KR20230113630A - 패턴 노광 장치 및 패턴 노광 방법 - Google Patents

Abstract

기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 구비한 패턴 노광 장치는, 제1 빔을 출사하는 제1 광원 장치와, 제2 빔을 출사하는 제2 광원 장치와, 제1 광원 장치로부터의 제1 빔과 제2 광원 장치로부터의 제2 빔 각각이, 묘화 유닛에 입사되도록 합성하는 빔 합성부와, 기판 상에 투사되는 제1 빔에 의한 제1 스폿광의 형상과 제2 빔에 의한 제2 스폿광의 형상을 서로 다르게 하도록, 빔 합성부에 입사되는 제1 빔과 제2 빔 각각의 단면 형상을 서로 다르게 하는 빔 형상 변형부와, 기판 상에 묘화하는 패턴의 적어도 엣지부를, 제1 스폿광과 제2 스폿광 중 어느 일방, 또는 양방으로 묘화하도록 제어하는 제어 장치를 구비한다.

Description

패턴 노광 장치 및 패턴 노광 방법

본 발명은 기판 상에 전자 디바이스 등의 패턴을 묘화 데이터에 따라 강도 변조된 묘화 빔에 의해서 노광하는 패턴 노광 장치 및 패턴 노광 방법에 관한 것이다.

종래부터, 기판 상에 미세한 전자 디바이스를 제조하는 과정에서는, 기판 상의 감광층으로서의 레지스터층에 전자 디바이스의 패턴(배선층, 전극층, 반도체층, 절연층 등의 형상을 규정하는 패턴)에 대응한 노광빔(광빔이나 전자빔 등)을 조사하는 노광 공정과, 노광 후의 기판을 현상하고, 레지스터층의 잔막부와 제거부에 의해서 패턴을 출현시키는 현상 공정을 포함하는 포토리소그래피 처리가 실시되고 있다. 그 노광 공정에서 사용되는 노광 장치로서, 노광해야 할 패턴에 따른 묘화 데이터(CAD 데이터)에 기초하여 노광빔을 동적으로 강도 변조하는 마스크리스 방식이 알려져 있다. 마스크리스 방식의 하나로서, 레이저 빔 프린터와 같이, 묘화 데이터에 응답하여 강도 변조되는 스폿광을 회전 폴리곤 미러로 고속으로 주사하는 스폿 주사 방식의 묘화 장치가 알려져 있다. 스폿 주사 방식에서는, 통상, 감광 기판의 표면에 투사되는 미세한 원형 모양의 스폿광의 강도를, 디지털 묘화 데이터(비트 맵 형식의 2진 정보)에 따라 온/오프시키므로, 미세한 비스듬한 선(스폿광의 주사 방향에 대해서 비스듬하게 기울어진 엣지)을 묘화했을 경우, 현상 후에 나타내지는 레지스터층에 의한 비스듬한 선 패턴의 엣지부에 계단 모양의 톱니 모양이 발생하기 쉽다.

그러한 톱니 모양의 저감을 위해, 레이저 빔 프린터에서는, 예를 들면, 일본 특개 평5－232414호 공보에 개시되어 있는 것처럼, 화상 신호(묘화 데이터)에 따라 변조되는 반도체 레이저로부터의 빔을, 전기 광학 결정으로 만들어진 광 마이크로 셔터 어레이에 의한 가변 애퍼처 소자를 통과하고 나서 회전 다면경에 입사시켜, 회전 다면경에서 반사된 빔을, 결상 렌즈(fθ 렌즈) 등을 통해서 감광체 상에 스폿으로서 결상하는 레이저 기록 장치가 알려져 있다. 그 가변 애퍼처 소자는, 전기 광학적인 변조(편광 전환)에 의해서 개구량이나 개구 위치를 바꿈으로써, 빔의 크기나 중심 위치를 바꾸도록 구성된다. 그것에 의해, 일본 특개 평5－232414호 공보에서는, 감광체면 상에서의 부주사 방향의 빔 지름(스폿 지름)을 가변으로 하고, 1도트 내에서 복수의 계조(階調)를 설정할 수 있도록 함과 아울러, 부주사 방향에 관하여 빔의 중심 위치를 가변으로 함으로써, 부주사 방향의 스폿에 의한 기록 피치를 변화시켜, 사선의 톱니 모양을 저감시킨 화상 출력을 얻고 있다.

일본 특개 평5－232414호 공보와 같이 가변 애퍼처 소자를 이용하는 경우, 필연적으로 빔의 단면 내에서의 일부가 차단되게 되어, 감광체면 상에서의 스폿의 광량(강도)이 저하된다. 그 때문에, 일본 특개 평5－232414호 공보에서는, 반도체 레이저로부터의 광 출력의 일부를 수광 소자로 모니터하여, 그 수광 신호와 발광 레벨 지령 신호가 동등해지도록 반도체 레이저의 구동 전류를 제어하는 광·전기 음귀환 루프를 마련하여, 광량 변동(저하)을 보정하고 있다. 그렇지만, 감광체로의 화상 출력에 소요되는 시간을 최대한 짧게 하기 위해, 반도체 레이저로부터의 광 출력이 원래 크게 설정되어 있는 경우, 가변 애퍼처 소자에 의한 빔 광량의 손실분에 알맞은 반도체 레이저의 광 출력의 증대에는 한계가 있다. 또, 일본 특개 평5－232414호 공보에서는, 톱니 모양을 저감시키기 위해, 감광체 상에 투사되는 스폿(도트)은 원형인 채로, 상이한 지름의 것을 늘어 놓고 있고, 이웃한 스폿(도트)끼리가 반드시 연결되어 있지는 않다. 따라서, 일본 특개 평5－232414호 공보와 같이 스폿(도트)의 지름을 상이하게 하는 방식에서는, 미세한 전자 패턴, 특히 선폭이 가는 배선 패턴을 형성할 때, 패턴의 일부가 끊어지는 단선의 염려가 생긴다.

본 발명의 제1 양태는, 광원 장치로부터 공급되는 빔에 의한 스폿광을 주주사 방향으로 주사하여 기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 구비한 패턴 노광 장치로서, 제1 빔을 출사하는 제1 광원 장치와, 제2 빔을 출사하는 제2 광원 장치와, 상기 제1 광원 장치로부터의 상기 제1 빔과 상기 제2 광원 장치로부터의 상기 제2 빔 각각이, 상기 묘화 유닛에 입사되도록 합성하는 빔 합성부와, 상기 기판 상에 투사되는 상기 제1 빔에 의한 제1 스폿광의 형상과 상기 제2 빔에 의한 제2 스폿광의 형상을 서로 다르게 하도록, 상기 빔 합성부에 입사되는 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 각각의 단면 형상을 서로 다르게 하는 빔 형상 변형부와, 상기 기판 상에 묘화하는 패턴의 적어도 엣지부를, 상기 제1 스폿광과 상기 제2 스폿광 중 어느 일방, 또는 양방으로 묘화하도록 제어하는 제어 장치를 구비한다.

본 발명의 제2 양태는, 광원 장치로부터 공급되는 빔에 의한 스폿광을 주주사 방향으로 주사하여 기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 구비한 패턴 노광 장치로서, 상기 광원 장치로부터 출사되는 단면 형상이 원형인 빔을 제1 빔과 제2 빔으로 분할하는 광 분할부와, 상기 제1 빔의 광로에 마련되고, 상기 제1 빔의 단면 형상을 원형으로부터 변형시켜, 상기 제1 빔의 투사에 의한 상기 기판 상에서의 제1 스폿광의 형상을 제1 형상으로 하는 제1 빔 형상 변형부와, 상기 제2 빔의 광로에 마련되고, 상기 제2 빔의 단면 형상을 원형으로부터 변형시켜, 상기 제2 빔의 투사에 의한 상기 기판 상에서의 제2 스폿광의 형상을 상기 제1 형상과 상이한 제2 형상으로 하는 제2 빔 형상 변형부와, 상기 제1 빔 형상 변형부로부터의 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 형상 변형부로부터의 상기 제2 빔을, 상기 묘화 유닛에 입사되도록 합성하는 빔 합성부와, 상기 기판 상에 묘화하는 패턴을, 상기 제1 스폿광과 상기 제2 스폿광 중 어느 일방으로 묘화하도록 제어하는 제어 장치를 구비한다.

본 발명의 제3 양태는, 광원 장치로부터 공급되는 빔에 의한 스폿광을, 묘화 데이터 상에서 규정되는 화소마다의 화소 정보에 따라 주주사 방향으로 주사하여 상기 기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 이용한 패턴 노광 방법으로서, 상기 주주사 방향으로 주사되는 상기 화소의 열 중에, 상기 주주사 방향과 교차하여 비스듬하게 연장되는 패턴의 엣지부가 되는 엣지 화소가 포함될 때는, 적어도 상기 엣지 화소에 투사되는 상기 스폿광의 형상은, 상기 패턴이 비스듬하게 연장되는 방향에 따른 방향으로 장축이 기울어진 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 설정된다.

본 발명의 제4 양태는, 광원 장치로부터 공급되는 빔에 의한 스폿광을 주주사 방향으로 주사하여 기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 구비한 패턴 노광 장치로서, 상기 광원 장치로부터의 상기 빔이 입사되어, 상기 빔의 단면 형상을 변형시킨 빔을 상기 묘화 유닛으로 안내하는 빔 형상 변형부를 가지고, 상기 빔 형상 변형부는 상기 빔의 단면 형상을 원형으로부터 비원형으로 변형시킨다.

도 1은 제1 실시 형태에 의한 패턴 노광 장치의 개략적인 전체 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 4개의 묘화 유닛(MU1~MU4) 중, 대표하여 묘화 유닛(MU1)의 개략적인 내부 구성을 나타내는 사시도이다.
도 3의 (A), 도 3의 (B)는 도 2에 나타낸 묘화 유닛(MU1) 내의 빔 익스팬더(BEX)를 통과하는 3개의 묘화용의 빔(B1a, B1b, B1c)의 상태를 과장하여 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1에 나타낸 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C)와 빔 합성부(BD1A)의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 5의 (A)~도 5의 (C)는, 도 4에 나타낸 빔 형상 변형부(10B)(또는 10C) 내의 광학 부재의 배치를 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 1에 나타낸 빔 스위칭부(BD1B) 내의 광학 부재의 배치와 광로를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 7의 (A), 도 7의 (B)는, 도 6 중의 초단의 음향 광학 변조 소자(AM3)에 입사되는 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 회절빔이, 대응하는 묘화 유닛(MU3)을 향해서 분기되는 상태를 과장하여 나타낸 도면이다.
도 8은 빔 스위칭부(BD1B, BD2B) 각각으로부터 묘화 유닛(MU1~MU4) 각각에 입사되는 빔(Bna, Bnb, Bnc)의 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9의 (A)는 시트 기판(P) 상에 노광되는 라인＆스페이스 모양의 패턴(PT1, PT2, PT3)의 일례를 나타내고, 도 9의 (B)는 그 패턴을 확대한 일부분의 묘화 데이터 상의 화소 맵(비트 맵)의 일례를 나타낸다.
도 10은 도 9의 (A), 도 9의 (B) 중에 나타낸 패턴(PT2) 중의 1개의 비스듬한 라인 패턴의 일부를 묘화할 때의 동작을 설명하는 도면이다.
도 11은 도 9의 (B)에 나타낸 비스듬한 선의 일부를 묘화하기 위한 묘화 데이터 중, 화소열(데이터열)(AL1, AL2) 각각에 대응한 비트 맵 정보를 설명하는 도면이다.
도 12의 (A)는 변형예 1의 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B) 내의 광로를 나타내는 도면이고, 도 12의 (B)는 도 12의 (A)의 광로에 의해서, 시트 기판(P) 상에 투사되는 스폿광(SPa, SPb, SPc)의 배치 상태를 나타내는 도면이다.
도 13은 도 5의 (A)~도 5의 (C)에 나타낸 빔 압축계(OM2)의 변형예에 의한 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 14는 도 4에 나타낸 빔 합성부(BD1A)(BD2A)의 제2 실시 형태에 의한 구성을 나타내는 도면이다.
도 15는 도 14의 빔 합성부(BD1A)와, 도 6의 빔 스위칭부(BD1B)와, 묘화 유닛(MU3)(또는 MU1)을 이용한 패턴의 묘화 동작의 일례를 설명하는 도면이다.
도 16은 매트릭스 모양으로 배열되는 복수의 직사각형 패턴 각각의 주변 엣지부에 주는 노광량을 증대시키는 특수 노광의 묘화 동작의 일례를 나타내는 도면이다.
도 17은 2개의 광원 장치만을 이용한 변형예 4에 의한 빔 합성부의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 18의 (A)~도 18의 (D)는 도 17의 구성을 이용하여, 패턴의 엣지부의 방향성에 따라서 전환되는 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향의 조합을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 19는 1개의 광원 장치(LSe)로부터의 빔(LBe)에 의해서, 2개의 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)을 만드는 광학 구성의 변형예를 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 20은 광원 장치와 빔 형상 변형부(10B, 10C)를 포함하는 빔 합성부(BD1A)(BD2A)의 변형예에 의한 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다.

본 발명의 양태에 따른 패턴 노광 장치 및 패턴 노광 방법에 대해서, 바람직한 실시 형태를 들어, 첨부 도면을 참조하면서 이하에서 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명의 양태는, 이들 실시 형태로 한정되는 것이 아니라, 다양한 변경 또는 개량을 더한 것도 포함된다. 즉, 이하에 기재한 구성요소에는, 당업자가 용이하게 상정할 수 있는 것, 실질적으로 동일한 것이 포함되며, 이하에 기재한 구성요소는 적절히 조합하는 것이 가능하다. 또, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서 구성요소의 다양한 생략, 치환 또는 변경을 행할 수 있다.

〔제1 실시 형태〕

도 1은 제1 실시 형태에 의한 패턴 노광 장치의 개략적인 전체 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태의 패턴 노광 장치는, 도 1에 나타내는 것 같이, 플렉서블한 장척(長尺)의 시트 기판(P)(이하, 간단하게 기판(P)이라고도 함) 상에 도공(塗工)된 감광층(레지스트층)에, 전자 디바이스(표시 디바이스, 배선 디바이스, 센서 디바이스 등)에 대응한 각종의 패턴을 스폿광의 주사에 의해 마스크리스 방식으로 노광한다. 이러한 패턴 노광 장치는, 예를 들면, 국제 공개 제2015/152218호, 국제 공개 제2015/166910호, 국제 공개 제2016/152758호, 국제 공개 제2017/057415호 등에 개시되어 있다.

도 1에 나타내는 것처럼, 본 실시 형태의 패턴 노광 장치(EX)는 중력 방향을 Z축으로 하는 직교 좌표계 XYZ의 XY면과 평행한 설치 장소(공장 등)의 바닥면에 설치된다. 노광 장치(EX)는 시트 기판(P)를 안정되게 지지하여 일정 속도로 장척 방향으로 반송하기 위한 회전 드럼(DR)과, 시트 기판(P)의 감광층에 패턴을 묘화하는 4개의 묘화 유닛(MU1~MU4)과, 홀수 번째의 묘화 유닛(MU1, MU3) 각각에 묘화용의 빔(B1, B3)을 공급하기 위한 3개 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C)(총칭하는 경우는 광원 장치(LS1)라고 함)와, 짝수 번째의 묘화 유닛(MU2, MU4) 각각에 묘화용의 빔(B2, B4)(도 1에서는 도시하지 않음)을 공급하기 위한 3개의 광원 장치(LS2A, LS2B, LS2C)(총칭하는 경우는 광원 장치(LS2)라고 함)와, 빔 합성부(BD1A, BD2A)와, 빔 스위칭부(BD1B, BD2B)를 구비하고 있다.

빔 합성부(BD1A)는 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C) 각각으로부터의 빔을 소정의 조건(자세한 것은 후술함)으로 합성하여, 빔 스위칭부(BD1B)에 송출함과 아울러, 광원 장치(LS1B, LS1C) 각각으로부터의 빔에 대해서는, 그 단면 형상을 원형으로부터 슬롯 형상(장타원 형상)으로 변형한다. 마찬가지로, 빔 합성부(BD2A)는 광원 장치(LS2A, LS2B, LS2C) 각각으로부터의 빔을 소정의 조건(자세한 것은 후술함)으로 합성하여, 빔 스위칭부(BD2B)에 송출함과 아울러, 광원 장치(LS2B, LS2C) 각각으로부터의 빔에 대해서는, 그 단면 형상을 원형으로부터 슬롯 형상(장타원 형상)으로 변형한다. 또한, 광원 장치(LS1A, LS2A) 각각으로부터의 빔에 대해서는, 그 단면 형상을 거의 원형인 그대로 하고 있다. 광원 장치(LS1, LS2) 각각은, 예를 들면, 국제 공개 제2015/166910호, 국제 공개 제2017/057415호에 개시되어 있는 것 같은 파이버 앰프 레이저 광원이며, 파장 400nm 이하의 자외파장대에 중심 파장을 가지는 자외 빔을, 묘화 데이터(「0」, 「1」의 2진으로 나타내지는 화소 비트 데이터)에 따라서, 수백MHz(예를 들면, 400MHz)로 버스트 모양으로 펄스 발진한다.

빔 스위칭부(BD1B)는 합성된 3개의 빔을 동시 또는 비동시에 직렬로 통과시키도록 배치되는 초단의 음향 광학 변조 소자와 2단째의 음향 광학 변조 소자를 구비한다. 초단의 음향 광학 변조 소자에서 회절 편향된 빔은 홀수 번째의 묘화 유닛(MU3)에 송출되고, 2단째의 음향 광학 변조 소자에서 회절 편향된 빔은 홀수 번째의 묘화 유닛(MU1)에 송출된다. 마찬가지로, 빔 스위칭부(BD2B)는 합성된 3개의 빔을 동시 또는 비동시에 직렬로 통과시키도록 배치되는 초단의 음향 광학 변조 소자와 2단째의 음향 광학 변조 소자를 구비한다. 초단의 음향 광학 변조 소자에서 회절 편향된 빔은 짝수 번째의 묘화 유닛(MU4)에 송출되고, 2단째의 음향 광학 변조 소자에서 회절 편향된 빔은 짝수 번째의 묘화 유닛(MU2)에 송출된다.

회전 드럼(DR)은 XY면의 Y축과 평행한 회전 중심선(AXo)으로부터 일정 반경의 원통 모양의 외주(外周)면과, 회전 중심선(AXo)과 동축으로 회전 드럼(DR)의 Y방향의 양단측으로 돌출된 샤프트(Sft)를 가진다. 시트 기판(P)은 회전 드럼(DR)의 거의 둘레 절반분의 외주면을 따라서 장척 방향으로 밀착 지지되어, 도시하지 않은 회전 구동 모터로부터의 회전 토크에 의한 회전 드럼(DR)의 등속 회전에 의해서 장척 방향으로 일정한 속도로 반송된다. 또한, 시트 기판(P)의 모재는, PET(폴리에틸렌·테레프탈레이트) 필름, PEN(폴리에틸렌·나프탈레이트) 필름, 폴리이미드 필름 등의 수지재로 하지만, 그 외에, 예를 들면 두께 100μm 이하의 극박(極薄)의 시트 모양으로 형성하고 가요성을 갖게 한 유리재, 압연(壓延) 등으로 얇게 시트 모양으로 형성한 스텐레스 등의 금속재, 혹은 셀룰로오스 나노 섬유를 함유하는 종이재 등이어도 된다.

복수의 묘화 유닛(MU1~MU4)은 회전 드럼(DR)의 상방 공간에 Y방향으로 늘어서도록 배치되지만, 홀수 번째의 묘화 유닛(MU1, MU3) 각각과, 짝수 번째의 묘화 유닛(MU2, MU4) 각각은, XZ면 내에서 보았을 때, YZ면과 평행하고 회전 중심선(AXo)을 포함하는 중심면에 대해서 대칭으로 배치된다. 홀수 번째의 묘화 유닛(MU1, MU3) 각각은, 시트 기판(P)에 투사되는 빔(B1, B3)(빔(B3)은 도 1에서는 도시하지 않음)의 중심선의 연장이 회전 중심선(AXo)을 향함과 아울러, XZ면 내에서 보았을 때에 중심면으로부터 반시계 방향으로 일정 각도(θu)만큼 기울어지도록 배치된다. 마찬가지로, 짝수 번째의 묘화 유닛(MU2, MU4) 각각은, 시트 기판(P)에 투사되는 빔(B2, B4)(빔(B4)은 도 1에서는 도시하지 않음)의 중심선의 연장이 회전 중심선(AXo)을 향함과 아울러, XZ면 내에서 보았을 때에 중심면으로부터 시계 방향으로 일정 각도(θu)만큼 기울어지도록 배치된다.

묘화 유닛(MU1~MU4) 각각은, 예를 들면, 국제 공개 제2016/152758호, 국제 공개 제2019/082850호에 개시되어 있는 것처럼, 복수의 미러, 복수의 렌즈, 회전 폴리곤 미러(PM), 및 텔레센트릭한 fθ 렌즈계(FT) 등을 가진다. 빔 스위칭부(BD1B)로부터 사출되고, 대응하는 홀수 번째의 묘화 유닛(MU1, MU3) 각각에 입사되는 빔(B1, B3)의 중심선의 연장, 및 빔 스위칭부(BD2B)로부터 사출되고, 대응하는 짝수 번째의 묘화 유닛(MU2, MU4) 각각에 입사되는 빔(B2, B4)의 중심선의 연장은, 각각 회전 드럼(DR)의 회전 중심선(AXo)과 교차하도록 설정된다. 그리고, 묘화 유닛(MU1~MU4) 각각의 회전 폴리곤 미러(PM)의 회전에 의해서, 시트 기판(P) 상에서 주사되는 빔(B1~B4) 각각의 스폿광의 궤적으로서의 묘화 라인(SL1~SL4)(SL3, SL4는 도시하지 않음)은 Y축과 평행하게 설정된다.

묘화 라인(SL1~SL4) 각각에 의해서 묘화되는 패턴은, 시트 기판(P)의 장척 방향의 이동에 따라서 Y방향으로 이음 노광된다. 또한, 묘화 유닛(MU1~MU4)의 내부에서는, 입사하는 빔(B1~B4) 각각과 평행하게 설정되는 Zt축과, 각각 Zt축과 직교하는 Xt축, Yt축으로 규정되는 직교 좌표계 XtYtZt를 설정한다. 따라서, 그 직교 좌표계 XtYtZt의 Yt축은, 직교 좌표계 XYZ의 Y축과 평행임과 아울러, 직교 좌표계 XtYtZt는 직교 좌표계 XYZ의 XY면에 대해서 Y축의 둘레로 일정 각도(θu)만큼 기울어진 것이 된다.

도 2는 도 1에 나타낸 묘화 유닛(MU1~MU4) 중, 대표하여 묘화 유닛(MU1)의 개략적인 내부 구성을 나타내는 사시도이다. 도 2의 묘화 유닛(MU1)의 구성은, 예를 들면 국제 공개 제2016/152758호에 개시된 구성과 거의 동일하므로, 간단하게 설명한다. 빔 스위칭부(BD1B)로부터의 빔(B1)에는, 패턴의 묘화시에, 3개의 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C) 각각으로부터 사출되는 빔으로부터 만들어지는 3개의 빔(B1a, B1b, B1c) 중 적어도 1개가 포함된다. 3개의 빔(B1a, B1b, B1c)(총칭할 때는 빔(B1)이라고 함)은, 모두 직경이 1mm 이하인 평행 광속이고, 서로 소정의 교차각을 유지하여 묘화 유닛(MU1) 내의 미러(M10)에 입사된다. 미러(M10)에서 90도로 반사된 빔(B1)은, 광축(AXu1)을 따라서 배치되는 렌즈(LGa, LGb)에 의한 빔 익스팬더(확대계)(BEX)를 통과한 후, 미러(M11)에서 90도로 반사되어 편광빔 스플리터(PBS)에 입사된다.

빔(B1)은 Zt축 방향과 직교한 방향의 직선 편광이 되므로, 편광빔 스플리터(PBS)에서 효율적으로 반사되고, 미러(M12)에서 90도로 반사되어 -Zt방향으로 진행하고, 미러(M13)에서 90도로 반사되어 ＋Xt방향으로 진행한다. 미러(M13)에서 반사된 빔(B1)은, 1/4 파장(λ／4)판(QP)과, 제1 실린드리컬 렌즈(CYa)를 통과한 후, 미러(M14)에서 반사되어, 회전 폴리곤 미러(PM)의 하나의 반사면(Rp1)에 이른다. 회전 폴리곤 미러(PM)의 반사면(Rp1)에서 반사된 빔(B1)은, 회전 폴리곤 미러(PM)의 회전에 의해서 XtYt면 내에서 편향되어, Xt축과 평행한 광축(AXf1)을 가지는 텔레센트릭한 fθ 렌즈계(FT)에 입사된다.

fθ 렌즈계(FT)의 직후에는, 광축(AXf1)을 90도로 절곡(切曲)시키는 미러(M15)가 배치되고, fθ 렌즈계(FT)로부터 사출한 빔(B1)은, 미러(M15)에서 Zt축과 평행이 되도록 90도로 반사된다. 미러(M15)와 시트 기판(P)의 사이에는, 제2 실린드리컬 렌즈(CYb)가 배치되고, fθ 렌즈계(FT)로부터 사출되는 빔(B1)(3개의 빔(B1a, B1b, B1c) 중 적어도 1개를 포함함)은, 시트 기판(P) 상에서 스폿광(SPa, SPb, SPc) 중 적어도 1개가 되어 집광된다. 그 스폿광(SPa, SPb, SPc)은 회전 폴리곤 미러(PM)의 회전에 의해서 Yt축(Y축)과 평행한 묘화 라인(주사선)(SL1)을 따라서 일차원으로 주사된다. 또한, 도 2 중의 선(LE1)은, 미러(M10)로부터 제2 실린드리컬 렌즈(CYb)까지의 광학 부재를 포함하는 묘화 유닛(MU1)의 전체를 미소 회전시켜 묘화 라인(SL1)을 기울일 때의 회전 중심선을 나타낸다. 선(LE1)의 연장선은 묘화 라인(SL1)의 Yt방향의 중점을 통과함과 아울러, 미러(M10)에 입사되는 빔(B1)(B1a, B1b, B1c의 전체)을 사출하는 빔 스위칭부(BD1B) 내의 렌즈계의 광축과 동축으로 설정되어 있다.

도 2에 나타낸 묘화 유닛(MU1)에 있어서, 편광빔 스플리터(PBS)를 사이에 두고 미러(M12)의 반대측에 배치되는 렌즈계(LGc)와 광전 센서(DT)는, 스폿광(SP)의 투사에 의해 시트 기판(P)으로부터 발생하는 반사광을 수광한다. 광전 센서(DT)로부터의 광전 신호의 파형을 해석함으로써, 시트 기판(P) 상에 이미 형성되어 있는 패턴의 위치 정보를 얻을 수도 있다. 또, 도 2에 있어서, 빔 익스팬더(BEX)의 내부의 면(OPa)은 렌즈(LGa)의 후측 초점임과 아울러, 렌즈(LGb)의 전측 초점에 설정되어 있고, 빔(B1)(B1a, B1b, B1c 중 적어도 1개)은 면(OPa)의 위치에서 단면 치수가 수십 μm인 빔 웨이스트로 집광된다. 면(OPa)은 최종적으로 시트 기판(P)의 표면과 광학적으로 공역인 관계(결상 관계)로 되어 있다. 렌즈(LGb)를 통과한 빔(B1a, B1b, B1c) 각각의 단면 치수(직경 등)는 수mm 이상으로 확대된 평행 광속이 된다. 또한, 제1 실린드리컬 렌즈(CYa), 제2 실린드리컬 렌즈(CYb)는, fθ 렌즈계(FT)와 협동하여, 회전 폴리곤 미러(PM)의 반사면 마다의 틸팅(tilting)의 차이에 의한 스폿광(SP)(묘화 라인(SL1))의 Xt방향의 위치 변동을 보정한다.

도 3의 (A), 도 3의 (B)는 도 2의 묘화 유닛(MU1) 내의 빔 익스팬더(BEX)를 통과하는 빔(B1)(B1a, B1b, B1c)의 상태를 과장하여 나타낸 도면이다. 도 3의 (A)에서는, 빔 익스팬더(BEX)의 구성이, 다른 묘화 유닛(MU2, MU3, MU4)에서도 동일하므로, 빔 익스팬더(BEX)에 입사되는 빔을 Bn(n=1~4)으로 일반화하여 나타내고, 빔(Bn)에 포함되는 3개의 빔도 Bna, Bnb, Bnc(n=1~4)로 일반화하여 나타내고, 또한 광축도 AXun(n=1~4)로 일반화하여 나타낸다. 본 실시 형태에서는, 광원 장치(LS1A, LS2A) 각각으로부터 빔 합성부(BD1A, BD2A)와 빔 스위칭부(BD1B, BD2B)를 통해서, 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)에 입사되는 빔(Bna)(n=1~4)은, 광축(AXun)(n=1~4)과 동축이 되도록 설정되어 있다.

한편, 광원 장치(LS1B, LS2B) 각각으로부터 빔 합성부(BD1A, BD2A)와 빔 스위칭부(BD1B, BD2B)를 통해서 생성되는 빔(Bnb)(n=1~4)은, XtYt면과 평행한 광축(AXun)(n=1~4)을 포함하는 면 내에서 광축(AXun)(n=1~4)에 대해서 일정한 각도로 기울어져 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)에 입사된다. 마찬가지로, 광원 장치(LS1C, LS2C) 각각으로부터 빔 합성부(BD1A, BD2A)와 빔 스위칭부(BD1B, BD2B)를 통해서 생성되는 빔(Bnc)(n=1~4)은, XtYt면과 평행한 광축(AXun)(n=1~4)을 포함하는 면 내에서 광축(AXun)(n=1~4)에 대해서 일정한 각도로 기울어져 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)에 입사된다. 빔 익스팬더(BEX)에 입사되는 2개의 빔(Bnb, Bnc)(n=1~4)은, 광축(AXun)(n=1~4) 혹은 빔(Bna)(n=1~4)을 사이에 두고 대칭적인 기울기를 가지고 렌즈(LGa)에 입사된다.

렌즈(LGa)에 입사되는 빔(Bna)(n=1~4)은 평행 광속이므로, 빔 익스팬더(BEX) 내에서의 동면(瞳面)에 상당하는 면(OPa)에는, 도 3의 (B)에 나타내는 것처럼, 빔(Bna)의 빔 웨이스트에 의한 원형의 스폿(SPa＇)이 광축(AXun)(n=1~4) 상에 형성된다. 마찬가지로, 렌즈(LGa)에 입사되는 빔(Bnb, Bnc)(n=1~4)도 평행 광속이므로, 빔 익스팬더(BEX) 내의 면(OPa)에는, 도 3의 (B)에 나타내는 것처럼, 빔(Bnb)의 빔 웨이스트에 의한 스폿(SPb＇)과 빔(Bnc)의 빔 웨이스트에 의한 스폿(SPc＇)이, 광축(AXun)(스폿(SPa＇))을 사이에 둔 Yt방향의 대칭적인 위치에 형성된다. 먼저 설명한 것처럼, 빔(Bnb, Bnc)의 단면 형상은, 각각 빔 합성부(BD1A, BD2A)에 의해서 슬롯 모양(장타원 모양)으로 성형되어 있기 때문에, 스폿(SPb＇, SPc＇) 각각도 슬롯 모양(장타원 모양)으로 되어 있다.

단, 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿(SPb＇)의 단면 분포의 장축 방향은, 면(OPa) 내에서 Yt축으로 대해 ＋45도로 설정되고, 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿(SPc＇)의 단면 분포의 장축 방향은, 면(OPa) 내에서 Yt축으로 대해 -45도로 설정되어 있다. 또, 면(OPa) 내에서, 스폿(SPb＇)의 단면 분포의 중심점은 원형의 스폿(SPa＇)의 단면 분포의 중심점(광축(AXun))으로부터 간격 Δyb＇만큼 떨어지고, 스폿(SPc＇)의 단면 분포의 중심점은 스폿(SPa＇)의 단면 분포의 중심점(광축(AXun))으로부터 간격 Δyc＇만큼 떨어지도록 설정되어 있는 것으로 한다.

면(OPa)에서 수렴된 빔(Bna, Bnb, Bnc)은, 각각 발산하면서 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGb)에 입사된다. 그 때, 렌즈(LGa)로부터 렌즈(LGb) 사이의 광로에 있어서, 빔(Bna, Bnb, Bnc) 각각의 주광선(중심광선)은 광축(AXun)과 거의 평행이 되도록 설정되어 있다. 렌즈(LGb)를 통과한 빔(Bna)은, 단면 분포가 확대된 원형의 평행 광속이 되어 광축(AXun)과 동축으로 진행한다. 또, 렌즈(LGb)를 통과한 빔(Bnb, Bnc) 각각은, 단면 분포가 확대된 슬롯 모양(장타원 모양)인 평행 광속이 되어 광축(AXun)에 대해서 기울어져 진행한다. 앞의 도 2에서 설명한 것처럼, 면(OPa)은 최종적으로 시트 기판(P)의 표면과 광학적으로 공역인 관계로 되어 있다. 그 때문에, 면(OPa)에 형성되는 스폿(SPa＇, SPb＇, SPc＇)의 투영상(投影傷)이, 렌즈(LGb), 제1 실린드리컬 렌즈(CYa), fθ 렌즈계(FT), 제2 실린드리컬 렌즈(CYb)에 의한 결상계를 통해서, 각각 도 2 중의 스폿광(SPa, SPb, SPc)으로서 시트 기판(P) 상에 축소되어 결상된다.

본 실시 형태에서는, 도 3의 (B)에 나타낸 것처럼, 스폿(SPa＇)과 스폿(SPb＇)의 Yt방향의 간격 Δyb＇, 즉, 시트 기판(P)의 표면에 투사되는 스폿광(SPa)과 스폿광(SPb)의 Yt방향(주주사 방향)의 중심 간격은, 도 3의 (A)에 나타낸 빔(Bnb)의 주광선(중심광선)의 광축(AXun)으로부터의 기울기각의 사인값에 비례한 것이 된다. 마찬가지로, 면(OPa) 상의 스폿(SPa＇)과 스폿(SPc＇)의 Yt방향의 간격 Δyc＇, 즉, 시트 기판(P)의 표면에 투사되는 스폿광(SPa)과 스폿광(SPc)의 Yt방향(주주사 방향)의 중심 간격은, 도 3의 (A)에 나타낸 빔(Bnc)의 주광선(중심광선)의 광축(AXun)으로부터의 기울기 각도의 사인값에 비례한 것이 된다. 또한, 시트 기판(P) 상에 투사되는 스폿광(SPa, SPb, SPc) 각각은, 도 3의 (A)의 스폿(SPa＇, SPb＇, SPc＇)의 단면 형상 및 배치 관계와 닮은 꼴로 되어 있다. 또, 스폿광(SPa, SPb, SPc)은 묘화하는 패턴의 형상에 따라서, 적어도 1개가 선택되어 시트 기판(P) 상에 투사된다.

이상의 구성에서는, 묘화 유닛(MU1)(다른 유닛(MU2~MU4)도 마찬가지) 내에 시트 기판(P)의 표면(스폿광(SPa, SPb, SPc)의 결상면)과 공역인 면(OPa)을 형성했지만, 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)를 묘화 유닛(MU1)의 외측에 배치하고, 묘화 유닛(MU1) 내의 미러(M10)가 면(OPa)과 렌즈(LGb)의 사이에 위치하도록 해도 된다. 또, 빔 익스팬더(BEX)는 확대계에 한정되지 않고, 등배의 릴레이계여도 된다.

다음으로, 도 4, 도 5의 (A)~도 5의 (C)를 참조하여, 도 1에 나타낸 광원 장치(LS1)(LS1A, LS1B, LS1C)로부터의 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 단면 분포를 소정의 형상으로 하고, 소정의 교차각으로 합성하는 빔 합성부(BD1A)의 구성을 설명한다. 도 4는 XY면 내에서 본 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C)와 빔 합성부(BD1A)의 개략적인 배치 관계를 나타내고, 도 5의 (A)~도 5의 (C)는, 도 4 중에 나타낸 빔 형상 변형부(10B)(또는 10C) 내의 광학 부재의 배치를 모식적으로 나타낸 도면이다. 또한, 도 1에 나타낸 광원 장치(LS2A, LS2B, LS2C)와 빔 합성부(BD2A)의 배치 관계나 구성은, 도 4와 마찬가지이다.

광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C)는 동일 규격의 파이버 앰프 레이저 광원이고, 공통의 클록 신호(CLK)의 각 클록 펄스에 응답하여, 발광 시간이 수십 피코초 정도의 고휘도의 자외 펄스 빔을 발진시킬 수 있다. 클록 신호(CLK)의 주파수는 실용성과 안정성의 관점으로부터, 일례로서, 400MHz 정도로 설정된다. 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C) 각각에는, 묘화 데이터(비트 맵 형식)의 화소 비트의 데이터(「0」이던지 「1」)를 묘화 라인을 따라서 시리얼로 판독되는 비트 스트림 모양의 묘화 신호(SDa, SDb, SDc)가 각각 공급된다. 그 묘화 동작의 상세에 대하여는 후술한다.

광원 장치(LS1A)로부터의 빔(LB1a)(직경이 0.5~1mm 정도의 원형 단면의 평행 광속이고, 묘화 유닛(MU1, MU3)에 공급되는 빔(Bna)에 대응)은, 빔 형상 변형부(10A)에 입사된다. 빔(LB1a)은, 앞의 도 3의 (A), 도 3의 (B)에서 설명한 것처럼, 단면 분포가 거의 원형인 그대로여도 좋으므로, 빔 형상 변형부(10A)는 생략해도 되지만, 다른 빔(LB1b, LB1c)이 입사되는 빔 형상 변형부(10B, 10C) 내의 렌즈계에 의한 광학적인 광로 길이와 맞추기 위해 마련되어 있다. 빔 형상 변형부(10B)는 광원 장치(LS1B)로부터의 빔(LB1b)(직경이 0.5~1mm 정도의 원형 단면의 평행 광속이고, 묘화 유닛(MU1, MU3)에 공급되는 빔(Bnb)에 대응)을 입사시켜, 단면 분포가 슬롯 모양(장타원 모양)인 평행 광속으로 변환시킨다. 마찬가지로, 빔 형상 변형부(10C)는 광원 장치(LS1C)로부터의 빔(LB1c)(직경이 0.5~1mm 정도의 원형 단면의 평행 광속이고, 묘화 유닛(MU1, MU3)에 공급되는 빔(Bnc)에 대응)을 입사시켜, 단면 분포가 슬롯 모양(장타원 모양)인 평행 광속으로 변환시킨다.

빔 형상 변형부(10B)로부터 ＋X방향으로 진행하는 빔(LB1b)은, XY면 내에 있어서 미러(M2B)에서 직각으로 반사되어 ＋Y방향으로 진행하고, 추가로 미러(M3B)에서 직각으로 반사되어 ＋X방향으로 진행한다. 빔 형상 변형부(10C)로부터 ＋X방향으로 진행하는 빔(LB1c)은, XY면 내에 있어서 미러(M2C)에서 직각으로 반사되어 -Y방향으로 진행하고, 추가로 미러(M3C)에서 직각으로 반사되어 ＋X방향으로 진행한다. 빔 형상 변형부(10A)로부터의 빔(LB1a)은, 미러(M3B)와 미러(M3C)의 Y방향의 간극을 통과하여, 다른 빔(LB1b, LB1c)과 Y방향의 간격을 일정하게 한 평행 상태에서 ＋X방향으로 진행한다. XY면 내에서 Y방향으로 좁은 간격으로 늘어선 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)(모두 평행 광속)은, 각각 석영에 의한 평행 평판(12A), 쐐기 모양의 프리즘(12B, 12C)에 입사된다.

평행 평판(12A)은 빔(LB1a)에 대해서 수직으로 배치되므로, 그대로 투과하지만, 쐐기 모양의 프리즘(12B, 12C)은 빔의 입사면과 출사면이 비평행하여 XY면 내에 있어서 소정의 각도(꼭지각)를 이루고 있기 때문에, 프리즘(12B)을 투과한 빔(LB1b)은, XY면 내에서 빔(LB1a)에 가까워지도록 굴절되고, 프리즘(12C)을 투과한 빔(LB1c)은, XY면 내에서 빔(LB1a)에 가까워지도록 굴절된다. 평행 평판(12A), 프리즘(12B, 12C)을 통과한 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)은, 미러(M4)에서 -Y방향으로 반사된 후, 면(OPm)에서 서로 교차하고 나서 다시 멀어지면서 렌즈(GK1)에 입사된다. 렌즈(GK1)의 전측 초점은 면(OPm)의 위치가 되도록 설정되어 있다.

따라서, 렌즈(GK1)를 통과한 빔(LB1a, LB1b, LB1c)은, 각각 렌즈(GK1)의 후측 초점의 위치에서 빔 웨이스트가 되도록 수렴함과 아울러, 빔(LB1a)의 주광선(중심광선)은 렌즈(GK1)의 광축(AXs)과 동축이 되고, 빔(LB1b)의 주광선(중심광선)과 빔(LB1c)의 주광선(중심광선)은, 각각 광축(AXs)으로부터 일정한 간격으로 서로 평행이 된다. 또한, 면(OPm) 내에서는, 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)(각각 평행 광속)이 광축(AXs)의 위치에서 겹쳐 있기 때문에, 면(OPm)에서는, 빔(LB1a)에 의한 단면이 원형의 강도 분포와, 빔(LB1b, LB1c) 각각에 의한 단면이 슬롯 모양(장타원 모양)으로 장축 방향이 거의 90도를 이루는 강도 분포가 겹친 것이 된다. 또, 본 실시 형태에서는, 프리즘(12B, 12C)의 꼭지각에 의해서, 도 3의 (A), 도 3의 (B)에 나타낸 묘화 유닛(MU1)(MU2~MU4)의 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)에 입사되는 2개의 빔(Bnb, Bnc)의 광축(AXun)에 대한 기울기각이 설정된다.

도 4에 있어서, 클록 신호(CLK)는 제어 장치(100) 내에 마련된 클록 발생부(100A)로부터 출력되고, 묘화 신호(SDa, SDb, SDc) 각각은, 제어 장치(100) 내에 마련된 묘화 데이터 기억부(100B)로부터 출력된다. 제어 장치(100) 내에는, 도 1에 나타낸 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B도 마찬가지)에 마련되는 음향 광학 변조 소자에 구동 신호를 인가하는 스위칭 제어부(100C)와, 도 2에 나타낸 묘화 유닛(MU1, MU3)(MU2, MU4도 마찬가지) 내의 각 폴리곤 미러(PM)의 회전 모터를 제어하거나 폴리곤 미러(PM)의 반사면마다 발생하는 원점 신호(타이밍 신호)를 수신하는 묘화 유닛 제어부(100D)와, 도 1에 나타낸 회전 드럼(DR)의 회전 모터를 제어하거나, 그 회전 각도 위치를 계측하는 인코더로부터의 계측 정보를 수신하는 회전 드럼 제어부(100E)가 마련된다.

도 4에 나타낸 묘화 데이터 기억부(100B)는 스폿광(SPa, SPb, SPc)에 의한 묘화 라인(SL1, SL3)(SL2, SL4도 마찬가지)을 따른 1회의 주사분의 묘화 데이터열(시리얼 비트열)의 판독 동작을, 묘화 유닛 제어부(100D)가 수신하는 원점 신호(타이밍 신호)에 응답하여 개시함과 아울러, 판독해야 할 1회의 주사분의 묘화 데이터열의 어드레스 전환 동작을, 회전 드럼 제어부(100E)가 수신하는 인코더의 계측 정보에 기초하여 실행한다. 또, 스위칭 제어부(100C)도, 묘화 유닛 제어부(100D)가 수신하는 묘화 유닛(MU1, MU3)(MU2, MU4) 각각으로부터의 원점 신호(타이밍 신호)에 응답하여, 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B) 내의 음향 광학 변조 소자의 변조의 온/오프를 제어한다.

도 5의 (A)~도 5의 (C)는, 빔 형상 변형부(10B, 10C) 각각의 상세한 광학 구성을 나타내고, 모두 기본적인 구성으로서, 빔 확대계(OM1), 빔 압축계(OM2), 빔 축소계(OM3)를 구비한다. 광축(AXb)을 따라서 배치되는 빔 형상 변형부(10B)측의 빔 확대계(OM1)와 빔 축소계(OM3)와, 광축(AXc)을 따라서 배치되는 빔 형상 변형부(10C)측의 빔 확대계(OM1)와 빔 축소계(OM3)는, 모두 동일한 광학 부재에 의해 마찬가지로 구성되어 있다. 또, 도 5의 (A)와 도 5의 (B)는, 광축(AXb)(AXc)의 둘레로 빔 형상 변형부(10B, 10C)를 90도 회전시킨 방향에서 본 도면이다.

광원 장치(LS1B)(LS1C)로부터의 빔(LB1b)(LB1c)이 입사되는 빔 확대계(OM1)는, 구면계의 음렌즈(10G1)와 구면계의 양렌즈(10G2)로 구성되고, 빔(LB1b)(LB1c)의 단면 분포의 직경을 수배 이상의 분포 BVa로 확대한 평행 광속으로 변환시킨다. 빔 압축계(OM2)는 광축(AXb)(AXc)을 따라서 배치되는 2개의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)로 구성된다. 실린드리컬 렌즈(10G3)는 모선(Ds)의 방향에 관해서는 굴절력(파워)을 가지지 않고, 모선(Ds)과 광축(AXb)(AXc) 각각과 직교한 방향에 관해서 양의 굴절력(파워)을 가지는 볼록한 모양의 렌즈이다. 또, 실린드리컬 렌즈(10G4)는 모선(Ds)의 방향에 관해서는 굴절력(파워)을 가지지 않고, 모선(Ds)과 광축(AXb)(AXc) 각각과 직교한 방향에 관해서 음의 굴절력(파워)을 가지는 오목한 모양의 렌즈이다.

빔 확대계(OM1)로부터의 확대된 빔(LB1b)(LB1c)은, 평행 광속으로서, 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)를 통과하지만, 도 5의 (A)와 같이, 광축(AXb)(AXc)을 포함하는 모선(Ds)과 평행한 면 내에서는, 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)가 단순한 평행 평판으로서 기능하므로, 그 평행 상태인 채 다음 빔 축소계(OM3)에 입사된다. 한편, 확대된 빔(LB1b)(LB1c)은, 도 5의 (B)와 같이, 광축(AXb)(AXc)을 포함하는 모선(Ds)과 직교한 면 내에서는, 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)의 굴절력에 의해서, 빔의 폭이 축소된 평행 상태가 되어 다음 빔 축소계(OM3)에 입사된다. 따라서, 실린드리컬 렌즈(10G4)로부터 사출하는 빔(LB1b)(LB1c)의 단면 내의 분포는, 슬롯 모양(장타원 모양)의 분포(BVb)와 같이 성형된다.

빔 축소계(OM3)는 광축(AXb)(AXc)을 따라서 배치된 구면 모양의 양렌즈(10G5)와 구면 모양의 음렌즈(10G6)로 구성되어, 빔 압축계(OM2)로부터 평행 광속으로서 사출되는 빔(LB1b)(LB1c)의 단면 분포를 등방적으로 축소시킨 평행 광속으로 변환시킨다. 음렌즈(10G6)로부터 사출되는 빔(LB1b)(LB1c)의 단면 분포는, 모선(Ds)의 방향을 장축으로 하는 슬롯 모양(장타원 모양)이 되고, 일례로서, 장축 방향의 폭은, 빔 형상 변형부(10A)로부터 사출되는 빔(LB1a)의 원형의 단면 분포의 직경과 거의 동일하게 설정된다. 또, 음렌즈(10G6)로부터 사출되는 빔(LB1b)(LB1c)의 단면 분포의 단축 방향의 폭은, 장축 방향의 폭의 1/4~1/6 정도로 설정된다.

이상의 도 5의 (A)~도 5의 (C)의 구성에 있어서, 빔 형상 변형부(10B)측의 빔 압축계(OM2)에 있어서의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)의 모선(Ds)의 방향과, 빔 형상 변형부(10C)측의 빔 압축계(OM2)에 있어서의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)의 모선(Ds)의 방향은, 광축(AXb, AXc)과 직교하는 면 내에서 보았을 때, 약 90도를 이루도록 설정된다. 그 상태는, 도 5의 (C)에 나타내는 것처럼, 예를 들면 도 4 중의 미러(M2B, M2C)측에서 보았을 때, 빔 형상 변형부(10B)측의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)의 모선(Ds)은, Y축으로부터 반시계 방향으로 45도 회전하고, 빔 형상 변형부(10C)측의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)의 모선(Ds)은, Y축으로부터 시계 방향으로 45도 회전하도록 설정된다. 그 결과, 빔 형상 변형부(10B)로부터 사출되는 빔(LB1b)의 슬롯 모양(장타원 모양)의 단면 분포의 장축 방향과, 빔 형상 변형부(10C)로부터 사출되는 빔(LB1c)의 슬롯 모양(장타원 모양)의 단면 분포의 장축 방향은, 약 90도의 각도를 이룬다.

또, 도 4에 나타낸 빔 형상 변형부(10A)는, 다른 빔 형상 변형부(10B, 10C)와 광로 길이를 맞추기 위해, 도 5의 (A), 도 5의 (B)에 나타낸 빔 압축계(OM2)(2개의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)) 대신에 단순한 평행 평판(석영제)을 삽입한 구성이 되어 있다. 따라서, 빔 형상 변형부(10A)는 빔 확대계(OM1), 평행 평판, 빔 축소계(OM3)로 구성된다. 단, 광로 길이를 맞출 필요가 없는 경우, 빔 형상 변형부(10A) 자체를 생략할 수도 있다. 또한, 2개의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4) 중 어느 일방, 또는 양쪽의 입사면 혹은 출사면은, 비구면 렌즈와 같이, 완전한 원통면이 아니고, 고차 함수 등으로 근사되는 근사 원통면으로 해도 된다.

본 실시 형태에서는, 도 5의 (C)에 나타내는 것처럼, 2개의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)의 모선(Ds)의 방향은, Y축으로부터 약 45도로 설정되지만, 2개의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)를 일체적으로 경통(鏡筒)으로 유지하고, 그 경통을 광축(AXb)(AXc)의 둘레로 회전 가능하게 구성함으로써, 슬롯 모양(장타원 모양)이 되는 스폿광(SPb, SPc)의 장축 방향을 시트 기판(P) 상에서 임의의 방향으로 설정(회전)할 수 있다. 또한, 도 1에 나타낸 빔 합성부(BD2A)의 구성은, 도 4에 나타낸 빔 합성부(BD1A)를 Z축과 평행한 축선의 둘레로 180도 회전시킨 배치로 되어 있고, 빔 합성부(BD2A) 내의 빔 형상 변형부(10A, 10B, 10C)도, 도 5의 (A)~도 5의 (C)에 나타낸 광학 부재와 마찬가지로 구성된다.

도 5의 (A)~도 5의 (C)의 구성에서는, 빔 압축계(OM2)의 앞에 빔 확대계(OM1), 뒤에 빔 축소계(OM3)를 마련했지만, 그것들을 생략하고 빔 압축계(OM2)만으로 빔 형상 변형부(10B, 10C)를 구성해도 된다. 그렇지만, 최종적으로 시트 기판(P) 상에 투사되는 슬롯 모양(또는 장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)의 치수(특히 장축 방향의 길이)를 조정할 필요가 있는 경우에는, 빔 확대계(OM1)와 빔 축소계(OM3)를 마련함으로써, 스폿광(SPb, SPc)의 크기를 원하는 치수로 설정할 수 있다.

다음으로 도 6을 참조하여, 도 1에 나타낸 빔 스위칭부(BD1B, BD2B)의 상세한 구성을 설명한다. 빔 스위칭부(BD1B, BD2B)의 기본적인 구성은 동일하고, 도 1에 있어서, 빔 스위칭부(BD2B)는 Z축과 평행한 축선의 둘레로 빔 스위칭부(BD1B)의 전체를 180도 회전시킨 배치로 되어 있다. 이에, 대표하여 빔 스위칭부(BD1B)의 구성을 도 6에 기초하여 설명한다. 도 6은 도 4에서 나타낸 빔 합성부(BD1A) 중의 렌즈(GK1)로부터 홀수 번째의 묘화 유닛(MU1, MU3)에 이르기까지의 빔 스위칭부(BD1B)의 개략적인 광로를 나타낸 사시도이고, 직교 좌표계 XYZ는 도 1 중의 좌표계 XYZ와 동일하게 설정된다.

렌즈(GK1)로부터의 빔(LB1)(LB1a, LB1b, LB1c)은, 광축(AXs)과 평행하게 -Y방향으로 진행하여, 빔 스플리터(M40)에 의해서 -Z방향으로 수직으로 반사되고, 미러(M41), 미러(M42)에 의해서 -X방향으로 진행하도록 편향되어, 렌즈(GK2)에 입사된다. 빔 스플리터(M40)는 빔(LB1)(LB1a, LB1b, LB1c)의 광량의 수% 이하의 광량 성분을 투과시킨 계측빔(MLB)으로 하고, 나머지 광량 성분을 -Z방향으로 반사시킨다. 계측빔(MLB)은 도시하지 않은 빔 모니터계에 입사되고, 빔 모니터계는 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 광량(광 강도, 또는 광 에너지)이나 빔 간의 위치 관계의 변동 등을 계측한다.

도 6에 있어서, 빔 스플리터(M40)와 미러(M41) 사이의 면(OPs)은, 렌즈(GK1)의 후측 초점의 위치이며, 면(OPs)에서는, 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 빔 웨이스트(스폿)가 앞의 도 3의 (B)와 같이 Y방향으로 늘어선다. 면(OPs)으로부터 발산 광속이 되어 진행하는 빔(LB1a)의 주광선(중심광선)은 광축(AXs)과 동축이며, 면(OPs)으로부터 발산 광속이 되어 진행하는 빔(LB1b, LB1c) 각각의 주광선(중심광선)은, 모두 광축(AXs)과 평행이다. 전측 초점의 위치가 면(OPs)이 되도록 배치된 렌즈(GK2)를 통과한 빔(LB1a, LB1b, LB1c)은, 각각 평행 광속으로 변환됨과 아울러, 도 6 중의 XY면 내에서 서로 소정의 각도로 교차하도록 기울인다.

렌즈(GK2)를 -X방향으로 통과한 빔(LB1a, LB1b, LB1c)은, 초단의 음향 광학 변조 소자(AM3)에 입사된다. 그 때, 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)이, 음향 광학 변조 소자(AM3)의 결정 내의 XY면과 평행한 면 내에서 교차하도록, 렌즈(GK2)의 후측 초점의 위치에 음향 광학 변조 소자(AM3)가 배치되어 있다. 따라서, 렌즈(GK1)와 렌즈(GK2)에 의한 릴레이 광학계에 의해서, 도 4에 나타낸 면(OPm)과 초단의 음향 광학 변조 소자(AM3)는 공역 관계로 되어 있다. 음향 광학 변조 소자(AM3)는 입사되는 빔에 대해서 브래그 회절의 조건이 되도록 마련되고, 그 회절 방향은 -Z방향으로 되어 있다. 그리고, 음향 광학 변조 소자(AM3)가 온 상태(고주파의 구동 신호가 인가 중인 상태)인 동안, 음향 광학 변조 소자(AM3)로부터는, 입사된 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 0차 빔(평행 광속)과 1차 회절빔(평행 광속)이 발생한다. 그러한 0차 빔과 1차 회절빔은, 미러(M43, M44)에 의해서 꺾여 반대편으로 반사되어, ＋X방향으로 진행하여 렌즈(GK3)에 입사된다.

렌즈(GK3)의 전측 초점의 위치는 음향 광학 변조 소자(AM3)의 결정 내에 설정되어 있으므로, 렌즈(GK3)로부터 ＋X방향으로 진행하는 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 0차 빔의 주광선(중심광선)과 각각의 1차 회절빔의 주광선(중심광선)은, 광축(AXs)과 평행하게 됨과 아울러, 서로 YZ면(광축(AXs)과 수직인 면) 내에서는 분리된 상태가 된다. 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 1차 회절빔은, 렌즈(GK3)의 후측 초점의 위치에 마련된 낙사(落射) 미러(IM3)의 45도의 반사면에서 선택적으로 -Z방향으로 반사되고, 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 0차 빔은 낙사 미러(IM3)의 ＋Z방향의 상방 공간을 통과한다. 또한, 음향 광학 변조 소자(AM3)를 브래그 회절의 조건으로 이용하는 경우, 발생하는 1차 회절빔의 광량은 입사빔의 80~90%가 되고, 나머지가 0차 빔의 광량이 된다.

여기서, 도 7의 (A), 도 7의 (B)를 참조하여, 음향 광학 변조 소자(AM3)로부터 낙사 미러(IM3)에 이르는 광로 내에서의 각 빔의 상태를 상세하게 설명한다. 도 7의 (A)는, 그 광로를 XY면 내에서 본 것이며, 도 7의 (B)는 그 광로를 XZ면 내에서 본 것이다. 도 7의 (A)에 나타내는 것처럼, XY면 내에서 보았을 때, 평행 광속이 되어 있는 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각은 음향 광학 변조 소자(AM3)의 결정 내의 위치(Pe)(렌즈(GK2)의 후측 초점이고, 또한 렌즈(GK3)의 전측 초점의 위치)에서 교차한다. 도 7의 (B)에 나타내는 것처럼, 음향 광학 변조 소자(AM3)에 입사되는 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각은, XZ면 내에서 보았을 때 광축(AXs)을 따라서 있지만, 온 상태인 음향 광학 변조 소자(AM3)에서는, 빔(LB1a)의 0차 빔(B3ao)과 1차 회절빔(B3a), 빔(LB1b)의 0차 빔(B3bo)과 1차 회절빔(B3b), 및 빔(LB1c)의 0차 빔(B3co)과 1차 회절빔(B3c)이 발생하고, 1차 회절빔(B3a), 1차 회절빔(B3b), 1차 회절빔(B3c)은 각각의 0차 빔에 대해서 소정의 회절각으로 -Z방향으로 편향된다.

XY면 내에서 보면, 0차 빔(B3ao)과 1차 회절빔(B3a), 0차 빔(B3bo)과 1차 회절빔(B3b), 및 0차 빔(B3co)과 1차 회절빔(B3c)은, 각각 상하로 겹쳐진 상태가 된다. 렌즈(GK3)를 통과한 0차 빔(B3ao, B3bo, B3co) 각각은, 수렴 광속이 되어 XY면 내에서 광축(AXs)과 평행하게 진행하여, 낙사 미러(IM3)의 반사면이 위치하는 면(Pso)(렌즈(GK3)의 후측 초점의 위치)에서 빔 웨이스트(스폿)가 된 후, 낙사 미러(IM3)의 ＋Z방향의 상방 공간을 발산 광속이 되어서 진행한다. 렌즈(GK3)를 통과한 1차 회절빔(B3a, B3b, B3c) 각각도 수렴 광속이 되어, 광축(AXs)으로부터 -Z방향으로 일정 거리만큼 떨어진 광로를 광축(AXs)과 평행하게 진행하여, 면(Pso)에서 빔 웨이스트가 됨과 아울러, 낙사 미러(IM3)의 반사면에서 -Z방향으로 반사된다.

낙사 미러(IM3)의 반사면에서 반사된 1차 회절빔(B3a, B3b, B3c)(중심광선은 서로 평행)은, 발산 광속이 되어, 묘화 유닛(MU3)을 향한다. 도 7의 (A), 도 7의 (B)에 있어서, 낙사 미러(IM3)로부터 묘화 유닛(MU3)을 향하는 광로의 광축(AXu3)은, 앞의 도 2, 도 3의 (A), 도 3의 (B)에서 설명한 빔 익스팬더(BEX)(렌즈(LGa, LGb))의 광축(AXun)에 대응하고 있다.

다시 도 6의 설명으로 돌아가, 음향 광학 변조 소자(AM3)가 오프 상태(고주파의 구동 신호가 비인가인 상태)인 경우, 음향 광학 변조 소자(AM3)에 입사되는 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각은, 회절되지 않고 그대로 투과하여 렌즈(GK3)에 입사되어, 도 7의 (A), 도 7의 (B)에서 나타낸 0차 빔(B3ao, B3bo, B3co)과 동일한 광로를 따라서 낙사 미러(IM3)의 상방 공간을 통과하여 미러(M45)에 이른다. 미러(M45)는 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)(각각의 중심광선은 서로 XY면 내에서 평행)을 -Y방향으로 반사시켜 미러(M46)를 향하게 한다. 미러(M46)는 빔(LB1a, LB1b, LB1c)을 추가로 -X방향으로 반사시켜 렌즈(GK4)를 향하게 한다. 렌즈(GK4)의 전측 초점의 위치는, 낙사 미러(IM3)의 반사면 또는 그 극근방에 형성되는 빔 웨이스트의 위치(도 7의 (A), 도 7의 (B) 중의 면(Pso)와 마찬가지의 위치)에 설정된다.

렌즈(GK4)를 통과한 빔(LB1a)은 평행 광속으로 변환되어 광축(AXs)과 동축으로 진행하여, 렌즈(GK4)를 통과한 빔(LB1b, LB1c) 각각은 평행 광속으로 변환됨과 아울러, 빔(LB1a)(광축(AXs))과 교차하도록 XY면 내에서 기울어져 진행한다. 렌즈(GK4)의 후측 초점의 위치에는 음향 광학 변조 소자(AM1)가 배치되고, 렌즈(GK4)로부터 사출된 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)(평행 광속)은, 앞의 도 7의 (A)에서 나타낸 상태와 마찬가지로 음향 광학 변조 소자(AM1)의 결정 내에서 교차한다. 음향 광학 변조 소자(AM1)가 온 상태일 때, 음향 광학 변조 소자(AM1)로부터는, 빔(LB1a)의 0차 빔(B1ao)과 1차 회절빔(B1a), 빔(LB1b)의 0차 빔(B1bo)과 1차 회절빔(B1b), 및 빔(LB1c)의 0차 빔(B1co)과 1차 회절빔(B1c)이, 도 7의 (A), 도 7의 (B)와 마찬가지의 상태로 사출된다.

음향 광학 변조 소자(AM1)로부터 사출되는 0차 빔(B1ao, B1bo, B1co)(모두 평행 광속)과, 소정의 회절각으로 -Z방향으로 편향된 1차 회절빔(B1a, B1b, B1c)(모두 평행 광속)은, 미러(M47, M48)에 의해서 XY면 내에서 꺾여 반대편으로 되돌려져 ＋X방향으로 진행하여, 렌즈(GK5)에 입사된다. 렌즈(GK5)의 전측 초점의 위치는 음향 광학 변조 소자(AM1)의 결정 내에 설정되고, 렌즈(GK5)의 후측 초점의 위치에는, 앞의 낙사 미러(IM3)와 마찬가지의 낙사 미러(IM1)가 배치된다. 앞의 도 7의 (A), 도 7의 (B)에서 설명한 상태와 마찬가지로, 음향 광학 변조 소자(AM1)가 온 상태일 때, 1차 회절빔(B1a, B1b, B1c) 각각은, 낙사 미러(IM1)의 45도의 반사면 또는 그 극근방의 위치에서 빔 웨이스트로 수렴됨과 아울러, 묘화 유닛(MU1)측의 광축(AXu1)을 따라서 -Z방향으로 반사된다. 또한, 이상의 구성에 있어서, 음향 광학 변조 소자(AM1)와 음향 광학 변조 소자(AM3)는, 2개의 렌즈(GK3, GK4)에 의한 등배의 릴레이 광학계(결상계)에 의해서, 서로 공역의 관계로 설정되어 있다.

도 6, 도 7의 (A), 도 7의 (B)에서 나타낸 홀수 번째측의 낙사 미러(IM1, IM3)(짝수 번째측의 낙사 미러(IM2, IM4)) 각각으로 반사된 빔(Bna, Bnb, Bnc)(n=1~4) 각각은, 그 중심 광선이 광축(AXun)(n=1~4)과 평행이지만, 발산 광속이다. 그 때문에, 빔(Bna, Bnb, Bnc) 각각을 서로 교차하는 평행 광속으로 변환하기 위해, 빔 스위칭부(BD1B, BD2B)의 광로의 종단에는, 도 8과 같은 렌즈(GK6)가 마련된다. 도 8은 빔 스위칭부(BD1B, BD2B) 각각으로부터 묘화 유닛(MU1~MU4) 각각의 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)에 입사되는 빔(Bna, Bnb, Bnc)의 상태를 나타내는 사시도이다.

도 8에 있어서, 광축(AXun)과 동축으로 렌즈(GK6)에 입사되는 빔(Bna)(발산 광속)은, 렌즈(GK6)로부터 평행 광속(직경 1mm 정도)이 되고, 도 2에서 나타낸 미러(M10)에서 -Xt방향으로 직각으로 반사되어, 광축(AXun)과 동축으로 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)에 입사된다. 렌즈(GK6)와 렌즈(LGa) 사이의 광로 중에 설정되는 면(Pe＇)은, 렌즈(GK6)의 후측 초점의 위치임과 아울러, 렌즈(LGa)의 전측 초점의 위치로 되어 있다.

또, 렌즈(GK6)의 전측 초점은, 도 7의 (A), 도 7의 (B)에 나타낸 면(Pso)의 위치에 설정되어 있다. 그 때문에, 렌즈(GK6)에 입사되는 빔(Bnb, Bnc)(발산 광속) 각각은, 렌즈(GK6)로부터 평행 광속(직경 1mm 정도)으로 변환됨과 아울러, 면(Pe＇) 내의 광축(AXun)의 위치에서 교차되고, 미러(M10)에서 반사되어 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)를 통과하여, 묘화 유닛(MUn)(n=1~4) 내로 도광된다. 빔 익스팬더(BEX)의 렌즈(LGa)를 통과한 빔(Bna, Bnb, Bnc) 각각은, 앞의 도 3의 (A), 도 3의 (B)에서 설명한 것처럼, 광축(AXun)과 평행하게 진행함과 아울러, 각각 면(OPa)에서 스폿(SPa＇, SPb＇, SPc＇)이 되도록 수렴한다.

이상의 도 1~도 8과 같이 구성된 패턴 노광 장치(EX)에 의해서 시트 기판(P) 상에 패턴을 묘화하는 동작의 일례로서, 도 9의 (A), 도 9의 (B)와 같은 패턴을 묘화하는 경우를 설명한다. 도 9의 (A)는 시트 기판(P) 상에 노광되는 8개의 라인에 의한 라인＆스페이스(L＆S) 패턴(PT1, PT2, PT3)을 나타내고, 도 9의 (B)는 그 패턴의 확대한 일부분의 영역(Acc)의 묘화 데이터 상의 화소 맵(비트 맵) 정보를 나타낸다. 이러한 화소 맵 정보는, 앞의 도 4에 나타낸 제어 장치(100) 내의 묘화 데이터 기억부(100B) 내에 미리 기억되어 있다.

도 9의 (A)에 있어서, 패턴(PT1)은 Xt방향(부주사 방향)으로 선 모양으로 연장된 선폭 20μm의 8개의 라인(검은 선)을 Yt방향(주주사 방향)으로 스페이스폭 20μm로 늘어선 L＆S 패턴이고, 패턴(PT3)은 Yt방향으로 선 모양으로 연장된 선폭 10μm의 8개의 라인(검은 선)을 Xt방향으로 스페이스폭 10μm로 늘어선 L＆S 패턴이다. 그리고, 패턴(PT2)은 패턴(PT1)과 패턴(PT3) 각각의 8개의 라인을, Xt방향이나 Yt방향에 대해서 약 45도 기울어진 8개의 라인으로 접속하는 L＆S 패턴이다. 패턴(PT2)의 8개의 라인(검은 선) 각각의 선폭은 약 10μm이고, 스페이스폭은 약 21.3μm로 설정된다. 이러한 패턴(PT1, PT2, PT3)의 구성은, 전자 디바이스 상의 배선층으로서, 종종, 마련된다.

도 9의 (A)에 나타낸 영역(Acc) 내에서는, 패턴(PT2)의 비스듬한 라인(PT2a)과 패턴(PT3)의 Yt방향으로 연장된 직선 라인(PT3a)이 약 135도로 접속되고, 패턴(PT2)의 비스듬한 라인(PT2b)과 패턴(PT3)의 Yt방향으로 연장된 직선 라인(PT3b)이 약 135도로 접속되어 있다. 그 경우, 도 9의 (B)에 나타내는 것처럼, 영역(Acc)에 대응한 화소 맵(비트 맵) 상에서는, 1개의 화소(Pic)의 사이즈가 시트 기판(P) 상에서, 예를 들면 2×2μm의 정사각형으로 규정되기 때문에, 직선 라인(PT3a, PT3b) 각각의 선폭 방향(Xt방향)은 해칭으로 나타낸 5화소(5 Pic)로 설정된다. 그리고, 직선 라인(PT3a, PT3b)의 사이의 Xt방향의 스페이스폭도 5화소(5 Pic)로 설정된다. 한편, 45도의 비스듬한 라인(PT2a, PT2b)은 선폭이 약 10μm로 설정되므로, Yt방향(또는 Xt방향)의 치수는 약 14.1μm가 되고, Yt방향과 Xt방향 각각에 해칭으로 나타낸 7화소(7 Pic)가 설정된다.

도 9의 (B)에 있어서, 화소(Pic)는 묘화 데이터 상에서 1비트의 「0」 또는 「1」로 규정되고, 예를 들면, 화소(Pic)가 「1」일 때는, 스폿광(SPa, SPb, SPc)중 어느 것이 클록 신호(CLK)의 클록 펄스에 응답하여, 시트 기판(P) 상에 펄스 노광된다. 그 때, 도 9의 (B)의 영역(Acc)에 있어서의 묘화 데이터는, 스폿광의 주주사 방향이 -Yt방향(도 9의 (B) 중의 왼쪽에서 오른쪽)으로 설정되어 있는 경우, 묘화 데이터의 1 묘화 라인분의 데이터열, 예를 들면 도 9의 (B) 중의 데이터열(AL1, AL2) 중의 화소 비트 정보는, 클록 신호(CLK)에 응답하여, 왼쪽에서 오른쪽으로 차례로 판독된다. 그 판독된 비트 정보가, 도 4에 나타낸 비트 스트림 모양의 묘화 신호(SDa, SDb, SDc)로서, 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C)에 인가된다. 또한, 데이터열(AL1, AL2) 각각은, 도 1, 도 2에 나타낸 묘화 라인(SLn)(n=1~4)의 Yt방향의 최대 길이를 Lmy(μm)이라고 하고, 화소(Pic)의 Yt방향의 화소 치수를 Ypi(μm)라고 했을 때, Lmy/Ypi 분의 화소수의 비트열을 가진다.

본 실시 형태에서는, 예를 들면, 홀수 번째의 묘화 유닛(MU1, MU3, MU5) 중 어느 것이, 도 9의 (A)와 같은 비스듬한 라인을 포함하는 패턴을 노광할 때, 광원 장치(LS1A)로부터의 빔(LB1a)에 의한 원형의 스폿광(SPa)과, 광원 장치(LS1B)로부터의 빔(LB1b)에 의한 슬롯 모양의 스폿광(SPb)과, 광원 장치(LS1C)로부터의 빔(LB1c)에 의한 슬롯 모양의 스폿광(SPc)을, 선택적으로 고속으로 전환하면서 패턴 묘화를 행한다. 이에, 본 실시 형태에서는, 도 9의 (B)에 나타낸 것 같은 묘화 데이터를 기본 묘화 데이터(기본의 데이터열(ALx))라고 하고, Xt방향으로 늘어선 화소의 번지를 x라고 했을 때, 원형의 스폿광(SPa)에 의해서 묘화해야 할 패턴 부분에 대응한 제1 데이터열(ALxa)과, －45도로 기울어진 슬롯 모양의 스폿광(SPb)에 의해서 묘화해야 할 패턴 부분에 대응한 제2 데이터열(ALxb)과, 그리고 ＋45도로 기울어진 슬롯 모양의 스폿광(SPc)에 의해서 묘화해야 할 패턴 부분에 대응한 제3 데이터열(ALxc)의 3개의 데이터열이 생성되어 기억되는 것으로 한다.

도 10은, 일례로서, 도 9의 (B)에 나타낸 패턴(PT2) 중의 1개의 비스듬한 라인 패턴의 일부분을 묘화하는 경우의 동작을 설명하는 도면이다. 도 10에 있어서, 시트 기판(P) 상에서의 화소(Pic)의 Xt방향의 치수 Xpi와 Yt방향의 치수 Ypi는 Xpi=Ypi로 설정된다. 원형의 스폿광(SPa)의 실효적인 치수(직경)는, 화소(Pic)의 치수 Xpi, Ypi와 동등, 또는 그것보다도 조금 큰 값으로 설정된다. 그 실효적인 직경이란, 스폿광(SPa)의 강도 분포를 가우스 분포, 혹은 근사 가우스 분포로 했을 때, 피크 강도의 1/e² 또는 1/2의 레벨이 되는 직경을 의미한다. 또, 45도로 기울어진 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향의 실효적인 치수도, 정사각형의 화소(Pic)의 치수 Xpi, Ypi, 혹은 화소(Pic)의 대각 치수(Xpi, Ypi의 약 1.4배)와 동등, 또는 그것보다도 조금 큰 값으로 설정된다.

또한, 스폿광(SPb)의 중심은, 스폿광(SPa)의 중심에 대해 -Yt방향으로 간격 ΔYb만큼 떨어지고, 스폿광(SPc)의 중심은, 스폿광(SPa)의 중심에 대해 ＋Yt방향으로 간격 ΔYc만큼 떨어지도록 설정되어 있다. 도 10에서는, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 간격 ΔYb와 간격 ΔYc는 동등하고, 2화소분의 간격인 2·Ypi로 설정되어 있는 것으로 하지만, 간격 ΔYb, ΔYc는 미리 알고 있으면 2화소분 이상이어도 된다. 또한, 원형의 스폿광(SPa)의 실효적인 치수(직경)는, 시트 기판(P) 상에서 설정되는 화소(Pic)의 치수에 대해서, ±50%의 범위 내(바람직하게는 ±30%의 범위 내)이면 된다.

도 10과 같이, －45도로 기울어진 비스듬한 라인 패턴에 대해서는, －45도로 기울어진 슬롯 모양의 스폿광(SPb)이 선택되고, 클록 신호(CLK)(400MHz)의 각 클록 펄스에 응답하여 스폿광(SPb)이 펄스 조사된다. 스폿광(SPb)(다른 스폿광(SPa, SPc)도 마찬가지)의 펄스 조사는, 주주사 방향(Yt방향)에 관해서 1개의 화소(Pic)에 2펄스 분이 되도록 설정된다. 구체적으로는, 클록 신호(CLK)의 주기 Tck(2.5nS) 동안에, 스폿광(SPb)(SPa, SPc)을 화소(Pic)의 Yt방향의 치수 Ypi의 1/2만큼 이동시키도록, 폴리곤 미러(PM)의 회전 속도의 설정에 의해서, 스폿광(SPb)(SPa, SPc)의 주사 속도가 0.5·Ypi/Tck(μm/nS)로 설정된다.

마찬가지로, Xt방향(부주사 방향)에 관해서도, 도 10에 나타내는 것처럼, 1개의 화소(Pic)에 대해서 2회의 묘화 라인(SL1a, SL1b)이 설정되도록, 시트 기판(P)의 Xt방향의 이동 속도, 즉 회전 드럼(DR)(도 1 참조)의 회전 속도가 설정된다. 묘화 라인(SL1a, SL1b)은 묘화 유닛(MU1)(다른 묘화 유닛(MU2~MU4)도 마찬가지)에 입사되는 빔(B1b)(다른 빔(B1a, B1c)도 마찬가지)이, 폴리곤 미러(PM)의 회전 방향으로 서로 이웃한 반사면 각각에서 반사된 결과로 생긴 것이다. 따라서, 폴리곤 미러(PM)의 반사면이 8면인 경우, 폴리곤 미러(PM)가 45°회전하는 동안에, 시트 기판(P)이 화소(Pic)의 Xt방향의 치수 Xpi의 1/2만큼 이동하는 것과 같은 속도 관계로 설정된다.

도 10에서는, 데이터열(AL1)을 따라서, －45도로 기울어진 슬롯 모양의 스폿광(SPb)이 비스듬한 라인 패턴부(검은 점이 부여된 화소(Pic))에 조사되도록, 화소 비트 정보에 의한 묘화 신호(SDb) 중의 비트값 「1」과 클록 신호(CLK)의 클록 펄스에 따라서, 광원 장치(LS1B)의 펄스 발광이 제어된다. 그 동안, 도 10에 나타내는 것처럼, 다른 광원 장치(LS1A, LS1C) 각각에 인가되는 묘화 신호(SDa, SDc)의 화소 비트 정보는 비트값 「0」이 되어 있기 때문에, 스폿광(SPa, SPc)에 의한 펄스 조사는 행해지지 않는다.

도 10과 같이, 묘화 신호(SDa, SDb, SDc) 각각에 포함되는 동일한 화소에 대한 화소 비트 정보를 선택적으로 비트값 「0」, 「1」 중 어느 것으로 설정함으로써, 3개의 스폿광(SPa, SPb, SPc) 중 어느 1개를 선택하여, 도 9의 (A)에 나타낸 비스듬한 라인을 포함하는 패턴(PT2)이나, Xt방향 또는 Yt방향으로 직선적인 라인을 포함하는 패턴(PT1, PT3) 각각에 대해서, 노광된 패턴의 엣지부의 톱니 모양을 저감시킬 수 있다.

도 11은 도 9의 (B)에 나타낸 비스듬한 선의 일부를 묘화하기 위한 묘화 데이터 중, 도 9의 (B) 중의 영역(Acc) 내에 있어서의 화소 데이터열(AL1, AL2) 각각에 대응한 화소 비트 정보(묘화 신호(SDa, SDb, SDc))의 상태를 설명하는 도면이다. 데이터열(AL1 또는 AL2)은 주주사 방향으로 일렬로 늘어선 화소열 중에, 비스듬한 라인(PT2a, PT2b)의 부분과 직선 라인(PT3b)의 부분 모두를 포함한다. 데이터열(AL1, AL2) 모두, 도 9의 (B)의 영역(Acc)은, 주주사 방향에 관해서 37화소로 규정된다. 스폿광(SPa)으로 패턴 묘화하기 위한 묘화 신호(SDa)가 설계상의 데이터열(AL1)로부터 생성되는 것으로 하면, 판독의 최초가 되는 도 9의 (B) 중의 최좌단의 1화소째~4화소째에는 비트값 「0」(비묘화)이 기억되고, 5화소째~11화소째(해칭된 7화소분)에는 비스듬한 라인(PT2a)에 대응한 비트값 「1」(묘화)이 기억되고, 12화소째~27화소째에 비트값 「0」(비묘화)이 기억되고, 28화소째~37화소째에 비스듬한 라인(PT2b)의 좌측의 엣지 화소와 직선 라인(PT3b)에 대응한 비트값 「1」(묘화)이 기억되어 있다.

마찬가지로, 설계상의 데이터열(AL1)에 대해서 부주사 방향으로 일단(一段) 시프트된 설계상의 데이터열(AL2)에는, 6화소째~12화소째(해칭된 화소(Pic))에 비스듬한 라인(PT2a)에 대응한 비트값 「1」(묘화)이 기억되고, 13화소째~28화소째에 비트값 「0」(비묘화)이 기억되고, 29화소째~37화소째에 비스듬한 라인(PT2b)의 좌측의 엣지 화소와 직선 라인(PT3b)에 대응한 비트값 「1」(묘화)이 기억되어 있다.

앞의 도 10에서 설명한 것처럼, －45도로 기울어진 비스듬한 라인(PT2a)은 스폿광(SPb)으로 노광하므로, 설계상의 데이터열(AL1)(묘화 신호(SDa))에 대응한 묘화 신호(SDb) 상의 데이터열에는, 3화소째~9화소째(7화소분)에 비트값 「1」이 설정된다. 도 10에서 설명한 것처럼, 스폿광(SPb)은 주주사 방향에 관해서 스폿광(SPa) 보다도 2화소분(ΔYb)만큼 선행하여 패턴 묘화하는 위치에 설정되어 있기 때문에, 묘화 신호(SDb)를 생성하는 데이터열은, 묘화 신호(SDa)를 생성하는 설계상의 데이터열(AL1)에 대해서, 전체적으로 2화소분(2비트분) 선행하도록 비트값이 설정된다.

또한, 설계상의 데이터열(AL1)에는, 28화소째에 비스듬한 라인(PT2b)의 좌측의 엣지 화소를 위한 비트값 「1」이 기억되고, 이어지는 29화소 이후에 직선 라인(PT3b)에 대응한 비트값 「1」이 기억되어 있다. 설계상의 데이터열(AL1) 중의 28화소째를 스폿광(SPb)의 2펄스분으로 노광하기 때문에, 설계상의 데이터열(AL1)에서 생성되는 묘화 신호(SDa)상에서는, 28화소째가 비트값 「0」(비묘화)으로 설정되고, 이어지는 29화소째 이후가 비트값 「1」로 설정된다. 또한, 묘화 신호(SDb)를 생성하는 데이터열에서는, 설계상의 데이터열(AL1)의 28화소째보다도 2화소 선행한 26화소째에 비트값 「1」이 설정된다.

또, 도 9의 (B)에 나타낸 영역(Acc)에서는, ＋45도로 기울어진 비스듬한 라인의 패턴이 존재하지 않기 때문에, 도 11 중의 묘화 신호(SDc)를 생성하는 데이터열 중의 전 화소는 비트값 「0」(비묘화)으로 설정된다. 또한, 스폿광(SPc)으로 ＋45도로 기울어진 비스듬한 라인(또는 비스듬한 엣지부)을 묘화하는 경우, 묘화 신호(SDc)를 생성하는 데이터열 중의 소정의 화소에 비트값 「1」이 설정된다. 그 경우, 스폿광(SPc)은 주주사 방향에 관해서 스폿광(SPa)보다도 2화소분(ΔYc)만큼 지연되어 패턴 묘화하는 위치에 설정되어 있기 때문에, 묘화 신호(SDc)를 생성하는 데이터열은, 묘화 신호(SDa)를 생성하는 설계상의 데이터열(AL1)에 대해서, 전체적으로 2화소분(2비트분) 후행(지연)하도록 비트값이 설정된다.

데이터열(AL2)에 관해서도, 마찬가지로, 설계상의 데이터열(AL2)(묘화 신호(SDa))에 대응하여 2화소분 선행하는 묘화 신호(SDb) 상의 데이터열에는, 4화소째~10화소째(7화소분)에 비트값 「1」이 설정된다. 또한, 설계상의 데이터열(AL1)상에서는, 29화소째에 비스듬한 라인(PT2b)의 좌측의 엣지 화소가 위치하므로, 묘화 신호(SDb) 상의 데이터열 상에서는, 2화소 선행한 27화소째에 비트값 「1」이 설정되고, 그 이후의 28화소째 이후는 비트값 「0」으로 설정된다. 한편, 설계상의 데이터열(AL1)에서 생성되는 묘화 신호(SDa) 상에서는, 29화소째가 비트값 「0」(비묘화)으로 설정되고, 이어지는 30화소째 이후가 비트값 「1」로 설정된다.

이상과 같이, 묘화 신호(SDa, SDb, SDc) 각각은, 스폿광(SPa, SPb, SPc)의 1회의 주사 중에 클록 신호(CLK)의 2클록 펄스마다 판독되는 데이터열(AL1, AL2 등)을, 스폿광(SPa, SPb, SPc)의 주주사 방향에 관한 상대적인 간격 ΔYb, ΔYc에 대응한 분만큼 비트 시프트시켜 생성된다. 스폿광(SPb)과 스폿광(SPc)은, 주주사 방향으로 간격(ΔYb＋ΔYc)만큼 시프트되어 있으므로, 묘화 신호(SDb)를 생성하는 데이터열과 묘화 신호(SDc)를 생성하는 데이터열은, 간격(ΔYb＋ΔYc)에 상당하는 비트수(여기에서는 4화소분)만큼 시프트된 것으로 되어 있다.

이상, 본 실시 형태에서는, 묘화해야 할 패턴에 비스듬한 라인 패턴 또는 비스듬한 엣지부가 포함되는 경우에도, 원형의 스폿광(SPa)에 의한 묘화와, 경사진 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb 또는 SPc)에 의한 묘화를, 묘화 데이터 상의 화소 단위로 정확하게 전환할 수 있다. 특히, 스폿광(SPa)의 실효적인 직경 φs와 스폿광(SPb, SPc)의 치수(장축 방향의 길이)를, 크게 바꾸는 일 없이 대체로 같게 함으로써, 비스듬한 라인 패턴이나 비스듬한 엣지부에 생기는 톱니 모양을 저감시킬 수 있음과 아울러, 선폭도 정확하게 유지할 수 있다. 또, 도 4, 도 5의 (A)~도 5의 (C)에 나타낸 빔 합성부(BD1A)(BD1B)의 구성에서는, 3개의 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C)(LS2A, LS2B, LS2C) 각각으로부터의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)의 편광 상태(직선 편광의 방향)를 같게 하여, 초단의 음향 광학 변조 소자(AM3)(AM4)에 입사시킬 수 있다.

또, 본 실시 형태에서는, 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향을, 주주사 방향(또는 부주사 방향)에 대해서 45도 기울어진 것으로 했지만, 이것은 많은 전자 디바이스용의 패턴 설계, 특히 배선 설계로 45도 기울어진 배선이나 패턴 엣지가 다용되기 때문이다. 그렇지만, 묘화해야 할 패턴 중에, 45도로부터 벗어난 각도 β(주주사 방향, 또는 부주사 방향에 대한 기울기각)의 배선(라인 패턴)이나 패턴 엣지부가 포함되는 경우에도, 각도 β가 ｜β－45°｜≤20°의 범위, 즉, 25≤β≤65°의 범위이면, 45도로 기울어진 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)에 의한 선택인 노광에 의해서, 비스듬한 엣지부의 톱니 모양을 저감시키는 효과가 얻어진다.

또한 본 실시 형태에서는, 앞의 도 5의 (A)~도 5의 (C)에서 설명한 것처럼, 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향을, 빔 압축계(OM2)의 광축(AXb)(AXc) 둘레의 회전으로, 임의의 방향(실용상은 0°~90°의 범위에서 충분함)으로 설정 가능하다. 이에, 시트 기판(P) 상에 노광하는 전자 디바이스용의 패턴 중에 나타내지는 비스듬한 라인이나 비스듬한 엣지부 각각의 주주사 방향(Yt방향)에 대한 각도를 집계하여, 가장 빈도가 높은 각도(고빈도 각도)를 구하고, 그 고빈도 각도에 대응하도록, 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향을 설정할 수도 있다. 또한, 빔 압축계(OM2)는 회전시키지 않고, 빔 압축계(OM2)의 뒤에, 사다리꼴 형상 프리즘 또는 3개의 반사면에 의한 이미지 로테이터를 마련하고, 광축(AXb)(AXc)의 둘레로 회전시켜도 된다.

〔변형예 1〕

변형예 1은 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B) 내의 음향 광학 변조 소자(AM1, AM3)(AM2, AM4) 각각을, 앞의 도 6에 나타낸 상태로부터 광축(AXs) 둘레로 90° 회전시킨 것이다. 도 12의 (A)는, 도 6 중의 초단의 음향 광학 변조 소자(AM3), 렌즈(GK3), 낙사 미러(IM3)에, 미러(M30, M32)를 추가한 광로를, 직교 좌표계 XYZ의 XY면 내에서 본 도면이고, 도 12의 (B)는 도 12의 (A)의 광로에 의해서, 시트 기판(P) 상에 투사되는 스폿광(SPa, SPb, SPc)의 배치 상태를 나타내는 도면이다.

본 변형예에서는, 도 12의 (B)에 나타내는 것처럼, 3개의 스폿광(SPa, SPb, SPc)이 부주사 방향(Xt방향)으로 소정의 간격으로 늘어서도록 배치한다. 여기에서는, 일례로서, 원형의 스폿광(SPa)에 의한 묘화 라인(SLna)(n=1~4)에 대해서, －45도로 경사진 슬롯 모양의 스폿광(SPb)에 의한 묘화 라인(SLnb)(n=1~4)은, －Xt방향으로 5라인분에 상당하는 간격 ΔXb만큼 시프트한 위치로 설정되고 ＋45도로 경사진 슬롯 모양의 스폿광(SPc)에 의한 묘화 라인(SLn)c(n=1~4)은, ＋Xt방향으로 5라인분에 상당하는 간격 ΔXc만큼 시프트한 위치로 설정된다. 또, 앞의 도 10에서 설명한 것처럼, 폴리곤 미러(PM)가 서로 이웃한 반사면 각각으로 주사된 스폿광에 의한 묘화 라인의 Xt방향의 간격은, 화소(Pic)의 Xt방향의 치수 Xpi의 1/2로 설정되어 있다.

3개의 스폿광(SPa, SPb, SPc)을 Xt방향으로 늘어놓기 위해, 도 12의 (A)에 나타내는 것처럼, 도 6에 나타낸 초단의 음향 광학 변조 소자(AM3)(후단의 음향 광학 변조 소자(AM1)도 마찬가지)를 광축(AXs)의 둘레로 90도 회전시키고, 음향 광학 변조 소자(AM3)(AM1)의 회절 방향을 XY면 내의 -Y방향으로 설정한다. 또한, 음향 광학 변조 소자(AM3)(AM1)의 결정 내의 위치(Pe)(도 7의 (A), 도 7의 (B) 참조)에서 교차하는 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)(평행 광속) 각각도, XZ면과 평행한 면을 따라서 음향 광학 변조 소자(AM3)(AM1)에 입사시킨다. 그 때문에, 예를 들면, 도 4에 나타낸 평행 평판(12A), 쐐기 모양 프리즘(12B, 12C)으로부터 초단의 음향 광학 변조 소자(AM3)까지의 광로 중에, 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)의 광로를 광축(빔(LB1a))의 둘레로 90도 회전시키는 이미지 로테이터가 마련된다.

그것에 따라서, 온 상태일 때의 음향 광학 변조 소자(AM3)로부터는, 입사된 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 0차 빔(B3ao, B3bo, B3co)(각각 평행 광속)과, －Y방향으로 소정의 회절각으로 편향된 1차 회절빔으로서의 빔(B3a, B3b, B3c)(각각 평행 광속)이 사출된다. 도 7의 (A), 도 7의 (B)와 마찬가지로, 0차 빔(B3ao, B3bo, B3co) 각각과 빔(B3a, B3b, B3c) 각각은, 렌즈(GK3)에 의해서, 낙사 미러(IM3)의 반사면이 위치하는 면(Pso)에서 빔 웨이스트가 되도록 집광된다. 도 12의 (A)에 나타내는 것처럼, 본 변형예에서는, 낙사 미러(IM3)의 반사면이 XZ면 및 YZ면에 대해서 45도를 이루도록 설치되고, 빔(B3a, B3b, B3c) 각각은, －Y방향으로 반사된다.

렌즈(GK3)를 통과한 빔(B3a, B3b, B3c) 각각의 중심광선은, 서로 광축(AXs)과 평행하게 되어 있고, 낙사 미러(IM3)에서 반사된 빔(B3a, B3b, B3c)(각각 발산 광속)은, 도 12의 (A)에서는 Z방향으로 겹쳐진 상태에서 미러(M30)에 투사되고, 미러(M30)에 의해서 광로를 -X방향으로 90도만큼 절곡된다. 미러(M30)에서 반사된 빔(B3a, B3b, B3c)은, XY면 및 YZ면에 대해서 45도 기울어진 반사면을 가지는 미러(M32)에서, －Z방향으로 반사된다. 미러(M32)에서 반사된 직후의 빔(B3a, B3b, B3c) 각각의 중심광선은, XY면 내에서 보면, X방향으로 소정의 간격으로 늘어선다.

미러(M32)에서 반사된 빔(B3a)은, 도 7의 (A), 도 7의 (B)에 나타낸 광축(AXu3)(또는 도 8에 나타낸 광축(AXun))과 동축이 되고, 도 8과 마찬가지로 렌즈(GK6)에 입사된다. 미러(M32)에서 반사된 빔(B3b, B3c) 각각은, 그 중심 광선이 도 7의 (A), 도 7의 (B)에 나타낸 광축(AXu3)(또는 도 8에 나타낸 광축(AXun))을 사이에 두고 X방향으로 대칭적으로 떨어진 상태에서, 도 8에 나타낸 렌즈(GK6)에 입사된다. 따라서, 도 8에 나타낸 렌즈(LGa)를 통과하여 면(OPa)에서 집광되는 빔(B3a, B3b, B3c) 각각은, 광축(AXun) 상에 빔(B3a)의 스폿(SPa＇)이 위치하고, 광축(AXun)으로부터 ＋Z방향으로 소정 거리만큼 떨어져서 빔(B3b)의 스폿(SPb＇)이 위치하며, 광축(AXun)으로부터 -Z방향으로 소정 거리만큼 떨어져서, 빔(B3c)의 스폿(SPc＇)이 위치한다.

이상의 도 12의 (A)와 같은 구성에 의해, 시트 기판(P) 상에 투사되는 스폿광(SPa, SPb, SPc) 각각을, 도 12의 (B)와 같이 부주사 방향(Xt방향)으로 늘어놓을 수 있다. 본 변형예에서는, 도 12의 (B)와 같이, 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc) 각각의 투사 위치가, 원형의 스폿광(SPa)의 투사 위치에 대해서, Xt방향으로 복수(여기에서는 5개)의 묘화 라인을 넘어 간격 ΔXb, ΔXc만큼 시프트되어 있다. 그 때문에, 당연하기는 하지만, 스폿광(SPb, SPc) 각각에서 묘화하는 비스듬한 라인 패턴 또는 비스듬한 엣지부에 대응하는 묘화 신호 중의 데이터열(도 11에 나타낸 묘화 신호(SDb, SDc) 각각을 생성하기 위한 데이터열)은, 스폿광(SPa)으로 묘화하는 패턴에 대응하는 데이터열(도 11에 나타낸 묘화 신호(SDa)를 생성하기 위한 데이터열)에 대해서, 간격 ΔXb, ΔXc에 상당하는 분만큼, 부주사 방향(Xt방향)으로 시프트되어 기억된다.

〔변형예 2〕

앞의 도 5의 (A)~도 5의 (C)에 나타낸 빔 압축계(OM2)에서는, 2개의 실린드리컬 렌즈(10G3, 10G4)를 이용하여, 입사되는 빔(LB1b, LB1c) 각각의 단면 형상(원형)을 일차원으로 압축했지만, 다른 광학 소자를 이용해도 된다. 도 13은 빔 압축계(OM2)의 본 변형예에 의한 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 변형예에서는, 도 5의 (A)~도 5의 (C) 중의 빔 확대계(OM1)에서 확대된 원형 단면의 빔(LB1b)(LB1c)을 입사하는 일차원의 마이크로 프리즘 어레이, 또는 일차원의 프레넬 렌즈 등의 광학 소자(10G3＇)와, 음의 파워를 가지는 실린드리컬 렌즈(10G4＇)에 의해서 빔 압축계(OM2)를 구성한다. 광학 소자(10G3＇)를 일차원의 마이크로 프리즘 어레이로 하는 경우는, 도 13의 지면 내에서 보면, 단면이 미세한 쐐기 모양으로 지면과 수직인 방향으로 일차원으로 연장된 프리즘부의 복수를, 광축(AXb)(AXc)을 사이에 두고 대칭적으로 배치한 구성으로 하고, 광축(AXb)(AXc)으로부터 멀어지는 방향으로 감에 따라서, 프리즘부의 쐐기의 꼭지각이 크게 형성된다.

그것에 따라서, 입사하는 빔(LB1b)(LB1c)의 단면 내에서, 광학 소자(10G3＇)의 광축(AXb)(AXc)으로부터 멀어짐에 따라서 프리즘부에서의 굴절각이 커져, 빔(LB1b)(LB1c)이 광축(AXb)(AXc)을 향해 압축(수렴)된다. 실린드리컬 렌즈(10G4＇)는 압축(수렴)되는 빔(LB1b)(LB1c)을 거의 평행 광속이 되도록 발산시킨다. 또, 도 13의 지면과 수직으로 광축(AXb)(AXc)을 포함하는 면 내에서 보면, 광학 소자(10G3＇)와 실린드리컬 렌즈(10G4＇)는, 모두 파워(굴절력)를 가지지 않기 때문에, 입사한 빔(LB1b)(LB1c)은 그대로 평행 광속의 상태로 진행한다.

그 결과, 실린드리컬 렌즈(10G4＇)로부터 사출되는 빔(LB1b)(LB1c)의 단면 내에서의 강도 분포의 형상은 슬롯 모양(장타원 모양)이 된다. 또한, 광학 소자(10G3＇)로서 일차원의 프레넬 렌즈를 이용하는 경우도, 거의 마찬가지의 작용에 의해서, 실린드리컬 렌즈(10G4＇)로부터 사출되는 빔(LB1b)(LB1c)의 단면 형상을 슬롯 모양(장타원 모양)으로 할 수 있다. 본 변형예에서도, 광학 소자(10G3＇)와 실린드리컬 렌즈(10G4＇)에 의한 빔 압축계(OM2)의 전체를 광축(AXb)(AXc)의 둘레로 회전시킴으로써, 시트 기판(P) 상에 투사되는 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향을 주주사 방향(Yt방향)에 대해서 기울일 수 있다. 또한, 실린드리컬 렌즈(10G4＇)는 음의 파워(굴절력)를 가지는 일차원의 프레넬 렌즈로 해도 된다. 또, 실린드리컬 렌즈(10G4＇)의 입사면(혹은 출사면)은, 완전한 원통면이 아니고, 비구면 렌즈와 같이, 고차 함수로 근사되는 근사 원통면이어도 된다.

〔제2 실시 형태〕

앞의 제1 실시 형태나 변형예에서는, 원형의 스폿광(SPa)을 생성하기 위한 광원 장치(LS1A)(LS2A)로부터의 빔(LB1a)(LB2a), 슬롯 모양의 스폿광(SPb)을 생성하기 위한 광원 장치(LS1B)(LS2B)로부터의 빔(LB1b)(LB2b), 및 슬롯 모양의 스폿광(SPc)을 생성하기 위한 광원 장치(LS1C)(LS2C)로부터의 빔(LB1c)(LB2c) 각각이, 빔 스위칭부(BD1B, BD2B) 내의 음향 광학 변조 소자(AM1~AM4)의 결정 내에서 교차하도록, 도 4와 같은 빔 합성부(BD1A, BD2A)로 광로를 설정했다. 본 실시 형태에서는, 음향 광학 변조 소자(AM1~AM4)에 입사되는 3개의 빔(LB1a(LB2a), LB1b(LB2b), LB1c(LB2c))을, 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B) 내의 광축(AXs)(도 6 참조)과 동축으로 합성한다.

도 14는 도 4에 나타낸 빔 형상 변형부(10A, 10B, 10C) 각각으로부터의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)을 동축으로 합성하는 제2 실시 형태에 의한 구성을 나타내는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 편광 상태를 전기 광학 소자로 고속으로 전환하는 구성에 의해서, 동축 합성을 행한다. 도 14에 있어서, 빔 형상 변형부(10A)에 입사되는 광원 장치(LS1A)로부터의 P편광의 빔(LB1a)은, 빔 축소계(OM3)의 렌즈(10G5, 10G6)를 통해서, 편광빔 스플리터(BS1)의 제1면에 입사된다. 빔 형상 변형부(10B)에 입사되는 광원 장치(LS1B)로부터의 P편광의 빔(LB1b)은, 빔 축소계(OM3)의 렌즈(10G5, 10G6)와 1/2 파장판(HWP)을 통해서, S편광으로 변환되어 편광빔 스플리터(BS1)의 제1면과 직교한 제2면에 입사된다.

편광빔 스플리터(BS1)의 제1면에 입사된 P편광의 빔(LB1a)은, 편광빔 스플리터(BS1)의 편광 분리면을 투과하여, 제1 전기 광학 소자(EOa)에 입사된다. 전기 광학 소자(EOa)는 내부의 결정에 전계를 인가하는 구동 신호(SSa)의 On/Off에 의해서, 입사하는 빔의 직선 편광의 방향을 전환하는 것이다. 그 때문에, 구동 신호(SSa)가 Off일 때, 전기 광학 소자(EOa)는 편광빔 스플리터(BS1)를 투과한 P편광의 빔(LB1a)을 그대로 투과시키고, 제2 편광빔 스플리터(BS2)에 입사시킨다. 제2 편광빔 스플리터(BS2)도, P편광은 투과시키고 S편광은 반사시키도록 배치되어 있으므로, P편광의 빔(LB1a)은 편광빔 스플리터(BS2)를 투과하여, 제2 전기 광학 소자(EOb)에 입사된다.

제2 전기 광학 소자(EOb)는 제1 전기 광학 소자(EOa)와 동일한 것이고, 구동 신호(SSb)의 On/Off에 의해서 입사하는 빔의 편광 상태를 전환한다. 구동 신호(SSb)가 Off일 때, 전기 광학 소자(EOb)는 편광빔 스플리터(BS2)로부터의 P편광의 빔(LB1a)을 그대로 투과시키고, 제3 편광빔 스플리터(BS3)에 입사시킨다. 제3 편광빔 스플리터(BS3)도, P편광은 투과시키고 S편광은 반사시키도록 배치되어 있으므로, P편광의 빔(LB1a)은 편광빔 스플리터(BS3)를 투과함과 아울러, 후의 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B) 내의 광축(AXs)과 동축으로 되어서 진행한다.

한편, 빔 형상 변형부(10B)로부터 S편광이 되어 편광빔 스플리터(BS1)에 입사되는 빔(LB1b)은, 편광빔 스플리터(BS1)의 편광 분리면에서 반사되어, 전기 광학 소자(EOa)에 입사된다. 구동 신호(SSa)가 Off일 때, S편광의 빔(LB1b)은 전기 광학 소자(EOa)를 그대로 투과하여, 편광빔 스플리터(BS2)의 빔(LB1a)과 동일한 입사면에 입사된다. 편광빔 스플리터(BS2)에 입사된 S편광의 빔(LB1b)은, 거의 전부가 반사되고 빔 트랩(TRa)에 입사되어 흡수된다.

또한, 빔 형상 변형부(10C)에 입사하는 광원 장치(LS1C)로부터의 P편광의 빔(LB1c)은, 빔 축소계(OM3)의 렌즈(10G5, 10G6)와 1/2 파장판(HWP)을 통해서, S편광으로 변환되고 미러(M40A)에서 직각으로 반사되어, 편광빔 스플리터(BS2)의 제2면(빔 트랩(TRa)과 반대측의 면)에 입사된다. 편광빔 스플리터(BS2)는 S편광을 반사하므로, S편광의 빔(LB1c)은 다른 빔(LB1a, LB1b)과 동축의 광로가 되도록 반사되어, 전기 광학 소자(EOb)에 입사된다. 구동 신호(SSb)가 Off일 때, 전기 광학 소자(EOb)는 편광빔 스플리터(BS2)로부터의 S편광의 빔(LB1c)을 그대로 투과시켜, 제3 편광빔 스플리터(BS3)에 입사시킨다. 제3 편광빔 스플리터(BS3)도, S편광은 반사시키도록 배치되어 있으므로, S편광의 빔(LB1c)은 편광빔 스플리터(BS3)에서 반사되어, 빔 트랩(TRb)에서 흡수된다.

이상과 같이, 직렬로 배치된 2개의 전기 광학 소자(EOa, EOb) 각각에 인가되는 구동 신호(SSa, SSb)가 모두 Off 상태일 때, 광원 장치(LS1A)로부터의 P편광의 빔(LB1a)만이, 편광빔 스플리터(BS3)로부터 광축(AXs)과 동축으로 사출된다. 다음으로, 제1 전기 광학 소자(EOa)에 인가되는 구동 신호(SSa)가 On인 상태이고, 제2 전기 광학 소자(EOb)에 인가되는 구동 신호(SSb)가 Off 상태가 되는 경우를 설명한다. 그 경우, 편광빔 스플리터(BS1)를 통해서 제1 전기 광학 소자(EOa)에 입사되는 P편광의 빔(LB1a)은 S편광으로 전환된다. 그 때문에, S편광이 된 빔(LB1a)은 제2 편광빔 스플리터(BS2)에서 반사되어, 빔 트랩(TRa)에서 흡수된다.

한편, 편광빔 스플리터(BS1)에서 반사되어 제1 전기 광학 소자(EOa)에 입사되는 S편광의 빔(LB1b)은 P편광으로 전환된다. 그 때문에, P편광이 된 빔(LB1b)은, 제2 편광빔 스플리터(BS2), 제2 전기 광학 소자(EOb), 및 제3 편광빔 스플리터(BS3)를 그대로 투과하여, 광축(AXs)과 동축으로 사출된다. 또, 그 때, 빔 형상 변형부(10C)로부터의 S편광이 된 빔(LB1c)은, 미러(M40A)를 통해서 제2 편광빔 스플리터(BS2)에서 반사되고, Off 상태인 제2 전기 광학 소자(EOb)를 그대로 투과하여, 제3 편광빔 스플리터(BS3)에서 반사되어 빔 트랩(TRb)에서 흡수된다. 이상과 같이, 전기 광학 소자(EOa)가 On 상태이고 전기 광학 소자(EOb)가 Off 상태일 때는, P편광의 빔(LB1b)만이 제3 편광빔 스플리터(BS3)로부터 광축(AXs)과 동축이 되어 사출된다.

다음으로, 제1 전기 광학 소자(EOa)와 제2 전기 광학 소자(EOb)가 모두 On 상태가 되도록 구동 신호(SSa, SSb)가 인가되었을 경우를 설명한다. 이 경우, 전기 광학 소자(EOa)가 On 상태이므로, 빔 형상 변형부(10A)로부터의 P편광의 빔(LB1a)은, 편광빔 스플리터(BS1)를 투과한 후, 전기 광학 소자(EOa)를 통과하여 S편광으로 변환되므로, 편광빔 스플리터(BS1)에서 반사되어 빔 트랩(TRa)에 흡수된다. 또, 빔 형상 변형부(10B)로부터의 S편광의 빔(LB1b)은, 편광빔 스플리터(BS1)에서 반사된 후, 전기 광학 소자(EOa)를 통과하여 P편광으로 변환되므로, 다음 편광빔 스플리터(BS2)를 투과한다. 그렇지만, 편광빔 스플리터(BS2)를 투과한 P편광의 빔(LB1b)은, On 상태인 제2 전기 광학 소자(EOb)를 통과하여 S편광으로 변환되므로, 편광빔 스플리터(BS3)에서 반사되어 빔 트랩(TRb)에 흡수된다.

한편, 빔 형상 변형부(10C)로부터의 S편광의 빔(LB1c)은, 미러(M40A)와 편광빔 스플리터(BS2)에서 반사된 후, On 상태인 전기 광학 소자(EOb)를 통과하여 P편광으로 변환되므로, 다음 편광빔 스플리터(BS3)를 투과하여, 광축(AXs)과 동축이 되어 사출된다. 이와 같이, 본 실시 형태에서는, 편광빔 스플리터(BS1, BS2, BS3), 전기 광학 소자(EOa, EOb)가, 3개의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)을 광축(AXs)을 따라서 진행하도록 합성하는 빔 합성부로서 기능한다.

본 실시 형태에서는, 3개의 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C) 각각으로부터의 빔(LB1a, LB1b, LB1c)을, 동일한 직선 편광 상태에서 동축으로 합성시키기 위해, 2개의 전기 광학 소자(EOa, EOb)를 이용한다. 그 때문에, 도 4에 나타낸 제어 장치(100) 내의 묘화 데이터 기억부(100B)에는, 전기 광학 소자(EOa, EOb) 각각에 인가되는 구동 신호(SSa, SSb)(고압의 직류 전위)의 온/오프를 설정하는 정보(비트 맵 정보)가, 묘화해야 할 패턴의 화소 맵 정보와 관련지어 기억되어 있다.

이상의 도 14와 같이, 편광빔 스플리터(BS1, BS2, BS3)와 전기 광학 소자(EOa, EOb)를 조합함으로써, 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C) 각각으로부터의 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 중 어느 1개를 광축(AXs)과 동축으로 하여 빔 스위칭부(BD1B)의 초단의 음향 광학 변조 소자(AM3)에 입사시킬 수 있다. 또한, 동축 합성을 위해, 편광 분리 특성을 가지지 않는 진폭 분할형의 빔 스플리터를 이용하지 않으므로, 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각의 광량 감쇠가 억제됨과 아울러, 편광 방향을 동일한 P편광으로 할 수 있다. 그 때문에, 음향 광학 변조 소자(AM3)(AM1)를 통과하는 빔(LB1a, LB1b, LB1c) 각각에 대한 회절 효율이 동일하게 되어, 시트 기판(P) 상에 투사되는 스폿광(SPa, SPb, SPc)의 각 광량(강도)의 불균일이 억제된다.

도 15는 도 14의 빔 합성부(BD1A)와, 도 6의 빔 스위칭부(BD1B)와, 묘화 유닛(MU3)(또는 MU1)을 이용한 패턴의 묘화 동작의 일례를 설명하는 도면이다. 본 실시 형태에서는, 빔 스위칭부(BD1B)(음향 광학 변조 소자(AM3, AM1))에 입사되는 3개의 LB1a, LB1b, LB1c 각각이, 광축(AXs)과 동축으로 설정되므로, 3개의 스폿광(SPa, SPb, SPc) 각각도, 묘화 라인(SL3)(SL1) 상에서 주주사 방향의 동일 위치에 투사된다.

도 15에서는, 일례로서, 직사각형상의 패턴부(PT4)와 Yt방향으로 연장된 라인 패턴부(PT5)와 비스듬한 라인 패턴부(PT6)가 Yt방향으로 연결된 패턴을, 묘화 유닛(MU3)에 의해서 묘화하는 경우를 나타낸다. 패턴부(PT4)는 묘화 유닛(MU3)에 의한 묘화 라인(SL3)에 대해서 경사진 비스듬한 엣지부(E4a)와 Xt방향으로 직선적으로 신장된 엣지부(E4b)를 가진다. 비스듬한 라인 패턴부(PT6)는 비스듬한 엣지부(E4a)와 반대 방향으로 기울어진 비스듬한 엣지부(E6a, E6b)를 가진다.

도 15와 같은 패턴에 대해서, 묘화 라인(SL3)을 따라서 패턴 묘화가 행해지는 경우, 비스듬한 엣지부(E4a)를 가로지르는 묘화 라인(SL3) 상의 영역(Ar1)에서는, 앞의 도 10과 마찬가지로, －45도로 경사진 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb)에 의해, 묘화 신호(SDb)의 화소 비트 정보와 클록 신호(CLK)(SDb∩CLK)에 따라서 패턴 묘화(광원 장치(LS1B)의 펄스 발광)가 행해진다. 패턴부(PT4)의 엣지부(E4b)를 포함하는 묘화 라인(SL3) 상의 영역(Ar2)에서는, 원형의 스폿광(SPa)에 의해, 묘화 신호(SDa)의 화소 비트 정보와 클록 신호(CLK)(SDa∩CLK)에 따라서 패턴 묘화(광원 장치(LS1A)의 펄스 발광)가 행해진다. 또한, 패턴부(PT6)의 비스듬한 엣지부(E6a, E6b)를 포함하는 묘화 라인(SL3) 상의 영역(Ar3)에서는, ＋45도로 경사진 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPc)에 의해, 묘화 신호(SDc)의 화소 비트 정보와 클록 신호(CLK)(SDc∩CLK)에 따라서 패턴 묘화(광원 장치(LS1C)의 펄스 발광)가 행해진다.

이러한 패턴 묘화의 경우, 도 14 중의 전기 광학 소자(EOa, EOb) 각각에 인가되는 구동 신호(SSa, SSb)에 대해서는, 영역(Ar1)에서 스폿광(SPb)이 투사되기 직전의 시각 Ts1로부터, 스폿광(SPb)의 투사로 전환하는 시각 Ts2까지의 동안, 구동 신호(SSa)만이 On 상태가 되고, 영역(Ar3)에서 스폿광(SPc)이 투사되기 직전의 시각 Ts3으로부터, 영역(Ar3)에서의 기울기 패턴부(PT6)의 묘화가 끝난 시각 Ts4까지의 동안, 구동 신호(SSa, SSb) 양쪽이 모두 On 상태가 된다.

또한, 전기 광학 소자(EOa, EOb)의 스위칭의 응답 주파수의 상한은, 광원 장치(LS1B, LS1C)의 펄스 발광의 주파수 400MHz(주기 2.5nS)보다도 낮은 경우가 많다. 그 때문에, 구동 신호(SSa, SSb)를 On 상태로 할 수 있는 최소 시간폭 이상의 시간폭(Ts2－Ts1, 또는 Ts4－Ts3)을 설정하고, 그 시간폭 내에 영역(Ar1, Ar3)(비스듬한 엣지부(E4a, E6a, E6b))이 들어가도록 설정된다.

이상과 같이, 선폭이 가는 비스듬한 라인 패턴부(PT6)나 비스듬한 엣지부(E4a)를 포함하는 패턴을 묘화할 때, 원형의 스폿광(SPa)과 기울어진 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)이 주주사 방향의 동일한 위치에서, 택일적으로 투사되도록 설정된다. 그 때문에, 도 11에서 설명한 것처럼, 묘화 라인(SLn)을 따라서 늘어서는 다수의 화소(Pic)의 화소 비트 정보의 스폿광(SPa, SPb, SPc)용의 각 데이터열을, 간격 ΔYb, ΔYc에 상당하는 화소수분만큼 시프트시킬 필요가 없다. 따라서, 각 데이터열을 생성하는 수고가 경감된다.

〔변형예 3〕

앞의 제1 실시 형태와 같이, 복수의 스폿광(SPa, SPb, SPc)을, 폴리곤 미러(PM)의 회전에 의해, 시트 기판(P) 상에서 동시에 주사할 수 있는 구성으로 했을 경우, 시트 기판(P)의 표면에 형성되는 감광층(포토레지스트층)의 감도의 차이나 두께의 차이에 용이하게 대응할 수 있다. 예를 들면, 단일의 스폿광(SPa)(원형)만으로 패턴 묘화를 행하는 노광 장치에서는, 노광 처리 시간을 짧게 하기 위해, 광원 장치(LS1A)로부터 사출되는 빔(LB1a)이 가능한 한 고휘도가 되도록 조정된다. 그 때문에, 사용 가능한 포토레지스트에는, 빔(LB1a)의 광 강도에 대응하여, 추천되는 감도 범위와 추천되는 두께 범위가 있다. 만일, 사용하는 포토레지스트층의 감도가 상당히 낮거나, 추천되는 두께보다도 현저하게 두꺼워지거나 하면, 빔(LB1a)(스폿광(SPa))의 광 강도를 높이는 것이 어렵기 때문에, 폴리곤 미러(PM)의 회전 속도(스폿광(SPa)의 주사 속도)와, 시트 기판(P)의 부주사 방향으로의 이동 속도를 크게 저하시키게 된다.

즉, 시트 기판(P) 상에 형성된 레지스터층의 감도와 두께로 정해지는 필요 노광량(필요 도스량)에 알맞도록, 스폿광(SPa)의 광 강도와 주사 노광의 상태(속도 등)로 정해지는 공급 가능 노광량(공급 도스량)이 조정된다. 제1 실시 형태에서는, 묘화 유닛(MU1~MU4) 각각으로부터, 3개의 스폿광(SPa, SPb, SPc) 중 어느 1개, 어느 2개, 혹은 모두를 선택적으로 투사 가능하므로, 공급 도스량의 조정 범위를 큰폭으로 확대할 수 있다. 또한, 스폿광(SPa, SPb, SPc) 각각은, 묘화 데이터 중의 화소(Pic) 단위로, 고속으로 시트 기판(P) 상에 펄스 투사가 가능해서, 예를 들면, 패턴의 엣지부에 대응한 화소나 그 이웃 화소에 대해서, 통상보다도 큰 도스량을 주는 특수 노광 방법도 가능해진다.

도 16은 제1 실시 형태, 또는 변형예 1에 의한 노광 장치를 이용하여, 매트릭스 모양으로 배열되는 복수의 직사각형 패턴 각각의 주변 엣지부에 주는 노광량을 증대시키는 특수 노광의 묘화 동작의 일례를 나타내는 도면이다. 특수 노광 방법은, 예를 들면 국제 공개 제2019/049940호에 개시되어 있는 것처럼, 시트 기판(P) 상에 형성되는 레지스터층이 네거티브형임과 아울러, 그 두께가 일반적인 두께(0.8μm~2μm)의 수배~10배 정도의 경우에 이용할 수 있다.

도 16에 있어서, 묘화 데이터 상의 하나의 화소(Pic)가 시트 기판(P) 상에서 2μm각으로 설정되는 경우, 직사각형 패턴(PT7)은, Yt방향으로 9화소(18μm), Xt방향으로 11화소(22μm)의 크기로 규정되어, Xt방향과 Yt방향 각각에 3화소(6μm) 분의 간격을 비우고 매트릭스 모양으로 배열된다. 각 직사각형 패턴(PT7)은 Xt방향과 Yt방향 각각에 직선적으로 배열된 화소에 의한 주변 엣지부(PT7a)와, 그 내측의 7화소×9화소로 구성되는 직사각형 패턴부(PT7b)로 구성된다. 제1 실시 형태에 의한 노광 장치에 의해서, 예를 들면, 묘화 유닛(MU3)에 의한 묘화 라인(SL3a, SL3b)을 따라서, 스폿광(SPa, SPb, SPc)이 주사되었다고 한다.

본 변형예에서는, 내측의 직사각형 패턴부(PT7b)를 구성하는 화소(온 화소) 각각에 대해서는, Xt방향과 Yt방향 각각에 원형의 스폿광(SPa)의 2펄스로 노광이 행해지고, 주변 엣지부(PT7a)를 구성하는 화소(온 화소) 각각에 대해서는, Xt방향과 Yt방향 각각에, 원형의 스폿광(SPa)의 2펄스와 함께, 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)의 2펄스가 추가 노광된다. 따라서, 묘화 라인(SL3a) 상에서는, 묘화 신호(SDa)와 클록 신호(CLK)에 기초하여, 직사각형 패턴(PT7)의 Xt방향의 전폭(9화소)에 대응한 18펄스분의 원형의 스폿광(SPa)이 조사된다.

또한, 묘화 라인(SL3a) 상에서는, 직사각형 패턴(PT7)의 ＋Yt방향측의 주변 엣지부(PT7a)를 구성하는 1화소째와 -Yt방향측의 주변 엣지부(PT7a)를 구성하는 9화소째를 추가 노광하기 위해, 묘화 신호(SDb, SDc)와 클록 신호(CLK)에 기초하여, 그 1화소째와 9화소째 각각에 스폿광(SPb, SPc)의 2펄스분이 조사된다. 또한, 제1 실시 형태에서는, 3개의 스폿광(SPa, SPb, SPc)이, 앞의 도 10에서 설명한 것처럼 간격 ΔYb, ΔYc로 Yt방향으로 시프트되어 있으므로, 본 변형예에서도, 도 11에서 설명한 것처럼, 묘화 신호(SDa, SDb, SDc) 각각에 대응한 화소 비트 정보의 데이터열은, 그 간격 ΔYb, ΔYc에 따른 화소수만큼 정보의 위치(비트의 위치)가 시프트되어 있다.

또, 묘화 라인(SL3b) 상에서는, 직사각형 패턴(PT7)의 Xt방향측의 주변 엣지부(PT7a)를 구성하도록 Yt방향으로 늘어선 9개의 화소의 열에 대해서 추가 노광이 행해진다. 그 때문에, 묘화 라인(SL3b) 상에서는, 직사각형 패턴(PT7)의 ＋Yt방향측의 주변 엣지부(PT7a)를 구성하는 1화소째부터, －Yt방향측의 주변 엣지부(PT7a)를 구성하는 9화소째까지의 모두가 추가 노광되도록, 묘화 신호(SDa, SDb, SDc)와 클록 신호(CLK)에 기초하여, 그 1화소째~9화소째까지의 9화소분 각각에 스폿광(SPa, SPb, SPc)의 2펄스분이 조사된다.

본 변형예에서는, 추가 노광되는 화소(온 화소)에 대해서, 원형의 스폿광(SPa), －45도로 경사진 슬롯 모양의 스폿광(SPb), ＋45도로 경사진 슬롯 모양의 스폿광(SPc)이 계속해서 조사되기 때문에, 각 스폿광의 광 강도가 동일한 경우, 추가 노광된 화소에는 최대로 약 3배의 노광량이 주어진다. 그렇지만, 추가 노광으로 필요한 노광량이 1.5배나 2배 정도로 되는 경우도 있다. 그 경우, 추가 노광으로 사용되는 슬롯 모양의 스폿광(SPb, SPc) 각각의 광 강도가 스폿광(SPa)의 광 강도의 25%, 50% 정도로 감쇠되도록, 광원 장치(LS1B, LS1C)로부터 사출되는 빔(LB1b, LB1c)의 광로 중에, 빔 강도를 가변 조정할 수 있는 감광(減光) 부재를 마련해도 된다. 그러한 감광 부재로서는, 광원 장치(LS1B)(LS1C)로부터의 빔(LB1b)(LB1c)을, 회전 가능한 1/2 파장판, 편광빔 스플리터의 순서로 통과시키는 구성이 바람직하다. 그 경우, 1/2 파장판을 빔의 중심광선의 둘레로 회전 조정함으로써, 편광빔 스플리터에서 반사(또는 투과)되는 빔의 강도를, 예를 들면 10%~90%의 범위에서 연속적으로 조정할 수 있다.

본 변형예에서는, 추가 노광시에, 주변 엣지부(PT7a)를 구성하는 화소에, －45도로 경사진 슬롯 모양의 스폿광(SPb)과, ＋45도로 경사진 슬롯 모양의 스폿광(SPc)이 겹쳐 조사되므로, 2개의 스폿광(SPb, SPc)의 겹침에 의한 광 강도 분포는, 모퉁이가 둥글게 된 사각 모양에 가깝게 된다. 따라서, 시트 기판(P) 상의 노광해야 할 디바이스 형성 영역 내의 전체에서, 도 16과 같이, Xt방향과 Yt방향으로 연장된 주변 엣지부(PT7a)만을 포함하고, 비스듬한 엣지부나 비스듬한 라인 패턴을 포함하지 않는 경우는, 주변 엣지부(PT7a)의 화소(온 화소)에 대해서는, 2개의 스폿광(SPb, SPc)의 중복만으로 노광해도 된다.

〔변형예 4〕

이상의 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 및 각 변형예에서는, 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B) 내의 직렬로 배치된 음향 광학 변조 소자(AM1, AM3)(AM2, AM4)에 의해서, 3개의 광원 장치(LS1A, LS1B, LS1C)(LS2A, LS2B, LS2C) 각각으로부터 생성되는 3개의 빔(Bna, Bnb, Bnc)(n=1~4)을 복수의 묘화 유닛(MUn) 중 어느 것으로 스위칭하여 공급했다. 그렇지만, 2개의 광원 장치 각각으로부터의 묘화용의 빔을, 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B)를 통하지 않고, 직접 1개의 묘화 유닛에 공급하는 구성으로 해도 된다.

도 17은 2개의 광원 장치만을 이용한 변형예 4에 의한 빔 합성부의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다. 도 17에 있어서, 앞의 도 1, 도 4에서 나타낸 부재와 동일한 부재에는 동일한 부호를 부여하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 본 변형예에서는, 2개의 광원 장치(LS1B, LS1C) 각각으로부터의 빔(LB1b, LB1c)은, 각각 미러(M50, M52)에서 반사되어 도 4(및 도 5의 (A)~도 5의 (C))에 나타낸 빔 형상 변형부(10B, 10C)에 입사된다. 또한, 도 17에 있어서, 광원 장치(LS1B)로부터의 빔(LB1b)은, 직교 좌표계 XYZ의 XY면과 평행하게 ＋X방향으로 사출되고, 광원 장치(LS1C)로부터의 빔(LB1c)은, 빔(LB1b)과 거의 동축인 배치 관계로, XY면과 평행하게 -X방향으로 사출된다.

빔 형상 변형부(10B) 내에 마련되는 빔 압축계(OM2)(도 5의 (A)~도 5의 (C) 참조)의 전체는, 입사하는 빔(LB1b)의 중심광선(도 5의 (A)~도 5의 (C) 중의 광축(AXb))의 둘레로 회전 가능하게 마련된다. 빔 압축계(OM2)는 모터나 에어 피스톤 등의 액츄에이터를 포함하는 구동 기구(20B)에 의해서, 45°씩 회전하도록 설정된다. 따라서, 빔 형상 변형부(10B)로부터 ＋Y방향으로 사출되는 빔(LB1b)은, YZ면 내에서의 단면 분포가 슬롯 모양(장타원 모양)으로 된 평행 광속으로 변환된다. 마찬가지로, 빔 형상 변형부(10C) 내에 마련되는 빔 압축계(OM2)(도 5의 (A)~도 5의 (C) 참조)의 전체는, 입사하는 빔(LB1c)의 중심광선(도 5의 (A)~도 5의 (C) 중의 광축(AXc))의 둘레로 회전 가능하게 마련되고, 모터나 에어 피스톤 등의 액츄에이터를 포함하는 구동 기구(20C)에 의해서, 45°씩 회전하도록 설정된다. 따라서, 빔 형상 변형부(10C)로부터 ＋Y방향으로 사출되는 빔(LB1c)은, YZ면 내에서의 단면 분포가 슬롯 모양(장타원 모양)으로 된 평행 광속으로 변환된다.

빔 형상 변형부(10B)로부터의 빔(LB1b)은, 미러(M51)에 의해서 ＋X방향으로 반사된 후, V형 미러(M54)의 일방의 반사면으로 투사된다. 마찬가지로, 빔 형상 변형부(10C)로부터의 빔(LB1c)은, 미러(M53)에 의해서 -X방향으로 반사된 후, V형 미러(M54)의 타방의 반사면으로 투사된다. V형 미러(M54)의 일방의 반사면과 타방의 반사면은, 도 17 중의 Z축과 평행한 능선을 이루도록, 소정의 각도로 교차하도록 설정되어 있다. V형 미러(M54)의 능선(Z축과 평행)은, 도 17 중의 XY면 내에서 보았을 때, 예를 들면 묘화 유닛(MU1)의 광축(AXu1)(도 2 참조)과 직교하도록 설정된다.

미러(M51, M53), V형 미러(M54)에 의해서, V형 미러(M54)의 일방의 반사면에서 반사된 빔(LB1b)과, V형 미러(M54)의 타방의 반사면에서 반사된 빔(LB1c)은, XY면 내에서 광축(AXu1)과 평행하게, 또한 광축(AXu1)을 사이에 두고 대칭적으로 접근한 상태에서 ＋Y방향으로 진행하여, 프리즘 블록(22)에 입사된다. 프리즘 블록(22)은 광축(AXu1)과 직교하도록 Z축과 평행하게 연장된 능선을 가지고, 입사되는 빔(LB1b, LB1c) 각각을, 광축(AXu1)을 향해서 소정의 각도(예를 들면 1° 이하)만큼 굴절(편향)시킨다. 프리즘 블록(22)을 통과한 2개의 빔(LB1b, LB1c)은, 광축(AXu1)과 수직인 면(Pe＇)(도 8 중의 면(Pe＇)에 대응)에서 서로 광축(AXu1)과 교차한 후, 퍼지면서 묘화 유닛(MU1)에 입사되도록 진행한다.

이상의 구성에 의해, 시트 기판(P) 상에는, 묘화 유닛(MU1)으로부터 투사되는 빔(LB1b, LB1c) 각각에 의한 2개의 스폿광(SPb, SPc)만이 집광된다. 본 변형예에서는, 2개의 스폿광(SPb, SPc) 각각이, 모두 슬롯 모양(장타원 모양)의 강도 분포를 가지고, 그 분포의 장축 방향을, 구동 기구(20B, 20C)에 의해서 시트 기판(P) 상에서 45°의 각도씩 바꿀 수 있다. 또한, 구동 기구(20B, 20C)에 의한 빔 형상 변형부(10B, 10C) 내의 빔 압축계(OM2)의 회전 각도의 변화량은, 예를 들면, ±90°의 범위 내에서, 15°씩 12단계로 해도 되고, 무단계로 임의 각도로 설정할 수 있도록 해도 된다.

본 변형예에서는, 2개의 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)만으로 패턴의 묘화를 행할 때, 묘화 유닛(MU1)이 묘화해야 할 패턴 중에, 어떠한 패턴 부분(주주사 방향 또는 부주사 방향으로 연장된 직선 엣지부, 혹은 비스듬한 엣지부 등)이 시트 기판(P) 상의 부주사 방향의 어느 위치에 포함되는지를 사전에 파악하고, 그것에 따라서, 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향을, 구동 기구(20B, 20C)에 의해서 사전(대응하는 엣지부의 묘화 직전)에 회전시킨다. 앞의 도 9의 (A)에서 설명한 것처럼, 전자 디바이스 내의 배선 패턴에서는, 45도의 비스듬한 라인 패턴(도 9의 (A) 중의 PT2)이 다용되지만, 그 외에, 주주사 방향 또는 부주사 방향에 대해서 30도 정도, 혹은 60도 정도로 기울어진 라인 패턴이나 패턴 엣지부도 사용된다. 그러한 경우도 고려하여, 슬롯 모양(장타원 모양)의 강도 분포를 가지는 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향이, 주주사 방향 또는 부주사 방향에 대해서 ＋25도~65도의 범위, 또는 -25도~65도의 범위에서 기울여질 수 있도록 해 두는 것이 바람직하다.

도 18의 (A)~도 18의 (D)는 패턴의 엣지부의 방향성에 따라서 전환되는 스폿광(SPb, SPc) 각각의 장축 방향의 조합을 모식적으로 나타낸 도면이다. 도 18의 (A)는 앞의 도 10에서 설명한 상태와 마찬가지로, －45도로 기울어진 스폿광(SPb)과 ＋45도로 기울어진 스폿광(SPc)의 각 중심이, 간격(ΔYb＋ΔYc)으로 1개의 묘화 라인(SLn) 상에 Yt(Y) 방향에 위치했을 경우를 나타낸다. 묘화 유닛(MU1)에 의해서 묘화되는 패턴으로서, 앞의 도 16에서 설명한 것처럼, Xt방향과 Yt방향으로 연장된 직선 엣지부만으로 구성되는 경우는, 묘화 데이터 상의 모든 화소(Pic) 중, 스폿광을 투사해야 할 온 화소에 대해서는, ±45도로 기울어진 스폿광(SPb, SPc) 각각이 겹쳐서 투사되도록, 광원 장치(LS1B, LS1C) 각각으로부터의 빔(LB1b, LB1c)의 펄스 발광이 제어된다. 또한, 도 18의 (A)와 같이, 스폿광(SPb)을 -45도로 기울이고, 스폿광(SPc)을 ＋45도로 기울인 상태를 초기 상태로 한다.

도 18의 (B)는, 구동 기구(20C)에 의해서, 스폿광(SPc)만을 초기 상태의 기울기로부터 반시계 방향으로 90도 회전시킨 상태를 나타내고, 도 18의 (C)는, 구동 기구(20B)에 의해서, 스폿광(SPb)만을 초기 상태의 기울기로부터 시계 방향으로 90도 회전시킨 상태를 나타낸다. 도 18의 (B) 또는 도 18의 (C)와 같이, 2개의 스폿광(SPb, SPc)을 동일한 방향으로 기울이고, 비스듬한 엣지부나 비스듬한 라인 패턴의 온 화소(Pic)에 대해서, 스폿광(SPb, SPc) 각각을 겹쳐서 투사함으로써, 엣지부의 화소의 노광량을 증대시킬 수 있다.

또, 도 18의 (D)는, 구동 기구(20B, 20C)에 의해서, 스폿광(SPb)을 초기 상태의 기울기로부터 시계 방향으로 45도 회전시키고, 스폿광(SPc)을 초기 상태의 기울기로부터 반시계 방향으로 45도 회전시킨 상태를 나타낸다. 도 18의 (D)의 경우, 2개의 스폿광(SPb, SPc)은 모두 장축 방향이 묘화 라인(SLn)과 직교한 방향으로 설정된다. 도 18의 (D)의 설정은, 특히 묘화 라인(SLn)과 평행, 혹은 직교한 방향으로 연장되는 직선 모양의 라인 패턴의 묘화에 적합하다.

이상과 같이, 구동 기구(20B, 20C)에 의한 빔 압축계(OM2)의 회전에 의한 스폿광(SPb, SPc)의 장축 방향의 변경(전환) 동작은, 당연하게 묘화 라인(SLn)을 따른 스폿광(SPb, SPc)의 1회의 주사 중에는 할 수 없다. 그 때문에, 패턴 묘화가 전혀 행해지지 않는 영역(스폿광(SPb, SPc)이 펄스 조사되지 않는 오프 화소가 연속하는 영역)에 걸쳐 시트 기판(P)이 이동하는 시간에 대해서, 스폿광(SPb, SPc)의 장축 방향의 전환 동작에 소요되는 시간이 짧아지는 타이밍에서, 필요하면 전환 동작이 행해진다.

〔변형예 5〕

도 19는 1개의 광원 장치(LSe)로부터의 빔(LBe)에 의해서, 2개의 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)을 만드는 광학 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다. 설명의 편의상, 광원 장치(LSe)로부터의 빔(LBe)은, 직교 좌표계 XYZ의 X축과 평행하게 사출되는 것으로 한다. 광원 장치(LSe)는, 먼저 설명한 광원 장치(LS1B, LS1C)와 마찬가지의 파이버 앰프 레이저 광원(파장 355nm의 자외 펄스 광을 주파수 400MHz로 발진)이다. 광원 장치(LSe)로부터의 P편광의 빔(LBe)(직경이 0.5~1mm 정도의 원형의 단면 분포를 가지는 평행 광속)은, 앞의 도 14에서 설명한 전기 광학 소자(EOa, EOb)와 마찬가지의 전기 광학 소자(EOc)에 입사된다. 전기 광학 소자(EOc)는 구동 신호(SSc)(고압의 직류 전위)가 인가되고 있는 동안(온 상태일 때)은, 입사한 빔(LBe)을 P편광으로부터 S편광으로 변환하여 사출하고, 구동 신호(SSc)가 비인가일 때(오프 상태일 때)는 P편광의 빔(LBe)을 그대로 사출한다.

전기 광학 소자(EOc)로부터의 빔(LBe)은, Y축과 평행하게 ＋Y방향으로 진행하도록 미러(M55)에서 직각으로 절곡된 후, 빔 확대계(OM1)(도 5의 (A)~도 5의 (C) 참조)에 입사된다. 빔 확대계(OM1)는 입사된 빔(LBe)의 직경을 10배 정도로 확대한 평행 광속으로 하여 편광빔 스플리터(BS4)를 향해서 사출한다. 광 분할부로서의 편광빔 스플리터(BS4)는, 빔(LBe)이 P편광일 때는 빔(LBe)을 그대로 투과시키고, 빔(LBe)이 S편광일 때는 빔(LBe)을 직각으로 반사시킨다. 여기서, 편광빔 스플리터(BS4)를 투과한 P편광의 빔(LBe)을 빔(LB1c)으로 하고, 편광빔 스플리터(BS4)에서 반사된 S편광의 빔(LBe)을 빔(LB1b)이라고 하면, 분할된 빔(LB1c, LB1b)은 각각 다른 광로를 진행한다.

편광빔 스플리터(BS4)로부터의 빔(LB1b)(S편광)은, 1/2 파장판(HWP)을 투과하여, 편광 방향이 90도 회전한 P편광으로 변환된 후, 빔 형상 변형부로서 기능하는 빔 압축계(OM2b)에 입사된다. 마찬가지로, 편광빔 스플리터(BS4)로부터의 빔(LB1c)(P편광)은, 1/2 파장판(HWP)을 투과하여, 편광 방향이 90도 회전한 S편광으로 변환된 후, 빔 형상 변형부로서 기능하는 빔 압축계(OM2c)에 입사된다. 빔 압축계(OM2b, OM2c) 각각은, 앞의 도 5의 (A)~도 5의 (C) 또는 도 13에서 나타낸 광학 부재에 의해서 마찬가지로 구성되어, 각각의 빔(LB1b, LB1c)의 중심광선(광축)의 둘레로, 상대적으로 90도의 각도를 이루도록 설치된다.

빔 압축계(OM2b)를 통과한 빔(LB1b)은, 미러(M57)에서 Y축과 평행이 되도록 직각으로 반사되어 ＋Y방향으로 진행하고, 편광빔 스플리터(BS5)에 입사된다. 또, 빔 압축계(OM2c)를 통과하여 -X방향으로 진행하는 빔(LB1c)은, 편광빔 스플리터(BS5)에 입사된다. 빔 합성부로서 기능하는 편광빔 스플리터(BS5)는, P편광이 된 빔(LB1b)을 투과시켜, S편광이 된 빔(LB1c)을 반사시킴과 아울러, 빔(LB1b, LB1c)을 동축으로 합성하도록 배치되어 있다. 편광빔 스플리터(BS5)로부터 ＋Y방향으로 사출되는 빔(LB1b, LB1c)은, 도 5의 (A)~도 5의 (C)에 나타낸 구성과 마찬가지의 빔 축소계(OM3)에 의해서, 빔 지름을 1/10 정도로 축소된 평행 광속으로 변환된다.

빔 축소계(OM3)를 통과한 빔(LB1b, LB1c)은, 진폭 분할형의 빔 스플리터(BS6)를 투과하여, 각각 빔(B1b, B1c)이 되고, 묘화 유닛(MU1)의 광축(AXu1)과 동축이 되도록 묘화 유닛(MU1)에 입사된다. 또, 광원 장치(LSe)와 동일한 제특성으로 만들어진 광원 장치(LS1A)로부터의 -X방향으로 진행하는 빔(LB1a)(직경이 0.5~1mm 정도의 원형의 단면 분포를 가지는 평행 광속)은, 빔 스플리터(BS6)에서 반사되어, 빔(B1a)이 되고, 묘화 유닛(MU1)의 광축(AXu1)과 동축이 되도록 묘화 유닛(MU1)에 입사된다. 빔 스플리터(BS6)는 3개의 빔(B1a, B1b, B1c)을 동축으로 합성하도록 배치되지만, 입사하는 빔(B1a, B1b, B1c) 각각의 광량의 약 절반은, 빔 스플리터(BS6)의 -X방향측으로 배치된 빔 트랩(TRc)으로 흡수된다.

본 변형예에서는, 전기 광학 소자(EOc)가 오프 상태이고, 또한, 광원 장치(LSe)에 공급되는 묘화 신호(SDc)의 화소 비트값이 「1」 일 때에, 광원 장치(LSe)로부터 빔(LBe)이 펄스 발광된다. 전기 광학 소자(EOc)가 오프 상태이므로, 빔(LBe)(P편광)은 편광빔 스플리터(BS4)를 투과하여, 1/2 파장판(HWP)을 통과하여 S편광으로 변환되고, 빔 압축계(OM2c)를 통과하여 편광빔 스플리터(BS5)에서 반사되고, 빔 축소계(OM3), 빔 스플리터(BS6)를 통해서, 스폿광(SPc)을 생성하는 빔(B1c)이 되어 묘화 유닛(MU1)에 공급된다. 전기 광학 소자(EOc)가 온 상태이고, 또한, 광원 장치(LSe)에 공급되는 묘화 신호(SDb)의 화소 비트값이 「1」일 때에, 광원 장치(LSe)로부터 빔(LBe)이 펄스 발광된다. 전기 광학 소자(EOc)가 온 상태이므로, P편광의 빔(LBe)은 S편광으로 변환되고, 편광빔 스플리터(BS4)에서 반사되고, 1/2 파장판(HWP)을 통과하여 P편광으로 변환되고, 빔 압축계(OM2b)를 통과하여 편광빔 스플리터(BS5)를 투과하여, 빔 축소계(OM3), 빔 스플리터(BS6)를 통해서, 스폿광(SPb)을 생성하는 빔(B1b)이 되어 묘화 유닛(MU1)에 공급된다.

본 변형예에서도, 스폿광(SPb)과 스폿광(SPc)의 전환을 위해, 전기 광학 소자(EOc)가 사용된다. 그 때문에, 도 4에 나타낸 제어 장치(100) 내의 묘화 데이터 기억부(100B)에는, 전기 광학 소자(EOc)에 인가되는 구동 신호(SSc)의 온/오프를 설정하는 정보(비트 맵 정보)가, 묘화해야 할 패턴의 화소 맵 정보와 관련지어 기억되어 있다. 전기 광학 소자(EOc)의 온/오프에 의해서, 결과적으로, 빔 형상 변형부로서의 빔 압축계(OM2b)로부터 사출되는 빔(LB1b)의 직선 편광의 방향과, 빔 형상 변형부로서의 빔 압축계(OM2c)로부터 사출되는 빔(LB1c)의 직선 편광의 방향이 상보적으로 전환되게 된다.

본 변형예에서는, 광원 장치(LS1A)로부터의 빔(B1a)에 의한 원형 모양의 스폿광(SPa)은, 묘화 신호(SDa)의 화소 비트값 「1」 및 클록 신호(CLK)에 응답하여, 상시, 시트 기판(P) 상에 펄스 광으로서 투사 가능하다. 한편, 광원 장치(LSe)로부터의 빔(LBe)으로부터 생성되는 빔(B1b)에 의한 스폿광(SPb)과, 빔(B1c)에 의한 스폿광(SPc)은, 전기 광학 소자(EOc)의 오프 상태와 온 상태의 전환에 의해서, 어느 일방만이, 묘화 신호(SDb, SDc)의 화소 비트값 「1」 및 클록 신호(CLK)에 응답하여, 시트 기판(P) 상에 펄스 광으로서 투사된다.

그 때문에, 본 변형예에서는, 비스듬한 엣지부나 비스듬한 라인 패턴을 구성하는 엣지 화소에 대해서, 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb 또는 SPc) 만이 아니고, 원형 모양의 스폿광(SPa)도 겹쳐서 노광할 수 있다. 이 경우, 엣지 화소의 노광량을 증대시키면서, 엣지부의 톱니 모양을 저감시키는 효과도 얻어진다.

〔변형예 6〕

도 20은 광원 장치와 빔 형상 변형부(10B, 10C)를 포함하는 빔 합성부(BD1A)(BD2A)의 변형예에 의한 구성을 모식적으로 나타낸 도면이다. 본 변형예에서는, 도 19에 나타낸 광원 장치(LSe)로부터의 빔(LBe)과, 도 4에 나타낸 광원 장치(LS1A)로부터의 빔(LB1a)에 의해서, 원형의 스폿광(SPa)과 2개의 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)이 생성되도록 구성함과 아울러, 도 6에 나타낸 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B)도 이용하여, 복수의 묘화 유닛(MU1~MU4) 각각에 의한 패턴 노광이 가능한 구성으로 한다.

도 20에 있어서, 광원 장치(LSe)로부터 주파수 400MHz로 펄스 발광되는 좌외 파장역의 빔(LBe)(직경이 0.5~1mm 정도의 원형 단면의 평행 광속)은, 음향 광학 변조 소자(AM5)에 브래그 회절의 조건으로 입사한다. 음향 광학 변조 소자(AM5)는 구동 신호 SSe에 의해서, 온 상태(회절광 발생 상태)와 오프 상태로 전환된다. 음향 광학 변조 소자(AM5)가 오프 상태일 때, 입사된 빔(LBe)은 그대로 투과하여 렌즈(GK7)에 광축과 동축으로 입사된다. 음향 광학 변조 소자(AM5)는 렌즈(GK7)의 전측 초점의 위치에 배치되고, 렌즈(GK7)의 후측 초점의 위치에는 낙사 미러(IM5)가 배치된다. 따라서, 도 20의 음향 광학 변조 소자(AM5), 렌즈(GK7), 낙사 미러(IM5)의 각 배치는, 앞의 도 7의 (A), 도 7의 (B)에서 설명한 음향 광학 변조 소자(AM3), 렌즈(GK3), 낙사 미러(IM3)의 각 배치와 동일하게 되어 있다.

오프 상태의 음향 광학 변조 소자(AM5)를 투과하고 렌즈(GK7)를 통과한 빔(LBe)은, 낙사 미러(IM5)의 상방 공간에서 빔 웨이스트가 되도록 수렴한 후, 발산하면서 렌즈(GK9)에 광축과 동축으로 입사된다. 렌즈(GK9)의 전측 초점은, 렌즈(GK7)의 후측 초점의 위치와 일치하도록 배치되고, 렌즈(GK9)의 후측 초점의 위치에는, 구동 신호(SSf)에 의해서 온 상태(회절광 발생 상태)와 오프 상태로 전환됨과 아울러, 브래그 회절 조건으로 배치되는 음향 광학 변조 소자(AM6)가 마련된다. 렌즈(GK9)를 투과한 빔(LBe)은, 초단의 음향 광학 변조 소자(AM5)에 입사할 때의 빔 지름과 동일한 평행 광속이 된다.

음향 광학 변조 소자(AM6)가 온 상태인 경우, 도 20에 나타내는 것처럼, 빔(LBe)의 1차 회절빔으로서의 빔(LB1c)(평행 광속)이 발생한다. 빔(LB1c)은 렌즈(GK10)를 통과하여, 낙사 미러(IM6)의 위치에서 빔 웨이스트가 되도록 수렴됨과 아울러, 낙사 미러(IM6)에서 직각으로 반사되어, 렌즈(GK11)에 광축과 동축 상태로 입사된다. 여기에서도, 렌즈(GK10)의 전측 초점의 위치에는 음향 광학 변조 소자(AM6)가 배치되고, 렌즈(GK10)의 후측 초점의 위치에는 낙사 미러(IM6)가 배치된다. 또한, 렌즈(GK11)의 전측 초점의 위치는 렌즈(GK10)의 후측 초점의 위치(낙사 미러(IM6)의 위치)와 동일해지도록 설정되어 있다. 따라서, 렌즈(GK11)를 통과한 빔(LB1c)은, 다시 평행 광속이 되어, 미러(M59)에서 반사되고, 앞의 도 4(도 5의 (A)~도 5의 (C)) 또는 도 13에서 나타낸 것 같은 빔 형상 변형부(10C)에 입사된다.

한편, 초단의 음향 광학 변조 소자(AM5)가 온 상태인 경우는, 음향 광학 변조 소자(AM5)에 입사되는 빔(LBe)의 1차 회절빔으로서의 빔(LB1b)이 발생한다. 그 빔(LB1b)(평행 광속)은 렌즈(GK7)에 의해서 수렴되고, 낙사 미러(IM5)에서 반사되어, 렌즈(GK8)에 광축과 동축 상태로 입사된다. 렌즈(GK8)의 전측 초점은, 렌즈(GK7)의 후측 초점의 위치(낙사 미러(IM5)의 위치)에 설정되어 있으므로, 렌즈(GK8)를 통과한 빔(LB1b)은, 다시 평행 광속이 되어, 미러(M58)에서 반사되고, 앞의 도 4(도 5의 (A)~도 5의 (C)) 또는 도 13에서 나타낸 것 같은 빔 형상 변형부(10B)에 입사된다.

도 20에 나타내는 빔 형상 변형부(10B, 10C)는, 앞의 도 13에서 설명한 것처럼, 구동 기구(20B, 20C) 각각에 의한 빔 압축계(OM2)의 회전에 의해서, 빔(LB1b, LB1c)의 압축 방향을 광축 둘레로 회전시키도록 해도 된다. 빔 형상 변형부(10B, 10C) 각각으로부터 사출되는 빔(LB1b, LB1c)은, 각각, 도 4와 마찬가지로 미러(M3B, M3C)에서 반사된 후, 쐐기 모양의 프리즘(12B, 12C)을 통과하여, 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B)의 광축(AXs)과 소정의 각도를 이루도록 진행한다. 또, 도 4와 마찬가지로, 광원 장치(LS1A)로부터의 빔(LB1a)이, 미러(M3B)와 미러(M3C)의 사이로부터, 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B)의 광축(AXs)과 동축이 되도록 통과된다. 그 빔(LB1a)은, 도 4와 마찬가지로, 평행 평판(12A)을 통과하여 빔 스위칭부(BD1B)(BD2B)에 공급된다.

이상의 구성에 의해, 본 변형예에서는, 묘화 유닛(MU1, MU3)(MU2, MU4) 각각으로부터, 빔(LB1a)(LB2a)에 의한 원형의 스폿광(SPa), 빔(LB1b)(LB2b)에 의한 -45도로 기울어진 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb), 및 빔(LB1c)(LB2c)에 의한 ＋45도로 기울어진 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb) 중 어느 1개를 선택적으로 시트 기판(P) 상에 투사하거나, 혹은 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc) 중 어느 1개와 원형의 스폿광(SPa)의 2개를 동시에 시트 기판(P) 상에 투사하거나 할 수 있다.

광원 장치(LS1A)와 광원 장치(LSe) 각각의 펄스 발진의 주파수 Fp를 400MHz로 했을 경우, 도 20에 나타낸 음향 광학 변조 소자(AM5, AM6)의 최고 스위칭 주파수 Fss가 50MHz~100MHz 정도인 것을 고려하여, 음향 광학 변조 소자(AM5, AM6) 각각을 온 상태 또는 오프 상태에 전환하는 구동 신호(SSc, SSd)의 인가 타이밍은, 슬롯 모양(장타원 모양)의 스폿광(SPb, SPc)으로 묘화해야 할 엣지 화소나 비스듬한 라인 패턴의 위치에 대해서, 예를 들면, 도 15에세 설명한 구동 신호(SSa, SSb)와 마찬가지로 화소수분 빨리 실행된다. 예를 들면, 1화소에 대해서 스폿광(SPa, SPb, SPc) 각각이 주주사 방향으로 n펄스분 조사되는 경우, 구동 신호(SSc, SSd)의 인가 타이밍은, Fp/n·Fss로 구해지는 값 이상의 화소수분만큼 선행하도록 제어된다. 따라서, Fp=400MHz, Fss=50MHz, n=2의 경우, 주주사 방향으로 4화소 이상 선행하는 화소 위치에서 구동 신호(고주파 신호) SSe, SSf 중 어느 일방을 인가하면 된다.

본 변형예에서는, 스폿광(SPb)과 스폿광(SPc)의 전환을 위해, 2개의 음향 광학 변조 소자(AM5, AM6)가 사용된다. 그 때문에, 도 4에 나타낸 제어 장치(100) 내에는, 음향 광학 변조 소자(AM5, AM6) 각각에 구동 신호(SSe, SSf)를 인가하기 위한 드라이브 회로(고주파 신호 인가 앰프 등)가 마련되고, 묘화 데이터 기억부(100B)에는, 그러한 구동 신호(SSe, SSf)의 온/오프를 설정하는 정보(비트 맵 정보)가, 묘화해야 할 패턴의 화소 맵 정보와 관련지어 기억되어 있다. 또, 본 변형예에 있어서의 음향 광학 변조 소자(AM5, AM6), 렌즈(GK7~GK11), 낙사 미러(IM5, IM6)에 의한 빔 스위칭 기구는, 1개의 광원 장치(LSe)로부터의 빔(LBe)을, 서로 상이한 광로를 통과하여 진행하는 2개의 빔(LB1b, LB1c)으로 분할하는 광 분할부로서 기능한다. 또한, 본 변형예에 있어서의 미러(M3B, M3C), 쐐기 모양의 프리즘(12B, 12C)은, 빔 형상 변형부(10B, 10C)에 의해서, 단면 형상을 원형으로부터 변형시킨 2개의 빔(LB1b, LB1c)을 합성하는 빔 합성부로서 기능한다.

본 변형예에 의하면, 도 20과 같이, 1개의 광원 장치(LSe)로부터의 빔(LBe)에 의해서 생성되는 2개의 빔(LB1b)(스폿광(SPb)용), (LB1c)(스폿광(SPc)용) 각각의 편광 방향과, 1개의 광원 장치(LS1A)로부터 생성되는 빔(LB1a)(스폿광(SPa)용)의 편광 방향을 같게 할 수 있으므로, 복수의 묘화 유닛(MU1~MU4) 각각에, 음향 광학 변조 소자(AM1~AM4)를 이용하여 각 광원 장치로부터의 빔을 시분할로 차례로 공급하는 것이 가능해진다. 또, 본 변형예에서도, 앞의 도 17과 마찬가지로, 구동 기구(20B, 20C)에 의해서, 원형 모양으로부터 비등방적인 형상(슬롯 모양, 장타원 모양)으로 변형시킨 스폿광(SPb, SPc)의 방향성(장축 방향)을 바꿀 수 있으므로, 묘화해야 할 패턴의 기울기 엣지의 각도에 적합한 스폿 형상으로의 설정이 용이하게 할 수 있다.

또, 본 변형예에서는, 주주사 방향(Yt방향)이나 부주사 방향(Xt방향)으로 직선적으로 신장된 패턴 엣지의 화소, 혹은 Yt방향과 Xt방향에 대해서 비스듬하게 기울어진 패턴 엣지의 화소에 대해서, 슬롯 모양(장타원 모양)으로 변형된 스폿광(SPb, SPc) 중 어느 일방과 원형 모양의 스폿광(SPa) 모두, 변형된 스폿광(SPb, SPc) 중 어느 일방만, 또는 원형 모양의 스폿광(SPa)만을 적절히 선택하여 투사할 수 있다.

이상의 제1 실시 형태, 제2 실시 형태, 및 각 변형예에서 설명한 스폿광(SPb, SPc)은, 원형의 스폿광(SPa)에 대해서 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형하는 것으로 했지만, 그 외의 형상으로 변형시켜도 된다. 예를 들면, 스폿광(SPb)(또는 SPc)을 직사각형, 정사각형, 마름모꼴의 사각 모양으로 할 수도 있다. 단, 그 경우, 도 2에 나타낸 fθ 렌즈계(FT)와 제2 실린드리컬 렌즈(CYb)를 통해서 시트 기판(P) 상에 투사되는 빔(B1b)의 개구수(NA)와, 빔(B1b)(광원 장치로부터의 빔)의 파장 λ의 관계로부터 최소 스폿 사이즈가 정해져 가므로, 스폿광(SPb)을 사각 모양으로 하는 경우는, 회절이나 수차의 영향도 감안하여, 그 최소 스폿 사이즈보다도 충분히 큰 치수(예를 들면, 최소 스폿 사이즈의 3배 이상)로 하는 것이 바람직하다. 스폿광(SPb, SPc)을 모두 동일한 사각 모양으로 하는 경우에도, 그 사각형의 대각선의 방향이 서로 다른 경우는, 서로 상이한 형상으로 변형된 스폿광으로서 취급된다.

Claims (31)

1. 광원 장치로부터 공급되는 빔에 의한 스폿광을 주주사 방향으로 주사하여 기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 구비한 패턴 노광 장치로서,
   제1 빔을 출사하는 제1 광원 장치와,
   제2 빔을 출사하는 제2 광원 장치와,
   상기 제1 광원 장치로부터의 상기 제1 빔과 상기 제2 광원 장치로부터의 상기 제2 빔 각각이, 상기 묘화 유닛에 입사되도록 합성하는 빔 합성부와,
   상기 기판 상에 투사되는 상기 제1 빔에 의한 제1 스폿광의 형상과 상기 제2 빔에 의한 제2 스폿광의 형상을 서로 다르게 하도록, 상기 빔 합성부에 입사되는 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 각각의 단면 형상을 서로 다르게 하는 빔 형상 변형부와,
   상기 기판 상에 묘화하는 패턴의 적어도 엣지부를, 상기 제1 스폿광과 상기 제2 스폿광 중 어느 일방, 또는 양방으로 묘화하도록 제어하는 제어 장치를 구비하는, 패턴 노광 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 빔 합성부는 상기 묘화 유닛의 광축을 따라 상기 묘화 유닛에 입사되도록 상기 제1 빔과 상기 제2 빔을 합성하는, 패턴 노광 장치.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   상기 제1 광원 장치로부터의 상기 제1 빔과 상기 제2 광원 장치로부터의 상기 제2 빔은, 모두 단면 형상이 원형이며,
   상기 빔 형상 변형부는 상기 제1 빔의 단면 형상을 원형으로부터 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형시키는 제1 빔 형상 변형부와, 상기 제2 빔의 단면 형상을 원형으로부터 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형시키는 제2 빔 형상 변형부를 포함하는, 패턴 노광 장치.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형한 상기 제1 스폿광의 장축 방향과, 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형한 상기 제2 스폿광의 장축 방향이, 상기 기판 상에서 서로 상이한 방향을 향하도록, 상기 제1 빔 형상 변형부로부터 출사되는 상기 제1 빔의 단면 형상의 장축의 방향과, 상기 제2 빔 형상 변형부로부터 출사되는 상기 제2 빔의 단면 형상의 장축의 방향을, 서로 상이한 방향으로 설정한, 패턴 노광 장치.
5. 청구항 3 또는 청구항 4에 있어서,
   상기 제1 빔 형상 변형부와 상기 제2 빔 형상 변형부 각각은, 단면 형상이 원형인 빔을 일 방향으로 압축하는 빔 압축계를 포함하는, 패턴 노광 장치.
6. 청구항 5에 있어서,
   상기 빔 압축계는 평행 광속으로서 입사되는 단면 형상이 원형인 빔을, 단면 형상이 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형한 평행 광속으로 하여 사출하도록, 광축 방향으로 떨어뜨려 배치되는 2개의 실린드리컬 렌즈를 포함하는, 패턴 노광 장치.
7. 청구항 3 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형한 상기 제1 스폿광의 장축 방향은, 상기 주주사 방향에 대해서 ＋25도~＋65도의 범위에서 기울어져 설정되고,
   상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형한 상기 제2 스폿광의 장축 방향은, 상기 주주사 방향에 대해서 -25도~－65도의 범위에서 기울어져 설정되는, 패턴 노광 장치.
8. 청구항 3 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 제어 장치는, 상기 기판 상에 묘화하는 패턴의 상기 엣지부가, 상기 주주사 방향에 대해서 기울어져 연장되는 비스듬한 엣지부일 때는, 상기 제1 스폿광과 상기 제2 스폿광 중 상기 비스듬한 엣지부의 기울기에 따른 스폿광을 상기 기판 상에 투사하도록, 상기 제1 광원 장치로부터의 상기 제1 빔의 출사와, 상기 제2 광원 장치로부터의 상기 제2 빔의 출사를 제어하는, 패턴 노광 장치.
9. 청구항 8에 있어서,
   단면 형상이 원형인 제3 빔을 출사하는 제3 광원 장치를 더 구비하고,
   상기 빔 합성부는 상기 기판 상에 상기 제3 빔에 의한 원형인 제3 스폿광이 투사되도록, 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형된 상기 제1 빔과 상기 제2 빔과 함께, 상기 제3 빔을 상기 묘화 유닛의 광축을 따라 입사시키는, 패턴 노광 장치.
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제어 장치는,
    상기 기판 상에 묘화하는 패턴의 상기 비스듬한 엣지부에 대해서는, 상기 제1 스폿광과 상기 제2 스폿광 중 어느 일방이 상기 기판 상에 투사되도록, 상기 제1 광원 장치로부터의 상기 제1 빔의 출사와, 상기 제2 광원 장치로부터의 상기 제2 빔의 사출을 제어하고, 상기 비스듬한 엣지부 이외의 패턴 부분에 대해서는, 상기 제3 스폿광이 상기 기판 상에 투사되도록, 상기 제3 광원 장치로부터의 상기 제3 빔의 출사를 제어하는, 패턴 노광 장치.
11. 광원 장치로부터 공급되는 빔에 의한 스폿광을 주주사 방향으로 주사하여 기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 구비한 패턴 노광 장치로서,
    상기 광원 장치로부터 출사되는 단면 형상이 원형인 빔을 제1 빔과 제2 빔으로 분할하는 광 분할부와,
    상기 제1 빔의 광로에 마련되고, 상기 제1 빔의 단면 형상을 원형으로부터 변형시켜, 상기 제1 빔의 투사에 의한 상기 기판 상에서의 제1 스폿광의 형상을 제1 형상으로 하는 제1 빔 형상 변형부와,
    상기 제2 빔의 광로에 마련되고, 상기 제2 빔의 단면 형상을 원형으로부터 변형시켜, 상기 제2 빔의 투사에 의한 상기 기판 상에서의 제2 스폿광의 형상을 상기 제1 형상과 상이한 제2 형상으로 하는 제2 빔 형상 변형부와,
    상기 제1 빔 형상 변형부로부터의 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 형상 변형부로부터의 상기 제2 빔을, 상기 묘화 유닛에 입사되도록 합성하는 빔 합성부와,
    상기 기판 상에 묘화하는 패턴을, 상기 제1 스폿광과 상기 제2 스폿광 중 어느 일방으로 묘화하도록 제어하는 제어 장치를 구비하는, 패턴 노광 장치.
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 빔 합성부는 상기 묘화 유닛의 광축을 따라 상기 묘화 유닛에 입사되도록 상기 제1 빔과 상기 제2 빔을 합성하는, 패턴 노광 장치.
13. 청구항 11 또는 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 빔 형상 변형부는, 상기 제1 스폿광의 상기 제1 형상이, 상기 주주사 방향에 대해서 기울어진 장축을 가지는 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형되도록, 상기 제1 빔의 단면 형상을 변형시키고,
    상기 제2 빔 형상 변형부는, 상기 제2 스폿광의 상기 제2 형상이, 상기 주주사 방향에 대해서 상기 제1 형상과 반대로 기울어진 장축을 가지는 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형되도록, 상기 제2 빔의 단면 형상을 변형시키는, 패턴 노광 장치.
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제1 빔 형상 변형부와 상기 제2 빔 형상 변형부 각각은, 단면 형상이 원형인 빔을 일 방향으로 압축하여 단면 형상을 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 하는 빔 압축계를 포함하는, 패턴 노광 장치.
15. 청구항 14에 있어서,
    상기 빔 압축계는, 평행 광속으로서 입사되는 단면 형상이 원형인 빔을, 단면 형상이 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형한 평행 광속으로 하여 출사하도록, 광축 방향으로 떨어뜨려 배치되는 2개의 실린드리컬 렌즈를 포함하는, 패턴 노광 장치.
16. 청구항 13 내지 청구항 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형한 상기 제1 스폿광의 장축 방향은, 상기 주주사 방향에 대해서 ＋25도~＋65도의 범위에서 기울어져 설정되고,
    상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형한 상기 제2 스폿광의 장축 방향은, 상기 주주사 방향에 대해서 -25도~－65도의 범위에서 기울어져 설정되는, 패턴 노광 장치.
17. 청구항 13 내지 청구항 16 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 빔 합성부는 직선 편광의 방향에 따라 투과성 또는 반사성을 가지는 편광빔 스플리터로 구성되고,
    상기 제1 빔 형상 변형부로부터의 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 형상 변형부로부터의 상기 제2 빔의 직선 편광의 방향을 상보적으로 전환하는 전기 광학 소자를, 더 포함하는, 패턴 노광 장치.
18. 청구항 17에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 기판 상에 묘화하는 패턴의 엣지부가, 상기 주주사 방향에 대해서 기울어져 연장되는 비스듬한 엣지부일 때는, 상기 제1 스폿광과 상기 제2 스폿광 중 상기 비스듬한 엣지부의 기울기에 따른 스폿광이 상기 기판 상에 투사되도록 상기 전기 광학 소자를 제어하는, 패턴 노광 장치.
19. 청구항 18에 있어서,
    단면 형상이 원형인 제3 빔을 출사하는 제2 광원 장치를 더 구비하고,
    상기 빔 합성부는 상기 기판 상에 상기 제3 빔에 의한 원형인 제3 스폿광이 투사되도록, 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형된 상기 제1 빔 혹은 상기 제2 빔과 함께, 상기 제3 빔을 상기 묘화 유닛의 광축을 따라 입사시키는, 패턴 노광 장치.
20. 청구항 19에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 기판 상에 묘화하는 패턴의 상기 비스듬한 엣지부에 대해서는, 상기 제1 스폿광과 상기 제2 스폿광 중 어느 일방이 상기 기판 상에 투사되도록, 상기 광원 장치로부터의 상기 빔의 출사와 상기 전기 광학 소자의 구동을 제어하고, 상기 비스듬한 엣지부 이외의 패턴 부분에 대해서는, 상기 제3 스폿광이 상기 기판 상에 투사되도록, 상기 제2 광원 장치로부터의 상기 제3 빔의 출사를 제어하는, 패턴 노광 장치.
21. 광원 장치로부터 공급되는 빔에 의한 스폿광을, 묘화 데이터 상에서 규정되는 화소마다의 화소 정보에 따라 주주사 방향으로 주사하여 기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 이용한 패턴 노광 방법으로서,
    상기 주주사 방향으로 주사되는 상기 화소의 열 중에, 상기 주주사 방향과 교차하여 비스듬하게 연장되는 패턴의 엣지부가 되는 엣지 화소가 포함될 때는, 적어도 상기 엣지 화소에 투사되는 상기 스폿광의 형상은, 상기 패턴이 비스듬하게 연장되는 방향에 따른 방향으로 장축이 기울어진 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 설정되는, 패턴 노광 방법.
22. 청구항 21에 있어서,
    상기 엣지 화소 이외의 화소에 투사되는 상기 스폿광의 형상은 원형으로 설정되는, 패턴 노광 방법.
23. 청구항 22에 있어서,
    상기 기판 상에 투사되는 상기 원형인 스폿광의 실효적인 치수는, 상기 화소의 상기 기판 상에서 규정되는 치수에 대해서 ±50%의 범위 내로 설정되는, 패턴 노광 방법.
24. 청구항 23에 있어서,
    상기 기판 상에 투사되는 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양의 스폿광의 장축 방향의 실효적인 치수는, 상기 화소의 상기 기판 상에서 규정되는 대각 치수와 동등하게 설정되는, 패턴 노광 방법.
25. 청구항 22 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 장치는, 상기 주주사 방향에 대해서 장축 방향이 ＋25도~＋65도의 범위에서 기울어진 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양의 제1 스폿광이 되는 제1 빔을 출사하는 제1 광원 장치와, 상기 주주사 방향에 대해서 장축 방향이 -25도~－65도의 범위에서 기울어진 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양의 제2 스폿광이 되는 제2 빔을 출사하는 제2 광원 장치를 구비하고,
    상기 엣지부에 대응한 엣지 화소를 묘화하는 경우, 상기 제1 광원 장치로부터의 상기 제1 빔과 상기 제2 광원 장치로부터의 상기 제2 빔 중 어느 일방이, 상기 묘화 유닛에 공급되도록 제어되는, 패턴 노광 방법.
26. 청구항 22 내지 청구항 24 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광원 장치는, 상기 주주사 방향에 대해서 장축 방향이 ＋25도~＋65도의 범위에서 기울어진 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양의 제1 스폿광과, 상기 주주사 방향에 대해서 장축 방향이 -25도~－65도의 범위에서 기울어진 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양의 제2 스폿광을 생성하기 위한 빔을 출사하는 제1 광원 장치와, 상기 원형인 제3 스폿광을 생성하기 위한 빔을 출사하는 제2 광원 장치를 구비하는, 패턴 노광 방법.
27. 청구항 26에 있어서,
    상기 제1 광원 장치로부터의 상기 빔을, 상기 제1 스폿광을 생성하기 위한 제1 빔과 상기 제2 스폿광을 생성하기 위한 제2 빔으로 분할하고, 분할된 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 각각의 단면 형상을 상기 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형시킨 후, 상기 제1 빔과 상기 제2 빔 중 어느 일방을, 상기 묘화 유닛 내의 광축을 따르도록 상기 묘화 유닛에 공급하는, 패턴 노광 방법.
28. 청구항 27에 있어서,
    상기 제1 광원 장치로부터의 상기 빔의 편광 방향을 전기적인 제어로 전환하는 전기 광학 소자와, 상기 전기 광학 소자를 통과한 상기 빔을 편광 상태에 따라서 투과하는 광로와 반사하는 광로로 분할하는 편광빔 스플리터를 이용하여, 상기 제1 광원 장치로부터의 상기 빔을 상기 제1 빔과 상기 제2 빔으로 분할하는, 패턴 노광 방법.
29. 청구항 27에 있어서,
    상기 제1 광원 장치로부터의 상기 빔이 직렬로 통과하도록 배치된 제1 음향 광학 변조 소자와 제2 음향 광학 변조 소자가 마련되고,
    상기 제1 음향 광학 변조 소자만이 온 상태일 때에 발생하는 상기 빔의 1차 회절빔을 상기 제1 빔으로서 이용하고, 상기 제2 음향 광학 변조 소자만이 온 상태일 때에 발생하는 상기 빔의 1차 회절빔을 상기 제2 빔으로서 이용하는, 패턴 노광 방법.
30. 광원 장치로부터 공급되는 빔에 의한 스폿광을 주주사 방향으로 주사하여 기판 상에 패턴을 묘화하는 묘화 유닛을 구비한 패턴 노광 장치로서,
    상기 광원 장치로부터의 상기 빔이 입사되어, 상기 빔의 단면 형상을 변형시킨 빔을 상기 묘화 유닛으로 안내하는 빔 형상 변형부를 가지고,
    상기 빔 형상 변형부는 상기 빔의 단면 형상을 원형으로부터 비원형으로 변형시키는, 패턴 노광 장치.
31. 청구항 30에 있어서,
    상기 빔 형상 변형부는 상기 빔의 단면 형상을 원형으로부터 슬롯 모양 또는 장타원 모양으로 변형시키는, 패턴 노광 장치.

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