zt direction. The light beam converged by the knife lens CYa. The beam LB1 reflected (polarized) by the polygon mirror PM passes through the fθ lens FT and the cylindrical lens CYb, and is spot light SP on the surface (irradiated surface) of the substrate FS. As condensed. In Fig. 19, the optical axis AXf of the fθ lens FT and the irradiation center axis Le1 are set to be parallel to the Xt axis, and these extension lines are the central axis (rotational center axis) of the rotating drum DR. Orthogonal to (AXo).

본 변형예 6의 빔 주사 장치(MD1)를 지지하는 본체 프레임(300)은, 묘화 라인(SL1)을 따라서 주사되는 빔(LB1)이 통과하는 개구부(300A)가 형성되고, 빔 주사 장치(MD1)는, 광축(AXf)(조사 중심축(Le1))으로부터의 반경이 개구부(300A)를 포함하는 크기의 고리 모양 베어링(301)을 매개로 하여, 본체 프레임(300)에 회전 가능하게 지지된다. 고리 모양 베어링(301)의 중심선은 광축(AXf)(조사 중심축(Le1))과 동축이 되도록 설정되므로, 빔 주사 장치(MD1)는 광축(AXf)(조사 중심축(Le1))을 중심으로 하여, Xt축 둘레로 회전한다. 이 회전을 'θxt 회전'이라고 부른다. As for the main body frame 300 which supports the beam scanning apparatus MD1 of this modification 6, the opening part 300A through which the beam LB1 scanned along the drawing line SL1 passes is formed, and the beam scanning apparatus MD1 ) Is rotatably supported by the main body frame 300 via an annular bearing 301 having a radius from the optical axis AXf (irradiation central axis Le1) including the opening 300A. . Since the center line of the annular bearing 301 is set to be coaxial with the optical axis AXf (irradiation center axis Le1), the beam scanning device MD1 is centered on the optical axis AXf (irradiation center axis Le1). To rotate around the Xt axis. This rotation is called 'θxt rotation'.

도 20은, 도 19에 나타낸 변형예 6의 빔 주사 장치(MD)를 복수 배치하는 모습을, XZ평면과 평행한 면내에서 본 것이며, 본체 프레임(300)에는, 홀수번째의 빔 주사 장치(MD1, MD3, MD5)의 각각으로부터의 주사 빔을 통과하는 개구부(300A)가, Y방향으로 일정한 간격을 두고 마련되고, 짝수번째의 빔 주사 장치(MD2, MD4, MD6)의 각각으로부터의 주사 빔을 통과하는 개구부(300B)가, Y방향으로 일정한 간격을 두고 마련된다. 또, 도 20의 변형예 6에서는, 회전 드럼(DR)에 감겨지는 기판(FS)이, -X방향으로 수평으로 반송되어 회전 드럼(DR)의 상부로부터 약 반주분(半周分)만큼 감겨진 후, 회전 드럼(DR)의 하부에서 이탈하여 +X방향으로 반송된다. 따라서, 여기에서는, 회전 드럼(DR)의 중심축(AXo)을 포함하는 중심면(Poc)은, XY평면과 평행이 된다. FIG. 20: has shown the state which arrange | positioned multiple beam scanning apparatus MD of the modification 6 shown in FIG. 19 in the surface parallel to XZ plane, and the odd-numbered beam scanning apparatus MD1 is included in the main body frame 300. In FIG. The openings 300A passing through the scanning beams from each of the MD3 and MD5 are provided at regular intervals in the Y direction, and the scanning beams from each of the even-numbered beam scanning devices MD2, MD4, MD6 are provided. The opening part 300B which passes is provided at regular intervals in the Y direction. In addition, in the modification 6 of FIG. 20, the board | substrate FS wound by the rotating drum DR was conveyed horizontally in the -X direction, and wound about half a week from the top of the rotating drum DR. Thereafter, it is separated from the lower part of the rotating drum DR and conveyed in the + X direction. Therefore, here, the center plane Poc including the center axis AXo of the rotating drum DR becomes parallel to the XY plane.

이 변형예 6의 구성에서도, 고리 모양 베어링(301)에 의한 빔 주사 장치(MD)의 각각의 기계적인 회전 중심이 조사 중심축(Le1~Le6)이 되도록 설정되며, 각 빔 주사 장치(MD)에 입사하는 빔(LB1~LB6)이, 각각의 조사 중심축(Le1~Le6)과 동축이 되도록 안내되므로, 앞의 실시 형태나 각 변형예와 마찬가지로, 각 빔 주사 장치(MD)가 조사 중심축(Le1~Le6)의 각각의 둘레로 θxt 회전해도, 렌즈계(G30)에 입사하는 빔(LB1~LB6)의 자세 위치는 변하지 않는다. 따라서, 각 빔 주사 장치(MD)를θxt 회전시킨 경우라도, 각 빔 주사 장치(MD) 내를 통과하는 빔(LB)의 광로는 변하지 않고, 빔(LB)은 빔 주사 장치(MD) 내를 규정대로 바르게 통과한다. 이것에 의해, 각 빔 주사 장치(MD)를 θxt 회전시켜도, 빔(LB1~LB6)의 비네팅 등에 의해서 스폿광(SP)이 기판(FS)의 표면(피조사면)에 투사되지 않거나, 기울기 조정 후의 묘화 라인(SL1~SL6)으로부터 벗어난 위치에 스폿광(SP)이 투사되거나 한다는 문제가 생기지 않는다. Also in the structure of this modified example 6, each mechanical rotation center of the beam scanning apparatus MD by the annular bearing 301 is set to become irradiation center axis Le1-Le6, and each beam scanning apparatus MD Since the beams LB1 to LB6 incident on the beam are guided to be coaxial with each of the irradiation center axes Le1 to Le6, each beam scanning device MD is applied to the irradiation center axis in the same manner as in the above-described embodiments and modified examples. Even if θxt is rotated around each of Le1 to Le6, the posture position of the beams LB1 to LB6 incident on the lens system G30 does not change. Therefore, even when each beam scanning device MD is rotated θxt, the optical path of the beam LB passing through each beam scanning device MD does not change, and the beam LB does not pass through the beam scanning device MD. Pass correctly as prescribed. Thereby, even if each beam scanning apparatus MD is rotated (theta) xt, the spot light SP will not be projected on the surface (irradiation surface) of the board | substrate FS by vignetting etc. of the beams LB1-LB6, or after adjusting the inclination, The problem that the spot light SP is projected at a position deviating from the drawing lines SL1 to SL6 does not occur.

렌즈계(G30)는, 빔(LB(LB1~LB6))을 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))에 입사시키는 입사 광학 부재로서 기능한다. fθ 렌즈(FT)는, 폴리곤 미러(PM)에 의해서 편향된 빔(LB1)을 기판(FS)의 피조사면에 투사하는 투사 광학계로서 기능한다. 또, 반사 부재(반사 미러(M14), M30, M31)는, 렌즈계(G30)로부터 기판(FS)까지의 빔(LB(LB1~LB6))의 광로를 절곡하는 광로 편향 부재로서 기능한다. The lens system G30 functions as an incident optical member which causes the beams LB1 to LB6 to enter the beam scanning devices MD to MD6. The fθ lens FT functions as a projection optical system that projects the beam LB1 deflected by the polygon mirror PM onto the irradiated surface of the substrate FS. The reflective members (reflective mirrors M14, M30, M31) function as optical path deflection members that bend the optical paths of the beams LB1 to LB6 from the lens system G30 to the substrate FS.

[묘화 라인의 회전 조정에 따른 이음 오차][Joint error due to rotation of drawing line]

그런데, 상기 실시 형태 및 각 변형예에서, 빔 주사 장치(MD)의 θzt 회전(또는 θxt 회전)에 의해서 묘화 라인(SLn)의 기울기를 조정한 경우는, 묘화 라인 상의 묘화 개시점과 묘화 종료점이 조정전의 위치에 대해서 어긋나게 된다. 도 21은, 일례로서, 초기 상태에서 Yt축과 평행한 빔 주사 장치(MD1)의 묘화 라인(SL1)을 XtYt 평면(피조사면) 내에서 반시계 방향으로 각도 θss만큼 회전시킨 모습을 나타낸다. 도 21은 설명을 위해서 각도 θss를 과장하여 도시한 것이며, 실제로 회전 가능한 각도 θss의 최대치는 ±2°정도로 매우 작다. 도 21에서, 조정전의 묘화 라인(SL1)의 중점을 CC로 하면, Zt방향으로 연장되는 조사 중심축(Le1)은 중점(CC)을 통과하도록 설정되고, 묘화 라인(SL1)은 조사 중심축(Le1)과 일치한 빔 주사 장치(MD1)의 기계적인 회전 중심축을 중심으로 하여 θzt 회전(경사)하도록 설정되어 있는 것으로 한다. 또한, 묘화 라인(SL1)의 묘화 개시점을 ST, 묘화 종료점을 SE로 하면, 묘화 개시점(ST)으로부터 묘화 종료점(SE)까지의 길이(LBL)가 Yt방향에 관한 실제의 패턴 묘화폭이 된다. 따라서, 묘화 개시점(ST)으로부터 중점(CC)까지의 길이 LBh와, 중점(CC)으로부터 묘화 종료점(SE)까지의 길이 LBh는 동일하고, LBh=LBL/2로 되어 있는 것으로 한다. By the way, in the said embodiment and each modified example, when the inclination of the drawing line SLn is adjusted by (theta) zt rotation (or (theta) xt rotation) of the beam scanning apparatus MD, the drawing start point and the drawing end point on a drawing line are adjusted. The position before the adjustment is shifted. FIG. 21 shows an example in which the drawing line SL1 of the beam scanning device MD1 parallel to the Yt axis in the initial state is rotated counterclockwise in the XtYt plane (irradiated surface) by an angle θss. FIG. 21 shows the angle θ ss exaggerated for explanation, and the maximum value of the angle θ ss that can actually rotate is very small, about ± 2 °. In FIG. 21, when the middle point of the drawing line SL1 before adjustment is CC, the irradiation center axis Le1 extending in the Zt direction is set to pass through the middle point CC, and the drawing line SL1 is the irradiation center axis ( It is assumed that θzt is rotated (tilted) about the mechanical rotation center axis of the beam scanning device MD1 coinciding with Le1). In addition, if the drawing start point of the drawing line SL1 is ST and the drawing end point is SE, the length LBL from the drawing start point ST to the drawing end point SE is the actual pattern drawing width in the Yt direction. do. Therefore, it is assumed that the length LBh from the drawing start point ST to the midpoint CC and the length LBh from the midpoint CC to the drawing end point SE are the same and LBh = LBL / 2.

묘화 라인(SL1)이 초기 상태로부터 각도 θss만큼 회전하면, Yt축에 대해 기울어진 묘화 라인(SL1a)이 된다. 조정 후의 묘화 라인(SL1a)의 묘화 개시점(STa)은, 초기의 묘화 개시점(ST)으로부터 (ΔXSa,ΔYSa)만큼 위치가 어긋나고, 조정 후의 묘화 라인(SL1a)의 묘화 종료점(SEa)은, 초기의 묘화 종료점(SE)으로부터 (ΔXEa,ΔYEa)만큼 위치가 어긋난다. 이 위치 어긋남은, 이웃의 빔 주사 장치(MD2)의 묘화 라인(SL2)으로 묘화되는 패턴과의 이음 오차가 된다. 예를 들면, 이웃의 빔 주사 장치(MD2)의 묘화 라인(SL2)이 묘화 라인(SL1a)에 대해서 +Yt방향측에 위치하고, 초기의 묘화 개시점(ST)에서 이음 노광할 필요가 있는 경우는, 조정 후의 묘화 라인(SL1a)의 묘화 개시점(STa)을 화살표 Ar의 방향으로 미소하게 시프트시킬 필요가 있다. 이 화살표 Ar와 같은 시프트는, 도 9에서 설명한 원점 신호(SH)의 발생으로부터 시간 Tpx 후에 묘화 데이터의 써냄을 행하는 타이밍을, 약간 빠르게 하는 것에 의해서 실현할 수 있다. When the drawing line SL1 is rotated by the angle θ ss from the initial state, the drawing line SL1a is inclined with respect to the Yt axis. The drawing start point STa of the drawing line SL1a after the adjustment is shifted from the initial drawing start point ST by (ΔXSa, ΔYSa), and the drawing end point SEa of the drawing line SL1a after the adjustment is The position shifts from the initial drawing end point SE by (ΔXEa, ΔYEa). This position shift becomes a joint error with the pattern drawn by the drawing line SL2 of the neighboring beam scanning apparatus MD2. For example, when the drawing line SL2 of the neighboring beam scanning apparatus MD2 is located in the + Yt direction side with respect to the drawing line SL1a, and it is necessary to perform joint exposure at the initial drawing start point ST, It is necessary to slightly shift the drawing start point STa of the drawing line SL1a after the adjustment in the direction of the arrow Ar. Such a shift as the arrow Ar can be realized by slightly speeding up the timing of writing the writing data after the time Tpx from the generation of the origin signal SH described in FIG. 9.

여기서, 위치 어긋남량 ΔYSa는, LBh·(1-cos(θss))가 되고, 화살표 Ar을 따른 시프트량(길이)을 ΔAr로 하면, 위치 어긋남량 ΔYSa와 시프트량 ΔAr은, ΔYSa=ΔAr·cos(θss)가 되므로, 시프트량 ΔAr은, 이하와 같이 나타내어진다. Here, the positional shift amount ΔYSa is LBh · (1-cos (θss)), and when the shift amount (length) along the arrow Ar is ΔAr, the positional shift amount ΔYSa and the shift amount ΔAr are ΔYSa = ΔAr · cos (θss), the shift amount ΔAr is expressed as follows.

ΔAr=[LBh·(1-cos(θss))]/cos(θss) … (1)ΔAr = [LBh · (1-cos (θss))] / cos (θss) … (One)

예를 들면, 길이(LBL)가 50mm(LBh=25mm)인 경우, 각도 θss가 ±0.5°일 때의 시프트량 ΔAr은 약 0.95㎛가 되고, 각도 θss가 ±1.0°일 때의 시프트량 ΔAr은 약 3.8㎛가 되며, 각도 θss가 ±2.0°일 때의 시프트량 ΔAr은 약 15.2㎛가 되고, 각도 θss의 변화와 시프트량 ΔAr의 변화는 2차 함수적인 관계가 된다. 따라서, 조정된 각도 θss에 따라 시프트량 ΔAr를 산출하고, 그 시프트량 ΔAr에 대응한 시간 ΔTpx(=ΔAr/스폿광(SP)의 주사 속도 Vss)만큼, 도 9에서 설명한 시간 Tpx를 짧게 하여 묘화 데이터의 써냄을 개시하면 좋다. For example, when the length LBL is 50 mm (LBh = 25 mm), the shift amount ΔAr when the angle θ ss is ± 0.5 ° is about 0.95 μm, and the shift amount ΔAr when the angle θ ss is ± 1.0 ° The shift amount? Ar when the angle? Accordingly, the shift amount ΔAr is calculated according to the adjusted angle θ ss, and the time Tpx described in FIG. 9 is shortened and drawn by the time ΔT px (= ΔAr / scanning speed Vss of the spot light SP) corresponding to the shift amount ΔAr. The writing of data may be started.

또, 이웃의 빔 주사 장치(MD2)의 묘화 라인(SL2)이 묘화 라인(SL1a)에 대해서 -Yt방향측에 위치하고, 초기의 묘화 종료점(SE)에서 이음 노광할 필요가 있는 경우는, 조정 후의 묘화 라인(SL1a)의 묘화 종료점(SEa)을 화살표 Af의 방향으로 미소하게 시프트시킬 필요가 있다. 이 경우도, 화살표 Af의 방향의 시프트량 ΔAf는, 앞의 식 (1)과 마찬가지로,In addition, when the drawing line SL2 of the neighboring beam scanning apparatus MD2 is located in the -Yt direction side with respect to the drawing line SL1a, and it is necessary to perform a negative exposure at the initial drawing end point SE after adjustment, It is necessary to slightly shift the drawing end point SEa of the drawing line SL1a in the direction of the arrow Af. Also in this case, the shift amount ΔAf in the direction of the arrow Af is the same as in the previous equation (1).

ΔAf=[LBh·(1-cos(θss))]/cos(θss) … (2)ΔAf = [LBh · (1-cos (θss))] / cos (θss) … (2)

로 구하여진다. 도 21과 같이, 중점(CC(Le1))이 정밀하게 빔 주사 장치(MD1)의 회전 중심에 설정되어 있는 경우, 시프트량 ΔAr과 시프트량 ΔAf의 절대치는 동일하게 된다. 시프트량 ΔAf의 방향은, 묘화 라인(SL1a) 상의 스폿광(SP)의 주사 방향과 동일하므로, 이 경우는, 조정된 각도 θss에 따른 시프트량 ΔAf에 대응한 시간 ΔTpx(=ΔAr/스폿광(SP)의 주사 속도 Vss)만큼, 도 9에서 설명한 시간 Tpx를 길게 하여 묘화 데이터의 써냄을 개시하면 좋다. Obtained by As shown in FIG. 21, when the midpoint CC (Le1) is precisely set at the rotation center of the beam scanning device MD1, the absolute values of the shift amount ΔAr and the shift amount ΔAf are the same. Since the direction of the shift amount ΔAf is the same as the scanning direction of the spot light SP on the drawing line SL1a, in this case, the time ΔTpx (= ΔAr / spot light () corresponding to the shift amount ΔAf according to the adjusted angle θ ss is used. The writing of writing data may be started by lengthening the time Tpx described in FIG. 9 by the scanning speed Vss) of SP).

게다가, 각도 θss만큼 조정된 후의 묘화 라인(SL1a)의 묘화 개시점(STa)은, 초기의 묘화 개시점(ST)에 대해서 -Xt방향으로 ΔXSa만큼 위치가 어긋나고, 묘화 종료점(SEa)은 초기의 묘화 종료점(SE)에 대해서 +Xt방향으로 ΔXEa만큼 위치가 어긋난다. 이러한 Xt방향(부주사 방향)의 위치 어긋남 오차 ΔXSa,ΔXEa는, 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치를 계측하는 인코더(EC)의 계측치(카운터의 출력치)에 대해서, 오차 ΔXSa 또는 ΔXEa의 오프셋을 더한 값에 응답하여 각 묘화 라인(SLn)의 묘화를 개시함으로써 보정할 수 있다. 이러한 미세한 보정을 위해서, 인코더(EC)(및 스케일부(SD))에 의한 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치의 계측 분해능(카운터 회로의 1카운트당 기판(FS)의 이동량)은, 스폿광(SP)의 사이즈 φ의 1/2 이하, 바람직하게는 1/10 이하로 설정된다. In addition, the drawing start point STa of the drawing line SL1a after being adjusted by the angle θss is displaced by ΔXSa in the -Xt direction with respect to the initial drawing start point ST, and the drawing end point SEa is the initial position. The position shifts in the + Xt direction with respect to the drawing end point SE by ΔXEa. This position shift error ΔXSa, ΔXEa in the Xt direction (sub-scan direction) is offset of the error ΔXSa or ΔXEa with respect to the measured value (output value of the counter) of the encoder EC for measuring the rotation angle position of the rotating drum DR. It can correct | amend by starting drawing of each drawing line SLn in response to the value which added up. For such fine correction, the measurement resolution (the amount of movement of the substrate FS per count of the counter circuit) of the rotation angle position of the rotary drum DR by the encoder EC (and the scale part SD) is a spot light. It is set to 1/2 or less, preferably 1/10 or less of the size phi of (SP).

이상의 도 21에 의한 설명에서는, 초기 상태에서 Yt축과 평행한 빔 주사 장치(MD1)의 묘화 라인(SL1)을 XtYt 평면(피조사면) 내에서 반시계 방향으로 각도 θss만큼 회전시킬 때에, 조사 중심축(Le1)은 중점(CC)을 통과하도록 설정되고, 묘화 라인(SL1)(즉, 빔 주사 장치(MD1))은 조사 중심축(Le1)을 중심으로 하여 θzt 회전(경사)하도록 설정되어 있는 것으로 했다. 그렇지만, 빔 주사 장치(MD1)의 기계적인 회전 중심축(이하, 'Mrp'라고 함)을 결정하는 원관 모양의 지주 부재(BX1), 고리 모양 베어링(48) 등의 장착 오차나, 빔(LB1)의 빔 주사 장치(MD1)에의 입사 위치의 오차 등에 의해서, 묘화 라인(SL1)의 중점(CC)(조사 중심축(Le1))과 빔 주사 장치(MD1)의 기계적인 회전 중심축(Mrp)과의 XtYt 평면 내에서의 2차원적인 위치 어긋남 오차 ΔA(ΔAx,ΔAy로 함)가 있으면, 그 위치 어긋남 오차 ΔA에 의한 영향이, 도 21 중의 오차(ΔXSa,ΔYSa), 오차(ΔXEa,ΔYEa)에 가미된다. In the explanation by FIG. 21 above, the irradiation center when the drawing line SL1 of the beam scanning device MD1 parallel to the Yt axis in the initial state is rotated counterclockwise in the XtYt plane (irradiated surface) by an angle θss. The axis Le1 is set to pass through the midpoint CC, and the drawing line SL1 (that is, the beam scanning device MD1) is set to rotate (tilt) θzt about the irradiation center axis Le1. I did it. However, the mounting error of the cylindrical post member BX1, the annular bearing 48, etc. which determine the mechanical rotation center axis of the beam scanning apparatus MD1 (henceforth "Mrp"), or the beam LB1 ), The center of gravity CC (irradiation center axis Le1) of the drawing line SL1 and the mechanical rotation center axis Mrp of the beam scanning device MD1 due to an error in the incident position of the beam scanning device MD1. If there is a two-dimensional misalignment error ΔA in the XtYt plane with (Ax, ΔAy), the influence of the misalignment error ΔA causes the error (ΔXSa, ΔYSa) and error (ΔXEa, ΔYEa) in FIG. Is added.

그 모습을, 도 22를 이용하여 설명한다. 도 22는, 도 21과 같은 상태에 대해서, 빔 주사 장치(MD1)의 기계적인 회전 중심축(제1 회전 중심축)(Mrp)과 묘화 라인(SL1)의 중점(CC)(조사 중심축(Le1))이, 상대적으로 위치 어긋남 오차 ΔA(ΔAx,ΔAy)를 가진 경우의 모습을, 과장하여 나타내는 도면이다. 또, 이 경우는, 빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)의 입사축은, 회전 중심축(Mrp)과 동축이다. 도 22에서, 도 21에서 설명한 부호나 기호에 대해서는, 설명을 생략한다. 도 22와 같이, 조정전의 초기 상태에서 Yt축과 평행이었던 묘화 라인(SL1)은, 중점(CC(Le1))의 위치로부터 오차 (ΔAx,ΔAy)만큼 시프트한 회전 중심축(Mrp)을 중심으로, 각도 θss만큼 경사진 묘화 라인(SL1b)이 된다. 묘화 라인(SL1b)은, 오차 (ΔAx,ΔAy)의 영향에 의해, 도 21에서 나타낸 묘화 라인(SL1a)을 XtYt 평면 내에서 평행 이동시키게 된다. 따라서, 조정 후의 묘화 라인(SL1b)의 묘화 개시점(STb)은, 도 21의 상태에서의 묘화 개시점(STa)에 대해서 -Xt방향으로 오차 ΔXcc, +Yt방향으로 오차 ΔYcc만큼 어긋난다. 마찬가지로, 조정 후의 묘화 라인(SL1b)의 묘화 종료점(SEb)은, 도 21의 상태에서의 묘화 종료점(SEa)에 대해서 -Xt방향으로 오차 ΔXcc,+Yt방향으로 오차 ΔYcc만큼 어긋나고, 조정 후의 묘화 라인(SL1b)의 중점(CC'(Le1'))도, 도 21의 상태에서의 묘화 라인(SL1)의 중점(CC(Le1))에 대해서 -Xt방향으로 오차 ΔXcc, +Yt방향으로 오차 ΔYcc만큼 어긋난다. The state will be described with reference to FIG. 22. FIG. 22 shows the mechanical rotation center axis (first rotation center axis) Mrp of the beam scanning device MD1 and the center point CC of the drawing line SL1 (irradiation center axis It is a figure which exaggerates the state in the case where Le1)) has comparatively the position shift error (DELTA) A ((DELTA) Ax, (DELTA) Ay). In this case, the incident axis of the beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 is coaxial with the rotational center axis Mrp. In FIG. 22, the description of symbols and symbols described in FIG. 21 will be omitted. As illustrated in FIG. 22, the drawing line SL1 parallel to the Yt axis in the initial state before adjustment is centered on the rotation center axis Mrp shifted by the error ΔAx and ΔAy from the position of the midpoint CC (Le1). , The writing line SL1b is inclined by the angle θ ss. The drawing line SL1b causes the drawing line SL1a shown in FIG. 21 to be moved in parallel in the XtYt plane under the influence of the errors ΔAx and ΔAy. Therefore, the drawing start point STb of the drawing line SL1b after adjustment shifts with respect to the drawing start point STa in the state of FIG. 21 by the error ΔXcc in the -Xt direction and the error ΔYcc in the + Yt direction. Similarly, the drawing end point SEb of the drawing line SL1b after adjustment shifts by the error ΔXcc in the -Xt direction and the error ΔYcc in the + Yt direction with respect to the drawing end point SEa in the state of FIG. 21, and the drawing line after the adjustment ( The midpoint CC '(Le1') of SL1b is also shifted by the error ΔXcc in the -Xt direction and the error ΔYcc in the + Yt direction with respect to the midpoint CC (Le1) of the drawing line SL1 in the state shown in FIG.

따라서, 조정 후의 묘화 라인(SL1b)의 묘화 개시점(STb)은, 초기의 묘화 개시점(ST)에 대해서, Xt방향으로 (ΔXSa+ΔXcc), Yt방향으로 (ΔYSa-ΔYcc)만큼 위치가 어긋나고, 조정 후의 묘화 라인(SL1b)의 묘화 종료점(SEb)은, 초기의 묘화 종료점(SE)에 대해서, Xt방향으로 (ΔXEa-ΔXcc), Yt방향으로 (ΔYEa+ΔYcc)만큼 위치가 어긋난다. 회전 중심축(Mrp)과 초기의 묘화 라인(SL1)의 중점(CC(Le1))이 오차 (ΔAx,ΔAy)의 위치 어긋남을 가지는 것에 의한 오차분 (ΔXcc,ΔYcc)은, 초기의 묘화 라인(SL1)의 중점(CC)을 원점 (0, 0)으로 하면, 이하와 같이 나타내어진다.Therefore, the drawing start point STb of the drawing line SL1b after adjustment shifts | deviates by (ΔXSa + ΔXcc) in the Xt direction and (ΔYSa-ΔYcc) in the Yt direction with respect to the initial drawing start point ST, and is adjusted. The drawing end point SEb of the following drawing line SL1b is displaced with respect to the initial drawing end point SE by (ΔXEa-ΔXcc) in the Xt direction and (ΔYEa + ΔYcc) in the Yt direction. The error components ΔXcc and ΔYcc due to the position shift of the errors ΔAx and ΔAy between the center of rotation axis Mrp and the initial drawing line SL1 of the initial drawing line SL1 are the initial drawing lines ( When the midpoint CC of SL1) is set to the origin (0, 0), it is expressed as follows.

ΔXcc=-ΔAy·sin(θss)+ΔAx·(1-cos(θss)) … (3)ΔXcc = -ΔAysin (θss) + ΔAx (1-cos (θss)) … (3)

ΔYcc=ΔAy·(1-cos(θss))+ΔAx·sin(θss) … (4)ΔYcc = ΔAy (1-cos (θss)) + ΔAxsin (θss) … (4)

이 도 22와 같이, 빔(LB1)의 입사축선과 회전 중심축(Mrp)이 일치하고 있고, 회전 중심축(Mrp)과 묘화 라인(SL1)의 중점(CC(Le1))이, XtYt 평면내에서 오차 (ΔAx,ΔAy)만큼 시프트하고 있는 경우는, 앞의 도 21에서 설명한 바와 같이, 묘화 라인(SL1b)의 시프트량 ΔAr,ΔAf를 계산하여, 그것에 대응한 시간 ΔTpx만큼, 도 9에서 설명한 시간 Tpx를 짧게 하거나, 길게 하거나 하여 패턴 데이터(묘화 데이터)의 써냄 타이밍을 보정하면 좋다. 다만, 조정 후의 묘화 라인(SL1b)의 묘화 개시점(STb)으로부터 묘화 종료점(SEb)까지의 길이(LBL)(예를 들면 50mm)는, 스폿광(SP)의 최대 주사 길이(예를 들면 51mm)의 범위 내일 필요가 있다. 또, 부주사 방향(Xt방향)에 대해서도, 회전 드럼(DR)의 회전 각도 위치를 계측하는 인코더(EC)의 계측치(카운터의 출력치)에 대해서, 오차 (ΔXSa+ΔXcc) 또는 (ΔXEa-ΔXcc)의 오프셋을 더한 값에 응답하여 각 묘화 라인(SLn)의 묘화를 개시함으로써 보정할 수 있다. 또, 도 21, 도 22에서는, 조사 중심축(Le1)이 묘화 라인(SLn)의 중점(CC)을 통과하는 형태를 예로 하여 설명했지만, 앞의 변형예 5와 같이, 조사 중심축(Le1)이 묘화 라인(SLn) 상의 임의의 점을 통과하는 것이라도 좋다. 이 경우라도, 묘화 라인(SLn)의 시프트량 ΔAr,ΔAf의 산출 원리는 동일하다. As shown in FIG. 22, the incident axis of the beam LB1 and the rotational center axis Mrp coincide with each other, and the center point CC (Le1) of the rotational center axis Mrp and the drawing line SL1 is in the XtYt plane. In the case of shifting by the error ΔAx and ΔAy, as described above with reference to FIG. 21, the shift amounts ΔAr and ΔAf of the drawing line SL1b are calculated and the time described in FIG. 9 by the corresponding time ΔTpx. The timing of writing out the pattern data (drawing data) may be corrected by shortening or extending Tpx. However, the length LBL (for example, 50 mm) from the drawing start point STb of the drawing line SL1b after adjustment to the drawing end point SEb is the maximum scanning length (for example, 51 mm) of the spot light SP. It is necessary to be in the range of). Also in the sub-scan direction (Xt direction), the error (ΔXSa + ΔXcc) or (ΔXEa-ΔXcc) of the measured value (output value of the counter) of the encoder EC that measures the rotation angle position of the rotary drum DR. It can correct | amend by starting drawing of each drawing line SLn in response to the value which added the offset. In addition, although the form in which the irradiation center axis Le1 passes the midpoint CC of the drawing line SLn was demonstrated as an example in FIG. 21, FIG. 22, the irradiation center axis Le1 like the previous modified example 5 was demonstrated. It may pass through arbitrary points on this drawing line SLn. Even in this case, the calculation principles of the shift amounts ΔAr and ΔAf of the drawing line SLn are the same.

그런데, 예를 들면, 앞의 변형예 5(도 18a, 도 18b)와 같이, 빔 주사 장치(MD1)에 입사하는 빔(LB1)의 XtYz 평면 내에서의 위치를 Yt방향으로 늦추는 경우, 빔 주사 장치(MD1)의 기계적인 회전 중심축(Mrp) 및 조사 중심축(Le1)을, 묘화 라인(SL1)의 묘화 개시점(ST)과 일치한 위치, 또는 매우 가까운 위치에 설정하면, 묘화 라인(SL1)을 각도 θss 기울였다고 해도, 조정 후의 묘화 개시점(STb)은 초기의 묘화 개시점(ST)의 위치로부터 거의 변화하지 않는다. 그 때문에, 조정 후의 묘화 개시점(STb)이 이웃의 묘화 라인과 이어지는 경우, 묘화 라인(SL1b)의 스폿광(SP)의 주사 방향에 관한 위치 조정(도 9에서 설명한 시간 Tpx의 조정)을 불필요하게 할 수도 있다. By the way, for example, when the position in the XtYz plane of the beam LB1 incident on the beam scanning device MD1 is delayed in the Yt direction as in the modification 5 (FIGS. 18A and 18B), the beam scanning is performed. When the mechanical rotational center axis Mrp and the irradiation center axis Le1 of the device MD1 are set at a position coinciding with or at a position very close to the drawing start point ST of the drawing line SL1, the drawing line ( Even when SL1) is tilted at an angle θ ss, the drawing start point STb after adjustment is hardly changed from the position of the initial drawing start point ST. Therefore, when the drawing start point STb after adjustment is connected with the neighboring drawing line, the position adjustment (adjustment of the time Tpx demonstrated in FIG. 9) regarding the scanning direction of the spot light SP of the drawing line SL1b is unnecessary. You can also

또, 빔 주사 장치(MD1)의 기계적인 회전 중심축(Mrp)과 조사 중심축(Le1)은, XtYt 평면 내에서 소정의 허용 범위 ΔQ(ΔBx,ΔBy) 내에서 동축인 것이 좋다. 그 허용 범위 ΔQ는, 예를 들면, 빔 주사 장치(MD1)를 기계적으로 소정의 각도 θsm만큼 기울였을 때, 조정 후의 묘화 라인(SL1b)의 묘화 개시점(STb)(또는 묘화 종료점(SEb))의 실제의 위치(실(實)위치 Apo)와, 허용 범위 ΔQ를 제로로 가정한 경우에 빔 주사 장치(MD1)를 각도 θsm만큼 기울였을 때의 묘화 라인(SL1b)의 묘화 개시점(STb)(또는 묘화 종료점(SEb))의 설계상의 위치(설계 위치 Dpo)와의 차분량이, 스폿광(SP)의 주사 방향(도 21 중의 화살표 Ar나 Af) 또는 Yt방향에 관해서, 예를 들면, 스폿광(SP)의 사이즈 φ 이내가 되도록 설정된다. 여기서, 소정의 각도 θsm은, 빔 주사 장치(MD1)가 기계적으로 회전 가능한 상한(上限) 각도(예를 들면 ±2°)로 설정할 수 있다. 각 빔 주사 장치(MD(MD1~MD6))의 조사 중심축(Le(Le1~Le6))과 회전 중심축(Mrp)을 소정의 허용 범위 ΔQ 내에서 동축으로 하기 위해서, 도 5에 나타내는 각 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6))의 반사 미러(M1~M5)의 사이에, 도 7에 나타내는 상시프트 광학 부재(SR) 및 편향 조정 광학 부재(DP) 중 적어도 일방에 마련하도록 해도 괜찮다. 또, 지주 부재(BX1)의 중심축은, 회전 중심축(Mrp)과 동축, 또는 회전 중심축(Mrp) 및 조사 중심축(Le)과 소정의 허용 범위 ΔQ에서 동축이 되도록 설정되어 있다. In addition, the mechanical rotation center axis Mrp and the irradiation center axis Le1 of the beam scanning device MD1 are preferably coaxial within a predetermined allowable range ΔQ (ΔBx, ΔBy) in the XtYt plane. The allowable range ΔQ is, for example, when the beam scanning device MD1 is tilted mechanically by a predetermined angle θsm, the drawing start point STb (or the drawing end point SEb) of the drawing line SL1b after adjustment. Drawing start point STb of drawing line SL1b when tilting beam scanning device MD1 by the angle θsm when the actual position (actual position Apo) and the allowable range ΔQ are assumed to be zero. The difference amount with the design position (design position Dpo) of (or drawing end point SEb) is a spot regarding the scanning direction (arrow Ar or Af in FIG. 21) or Yt direction of spot light SP, for example, It is set to be within the size phi of the light SP. Here, the predetermined angle θsm can be set to an upper limit angle (eg, ± 2 °) in which the beam scanning device MD1 can be mechanically rotated. Each light shown in FIG. 5 in order to make the irradiation center axis Le (Le1-Le6) and the rotation center axis Mrp of each beam scanning apparatus MD (MD1-MD6) coaxially within predetermined | prescribed permissible range (DELTA) Q. It may be provided in at least one of the image shift optical member SR and the deflection adjustment optical member DP shown in FIG. 7 between the reflection mirrors M1 to M5 of the introduction optical systems BDU (BDU1 to BDU6). In addition, the central axis of the support member BX1 is set to be coaxial with the rotation center axis Mrp or coaxial with the rotation center axis Mrp and the irradiation center axis Le in a predetermined allowable range ΔQ.

또, 빔 주사 장치(MD)에 입사하는 빔(LB)의 입사축이, 회전 중심축(Mrp)과 일치하도록, 빔 주사 장치(MD)에 빔(LB)을 입사시켰지만, 빔 주사 장치(MD)에 입사하는 빔(LB)의 입사축과 회전 중심축(Mrp)이 소정의 허용 범위 ΔQ 내에서 동축이라도 좋다. 예를 들면, 빔 주사 장치(MD)에 입사하는 빔(LB)의 입사축이, 조사 중심축(Le)과 일치함과 아울러, 회전 중심축(Mrp)과 소정의 허용 범위 ΔQ 내에서 동축이라도 좋다. The beam LB is incident on the beam scanning device MD so that the incident axis of the beam LB incident on the beam scanning device MD coincides with the rotation center axis Mrp. The incident axis and the rotation center axis Mrp of the beam LB incident on the beam may be coaxial within a predetermined allowable range ΔQ. For example, even if the incident axis of the beam LB incident on the beam scanning device MD coincides with the irradiation center axis Le, it is coaxial with the rotation center axis Mrp within a predetermined allowable range ΔQ. good.

또, 변형예 2, 3에서의 상회전 광학계(IR)도 마찬가지로, 상회전 광학계(IR)의 기계적인 회전 중심축(제2 회전 중심축)이 조사 중심축(Le)과 소정의 허용 범위ΔQ 내에서 동축으로 되어 있으면 좋다. 이 경우, fθ 렌즈(FT)로부터 상회전 광학계(IR)에 입사하는 빔(LB)의 주사 궤적의 중점을 통과하는 빔(LB)의 입사축과 상회전 광학계(IR)의 기계적인 회전 중심축은 소정의 허용 범위 ΔQ 내에서 동축이 되도록 설정되어 있다. In addition, also in the phase rotation optical system IR in the modifications 2 and 3, the mechanical rotation center axis (second rotation center axis) of the phase rotation optical system IR is similar to the irradiation center axis Le and the predetermined allowable range ΔQ. It should be coaxial within. In this case, the incident axis of the beam LB passing through the midpoint of the scanning trajectory of the beam LB incident on the image rotation optical system IR from the fθ lens FT, and the mechanical rotation center axis of the image rotation optical system IR It is set to be coaxial within a predetermined allowable range ΔQ.

이상으로 설명한 실시 형태나 각 변형예의 구성에서는, 노광 장치 본체에 대해서 회전 가능한 빔 주사 장치(MD)에는, 광원 장치(14)가 탑재되어 있지 않지만, 종래의 장치(일본특허공개 평08-011348호 공보)와 같이, 반도체 레이저 다이오드, LED 등의 소형의 고체 광원을, 빔 주사 장치(MD)(예를 들면 지지 프레임(40)) 내에 마련하고, 그 고체 광원을 묘화 데이터에 근거하여 펄스 발광하도록 제어해도 괜찮다. 그 경우, 도 5, 도 6에 나타낸 묘화용 광학 소자(AOM)는 불필요하게 된다. Although the light source device 14 is not mounted in the beam scanning apparatus MD which can be rotated with respect to the exposure apparatus main body in the structure of embodiment and each modified example demonstrated above, it is a conventional apparatus (Japanese Patent Laid-Open No. 08-011348). As shown in the publication, small solid light sources such as semiconductor laser diodes and LEDs are provided in the beam scanning device MD (for example, the support frame 40), and the solid state light sources are pulsed based on the drawing data. You can control it. In that case, the drawing optical element AOM shown in FIG. 5, FIG. 6 becomes unnecessary.

게다가, 상기 각 실시 형태나 각 변형예에서는, 묘화 데이터에 근거한 스폿광(SP)의 강도 변조(온/오프)를, 예를 들면, 도 5 중의 광 도입 광학계(BDU(BDU1~BDU6)) 내에 마련한 묘화용 광학 소자(AOM(AOM1~AOM6))로 행하도록 했지만, 광원 장치(14)를 파이버 앰프 레이저 광원으로 하는 경우는, 파이버 앰프에 입사하기 전의 적외 파장역의 종광(種光)(펄스광)의 강도를, 묘화 데이터에 근거하여 버스트파(burst波) 모양으로 변조(變調)하는 것에 의해서, 광원 장치(14)로부터 출력되는 자외선의 펄스 빔 자체를 묘화 데이터에 따라 버스트파 모양으로 변조시켜도 괜찮다. 그 경우, 광 도입 광학계(BDU) 내에 마련한 묘화용 광학 소자(AOM)는, 광원 장치(14)로부터의 빔(LB)을 빔 주사 장치(MD)로 안내하는지 아닌지의 선택용 광학 소자(스위칭 소자(AOM)라고 함)로서 사용된다. 그러기 위해서는, 빔 주사 장치(MD)의 각각의 폴리곤 미러(PM)의 회전 속도를 일치시킴과 아울러, 그 회전 각도의 위상도 소정의 관계를 유지하도록 동기(同期) 제어할 필요가 있다. 게다가, 광원 장치(14)로부터의 빔(LB)이, 빔 주사 장치(MD)의 각각의 스위칭 소자(AOM)를 순차적으로 투과하는 빔 송광계(送光系)(미러 등)를 마련하고, 폴리곤 미러(PM)의 원점 신호(SH)에 응답하여, 묘화 라인(SLn) 상의 스폿광(SP)의 1회의 주사 기간만큼, 각 스위칭 소자(AOM) 중 어느 하나를 순차적으로 온(on) 상태로 하는 동기(同期) 제어로 하는 것이 좋다. In addition, in each said embodiment and each modified example, intensity modulation (on / off) of the spot light SP based on drawing data is carried out in the light introduction optical system (BDU (BDU1-BDU6) in FIG. 5), for example. Although it is performed with the drawing optical element AOM (AOM1-AOM6) provided, when using the light source device 14 as a fiber amplifier laser light source, the seed light (pulse) of the infrared wavelength range before entering a fiber amplifier (pulse) Modulating the intensity of light into a burst wave shape based on the drawing data, thereby modulating the pulse beam of ultraviolet light output from the light source device 14 into a burst wave shape according to the drawing data. It's okay to let it go. In that case, the drawing optical element AOM provided in the light introduction optical system BDU is an optical element for selecting whether or not to guide the beam LB from the light source device 14 to the beam scanning device MD (switching element). (AOM)). For this purpose, it is necessary to synchronize the rotation speed of each polygon mirror PM of the beam scanning apparatus MD, and to synchronize the phase of the rotation angle so that a predetermined relationship may be maintained. In addition, the beam LB from the light source device 14 provides a beam transmission system (mirror, etc.) that sequentially passes through each switching element AOM of the beam scanning device MD, In response to the origin signal SH of the polygon mirror PM, one of the respective switching elements AOM is sequentially turned on for one scanning period of the spot light SP on the drawing line SLn. It is good to set it as synchronous control.

또, 상기 실시 형태 및 각 변형예의 노광 장치(EX)에서는, 회전 드럼(DR)에 의해서 만곡으로 지지되어 있는 기판(FS)에 대해서 빔 주사 장치(MD)에 의한 스폿광(SP)의 묘화 노광을 행했지만, 평면 모양으로 지지되어 있는 기판(FS)에 대해서 스폿광(SP)의 묘화 노광을 행하는 것이라도 좋다. 즉, 빔 주사 장치(MD)는, 평면 모양으로 지지되어 있는 기판(FS)에 대해서 스폿광(SP)의 묘화 노광을 행해도 괜찮다. 이 기판(FS)을 평면 모양으로 지지하는 기구는, 국제공개 제2013/150677호 팜플렛에 개시되어 있는 것을 이용할 수 있다. 간단하게 설명하면, 고리 모양 벨트가 감겨진 복수의 롤러에 의해서, 고리 모양 벨트가 기판(FS)을 지지하는 영역에서는 평면 모양이 되도록 규정된다. 그리고, 고리 모양 벨트의 평면 모양으로 되어 있는 영역에서, 반송되어 오는 기판(FS)이 고리 모양 벨트에 밀착하여 지지된다. 고리 모양 벨트는, 소정의 방향으로 고리 모양으로 반송되고 있으므로, 고리 모양 벨트는, 지지하고 있는 기판(FS)을 기판(FS)의 반송 방향으로 반송할 수 있다. Moreover, in the exposure apparatus EX of the said embodiment and each modified example, the drawing exposure of the spot light SP by the beam scanning apparatus MD with respect to the board | substrate FS curvedly supported by the rotating drum DR. Although the surface of the substrate FS is supported in a planar shape, the writing exposure of the spot light SP may be performed. That is, the beam scanning apparatus MD may perform drawing exposure of the spot light SP with respect to the board | substrate FS supported by planar shape. The mechanism which supports this board | substrate FS in planar shape can use what is disclosed by the international publication 2013/150677 pamphlet. In brief, by the plurality of rollers on which the annular belt is wound, the annular belt is defined to have a planar shape in the region supporting the substrate FS. And in the area | region which becomes the planar shape of an annular belt, the board | substrate FS conveyed is closely attached to and supported by an annular belt. Since the annular belt is conveyed in a ring in a predetermined direction, the annular belt can convey the substrate FS supported in the conveying direction of the substrate FS.

(제2 실시 형태)(2nd embodiment)

도 23은, 제2 실시 형태에 의한 빔 주사 장치(MD')의 구성을 나타내고, 도 23의 빔 주사 장치(MD')는, 앞의 도 5, 도 7, 도 10 등에 나타낸 빔 주사 장치(MDn(MD1~MD6))의 각각으로 치환할 수 있는 구성으로 되어 있다. 도 23의 빔 주사 장치(MD')를 구성하는 부재에 관해서는, 앞의 빔 주사 장치(MDn)의 부재와 동일한 것에는 동일 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다. 본 제2 실시 형태에 의한 빔 주사 장치(MD')는, 광 도입 광학계('빔 분배 광학계'라고도 함) (BDUn(BDU1~BDU6)) 내의 묘화용 광학 소자(AOMn(AOM1~AOM6))의 다음에 집광되는 빔(LBn(LB1~LB6))을 입사하는 단일 모드의 광 파이버(SMF)로 전송되는 빔(LBn(LB1~LB6))을 도입하도록 구성된다. FIG. 23: shows the structure of the beam scanning apparatus MD 'which concerns on 2nd Embodiment, and the beam scanning apparatus MD' of FIG. 23 is the beam scanning apparatus shown in FIG. 5, FIG. It is a structure which can be substituted by each of MDn (MD1-MD6). About the member which comprises the beam scanning apparatus MD 'of FIG. 23, the same code | symbol is attached | subjected to the same thing as the member of the previous beam scanning apparatus MDn, and the detailed description is abbreviate | omitted. The beam scanning device MD 'according to the second embodiment of the present invention is an optical element for drawing AOMn (AOM1 to AOM6) in a light introduction optical system (also referred to as a' beam distribution optical system ') (BDUn (BDU1 to BDU6)). Next, the light beams LBn (LB1 to LB6) transmitted to the single-mode optical fiber SMF that enters the beams LBn (LB1 to LB6) to be collected are configured to be introduced.

광 파이버(SMF)의 사출단(Pbo)은, 빔 주사 장치(MDn)의 반사 미러(M10)의 +Zt방향으로 고정되고, 사출단(Pbo)에서 수렴한 빔(LB1)은 소정의 개구수(NA)로 발산하면서, 반사 미러(M10)에서 반사하여, 빔 익스팬더(BE)를 구성하는 집광 렌즈(Be1)와 콜리메이트 렌즈(Be2)에 입사한다. 빔(LB1)은, 집광 렌즈(Be1)와 콜리메이트 렌즈(Be2)의 사이의 집광 위치(Pb1)에서 집광한 후, 다시 발산하는 빔(LB1)이 되어 콜리메이트 렌즈(Be2)에 입사하여 평행 광속으로 변환된다. 콜리메이트 렌즈(Be2)로부터 사출한 빔(LB1)은, 앞의 도 7과 마찬가지로, 반사 미러(M12), 상시프트 광학 부재(SR), 편향 조정 광학 부재(DP), 필드 애퍼처(FA), 반사 미러(M13), λ/4 파장판(QW), 실린드리칼 렌즈(CYa), 반사 미러(M14), 폴리곤 미러(PM), fθ 렌즈(FT), 반사 미러(M15), 및 실린드리칼 렌즈(CYb)를 매개로 하여, 기판(FS) 상에 스폿광(SP)으로서 집광된다. 스폿광(SP)이 형성되는 면(기판(FS)의 표면)은, 집광 위치(Pb1) 및 사출단(Pbo)과 광학적으로 공역인 관계로 되어 있다. 또, 도 23에서는, 도 7에서 나타낸 미러(M11), 편광빔 스플리터(BS1), 렌즈계(G10), 광 검출기(DT1)는 생략하고 있다. The exit end Pbo of the optical fiber SMF is fixed in the + Zt direction of the reflection mirror M10 of the beam scanning device MDn, and the beam LB1 converged at the exit end Pbo has a predetermined numerical aperture ( The light is reflected by the reflection mirror M10 and diverges to the condensing lens Be1 and the collimating lens Be2 constituting the beam expander BE. The beam LB1 is focused at the condensing position Pb1 between the condensing lens Be1 and the collimating lens Be2, and then becomes a beam LB1 that diverges again, and enters and collides with the collimating lens Be2. Converted to the speed of light. The beam LB1 emitted from the collimated lens Be2 has the reflection mirror M12, the image shift optical member SR, the deflection adjustment optical member DP, and the field aperture FA, similarly to FIG. 7. , Reflective mirror M13, λ / 4 wave plate QW, cylindrical lens CYa, reflective mirror M14, polygon mirror PM, fθ lens FT, reflective mirror M15, and cylinder The light is collected as spot light SP on the substrate FS via the radical lens CYb. The surface (surface of the board | substrate FS) in which the spot light SP is formed has an optically conjugate relationship with the condensing position Pb1 and the exit end Pbo. In addition, in FIG. 23, the mirror M11, polarizing beam splitter BS1, lens system G10, and photodetector DT1 which were shown in FIG. 7 are abbreviate | omitted.

본 제2 실시 형태에서도, 빔 주사 장치(MD')는 전체로서 조사 중심축(Le1)을 중심으로 소정의 각도 범위에서 회동 가능하도록 지주 부재(BX1)에 축 지지되어 있지만, 광 파이버(SMF)의 사출단(Pbo)은, 조사 중심축(Le1)으로부터 어긋난 임의의 위치에 고정할 수 있다. 자외 파장역의 빔을 고속으로 주사하여 패턴 묘화하는 경우, 기판(FS) 상의 감광성 기능층의 감도에 따라서는, 빔의 에너지(스폿광의 단위면적당 조도)를 상당히 높게 해 둘 필요가 있다. 그 때문에, 도 23과 같이 단일 모드의 광 파이버(SMF)를 사용한 광 전송에서는, 광 파이버의 자외선에 대한 내성을 확보할 수 없는 것도 있다. 그렇지만, 감광성 기능층이, 자외 파장역 보다도 긴 파장, 예를 들면 500nm대(台)~700nm대의 파장의 광에 감도를 가지는 경우는, 도 23과 같이, 단일 모드의 광 파이버(SMF)에 의한 광 전송이 가능해진다. Also in the second embodiment, the beam scanning device MD 'is axially supported by the support member BX1 so as to be rotatable in a predetermined angle range about the irradiation center axis Le1 as a whole, but the optical fiber SMF Can be fixed to any position deviated from the irradiation central axis Le1. When pattern drawing by scanning a beam in the ultraviolet wavelength range at high speed, it is necessary to considerably increase the energy (illuminance per unit area of the spot light) of the beam, depending on the sensitivity of the photosensitive functional layer on the substrate FS. Therefore, in the optical transmission using the single mode optical fiber SMF as shown in Fig. 23, the optical fiber may not be resistant to ultraviolet rays. However, when the photosensitive functional layer has sensitivity to light having a wavelength longer than the ultraviolet wavelength range, for example, a wavelength in the range of 500 nm to 700 nm, as shown in FIG. Light transmission becomes possible.

도 23의 광 파이버(SMF)의 미도시의 입사단은, 앞의 도 5에서 나타낸 광 도입 광학계(BDUn) 내의 묘화용 광학 소자(AOMn) 후의 분기용 미러(M1) 후에 배치된다. 구체적으로는, 미러(M1)에서 반사된 묘화용의 빔(LBn)을 집광 렌즈에 의해서 소정의 NA(개구수)로 집광하는 빔으로 변환하고, 그 집광점(빔 웨이스트(waist) 위치)에, 광 파이버(SMF)의 입사단을 고정해 두면 좋다. The incidence end, not shown, of the optical fiber SMF of FIG. 23 is disposed after the branching mirror M1 after the optical element AOMn for drawing in the light introducing optical system BDUn shown in FIG. 5 above. Specifically, the drawing beam LBn reflected by the mirror M1 is converted into a beam condensed by a condenser lens at a predetermined NA (the number of openings), and at the condensing point (beam waist position). The incident end of the optical fiber SMF may be fixed.

Claims (21)

피조사체에 투사되는 묘화용 빔을 회전 다면경의 회전에 의해서 반복 주사하여, 상기 피조사체 상에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치로서,
상기 회전 다면경의 복수의 반사면 중 상기 묘화용 빔을 반사하는 제1 반사면과는 다른 제2 반사면이 소정의 각도 위치로 된 것을 검지했을 때에 원점 신호를 발생하는 원점 검출부와,
상기 원점 신호가 발생하고 나서 상기 제2 반사면이 상기 제1 반사면이 될 때까지의 상기 회전 다면경의 회전 속도로 정해지는 소정 시간을 기준으로 하여, 상기 원점 신호의 발생으로부터 소정의 지연된 타이밍에 상기 묘화용 빔에 의한 묘화 개시를 지시하는 제어장치를 구비하는 패턴 묘화 장치.
A pattern drawing apparatus which repeatedly scans a drawing beam projected onto an object to be irradiated by rotation of a rotating polyhedron to draw a predetermined pattern on the object to be irradiated.
An origin detecting unit for generating an origin signal when detecting that a second reflecting surface different from the first reflecting surface reflecting the drawing beam among the plurality of reflecting surfaces of the rotating polygon mirror is at a predetermined angle position;
On the basis of a predetermined time determined by the rotational speed of the rotating polygon mirror until the second reflecting surface becomes the first reflecting surface after the origin signal is generated, at a predetermined delayed timing from the generation of the origin signal. A pattern drawing device, comprising a control device for instructing drawing start by the drawing beam.
청구항 1에 있어서,
상기 원점 검출부는,
상기 제2 반사면을 향하여 상기 묘화용 빔과는 다른 빔을 투사하는 빔 송광계와,
상기 제2 반사면에서의 반사빔을 소정의 위치에서 수광하고, 상기 제2 반사면이 소정의 각도 위치로 되었을 때에 상기 원점 신호를 발생하는 빔 수광계를 포함하는 패턴 묘화 장치.
The method according to claim 1,
The origin detection unit,
A beam transmission system for projecting a beam different from the drawing beam toward the second reflection surface;
And a beam light receiving system that receives the reflected beam at the second reflecting surface at a predetermined position and generates the origin signal when the second reflecting surface is at a predetermined angle position.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 반사면은, 상기 회전 다면경의 회전 방향에 관해서, 상기 제1 반사면의 이웃으로 설정되어 있는 패턴 묘화 장치.
The method according to claim 2,
The said 2nd reflective surface is a pattern drawing apparatus set in the neighborhood of the said 1st reflective surface with respect to the rotation direction of the said rotating polygon mirror.
청구항 2에 있어서,
상기 제2 반사면은, 상기 회전 다면경의 회전 방향에 관해서, n면(n는 1이상의 정수)만큼 상기 제1 반사면의 앞으로 설정되어 있는 패턴 묘화 장치.
The method according to claim 2,
And the second reflecting surface is set in front of the first reflecting surface by n planes (n is an integer of 1 or more) with respect to the rotational direction of the rotating polygon mirror.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제어장치는,
상기 원점 검출부에 의해서 검출된 상기 제2 반사면이 상기 제1 반사면으로 되어 상기 묘화용 빔을 반사하는 방향으로 상기 회전 다면경을 회전시키는 패턴 묘화 장치.
The method according to any one of claims 1 to 3,
The control device,
And the second reflecting surface detected by the origin detecting unit serves as the first reflecting surface to rotate the rotating multifaceted mirror in a direction reflecting the drawing beam.
청구항 5에 있어서,
상기 회전 다면경의 반사면수를 Np, 상기 회전 다면경의 1분간 당의 회전수를 Vp[rpm]로 했을 때, 상기 소정 시간은, 60/(Np×Vp)[초]에 근거하여 설정되는 패턴 묘화 장치.
The method according to claim 5,
When the reflection surface number of the rotating polygon mirror is Np and the rotational speed per minute of the rotating polygon mirror is Vp [rpm], the predetermined time is set based on 60 / (Np × Vp) [sec]. .
청구항 2 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 묘화용 빔의 파장은, 상기 피조사체에 형성된 광 감응층을 감광시키는 자외 파장역으로 설정되고,
상기 빔 송광계는, 상기 광 감응층에 대해서 비감광성의 파장역의 빔을 사출하는 광원부를 포함하며,
상기 빔 수광계는, 상기 제2 반사면에서 반사한 상기 반사빔을 스폿광으로 집광하는 렌즈계와, 집광된 상기 스폿광을 수광하여 상기 원점 신호를 출력하는 광 전 변환 소자를 포함하는 패턴 묘화 장치.
The method according to any one of claims 2 to 4,
The wavelength of the drawing beam is set to an ultraviolet wavelength range in which the photosensitive layer formed on the irradiated object is exposed to light,
The beam transmission system includes a light source unit for emitting a beam of a non-photosensitive wavelength range to the light sensitive layer,
The beam receiving system includes a lens system for collecting the reflected beam reflected from the second reflecting surface as spot light, and a photoelectric conversion element for receiving the focused spot light and outputting the origin signal. .
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 회전 다면경에 의해서 반사되는 상기 묘화용 빔을 입사하고, 상기 피조사체 상에 스폿광으로서 집광하면서, 상기 회전 다면경의 회전에 의해서 상기 스폿광을 상기 피조사체 상에서 주주사 방향의 소정 범위에 걸쳐서 소정 속도로 주사하기 위한 텔레센트릭 스캔 렌즈와,
상기 스폿광의 상기 피조사체 상에서의 실효적인 치수보다도 작은 간격으로, 상기 스폿광이 상기 주주사 방향으로 오버랩하는 주파수로 상기 묘화용 빔을 펄스 발진하는 광원 장치를 더 구비하는 패턴 묘화 장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The spot light is incident on the irradiated object over a predetermined range in the main scanning direction by the rotation of the rotating polygonal mirror while injecting the drawing beam reflected by the rotating polygon mirror and condensing it as spot light on the irradiated object. Telecentric scanning lens for scanning at speed,
And a light source device for pulse oscillating the drawing beam at a frequency at which the spot light overlaps in the main scanning direction at intervals smaller than the effective dimension of the spot light on the irradiated object.
청구항 8에 있어서,
상기 광원 장치는, 고휘도인 자외선의 펄스 광을 수백 MHz의 주파수로 사출하는 파이버 앰프 레이저 광원인 패턴 묘화 장치.
The method according to claim 8,
The light source device is a pattern drawing device which is a fiber amplifier laser light source that emits pulsed light of high intensity ultraviolet light at a frequency of several hundred MHz.
피조사체에 투사되는 묘화용 빔을 회전 다면경의 회전에 의해서 반복 주사하여, 상기 피조사체 상에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 방법으로,
상기 회전 다면경의 복수의 반사면 중 상기 묘화용 빔을 반사하는 제1 반사면과는 다른 제2 반사면을 향하여, 상기 묘화용 빔과는 다른 빔을 투사하고, 상기 제2 반사면으로부터의 반사빔을 소정 위치에 배치된 수광부에서 수광하는 것에 의해서, 상기 제2 반사면이 소정의 각도 위치로 된 것을 나타내는 원점 신호를 발생시키는 것과,
상기 원점 신호가 발생하고 나서 상기 제2 반사면이 상기 제1 반사면으로 될 때까지의 상기 회전 다면경의 회전 속도로 정해지는 소정 시간을 기준으로 하여, 상기 원점 신호의 발생으로부터 소정의 지연된 타이밍에 상기 묘화용 빔에 의한 묘화 개시를 지시하는 것을 포함하는 패턴 묘화 방법.
In the pattern drawing method which repeats scanning of the drawing beam projected on a to-be-tested object by rotation of a rotating polyhedron, and drawing a predetermined pattern on the said to-be-tested object,
Projects a beam different from the drawing beam toward the second reflecting surface which is different from the first reflecting surface reflecting the drawing beam among the plurality of reflecting surfaces of the rotating multifaceted mirror, and reflects from the second reflecting surface Receiving a beam at a light receiving portion arranged at a predetermined position, thereby generating an origin signal indicating that the second reflective surface is at a predetermined angle position;
On the basis of a predetermined time determined by the rotational speed of the rotating polygon mirror after the origin signal is generated until the second reflection surface becomes the first reflection surface, at a predetermined delayed timing from the generation of the origin signal. A pattern drawing method comprising instructing drawing start by the drawing beam.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 반사면은, 상기 회전 다면경의 회전 방향에 관해서, 상기 제1 반사면의 이웃으로 설정되어 있는 패턴 묘화 방법.
The method according to claim 10,
The said 2nd reflective surface is a pattern drawing method set as the neighborhood of the said 1st reflective surface regarding the rotation direction of the said rotating polygon mirror.
청구항 10에 있어서,
상기 제2 반사면은, 상기 회전 다면경의 회전 방향에 관해서, n면(n는 1이상의 정수)만큼 상기 제1 반사면의 앞으로 설정되어 있는 패턴 묘화 방법.
The method according to claim 10,
And the second reflecting surface is set in front of the first reflecting surface by n planes (n is an integer of 1 or more) with respect to the rotational direction of the rotating polygon mirror.
청구항 10에 있어서,
상기 원점 신호의 발생에 이용된 상기 제2 반사면이 상기 제1 반사면으로 되어 상기 묘화용 빔을 반사하는 방향으로 상기 회전 다면경을 회전시키는 패턴 묘화 방법.
The method according to claim 10,
And the second reflecting surface used to generate the origin signal becomes the first reflecting surface, and rotates the rotating polygon mirror in a direction reflecting the drawing beam.
청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 회전 다면경의 반사면수를 Np, 상기 회전 다면경의 1분간 당의 회전수를 Vp[rpm]로 했을 때, 상기 소정 시간은, 60/(Np×Vp)[초]의 값에 근거하여 설정되는 패턴 묘화 방법.
The method according to any one of claims 10 to 13,
The pattern is set based on the value of 60 / (Np × Vp) [sec] when the number of reflection surfaces of the rotating polygon mirror is Np and the number of revolutions per minute of the rotating polygon mirror is Vp [rpm]. Drawing method.
청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 묘화용 빔은, 상기 피조사체에 형성된 광 감응층을 감광시키기 위해, 370nm 이하의 파장 대역에 피크 파장을 가지는 자외선 광으로 설정되고,
상기 회전 다면경의 상기 제2 반사면에 투사되는 빔은, 상기 광 감응층에 대해서 비감광성의 파장역의 빔으로 설정되는 패턴 묘화 방법.
The method according to any one of claims 10 to 13,
The drawing beam is set to ultraviolet light having a peak wavelength in a wavelength band of 370 nm or less in order to expose the photosensitive layer formed on the irradiated object,
And a beam projected onto the second reflecting surface of the rotating polygon mirror is set to a beam of a non-photosensitive wavelength range with respect to the light sensitive layer.
청구항 10 내지 청구항 13 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 회전 다면경에서 반사된 상기 묘화용 빔은, 텔레센트릭 스캔 렌즈에 의해서 상기 피조사체 상에 스폿광으로서 집광됨과 아울러, 상기 회전 다면경의 회전에 의해서 상기 피조사체 상의 주주사 방향의 소정 범위에 걸쳐서 소정 속도로 주사되고,
상기 묘화용 빔은, 상기 스폿광의 실효적인 치수보다도 작은 간격으로 상기 스폿광이 상기 주주사 방향으로 오버랩하는 주파수로 펄스 발진하는 펄스 레이저 광원으로부터 사출되는 패턴 묘화 방법.
The method according to any one of claims 10 to 13,
The drawing beam reflected by the rotating polygon mirror is condensed as spot light on the projected object by a telecentric scanning lens, and over a predetermined range in the main scanning direction on the projected object by the rotation of the rotating polygon mirror. Is injected at a predetermined rate,
And the drawing beam is emitted from a pulse laser light source which pulses at a frequency overlapping the spot light in the main scanning direction at intervals smaller than the effective dimension of the spot light.
피조사체에 투사되는 묘화용 빔을 회전 다면경의 회전에 의해서 반복 주사하여, 상기 피조사체 상에 소정의 패턴을 묘화하는 패턴 묘화 장치로서,
자외 파장역의 레이저광을 상기 패턴에 대응한 묘화 데이터에 근거하여 강도 변조하고, 상기 묘화용 빔으로서 사출하는 광원 장치와,
상기 광원 장치로부터의 상기 묘화용 빔을, 상기 회전 다면경의 복수의 반사면 중 소정의 각도 범위가 되는 제1 반사면을 향해서 반사시키는 복수의 미러와,
상기 회전 다면경의 상기 제1 반사면에서 반사된 상기 묘화용 빔을 입사하고, 상기 묘화용 빔을 상기 피조사체 상에 스폿광으로서 집광하면서, 상기 회전 다면경의 회전에 따라서 상기 스폿광을 상기 피조사체 상에서 주주사 방향의 소정 범위에 걸쳐서 소정 속도로 주사하기 위한 텔레센트릭 스캔 렌즈와,
상기 회전 다면경의 복수의 반사면 중, 상기 제1 반사면과는 다르며, 상기 회전 다면경의 회전 방향에 관해서 n면(n는 1이상의 정수)만큼 상기 제1 반사면의 앞에 위치하는 제2 반사면이 특정의 각도 위치로 되었을 때에 펄스 상태의 원점 신호를 발생하는 원점 검출부와,
상기 원점 신호의 발생 시점으로부터, 상기 회전 다면경의 회전 속도에 따라 설정되는 소정의 지연 시간이 경과한 타이밍에, 상기 패턴의 묘화가 개시되도록, 상기 광원 장치에 대해서, 상기 묘화 데이터에 근거한 상기 레이저광의 강도 변조의 개시를 지시하는 제어장치를 구비하는 패턴 묘화 장치.
A pattern drawing apparatus which repeatedly scans a drawing beam projected onto an object to be irradiated by rotation of a rotating polyhedron to draw a predetermined pattern on the object to be irradiated.
A light source device for intensity-modulating the laser light in the ultraviolet wavelength range based on the drawing data corresponding to the pattern, and emitting the same as the drawing beam;
A plurality of mirrors for reflecting the drawing beam from the light source device toward a first reflecting surface that becomes a predetermined angle range among a plurality of reflecting surfaces of the rotating polygon mirror;
The spot beam is incident on the drawing beam reflected from the first reflecting surface of the rotating polygon mirror, and the drawing beam is focused on the irradiated object as spot light, and the spot light is rotated according to the rotation of the rotating polygon mirror. A telecentric scan lens for scanning at a predetermined speed over a predetermined range in the main scanning direction on the image,
The second reflecting surface which differs from the said 1st reflecting surface among the some reflection surfaces of the said rotating polygon mirror, and is located in front of the said 1st reflective surface by n planes (n is an integer of 1 or more) with respect to the rotation direction of the said rotating polygon mirror. A home position detector which generates a home position signal in a pulse state when it reaches this specific angle position,
With respect to the light source device, the drawing of the laser light based on the drawing data is performed so that the drawing of the pattern starts at a timing when a predetermined delay time set according to the rotational speed of the rotating polygon mirror has elapsed from the time of the origin signal generation. A pattern drawing device comprising a control device for instructing the start of intensity modulation.
청구항 17에 있어서,
상기 원점 검출부는,
상기 제2 반사면을 향하여 상기 묘화용 빔과는 다른 빔을 투사하는 빔 송광계와, 상기 제2 반사면에서의 반사빔을 소정의 위치에서 수광하고, 상기 제2 반사면이 상기 특정의 각도 위치로 되었을 때에 상기 원점 신호를 발생하는 빔 수광계를 포함하는 패턴 묘화 장치.
The method according to claim 17,
The origin detection unit,
A beam transmission system that projects a beam different from the drawing beam toward the second reflection surface, and a reflection beam at the second reflection surface is received at a predetermined position, and the second reflection surface is the specific angle; And a beam receiving system which generates the origin signal when it is in position.
청구항 18에 있어서,
상기 광원 장치는,
상기 피조사체에 형성된 광 감응층을 감광시키는 자외선의 파장역으로 설정되고, 수백 MHz의 주파수로 발광하는 펄스 광을, 상기 묘화 데이터에 근거하여 강도 변조하여 상기 묘화용 빔으로서 사출하는 펄스 레이저 광원이며,
상기 빔 송광계로부터 상기 회전 다면경의 상기 제2 반사면에 투사되는 상기 빔의 파장은, 상기 광 감응층에 대해서 비감광성의 파장역으로 설정되는 패턴 묘화 장치.
The method according to claim 18,
The light source device,
A pulsed laser light source that is set to a wavelength range of ultraviolet light that exposes the photosensitive layer formed on the irradiated object and emits pulsed light that emits light at a frequency of several hundred MHz as an intensity modulated based on the drawing data and emits it as the drawing beam. ,
And a wavelength of the beam projected from the beam transmitting system onto the second reflecting surface of the rotating polygon mirror is set to a non-photosensitive wavelength range with respect to the light sensitive layer.
청구항 17 내지 청구항 19 중 어느 하나의 항에 있어서,
상기 제2 반사면은, 상기 회전 다면경의 회전 방향에 관해서 상기 제1 반사면의 이웃으로 설정되는 패턴 묘화 장치.
The method according to any one of claims 17 to 19,
And the second reflecting surface is set to a neighborhood of the first reflecting surface with respect to the rotational direction of the rotating polygon mirror.
청구항 18 또는 청구항 19에 있어서,
상기 빔 수광계는,
상기 회전 다면경의 상기 제2 반사면에서 반사된 상기 반사빔을 입사하고, 스폿광으로 집광하는 렌즈계와, 상기 렌즈계에 의해 집광된 상기 반사빔의 스폿광을 수광하여 상기 원점 신호를 출력하는 광전 변환 소자를 가지고,
상기 렌즈계는, 상기 회전 다면경의 상기 제2 반사면이 상기 렌즈계의 초점의 위치가 되도록 설정되는 패턴 묘화 장치.
The method according to claim 18 or 19,
The beam receiver is,
A photoelectric conversion that receives the reflected beam reflected from the second reflecting surface of the rotating polygon mirror and collects spot light and spot light of the reflected beam collected by the lens system to output the origin signal Take the device,
And the lens system is set so that the second reflective surface of the rotating polygon mirror becomes the position of the focal point of the lens system.
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