TW201805726A - 圖案描繪裝置、圖案描繪方法、以及元件製造方法 - Google Patents

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Abstract

一種曝光裝置(EX)，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置(LS)之光束(LBn)進行強度調變，一面將光束(LBn)投射至基板(P)上並沿主掃描方向進行掃描，藉此於基板(P)上描繪圖案，且具備：掃描單元(Un)，其具有光束掃描部及光檢測器(DTn)，該光束掃描部包含為了實現光束(LB)之掃描而使光束(LBn)偏向之多面鏡(PM)，該光檢測器(DTn)係對光束(LBn)被投射至基板(P)時產生之反射光進行光電檢測；電光學器件(36)，其係以於形成於基板(P)上之第1圖案(PT1)之至少一部分，重疊地描繪應重新描繪之第2圖案(PT2)之至少一部分之方式，根據圖案資訊而控制光束(LBn)之強度調變；及測量部(116)，其係於在基板(P)上描繪第2圖案(PT2)之期間，根據自光檢測器(DTn)輸出之檢測訊號(PSn)而測量第1圖案(PT1)與第2圖案(PT2)之相對之位置關係。

Description

圖案描繪裝置、圖案描繪方法、以及元件製造方法
本發明係關於一種對基板描繪圖案之圖案描繪裝置及圖案描繪方法、以及使用該圖案描繪方法製造電子元件之元件製造方法。
以往，於半導體元件、顯示元件、配線基板、或感測器器件等之製造步驟中，為了形成微細之圖案，而使用作為光微影裝置之光罩曝光裝置或圖案產生器裝置(描繪裝置等無光罩曝光裝置)等。該等曝光裝置係使用伴隨元件之微細化或配線之細線化而解析度更高，且對準精度或重合精度更高者。另一方面，近年來，藉由於軟性之基板上形成各種電氣器件或配線，而謀求最終製品內之零件之封裝密度之提高，或謀求最終製品之薄型化、輕量化及低價化。因此，於在利用塑膠等樹脂材料等形成之軟性基板上高精度地曝光配線或電極墊等之圖案之裝置中，必須將因軟性基板之較大之伸縮或變形(形變)而產生之對準誤差(重合誤差)抑制於容許範圍內。作為此種曝光裝置，例如於日本特開2006-098727號公報中，揭示有一種具備曝光頭單元之無光罩曝光裝置(描繪裝置)，該曝光頭單元係根據自圖像資料生成之調變訊號而對自光源射出之多光束進行空間調變並照射至長條之帶狀之記錄媒體(軟性配線基板)上。
於日本特開2006-098727號公報之無光罩曝光裝置中，一面於對軟性配線基板賦予既定之張力之狀態下，將軟性配線基板沿長條方向以既定之搬送速度搬送，一面利用檢測單元之相機等檢測形成於軟性配線基板上之標記(例如形成於單位曝光區域之周圍4個部位之各者之標記)之位置。而且，根據所檢測出之標記之位置而測定軟性配線基板(單位曝光區域)之伸縮狀態(伸縮係數)，且根據該伸縮狀態(伸縮係數)而進行使規定有圖像資料之描繪圖案變形之資料處理後，藉由曝光頭單元而描繪曝光出圖案。
關於如日本特開2006-098727號公報之無光罩曝光裝置，由於可對應於由軟性配線基板之伸縮等所致之變形，使應描繪之圖案自身以相對較高之自由度變形，故而可獲得較高之對準精度或重合精度。然而，若應曝光於軟性配線基板上之1個元件(單位曝光區域)之面積變大，且應描繪之圖案之大小(線寬等)變得微細化，則若僅為形成於單位曝光區域之周圍之標記之位置檢測，有難以高精度地預測產生於單位曝光區域之內部之變形之狀態的情形，而有對準精度或重合精度於單位曝光區域內局部地劣化之情況。
本發明之第1態樣係一種圖案描繪裝置，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板上並沿主掃描方向進行掃描，藉此於上述基板上描繪圖案，且具備：描繪單元，其具有光束掃描部及反射光檢測部，該光束掃描部包含為了實現上述 光束之向上述主掃描方向之掃描而使來自上述光源裝置之上述光束偏向之偏向構件，上述反射光檢測部係經由上述光束掃描部之上述偏向構件而對上述光束被投射至上述基板時產生之反射光進行光電檢測；光束強度調變部，其係以於利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之至少一部分，重疊地描繪應重新描繪之第2圖案之至少一部分之方式，根據上述圖案資訊而控制上述光束之強度調變；及測量部，其係於在上述基板上描繪上述第2圖案之期間，根據自上述反射光檢測部輸出之檢測訊號而測量上述第1圖案與上述第2圖案之相對之位置關係。
本發明之第2態樣係一種圖案描繪方法，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板上並沿主掃描方向進行掃描，藉此於上述基板上描繪圖案，且包含以下步驟：為了實現上述光束之向上述主掃描方向之掃描而使來自上述光源裝置之上述光束偏向；將已偏向之上述光束以遠心之狀態投射至上述基板；以於利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之至少一部分，重疊地描繪應重新描繪之第2圖案之至少一部分之方式，根據上述圖案資訊而將上述光束進行強度調變；對投射至上述基板之上述光束之反射光進行光電檢測；及於在上述基板上描繪上述第2圖案之期間，根據經光電檢測之檢測訊號而測量上述第1圖案與上述第2圖案之相對之位置關係。
本發明之第3態樣係一種元件製造方法，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板上並沿主掃描方向進行掃描，藉此於上述基板上描繪圖案，而製造電子元件，且包含以下步驟：為了實現上述光束之向上述主掃描方向之掃描而使來自 上述光源裝置之上述光束偏向；將已偏向之上述光束以遠心之狀態投射至上述基板；以於利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之至少一部分，重疊地描繪應重新描繪之第2圖案之至少一部分之方式，根據上述圖案資訊而將上述光束進行強度調變；及於在上述基板上描繪上述第2圖案之期間，根據對投射至上述基板之上述光束之反射光進行光電檢測而獲得之檢測訊號，而測量上述第1圖案之位置資訊、形狀資訊、及上述第1圖案與上述第2圖案之相對之位置關係之資訊中的至少一者。
本發明之第4態樣係一種圖案描繪裝置，其係一面根據圖案資訊對來自第1光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板上並進行相對掃描，藉此於上述基板上描繪圖案，且具備：第2光源裝置，其射出波長與來自上述第1光源裝置之上述光束不同之測量光；描繪單元，其具有光束掃描部及反射光檢測部，該光束掃描部包含使上述光束及上述測量光偏向，並使上述光束及上述測量光於上述基板上進行掃描之偏向構件，該反射光檢測部係經由上述光束掃描部之上述偏向構件而對上述測量光被投射至上述基板時產生之反射光進行光電檢測；及測量部，其係根據自上述反射光檢測部輸出之檢測訊號，對與利用既定材料預先形成上述基板上之第1圖案之上述基板上之位置及形狀的至少一者相關之資訊進行測量。
本發明之第5態樣係一種圖案描繪方法，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板並進行相對掃描，藉此於上述基板上描繪圖案；且包含以下步驟：使波長與上述光束不同之測量光及上述光束偏向，並使上述光束及上述測量光對上 述基板進行相對掃描；將已偏向之上述光束及上述測量光以遠心之狀態投射至上述基板；對投射至上述基板之上述測量光之反射光進行光電檢測；及根據經光電檢測之檢測訊號，測量利用既定材料預先形成上述基板上之第1圖案之上述基板上之位置及形狀的至少一者。
本發明之第6態樣係一種圖案描繪裝置，其係將已根據圖案資訊進行強度變化之描繪光束投射至基板上，並於上述基板上描繪新圖案，且具備：光束掃描部，其係藉由使上述描繪光束偏向之偏向構件，而使上述描繪光束於上述基板上進行掃描；第1光檢測部，其係對上述描繪光束被投射至利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之至少一部分時產生之反射光進行光電檢測；測量光束送光系統，其係以經由上述光束掃描部而使波長與上述描繪光束不同之測量光束於上述基板上進行掃描之方式，將上述測量光束引導至上述偏向構件；第2光檢測部，其係對上述測量光束被投射至上述基板上之上述第1圖案之至少一部分時產生之反射光進行光電檢測；及控制部，其係根據自上述第1光檢測部與上述第2光檢測部之至少一者輸出之訊號，控制藉由上述描繪光束而描繪於上述基板上之上述新圖案之位置。
10‧‧‧元件製造系統
12‧‧‧基板搬送機構
14‧‧‧曝光頭
16‧‧‧控制裝置(控制部)
20‧‧‧脈衝光產生部
22‧‧‧控制電路
22a‧‧‧訊號產生部
30、32‧‧‧DFB半導體雷射器件
34、38、BS1、PBS、PBS1、PBS2‧‧‧偏振分光鏡
35‧‧‧脈衝光源部
36‧‧‧電光學器件(光束強度調變部)
36a‧‧‧驅動電路
40‧‧‧吸收體
42‧‧‧激發光源
42a‧‧‧光纖
44‧‧‧合併器
46‧‧‧光纖光放大器
46a‧‧‧射出端
48、50‧‧‧波長轉換光學器件
100‧‧‧多面鏡驅動控制部
102‧‧‧選擇器件驅動控制部
104‧‧‧總體控制部
106‧‧‧標記位置檢測部
108‧‧‧旋轉位置檢測部
110‧‧‧倍率設定部
112‧‧‧描繪資料輸出部
114‧‧‧曝光控制部
116‧‧‧測量部
200、202、204、206A、206B、208A、208B‧‧‧功能(步驟)
A、Xd1、Xd2‧‧‧位置
AM1m(AM11~AM14)、AM2m(AM21~AM24)‧‧‧對準顯微鏡
AOMn(AOM1~AOM6)‧‧‧選擇用光學器件
AOMa、AOMb‧‧‧描繪用光學器件
AXa、AXc、AXf、AXg、AXh‧‧‧光軸
AXo‧‧‧中心軸
AXp、AXs‧‧‧旋轉軸
BDU‧‧‧光束切換部
BE‧‧‧擴束器
Be1、CD1~CD6、G40a‧‧‧聚光透鏡
Be2、CL1~CL6、G40b‧‧‧準直透鏡
Bga‧‧‧雷射光束
Bgb‧‧‧反射光束
BSa、BSb‧‧‧分光鏡
BSCa、BSCb‧‧‧像素移位脈衝
CMm‧‧‧交叉點
CN1a~CN4a、CN1b~CN4b‧‧‧計數器電路
CWm‧‧‧預測位置
CYa、CYa'、CYb‧‧‧柱面透鏡
DAU‧‧‧驅動機構
Dh‧‧‧間隔
DM‧‧‧分色鏡
DP‧‧‧偏向調整光學構件
Dp1、Dp2‧‧‧稜鏡
DR‧‧‧旋轉筒(圓筒形轉筒)
DT1~DT6、DT1m、DTRn‧‧‧光檢測器
DTPa、DTPb、DTPc、DTS‧‧‧光電感測器部
DUn‧‧‧描繪單元
E‧‧‧設置面
Ea、Eb、Ec‧‧‧反射光之強度
ECV‧‧‧調溫腔室
EN1a~EN4a、EN1b~EN4b‧‧‧編碼器頭
EPC‧‧‧邊緣位置控制器
EX‧‧‧曝光裝置(第3處理裝置)
FA‧‧‧視場光圈(視場光闌)
FBC‧‧‧反饋控制部
FFC‧‧‧前饋控制部
FR1‧‧‧供給輥
FR2‧‧‧回收輥
FTf θ‧‧‧透鏡
G10‧‧‧光學透鏡系統
G22‧‧‧透鏡
G23a、G23b、G25a‧‧‧透鏡系統
G30、G31‧‧‧修正用光學透鏡
G40‧‧‧中繼透鏡系統
G41、G42‧‧‧成像透鏡系統
G41a‧‧‧第1透鏡群
G41b‧‧‧第2透鏡群
GL‧‧‧透鏡器件
HF1~HF6‧‧‧驅動訊號(高頻訊號)
IE‧‧‧攝像器件
IM1~IM6‧‧‧單元側入射鏡
IUB‧‧‧支持構件
LBa、LBb、LBn(LB1~LB6)、LBP、Lse‧‧‧光束
Ldf‧‧‧散射光
Le1~Le6‧‧‧照射中心軸
Lpp‧‧‧主光線
LS2‧‧‧光源裝置(第2光源裝置)
LSa、LSb‧‧‧光源裝置
LTC‧‧‧時脈訊號
Lw0、Lw1‧‧‧標準反射光
Lx1~Lx4‧‧‧設置方位線
M1~M14、M20~M24、M24'、M25~M27‧‧‧反射鏡
Mar‧‧‧測量區域
MKm(MK1~MK4)‧‧‧標記
ML1'‧‧‧標準反射光
ML1、MLn‧‧‧測量光
MLA‧‧‧微透鏡陣列
MLe‧‧‧微透鏡
MSL1‧‧‧掃描線(掃描軌跡)
MSP、SP‧‧‧聚焦光
Ofx‧‧‧偏置距離
OP‧‧‧(光檢測器之)開口部
OP1~OP6‧‧‧原點感測器
Opa‧‧‧光束送光系統
Opb‧‧‧光束受光系統
P‧‧‧基板
p1‧‧‧焦點面
p2‧‧‧面
PH‧‧‧針孔
PHd‧‧‧針孔板
PM‧‧‧多面鏡
Poc‧‧‧中心面
PR1‧‧‧處理裝置(第1處理裝置)
PR2‧‧‧處理裝置(第2處理裝置)
PR3‧‧‧處理裝置(第4處理裝置)
PR4‧‧‧處理裝置(第5處理裝置)
PS1~PS6‧‧‧光電訊號(檢測訊號)
PT1‧‧‧第1圖案
PT1a、PT2a‧‧‧正式圖案
PT1b、PT2b‧‧‧虛設圖案
PT2‧‧‧第2圖案
QW、QW1‧‧‧λ/4波長板
R1~R3‧‧‧驅動滾筒
Reg‧‧‧光阻劑層
RM‧‧‧旋轉驅動源
RP‧‧‧反射面
RT1、RT2‧‧‧張力調整滾筒
S1、S2‧‧‧種子光
SBa(SBb)‧‧‧描繪位元串資料
SDa、SDb‧‧‧刻度尺部
Sft‧‧‧軸
SL1~SL6‧‧‧描繪線
SLM‧‧‧描繪圖案形成部
SR‧‧‧移位光學構件
Sr1、Sr2‧‧‧平行平板
SSa、SSb、SSc‧‧‧光電訊號
SU1、SU2‧‧‧抗振單元
SZ1~SZ6‧‧‧原點訊號
TH1~TH6‧‧‧(支持構件之)開口部
TMg‧‧‧倍率修正資訊
TR1、TR2‧‧‧吸收體
U1~U6、U1a、U1a'、U1b、U1c、U1e、Un(Una、Unb、Unc)‧‧‧掃描單元
Vw11~Vw14、Vw21~Vw24‧‧‧觀察區域
W‧‧‧曝光區域
ZZ‧‧‧原點標記(原點圖案)
△Xss、△Xms、△Yms‧‧‧位置誤差
θ 1、θ 2‧‧‧角度
Figure TW201805726AD00001
b‧‧‧粗度
圖1係表示包含對第1實施形態之基板實施曝光處理之曝光裝置的元件製造系統之概略構成之圖。
圖2係表示曝光裝置之構成之構成圖。
圖3係表示於圖2所示之旋轉筒捲繞有基板之狀態之詳情圖。
圖4係表示於基板上進行掃描之聚焦光(spot light)之描繪線及形成於基板上之對準用標記之圖。
圖5係表示圖2所示之掃描單元之光學構成之圖。
圖6係圖2所示之光束切換部之構成圖。
圖7係表示圖2所示之光源裝置之構成之圖。
圖8A係表示與應藉由掃描單元重新描繪之第2圖案之一部分對應之圖案資料的一例，圖8B係表示根據圖8A所示之位置A之行之串列資料，沿著描繪線描繪聚焦光之情形時之聚焦光之強度的圖。
圖9A係表示使用圖8A所示之圖案資料，與下層之第1圖案重合地描繪第2圖案之例，圖9B係表示光檢測器此時所檢測出之反射光之強度變化之例的圖。
圖10A係表示形成於基板上之下層之第1圖案之剖面構成之例，圖10B係表示光檢測器此時所檢測出之反射光之強度變化之例的圖。
圖11係表示所形成之下層之第1圖案、及根據組入有虛設圖案資料之圖案資料而相對於第1圖案重合曝光之第2圖案之圖。
圖12係表示形成於基板上之下層之第1圖案、及根據圖案資料而相對於第1圖案重合曝光之第2圖案之圖。
圖13係表示圖2所示之曝光裝置之電氣控制系統之構成的方塊圖。
圖14係表示第2實施形態之掃描單元之構成之圖。
圖15A係表示自與光束之偏向方向(掃描方向)平行之-Yt方向側觀察圖14所示之自設置於多面鏡之近前之柱面透鏡投射至基板為止的光束之情形時之概略圖，圖15B係表示自和與光束之偏向方向(掃描方向)平行之 平面正交之方向側觀察圖14所示之自設置於多面鏡之近前之柱面透鏡投射至基板為止的光束之情形時之概略圖。
圖16係表示以圖14所示之被分色鏡反射之測量光之光軸與透過分色鏡之光束之光軸成為同軸之方式，使測量光入射至分色鏡之情形時之測量光之聚焦光的投射位置之誤差產生之一例之圖。
圖17A係表示自與測量光之偏光方向(掃描方向)平行之-Yt方向側觀察使圖14所示之被分色鏡反射之測量光之光軸相對於透過分色鏡之光束之光軸平行地偏心之情形時的、自設置於多面鏡之近前之柱面透鏡投射至基板P為止之測量光之情形時之概略圖，圖17B係表示自和與測量光之偏向方向(掃描方向)平行之平面正交之方向側觀察使圖14所示之被分色鏡反射之測量光之光軸相對於透過分色鏡之光束之光軸平行地偏心之情形時的、自設置於多面鏡之近前之柱面透鏡投射至基板P為止之測量光之情形時之概略圖。
圖18係表示因色像差之影響而導致圖17A、圖17B所示之測量光之聚焦光之投射位置產生誤差之一例的圖。
圖19係表示本變形例1之掃描單元之構成之圖。
圖20係表示本變形例2之掃描單元之構成之圖。
圖21係表示採用擺動構件代替多面鏡之變形例3之掃描單元之構成的圖。
圖22係表示變形例4之光檢測器之配置例之圖。
圖23係表示使用描繪用光學器件代替根據圖案資料而調變聚焦光之強度之電光學器件之變形例5的描繪用光學器件之配置例之圖。
圖24係說明使用測量光而測量對準用標記之位置之圖。
圖25係表示第3實施形態之描繪單元之構成之圖。
圖26係表示圖25之微透鏡陣列之微透鏡之圖。
圖27係表示第4實施形態之掃描單元之構成之一部分的圖。
圖28係表示第4實施形態之變形例1之掃描單元之構成。
圖29係表示來自圖28所示之3個光電感測器部之各者的光電訊號之強度與基板之聚焦位置之關係的圖。
圖30係表示第4實施形態之變形例2之掃描單元之構成。
圖31係示意性地表示圖30所示之多面鏡之反射面RP之附近之光束LB1、測量光ML1、標準反射光ML1'的狀態之圖。
圖32係以功能區塊之形式表示第5實施形態之圖案描繪控制時之順序及動作等的圖。
以下，關於本發明之態樣之圖案描繪裝置、圖案描繪方法、以及元件製造方法，提出較佳之實施形態，一面參照隨附圖式，一面詳細地進行說明。再者，本發明之態樣並不限定於該等實施形態，亦包含施加多種變更或改良而得者。即，以下所記載之構成要素中包含業者可容易地設想者及實質上相同者，以下所記載之構成要素可適當組合。又，可於不脫離本發明之主旨之範圍內對構成要素進行各種省略、置換或變更。
[第1實施形態]
圖1係表示包含對第1實施形態之基板(被照射體)P實施曝光處理之 曝光裝置EX之元件製造系統10之概略構成的圖。再者，於以下之說明中，只要未特別預先說明，則設定以重力方向為Z方向之XYZ正交座標系，按照圖所示之箭頭而說明X方向、Y方向及Z方向。
元件製造系統10係對基板P實施既定之處理(曝光處理等)而製造電子元件之系統(基板處理裝置)。元件製造系統10係例如構築有製造作為電子元件之軟性顯示器、膜狀之觸控面板、液晶顯示面板用之膜狀之彩色濾光片、軟性配線、或軟性感測器等之製造線之製造系統。以下，以軟性顯示器為前提而說明電子元件。作為軟性顯示器，有例如有機EL顯示器、液晶顯示器等。元件製造系統10具有所謂之輥對輥(Roll To Roll)方式之構造，即，自將可撓性之片狀之基板(薄片基板)P捲成輥狀之供給輥FR1送出基板P，且對所送出之基板P連續地實施各種處理後，利用回收輥FR2捲取各種處理後之基板P。基板P具有基板P之移動方向(搬送方向)成為長邊方向(長條)且寬度方向成為短邊方向(短條)之帶狀之形狀。於第1實施形態中，示出膜狀之基板P至少經過處理裝置(第1處理裝置)PR1、處理裝置(第2處理裝置)PR2、曝光裝置(第3處理裝置)EX、處理裝置(第4處理裝置)PR3、及處理裝置(第5處理裝置)PR4而被捲取至回收輥FR2為止之例。
於本第1實施形態中，X方向係於與Z方向正交之水平面內基板P自供給輥FR1前往回收輥FR2之方向。Y方向係於與Z方向正交之水平面內與X方向正交之方向，且為基板P之寬度方向(短條方向)。再者，將-Z方向設為重力起作用之方向(重力方向)，將基板P之搬送方向設為+X方向。
基板P係使用例如樹脂膜、或者由不鏽鋼等金屬或合金所構成之箔(foil)等。作為樹脂膜之材質，亦可使用例如包含聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、聚酯樹脂、乙烯-乙烯醇共聚物樹脂、聚氯乙烯樹脂、纖維素樹脂、聚醯胺樹脂、聚醯亞胺樹脂、聚碳酸酯樹脂、聚苯乙烯樹脂、及乙酸乙烯酯樹脂中之至少一種以上者。又，基板P之厚度或剛性(楊氏模數)只要為於通過元件製造系統10之搬送路徑時基板P不會產生由屈曲所致之折痕或不可逆之皺褶般之範圍便可。作為基板P之母材，厚度為10μm~200μm左右之PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或PEN(聚萘二甲酸乙二酯)等膜係較佳之薄片基板之典型。
關於基板P，由於有在利用處理裝置PR1、處理裝置PR2、曝光裝置EX、處理裝置PR3及處理裝置PR4實施之各處理中受熱之情形，故而較佳為選定熱膨脹係數不顯著大之材質之基板p。例如，藉由將無機填料混合於樹脂膜，可抑制熱膨脹係數。無機填料亦可為例如氧化鈦、氧化鋅、氧化鋁、或氧化矽等。又，基板P既可為利用浮式法等製造之厚度為100μm左右之極薄玻璃之單層體，亦可為於該極薄玻璃貼合上述樹脂膜、箔等而得之積層體。
且說，所謂基板P之可撓性(flexibility)係指即便對基板P施加自重程度之力亦不會剪斷或斷裂，而能夠使該基板P彎曲之性質。又，因自重程度之力而屈曲之性質亦包含於可撓性。又，可撓性之程度係根據基板P之材質、大小、厚度、成膜於基板P上之層構造、溫度或濕度等環境等而改變。總之，只要於將基板P正確地捲繞於本第1實施形態之元件製造系統10內之搬送路徑中所設置之各種搬送用滾筒、旋轉筒等搬送方向 轉換用構件之情形時，可不屈曲而產生折痕或破損(產生破裂或裂紋)地順利地搬送基板P，便可稱之為可撓性之範圍。
處理裝置PR1係一面將自供給輥FR1搬送來之基板P朝向處理裝置PR2以既定之速度朝沿著長條方向之搬送方向(+X方向)搬送，一面對基板P進行塗佈處理之塗佈裝置。處理裝置PR1係於基板P之表面選擇性地或均勻地塗佈感光性功能液。於表面塗佈有該感光性功能液之基板P被朝向處理裝置PR2搬送。
處理裝置PR2係一面將自處理裝置PR1搬送來之基板P朝向曝光裝置EX以既定之速度朝搬送方向(+X方向)搬送，一面對基板P進行乾燥處理之乾燥裝置。處理裝置PR2係藉由對基板P之表面吹送熱風或乾燥空氣等乾燥用空氣(暖風)之鼓風機、紅外線光源、陶瓷加熱器等而去除感光性功能液中所含之溶劑或水，從而使感光性功能液乾燥。藉此，於基板P之表面選擇性地或均勻地形成成為感光性功能層(光感應層)之膜。再者，亦可藉由將乾燥膜貼附於基板P之表面而於基板P之表面形成感光性功能層。於此情形時，只要代替處理裝置PR1及處理裝置PR2而設置將乾燥膜貼附於基板P之貼附裝置(處理裝置)便可。
此處，該感光性功能液(層)之代表者係光阻劑(液狀或乾燥膜狀)，但作為無需顯影處理之材料，有受到紫外線照射之部分之親液/撥液性被改質之感光性矽烷偶合劑(SAM)、或於受到紫外線照射之部分顯露出鍍覆還原基之感光性還原劑等。於使用感光性矽烷偶合劑作為感光性功能液(層)之情形時，基板P上之經紫外線曝光之圖案部分自撥液性改質為親液性。因此，藉由於成為親液性之部分之上選擇塗佈含有導電性油 墨(含有銀或銅等導電性奈米粒子之油墨)或半導體材料之液體等，可形成成為構成薄膜電晶體(TFT)等之電極、半導體、絕緣或連接用之配線之圖案層。於使用感光性還原劑作為感光性功能液(層)之情形時，於基板P上之經紫外線曝光之圖案部分顯露出鍍覆還原基。因此，曝光後，直接將基板P浸漬於包含鈀離子等之無電解鍍覆液中固定時間，藉此形成(析出)鈀之圖案層。此種鍍覆處理係加成(additive)之製程，此外，亦可以作為減成(subtractive)之製程之蝕刻處理為前提。於此情形時，被送至曝光裝置EX之基板P亦可為將母材設為PET或PEN，並於其表面整面或選擇性地蒸鍍鋁(Al)或銅(Cu)等之金屬性薄膜，進而於其上積層光阻劑層而得者。於本第1實施形態中，使用感光性還原劑作為感光性功能液(層)。
曝光裝置EX係一面將自處理裝置PR2搬送來之基板P朝向處理裝置PR3以既定之速度朝搬送方向(+X方向)搬送，一面對基板P進行曝光處理之處理裝置。曝光裝置EX係對基板P之表面(感光性功能層之表面、即感光面)照射與電子元件用之圖案(例如構成電子元件之TFT之電極或配線等之圖案)相應之光圖案。藉此，於感光性功能層形成與上述圖案對應之潛像(改質部)。
於本第1實施形態中，曝光裝置EX係不使用光罩之直描方式之曝光裝置、即所謂之光柵掃描方式之曝光裝置(圖案描繪裝置)。於下文進行詳細說明，曝光裝置EX係一面基板P朝+X方向(副掃描之方向)搬送，一面使曝光用之脈衝狀之光束LB(脈衝光束)之聚焦光SP於基板P之被照射面(感光面)上沿既定之掃描方向(Y方向)一維地進行掃描(主掃描)，且根據圖案資料(描繪資料、圖案資訊)對聚焦光SP之強度高速 地調變(導通(ON)/斷開(OFF))。藉此，於基板P之被照射面描繪曝光與電子元件、電路或配線等之既定之圖案相應之光圖案。即，利用基板P之副掃描及聚焦光SP之主掃描，使聚焦光SP於基板P之被照射面(感光性功能層之表面)上相對地進行二維掃描，而於基板P之被照射面描繪曝光既定之圖案。又，基板P係沿著搬送方向(+X方向)被搬送，故而藉由曝光裝置EX而曝光出圖案之曝光區域W係沿著基板P之長條方向隔開既定之間隔設置有複數個(參照圖4)。由於在該曝光區域W形成有電子元件，故而曝光區域W亦為元件形成區域。
處理裝置PR3係一面將自曝光裝置EX搬送來之基板P朝向處理裝置PR4以既定之速度朝搬送方向(+X方向)搬送，一面對基板P進行濕式處理之濕式處理裝置。於本第1實施形態中，處理裝置PR3係對基板P進行作為濕式處理之一種之鍍覆處理。即，將基板P於貯存在處理槽之鍍覆液中浸漬既定時間。藉此，於感光性功能層之表面析出(形成)與潛像相應之圖案層。即，根據基板P之感光性功能層上之聚焦光SP之照射部分與非照射部分之差異，而於基板P上選擇性地形成既定之材料(例如鈀)，該既定之材料成為圖案層。
再者，於使用感光性矽烷偶合劑作為感光性功能層之情形時，藉由處理裝置PR3而進行作為濕式處理之一種之液體(例如含有導電性油墨等之液體)之塗佈處理或鍍覆處理。即便於此情形時，亦於感光性功能層之表面形成與潛像相應之圖案層。即，根據基板P之感光性功能層之聚焦光SP之照射部分與被照射部分之差異，而於基板P上選擇性地形成既定之材料(例如導電性油墨或鈀等)，該既定之材料成為圖案層。又，於 採用光阻劑作為感光性功能層之情形時，藉由處理裝置PR3而進行作為濕式處理之一種之顯影處理。於此情形時，藉由該顯影處理而於感光性功能層(光阻劑)形成與潛像相應之圖案。
處理裝置PR4係一面將自處理裝置PR3搬送來之基板P朝向回收輥FR2以既定之速度朝搬送方向(+X方向)搬送，一面對基板P進行洗淨、乾燥處理之洗淨、乾燥裝置。處理裝置PR4係對經實施濕式處理之基板P進行利用純水之洗淨，其後於玻璃轉移溫度以下使其乾燥至基板P之含水率成為既定值以下為止。
再者，於使用感光性矽烷偶合劑作為感光性功能層之情形時，處理裝置PR4亦可為對基板P進行退火處理與乾燥處理之退火、乾燥裝置。退火處理中為了使所塗佈之導電性油墨中所含有之奈米粒子彼此之電性鍵結變得牢固，例如對基板P照射來自閃光燈之高亮度之脈衝光。於採用光阻劑作為感光性功能層之情形時，亦可於處理裝置PR4與回收輥FR2之間設置進行蝕刻處理之處理裝置(濕式處理裝置)PR5、及對經實施蝕刻處理之基板P進行洗淨、乾燥處理之處理裝置(洗淨、乾燥裝置)PR6。藉此，於採用光阻劑作為感光性功能層之情形時，藉由實施蝕刻處理而於基板P形成圖案層。即，根據基板P之感光性功能層之聚焦光SP之照射部分與被照射部分之差異，而於基板P上選擇性地形成既定之材料(例如鋁(Al)或銅(Cu)等)，該既定之材料成為圖案層。處理裝置PR5、PR6具有將被送來之基板P朝向回收輥FR2以既定之速度將基板P朝搬送方向(+X方向)搬送之功能。複數個處理裝置PR1~PR4(視需要亦包含處理裝置PR5、PR6)及曝光裝置EX之將基板P朝+X方向搬送之搬送機構係作為元件製造系統 10之基板搬送裝置而發揮功能。
如此，經實施各處理之基板P係由回收輥FR2回收。經過元件製造系統10之至少各處理，於基板P上形成1個圖案層。於藉由使複數個圖案層重合而構成電子元件之情形時，為了生成電子元件，必須經歷至少2次如圖1所示之元件製造系統10之各處理。因此，藉由將捲取有基板P之回收輥FR2作為供給輥FR1安裝於另一元件製造系統10，可積層圖案層。重複此種動作而形成電子元件。處理後之基板P成為複數個電子元件隔開既定之間隔沿著基板P之長條方向相連之狀態。即，基板P成為多倒角用之基板。
將以電子元件相連之狀態形成之基板P回收之回收輥FR2亦可安裝於未圖示之切割裝置。安裝有回收輥FR2之切割裝置係藉由將處理後之基板P針對每個電子元件(作為元件形成區域之曝光區域W)進行分割(切割)而製成成為複數個單片之電子元件。基板P之大小係例如寬度方向(成為短條之方向)之大小為10cm~2m左右，長度方向(成為長條之方向)之大小為10m以上。再者，基板P之大小並不限定於上述大小。
圖2係表示曝光裝置EX之構成之構成圖。曝光裝置EX係收納於調溫腔室ECV內。該調溫腔室ECV係藉由將內部保持為既定之溫度、既定之濕度，而抑制於內部被搬送之基板P之因溫度所引起之形狀變化，並且抑制基板P之吸濕性或帶有伴隨搬送而產生之靜電等。調溫腔室ECV係經由被動或主動之抗振單元SU1、SU2而配置於製造工廠之設置面E。抗振單元SU1、SU2係使來自設置面E之振動減少。該設置面E既可為工廠之地面自身，亦可為專門設置於地面上以製造出水平面之設置基座(底 座)上之面。曝光裝置EX至少具備基板搬送機構12、同一構成之2個光源裝置LS(LSa、LSb)、光束切換部BDU、曝光頭14、控制裝置16、複數個對準顯微鏡AM1m、AM2m(再者，m=1、2、3、4)、及複數個編碼器頭ENja、ENjb(再者，j=1、2、3、4)。控制裝置(控制部)16係控制曝光裝置EX之各部者。該控制裝置16包含電腦及記錄有程式之記錄媒體等，藉由該電腦執行程式而作為本第1實施形態之控制裝置16發揮功能。
基板搬送機構12係構成元件製造系統10之上述基板搬送裝置之一部分者，將自處理裝置PR2搬送之基板P於曝光裝置EX內以既定之速度搬送之後，以既定之速度送出至處理裝置PR3。基板搬送機構12係自基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)起依序具有邊緣位置控制器EPC、驅動滾筒R1、張力調整滾筒RT1、旋轉筒(圓筒形轉筒)DR、張力調整滾筒RT2、驅動滾筒R2、及驅動滾筒R3。藉由將基板P架設於基板搬送機構12之邊緣位置控制器EPC、驅動滾筒R1~R3、張力調整滾筒RT1、RT2、及旋轉筒(圓筒形滾筒)DR，而規定於曝光裝置EX內被搬送之基板P之搬送路徑。
邊緣位置控制器EPC係對自處理裝置PR2搬送之基板P之寬度方向(Y方向即基板P之短條方向)上之位置進行調整。即，邊緣位置控制器EPC係以呈施加有既定之張力之狀態被搬送之基板P之寬度方向之端部(邊緣)的位置收納於相對於目標位置±十數μm~數十μm左右之範圍(容許範圍)之方式，使基板P沿寬度方向移動，而調整基板P之寬度方向上之位置。邊緣位置控制器EPC具有供基板P以施加有既定之張力之狀態架設之滾筒，及檢測基板P之寬度方向之端部(邊緣)之位置的未 圖示之邊緣感測器(端部檢測部)。邊緣位置控制器EPC係根據上述邊緣感測器所檢測出之檢測訊號而使邊緣位置控制器EPC之上述滾筒沿Y方向移動，而調整基板P之寬度方向上之位置。驅動滾筒(夾壓滾筒)R1係一面保持自邊緣位置控制器EPC搬送之基板P之正背兩面，一面旋轉，而將基板P朝向旋轉筒DR搬送。再者，亦可為，邊緣位置控制器EPC係以捲繞於旋轉筒DR之基板P之長條方向相對於旋轉筒DR之中心軸AXo始終正交之方式，適當調整基板P之寬度方向上之位置，並且以修正基板P之行進方向上之斜率誤差之方式，適當調整邊緣位置控制器EPC之上述滾筒之旋轉軸與Y軸之平行度。
旋轉筒DR具有沿Y方向延伸並且沿與重力起作用之方向交叉之方向延伸之中心軸AXo、及自中心軸AXo固定半徑之圓筒狀之外周面。旋轉筒DR係一面沿著該外周面(圓周面)使基板P之一部分於長條方向呈圓筒面狀彎曲地予以支持(保持)，一面以中心軸AXo為中心旋轉而將基板P朝+X方向搬送。旋轉筒DR係利用其外周面支持被投射來自曝光頭14之光束LB(聚焦光SP)之基板P上之區域(部分)。旋轉筒DR係自與供形成電子元件之面(形成有感光面之側之面)為相反側之面(背面)側支持(密接保持)基板P。於旋轉筒DR之Y方向之兩側，設置有以旋轉筒DR繞中心軸AXo旋轉之方式被環狀之軸承支持之軸Sft。旋轉筒DR係藉由對軸Sft賦予來自被控制裝置16控制之未圖示之旋轉驅動源(例如馬達或減速機構等)之轉矩，而繞中心軸AXo以固定之轉速旋轉。再者，為方便起見，將包含中心軸AXo且與YZ平面平行之平面稱為中心面Poc。
驅動滾筒(夾壓滾筒)R2、R3係沿著基板P之搬送方向(+X 方向)隔開既定之間隔而配置，對曝光後之基板P賦予既定之鬆弛(餘裕)。驅動滾筒R2、R3係與驅動滾筒R1同樣地，一面保持基板P之正背兩面，一面旋轉，將基板P朝向處理裝置PR3搬送。張力調整滾筒RT1、RT2被朝-Z方向施壓，而對捲繞並支持於旋轉筒DR之基板P沿長條方向賦予既定之張力。藉此，使對掛於旋轉筒DR上之基板P賦予之長條方向之張力於既定之範圍內穩定化。控制裝置16係藉由控制未圖示之旋轉驅動源(例如馬達或減速機等)而使驅動滾筒R1~R3旋轉。再者，驅動滾筒R1~R3之旋轉軸及張力調整滾筒RT1、RT2之旋轉軸係與旋轉筒DR之中心軸AXo平行。
光源裝置LS(LSa、LSb)係產生並射出脈衝狀之光束(脈衝光束、脈衝光、雷射)LB。該光束LB係於370nm以下之波長頻帶具有峰值波長之紫外線光，且將光束LB之發光頻率(振盪頻率、既定頻率)設為Fa。光源裝置LS(LSa、LSb)所射出之光束LB係經由光束切換部BDU而入射至曝光頭14。光源裝置LS(LSa、LSb)係按照控制裝置16之控制，以發光頻率Fa使光束LB發光並射出。該光源裝置LS(LSa、LSb)之構成係於下文進行詳細說明，於第1實施形態中，使用光纖放大器雷射光源(諧波雷射光源)，該光纖放大器雷射光源(諧波雷射光源)係由產生紅外波長區域之脈衝光之半導體雷射器件、光纖放大器、將經放大之紅外波長區域之脈衝光轉換為紫外波長區域之脈衝光之波長轉換器件(諧波產生器件)等構成，能夠將振盪頻率Fa確保至數百MHz左右，可獲得1脈衝光之發光時間為微微秒程度之高亮度之紫外線的脈衝光。再者，有為了將來自光源裝置LSa之光束LB與來自光源裝置LSb之光束LB加以區分，而以LBa表 示來自光源裝置LSa之光束LB且以LBb表示來自光源裝置LSb之光束LB之情形。
光束切換部BDU係使來自2個光源裝置LS(LSa、LSb)之光束LB(LBa、LBb)入射至構成曝光頭14之複數個掃描單元Un(再者，n=1、2、…、6)中之2個掃描單元Un，並且將光束LB(LBa、LBb)所入射之掃描單元Un進行切換。詳細而言，光束切換部BDU係使來自光源裝置LSa之光束LBa入射至3個掃描單元U1~U3中之1個掃描單元Un，且使來自光源裝置LSb之光束LBb入射至3個掃描單元U4~U6中之1個掃描單元Un。又，光束切換部BDU係將光束LBa所入射之掃描單元Un於掃描單元U1~U3中進行切換，且將掃描光束LBb所入射之掃描單元Un於掃描單元U4~U6中進行切換。再者，有將經由光束切換部BDU而入射至掃描單元Un之來自光源裝置LS(LSa、LSb)之光束LB(LBa、LBb)表示為LBn之情形。而且，有以LB1表示入射至掃描單元U1之光束LBn，同樣地，以LB2~LB6表示入射至掃描單元U2~U6之光束LBn之情形。
光束切換部BDU係以光束LBn入射至進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un之方式切換光束LBn所入射之掃描單元Un。即，光束切換部BDU係使來自光源裝置LSa之光束LBn(LBa)入射至掃描單元U1~U3中之進行聚焦光SP之掃描的1個掃描單元Un。同樣地，光束切換部BDU係使來自光源裝置LSb之光束LBn(LBb)入射至掃描單元U4~U6中之進行聚焦光SP之掃描之1個掃描單元Un。關於該光束切換部BDU係於下文進行詳細說明。再者，關於掃描單元U1~U3，進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un、即、光束LB所入射之掃描單元Un依照U1→U2→U3之順序切 換。又，關於掃描單元U4~U6，進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un、即、光束LB所入射之掃描單元Un依照U4→U5→U6之順序切換。
組合如以上所說明之光源裝置LS(LSa、LSb)與光束切換部BDU而得之圖案描繪裝置之構成係例如揭示於國際公開第2015/166910號說明書中。
曝光頭14成為排列有相同構成之複數個掃描單元Un(U1~U6)之所謂多光束型之曝光頭。曝光頭14係藉由複數個掃描單元Un(U1~U6)而於被旋轉筒DR之外周面(圓周面)支持之基板P之一部分描繪圖案。複數個掃描單元Un(U1~U6)係以既定之配置關係配置。複數個掃描單元Un(U1~U6)係隔著中心面Poc沿基板P之搬送方向以錯位排列配置於2行。奇數號之掃描單元U1、U3、U5係相對於中心面Poc於基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)，且沿著Y方向隔開既定之間隔而配置於1行。偶數號之掃描單元U2、U4、U6係相對於中心面Poc於基板P之搬送方向之下游側(+X方向側)，沿著Y方向隔開既定之間隔而配置於1行。自XZ平面觀察時，奇數號之掃描單元U1、U3、U5與偶數號之掃描單元U2、U4、U6係相對於中心面Poc而對稱地設置。
各掃描單元Un(U1~U6)係一面將來自光源裝置LS(LSa、LSb)之光束LBn以於基板P之被照射面上收斂為聚焦光SP之方式投射，一面藉由旋轉之多面鏡PM(參照圖5)使該聚焦光SP一維地進行掃描。藉由該各掃描單元Un(U1~U6)之多面鏡PM，而使聚焦光SP於基板P之被照射面上一維進行地掃描。藉由該聚焦光SP之掃描而於基板P上(基板P之被照射面上)規定出描繪1列(line)之量之圖案之直線性的描繪線(掃 描線)SLn(再者，n=1、2、…、6)。即，描繪線SLn係表示光束LBn之聚焦光SP於基板P上之掃描軌跡者。關於該掃描單元Un之構成將於下文進行詳細敍述。
掃描單元U1係使聚焦光SP沿著描繪線SL1進行掃描，同樣地，掃描單元U2~U6係使聚焦光SP沿著描繪線SL2~SL6進行掃描。如圖3、圖4所示，複數個掃描單元Un(U1~U6)之描繪線SLn(SL1~SL6)係以如下方式設定：於X方向上，奇數號之描繪線SL1、SL3、SL5與偶數號之描繪線SL2、SL4、SL6相互隔開，但於Y方向(基板P之寬度方向、主掃描方向)上不相互分離地接合。入射至掃描單元Un之光束LBn亦可為朝既定之方向偏光之直線偏光(P偏光或S偏光)之光束，於本第1實施形態中設為P偏光之光束。
如圖4所示，以複數個掃描單元Un(U1~U6)全部覆蓋曝光區域W之整個寬度方向之方式，使各掃描單元Un(U1~U6)分擔掃描區域。藉此，各掃描單元Un(U1~U6)可於沿基板P之寬度方向分割而得之複數個區域(描繪範圍)分別描繪圖案。例如，若將利用1個掃描單元Un之Y方向之掃描長度(描繪線SLn之長度)設為20~60mm左右，則藉由將3個奇數號之掃描單元U1、U3、U5及3個偶數號之掃描單元U2、U4、U6共計6個掃描單元Un配置於Y方向，而將可描繪之Y方向之寬度擴寬為120~360mm左右。各描繪線SLn(SL1~SL6)之長度(描繪範圍之長度)原則上設為相同。即，沿著描繪線SL1~SL6之各者進行掃描之光束LBn之聚焦光SP的掃描距離原則上相同。再者，於欲擴寬曝光區域W之寬度之情形時，可藉由使描繪線SLn自身之長度變長或使沿Y方向配置之掃 描單元Un之數量增加而應對。
再者，實際之各描繪線SLn(SL1~SL6)被設定為略微短於聚焦光SP於被照射面上實際可掃描之最大長度(最大掃描長度)。例如，若將主掃描方向(Y方向)之描繪倍率為初始值(未修正倍率)之情形時可描繪圖案之描繪線SLn之掃描長度設為30mm，則聚焦光SP於被照射面上之最大掃描長度係使描繪線SLn之描繪開始點(掃描開始點)側與描繪結束點(掃描結束點)側之各者具有0.5mm左右之餘裕，而設定為31mm左右。藉由如此設定，可於聚焦光SP之最大掃描長度31mm之範圍內，對30mm之描繪線SLn之位置沿主掃描方向進行微調整，或對描繪倍率進行微調整。聚焦光SP之最大掃描長度並不限定於31mm，主要由設置於掃描單元Un內之多面鏡PM之後之f θ透鏡FT(參照圖5)之口徑或焦點距離等決定。
複數條描繪線SLn(SL1~SL6)係隔著中心面Poc於旋轉筒DR之圓周方向以錯位排列配置於2行。奇數號之描繪線SL1、SL3、SL5係相對於中心面Poc位於基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)之基板P的被照射面上。偶數號之描繪線SL2、SL4、SL6係相對於中心面Poc位於基板P之搬送方向之下游側(+X方向側)之基板P的被照射面上。描繪線SL1~SL6係與基板P之寬度方向、即旋轉筒DR之中心軸AXo大致並行。
描繪線SL1、SL3、SL5係沿著基板P之寬度方向(主掃描方向)隔開既定之間隔於直線上配置於1行。描繪線SL2、SL4、SL6亦同樣地，沿著基板P之寬度方向(主掃描方向)隔開既定之間隔於直線上配置於1行。此時，描繪線SL2係於基板P之寬度方向上，配置於描繪線SL1 與描繪線SL3之間。同樣地，描繪線SL3係於基板P之寬度方向上，配置於描繪線SL2與描繪線SL4之間配置。描繪線SL4係於基板P之寬度方向上，配置於描繪線SL3與描繪線SL5之間，描繪線SL5係於基板P之寬度方向上，配置於描繪線SL4與描繪線SL6之間。
沿著奇數號之描繪線SL1、SL3、SL5之各者進行掃描之光束LB1、LB3、LB5之聚焦光SP的主掃描方向成為一維之方向，且成為-Y方向。沿著偶數號之描繪線SL2、SL4、SL6之各者進行掃描之光束LB2、LB4、LB6之聚焦光SP的主掃描方向成為一維之方向，且成為+Y方向。藉此，描繪線SL1、SL3、SL5之描繪開始點側之端部與描繪線SL2、SL4、SL6之描繪開始點側之端部係於Y方向上鄰接或一部分重複。又，描繪線SL3、SL5之描繪結束點側之端部與描繪線SL2、SL4之描繪結束點側之端部係於Y方向上鄰接或一部分重複。於以使沿Y方向相鄰之描繪線SLn之端部彼此一部分重複之方式配置各描繪線SLn之情形時，例如，宜為相對於各描繪線SLn之長度，包含描繪開始點或描繪結束點在內於Y方向以數%以下之範圍重複。再者，所謂使描繪線SLn沿Y方向接合，意味著使描繪線SLn之端部彼此於Y方向上鄰接或一部分重複。
於本第1實施形態之情形時，來自光源裝置LS(LSa、LSb)之光束LB(LBa、LBb)為脈衝光，故而於主掃描之期間投射至描繪線SLn上之聚焦光SP係相應於光束LB(LBa、LBb)之振盪頻率Fa(例如100MHz)而離散。因此，必須使藉由光束LB之1脈衝光而投射之聚焦光SP與藉由下個1脈衝光而投射之聚焦光SP沿主掃描方向重疊。該重疊之量係根據聚焦光SP之大小
Figure TW201805726AD00002
、聚焦光SP之掃描速度(主掃描之速度)Vs、及光束LB 之振盪頻率Fa而設定。於聚焦光SP之強度分佈以高斯分佈近似之情形時，聚焦光SP之有效大小
Figure TW201805726AD00003
係由聚焦光SP之峰值強度之1/e2(或1/2)決定。於本第1實施形態中，以相對於有效大小(尺寸)
Figure TW201805726AD00004
，聚焦光SP重疊
Figure TW201805726AD00005
×1/2左右之方式，設定聚焦光SP之掃描速度Vs及振盪頻率Fa。因此，聚焦光SP之沿著主掃描方向之投射間隔成為
Figure TW201805726AD00006
/2。因此，較理想為，於副掃描方向(與描繪線SLn正交之方向)上，亦以於沿著描繪線SLn之聚焦光SP之一次掃描與下一次掃描之間，基板P移動聚焦光SP之有效大小
Figure TW201805726AD00007
之大致1/2之距離的方式進行設定。進而，較理想為，於將沿Y方向相鄰之描繪線SL於主掃描方向接合之情形時，亦僅使其等重疊
Figure TW201805726AD00008
/2。於本第1實施形態中，將聚焦光SP之大小(尺寸)
Figure TW201805726AD00009
設為3μm。
再者，向基板P上之感光性功能層之曝光量之設定可利用光束LB(脈衝光)之峰值之調整而實現，但於在無法提昇光束LB之強度之狀況下欲使曝光量增大之情形時，只要藉由聚焦光SP之主掃描方向之掃描速度Vs之降低、光束LB之振盪頻率Fa之增大、或基板P之副掃描方向之搬送速度Vt之降低等的任一者，使於聚焦光SP之主掃描方向或副掃描方向上之重疊量增加便可。聚焦光SP之主掃描方向之掃描速度Vs係與多面鏡PM之轉數(轉速Vp)成比例地變快。
各掃描單元Un(U1~U6)係以至少於XZ平面，各光束LBn朝向旋轉筒DR之中心軸AXo行進之方式，將各光束LBn朝向基板P照射。藉此，自各掃描單元Un(U1~U6)朝向基板P行進之光束LBn之光路(光束中心軸)係於XZ平面與基板P之被照射面之法線平行。又，各掃描單元Un(U1~U6)係以照射至描繪線SLn(SL1~SL6)之光束LBn於與YZ平 面平行之面內相對於基板P之被照射面垂直之方式，朝向基板P照射光束LBn。即，於被照射面上之聚焦光SP之主掃描方向上，投射至基板P之光束LBn(LB1~LB6)以遠心之狀態進行掃描。此處，將通過藉由各掃描單元Un(U1~U6)所規定之既定之描繪線SLn(SL1~SL6)之各中點且與基板P之被照射面垂直之線(或亦稱為光軸)稱為照射中心軸Len(Le1~Le6)。
該各照射中心軸Len(Le1~Le6)成為於XZ平面連結描繪線SL1~SL6與中心軸AXo之線。奇數號之掃描單元U1、U3、U5之各者之照射中心軸Le1、Le3、Le5係於XZ平面成為相同之方向，偶數號之掃描單元U2、U4、U6之各者之照射中心軸Le2、Le4、Le6係於XZ平面成為相同之方向。又，照射中心軸Le1、Le3、Le5與照射中心軸Le2、Le4、Le6係以於XZ平面相對於中心面Poc角度成為±θ 1之方式設定(參照圖2)。
圖2所示之複數個對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)、AM2m(AM21~AM24)係用以檢測圖4所示之形成於基板P之複數個對準用標記MKm(MK1~MK4)者，沿Y方向設置有複數個(本第1實施形態中為4個)。複數個標記MKm(MK1~MK4)係用以使描繪於基板P之被照射面上之曝光區域W的既定之圖案與基板P相對地對準(對準)之基準標記。複數個對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)、AM2m(AM21~AM24)係於被旋轉筒DR之外周面(圓周面)支持之基板P上檢測複數個標記MKm(MK1~MK4)。複數個對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)係設置於較來自曝光頭14之光束LBn(LB1~LB6)之聚焦光SP所照射之基板P上之被照射區域(由描繪線SL1~SL6包圍之區域)更靠基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)。又，複數個對準顯微鏡AM2m(AM21~AM24)係設置於 較來自曝光頭14之光束LBn(LB1~LB6)之聚焦光SP所照射之基板P上之被照射區域(由描繪線SL1~SL6包圍之區域)更靠基板P之搬送方向之下游側(+X方向側)。
對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)、AM2m(AM21~AM24)具有：光源，其將對準用照明光投射至基板P；觀察光學系統(包含物鏡)，其係獲得基板P之表面之包含標記MKm之局部區域(觀察區域)Vw1m(Vw11~Vw14)、Vw2m(Vw21~Vw24)的放大圖像；及CCD、CMOS等攝像器件，其等係於基板P沿搬送方向移動之期間，利用與基板P之搬送速度Vt相應之高速快門拍攝其放大圖像。複數個對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)、AM2m(AM21~AM24)之各者所拍攝之攝像訊號(圖像資料)被送至控制裝置16。控制裝置16之標記位置檢測部106(參照圖12)係藉由進行該被送來之複數個攝像訊號之圖像解析，而檢測基板P上之標記MKm(MK1~MK4)之位置(標記位置資訊)。再者，對準用照明光係相對於基板P上之感光性功能層幾乎不具有感度之波長區域之光、例如波長500~800nm左右之光。
複數個標記MK1~MK4係設置於各曝光區域W之周圍。標記MK1、MK4係於曝光區域W之基板P之寬度方向之兩側，沿著基板P之長條方向以固定之間隔Dh形成複數個。標記MK1係形成於基板P之寬度方向之-Y方向側，標記MK4係形成於基板P之寬度方向之+Y方向側。此種標記MK1、MK4係以如下方式配置：於基板P未受到較大之張力或經過熱製程而變形之狀態下，於基板P之長條方向(X方向)上成為相同位置。進而，標記MK2、MK3係於標記MK1與標記MK4之間且曝光區域W 之+X方向側與-X方向側之空白部沿著基板P之寬度方向(短條方向)形成。標記MK2係形成於基板P之寬度方向之-Y方向側，標記MK3係形成於基板P之+Y方向側。
進而，排列於基板P之-Y方向側之端部之標記MK1與空白部之標記MK2之Y方向之間隔、空白部之標記MK2與標記MK3之Y方向之間隔、及排列於基板P之+Y方向側之端部之標記MK4與空白部之標記MK3的Y方向之間隔均被設定為相同距離。該等標記MKm(MK1~MK4)亦可於形成第1層之圖案層時一同形成。例如，亦可為，於曝光第1層圖案時，於曝光出圖案之曝光區域W之周圍亦一同曝光出標記用圖案。再者，標記MKm亦可形成於曝光區域W內。例如，亦可於曝光區域W內且沿著曝光區域W之輪廓形成。又，亦可將形成於曝光區域W內之電子元件之圖案中的既定位置之圖案部分、或既定形狀之部分利用為標記MKm。
如圖4所示，對準顯微鏡AM11、AM21係以拍攝存在於利用物鏡之觀察區域(檢測區域)Vw11、Vw21內之標記MK1之方式配置。同樣地，對準顯微鏡AM12~AM14、AM22~AM24係以拍攝存在於利用物鏡之觀察區域Vw12~Vw14、Vw22~Vw24內之標記MK2~MK4之方式配置。因此，複數個對準顯微鏡AM11~AM14、AM21~AM24係對應於複數個標記MK1~MK4之位置，自基板P之-Y方向側其依照AM11~AM14、AM21~AM24之順序沿著基板P之寬度方向設置。再者，於圖3中，省略對準顯微鏡AM2m(AM21~AM24)之觀察區域Vw2m(Vw21~Vw24)之圖示。
複數個對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)係以於X方向 上，曝光位置(描繪線SL1~SL6)與觀察區域Vw1m(Vw11~Vw14)之距離變得短於曝光區域W之X方向之長度之方式設置。複數個對準顯微鏡AM2m(AM21~AM24)亦同樣地以於X方向上，曝光位置(描繪線SL1~SL6)與觀察區域Vw2m(Vw21~Vw24)之距離變得短於曝光區域W之X方向之長度之方式設置。再者，沿Y方向設置之對準顯微鏡AM1m、AM2m之數量可根據沿基板P之寬度方向形成之標記MKm之數量而變更。又，各觀察區域Vw1m(Vw11~Vw14)、Vw2m(Vw21~Vw24)之基板P之被照射面上之大小係根據標記MK1~MK4之大小或對準精度(位置測量精度)而設定，為100~500μm見方左右之大小。
如圖3所示，於旋轉筒DR之兩端部，設置有遍及旋轉筒DR之外周面之圓周方向之整體而形成為環狀之具有刻度的刻度尺部SDa、SDb。該刻度尺部SDa、SDb係於旋轉筒DR之外周面之圓周方向以固定之間距(例如20μm)刻設有凹狀或凸狀之柵線(刻度)之繞射光柵，且構成為增量型之刻度尺。該刻度尺部SDa、SDb係繞中心軸AXo與旋轉筒DR一體地旋轉。作為讀取刻度尺部SDa、SDb之刻度尺讀取頭之複數個編碼器頭ENja、ENjb(再者，j=1、2、3、4)係以與該刻度尺部SDa、SDb對向之方式設置(參照圖2、圖3)。再者，於圖3中，省略編碼器頭EN4a、EN4b之圖示。
編碼器頭ENja、ENjb係光學地檢測旋轉筒DR之旋轉角度位置者。與設置於旋轉筒DR之-Y方向側之端部之刻度尺部SDa對向地設置有4個編碼器頭ENja(EN1a、EN2a、EN3a、EN4a)。同樣地，與設置於旋轉筒DR之+Y方向側之端部之刻度尺部SDb對向地設置有4個編碼器頭 ENjb(EN1b、EN2b、EN3b、EN4b)。
編碼器頭EN1a、EN1b係相對於中心面Poc設置於基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)，且配置於設置方位線Lx1上(參照圖2、圖3)。設置方位線Lx1成為於XZ平面連結編碼器頭EN1a、EN1b之測量用之光射束之向刻度尺部SDa、SDb上之投射位置(讀取位置)與中心軸AXo之線。又，設置方位線Lx1成為於XZ平面連結各對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)之觀察區域Vw1m(Vw11~Vw14)與中心軸AXo之線。即，複數個對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)亦配置於設置方位線Lx1上。
編碼器頭EN2a、EN2b係相對於中心面Poc設置於基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)，且設置於較編碼器頭EN1a、EN1b更靠基板P之搬送方向之下游側(+X方向側)。編碼器頭EN2a、EN2b係配置於設置方位線Lx2上(參照圖2、圖3)。設置方位線Lx2成為於XZ平面連結編碼器頭EN2a、EN2b之測量用之光射束之向刻度尺部SDa、SDb上之投射位置(讀取位置)與中心軸AXo之線。該設置方位線Lx2係於XZ平面成為與照射中心軸Le1、Le3、Le5相同角度位置而與之重疊。
編碼器頭EN3a、EN3b係相對於中心面Poc設置於基板P之搬送方向之下游側(+X方向側)，且配置於設置方位線Lx3上(參照圖2、圖3)。設置方位線Lx3成為於XZ平面連結編碼器頭EN3a、EN3b之測量用之光射束之向刻度尺部SDa、SDb上之投射位置(讀取位置)與中心軸AXo之線。該設置方位線Lx3係於XZ平面成為與照射中心軸Le2、Le4、Le6相同角度位置而與之重疊。因此，設置方位線Lx2與設置方位線Lx3係以於XZ平面相對於中心面Poc角度成為±θ 1之方式設定(參照圖2)。
編碼器頭EN4a、EN4b係設置於較編碼器頭EN3a、EN3b更靠基板P之搬送方向之下游側(+X方向側)，且配置於設置方位線Lx4上(參照圖2)。設置方位線Lx4成為於XZ平面連結編碼器頭EN4a、EN4b之測量用之光射束之向刻度尺部SDa、SDb上之投射位置(讀取位置)與中心軸AXo之線。又，設置方位線Lx4成為於XZ平面連結各對準顯微鏡AM2m(AM21~AM24)之觀察區域Vw2m(Vw21~Vw24)與中心軸AXo之線。即，複數個對準顯微鏡AM2m(AM21~AM24)亦配置於設置方位線Lx4上。該設置方位線Lx1與設置方位線Lx4係以於XZ平面相對於中心面Poc角度成為±θ 2之方式設定(參照圖2)。
各編碼器頭ENja(EN1a~EN4a)、ENjb(EN1b~EN4b)係朝向刻度尺部SDa、SDb投射測量用之光射束，並對其反射光束(繞射光)進行光電檢測，藉此，將脈衝狀之檢測訊號(具有1/4週期之相位差之2相數位訊號)輸出至控制裝置16。控制裝置16之旋轉位置檢測部108(參照圖12)係藉由對利用該檢測訊號(2相數位訊號)之內插處理而生成之計數脈衝進行計數，而以次微米之解析度測量旋轉筒DR之旋轉角度位置及角度變化。根據該旋轉筒DR之角度變化，亦可測量基板P之搬送速度Vt。旋轉位置檢測部108係對來自各編碼器頭ENja(EN1a~EN4a)、ENjb(EN1b~EN4b)之檢測訊號分別個別地進行計數。
搭載有如以上所說明之編碼器頭ENja(EN1a~EN4a)、ENjb(EN1b~EN4b)之圖案描繪裝置之構成係例如揭示於國際公開第2013/146184號說明書。
旋轉位置檢測部108具有複數個計數器電路CNja(CN1a~ CN4a)、CNjb(CN1b~CN4b)。計數器電路CN1a係對根據來自編碼器頭EN1a之檢測訊號(2相數位訊號)而生成之脈衝進行計數，計數器電路CN1b係對根據來自編碼器頭EN1b之檢測訊號(2相數位訊號)而生成之脈衝進行計數。同樣地，計數器電路CN2a~CN4a、CN2b~CN4b係對根據來自編碼器頭EN2a~EN4a、EN2b~EN4b之檢測訊號(2相數位訊號)而生成之脈衝進行計數。該各計數器電路CNja(CN1a~CN4a)、CNjb(CN1b~CN4b係當各編碼器頭ENja(EN1a~EN4a)、ENjb(EN1b~EN4b)檢測出形成於刻度尺部SDa、SDb之圓周方向之一部分的圖3所示之原點標記(原點圖案)ZZ時，將與檢測出原點標記ZZ之編碼器頭ENja、ENjb對應之計數值重設為0。
該計數器電路CN1a、CN1b之計數值之任一者或其平均值被用作設置方位線Lx1上之旋轉筒DR之旋轉角度位置，計數器電路CN2a、CN2b之計數值之任一者或平均值被用作設置方位線Lx2上之旋轉筒DR之旋轉角度位置。同樣地，計數器電路CN3a、CN3b之計數值之任一者或平均值被用作設置方位線Lx3上之旋轉筒DR之旋轉角度位置，計數器電路CN4a、CN4b之計數值之任一者或其平均值被用作設置方位線Lx4上之旋轉筒DR之旋轉角度位置。再者，除因旋轉筒DR之製造誤差等而導致旋轉筒DR相對於中心軸AXo偏心地旋轉之情形以外，原則上，計數器電路CN1a、CN1b之計數值相同。同樣地，計數器電路CN2a、CN2b之計數值亦相同，計數器電路CN3a、CN3b之計數值、計數器電路CN4a、CN4b之計數值亦分別相同。
如上所述，對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)與編碼器頭EN1a、EN1b係配置於設置方位線Lx1上，對準顯微鏡AM2m(AM21~AM24) 與編碼器頭EN4a、EN4b係配置於設置方位線Lx4上。因此，根據複數個對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)所拍攝之複數個攝像訊號之藉由標記位置檢測部106之圖像解析所進行之標記MKm(MK1~MK4)之位置檢測、及對準顯微鏡AM1m所拍攝之瞬間之旋轉筒DR之旋轉角度位置之資訊(根據編碼器頭EN1a、EN1b之計數值)，可高精度地測量設置方位線Lx1上之基板P之位置。同樣地，根據複數個對準顯微鏡AM2m(AM21~AM24)所拍攝之複數個攝像訊號之藉由標記位置檢測部106之圖像解析所進行之標記MKm(MK1~MK4)之位置檢測、及對準顯微鏡AM2m所拍攝之瞬間之旋轉筒DR之旋轉角度位置之資訊(根據編碼器頭EN4a、EN4b之計數值)，可高精度地測量設置方位線Lx4上之基板P之位置。
又，根據來自編碼器頭EN1a、EN1b之檢測訊號之計數值、根據來自編碼器頭EN2a、EN2b之檢測訊號之計數值、根據來自編碼器頭EN3a、EN3b之檢測訊號之計數值、及根據來自編碼器頭EN4a、EN4b之檢測訊號之計數值係於各編碼器頭ENja、ENjb檢測出原點標記ZZ之瞬間被重設為零。因此，於將根據編碼器頭EN1a、EN1b之計數值為第1值(例如100)時之捲繞於旋轉筒DR之基板P之設置方位線Lx1上之位置設為第1位置之情形時，若基板P上之第1位置被搬送至設置方位線Lx2上之位置(描繪線SL1、SL3、SL5之位置)時，則根據編碼器頭EN2a、EN2b之計數值成為第1值(例如100)。同樣地，若基板P上之第1位置被搬送至設置方位線Lx3上之位置(描繪線SL2、SL4、SL6之位置)，則根據來自編碼器頭EN3a、EN3b之檢測訊號之計數值成為第1值(例如100)。同樣地，若將基板P上之第1位置搬送至設置方位線Lx4上之位置，則根據來自編 碼器頭EN4a、EN4b之檢測訊號之計數值成為第1值(例如100)。
且說，基板P係捲繞於旋轉筒DR之較兩端之刻度尺部SDa、SDb更靠內側。於圖2中，將刻度尺部SDa、SDb之外周面之自中心軸AXo起之半徑設定為小於旋轉筒DR之外周面之自中心軸AXo起之半徑。然而，亦可如圖3所示，以成為與捲繞於旋轉筒DR之基板P之外周面同一面之方式設定刻度尺部SDa、SDb之外周面。即，亦可以刻度尺部SDa、SDb之外周面之自中心軸AXo起之半徑(距離)與捲繞於旋轉筒DR之基板P之外周面(被照射面)之自中心軸AXo起之半徑(距離)相同之方式設定。藉此，各編碼器頭ENja(EN1a~EN4a)、ENjb(EN1b~EN4b)可於與捲繞於旋轉筒DR之基板P之被照射面相同徑向之位置檢測刻度尺部SDa、SDb。因此，可減少因利用編碼器頭ENja、ENjb所得之測量位置與處理位置(描繪線SL1~SL6)於旋轉筒DR之徑向上不同而產生之阿貝誤差。
然而，由於作為被照射體之基板P之厚度會相差十數μm~數百μm，而差異較大，故而難以使刻度尺部SDa、SDb之外周面之半徑與捲繞於旋轉筒DR之基板P之外周面之半徑始終相同。因此，於圖3所示之刻度尺部SDa、SDb之情形時，其外周面(刻度尺面)之半徑係以與旋轉筒DR之外周面之半徑一致之方式設定。進而，亦可利用個別之圓盤構成刻度尺部SDa、SDb，並將該圓盤(刻度尺圓盤)同軸地安裝於旋轉筒DR之軸Sft。於此情形時，亦宜為以變成阿貝誤差處於容許值內之程度使刻度尺圓盤之外周面(刻度尺面)之半徑與旋轉筒DR之外周面之半徑一致。
控制裝置16係根據藉由對準顯微鏡AM1m(AM11~AM14)而檢測出之標記MKm(MK1~MK4)之基板P上之位置、及根據編碼器頭 EN1a、EN1b之計數值(計數器電路CN1a、CN1b之計數值之任一者或平均值)，而決定基板P之長條方向(X方向)上之曝光區域W之描繪曝光之開始位置。再者，由於事先已知曝光區域W之X方向之長度，故而控制裝置16每當檢測既定個數之標記MKm(MK1~MK4)時，便決定為描繪曝光之開始位置。而且，於將已決定曝光開始位置時之根據編碼器頭EN1a、EN1b之計數值設為第1值(例如100)之情形時，若根據編碼器頭EN2a、EN2b之計數值成為第1值(例如100)，則基板P之長條方向上之曝光區域W之描繪曝光之開始位置位於描繪線SL1、SL3、SL5上。因此，掃描單元U1、U3、U5可根據編碼器頭EN2a、EN2b之計數值而開始聚焦光SP之掃描。又，若根據編碼器頭EN3a、EN3b之計數值成為第1值(例如100)，則基板P之長條方向上之曝光區域W之描繪曝光之開始位置位於描繪線SL2、SL4、SL6上。因此，掃描單元U2、U4、U6可根據編碼器頭EN3a、EN3b之計數值而開始聚焦光SP之掃描。
通常，藉由張力調整滾筒RT1、RT2對基板P沿長條方向賦予既定之張力，而使基板P與旋轉筒DR密接，並且與旋轉筒DR之旋轉一同地被搬送。但是，因旋轉筒DR之轉速Vp較快，或張力調整滾筒RT1、RT2對基板P賦予之張力暫時變得過低或過高等理由，而有可能產生理應密接於旋轉筒DR之外周面上之基板P沿長條方向略微地滑動之現象(微滑動)。於未產生基板P相對於旋轉筒DR之滑動之狀態時，於根據編碼器頭EN4a、EN4b之計數值成為與對準顯微鏡AM1m拍攝標記MKmA(某既定之標記MKm)之瞬間之根據編碼器頭EN1a、EN1b之計數值(例如150)相同之值之情形時，藉由對準顯微鏡AM2m而檢測該標記MKmA。
然而，於產生基板P相對於旋轉筒DR之滑動之情形時，即便根據編碼器頭EN4a、EN4b之計數值成為與對準顯微鏡AM1m拍攝標記MKmA之瞬間之根據編碼器頭EN1a、EN1b之計數值(例如150)相同之值，亦無法藉由對準顯微鏡AM2m檢測該標記MKmA。於此情形時，自根據編碼器頭EN4a、EN4b之計數值例如超過150之後，藉由對準顯微鏡AM2m而檢測標記MKmA。因此，可根據對準顯微鏡AM1m拍攝標記MKmA之瞬間之根據編碼器頭EN1a、EN1b之計數值、及對準顯微鏡AM2m拍攝標記MKmA之瞬間之編碼器頭EN4a、EN4b之計數值，而求出基板P於旋轉筒DR上之滑動量。如此，可藉由追加設置該對準顯微鏡AM2m及編碼器頭EN4a、EN4b，而測定基板P之滑動量。再者，對準顯微鏡AM1m、AM2m、編碼器頭ENja、ENjb、刻度尺部SDa、SDb、標記位置檢測部106、及旋轉位置檢測部108構成為對準系統。
其次，參照圖5對掃描單元Un(U1~U6)之光學構成進行說明。再者，各掃描單元Un(U1~U6)具有相同之構成，故而僅對掃描單元(描繪單元)U1進行說明，對於其他掃描單元(描繪單元)U2~U6係省略其說明。又，於圖5中，將與照射中心軸Len(Le1)平行之方向設為Zt方向，將位於與Zt方向正交之平面上且基板P自處理裝置PR2經過曝光裝置EX前往處理裝置PR3之方向設為Xt方向，將與Zt方向正交之平面上且與Xt方向正交之方向設為Yt方向。即，圖5之Xt、Yt、Zt之三維座標係使圖2之X、Y、Z之三維座標以Y軸為中心而以Z軸方向與照射中心軸Len(Le1)成為平行之方式旋轉而得之三維座標。
如圖5所示，於掃描單元U1內，沿著自光束LB1之入射位 置至被照射面(基板P)為止之光束LB1之行進方向，設置有反射鏡M20、擴束器BE、反射鏡M21、偏振分光鏡BS1、反射鏡M22、移位光學構件(平行平板)SR、偏向調整光學構件(稜鏡)DP、視場光圈FA、反射鏡M23、λ/4波長板QW、柱面透鏡CYa、反射鏡M24、多面鏡PM、f θ透鏡FT、反射鏡M25、柱面透鏡CYb。進而，於掃描單元U1內，設置有檢測掃描單元U1之可開始描繪之時序之原點感測器(原點檢測器)OP1、與用以經由偏振分光鏡BS1而檢測來自被照射面(基板P)之反射光之光學透鏡系統G10及光檢測器(反射光檢測部)DT1。沿著光束LB1之行進方向至反射鏡M20~柱面透鏡CYb為止之光學構件(例如多面鏡PM、f θ透鏡等)係構成光束掃描部。
入射至掃描單元U1之光束LB1係朝向-Zt方向行進，且入射至相對於XtYt平面傾斜45°之反射鏡M20。入射至該掃描單元U1之光束LB1之軸線係以成為與照射中心軸Le1同軸之方式入射至反射鏡M20。反射鏡M20係作為使光束LB1入射至掃描單元U1之入射光學構件而發揮功能，將入射之光束LB1沿著設定為與Xt軸平行之光軸AXa自反射鏡M20朝向朝-Xt方向遠離之反射鏡M21朝-Xt方向反射。因此，光軸AXa係於與XtZt平面平行之面內與照射中心軸Le1正交。利用反射鏡M20反射之光束LB1係透過沿著光軸AXa配置之擴束器BE而入射至反射鏡M21。擴束器BE係使透過之光束LB1之直徑放大。擴束器BE具有聚光透鏡Be1及準直透鏡Be2，該準直透鏡Be2係使由聚光透鏡Be1收斂之後發散之光束LB1成為平行光束。
反射鏡M21係相對於YtZt平面傾斜45°而配置，且將入射之 光束LB1(光軸AXa)朝向偏振分光鏡BS1朝-Yt方向反射。相對於反射鏡M21朝Yt方向遠離地設置之偏振分光鏡BS1之偏光分離面係相對於YtZt平面傾斜45°而配置，且將P偏光之光束反射，使朝與P偏光正交之方向偏光之直線偏光(S偏光)之光束透過者。入射至掃描單元U1之光束LB1係P偏光之光束，故而偏振分光鏡BS1將來自反射鏡M21之光束LB1朝-Xt方向反射而引導至反射鏡M22側。
反射鏡M22係相對於XtYt平面傾斜45°而配置，且將入射之光束LB1自反射鏡M22朝向朝-Zt方向遠離之反射鏡M23朝-Zt方向反射。由反射鏡M22反射之光束LB1係沿著與Zt軸平行之光軸AXc通過移位光學構件SR、偏向調整光學構件DP、及視場光圈(視場光闌)FA而入射至反射鏡M23。移位光學構件SR係於與光束LB1之行進方向(光軸AXc)正交之平面(XtYt平面)內，二維地調整光束LB1之剖面內之中心位置。移位光學構件SR由沿著光軸AXc配置之2片石英之平行平板Sr1、Sr2所構成，平行平板Sr1可繞Xt軸傾斜，平行平板Sr2可繞Yt軸傾斜。該平行平板Sr1、Sr2分別繞Xt軸、Yt軸傾斜，藉此，於與光束LB1之行進方向正交之XtYt平面，使光束LB1之中心之位置二維地移位微小量。該平行平板Sr1、Sr2係於控制裝置16之控制之下，藉由未圖示之致動器(驅動部)而驅動。
偏向調整光學構件DP係對由反射鏡M22反射並通過移位光學構件SR而來之光束LB1之相對於光軸AXc之斜率進行微調整者。偏向調整光學構件DP係由沿著光軸AXc配置之2個楔狀之稜鏡Dp1、Dp2所構成，稜鏡Dp1、Dp2之各者係可獨立地以光軸AXc為中心旋轉360°地設置。 藉由調整2個稜鏡Dp1、Dp2之旋轉角度位置，而進行到達反射鏡M23之光束LB1之軸線與光軸AXc之平行度校正、或到達基板P之被照射面之光束LB1之軸線與照射中心軸Le1之平行度校正。再者，藉由2個稜鏡Dp1、Dp2而偏向調整之後之光束LB1有於與光束LB1之剖面平行之面內橫向移位之情形，該橫向移位可藉由上文之移位光學構件SR而恢復原狀。該稜鏡Dp1、Dp2係於控制裝置16之控制之下，藉由未圖示之致動器(驅動部)而驅動。
如此，通過移位光學構件SR與偏向調整光學構件DP之光束LB1係透過視場光圈FA之圓形開口而到達反射鏡M23。視場光圈FA之圓形開口係將由擴束器BE放大之光束LB1之剖面內之強度分佈的周邊部分截斷之光闌。若將視場光圈FA之圓形開口設為可調整口徑之可變虹彩光闌，則可調整聚焦光SP之強度(亮度)。
反射鏡M23係相對於XtYt平面傾斜45°而配置，將入射之光束LB1朝向反射鏡M24朝+Xt方向反射。於反射鏡M23反射之光束LB1係經由λ/4波長板QW及柱面透鏡CYa而入射至反射鏡M24。反射鏡M24係將入射之光束LB1朝向多面鏡(旋轉多面鏡、掃描用偏向構件、偏向構件)PM反射。多面鏡PM係將入射之光束LB1朝向具有與Xt軸平行之光軸AXf之f θ透鏡FT朝+Xt方向側反射。多面鏡PM係將入射之光束LB1於與XtYt平面平行之面內一維地偏向(反射)，以使光束LB1之聚焦光SP於基板P之被照射面上進行掃描。具體而言，多面鏡PM具有沿Zt軸方向延伸之旋轉軸AXp、及形成於旋轉軸AXp之周圍之複數個反射面RP(於本實施形態中將反射面RP之數量Np設為8)。可藉由使該多面鏡PM以旋轉 軸AXp為中心朝既定之旋轉方向旋轉，而使照射至反射面RP之脈衝狀之光束LB1之反射角連續地變化。藉此，可藉由1個反射面RP而使光束LB1之反射方向偏向，且可使照射至基板P之被照射面上之光束LB1之聚焦光SP沿著主掃描方向(基板P之寬度方向、Yt方向)進行掃描。
即，可藉由1個反射面RP而使光束LB1之聚焦光SP沿著主掃描方向進行掃描。因此，於多面鏡PM之1圈旋轉中，聚焦光SP於基板P之被照射面上掃描之描繪線SL1之數量最大成為與反射面RP之數量相同之8條。多面鏡PM係於控制裝置16之控制之下，藉由旋轉驅動源(例如馬達或減速機構等)RM而以固定之速度旋轉。如上文所說明般，描繪線SL1之有效長度(例如30mm)被設定為可藉由該多面鏡PM掃描聚焦光SP之最大掃描長度(例如31mm)以下之長度，且於初始設定(設計上)中，於最大掃描長度之中央設定有描繪線SL1之中心點(供照射中心軸Le1通過之點)。
由單透鏡所構成之柱面透鏡CYa係於與利用多面鏡PM之主掃描方向(旋轉方向)正交之非掃描方向(Zt方向)上，將入射之光束LB1收斂於多面鏡PM之反射面RP上。即，柱面透鏡CYa係將光束LB1於反射面RP上收斂成沿與XtYt平面平行之方向延伸之狹縫狀(長橢圓狀)。即便有反射面RP相對於Zt方向傾斜之情形(反射面RP相對於XtYt平面之法線之斜率)，亦可藉由母線與Yt方向平行之柱面透鏡CYa、及後述柱面透鏡CYb而抑制其影響。例如，可抑制照射至基板P之被照射面上之光束LB1(描繪線SL1)之照射位置因多面鏡PM之各反射面RP之各者之微小的斜率誤差而沿Xt方向偏移。
具有沿Xt軸方向延伸之光軸AXf之f θ透鏡(掃描用透鏡系統)FT係將藉由多面鏡PM而反射之光束LB1於XtYt平面以與光軸AXf平行之方式投射至反射鏡M25之遠心系統之掃描透鏡。光束LB1向f θ透鏡FT之入射角θ係根據多面鏡PM之旋轉角(θ/2)而改變。f θ透鏡FT係經由反射鏡M25及由單透鏡所構成之柱面透鏡CYb而將光束LB1投射至與該入射角θ成比例之基板P之被照射面上之像高位置。若將焦點距離設為fo且將像高位置設為y，則f θ透鏡FT係以滿足y=fo×θ之關係(畸變像差)之方式設計。因此，藉由該f θ透鏡FT，可使光束LB1沿Yt方向(Y方向)準確地以等速進行掃描。於向f θ透鏡FT之入射角θ為0度時，入射至f θ透鏡FT之光束LB1係沿著光軸AXf上行進。
反射鏡M25係將來自f θ透鏡FT之光束LB1朝向基板P朝-Zt方向反射。由反射鏡M25反射之光束LB1係經由柱面透鏡CYb而投射至基板P。藉由f θ透鏡FT及母線與Yt方向平行之柱面透鏡CYb，而將投射至基板P之光束LB1於基板P之被照射面上收斂成直徑數μm左右(例如3μm)之微小之聚焦光SP。又，投射至基板P之被照射面上之聚焦光SP係藉由多面鏡PM，根據沿Yt方向延伸之描繪線SL1進行一維掃描。再者，f θ透鏡FT之光軸AXf與照射中心軸Le1位於同一平面上，且該平面與XtZt平面平行。因此，於光軸AXf上行進之光束LB1係藉由反射鏡M25而朝-Zt方向反射，成為與照射中心軸Le1同軸而投射至基板P。於本第1實施形態中，至少f θ透鏡FT係作為將藉由多面鏡PM而偏向之光束LB1投射至基板P之被照射面之投射光學系統而發揮功能。又，至少反射構件(反射鏡M21~M25)及偏振分光鏡BS1係作為使自反射鏡M20至基板P 為止之光束LB1之光路彎折之光路偏向構件而發揮功能。藉由該光路偏向構件，可使入射至反射鏡M20之光束LB1之入射軸與照射中心軸Le1大致同軸。於XtZt平面上，通過掃描單元U1內之光束LB1係於通過大致U字狀或
Figure TW201805726AD00010
字狀之光路之後，朝-Zt方向行進而投射至基板P。
如此，於將基板P沿X方向搬送之狀態下，藉由各掃描單元Un(U1~U6)而使光束LBn(LB1~LB6)之聚焦光SP沿主掃描方向(Y方向)一維地進行掃描，藉此，可使聚焦光SP於基板P之被照射面相對地進行二維掃描。
再者，於本第1實施形態中，於將描繪線SLn(SL1~SL6)之有效長度設為30mm，一面每次重疊有效大小
Figure TW201805726AD00011
為3μm之聚焦光SP之1/2、即每次重疊1.5μm，一面將聚焦光SP沿著描繪線SLn(SL1~SL6)照射至基板P之被照射面上之情形時，聚焦光SP係以1.5μm之間隔照射。因此，1次掃描所照射之聚焦光SP之數量成為20000(=30〔mm〕/1.5〔μm〕)。又，若將基板P之副掃描方向之進給速度(搬送速度)Vt設為約2.419mm/sec，且於副掃描方向上亦以1.5μm之間隔進行聚焦光SP之掃描，則沿著描繪線SLn之1次掃描開始(描繪開始)時間點與下一次掃描開始時間點之時間差Tpx成為約620μsec(=1.5〔μm〕/2.419〔mm/sec〕)。該時間差Tpx係8反射面RP之多面鏡PM旋轉1面(45度=360度/8)之時間。於此情形時，必須以多面鏡PM旋轉1圈之時間成為約4.96msec(=8×620〔μsec〕)之方式設定，故而多面鏡PM之轉速Vp被設定為每秒約201.613轉(=1/4.96〔msec〕)、即約12096.8rpm。
另一方面，於多面鏡PM之1反射面RP反射之光束LB1有 效地入射至f θ透鏡FT之最大入射角度(對應於聚焦光SP之最大掃描長度)係根據f θ透鏡FT之焦點距離及最大掃描長度而大致決定。作為一例，於8反射面RP之多面鏡PM之情形時，於1反射面RP之量之旋轉角度45度中，有助於實際掃描之旋轉角度α之比率(掃描效率)係以α/45度表示。於本第1實施形態中，將有助於實際掃描之旋轉角度α設為15度，故而掃描效率成為1/3(=15度/45度)，f θ透鏡FT之最大入射角成為30度(以光軸AXf為中心±15度)。因此，使聚焦光SP掃描描繪線SLn之最大掃描長度(例如31mm)之量所需之時間Ts成為Ts=Tpx×掃描效率，於上文之數量值例之情形時，時間Ts成為約206.666…μsec(=620〔μsec〕/3)。由於將本第1實施形態中之描繪線SLn(SL1~SL6)之有效掃描長度設為30mm，故而沿著該描繪線SLn之聚焦光SP之1次掃描之掃描時間Tsp成為約200μsec(=206.666…〔μsec〕×30〔mm〕/31〔mm〕)。因此，於該時間Tsp之期間，必須照射20000次聚焦光SP(脈衝光)，故而來自光源裝置LS(LSa、LSb)之光束LB之發光頻率(振盪頻率)Fa成為Fa≒20000次/200μsec=100MHz。
圖5所示之原點感測器OP1係當多面鏡PM之反射面RP之旋轉位置來到可開始利用反射面RP之聚焦光SP之掃描之既定位置時產生原點訊號SZ1。換言之，原點感測器OP1係於接下來進行聚焦光SP之掃描之反射面RP之角度成為既定之角度位置時產生原點訊號SZ1。由於多面鏡PM具有8個反射面RP，故而原點感測器OP1會於多面鏡PM旋轉1圈之期間輸出8次原點訊號SZ1。該原點感測器OP1所產生之原點訊號SZ1被送至控制裝置16。自原點感測器OP1產生原點訊號SZ1後，經過延遲時間 Td1後開始聚焦光SP沿著描繪線SL1之掃描。即，該原點訊號SZ1成為表示掃描單元U1之聚焦光SP可描繪之開始時序(可掃描之開始時序)之資訊。
原點感測器OP1具有：光束送光系統Opa，其係將相對於基板P之感光性功能層為非感光性之波長區域之雷射光束Bga射出至反射面RP；及光束受光系統Opb，其係接收於反射面RP反射之雷射光束Bga之反射光束Bgb而產生原點訊號SZ1。雖未圖示，但光束送光系統Opa具有射出雷射光束Bga之光源、及將光源發出之雷射光束Bga投射至反射面RP之光學構件(反射鏡或透鏡等)係。雖未圖示，但光束受光系統Opb具有受光部及光學構件(反射鏡或透鏡等)，上述受光部包含接收所受到之反射光束Bgb並轉換為電氣訊號之光電轉換器件，上述光學構件(反射鏡或透鏡等)係將於反射面RP反射之反射光束Bgb引導至上述受光部。光束送光系統Opa與光束受光系統Opb係設置於如下位置，即，於多面鏡PM之旋轉位置到達即將開始利用反射面RP之聚焦光SP之掃描之前之既定位置時，光束受光系統Opb可接收光束送光系統Opa所射出之雷射光束Bga之反射光束Bgb。以OP2~OP6表示設置於掃描單元U2~U6之原點感測器OPn，以SZ2~SZ6表示利用原點感測器OP2~OP6產生之原點訊號SZn。控制裝置16係根據該原點訊號SZn(SZ1~SZ6)而管理哪一掃描單元Un接下來進行聚焦光SP之掃描。又，有如下情形，即，以Td2~Td6表示自產生原點訊號SZ2~SZ6後至開始沿著利用掃描單元U2~U6所得之描繪線SL2~SL6之聚焦光SP之掃描為止的延遲時間Tdn。
藉由改變該延遲時間Tdn，可使基板P上之描繪線SLn之位 置沿著主掃描方向(Y方向)移位。例如，藉由使延遲時間Td1、Td3、Td5變短，可使描繪線SL1、SL3、SL5朝與描繪線SL1、SL3、SL5之主掃描方向(-Y方向)為相反側之方向(+Y方向)移位。反之，藉由使延遲時間Td1、Td3、Td5變長，可使描繪線SL1、SL3、SL5朝描繪線SL1、SL3、SL5之主掃描方向(-Y方向)移位。同樣地，藉由使延遲時間Td2、Td4、Td6變短，可使描繪線SL2、SL4、SL6朝與描繪線SL2、SL4、SL6之主掃描方向(+Y方向)為相反側之方向(-Y方向)移位。反之，藉由使延遲時間Td2、Td4、Td6變長，可使描繪線SL2、SL4、SL6朝描繪線SL2、SL4、SL6之主掃描方向(+Y方向)移位。
圖5所示之光檢測器DT1具有將入射之光進行光電轉換之光電轉換器件。此處，若自掃描單元U1對基板P之感光性功能層照射光束LB1之聚焦光SP，則其反射光係通過柱面透鏡CYb、反射鏡M25、f θ透鏡FT、多面鏡PM、反射鏡M24、柱面透鏡CYa、λ/4波長板QW、反射鏡M23、視場光圈FA、偏向調整光學構件DP、移位光學構件SR、及反射鏡M22而入射至偏振分光鏡BS1。此處，於偏振分光鏡BS1與基板P之間，具體而言，於反射鏡M23與柱面透鏡CYa之間，設置有λ/4波長板QW。藉此，照射至基板P之光束LB1係藉由該λ/4波長板QW而自P偏光轉換為圓偏光之光束LB1，自基板P入射至偏振分光鏡BS1之反射光係藉由該λ/4波長板QW而自圓偏光轉換為S偏光。因此，來自基板P之反射光係透過偏振分光鏡BS1，經由光學透鏡系統G10而入射至光檢測器DT1。
於掃描單元U1對預先形成有利用既定材料所得之圖案(以下為第1圖案)之下層(底層)之上所形成的感光性功能層重新描繪圖案 (以下為第2圖案)之情形時，有與下層之第1圖案之一部分重合地描繪第2圖案之一部分之情況。此時，於投射至基板P之光束LB1(聚焦光SP)之基板P上之反射光中包含：標準反射光(0次繞射光)之成分，其係沿著光束LB1之入射方向逆行；及散射光(或1次以上之繞射光)之成分，其係藉由下層之第1圖案之階差構造(階差邊緣)而朝向與光束LB1之入射方向不同之方向反射。產生之標準反射光之成分與散射光(繞射光)之成分之各者之光量係根據聚焦光SP進行掃描之下層(底層)之表面狀態而改變。本實施形態中之光檢測器DT1係主要檢測標準反射光之光量(亮度)之變化，且使用與該光量相應之訊號，藉此可獲取與下層之第1圖案對應之圖像資訊。
具體而言，響應於用於光束LB1(聚焦光SP)之脈衝發光之時脈訊號LTC(由光源裝置LS產生)，對自光檢測器DT1輸出之光電訊號(檢測訊號)PS1之強度變化進行數位取樣，藉此以Yt方向之一維圖像資料之形式獲取。進而，響應於測量描繪線SL1上之旋轉筒DR之旋轉角度位置之編碼器頭EN2a、EN2b之測量值，針對副掃描方向之每固定距離(例如聚焦光SP之大小
Figure TW201805726AD00012
之1/2)將Yt方向之一維圖像資料沿Xt方向排列，藉此獲得第1圖案之二維之圖像資訊。控制裝置16可根據該所獲得之二維之圖像資訊，而獲得與形成於下層之第1圖案之位置相關之資訊、或與該圖案之形狀(包含形變)相關之資訊。控制裝置16係使用與該所獲得之第1圖案之位置相關之資訊及與其形狀相關之資訊，而修正應重新描繪之第2圖案之位置或形狀。關於利用該光檢測器DT1所得之與第1圖案之位置相關之資訊及與其形狀相關之資訊之獲得將於下文進行詳細說明。再者，以 DT2~DT6表示設置於掃描單元U2~U6之光檢測器DTn，以PS2~PS6表示光檢測器DT2~DT6所檢測出之光電訊號(檢測訊號)PSn。
且說，複數個掃描單元Un(U1~U6)係以複數個掃描單元Un(U1~U6)之各者可繞照射中心軸Len(Le1~Le6)以微小之角度解析度旋動(旋轉)之方式，保持於未圖示之本體框架。當該各掃描單元Un(U1~U6)繞照射中心軸Len(Le1~Le6)旋動時，各描繪線SLn(SL1~SL6)亦於基板P之被照射面上繞照射中心軸Len(Le1~Le6)旋動。因此，各描繪線SLn(SL1~SL6)可相對於Y方向以微小之角度解析度(例如μ弧度之等級)傾斜。即便於各掃描單元Un(U1~U6)繞照射中心軸Len(Le1~Le6)旋動之情形時，通過各掃描單元Un(U1~U6)內之光束LBn(LB1~LB6)與各掃描單元Un(U1~U6)內之光學構件之相對之位置關係亦不改變。因此，各掃描單元Un(U1~U6)可使聚焦光SP沿著於基板P之被照射面上旋動之描繪線SLn(SL1~SL6)進行掃描。該各掃描單元Un(U1~U6)之繞照射中心軸Len(Le1~Le6)之旋動係於控制裝置16之控制之下，藉由未圖示之致動器而進行。
再者，即便掃描單元Un之照射中心軸Len與掃描單元Un實際地旋動之軸(旋動中心軸)並非完全一致，只要兩者於既定之容許範圍內精密地同軸便可。該既定之容許範圍係以如下方式設定：使掃描單元Un旋動角度θ sm時之實際之描繪線SLn之描繪開始點(或描繪結束點)、和於假定照射中心軸Len與旋動中心軸完全一致時使掃描單元Un旋動既定之角度θ sm時之設計上之描繪線SLn之描繪開始點(或描繪結束點)的差分量係於聚焦光SP之主掃描方向上成為既定之距離(例如聚焦光SP之大 小
Figure TW201805726AD00013
)以內。又，即便實際入射至掃描單元Un之光束LBn之光軸(中心軸)與掃描單元Un之旋動中心軸不完全一致，只要於上述既定之容許範圍內為同軸便可。
圖6係光束切換部BDU之構成圖，且於國際公開第2015/166910號說明書中亦作揭示。光束切換部BDU具有複數個選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)、複數個聚光透鏡CD1~CD6、複數個反射鏡M1~M14、複數個單元側入射鏡IM1~IM6、複數個準直透鏡CL1~CL6、及吸收體TR1、TR2。選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)係對光束LB(LBa、LBb)具有透過性者，且為利用超音波訊號驅動之聲光調變器件(AOM：Acousto-Optic Modulator)。該等光學構件(選擇用光學器件AOM1~AOM6、聚光透鏡CD1~CD6、反射鏡M1~M14、單元側入射鏡IM1~IM6、準直透鏡CL1~CL6、及吸收體TR1、TR2)係由板狀之支持構件IUB支持。該支持構件IUB係於複數個掃描單元Un(U1~U6)之上方(+Z方向側)，自下方(-Z方向側)支持該等光學構件。因此，支持構件IUB亦具備將成為發熱源之選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)與複數個掃描單元Un(U1~U6)之間隔熱之功能。
來自光源裝置LSa之光束LBa係藉由反射鏡M1~M6而使其光路呈曲折狀彎折，被引導至吸收體TR1為止。又，來自光源裝置LSb之光束LBb亦同樣地，藉由反射鏡M7~M14而使其光路呈曲折狀彎折，被引導至吸收體TR2為止。以下，於選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)均為斷開狀態(未施加有超音波訊號之狀態)之情形時，進行詳細敍述。
來自光源裝置LSa之光束LBa(平行光束)係與Y軸平行 地朝+Y方向行進並通過聚光透鏡CD1而入射至反射鏡M1。於反射鏡M1朝-X方向反射之光束LBa係直接透過配置於聚光透鏡CD1之焦點位置(光束腰位置)之第1選擇用光學器件AOM1，且藉由準直透鏡CL1而再次成為平行光束，並到達反射鏡M2。於反射鏡M2朝+Y方向反射之光束LBa係於通過聚光透鏡CD2之後被反射鏡M3朝+X方向反射。
由反射鏡M3朝+X方向反射之光束LBa係直接透過配置於聚光透鏡CD2之焦點位置(光束腰位置)之第2選擇用光學器件AOM2，且藉由準直透鏡CL2而再次成為平行光束，並到達反射鏡M4。由反射鏡M4朝+Y方向反射之光束LBa係於通過聚光透鏡CD3之後由反射鏡M5朝-X方向反射。由反射鏡M5朝-X方向反射之光束LBa係直接透過配置於聚光透鏡CD3之焦點位置(光束腰位置)之第3選擇用光學器件AOM3，且藉由準直透鏡CL3而再次成為平行光束，並到達反射鏡M6。於反射鏡M6朝+Y方向反射之光束LBa係入射至吸收體TR1。該吸收體TR1係為了抑制光束LBa洩漏至外部而吸收光束LBa之光阱。
來自光源裝置LSb之光束LBb(平行光束)係與Y軸平行地朝+Y方向行進並入射至反射鏡M13，於反射鏡M13朝+X方向反射之光束LBb係由反射鏡M14朝+Y方向反射。於反射鏡M14朝+Y方向反射之光束LBb係於通過聚光透鏡CD4之後由反射鏡M7朝+X方向反射。由反射鏡M7朝+X方向反射之光束LBb係直接透過配置於聚光透鏡CD4之焦點位置(光束腰位置)之第4選擇用光學器件AOM4，且藉由準直透鏡CL4而再次成為平行光束，並到達反射鏡M8。由反射鏡M8朝朝+Y方向反射之光束LBb係於通過聚光透鏡CD5之後由反射鏡M9朝-X方向反射。
由反射鏡M9朝-X方向反射之光束LBb係直接透過配置於聚光透鏡CD5之焦點位置(光束腰位置)之第5選擇用光學器件AOM5，且藉由準直透鏡CL5而再次成為平行光束，並到達反射鏡M10。由反射鏡M10朝+Y方向反射之光束LBb係於通過聚光透鏡CD6之後由反射鏡M11朝+X方向反射。由反射鏡M11朝+X方向反射之光束LBb係直接透過配置於聚光透鏡CD6之焦點位置(光束腰位置)之第6選擇用光學器件AOM6，且藉由準直透鏡CL6而再次成為平行光束，並到達反射鏡M12。於反射鏡M12朝-Y方向反射之光束LBb係入射至吸收體TR2。該吸收體TR2係為了抑制光束LBb洩漏至外部而吸收光束LBb之光阱(擋板)。
如上所述，選擇用光學器件AOM1~AOM3係以使來自光源裝置LSa之光束LBa依序透過之方式沿著光束LBa之行進方向串聯地配置。又，選擇用光學器件AOM1~AOM3係以藉由聚光透鏡CD1~CD3與準直透鏡CL1~CL3，於各選擇用光學器件AOM1~AOM3之內部形成光束LBa之光束腰之方式配置。藉此，使入射至選擇用光學器件(聲光調變器件)AOM1~AOM3之光束LBa之直徑變小，使繞射效率提高，並且使應答性提高。同樣地，選擇用光學器件AOM4~AOM6係以使來自光源裝置LSb之光束LBb依序透過之方式沿著光束LBb之行進方向串聯地配置。又，選擇用光學器件AOM4~AOM6係以藉由聚光透鏡CD4~CD6及準直透鏡CL4~CL6而於各選擇用光學器件AOM4~AOM6之內部形成光束LBb之光束腰之方式配置。藉此，使入射至選擇用光學器件(聲光調變器件)AOM4~AOM6之光束LBb之直徑變小，使繞射效率提高，並且使應答性提高。
各選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)係當被施加超 音波訊號(高頻訊號)時使入射之光束(0次光)LB(LBa、LBb)以與高頻之頻率相應之繞射角繞射而得之一次繞射光作為射出光束(光束LBn)而產生者。因此，自選擇用光學器件AOM1作為一次繞射光而射出之光束成為LB1，同樣地，自選擇用光學器件AOM2~AOM6作為一次繞射光射出之光束成為LB2~LB6。如此，各選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)係發揮使來自光源裝置LSa、LSb之光束LB(LBa、LBb)之光路偏向之功能。然而，實際之聲光調變器件由於一次繞射光之產生效率為0次光之80%左右，故而藉由各選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)之各者而偏向之光束LBn(LB1~LB6)較原本之光束LB(LBa、LBb)之強度有所降低。又，於選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)之任一個為導通狀態時，未繞射而直進之0次光殘留20%左右，但其最終會由吸收體TR1、TR2吸收。
如圖6所示，複數個選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)之各者係以將作為經偏向之一次繞射光之光束LBn(LB1~LB6)相對於入射之光束LB(LBa、LBb)朝-Z方向偏向之方式設置。自選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)之各者偏向地射出之光束LBn(LB1~LB6)係投射至設置於與選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)之各者隔開既定距離之位置之單元側入射鏡IM1~IM6，於該處朝-Z方向以成為與照射中心軸Le1~Le6同軸之方式被反射。由單元側入射鏡IM1~IM6(以下，亦簡稱為鏡IM1~IM6)反射之光束LB1~LB6係通過形成於支持構件IUB之開口部TH1~TH6之各者，以沿著照射中心軸Le1~Le6之方式入射至掃描單元U1~U6之各者。
再者，選擇用光學器件AOMn係藉由超音波而於透過構件 中之既定方向產生折射率之週期性之疏密變化之繞射光柵，故而於入射光束LB(LBa、LBb)為直線偏光(P偏光或S偏光)之情形時，其偏光方向與繞射光柵之週期方向係以一次繞射光之產生效率(繞射效率)變得最高之方式設定。於如圖6般，以使入射之光束LB(LBa、LBs)朝-Z方向繞射偏向之方式設置各選擇用光學器件AOMn之情形時，選擇用光學器件AOMn內生成之繞射光柵之週期方向亦為-Z方向，故而以與其匹配之方式設定(調整)來自光源裝置LS(LSa、LSb)之光束LB之偏光方向。
再者，於自光源裝置LSa(LSb)射出之光束LBa(LBb)為較1mm左右小之直徑之平行光束之情形時，亦可以使入射至選擇用光學器件AOMn之各者之光束LB直接以較細之平行光束中繼之方式，配置聚光透鏡CDn(CD1~CD6)與準直透鏡CLn(CL1~CL6)。於此情形時，亦可於選擇用光學器件AOMn與對應之單元側入射鏡IMn(IM1~IM6)之間設置聚光透鏡CDn，將利用選擇用光學器件AOMn繞射並偏向之光束LBn(LB1~LB6)以於單元側入射鏡IMn之位置或其附近位置成為光束腰之方式聚光。為此，選擇用光學器件AOMn係配置於聚光透鏡CDn之前側焦點位置，單元側入射鏡IMn係配置於聚光透鏡CDn之後側焦點位置或其附近。
亦可使用各選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)之構成、功能、作用等相互相同者。複數個選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)係按照來自控制裝置16之驅動訊號(高頻訊號)之導通/斷開，而將使入射之光束LB(LBa、LBb)繞射而得之繞射光之產生導通/斷開。例如，選擇用光學器件AOM1係於未被施加來自控制裝置16之驅動訊號(高頻訊號)而為斷開之狀態時，不使入射之來自光源裝置LSa之光束LBa繞 射而使其透過。因此，透過選擇用光學器件AOM1之光束LBa係透過準直透鏡CL1而入射至反射鏡M2。另一方面，選擇用光學器件AOM1係於被施加來自控制裝置16之驅動訊號(高頻訊號)而為導通之狀態時，使入射之光束LBa繞射而前往鏡IM1。即，根據該驅動訊號而使選擇用光學器件AOM1切換。鏡IM1係選擇藉由選擇用光學器件AOM1而繞射之一次繞射光即光束LB1並朝掃描單元U1側反射。於選擇用之鏡IM1反射之光束LB1係通過支持構件IUB之開口部TH1沿著照射中心軸Le1入射至掃描單元U1。因此，鏡IM1係以反射之光束LB1之光軸(中心軸)成為與照射中心軸Le1同軸之方式，將入射之光束LB1反射。又，於選擇用光學器件AOM1為導通之狀態時，直接透過選擇用光學器件AOM1之光束LB之0次光(入射光束之20%左右之強度)係透過其後之準直透鏡CL1~CL3、聚光透鏡CD2、CD3、反射鏡M2~M6、及選擇用光學器件AOM2、AOM3而到達吸收體TR1。
同樣地，選擇用光學器件AOM2、AOM3係於未被施加來自控制裝置16之驅動訊號(高頻訊號)而為斷開之狀態時，不使入射之光束LBa繞射而使其向準直透鏡CL2、CL3側(反射鏡M4、M6側)透過。另一方面，選擇用光學器件AOM2、AOM3係於被施加來自控制裝置16之驅動訊號而為導通之狀態時，使作為入射之光束LBa之一次繞射光之光束LB2、LB3前往鏡IM2、IM3。該鏡IM2、IM3係將藉由選擇用光學器件AOM2、AOM3而繞射之光束LB2、LB3朝掃描單元U2、U3側反射。於鏡IM2、IM3反射之光束LB2、LB3係通過支持構件IUB之開口部TH2、TH3成為與照射中心軸Le2、Le3同軸而入射至掃描單元U2、U3。
如此，控制裝置16係藉由將應對選擇用光學器件AOM1~AOM3之各者施加之驅動訊號(高頻訊號)導通/斷開(高位準/低位準)，而將選擇用光學器件AOM1~AOM3中之任一者切換，於如下兩者之間進行切換，即，光束LBa前往後續之選擇用光學器件AOM2、AOM3或吸收體TR1，還是經偏向之光束LB1~LB3之一者前往對應之掃描單元U1~U3。
又，選擇用光學器件AOM4係於未被施加來自控制裝置16之驅動訊號(高頻訊號)而為斷開之狀態時，不使入射之來自光源裝置LSb之光束LBb繞射而使其向準直透鏡CL4側(反射鏡M8側)透過。另一方面，選擇用光學器件AOM4係於被施加來自控制裝置16之驅動訊號而為導通之狀態時，使作為入射之光束LBb之一次繞射光之光束LB4前往鏡IM4。該鏡IM4係將藉由選擇用光學器件AOM4而繞射之光束LB4朝掃描單元U4側反射。於鏡IM4反射之光束LB4係成為與照射中心軸Le4同軸，通過支持構件IUB之開口部TH4而入射至掃描單元U4。
同樣地，選擇用光學器件AOM5、AOM6係於未被施加來自控制裝置16之驅動訊號(高頻訊號)而為斷開之狀態時，不使入射之光束LBb繞射地而使其向準直透鏡CL5、CL6側(反射鏡M10、M12側)透過。另一方面，選擇用光學器件AOM5、AOM6係於被施加來自控制裝置16之驅動訊號而為導通之狀態時，使作為入射之光束LBb之一次繞射光之光束LB5、LB6前往鏡IM5、IM6。該鏡IM5、IM6係將藉由選擇用光學器件AOM5、AOM6而繞射之光束LB5、LB6朝掃描單元U5、U6側反射。於鏡IM5、IM6反射之光束LB5、LB6係成為與照射中心軸Le5、Le6同軸，通過支持構件IUB之開口部TH5、TH6之各者而入射至掃描單元U5、U6。
如此，控制裝置16係藉由使應對選擇用光學器件AOM4~AOM6之各者施加之驅動訊號(高頻訊號)導通/斷開(高位準/低位準)，而使選擇用光學器件AOM4~AOM6中之任一者切換，於如下兩者之間進行切換，即，光束LBb前往後續之選擇用光學器件AOM5、AOM6或吸收體TR2，還是經偏向之光束LB4~LB6之一者前往對應之掃描單元U4~U6。
如上所述，光束切換部BDU具備沿著來自光源裝置LSa之光束LBa之行進方向串聯地配置之複數個選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM3)，藉此可切換光束LBa之光路並選擇1個供光束LBn(LB1~LB3)入射之掃描單元Un(U1~U3)。因此，可使來自光源裝置LSa之光束LBa之一次繞射光即光束LBn(LB1~LB3)依序入射至3個掃描單元Un(U1~U3)之各者。例如，於欲使光束LB1入射至掃描單元U1之情形時，控制裝置16僅使複數個選擇用光學器件AOM1~AOM3中之選擇用光學器件AOM1為導通狀態，於欲使光束LB3入射至掃描單元U3之情形時，只要僅使選擇用光學器件AOM3為導通狀態便可。
同樣地，光束切換部BDU具備沿著來自光源裝置LSb之光束LBb之行進方向串聯地配置之複數個選擇用光學器件AOMn(AOM4~AOM6)，藉此可切換光束LBb之光路並選擇1個供光束LBn(LB4~LB6)入射之掃描單元Un(U4~U6)。因此，可使來自光源裝置LSb之光束LBb之一次繞射光即光束LBn(LB4~LB6)依序入射至3個掃描單元Un(U4~U6)之各者。例如，於欲使光束LB4入射至掃描單元U4之情形時，控制裝置16僅使複數個選擇用光學器件AOM4~AOM6中之選擇用光學器件AOM4為導通狀態，於欲使光束LB6入射至掃描單元U6之情形時，只要進 使選擇用光學器件AOM6為導通狀態便可。
該複數個選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)係與複數個掃描單元Un(U1~U6)對應地設置，切換是否使光束LBn入射至對應之掃描單元Un。再者，於本第1實施形態中，將選擇用光學器件AOM1~AOM3稱為第1光學器件模組，將選擇用光學器件AOM4~AOM6稱為第2光學器件模組。又，將與第1光學器件模組之選擇用光學器件AOM1~AOM3對應之掃描單元U1~U3稱為第1掃描模組，將與第2光學器件模組之選擇用光學器件AOM4~AOM6對應之掃描單元U4~U6稱為第2掃描模組。因此，利用第1掃描模組中之任一個掃描單元Un、及第2掃描模組中之任一個掃描單元Un，並行地進行聚焦光SP之掃描(描繪動作)。
如上所述，於本第1實施形態中，將掃描單元Un之多面鏡PM之有助於實際掃描之旋轉角度α設為15度，故而掃描效率成為1/3。因此，例如，於1個掃描單元Un旋轉1反射面RP之角度(45度)之期間，可進行聚焦光SP之掃描之角度成為15度，於除此以外之角度範圍(30度)中，無法進行聚焦光SP之掃描，於此期間入射至多面鏡PM之光束LBn成為浪費。因此，於某一個掃描單元Un之多面鏡PM之旋轉角度成為無助於實際掃描之角度之期間，使光束LBn入射至除此以外之另一掃描單元Un，藉此，利用另一掃描單元Un之多面鏡PM進行聚焦光SP之掃描。多面鏡PM之掃描效率為1/3，故而於自某一個掃描單元Un掃描聚焦光SP後至進行下一次掃描為止之期間，可將光束LBn分配至除此以外之2個掃描單元Un，而進行聚焦光SP之掃描。因此，本第1實施形態係將複數個掃描單元Un(U1~U6)分為2個群(掃描模組)，將3個掃描單元U1~U3設為第1 掃描模組，將3個掃描單元U4~U6設為第2掃描模組。
藉此，例如，於掃描單元U1之多面鏡PM旋轉45度(相當於1反射面RP之量)之期間，可使光束LBn(LB1~LB3)依序入射至3個掃描單元U1~U3中之任一者。因此，掃描單元U1~U3之各者可不使來自光源裝置LSa之光束LBa浪費地，依序進行聚焦光SP之掃描。同樣地，於掃描單元U4之多面鏡PM旋轉45度(相當於1反射面RP之量)之期間，可使光束LBn(LB4~LB6)依序入射至3個掃描單元U4~U6中之任一者。因此，掃描單元U4~U6可不使來自光源裝置LSb之光束LBb浪費地，依序進行聚焦光SP之掃描。再者，於自各掃描單元Un開始聚焦光SP之掃描後至開始下一次掃描為止之期間，多面鏡PM恰好旋轉1反射面RP之角度(45度)。
於本第1實施形態中，各掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)之各者係依照既定之順序進行聚焦光SP之掃描，故而與此對應地，控制裝置16係將各光學器件模組之3個選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM3、AOM4~AOM6)依照既定之順序切換為導通，而依序切換光束LBn(LB1~LB3、LB4~LB6)所入射之掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)。例如，於各掃描模組之3個掃描單元U1~U3、U4~U6之進行聚焦光SP之掃描之順序成為U1→U2→U3、U4→U5→U6之情形時，控制裝置16係將各光學器件模組之3個選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM3、AOM4~AOM6)依照AOM1→AOM2→AOM3、AOM4→AOM5→AOM6之順序卻高壓包為導通，並將光束LB所入射之掃描單元Un依照U1→U2→U3、U4→U5→U6之順序進行切換。
再者，為了於多面鏡PM旋轉1反射面RP之角度(45度)之期間，各掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)依序進行聚焦光SP之掃描，各掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)之各多面鏡PM必須滿足如下條件而旋轉。該條件係指必須以各掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)之各多面鏡PM成為相同之轉速Vp之方式進行同步控制，並且以各多面鏡PM之旋轉角度位置(各反射面RP之角度位置)成為既定之相位關係之方式進行同步控制。於本第1實施形態中，所謂既定之相位關係係指多面鏡PM之旋轉角度位置每次偏移15度之關係。再者，將各掃描模組之3個掃描單元Un之多面鏡PM之轉速Vp相同地進行旋轉稱為同步旋轉。
光束切換部BDU之各選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)僅於利用掃描單元Un(U1~U6)之各者之多面鏡PM之聚焦光SP的1次掃描期間之間成為導通狀態便可。又，若將多面鏡PM之反射面數設為Np，將多面鏡PM之轉速設為Vp(rpm)，則與多面鏡PM之反射面RP之1面之旋轉角度對應之時間Tpx成為Tpx=60/(Np×Vp)〔秒〕。例如，於反射面數Np為8且轉速Vp〔rpm〕為1.20968萬之情形時，時間Tpx成為約0.62毫秒。若其換算成頻率，則為約1.6129kHz左右，意味著宜為與用以響應於圖案資料(描繪資料)將紫外線區域之波長之光束LB以數十MHz左右高速地調變之聲光調變器件相比相當低之應答頻率之聲光調變器件。因此，可使用相對於入射之光束LB(0次光)而偏向之光束LB1~LB6(一次繞射光)之繞射角較大者，相對於直導通過選擇用光學器件AOM1~AOM6之光束LB之進路，將經偏向之光束LB1~LB6分離之鏡IM1~IM6 之配置變得容易。
圖7係表示光源裝置(脈衝光源裝置、脈衝雷射裝置)LSa(LSb)之構成之圖，基本而言，與國際公開第2015/166910號說明書中所揭示之構成相同。作為光纖雷射裝置之光源裝置LSa(LSb)具備脈衝光產生部20及控制電路22。脈衝光產生部20具有DFB半導體雷射器件30、32、偏振分光鏡34、作為描繪用光調變器之電光學器件(光束強度調變部)36、該電光學器件36之驅動電路36a、偏振分光鏡38、吸收體40、激發光源42、合併器44、光纖光放大器46、波長轉換光學器件48、50、及複數個透鏡器件GL。控制電路22具有產生時脈訊號LTC及像素移位脈衝BSC之訊號產生部22a。訊號產生部22a所產生之像素移位脈衝BSC被輸出至控制裝置16之總體控制部104。再者，有如下情形：為了區分自光源裝置LSa之訊號產生部22a輸出至總體控制部104之像素移位脈衝BSC與自光源裝置LSb之訊號產生部22a輸出至總體控制部104之像素移位脈衝BSC，而以BSCa表示來自光源裝置LSa之像素移位脈衝BSC且以BSCb表示來自光源裝置LSb之像素移位脈衝BSC之情形。
DFB半導體雷射器件(第1固體雷射器件)30係以既定頻率即振盪頻率Fa(例如100MHz)產生陡峭或尖銳之脈衝狀之種子光(脈衝光束、光束)S1，DFB半導體雷射器件(第2固體雷射器件)32係以既定頻率即振盪頻率Fa(例如100MHz)產生平緩(時間上遲滯)之脈衝狀之種子光(脈衝光束、光束)S2。DFB半導體雷射器件30所產生之種子光S1與DFB半導體雷射器件32所產生之種子光S2之發光時序同步。種子光S1、S2均為每一脈衝之能量大致相同，但偏光狀態互不相同，峰值強度為 種子光S1較強。該種子光S1與種子光S2係直線偏光之光，其偏光方向相互正交。於本第1實施形態中，將DFB半導體雷射器件30所產生之種子光S1之偏光狀態設為S偏光，將DFB半導體雷射器件32所產生之種子光S2之偏光狀態設為P偏光進行說明。該種子光S1、S2係紅外波長區域之光。
控制電路22係以響應於自訊號產生部22a送來之時脈訊號LTC之時脈脈衝而使種子光S1、S2發光之方式控制DFB半導體雷射器件30、32。藉此，該DFB半導體雷射器件30、32係響應於時脈訊號LTC之各時脈脈衝(振盪頻率Fa)，以既定頻率(振盪頻率)Fa發出種子光S1、S2。該控制電路22係由控制裝置16控制。將該時脈訊號LTC之時脈脈衝之週期(=1/Fa)稱為基準週期Ta。利用DFB半導體雷射器件30、32產生之種子光S1、S2被引導至偏振分光鏡34。
再者，該成為基準時脈訊號之時脈訊號LTC係成為像素移位脈衝BSC(BSCa、BSCb)之基準者。又，對於訊號產生部22a，自控制裝置16輸入用以進行基板P之被照射面上之描繪線SLn之倍率修正的倍率修正資訊TMg。若簡單地進行說明，則所謂倍率修正係指藉由根據倍率修正資訊TMg，使時脈訊號LTC之振盪頻率Fa變更，而於使描繪資料上之1像素(1位元)中所包含之聚焦光之數量為固定之狀態下，統一地對沿著主掃描方向投射之聚焦光SP之投射間隔(即，聚焦光之振盪頻率)進行微調整。藉此，可對基板P之被照射面上之描繪線SLn之長度(掃描長度)進行微調整。該描繪線SLn之伸縮(掃描長度之微調整)可於描繪線SLn之最大掃描長度(例如31mm)之範圍內進行。再者，將倍率修正資訊為0、即無修正之情形時之振盪頻率Fa設為100Mz。
偏振分光鏡34係使S偏光之光透過且將P偏光之光反射者，將DFB半導體雷射器件30所產生之種子光S1及DFB半導體雷射器件32所產生之種子光S2引導至電光學器件36。詳細而言，偏振分光鏡34係藉由使DFB半導體雷射器件30所產生之S偏光之種子光S1透過而將種子光S1引導至電光學器件36。又，偏振分光鏡34係藉由將DFB半導體雷射器件32所產生之P偏光之種子光S2反射而將種子光S2引導至電光學器件36。DFB半導體雷射器件30、32、及偏振分光鏡34係構成生成種子光S1、S2之脈衝光源部35。
電光學器件(光束強度調變部)36係對於種子光S1、S2具有透過性者，例如，使用電光學調變器(EOM：Electro-Optic Modulator)。電光學器件36係響應於描繪位元串資料SBa(SBb)之高位準/低位準狀態，藉由驅動電路36a而切換種子光S1、S2之偏光狀態者。描繪位元串資料SBa係根據與掃描單元U1~U3之各者應曝光之圖案相應之圖案資料(位元圖案)而生成者，描繪位元串資料SBb係根據與掃描單元U4~U6之各者應曝光之圖案相應之圖案資料(位元圖案)而生成者。因此，描繪位元串資料SBa被輸入至光源裝置LSa之驅動電路36a，描繪位元串資料SBb被輸入至光源裝置LSb之驅動電路36a。來自DFB半導體雷射器件30、DFB半導體雷射器件32之各者之種子光S1、S2係由於波長區域較長，為800nm以上，故而作為電光學器件36，可使用偏光狀態之切換應答性為GHz程度者。
圖案資料(描繪資料)係如下資料，即，針對每個掃描單元Un而設置，且將藉由各掃描單元Un而描繪之圖案根據對應於聚焦光SP之大小
Figure TW201805726AD00014
而設定之尺寸Pxy之像素進行分割，並以與上述圖案相應之邏輯資訊 (像素資料)表示複數個像素之各者。即，該圖案資料係由以將沿著聚焦光SP之主掃描方向(Y方向)之方向設為列方向，將沿著基板P之副搬送方向(X方向)之方向設為行方向之方式被二維地分解之複數個像素之邏輯資訊所構成之點陣圖資料。該像素之邏輯資訊係「0」或「1」之1位元之資料。「0」之邏輯資訊係意味著使照射至基板P之聚焦光SP之強度為低位準(非描繪)，「1」之邏輯資訊係意味著使照射至基板P上之聚焦光SP之強度為高位準(描繪)。再者，將像素之尺寸Pxy之主掃描方向(Y方向)之尺寸設為Py，且將副掃描方向(X方向)之尺寸設為Px。
圖案資料之1行之量之像素之邏輯資訊係與1條之量之描繪線SLn(SL1~SL6)對應者。因此，1行之量之像素之數量係根據基板P之被照射面上之像素之尺寸Pxy及描繪線SLn之長度而決定。該1像素之尺寸Pxy係設定為與聚焦光SP之大小
Figure TW201805726AD00015
相同程度或其以上，例如於聚焦光SP之有效大小
Figure TW201805726AD00016
為3μm之情形時，1像素之尺寸Pxy係設定為3μm見方程度以上。根據1行之量之像素之邏輯資訊而將沿著1條描繪線SLn(SL1~SL6)投射至基板P之聚焦光SP之強度進行調變。將該1行之量之像素之邏輯資訊稱為串列資料DLn。即，圖案資料係串列資料DLn沿行方向排列而得之點陣圖資料。以DL1表示掃描單元U1之圖案資料之串列資料DLn，同樣地，以DL2~DL6表示掃描單元U2~U6之圖案資料之串列資料DLn。於本實施形態中，聚焦光SP一面每次重疊1.5μm(大小
Figure TW201805726AD00017
之1/2)一面被投射至基板P上，故而2個聚焦光SP對應於1像素。因此，沿著描繪線SLn投射之聚焦光之數量成為20000，故而1行之量之像素之數量成為其一半即10000。因此，對將1行之量之像素之邏輯資訊自第1列起依序輸出至驅動 電路36a之時序進行控制之像素移位脈衝BSC(BSCa、BSCb)之振盪頻率成為時脈訊號LTC之振盪頻率Fa之1/2。即，像素移位脈衝BSC係將時脈訊號LTC分頻為1/2者。
又，掃描模組之3個掃描單元U1~U3(U4~U6)係重複依照既定之順序逐次進行聚焦光SP之掃描之動作，故而與此對應地，掃描模組之3個掃描單元U1~U3(U4~U6)之圖案資料之串列資料DL1~DL3(DL4~DL6)亦依照既定之順序被輸出至光源裝置LSa(LSb)之驅動電路36a。將依序輸出至該光源裝置LSa之驅動電路36a之串列資料DL1~DL3稱為描繪位元串資料SBa，將依序輸出至該光源裝置LSb之驅動電路36a之串列資料DL4~DL6稱為描繪位元串資料SBb。
例如，於第1掃描模組中，進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un之順序為U1→U2→U3之情形時，首先，於1行之量之串列資料DL1被輸出至光源裝置LSa之驅動電路36a，繼而，1行之量之串列資料DL2被輸出至光源裝置LSa之驅動電路36a等情況下，構成描繪位元串資料SBa之1行之量之串列資料DL1~DL3依照DL1→DL2→DL3之順序被輸出至光源裝置LSa之驅動電路36a。其後，下一行串列資料DL1~DL3依照DL1→DL2→DL3之順序作為描繪位元串資料SBa被輸出至光源裝置LSa之驅動電路36a。同樣地，於第2掃描模組中，進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un之順序為U4→U5→U6之情形時，首先，1行之量之串列資料DL4被輸出至光源裝置LSb之驅動電路36a，繼而，1行之量之串列資料DL5被輸出至光源裝置LSb之驅動電路36a之情況下，構成描繪位元串資料SBb之1行之量之串列資料DL4~DL6依照DL4→DL5→DL6之順序被輸出至光 源裝置LSb之驅動電路36a。其後，下一行串列資料DL4~DL6依照DL4→DL5→DL6之順序作為描繪位元串資料SBb被輸出至光源裝置LSb之驅動電路36a。
於輸入至驅動電路36a之描繪位元串資料SBa(SBb)之1像素之量之邏輯資訊為低位準(「0」)狀態時，電光學器件36係不改變種子光S1、S2之偏光狀態而直接將其引導至偏振分光鏡38。另一方面，於輸入至驅動電路36a之描繪位元串資料SBa(SBb)之1像素之量之邏輯資訊為高位準(「1」)狀態時，電光學器件36係改變所入射之種子光S1、S2之偏光狀態，即，將偏光方向改變90度而引導至偏振分光鏡38。如此，驅動電路36係根據描繪位元串資料SBa(SBb)而驅動電光學器件36，藉此，電光學器件36係於描繪位元串資料SBa(SBb)之像素之邏輯資訊為高位準狀態(「1」)時，將S偏光之種子光S1轉換為P偏光之種子光S1，且將P偏光之種子光S2轉換為S偏光之種子光S2。
偏振分光鏡38係使P偏光之光透過並經由透鏡器件GL將其引導至合併器44，且使S偏光之光反射並將其引導至吸收體40者。以光束Lse表示透過該偏振分光鏡38之光(種子光)。該脈衝狀之光束Lse之振盪頻率成為Fa。激發光源42係產生激發光，所產生之激發光係通過光纖42a而被引導至合併器44。合併器44係將自偏振分光鏡38照射之光束Lse與激發光合成並輸出至光纖光放大器46。光纖光放大器46係摻雜有由激發光激發之雷射介質。因此，於供傳輸經合成之光束Lse及激發光之光纖光放大器46內，藉由利用激發光激發雷射介質，而將作為種子光之光束Lse放大。作為摻雜於光纖光放大器46內之雷射介質係使用鉺(Er)、鐿(Yb)、銩(Tm) 等稀土類元素。該被放大之光束Lse係自光纖光放大器46之射出端46a伴隨既定之發散角而放射，藉由透鏡器件GL收斂或準直而入射至波長轉換光學器件48。
波長轉換光學器件(第1波長轉換光學器件)48係藉由二次諧波產生(Second Harmonic Generation：SHG)，而將入射之光束Lse(波長λ)轉換為波長為λ之1/2之二次諧波。作為波長轉換光學器件48，較佳地使用作為準相位匹配(Quasi Phase Matching：QPM)晶體之PPLN(Periodically Poled LiNbO3，週期性極化鈮酸鋰)晶體。再者，亦可使用PPLT(Periodically Poled LiTaO3，週期性極化鉭酸鋰)晶體等。
波長轉換光學器件(第2波長轉換光學器件)50係藉由經波長轉換光學器件48轉換之二次諧波(波長λ/2)與未經波長轉換光學器件48轉換地殘留之種子光(波長λ)之和頻產生(Sum Frequency Generation：SFG)，而產生波長為λ之1/3之三次諧波。本三次諧波成為於370mm以下之波長頻帶(例如355nm)具有峰值波長之紫外線光(光束LB)。
於對驅動電路36a施加之描繪位元串資料SBa(SBb)之1像素之量之邏輯資訊為低位準(「0」)之情形時，電光學器件(光束強度調變部)36係不改變入射之種子光S1、S2之偏光狀態而直接將其引導至偏振分光鏡38。因此，透過偏振分光鏡38之光束Lse成為種子光S2。因此，自光源裝置LSa(LSb)最終輸出之P偏光之LBa(LBb)具有與來自DFB半導體雷射器件32之種子光S2相同之振盪分佈(時間特性)。即，此情形時，光束LBa(LBb)成為脈衝之峰值強度較低且時間上遲滯之鈍化特性。光纖光放大器46對於此種峰值強度較低之種子光S2之放大效率較低，故而自 光源裝置LSa(LSb)射出之光束LBa(LBb)成為無法放大至曝光所需之能量之光。因此，就曝光之觀點而言，實質上成為與光源裝置LSa(LSb)未射出光束LBa(LBb)相同之結果。即，照射至基板P之聚焦光SP之強度成為低位準。然而，於未進行圖案之曝光之期間(非曝光期間)，即便源自種子光S2之紫外線區域之多餘之光束LBa(LBb)為微小之強度，亦會持續照射。因此，於描繪線SL1~SL6長時間位於基板P上之相同位置之狀態持續之情形(例如因搬送系統之故障而導致基板P停止之情形等)時，宜於自光源裝置LSa(LSb)之光束LBa(LBb)之射出窗(圖示省略)至各掃描單元U1~U6之柱面透鏡CYb之正後方為止之光路中設置可動擋板，而以紫外線區域之多餘之光束不會照射至基板P之方式阻止。
另一方面，於對驅動電路36a施加之描繪位元串資料SBa(SBb)之1像素之量之邏輯資訊為高位準(「1」)之情形時，電光學器件(光束強度調變部)36係將所入射之種子光S1、S2之偏光狀態改變而將其引導至偏振分光鏡38。因此，透過偏振分光鏡38之光束Lse成為種子光S1。因此，自光源裝置LSa(LSb)射出之光束LBa(LBb)成為由來自DFB半導體雷射器件30之種子光S1生成者。來自DFB半導體雷射器件30之種子光S1之峰值強度較強，故而藉由光纖光放大器46而有效率地放大，自光源裝置LSa(LSb)輸出之P偏光之光束LBa(LBb)具有基板P之曝光所需之能量。即，照射至基板P之聚焦光SP之強度成為高位準。
如此，由於在光源裝置LSa(LSb)內設置有作為描繪用光調變器之電光學器件36，故而可藉由控制1個電光學器件(光束強度調變部)36而使藉由掃描模組之3個掃描單元U1~U3(U4~U6)掃描之聚焦 光SP之強度根據應描繪之圖案進行調變。因此，自光源裝置LSa(LSb)射出之光束LBa(LBb)成為經強度調變之描繪光束。
此處，於本第1實施形態中，於未對驅動電路36a施加描繪位元串資料SBa(DL1~DL3)、SBb(DL4~DL6)之期間，亦會自光源裝置LSa、LSb射出源自種子光S2之光束LBa、LBb。因此，即便於可進行聚焦光SP之掃描之最大掃描長度(例如31mm)以下之範圍內設定描繪線SLn之有效掃描長度(例如30mm)，實際上，聚焦光SP亦遍及最大掃描長度之整個範圍沿著主掃描方向進行掃描。然而，投射至描繪線SLn以外之位置之聚焦光SP之強度為低位準。因此，本第1實施形態中所提及之描繪線SLn係指根據各串列資料DL1~DL6對聚焦光SP之強度進行調變而掃描、即描繪之掃描線。因此，沿著描繪線SLn之聚焦光SP之掃描期間與輸出串列資料DLn之各像素之邏輯資訊之期間大致相同。
其次，對利用光檢測器DT1之與第1圖案之位置相關之資訊及與其形狀相關之資訊之獲得進行說明。圖8A係表示與應藉由掃描單元U1重新描繪之第2圖案PT2之一部分對應的圖案資料之一例，圖8B係表示根據圖8A所示之位置A之行之串列資料DL1，將聚焦光SP沿著描繪線SL1描繪(一面掃描聚焦光SP一面調變強度)之情形時之聚焦光SP之強度的圖。於圖8A中，以白色表示像素之邏輯資訊成為「1」之區域，以灰色(gray)表示像素之邏輯資訊成為「0」之區域。圖9A係表示使用圖8A所示之圖案資料，與下層之第1圖案PT1重合地描繪第2圖案PT2之例，圖9B係表示光檢測器DT1此時所檢測出之反射光之強度之圖。圖9A係表示根據位置A之行之串列資料DL1，描繪聚焦光SP之狀態，圖9B係表示 此時光檢測器DT1所檢測出之反射光之強度。再者，於圖9A中，以灰色(gray)表示之區域表示第1圖案PT1，以斜線表示之區域表示已描繪之第2圖案PT2。
如圖8B所示，投射至基板P上之光束LB1之聚焦光SP之強度係於像素之邏輯資訊成為「1」之區域中成為高位準，於像素之邏輯資訊成為「0」之區域中成為0(低位準)。再者，如上所述，即便於像素之邏輯資訊為「0」之情形時亦將光束LB1之聚焦光SP投射至基板P，但就曝光之觀點而言，該光束LB1之強度可看作實質上未投射聚焦光SP，故而將像素之邏輯資訊成為「0」之區域之聚焦光SP的強度當作0。該內容於圖9B中亦相同。
另一方面，關於來自基板P之反射光，如圖9B所示，照射至像素之邏輯資訊成為「1」之區域中之形成有第1圖案PT1之區域的聚焦光SP之反射光之強度Ea成為最高，照射至未形成有第1圖案PT1之區域之聚焦光SP之反射光的強度Eb與強度Ea相比變低。又，於像素之邏輯資訊成為「0」之區域(即，未被照射聚焦光SP之區域)中，該反射光之強度成為0。因此，使用光檢測器DTn而獲得之圖像資料(訊號波形)成為與所描繪之第2圖案PT2重複之區域中之、形成有第1圖案PT1之區域變亮且未形成有第1圖案PT1之區域變暗之圖像資料。再者，關於不與第2圖案PT2重複之區域，未被投射聚焦光SP，故而成為最暗之區域。再者，於該圖9A、9B中，將基板P製成厚度100μm左右之PET薄片，且於其表面以數十μm之厚度蒸鍍反射率較高之銅(Cu)作為第1圖案PT1。
因此，控制裝置16(具體而言參照圖12而後述之測量部116) 係根據使用光檢測器DTn而獲得之圖像資料，抽選亮度高於閾值之區域，藉此可測量形成有第1圖案PT1之位置及其形狀(亦包含形變等)。又，控制裝置16(測量部116)亦可藉由測量第1圖案PT1之位置，而測量應重新描繪之第2圖案PT2與第1圖案PT1之相對之位置關係。如上所述，第2圖案PT2係使用對準系統，既定出應描繪第2圖案PT2之基板P上之位置，故而第2圖案PT2之位置為已知，並且第2圖案PT2之位置亦可根據使用光檢測器DT1而獲得之圖像資料進行測量。控制裝置16(具體而言參照圖12而後述之曝光控制部114)係根據測量部116所測量出之第1圖案PT1之位置、形狀、及第2圖案PT2與第1圖案PT1之相對之位置關係中之至少一者，而修正當前描繪之第2圖案PT2，藉此可高精度地進行第2圖案PT2相對於第1圖案PT1之對準精度、重合精度。再者，第1圖案PT1之X方向上之各位置係由根據編碼器頭EN2a、EN2b之計數值表示。又，對利用光檢測器DT1之與第1圖案之位置相關之資訊及與其形狀相關之資訊之獲得進行了說明，關於光檢測器DT2~DT6亦相同。
且說，關於利用光檢測器DT1所檢測之圖像資料(訊號波形)，如圖9B般，於第1圖案PT1之部分之反射光之強度Ea與於第1圖案PT1以外之部分(基板P)之反射光之強度Eb之比(對比度)未必會明確地變高。例如，於根據第1圖案PT1之材料，對於描繪用之光束LBn(聚焦光SP)之波長之反射率較低之情形時，所檢測之圖像資料(訊號波形)之對比度(Ea/Eb)降低。然而，第1圖案PT1由於為具有既定之厚度之階差構造，故而於第1圖案PT1之邊緣部，散射光之光量增加，且到達光檢測器DT1為止之標準反射光之光量降低。圖10A、10B係說明此種狀況下 所獲得之圖像資料(訊號波形)之一例之圖。
若如圖10A般，於在基板P上以既定之厚度形成低反射率之第1圖案PT1且於其上以既定之厚度均勻地形成光阻劑層Reg之狀態下，以橫穿第1圖案PT1之方式掃描聚焦光SP，則自基板P上產生標準反射光Lw0，自第1圖案PT1上產生標準反射光Lw1，而且自第1圖案PT1之階差邊緣部亦產生散射光Ldf。散射光Ldf係於與朝光束Lbn之入射方向之反方向行進之標準反射光Lw0、Lw1不同之方向產生，且未到達光檢測器DT1。因此，如圖10B所示，作為自光檢測器DT1獲得之圖像資料之波形(訊號波形)，成為標準反射光Lw0之強度Eb與標準反射光Lw1之強度Ea無較大之差異之狀態。而且，於第1圖案PT1之階差邊緣部，因散射光Ldf之產生而導致標準反射光之強度Ec相對地呈谷底狀降低。即便於如圖10B般之訊號波形之情形時，控制裝置16(測量部116)亦可對第1圖案PT1之邊緣位置進行解析。
然而，雖相對於第1圖案PT1將第2圖案PT2相對地以既定精度對準並描繪，但亦有第2圖案PT2被描繪(曝光)於不與第1圖案PT1重合之區域之情形。於此情形時，未獲得來自第1圖案PT1之反射光Lw1，故而無法測量第1圖案PT1之位置及形狀、及第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係。於該第1圖案PT1與第2圖案PT2未重合之區域較多之情形時，無法測量於曝光區域W(圖4)中欲確認之部分之對準精度、重合精度。因此，於用以描繪第2圖案PT2之圖案資料中組入如與第1圖案PT1之一部分重合之虛設圖案之資料。
圖11係表示根據已形成於基板P上之下層之第1圖案PT1、 及組入有虛設圖案資料之重合曝光用之第2層圖案資料，於基板P上進行對準並被曝光之第2圖案PT2之圖。於圖11中，作為一例，表示藉由掃描單元U1而描繪第2圖案PT2(包含虛設圖案)之情形，且表示利用光束LB1(聚焦光SP)之掃描所得之描繪線SL1位於基板P之搬送方向(X方向)之位置Xd1、Xd2之各者之情形。
於圖11中，第1圖案PT1係構成電子元件之圖案，根據圖案資料而描繪之第2圖案PT2包含構成電子元件之正式圖案PT2a、及不構成電子元件之虛設圖案PT2b。虛設圖案PT2b係如不影響電子元件之動作或性能之位置及形狀，且相對於正式圖案PT2a設定成預定之間隔距離。正式圖案PT2a係以不與第1圖案PT1重合，但虛設圖案PT2b之至少一部分與第1圖案PT1之至少一部分重合之方式描繪。即，於位置Xd1之描繪線SL1上，脈衝發光之光束LB1之聚焦光SP僅被投射至正式圖案PT2a之描繪區域，而未被投射至第1圖案PT1上。進而，於位置Xd2之描繪線SL1上不存在正式圖案PT2a，脈衝發光之光束LB1之聚焦光SP僅被投射至包含第1圖案PT1之一部分之虛設圖案PT2b之描繪區域。
如此，即便構成電子元件之第2圖案PT2(正式圖案PT26)未與第1圖案PT1重合，亦可藉由於與第2圖案PT2相應之圖案資料組入虛設圖案資料，而以相對於第1圖案PT1重疊之方式曝光虛設圖案PT2b。因此，即便於構成電子元件之正式圖案PT2a存在未與第1圖案PT1重合之區域之情形時，控制裝置16(測量部116)亦可對該區域中之第1圖案PT1之位置及形狀、該區域中之第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係進行測量。藉此，可大致同步地高精度地確認第2圖案PT2相對於第1 圖案PT1之曝光時之對準精度、重合精度。
又，亦可以與重新描繪之第2圖案PT2重合之方式，於下層之第1圖案PT1中設置虛設圖案。圖12係表示已形成於基板P之下層之第1圖案PT1、及根據曝光用之第2層圖案資料而於基板P上進行對準並曝光之第2圖案PT2之圖。第1圖案PT1包含構成電子元件之正式圖案PT1a、及未構成電子元件之虛設圖案PT1b，根據圖案資料而描繪之第2圖案PT2係構成電子元件之正式圖案。正式圖案PT1a係以不與第2圖案PT2重合，但虛設圖案PT1b之至少一部分與第2圖案PT2之至少一部分重合之方式形成。此處，亦為虛設圖案PT1b係如不影響電子元件之動作或性能之位置及形狀，且相對於正式圖案PT1a設定為預定之間隔距離。
於圖12中，亦作為一例而表示藉由掃描單元U1描繪第2圖案PT2(包含正式圖案PT2a)之情形，且表示利用光束LB1(聚焦光SP)之掃描所得之描繪線SL1位於基板P之搬送方向(X方向)之位置Xd1、Xd2之各者之情形。於位置Xd1、Xd2之各者之描繪線SL1、SL2上，脈衝發光之光束LB1之聚焦光SP僅被投射至正式圖案PT2a之描繪區域，而未被投射至第1圖案PT1之正式圖案PT1a上。然而，為了於位置Xd2處之描繪線SL1上曝光正式圖案PT2a，而於脈衝發光之光束LB1之聚焦光SP被投射之期間，亦利用聚焦光SP投射第1圖案PT1之虛設圖案PT1b。如此，即便構成電子元件之第1圖案PT1(正式圖案PT1a)未與第2圖案PT2重合，亦可藉由於第1圖案PT1預先設置虛設圖案PT1b，而將第2圖案PT2之一部分以相對於虛設圖案PT1b重疊之方式曝光。因此，即便於構成電子元件之正式圖案PT1a存在未與第2圖案PT2重合之區域之情形時，控制裝 置16(測量部116)亦可對該區域中之第1圖案PT1之位置及形狀、及該區域中之第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係進行測量。藉此，可大致同步地高精度地確認第2圖案PT2相對於第1圖案PT1之曝光時之對準精度、重合精度。
進而，亦可於下層之第1圖案PT1設置虛設圖案PT1b，並且於用以描繪第2圖案PT2之圖案資料組入虛設圖案資料。於此情形時，第1圖案PT1包含構成電子元件之正式圖案PT1a及不會對電子元件之動作或性能造成影響之虛設圖案PT1b。又，於根據圖案資料而描繪之第2圖案PT2中，包含構成電子元件之正式圖案PT2a及不會對電子元件之動作或性能造成影響之虛設圖案PT2b。因此，此情形時，虛設圖案PT2b之至少一部分被以與虛設圖案PT1b之至少一部分重合之方式曝光。如上所述，藉由將預先形成於基板P上之虛設圖案PT1b與描繪於基板P上之虛設圖案PT2b至少局部地重合曝光，可對該區域中之第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係進行測量。藉此，可高精度地確認第2圖案PT2相對於第1圖案PT1之對準精度、重合精度。
圖13係表示曝光裝置EX之電氣控制系統之構成之方塊圖。曝光裝置EX之控制裝置16具有多面鏡驅動控制部100、選擇器件驅動控制部102、總體控制部104、標記位置檢測部106、及旋轉位置檢測部108。再者，各掃描單元Un(U1~U6)之原點感測器OPn(OP1~OP6)所輸出之原點訊號SZn(SZ1~SZ6)被輸入至多面鏡驅動控制部100及選擇器件驅動控制部102。又，各掃描單元Un(U1~U6)之光檢測器DTn(DT1~DT6)所檢測出之光電訊號(檢測訊號)PSn(PS1~PS6)被輸入至總體控制部104 (測量部116)。再者，於圖13所示之例中，表示來自光源裝置LSa(LSb)之光束LBa(LBb)藉由選擇用光學器件AOM2(AOM5)而繞射，其一次繞射光即光束LB2(LB5)入射至掃描單元U2(U5)之狀態。
多面鏡驅動控制部100係驅動控制各掃描單元Un(U1~U6)之多面鏡PM之旋轉。多面鏡驅動控制部100具有使各掃描單元Un(U1~U6)之多面鏡PM驅動之旋轉驅動源(馬達或減速機等)RM(參照圖5)，藉由驅動控制該馬達之旋轉，而驅動控制多面鏡PM之旋轉。多面鏡驅動控制部100係以各掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)之多面鏡PM之旋轉角度位置成為既定之相位關係的方式，使各掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)之多面鏡PM之各者同步旋轉。詳細而言，多面鏡驅動控制部100係以各掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)之多面鏡PM之轉速(轉數)Vp相互相同且旋轉角度位置之相位每次偏移固定角度之方式，控制複數個掃描單元Un(U1~U6)之多面鏡PM之旋轉。再者，各掃描單元Un(U1~U6)之多面鏡PM之轉速Vp全部設為相同。
於本第1實施形態中，如上所述，將有助於實際掃描之多面鏡PM之旋轉角度α設為15度，故而反射面RP為8個之八邊形之多面鏡PM之掃描效率成為1/3。於第1掃描模組中，利用3個掃描單元Un之聚焦光SP之掃描係依照U1→U2→U3之順序進行。因此，以於依照該順序，該3個掃描單元U1~U3之各者之多面鏡PM之旋轉角度位置之相位每次偏移15度之狀態下等速旋轉之方式，藉由多面鏡驅動控制部100而同步控制掃描單元U1~U3之各者之多面鏡PM。又，於第2掃描模組中，依照 U4→U5→U6之順序進行利用3個掃描單元Un之聚焦光SP之掃描。因此，以於依照該順序，3個掃描單元U4~U6之各者之多面鏡PM之旋轉角度位置之相位每次偏移15度之狀態下等速旋轉之方式，藉由多面鏡驅動控制部100而同步控制掃描單元U4~U6之各者之多面鏡PM。
具體而言，多面鏡驅動控制部100係例如關於第1掃描模組，將來自掃描單元U1之原點感測器OP1之原點訊號SZ1作為基準，以來自掃描單元U2之原點感測器OP2之原點訊號SZ2延遲時間Ts而產生之方式，控制掃描單元U2之多面鏡PM之旋轉相位。多面鏡驅動控制部100係將原點訊號SZ1作為基準，以來自掃描單元U3之原點感測器OP3之原點訊號SZ3延遲2×時間Ts而產生之方式，控制掃描單元U3之多面鏡PM之旋轉相位。該時間Ts係多面鏡PM旋轉15度之時間(聚焦光SP之最大掃描時間)，於本第1實施形態中，約為206.666…μsec(=Tpx×1/3=620〔μsec〕/3)。藉此，各掃描單元U1~U3之各者之多面鏡PM之旋轉角度位置的相位差成為依照U1、U2、U3之順序每次偏移15度之狀態。因此，第1掃描模組之3個掃描單元U1~U3可依照U1→U2→U3之順序進行聚焦光SP之掃描。
關於第2掃描模組亦同樣地，多面鏡驅動控制部100係例如將來自掃描單元U4之原點感測器OP4之原點訊號SZ4作為基準，以來自掃描單元U5之原點感測器OP5之原點訊號SZ5延遲時間Ts而產生之方式，控制掃描單元U5之多面鏡PM之旋轉相位。多面鏡驅動控制部100係將原點訊號SZ4作為基準，以來自掃描單元U6之原點感測器OP6之原點訊號SZ6延遲2×時間Ts而產生之方式，控制掃描單元U6之多面鏡PM之旋轉 相位。藉此，各掃描單元U4~U6之各者之多面鏡PM之旋轉角度位置的相位成為依照U4、U5、U6之順序每次偏移15度之狀態。因此，第2掃描模組之3個掃描單元Un(U4~U6)可依照U4→U5→U6之順序進行聚焦光SP之掃描。
選擇器件驅動控制部(光束切換驅動控制部)102係對光束切換部BDU之各光學器件模組之選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM3、AOM4~AOM6)進行控制，自各掃描模組之1個掃描單元Un開始聚焦光SP之掃描後至開始下一次掃描為止，將來自光源裝置LS(LSa、LSb)之光束LB(LBa、LBb)依序分配至各掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3、U4~U6)。再者，自1個掃描單元Un開始聚焦光SP之掃描後至開始下一次掃描為止，多面鏡PM係旋轉45度，其時間間隔成為時間Tpx(=3×Ts)。
具體而言，選擇器件驅動控制部102係當產生原點訊號SZn(SZ1~SZ6)時，僅於自產生原點訊號SZn後固定時間(導通時間Ton)內，對與產生原點訊號SZn(SZ1~SZ6)之掃描單元Un(U1~U6)對應之選擇用光學器件AOMn(AOM1~AOM6)施加驅動訊號(高頻訊號)HFn(HF1~HF6)。藉此，被施加驅動訊號(高頻訊號)HFn之選擇用光學器件AOMn僅於導通時間Ton內成為導通狀態，可使光束LBn入射至對應之掃描單元Un。又，由於使光束LBn入射至產生原點訊號SZn之掃描單元Un，故而可使光束LBn入射至可進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un。再者，該導通時間Ton為時間Ts以下之時間。又，選擇器件驅動控制部102係將所獲得之原點訊號SZn(SZ1~SZ6)輸出至總體控制部104。
利用第1掃描模組之3個掃描單元U1~U3產生之原點訊號 SZ1~SZ3係以時間Ts為間隔，依照SZ1→SZ2→SZ3之順序產生。因此，對於第1光學器件模組之各選擇用光學器件AOM1~AOM3，以時間Ts為間隔，依照AOM1→AOM2→AOM3之順序僅於導通時間Ton內施加驅動訊號(高頻訊號)HF1~HF3。因此，第1光學器件模組(AOM1~AOM3)可將來自光源裝置LSa之光束LBn(LB1~LB3)所入射之1個掃描單元Un以時間Ts為間隔，依照U1→U2→U3之順序進行切換。藉此，進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un係以時間Ts為間隔，依照U1→U2→U3之順序切換。又，可於自掃描單元U1開始聚焦光SP之掃描後至開始下一次掃描為止之時間(Tpx=3×Ts)內，使來自光源裝置LSa之光束LBn(LB1~LB3)依序入射至3個掃描單元Un(U1~U3)中之任一者。
同樣地，利用第2掃描模組之3個掃描單元U4~U6產生之原點訊號SZ4~SZ6係以時間Ts為間隔，依照SZ4→SZ5→SZ6之順序產生。因此，對於第2光學器件模組之各選擇用光學器件AOM4~AOM6，以時間Ts為間隔，依照AOM4→AOM5→AOM6之順序僅於導通時間Ton內施加驅動訊號(高頻訊號)HF4~HF6。因此，第2光學器件模組(AOM4~AOM6)可將來自光源裝置LSb之光束LBn(LB4~LB6)所入射之1個掃描單元Un以時間Ts為間隔依照U4→U5→U6之順序切換。藉此，進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un係以時間Ts為間隔，依照U4→U5→U6之順序切換。又，於自掃描單元U4開始聚焦光SP之掃描後至開始下一次掃描為止之時間(Tpx=3×Ts)內，使來自光源裝置LSb之光束LBn(LB4~LB6)依序入射至3個掃描單元Un(U4~U6)中之任一者。
如圖13所示，總體控制部(光束控制部)104係對被描繪 光束LB之聚焦光SP之描繪線SLn之倍率及光束LB之強度調變、及描繪之圖案形狀之修正等進行控制者。總體控制部104具備倍率設定部110、描繪資料輸出部112、曝光控制部114、及輸入來自各掃描單元Un(U1~U6)內之光檢測器DTn(DT1~DT6)之檢測訊號PSn(PS1~PS6)之測量部116。倍率設定部110係記憶自曝光控制部114送來之倍率修正資訊TMg，並且將倍率修正資訊TMg輸出至光源裝置LS(LSa、LSb)之控制電路22之訊號產生部22a。訊號產生部22a之時脈產生部60係生成與該倍率修正資訊TMg相應之振盪頻率Fa之時脈訊號LTC。因此，可根據描繪倍率修正資訊TMg，而改變像素移位脈衝BSC(BSCa、BSCb)之振盪頻率或於光束LBn之1次掃描中在時脈訊號LTC之各處微小地變更振盪週期。測量部116包含輸入來自光檢測器DTn之各者之檢測訊號PSn之類比/數位轉換器(A/D轉換器)，且響應於在圖7之光源裝置LSa(LSb)中之控制電路22(訊號產生部22a)中生成之像素移位脈衝BSCa(BSCb)之各脈衝、或時脈訊號LTC之各時脈脈衝，對檢測訊號PSn之波形(例如圖9B、圖10B)之強度進行數位取樣並暫時地記憶。
描繪資料輸出部112係將與複數個掃描單元Un(U1~U6)之各者對應之圖案資料記憶於設置在描繪資料輸出部112內之未圖示之記憶部。而且，描繪資料輸出部112係將第1掃描模組之3個掃描單元Un(U1~U3)中之與產生原點訊號SZn之掃描單元Un(接下來進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un)對應之1行之量之串列資料DLn(DL1~DL3)作為描繪位元串資料SBa而輸出至光源裝置LSa之驅動電路36a。又，描繪資料輸出部112係將第2掃描模組之3個掃描單元Un(U4~U6)中之與產生原點 訊號SZn之掃描單元Un(接下來進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Un)對應之1行之量之串列資料DLn(DL4~DL6)作為描繪位元串資料SBb而輸出至光源裝置LSb之驅動電路36a。關於第1掃描模組，進行聚焦光SP之掃描之掃描單元U1~U3之順序成為U1→U2→U3，故而描繪資料輸出部112係將依照DL1→DL2→DL3之順序重複之串列資料DL1~DL3作為描繪位元串資料SBa而輸出。關於第2掃描模組，進行聚焦光SP之掃描之掃描單元U4~U6之順序成為U4→U5→U6，故而描繪資料輸出部112係將依照DL4→DL5→DL6之順序重複之串列資料DL4~DL6作為描繪位元串資料SBb而輸出。
又，描繪資料輸出部112係根據自曝光控制部114送來之延遲時間Tdn(Td1~Td6)而控制串列資料DLn(DL1~DL6)之輸出時序。詳細而言，描繪資料輸出部112係將與產生原點訊號SZn(SZ1~SZ6)之掃描單元Un(U1~U6)對應之串列資料DLn(DL1~DL6)自原點訊號SZn(SZ1~SZ6)之產生時序，經過延遲時間Tdn(Td1~Td6)後輸出。例如，若原點感測器OP1產生原點訊號SZ1，則描繪資料輸出部112係於自原點訊號SZ1之產生時序經過延遲時間Td1後輸出串列資料DL1。同樣地，若原點感測器OP2~OP6產生原點訊號SZ2~SZ6，則描繪資料輸出部112係於自原點訊號SZ2~SZ6之產生時序經過延遲時間Td2~Td6後輸出串列資料DL2~DL6。於所描繪之圖案之非修正時，延遲時間Tdn(Td1~Td6)被設定為初始值。該初始值係如描繪線SLn(SL1~SL6)之中心點與描繪線SLn(SL1~SL6)之最大掃描長度之中央(中點)一致之值。曝光控制部114可藉由改變該延遲時間Tdn(Td1~Td6)而使描繪線SLn(SL1~SL6) 之基板P上之位置沿主掃描方向(Y方向)移位。
該串列資料DLn(DL1~DL6)係由以如上方式沿列方向排列之複數個像素之邏輯資訊所構成。因此，描繪資料輸出部112係將輸出之串列資料DL1~DL3之複數個像素之邏輯資訊根據自光源裝置LSa送來之像素移位脈衝BSCa而自第1列依序輸出至光源裝置LSa之驅動電路36a。同樣地，描繪資料輸出部112係將輸出之串列資料DL4~DL6之複數個像素之邏輯資訊根據自光源裝置LSb送來之像素移位脈衝BSCb而自第1列依序輸出至光源裝置LSb之驅動電路36a。具體而言，描繪資料輸出部112具有未圖示之Y位址計數器，該Y位址計數器對像素移位脈衝BSCa、BSCb之各者進行計數，藉此指定輸出之像素之邏輯資訊之列方向(Y方向)的Y位址值(計數值)。描繪資料輸出部112係輸出該指定之Y位址值(計數值)之像素之邏輯資訊。如此，藉由像素移位脈衝BSCa、BSCb而使輸出之像素之邏輯資訊沿列方向移位。
再者，輸出至光源裝置LSa之驅動電路36a之串列資料DL1~DL3之行方向的移位係例如藉由設置於描繪資料輸出部112之未圖示之X位址計數器而進行。該X位址計數器係對應於串列資料DL1~DL3(或掃描單元U1~U3)之各者而設置，對接下來進行掃描之掃描單元U2、U3、U1之原點感測器OP2、OP3、OP1之原點訊號SZ2、SZ3、SZ1進行計數，藉此，指定接下來輸出之串列資料DL1、DL2、DL3之行方向之X位址值(計數值)。例如，對應於串列資料DL1(或掃描單元U1)而設置之X位址計數器係於結束輸出串列資料DL1後，對接下來進行掃描之掃描單元U2之原點感測器OP2之原點訊號SZ2進行計數，藉此選擇接下來輸出之串列資料DL1之行 方向之X位址值(計數值)。
同樣地，輸出至光源裝置LSb之驅動電路36a之串列資料DL4~DL6之行方向的移位係例如藉由設置於描繪資料輸出部112之未圖示之X位址計數器而進行。該X位址計數器係對應於串列資料DL4~DL6(或掃描單元U4~U6)之各者而設置，對接下來進行掃描之掃描單元U5、U6、U4之原點感測器OP5、OP6、OP4之原點訊號SZ5、SZ6、SZ4進行計數，藉此，指定接下來輸出之串列資料DL4、DL5、DL6之行方向之X位址值(計數值)。例如，對應於串列資料DL4(或掃描單元U4)而設置之X位址計數器係於結束輸出串列資料DL4後，對接下來進行掃描之掃描單元U5之原點感測器OP5之原點訊號SZ5進行計數，藉此選擇接下來輸出之串列資料DL4之行方向之X位址值(計數值)。
且說，圖13所示之曝光控制部114係控制倍率設定部110及描繪資料輸出部112者。對於曝光控制部114，輸入標記位置檢測部106所檢測出之設置方位線Lx1、Lx4上之標記MKm(MK1~MK4)之位置資訊、及旋轉位置檢測部108所檢測出之設置方位線Lx1~Lx4上之旋轉筒DR之旋轉角度位置資訊(根據計數器電路CN1a~CN4a、CN1b~CN4b之計數值)。曝光控制部114係根據設置方位線Lx1上之標記MKm(MK1~MK4)之位置資訊、及設置方位線Lx1上之旋轉筒DR之旋轉角度位置(計數器電路CN1a、CN1b之計數值)，而檢測(決定)基板P之副掃描方向(X方向)上之曝光區域W之描繪曝光的開始位置。
而且，曝光控制部114係根據檢測出描繪曝光之開始位置時之設置方位線Lx1上之旋轉筒DR之旋轉角度位置、及設置方位線Lx2上之 旋轉角度位置(根據計數器電路CN2a、CN2b之計數值)而判斷基板P之描繪曝光之開始位置是否被搬送至位於設置方位線Lx2上之描繪線SL1、SL3、SL5上。曝光控制部114係當判斷描繪曝光之開始位置被搬送至描繪線SL1、SL3、SL5上時，控制倍率設定部110及描繪資料輸出部112等，而使掃描單元U1、U3、U5開始利用聚焦光SP之掃描所進行之描繪。藉由掃描單元U1、U3、U5所進行之利用聚焦光之掃描之描繪係藉由將串列資料DL1、DL3、DL5輸出至光源裝置LSa、LSb之驅動電路36a而開始。
其後，曝光控制部114係根據檢測出描繪曝光之開始位置時之設置方位線Lx1上之旋轉筒DR之旋轉角度位置、及設置方位線Lx3上之旋轉角度位置(計數器電路CN3a、CN3b之計數值)，而判斷基板P之描繪曝光之開始位置是否被搬送至位於設置方位線Lx3上之描繪線SL2、SL4、SL6上。曝光控制部114係當判斷描繪曝光之開始位置被搬送至描繪線SL2、SL4、SL6上時，控制倍率設定部110及描繪資料輸出部112，進而，使掃描單元U2、U4、U6開始聚焦光SP之掃描。藉由掃描單元U2、U4、U6所進行之利用聚焦光之掃描之描繪係藉由將串列資料DL2、DL4、DL6輸出至光源裝置LSa、LSb之驅動電路36a而開始。
再者，曝光控制部114係當判斷基板P之副掃描方向(X方向)之曝光區域W之描繪曝光的結束位置到達描繪線SL1、SL3、SL5上時，使利用掃描單元U1、U3、U5之聚焦光SP之掃描結束。又，曝光控制部114係當判斷基板P之副掃描方向(X方向)之曝光區域W之描繪曝光的結束位置到達描繪線SL2、SL4、SL6上時，使利用掃描單元U2、U4、U6之聚焦光SP之掃描結束。
又，曝光控制部114係根據標記位置檢測部106所檢測出之設置方位線Lx1、Lx4上之標記MKm(MK1~MK4)之位置資訊、及旋轉位置檢測部108所檢測出之設置方位線Lx1、Lx4上之旋轉筒DR之旋轉角度位置資訊，而逐次運算基板P或曝光區域W之形變(變形)。例如，於基板P沿長條方向受到較大之張力或經過熱製程而變形之情形時，曝光區域W(下層之第1圖案PT1)之形狀亦形變(變形)，標記MKm(MK1~MK4)之排列亦未成為如圖4所示之矩形，而成為形變(變形)之狀態。於基板P或曝光區域W(下層之第1圖案PT1)形變之情形時，於第1圖案PT1與應重新描繪之第2圖案PT2之間產生相對之位置誤差。因此，曝光控制部114係根據藉由對準系統而檢測出之標記MKm之基板P上之位置，而對所推斷之第1圖案PT1之位置誤差、形狀誤差(形變誤差)、或第1圖案PT1與應描繪之第2圖案PT2之相對之重疊誤差之至少一者測量(推斷)。而且，根據所推斷之位置誤差、形狀誤差及重疊誤差之至少一者，對重新描繪之第2圖案PT2之描繪狀態進行修正。具體而言，曝光控制部(修正部)114係藉由對相應於第2圖案PT2之圖案資料、利用電光學器件36之光束LB(LBa、LBb、LBn)之描繪時序、第2圖案PT2之倍率、及描繪線SLn(SL1~SL6)之斜率之至少一者進行修正，而修正第2圖案PT2之描繪狀態。藉此，第2圖案PT2係於以根據根據基板P上所形成之標記MKm之配置而推斷之曝光區域W中之第1圖案PT1之位置誤差、形狀誤差等而減少重疊誤差之方式被修正之狀態下重合曝光。
曝光控制部114對記憶於描繪資料輸出部112內之圖案資料進行修正，藉此可對根據圖案資料而描繪曝光之第2圖案PT2之描繪位置 及形狀進行修正。藉由曝光控制部114對輸出至描繪資料輸出部112之延遲時間Tdn(Td1~Td6)進行修正，而修正利用電光學器件36之光束LB之描繪時序，基板P上之描繪線SLn(SL1~SL6)之位置沿主掃描方向移位。藉此，可修正描繪曝光之第2圖案PT2之描繪位置及形狀。藉由曝光控制部114生成輸出至倍率設定部110之倍率修正資訊TMg，而對描繪曝光之第2圖案PT2之倍率(大小)進行修正。又，針對串列資料DLn(DL1~DL6)之每行，即，針對沿著描繪線SLn(SL1~SL6)之聚焦光SP之每一次掃描(或每複數次掃描)慢慢地改變倍率修正資訊TMg，藉此，亦可有意地使描繪曝光之第2圖案PT2之形狀形變。曝光控制部114生成用以控制設置用來使複數個掃描單元Un(U1~U6)之各者繞照射中心軸Len(Le1~Le6)旋動之上述致動器的修正傾斜角資訊，藉此可修正描繪線SLn(SL1~SL6)相對於Y方向之斜率。藉此，可修正被描繪曝光之第2圖案PT2之描繪位置及形狀。
如此，曝光控制部114對根據形成於下層之第1圖案PT1(曝光區域W)而重新描繪之第2圖案PT2進行修正，藉此可提高對準精度、重合精度。然而，於對準系統(對準顯微鏡AM1m、AM2m、編碼器頭ENja、ENjb、刻度尺部SDa、SDb)中，使用以與第1圖案PT1為固定之位置關係形成之標記MKm(具體而言，形成於曝光區域W之周圍之標記MKm)而檢測下層之第1圖案PT1之變形。因此，未考慮到第1圖案PT1(曝光區域W)之內部之變形等。因此，於利用對準系統之第2圖案PT2之修正中，亦有如下情況：於形成於下層之第1圖案PT1與重新描繪之第2圖案PT2之間可能殘留有相對之位置誤差(重合誤差)，第1圖案PT1與第2圖案PT2 之對準精度、重合精度變得不充分。尤其是，於藉由掃描單元Un之各者之描繪線SLn而曝光之圖案之接合部分，亦必須將其接合精度連同重合精度一併抑制於容許範圍內。
因此，於本第1實施形態中，設置於總體控制部104之測量部116係於根據利用對準系統(對準顯微鏡AM11~AM14)之測量結果而進行位置修正，從而實際地描繪曝光第2圖案PT2之期間，根據光檢測器DTn(DT1~DT6)所檢測出之光電訊號(檢測訊號)PSn(PS1~PS6)，而測定形成於基板P上之第1圖案PT1與描繪曝光之第2圖案PT2之相對之位置關係、或第1圖案PT1之位置或形狀。已形成於基板P上之第1圖案PT1與描繪曝光之第2圖案PT2之相對之位置關係的測量係藉由如下方式而進行：使光電訊號(檢測訊號)PSn中之波形之變化位置與像素移位脈衝BSCa(BSCb)之移位脈衝、或時脈訊號LTC之時脈脈衝之計數值對應地求出第1圖案PT1(正式圖案PT1a、或虛設圖案PT1b)之位置及描繪曝光之第2圖案PT2(正式圖案PT2a、或虛設圖案PT2b)之各位置。該第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係係即便根據利用對準系統之標記位置測量結果，亦未完全修正而殘留之位置誤差(殘留位置誤差)。而且，曝光控制部114係使用測量部116所測定之第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係的殘留位置誤差、或第1圖案PT1之形狀資訊之至少一者，逐次修正繼殘留位置誤差之測量後描繪之第2圖案PT2。此情形時之第2圖案PT2之修正亦藉由修正與第2圖案PT2相應之圖案資料、利用電光學器件36之光束LB(LBa、LBb、LBn)之描繪時序、第2圖案PT2之倍率、及描繪線SLn(SL1~SL6)之斜率之至少一者而進行。藉此，可抑制第1圖案 PT1與第2圖案PT2之間之殘留位置誤差，且可將第1圖案PT1與第2圖案PT2之對準、重合精度持續長時間抑制為容許範圍內，且可連續地曝光長條圖案(長條之曝光區域W)。
再者，於上述第1實施形態中，自根據利用對準系統而得之測量結果將第2圖案PT2之描繪位置修正後，藉由測量部116而求出並逐次修正第2圖案PT2之曝光狀態(重合狀態)之殘留位置誤差，於利用對準系統而得之測量結果已進入重合精度之容許範圍內之情形時，亦可不進行第2圖案PT2之描繪位置之修正，而僅使利用測量部116之殘留位置誤差之測量持續，確認實際曝光之第2圖案PT2之重合精度是否為容許範圍內。
如此，本第1實施形態之曝光裝置EX係一面使來自光源裝置LS之光束LBn根據圖案資訊而進行強度調變，一面將光束LBn投射至基板P上並沿主掃描方向掃描，藉此於基板P上描繪圖案者，且具備：掃描單元Un，其具有光束掃描部及光檢測器DTn，該光束掃描部包含為了實現光束LBn之向主掃描方向之掃描而使來自光源裝置LS之光束LBn偏向之多面鏡PM，該光檢測器DTn係經由光束掃描部之多面鏡PM而對光束LBn被投射至基板P時產生之反射光進行光電檢測；電光學器件36，其係以於利用既定材料預先形成於基板P上之第1圖案PT1之至少一部分，重疊地描繪應重新描繪之第2圖案PT2之至少一部分之方式，根據圖案資訊而控制光束LBn之強度調變；及測量部116，其係於在基板P上描繪第2圖案PT2之期間，根據自光檢測器DTn輸出之檢測訊號PSn，對第1圖案PT1之描繪位置或形狀、或第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係 中之至少一者進行測量。藉此，可於實際地持續描繪第2圖案PT2之期間，高精度地持續地確認已形成於基板P上之第1圖案PT1與新曝光之第2圖案PT2之相對之位置關係(重合精度)。
曝光裝置EX由於具備對準系統(對準顯微鏡AM11~AM14)，故而可於實際描繪第2圖案PT2之前，對第1圖案PT1之位置偏移或形狀變形進行某種程度之預測，上述對準系統(對準顯微鏡AM11~AM14)係對以與基板P上所形成之第1圖案PT1固定之位置關係形成於基板P上之對準用標記MKm進行檢測，根據標記MKm之檢測位置，而於利用光束LBn之掃描所進行之第2圖案PT2之描繪之前推斷應描繪之第2圖案PT2與第1圖案PT1之相對之位置誤差。
電光學器件36係以減少藉由對準系統而推斷之第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置誤差之方式，對根據第2圖案PT2之圖案資訊而得之光束LBn之描繪時序進行修正。測量部116係以時脈訊號LTC為基準求出與經測量之第1圖案PT1之位置相關之資訊、及藉由電光學器件36修正描繪時序等而描繪之第2圖案PT2之位置，並加以比較，故而可大致同步地求出第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之殘留位置誤差。
如上所述，曝光裝置EX之曝光控制部114係根據測量部116所測量出之第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係(亦包含相對之殘留位置誤差)，而修正描繪之第2圖案之描繪狀態。藉此，可於曝光中高精度地維持第1圖案PT1與第2圖案PT2之對準、重合。曝光控制部114係根據測量部116所測量之第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係，而至少進行與第2圖案PT2相應之圖案資料(描繪資料、圖案資訊) 之修正、利用電光學器件36之光束LBn之描繪時序、第2圖案PT2之倍率修正、或第2圖案PT2之形狀修正中之任一者。
第1圖案PT1既可包含以與第2圖案PT2之至少一部分重疊之方式設置之虛設圖案PT1b，亦可包含將第2圖案PT2以與第1圖案PT1之至少一部分重疊之方式組入於圖案資料之虛設圖案PT2b。又，亦可為第1圖案PT包含構成電子元件之正式圖案PT1a及虛設圖案PT1b，第2圖案PT2包含以與第1圖案PT1之虛設圖案PT1b之至少一部分重疊之方式組入於圖案資料之虛設圖案PT2b。藉此，即便於構成電子元件之第1圖案PT1之正式圖案PT1a與構成電子元件之第2圖案PT2之正式圖案PT2a之一部分未相互重複之情形時，亦能夠以局部與第1圖案PT1重合之方式描繪第2圖案PT2。因此，測量部116可於曝光中大致同步地測量第1圖案PT1之位置偏移或形狀誤差，並準確地測量第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係。
[第2實施形態]
於上述第1實施形態中，對曝光用之光束LBn之反射光進行檢測，故而關於未被投射曝光用之光束LBn之聚焦光SP之基板P上之區域，無法測量第1圖案PT1之位置、形狀、及第1圖案PT與第2圖案PT2之相對之位置關係。因此，於本第2實施形態中，掃描單元Una亦將與曝光用之光束LBn不同之測量用之光束(以下為測量光)MLn投射至基板P，光檢測器DTnm係對藉由測量光MLn之投射而於基板P反射之反射光進行檢測。藉此，關於未被投射曝光用之光束LBn之基板P上之區域，亦可測量第1圖案PT1之位置或形狀、或第1圖案PT與第2圖案PT2之相對之位置關係之 至少一者。該測量光MLn係相對於基板P之感光面為低感度或不具有感度之波長區域之光束(非感光性光束)。所謂相對於基板P之感光面為低感度係例如設為曝光用之光束LBn之1%以下之感度。
圖14係表示第2實施形態之掃描單元U1a之構成之圖。再者，各掃描單元Una(U1a~U6a)具有相同之構成，故而僅對掃描單元(描繪單元)U1a進行說明，對於其他掃描單元(描繪單元)U2a~U6a係省略其說明。又，關於與上述第1實施形態相同之構成係附上相同之符號，僅說明與上述第1實施形態不同之部分。因此，關於無需特別說明之光學構件，省略其圖示。於圖14中，將與f θ透鏡FT之光軸AXf平行之方向設為Xt方向，且將於通過光軸AXf且與多面鏡PM之偏光方向平行之平面上，與Xt方向正交之方向設為Yt方向，將與XtYt平面正交之方向設為Zt方向。
相對於XtZt平面傾斜45度之波長選擇性之分色鏡DM係使朝+Xt方向行進之平行光束之光束LB1直接透過，並將其引導至朝分色鏡DM之+Xt方向側遠離地配置之反射鏡M24。分色鏡DM係將來自光源裝置(第2光源裝置)LS2之測量光ML1朝反射鏡M24反射。透過分色鏡DM之光束LB1係於透過λ/4波長板QW及柱面透鏡CYa之後，入射至反射鏡M24。反射鏡M24係將入射之光束LB1朝向多面鏡PM反射。設置於多面鏡PM之後之f θ透鏡FT、反射鏡M25、及由單透鏡所構成之柱面透鏡CYb由於與上述第1實施形態相同故而省略說明。
偏振分光鏡PBS係使光源裝置(第2光源裝置)LS2所射出之直線偏光之測量光ML1透過。測量光ML1之波長被設定為較曝光用之光束LB1之波長(例如355nm)長，為可利用分色鏡DM加以分離之程度。 例如，於光源裝置LS2射出之測量光ML1為P偏光之光之情形時，偏振分光鏡PBS係使P偏光之光透過，並將與P偏光之光正交之直線偏光之光(即，S偏光之光)反射。於本第2實施形態中，將光源裝置LS2射出之測量光ML1設為P偏光之光進行說明。透過偏振分光鏡PBS之測量光ML1係經由反射鏡M26及透鏡G22等而朝-Yt方向側行進，並入射至相對於XtZt平面傾斜45度之分色鏡DM。藉此，分色鏡DM係將入射之測量光ML1朝+Xt方向側反射並引導至反射鏡M24。再者，入射至分色鏡DM之測量光ML1成為平行光束。利用分色鏡DM而反射之測量光ML1係通過λ/4波長板QW、柱面透鏡CYa而入射至反射鏡M24。反射鏡M24將入射之測量光ML1亦朝向多面鏡PM反射。藉此，藉由多面鏡PM及f θ透鏡FT等，而使測量光ML1之聚焦光MSP亦於基板P上沿著主掃描方向(Y方向、Yt方向)進行掃描。
於基板P反射之光束LB1及測量光ML1之反射光係經由柱面透鏡CYb、反射鏡M25、f θ透鏡FT、多面鏡PM、反射鏡M24、柱面透鏡CYa、λ/4波長板QW而入射至分色鏡DM。分色鏡DM係使光束LB1之波長頻帶透過，並將測量光ML1之波長頻帶反射，故而測量光ML1(聚焦光MSP)之基板P處之反射光係於分色鏡DM反射，並經由透鏡G22及反射鏡M26等而入射至偏振分光鏡PBS。於分色鏡DM與反射鏡M24之間，設置有λ/4波長板QW，故而投射至基板P之測量光ML1係藉由該λ/4波長板QW而自P偏光轉換為圓偏光之光，自基板P入射至偏振分光鏡BS1之測量光ML1之反射光係藉由該λ/4波長板QW而自圓偏光轉換為S偏光之光。因此，入射至偏振分光鏡PBS之測量光ML1係於偏振分光鏡PBS反 射，並經由透鏡G24而入射至光檢測器DT1m。
此處，光源裝置LS2既可為連續地持續發出測量光(連續光)ML1者，亦可為以既定之頻率發出脈衝狀之測量光(脈衝光)ML1者。該光源裝置LS2既可針對每個掃描單元Una(U1a~U6a)而設置，亦可設置1個或2個光源裝置LS2。於將光源裝置LS2設為1個之情形時，將光源裝置LS2射出之測量光ML經由分光鏡等而分支為6束，並使已分支之各測量光MLn(ML1~ML6)入射至掃描單元Un(U1~U6)。於使光源裝置LS2為2個之情形時，如上所述，亦可使用聲光調變器件(AOM)對2個光源裝置LS2之各者所射出之測量光MLn進行分時，而使其等依序入射至3個掃描單元U1a~U3a、U4a~U6a之各者。測量光MLn所入射之掃描單元Una之切換係與光束LBn之情形同樣地，根據原點訊號SZn之產生時序如切換。即，使測量光MLn入射至接下來進行聚焦光SP之掃描之掃描單元Una。
圖15A係自與光束LB1之偏光方向(掃描方向)平行之-Yt方向側觀察圖14所示之自柱面透鏡CYa投射至基板P為止之光束LB1之情形時的概略圖，圖15B係自和與光束LB1之偏向方向(掃描方向)平行之平面正交之方向側觀察圖14所示之自柱面透鏡CYa投射至基板P為止之光束LB1之情形時的概略圖。參照圖14、圖15A及圖15B，對自柱面透鏡CYa投射至基板P為止之光束LB1之光路、形狀進行說明。
柱面透鏡CYa係由於母線與Yt方向平行，故而於掃描方向(Yt方向)上，使入射之平行光束之光束LB1及測量光ML1直接透過(參照圖15B)，於與掃描方向垂直之平面(XtZt平面)上，使入射之平行光束 之光束LB1及測量光ML1於後焦點位置收斂(參照圖14A)。如此，藉由以母線與Yt方向平行之方式設置柱面透鏡CYa，可與上述第1實施形態同樣地，使光束LB1及測量光ML1於多面鏡PM之反射面RP上成形為沿與XtYt平面平行之方向延伸之狹縫狀(長橢圓狀)。
f θ透鏡FT係於非掃描方向(Zt方向)上，使被反射面RP反射後擴散之光束LB1及測量光ML1為平行光束(參照圖15B)。又，f θ透鏡FT係於與掃描方向平行之平面(XtYt平面)上，使被反射面RP反射之平行光束之光束LB1及測量光ML1於基板P上收斂(參照圖15A)。柱面透鏡CYb係由於母線與Yt方向平行，故而於非掃描方向(藉由反射鏡M25而自Zt方向轉換為Xt方向)上，使透過f θ透鏡FT之平行光束之光束LB1及測量光ML1於基板P上收斂(參照圖15B)，於與掃描方向平行之平面(藉由反射鏡M25而自XtYt平面轉換為YtZt平面)上，使來自f θ透鏡FT之光束LB1及測量光ML1直接透過(參照圖15A)。藉此，照射至基板P上之光束LB1成為聚焦光(大小
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為約3μm)。再者，於圖15A、圖15B中，以AXg表示光束LB1之光軸(中心軸)。又，如圖15A所示，於非掃描方向上，光束LB1之光軸AXg與f θ透鏡FT之光軸(中心軸)AXf重疊。
於以被分色鏡DM反射之測量光ML1之光軸(中心軸)成為與透過分色鏡DM之光束LB1之光軸(中心軸)同軸之方式，使測量光ML1入射至分色鏡DM之情形時，測量光ML1之光路、形狀成為與光束LB1相同。即，照射至多面鏡PM之反射面RP之測量光ML1係與光束LB1同樣地，於反射面RP上成形為沿與XtYt平面平行之方向延伸之狹縫狀(長 橢圓狀)，於與多面鏡PM之旋轉角相應之基板P上之投射位置投射有測量光ML1之聚焦光MSP。因此，測量光ML1之聚焦光MSP亦被沿著描繪線SL1沿Y方向描繪，聚焦光SP之掃描與聚焦光MSP之掃描係同時進行。
然而，由於光束LB1之波長(或波長頻帶)與測量光ML1之波長(或波長頻帶)不同，故而實際上因色像差之影響而導致聚焦光MSP之掃描位置會自描繪線SL1偏移。即，以使光束LB1之聚焦光SP沿著直線狀之描繪線SL1精密地掃描之方式，根據光束LB1之波長(或波長頻帶)而設計掃描單元U1a內之光學構件(柱面透鏡CYa、CYb、f θ透鏡FT等)，故而被投射測量光ML1之聚焦光MSP之位置有因色像差之影響而相對於描繪線SL1具有誤差之情形。
圖16係表示測量光ML1之聚焦光MSP相對於光束LB1之聚焦光SP之投射位置之誤差的一例之圖。再者，於圖16中，描繪線SL1之中心點係與最大掃描長度之中點一致。如上所述，有因色像差之影響而導致被投射聚焦光MSP之基板P上之位置會相對於被投射聚焦光SP之基板P上之位置偏移之情況。以△Yms表示聚焦光MSP之投射位置相對於聚焦光SP之投射位置之Y方向(主掃描方向)之偏移(位置誤差)，將X方向(副掃描方向)之偏移(位置誤差)設為△Xss。於圖16中，於位置誤差△Yms為負(-)值之情形時，表示聚焦光MSP之投射位置相對於聚焦光SP之投射位置位於與主掃描方向為相反側之方向(+Y方向)側。反之，於位置誤差△Yms為正(+)值之情形時，表示聚焦光MSP之投射位置相對於聚焦光SP之投射位置位於主掃描方向(-Y方向側)側之位置。又，於圖16中，於位置誤差△Xss為負(-)值之情形時，表示聚焦光MSP之投 射位置相對於聚焦光SP之投射位置位於與基板P之搬送方向為相反側之方向(-X方向)側。
若聚焦光SP之位置為描繪線SL1之中心點(最大掃描長度之中點)，則位置誤差△Yms成為0。而且，若聚焦光SP之位置以描繪線SL1之中心點(最大掃描長度之中點)為分界，成為描繪開始點(掃描開始點)側、即+Y方向側，則位置誤差△Yms成為負值，若成為描繪結束點(掃描結束點)側、即-Y方向側，則位置誤差△Yms成為正值。又，隨著聚焦光SP之位置成為較描繪線SL1之中心點(最大掃描長度之中點)更靠描繪開始點側，位置誤差△Yms之值慢慢地變小(位置誤差△Yms之絕對值變大)。反之，隨著聚焦光SP之位置成為較描繪線SL1之中心點(最大掃描長度之中點)更靠描繪結束點側，位置誤差△Yms之值慢慢地變大。因此，聚焦光MSP之掃描線(掃描軌跡)之掃描長度變得較描繪線SL1長。
又，若聚焦光SP之位置為描繪線SL1之中心點(最大掃描長度之中點)，則位置誤差△Xss成為0。而且，若聚焦光SP之位置遠離描繪線SL1之中心點(最大掃描長度之中點)，則位置誤差△Xss例如成為負值，並且隨著遠離描繪線SL1之中心點(最大掃描長度之中點)而位置誤差△Xss之絕對值變大。因此，聚焦光MSP之掃描線(掃描軌跡)係略微地沿弧狀描畫。
測量部116(參照圖13)具有如該圖16所示之用以修正位置誤差(△Xss、△Yms)之誤差映射，可使用所照射之聚焦光SP之描繪線SL1上之掃描位置與如圖16所示之誤差映射，而既定出測量光ML1之聚焦光MSP之投射位置。而且，測量部116可使用光檢測器DT1m所檢測出之 光電訊號(設為PS1m)、及既定出之聚焦光MSP之投射位置，而測量第1圖案PT1之位置資訊、形狀資訊、或第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係(重合誤差資訊)之至少一者。藉此，可高精度地進行第2圖案PT2相對於第1圖案PT1之對準精度、重合精度。再者，聚焦光SP(光束LB1)係根據時脈訊號LTC而發光，故而該聚焦光SP之描繪線SL1上之投射位置(掃描位置)可藉由測量部116對在對選擇用光學器件AOM1輸出串列資料DL1之時序、即聚焦光SP之描繪開始時序之後產生之時脈訊號LTC之時脈脈衝之數量進行計數，根據該計數值與多面鏡PM之轉速Vp，而既定出聚焦光SP之投射位置。
又，沿著描繪線SL1~SL3照射之聚焦光SP係根據光源裝置LSa之訊號產生部22a所產生之時脈訊號LTC而發光，故而投射至描繪線SL1~SL3上之聚焦光SP之投射位置係使用來自光源裝置LSa之時脈訊號LTC而既定。同樣地，投射至掃描線SL4~SL6上之聚焦光SP之投射位置係使用來自光源裝置LSb之時脈訊號LTC而既定出。再者，關於時脈訊號LTC之時脈脈衝，為了進行圖案描繪，無論為導通狀態(投射有聚焦光SP之狀態)還是為斷開狀態，均始終產生曝光用之光束LB1之強度，故而只要將測量光ML1之聚焦光MSP投射至基板P上，則可藉由設置於測量部116(參照圖13)內之類比/數位轉換器等而隨時對藉由時脈訊號LTC而自光檢測器DT1m輸出之訊號PS1m之波形進行數位取樣。
且說，於以利用分色鏡DM反射之測量光ML1之光軸AXh相對於透過分色鏡DM之光束LB1之光軸AXg偏心(或傾斜)之方式，使測量光ML1入射至分色鏡DM之情形時，可於基板P之搬送方向(X方向) 上，使測量光ML1之聚焦光MSP之掃描線(掃描軌跡)相對於描繪線SL1沿副掃描方向隔開既定之距離。因此，藉由使測量光ML1之聚焦光MSP之掃描線相對於描繪線SL1位於基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)，可於進行聚焦光SP之掃描之前，與第2圖案PT2之描繪時序無關地預先測量第1圖案PT1之位置或形狀中之至少一者。
圖17A係自與測量光ML1(光束LB1)之偏光方向(掃描方向)平行之-Yt方向側觀察當使利用分色鏡DM反射之測量光ML1之光軸AXh相對於透過分色鏡DM之光束LB1之光軸AXg平行地偏心(移位)時之、自柱面透鏡CYa投射至基板P為止之測量光ML1之情形時的概略圖。圖17B係自與和測量光ML1(光束LB1)之偏向方向(掃描方向)平行之平面正交之方向側觀察當使利用分色鏡DM反射之測量光ML1之光軸AXh相對於透過分色鏡DM之光束LB1之光軸AXg平行地偏心(移位)時之、自柱面透鏡CYa投射至基板P為止之測量光ML1之情形時的概略圖。參照圖14、圖17A、及圖17B，對自柱面透鏡CYa投射至基板P為止之測量光ML1之光路、形狀進行說明。
於與掃描方向平行之平面(XtYt平面)上，測量光ML1係以其光軸AXh與光束LB之光軸AXg重疊之方式入射至柱面透鏡CYa(參照圖17B)。因此，於與掃描方向平行之平面(於反射鏡M25之前為XtYt平面，反射鏡M25後為YtZt平面)上，由於測量光ML1之光路、形狀與上述光束LB1之光路、形狀相同，故而省略說明。
另一方面，於非掃描方向(Zt方向)上，入射至柱面透鏡CYa之測量光ML1係其光軸AXh相對於光束LB1之光軸AXg朝+Zt方向平 行移位微小量而入射(參照圖17A)。因此，通過柱面透鏡CYa之測量光ML係其光軸AXh自較光束LB1之光軸AXg更靠+Zt方向側朝多面鏡PM之反射面RP斜向地入射。如上所述，於非掃描方向(Zt方向)上，藉由柱面透鏡CYa而將照射至多面鏡PM之測量光ML1收斂於反射面RP上。
於非掃描方向(Zt方向)上，於反射面RP反射之測量光ML1係於光軸AXh相對於光束LB1之光軸AXg為-Zt方向側之位置入射至f θ透鏡FT。該f θ透鏡FT係於非掃描方向(Zt方向)上，使於反射面RP反射並發散之測量光ML1為大致平行光束。透過f θ透鏡FT之測量光ML1係經由柱面透鏡CYb而成為聚焦光MSP並被投射至基板P，該投射位置成為較光束LB1之聚焦光SP更靠基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)之位置。因此，可使測量光ML1之聚焦光MSP之掃描線(掃描軌跡)MSL1之位置相對於描繪線SL1朝基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)偏移。於此情形時，亦同時進行聚焦光SP之掃描與聚焦光MSP之掃描。再者，該柱面透鏡CYb係於非掃描方向(Zt方向)上，將測量光ML1於基板P上收斂為聚焦光MSP。
圖18係表示因色像差之影響而導致圖17A、圖17B所示之測量光ML1之聚焦光MSP之投射位置的誤差之一例之圖。於未考慮色像差之影響之情形時，圖18中之MSL1係使測量光ML1之聚焦光MSP進行掃描之設計上之掃描線。該掃描線MSL1係相對於描繪線SL1以偏置距離Ofx位於基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)。因此，聚焦光MSP之投射位置相對於聚焦光SP之投射位置之Y方向之偏移(位置誤差)成為△Yms，但X方向之偏移(位置誤差)係以偏置距離(既定間隔)Ofx朝-X方向偏 移，故而成為△Xms(=△Xss+Ofx)。再者，於圖18中，亦為描繪線SL1(掃描線MSL1)之中心點與最大掃描長度之中點一致。
因此，測量部116(參照圖13)具有如該圖18所示般之如修正位置誤差(△Xms(=△Xss+Ofx)、△Yms)之誤差映射，且可使用所照射之聚焦光SP之描繪線SL1上之掃描位置(時脈訊號LTC之時脈脈衝之計數)與如該圖18所示般之誤差映射，而既定出測量光ML1之聚焦光MSP之投射位置。而且，可使用光檢測器DT1m所檢測出之光電訊號PS1m之波形及既定出之聚焦光MSP之投射位置，而測量第1圖案PT1之位置或形狀。藉此，可於即將利用光束LB1進行描繪曝光之前測量第2圖案PT2相對於第1圖案PT1之對準精度、重合精度。
如此，由於藉由多面鏡PM使測量光MLn(ML1~ML6)之聚焦光MSP進行掃描，故而即便為未投射光束LBn(LB1~LB6)之聚焦光SP之區域，亦可測量第1圖案PT1之位置、形狀、或第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係中之至少一者。又，藉由使測量光MLn(ML1~ML6)之聚焦光MSP之掃描線(掃描軌跡)MSLn(MSL1~MSL6)之位置相對於描繪線SLn(SL1~SL6)為基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)，可於進行聚焦光SP之掃描之前，預先測量第1圖案PT1之位置或形狀。因此，可於曝光第2圖案PT2之前，使用該測量所得之資訊而修正第2圖案PT2之曝光狀態。
如上所述，第2實施形態之曝光裝置EX係一面根據圖案資訊使來自光源裝置LS之光束LBn進行強度調變，一面將光束LBn投射至基板P之感光面上並沿主掃描方向進行掃描，藉此，於基板P上描繪圖案 者，且具備：光源裝置LS2，其對基板P之感光面射出低感度之波長區域之測量光MLn；掃描單元Una，其具備光束掃描部及光檢測器DTnm(DT1m~DT6m)，該光束掃描部包含使光束LBn及測量光MLn偏向，並使光束LBn及測量光MLn沿主掃描方向進行掃描之多面鏡PM，該光檢測器DTnm(DT1m~DT6m)係經由光束掃描部之多面鏡PM而對測量光MLn被投射至基板P時產生之反射光進行光電檢測；測量部116，其係根據自光檢測器DTnm輸出之檢測訊號PSnm(PS1m~PS6m)，而測量與利用既定材料預先形成於基板P上之第1圖案PT1之基板P上之位置、形狀、或第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係中之至少一者相關之資訊。藉此，即便未將光束LBn投射至基板P亦可使測量光MLn於基板P上進行掃描，藉此可高精度地測量與第1圖案PT1之位置、形狀、或第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係相關之資訊。
曝光裝置EX之曝光控制部114係根據測量部116所測量出之第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係(亦包含相對之殘留位置誤差)等測量結果，而修正重新描繪之第2圖案之描繪狀態(描繪位置、描繪倍率、描繪形狀等)。藉此，可高精度地進行第1圖案PT1與第2圖案PT2之對準、重合。
包含多面鏡PM之光束掃描部係一面以於副掃描方向上在基板P上偏移既定間隔(偏置距離Ofx)之方式投射光束LBn與測量光MLn，一面於基板P上同時進行光束LBn與測量光MLn之掃描。藉此，可於第2圖案PT2之曝光之前，測量第1圖案PT1之位置或形狀、或第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係。再者，圖18所示之偏置距離Ofx係於 基板P上設定為1mm~數mm左右，但亦可為未達1mm。
〔上述第1及第2實施形態之變形例〕
上述第1及第2實施形態亦可以如下方式變形。
《變形例1》於上述第2實施形態中，使光束LBn與測量光MLn經由反射鏡M24自相同之方向入射至多面鏡PM之反射面RP，但於變形例1中，使光束LBn與測量光MLn之向多面鏡PM之反射面RP之入射方向互不相同。
圖19係表示本變形例1之掃描單元U1b之構成之圖。再者，各掃描單元Unb(U1b~U6b)具有相同之構成，故而僅對掃描單元(描繪單元)U1b進行說明，對於其他掃描單元(描繪單元)U2b~U6b係省略其說明。又，對於與上述第2實施形態相同之構成係附上相同之符號，僅說明與上述第2實施形態不同之部分。因此，關於無需特別說明之光學構件係省略其圖示。於圖19中，將與f θ透鏡FT之光軸AXf平行之方向設為Xt方向，將於通過光軸AXf且與多面鏡PM之偏光方向平行之平面上，與Xt方向正交之方向設為Yt方向，將與XtYt平面正交之方向設為Zt方向。
於掃描單元U1b，於光束LB1之光路上未設置有分色鏡DM及λ/4波長板QW。因此，朝向反射鏡M24朝+Xt方向行進之曝光用之光束LB1(平行光束)係於直接通過柱面透鏡CYa之後，入射至反射鏡M24。入射至反射鏡M24之後之光束LB1之光路、形狀係與上述第2實施形態相同，故而省略說明。
偏振分光鏡PBS1係將光源裝置(第2光源裝置)LS2射出之直線偏光之測量光ML1反射，並使偏光方向與光源裝置LS2射出之測量 光ML1正交之直線偏光之光透過。於該變形例2中，光源裝置LS2射出之測量光ML1係設為P偏光之光，故而偏振分光鏡PBS1係將P偏光之光反射，並使S偏光之光透過。於偏振分光鏡PBS1反射之測量光ML1係經由反射鏡M27、柱面透鏡CYa'及反射鏡M24'等而行進，入射至多面鏡PM之反射面RP。此時，測量光ML1係自與光束LB1之反射面RP之入射方向不同之方向入射至反射面RP。於本變形例1中，將柱面透鏡CYa及反射鏡M24設置於多面鏡PM之-Y方向側，將柱面透鏡CYa'及反射鏡M24'設置於多面鏡PM之+Yt方向側。因此，利用反射鏡M24而反射之光束LB1係自-Yt方向側入射至多面鏡PM之反射面RP，利用反射鏡M24'而反射之測量光ML1係自+Yt方向側入射至多面鏡PM之反射面RP。再者，於圖19中雖省略圖示，但於偏振分光鏡PBS1與柱面透鏡CYa'之間之光路中，設置有1/4波長板。
柱面透鏡CYa'及反射鏡M24'具有與柱面透鏡CYa及反射鏡M24同等之功能。因此，透過柱面透鏡CYa'之平行光束之測量光ML1係收斂於多面鏡PM之反射面RP上。又，於與掃描方向平行之平面(XtYt平面)內，測量光ML1係以平行光束之狀態照射至反射面RP上。因此，照射至反射面RP之測量光ML1係與光束LB1同樣地，於反射面RP上成形為沿與XtYt平面平行之方向延伸之狹縫狀(長橢圓狀)。由反射面RP反射之後之測量光ML1之光路、形狀係與上述第2實施形態相同，故而省略說明。
如此，藉由使測量光ML1與光束LB1之向多面鏡PM之反射面RP之入射方向不同，可使測量光ML1之聚焦光MSP與光束LB1之聚焦光SP之掃描時序不同。即，可根據測量光ML1與光束LB1之向反射面 之入射方向，而以固定之時間差進行測量光ML1之聚焦光MSP之掃描與光束LB1之聚焦光SP之掃描。
再者，如上述第2實施形態中所說明般，亦可使測量光ML1之聚焦光MSP沿著光束LB1之描繪線SL1上進行掃描。於此情形時，雖未圖示，但自多面鏡PM入射至f θ透鏡FT之光束LB1成為與測量光ML1同軸。又，亦可為以使測量光ML1之聚焦光MSP之掃描線MSL1於基板P之搬送方向(X方向)上，相對於光束LB1之描繪線SL1隔開偏置距離Ofx之方式，使測量光ML1於Zt方向上相對於多面鏡PM之反射面RP斜向地入射。無論於何種情形時，測量光ML1均受到色像差之影響，故而測量部116係使用如圖16或圖18所示之誤差映射，修正並既定出測量光ML1之聚焦光MSP之投射位置，藉此根據來自光檢測器DT1m之訊號PS1m之波形，精密地測量第1圖案PT1之位置或形狀、或第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係之至少一者。此時，利用測量光ML1所進行之聚焦光MSP之掃描與利用光束LB1所進行之聚焦光SP之掃描由於具有固定之時間差，故而只要考慮與該時間差對應之時脈訊號LTC之相當於時脈脈衝數之量之偏置(主掃描方向之位置偏移)，將聚焦光MSP之掃描位置與聚焦光SP之掃描位置關聯便可。
《變形例2》於變形例2中，為於掃描單元Unc未描繪曝光第2圖案PT2之期間，使測量光MLn入射至掃描單元Unc者。即，可擇一進行聚焦光SP之掃描與聚焦光MSP之掃描。圖20係表示本變形例2之掃描單元U1c之構成之圖，基本之構成與上文之圖5相同。再者，各掃描單元Unc(U1c~U6c)具有相同之構成，故而僅對掃描單元(描繪單元)U1c 進行說明，對於其他掃描單元(描繪單元)U2c~U6c係省略其說明。又，關於與上述第1及第2實施形態相同之構成，附上相同之符號，僅說明不同之部分。
入射至掃描單元U1c之曝光用之光束LB1(平行光束)係朝-Zt方向通過分色鏡DM並入射至反射鏡M20。該光束LB1係以成為與照射中心軸Le1同軸之方式入射至反射鏡M20。又，自光源裝置LS2朝-Xt方向行進之非感光性之測量光ML1(平行光束)係藉由分色鏡DM而朝-Zt方向反射並入射至反射鏡M20。該測量光ML1亦沿著照射中心軸Le1上入射至反射鏡M20。又，於反射鏡M23與反射鏡M24之間、及反射鏡M25與基板P之間，且於光束LB1(測量光ML1)之光路上，可拔插地設置有修正用光學透鏡G30、G31。該修正用光學透鏡G30、G31係用以修正由因測量光ML1之波長(或波長頻帶)與光束LB1之波長(或波長頻帶)之差異而產生之色像差所致之影響的透鏡。掃描單元U1c內之光學構件係以光束LB1之聚焦光SP沿著直線狀之描繪線SL1進行掃描之方式設定，故而如上所述，會因色像差之影響而導致測量光ML1之聚焦光MSP之掃描線MSL1相對於描繪線SL1變形，或聚焦光MSP自身自圓形形變。因此，藉由設置修正用光學透鏡G30、G31，而修正由色像差所致之測量光ML1之聚焦光MSP之掃描線MSL1的變形。該修正用光學透鏡G30、G31可藉由未圖示之致動器而自光束LB1(測量光ML1)之光路上退避。再者，修正用光學透鏡G30、G31之配置位置並不限定於圖20所示之位置。
光源裝置LS2係於入射至掃描單元U1之光束LB1之強度成為低位準時，使測量光ML1入射至掃描單元U1c。例如，控制裝置16之總 體控制部104係於掃描單元U1c未描繪曝光第2圖案PT2之期間，使光源裝置LS2發出測量光ML1，藉此使測量光ML1入射至掃描單元U1c。又，總體控制部104係藉由控制上述致動器，而於利用掃描單元U1c描繪曝光第2圖案PT2之期間，使修正用光學透鏡G30、G31自光束LB1(測量光ML1)之光路上退避。即，若於利用掃描單元U1c所進行之第2圖案PT2之描繪曝光中，將修正用光學透鏡G30、G31配置於光束LB1之光路上，則聚焦光SP之描繪線SL1會變形，故而於此情形時，使修正用光學透鏡G30、G31退避。另一方面，總體控制部104係藉由控制上述致動器，而於使測量光ML1入射至掃描單元U1c之期間中(未描繪曝光第2圖案PT2之期間)，使修正用光學透鏡G30、G31位於光束LB1(測量光ML1)之光路上。藉此，可使測量光ML1之聚焦光MSP沿著描繪線SL1進行掃描。即，擇一進行聚焦光SP之掃描與聚焦光MSP之掃描。
因此，於未藉由掃描單元U1c描繪曝光第2圖案PT2之期間，可藉由光檢測器DT1m而檢測測量光ML1之來自基板P之反射光，於藉由掃描單元U1c描繪曝光第2圖案PT2之期間，可藉由光檢測器DT1而檢測光束LB1之來自基板P之反射光。
控制裝置16亦可於將基板P朝搬送方向(+X方向)搬送之狀態下，不進行利用掃描單元U1c之第2圖案PT2之描繪曝光，而使光源裝置LS2發出測量光ML1，且使測量光ML1入射至掃描單元U1c。藉此，使測量光ML1之聚焦光MSP沿著描繪線SL1進行掃描。測量部116可根據光檢測器DT1m所檢測出之檢測訊號(光電訊號)PS1，而測量形成於曝光區域W之下層之第1圖案PT1之位置或形狀。而且，控制裝置16係於將基 板P朝反方向(-X方向)搬送並將基板P回捲既定量之後，使修正用光學透鏡G30、G31退避之狀態下，再次將基板P朝+X方向搬送。而且，控制裝置16係以使位置、形狀與所測定出之第1圖案PT1重合之方式描繪曝光第2圖案PT2。此時，由於已測量第1圖案PT1之位置、形狀，故而控制裝置16之曝光控制部114係根據該測量結果而修正重新描繪曝光之第2圖案PT2之描繪狀態(描繪位置、描繪倍率等)。因此，可高精度地進行第2圖案PT2相對於第1圖案PT1之對準、重合。
關於掃描單元U1c，於可藉由f θ透鏡FT與柱面透鏡CYb而修正色像差之情形時，亦可不具備修正用光學透鏡G30、G31。於此情形時，測量部116係使用如圖16所示之誤差映射(修正映射)，測定第1圖案PT1之位置、形狀。於此情形時，光源裝置LS2亦可於未對掃描單元U1c入射強度為高位準之光束LB1之期間，將測量光ML1入射至掃描單元U1c。藉此，強度為高位準之光束LB1與測量光ML1之任一者會入射至掃描單元U1c。即，總體控制部104亦可以於描繪資料輸出部112所輸出之描繪位元串資料SBa(SBb)之邏輯資訊成為0之期間，光源裝置LS2發出測量光ML1之方式進行控制。藉此，即便於掃描單元U1c正描繪第2圖案PT2時，亦可測量第1圖案PT1之位置、形狀。即，光檢測器DT1係對在將光束LB1之聚焦光SP投射至基板P時產生之反射光進行檢測，於未將光束LB1之聚焦光SP投射至基板P時藉由光檢測器DT1m而對在將測量光ML1之聚焦光MSP投射至基板P時產生之反射光進行檢測。因此，即便為未投射聚焦光SP之區域，亦可測量第1圖案PT1之位置、形狀。再者，測量光ML1由於相對於基板P為非感光性，故而亦可經由分色鏡DM而始終持續入射 至掃描單元U1c。
《變形例3》再者，於上述第1及第2實施形態(亦包含變形例)中，使用多面鏡PM作為使光束LBn及測量光MLn偏向之構件，但亦可為除多面鏡PM以外者。例如，亦可採用具有將如圖21所示之光反射之平面狀之反射面的擺動構件(檢流計鏡)GM代替多面鏡PM。該擺動構件GM係藉由未圖示之驅動構件而以設定為與Zt軸平行之旋轉軸AXs為中心於既定之偏擺角度之範圍內振動(擺動)。藉由擺動構件GM以旋轉軸AXs為中心進行擺動(振動)，可使光束LBn(測量光MLn)偏向。於此情形時，擺動構件GM之反射面亦設置於f θ透鏡FT之入射光瞳之位置(前側焦點之位置)，且旋轉軸AXs亦以與f θ透鏡FT之光軸AXf交叉之方式配置。
《變形例4》於上述第1及第2實施形態(亦包含變形例)中，經由多面鏡PM，使用光檢測器DTn(DT1~DT6)、或光檢測器DTnm(DT1m~DT6m)檢測藉由聚焦光SP、MSP之各者之投射而自基板P產生之反射光，但亦可不經由多面鏡PM而檢測來自基板P之反射光。
圖22係表示變形例4中之光檢測器DTRn之配置例之圖。光檢測器DTRn係針對每個掃描單元Un(Una、Unb、Unc)而設置。光檢測器DTRn係設置於柱面透鏡CYb與基板P之間，且以將透過柱面透鏡CYb之光束LBn(或測量光MLn)之聚焦光SP(或MSP)投射至基板P之方式，設置有開口部OP。於光檢測器DTRn之開口部OP附近，沿著聚焦光SP(或MSP)之掃描方向配置有複數個PIN光電二極體(圖示省略)等。該複數個PIN光電二極體係沿著聚焦光SP(或MSP)之掃描方向(Y方向)以固 定之間隔設置。
如上文之圖10A中所說明般，於形成於基板P上之第1圖案PT1具有階差構造之情形時，自其階差邊緣部產生散射光Ldf。光檢測器DTRn之PIN光電二極體係檢測此種反射散射光Ldf(或反射繞射光)之感測器。如上所述，聚焦光SP(MSP)之掃描位置可根據自聚焦光SP(或MSP)之掃描開始時振盪之時脈訊號LTC之時脈脈衝數、或自聚焦光SP(或MSP)之掃描開始時刻起之經過時間而既定出。因此，測量部116係響應於時脈訊號LTC之時脈脈衝而利用A/D轉換器對與聚焦光SP(或MSP)之掃描位置(投射位置)相應之位置之PIN光電二極體的檢測訊號(光電訊號)進行數位取樣，藉此可生成利用與聚焦光SP(或MSP)之掃描位置對應之散射光而得之二維之圖像資料。根據該圖像資料，測量部116係對第1圖案PT1之位置或形狀、或第1圖案PT與第2圖案PT2之相對之位置關係之至少一者進行測量。
《變形例5》於上述第1及第2實施形態(亦包含變形例)中，使用描繪位元串資料SBa(串列資料DL1~DL3)、SBb(串列資料DL4~DL6)而將設置於光源裝置LSa、LSb之脈衝光產生部20之作為描繪用光調變器之電光學器件(強度調變部)36切換。然而，於變形例5中，作為描繪用光調變器，使用描繪用光學器件AOM而代替電光學器件36。該描繪用光學器件AOM係聲光調變器件(AOM：Acousto-Optic Modulator)。
圖23係表示使用描繪用光學器件AOM代替根據圖案資料對聚焦光之強度進行調變之電光學器件36之情形時的描繪用光學器件AOM之配置例之圖。於光束切換部BDU之選擇用光學器件AOM1~AOM3 中之、供來自光源裝置LSa之光束LBa最初入射之選擇用光學器件AOM1與光源裝置LSa之間，配置描繪用光學器件(強度調變部)AOM(以下為AOMa)。同樣地，於光束切換部BDU之選擇用光學器件AOM4~AOM6中之、供來自光源裝置LSb之光束LBb最初入射之選擇用光學器件AOM4與光源裝置LSb之間，配置描繪用光學器件(強度調變部)AOM(以下為AOMb)。該描繪用光學器件AOMa係根據描繪位元串資料SBa(串列資料DL1~DL3)而切換，描繪用光學器件AOMb係藉由描繪位元串資料SBb(串列資料DL4~DL6)而切換。該描繪用光學器件AOMa(AOMb)係於像素之邏輯資訊為「0」之情形時使入射之光束LBa(LBb)透過並將其引導至未圖示之吸收體，於像素之邏輯資訊為「1」之情形時產生使入射之光束LBa(LBb)繞射而得之一次繞射光。該所產生之一次繞射光被引導至選擇用光學器件AOM1(AOM4)。因此，於像素之邏輯資訊為「0」之情形時，由於未將聚焦光SP投射至基板P之被照射面上，故而聚焦光SP之強度成為低位準(零)，於像素之邏輯資訊為「1」之情形時，聚焦光SP之強度成為高位準。藉此，可使藉由掃描單元U1~U3(U4~U6)而掃描之聚焦光SP之強度根據串列資料DL1~DL3(DL4~DL6)而調變。
又，亦可針對每個掃描單元Un(Una、Unb、Unc)而設置描繪用光學器件(強度調變部)AOMcn(AOMc1~AOMc6)。於此情形時，描繪用光學器件AOMcn係配置於自光束LBn之行進方向觀察時多面鏡PM(或擺動構件GM)之近前。該各掃描單元Un(Una、Unb、Unc)之描繪用光學器件AOMcn係根據各串列資料DLn而切換。例如，設置於掃描單元U1(U1a、U1b、U1c)內之描繪用光學器件AOMc1係根據串列資料DL1而 切換。各掃描單元Un(Una、Unb、Unc)之描繪用光學器件AOMcn係於像素之邏輯資訊為「0」之情形時，將入射之光束LBn引導至未圖示之吸收體，於像素之邏輯資訊為「1」之情形時產生使入射之光束LBn繞射而得之一次繞射光。該所產生之一次繞射光(光束LBn)被引導至多面鏡PM(或擺動構件GM)且作為聚焦光SP而被投射至基板上。
《變形例6》又，亦可對形成有標記MKm之區域掃描光束LBn(或測量光MLn)之聚焦光SP(或MSP)。藉此，光檢測器DTn(DTnm、DTRn)檢測利用光束LBn(或測量光MLn)掃描標記MKm時於標記MKm產生之反射光(標準反射光或散射光)，藉此測量部116可測量標記MKm之位置。藉此，可檢測曝光區域W(第1圖案PT1)之形狀形變等。
圖24係表示利用聚焦光SP(MSP)掃描基板P上之十字狀之標記MKm之情況。如圖24所示，於標記MKm之形狀為十字形狀之情形時，必須將其交叉點CMm設為標記MKm之位置進行檢測。而且，針對設計上預先規定之基板P上之標記MKm之預想位置CWm、或以於正前方藉由對準系統(對準顯微鏡AM11~AM14)而測量並規定之標記MKm之預測位置CWm為中心之二維之測量區域Mar，使光束LBn(或測量光MLn)為高位準(導通狀態)而進行利用聚焦光SP(MSP)之掃描。即，於利用描繪用之光束LBn之聚焦光SP對測量區域Mar進行二維掃描之情形時，矩形之測量區域Mar成為與上文之圖11中所說明之虛設圖案PT2b相當者。通常，標記MKm係不作為電子元件用之電路圖案(第1圖案TP1)發揮功能之無關之圖案，即便藉由描繪用之聚焦光SP之掃描而曝光測量區域Mar之光阻劑層亦無問題。
測量部116係對根據藉由聚焦光SP(MSP)之掃描而自光檢測器DTn(或DTnm、DTRn)輸出之光電訊號之波形所生成之二維之圖像資料進行解析，並求出測量區域Mar內之標記MKm之交叉點CMm之位置，且求出與作為測量區域Mar之中心之預測位置CWm之偏差(XY方向之各偏移量)。藉此，可確認藉由對準系統(對準顯微鏡AM11~AM14)所測量出之標記MKm之預測位置CWm偏移何種程度。通常，以預測位置CWm與交叉點CMm之位置之偏差於容許範圍內一致之方式，精密地調整並配置對準系統(對準顯微鏡AM11~AM14)與各掃描單元Un(Una、Unb、Unc)。因此，可預知，於在預測位置CWm與交叉點CMm之位置之間產生容許範圍以上之偏差之情形時，因由曝光裝置EX內之溫度變化所致之金屬構件之伸縮所引起機械性之配置關係產生漂移。或，可預知，於基板P上之標記MKm自利用對準系統(對準顯微鏡AM11~AM14)所檢測出之位置移動至利用聚焦光SP或MSP掃描之測量區域Mar之位置為止之期間，被旋轉筒DR之外周面支持之基板P產生以微米等級於外周面上滑動之微滑動現象。
由曝光裝置EX內之溫度變化所致之漂移係時間上緩慢地產生，故而只要使用於基板P上沿長條方向以固定間隔排列之標記MK1、MK4(參照圖4)逐次求出預測位置CWm與交叉點CMm之位置之間之偏差，便可根據該漂移之變化之傾向或程度而事先預測是否成為容許範圍以上並進行修正。進而，針對微滑動現象，如上文之第2實施形態中之圖17A、17B及圖18所示，將利用測量光ML1所得之聚焦光MSP之掃描線MSL1相對於描繪用之聚焦光SP之描繪線SL1以偏置距離Ofx配置於基板P之搬送方向之上游側(-X方向)，且高速地解析由自光檢測器DTnm或DTRn輸出之 光電訊號之波形生成之圖像資料，藉此，可於即將利用描繪用之聚焦光SP進行圖案描繪之前預測發生微滑動之位置、微滑動之滑動量，亦可根據滑動量而描繪修正。
再者，於基板P之變形(伸縮等)較少之情形時，於基板P之旋轉筒DR上之向搬送方向(X方向)或寬度方向(Y方向)之位置偏移較少之情形時，或亦未發現微滑動現象之情形時，即便未使用對準系統(對準顯微鏡AM11~AM14)，亦可使用光檢測器DTn(或DTnm、DTRn)而高精度地測量標記MKm之交叉點CMm之位置。如上文之圖3、圖4所示，微滑動現象亦會於基板P沿搬送方向(副掃描方向)自奇數號之描繪線SL1、SL3、SL5之位置移動至偶數號之描繪線SL2、SL4、SL6之位置時產生。於此情形時，例如，只要將根據來自奇數號之掃描單元U1之光檢測器DT1(或DT1m、DTR1)之光電訊號之波形而測量之基板P上之第1圖案PT1之副掃描方向之位置與根據來自偶數號之掃描單元U2之光檢測器DT2(或DT2m、DTR2)之光電訊號之波形而測量之基板P上之第1圖案PT1之副掃描方向之位置加以比較，判斷其位置之差於副掃描方向上是否與設計上所規定之既定之距離一致便可。如此，藉由將根據來自奇數號之掃描單元U1、U3、U5之各者之光檢測器DTn(DTnm、DTRn)之光電訊號而測量之第1圖案TP1(正式圖案TP1a或虛設圖案TP1b)之副掃描方向之位置資訊與根據來自偶數號之掃描單元U2、U4、U6之各者之光檢測器DTn(DTnm、DTRn)之光電訊號而測量之第1圖案TP1(正式圖案TP1a或虛設圖案TP1b)之副掃描方向之位置資訊加以比較，亦可確認藉由奇數號之掃描單元Un與偶數號之掃描單元Un之各者而曝光之第2圖案TP2(正式 圖案TP2a、虛設圖案TP2b)之於副掃描方向上之接合精度、或於主掃描方向上之接合精度。
[第3實施形態]
於上述第1及第2實施形態(亦包含變形例)中，掃描單元Un(Una、Unb、Unc)係使用多面鏡PM掃描聚焦光SP而描繪第2圖案PT2，但於第3實施形態中係使用所謂之DMD(數位微鏡元件)而描繪第2圖案PT2。
於第3實施形態中，代替具有多面鏡PM之掃描單元Un(Una、Unb、Unc)，具備具有DMD(空間光調變器件)之描繪單元DUn。於本第3實施形態中，亦為描繪單元DUn(DU1~DU6)係沿基板P之搬送方向(X方向)以錯位排列配置於2行，且於主掃描方向(Y方向)上亦分擔描繪區域。
圖25係表示描繪單元DUn之構成之圖。入射至描繪單元DUn之P偏光之光束(平行光束)LBn係入射至由DMD所構成之描繪圖案形成部SLM。描繪圖案形成部SLM具有呈矩陣狀配置之未圖示之複數個微鏡。入射至描繪圖案形成部SLM之平行光束之光束LBn具有與描繪圖案形成部SLM之形成有複數個微鏡之區域之大小一致之大小之剖面形狀。藉由改變該微鏡之各自之傾斜角度，可以微鏡為單位切換是否將入射之光朝向微透鏡陣列MLA反射。複數個微鏡係於控制裝置16之控制之下，藉由未圖示之DMD驅動部而改變其傾斜角度。具體而言，控制裝置16係根據圖案資料而使複數個微鏡導通斷開。導通之微鏡係將入射之光朝向微透鏡陣列MLA反射，斷開之微鏡係將入射之光朝向未圖示之吸收體反射。因此，僅將利用導通之微鏡反射之光引導至微透鏡陣列MLA。因此，於描繪圖案 形成部SLM反射之光束LBn中之被引導至微透鏡陣列MLA之光束LBP具有與圖案資料相應之光圖案。
於描繪圖案形成部SLM反射之光束LBP係經由具有放大倍率之中繼透鏡系統G40(聚光透鏡G40a及準直透鏡G40b)而入射至微透鏡陣列MLA。聚光透鏡G40a係使於描繪圖案形成部SLM反射之光束LBP聚光，準直透鏡G40b使利用聚光透鏡G40a聚光之後擴散之光束LBP為平行光束。藉由該聚光透鏡G40a及準直透鏡G40b，可使描繪圖案形成部SLM朝微透鏡陣列MLA側反射之光束LBP放大。微透鏡陣列MLA具有呈矩陣狀配置之複數個微透鏡(凸透鏡)，與描繪圖案形成部SLM之複數個微鏡之各者對應地形成有微透鏡。微透鏡陣列MLA之形成有複數個微透鏡之區域大於描繪圖案形成部SLM之形成有複數個微鏡之區域。因此，中繼透鏡系統G40係以描繪圖案形成部SLM之微鏡朝微透鏡陣列MLA側反射之光入射至對應之微透鏡之方式，使光束LBP放大。
透過微透鏡陣列MLA之光束LBP係於在各微透鏡之焦點面p1聚光成聚焦光之後，發散並入射至偏振分光鏡PBS2。偏振分光鏡PBS2使P偏光之光透過，並將S偏光之光反射。光束LBP由於為P偏光之光，故而偏振分光鏡PBS2使透過微透鏡陣列MLA之各微透鏡之光束LBP透過。透過偏振分光鏡PBS之光束LBP係經由λ/4波長板QW1、成像透鏡系統G41(包含第1透鏡群G41a及第2透鏡群G41b)而投射至基板P。成像透鏡系統G41使微透鏡陣列MLA之射出側之焦點面p1與基板P之表面為光學上共軛之關係(成像關係)，且將形成於焦點面p1之聚焦光成像投影至基板P上。
此處，如圖26所示，微透鏡陣列MLA之複數個微透鏡MLe係使自對應之描繪圖案形成部SLM之微鏡朝向微透鏡陣列MLA反射之光於位於微透鏡陣列MLA與偏振分光鏡PB2之間之焦點面p1上聚光。自微鏡入射至對應之微透鏡MLe之光係經由作為光闌而發揮功能之針孔PH而入射至微透鏡MLe。以焦點面p1與基板P之被照射面成為共軛關係之方式設計成像透鏡系統G41。因此，自描繪圖案形成部SLM之複數個微鏡朝向微透鏡陣列MLA反射之複數束光係成為聚焦光而被投射至基板P上。再者，亦可將針孔PH設為與形成於焦點面p1之聚焦光(光束腰)之直徑相應之大小，而配置於焦點面p1。
又，被投射至基板P之光束LBP(由自各微透鏡MLe射出之光束形成之聚焦光)之基板P處之反射光係透過成像透鏡系統G41及λ/4波長板QW1而入射至偏振分光鏡PBS2。入射至偏振分光鏡PBS2之來自基板P之反射光係藉由λ/4波長板QW1而成為S偏光之光，故而於偏振分光鏡PBS2反射。於偏振分光鏡PBS2反射之光束LBP之反射光係經由成像透鏡系統G42而入射至攝像器件IE之受光面。位於偏振分光鏡PBS2與透鏡系統G42之間之面p2與基板P之被照射面成為共軛關係(成像關係)。因此，被描繪圖案形成部SLM之複數個微鏡朝向微透鏡陣列MLA反射並於基板P上成為聚焦光之光之反射光係成為於面p2上根據基板P之表面之反射特性(反射率、散射性)而變化強度之聚焦光。成像透鏡系統G42係藉由來自基板P之反射光而將二維地分佈於面p2之各聚焦光成像於攝像器件IE之受光面。測量部116可根據對由利用該攝像器件IE拍攝之反射光所形成之聚焦光之分佈進行拍攝而得之影像訊號，測量第1圖案PT1之位置或 形狀、或第1圖案PT1與第2圖案PT2之相對之位置關係。
[第4實施形態]
於以上之各實施形態或其變形例中，根據來自設置於掃描單元Un(或Una、Unb、Unc)之光檢測器DTn(或DTnm、DTRn)之光電訊號，而求出形成於基板P之第1圖案TP1之位置偏移或重合誤差，但於本實施形態中，使由描繪用之光束LBn所形成之聚焦光SP或由非感光性之測量光MLn所形成之聚焦光MSP具有確認是否正確地聚焦設定於基板P之表面，且於產生聚焦偏移時，調整該偏移之功能。圖27係表示本實施形態之掃描單元U1a'之構成之一部分，基本之構成係與上文之圖14所示之掃描單元U1a相同，不同之處在於，為了修正軸上色像差(焦點位置之偏移)而特別設置透鏡系統G23a、G23b，且將光檢測器DT1m、透鏡系統G23a、G23b之至少一者沿光軸方向可調整或可高速地往復移動地設置。
於圖14之構成中，使來自測量用之光源裝置LS2之非感光性之測量光ML1成為平行光束而入射至偏振分光鏡PBS，但於圖27之本實施形態中，為了修正色像差而以略微收斂(或發散)之方式，藉由透鏡系統G23a而調整入射至偏振分光鏡PBS之測量光ML1。如圖14中所說明般，透過偏振分光鏡PBS之測量光ML1係被分色鏡DM反射並通過第1柱面透鏡CYa而到達多面鏡PM之1個反射面RP，於該處在與XtYt面平行之面內偏向並入射至f θ透鏡FT。藉由沿光軸方向調整透鏡系統G23a之位置，可調整投射至基板P之測量光ML1之聚焦光MSP之大小。該內容意味著使於基板P側收斂之測量光ML1之光束腰之位置朝f θ透鏡FT之光軸AXf之方向移位、即沿光軸方向調整測量光ML1之聚焦位置之送光系統側之焦點 調整。又，利用投射至基板P之測量光ML1而得之來自基板P之標準反射光係被偏振分光鏡PBS反射，且前往光檢測器DT1m，但於本實施形態中，於偏振分光鏡PBS與光檢測器DT1m之間，設置有用以修正色像差之透鏡系統G23b，故而前往光檢測器DT1m之來自基板P之標準反射光成為已收斂之光束。於光檢測器DT1m之近前，配置有針孔板PHd。
透鏡系統G23b係以於測量光ML1之波長區域中，針孔板PHd之針孔(微小開口)與基板P之表面光學上成為共軛關係之方式進行修正者，藉由沿光軸方向調整透鏡系統G23b之位置，可調整於針孔板PHd上生成之標準反射光之聚焦光之大小。該內容意味著於受光系統側亦可進行焦點調整。於此種構成中，若使光檢測器DT1m與針孔板PHd一體地沿光軸方向移動，則透過針孔板PHd之針孔而到達光檢測器DT1m之標準反射光之光量變化。當將針孔板PHd之光軸方向之位置設定於適當之位置(最佳聚焦位置)時，透過針孔之標準反射光之光量成為最大，隨著自該適當之位置偏移，透過針孔之標準反射光之光量減少。因此，可利用驅動機構DAU，藉由伺服控制等而使附有針孔板PHd之光檢測器DT1m與透鏡系統G23b中之至少一者沿光軸方向高速地移動。而且，於在基板P上之掃描線MSL1中無第1圖案PT1之階差邊緣等之狀態下，一面利用光檢測器DT1m檢測使測量光ML1之聚焦光MSP進行掃描時自基板P產生之標準反射光之光量變化，一面使附有針孔板PHd之光檢測器DT1m、或透鏡系統G23b沿光軸方向於既定之行程範圍內拂掠移動。此時，自光檢測器DT1m輸出之光電訊號成為於最佳聚焦狀態時獲得極大值之波形。藉由監視成為該極大值時之附有針孔板PHd之光檢測器DT1m、或透鏡系統G23b之光軸方向之 位置，而既定出成為最佳聚焦狀態之基板P之聚焦方向之位置。
如此，於使用測量光ML1測量基板P之表面之光軸(f θ透鏡FT之光軸AXf)方向之位置(聚焦位置)之情形時，宜使自f θ透鏡FT投射之描繪用之光束LB1之光束腰位置與測量光ML1之光束腰位置於光軸方向上對齊。為此，例如，藉由驅動機構DAU而調整透鏡系統G23a之光軸方向之位置，使測量光ML1之光束腰位置沿光軸方向移位。於在此種狀態下，使用測量光ML1所測量之基板P之自聚焦位置之偏移量為容許值以上的情形時，描繪用之光束LB1之光束腰位置亦自基板P之表面沿光軸方向移位。因此，例如，設為可沿光軸方向調整圖5之掃描單元Un或圖20之掃描單元Unc所示之擴束器BE之2個聚光透鏡Be1、Be2中的至少一者之位置之構成(聚焦調整機構)，可使自f θ透鏡FT投射之描繪用之光束LB1之光束腰位置沿f θ透鏡FT之光軸AXf方向位移。如此，使描繪用之光束LBn之聚焦光SP於基板P上最明顯地聚光之聚焦調整機構可設置於掃描單元Un、Una、Unb、Unc之各者。
〔上述第4實施形態之變形例〕
(變形例1)於以上之第4實施形態中，將測量光ML1之聚焦光MSP投射至基板P，使來自基板P之反射光於針孔板PHd上以聚焦光之形式再成像，可根據針孔之透過光量之變化而確認基板P之聚焦位置。為了測量針孔之透過光量之變化，於第4實施形態中，使附有針孔板PHd之光檢測器DT1m、或透鏡系統G23b沿光軸方向拂掠移動。即，需要使光檢測器DT1m或透鏡系統G23b機械地精密地移動之驅動機構DAU或導引機構等，有掃描單元Una'(U1a'~U6a')大型化之虞。因此，於本變形例1中，以不使光 檢測器DT1m或透鏡系統G23b機械地移動之方式，設置3個附有針孔板PHd之光檢測器DT1m。
圖28係表示第4實施形態之變形例1之掃描單元U1a'之構成，基本之構成與圖27之掃描單元U1a'相同，不同方面在於，作為對自基板P產生之測量光ML1之反射光進行光電檢測之透鏡系統G23b之後之受光系統，設置有2個分光鏡BSa、BSb及3個光電感測器部DTPa、DTPb、DTPc。光電感測器部DTPa、DTPb、DTPc之各者係由與第4實施形態(圖27)相同之附有針孔板PHd之光檢測器DT1m所構成。自偏振分光鏡PBS射出並通過透鏡系統G23b之測量光ML1之反射光係成為收斂光束而入射至分光鏡BSa，且被分割為透過成分及反射成分。透過分光鏡BSa之測量光ML1之反射光係到達光電感測器部DTPa，於分光鏡BSa反射之測量光ML1之反射光係入射至分光鏡BSb。透過分光鏡BSb之測量光ML1之反射光係到達光電感測器部DTPb，於分光鏡BSb反射之測量光ML1之反射光係到達光電感測器部DTPc。將自光電感測器部DTPa、DTPb、DTPc之各者之光檢測器DT1m輸出之光電訊號設為SSa、SSb、SSc。
於圖28中，以虛線表示自偏振分光鏡PBS射出並入射至透鏡系統G23b之反射光(標準反射光)，且此處係將反射光之光束徑放大而誇張地表示。於基板P之表面位於既定之最佳聚焦位置之情形時，藉由透鏡系統G23b而收斂之反射光係通過分光鏡BSa、BSb而聚光於光電感測器部DTPb之針孔板PHd上。此時，僅通過分光鏡BSa而朝向光電感測器部DTPa之反射光係於較反射光聚光之點更靠近前之位置到達光電感測器部DTPa之針孔板PHd，通過分光鏡BSa、BSb而朝向光電感測器部DTPc之反 射光係於較反射光聚光之點更靠後方之位置到達光電感測器部DTPc之針孔板PHd。即，光電感測器部DTPa之針孔板PHd係配置於較收斂之標準反射光之光束之聚光點更靠前之前焦點位置，光電感測器部DTPb之針孔板PHd係配置於作為收斂之標準反射光之光束的聚光點之焦點位置，光電感測器部DTPc之針孔板PHd係配置於較收斂之標準反射光之光束的聚光點更靠後之後焦點位置。
來自光電感測器部DTPa、DTPb、DTPc之各者之光電訊號SSa、SSb、SSc係相對於基板P之聚焦位置之變化，例如以如圖29般之特性發生強度變化。圖29之縱軸表示基板P之聚焦位置(±50μm之範圍)，橫軸表示使光電訊號SSa、SSb、SSc之強度標準化而得之值。將基板P之表面與最佳聚焦位置一致之狀態設為聚焦位置為零。若基板P之表面朝+Zt方向位移，例如位於圖29中之+20μm之位置，則經標準化之光電訊號SSa、SSb、SSc之強度成為SSa>SSb>SSc之大小關係。又，若基板P之表面位於最佳聚焦位置(圖29中之0μm之位置)，則經標準化之光電訊號SSb變得最大，光電訊號SSb、SSc之強度係大致相同之強度且較訊號SSa強度小。進而，若基板P之表面朝-Zt方向位移，例如位於圖29中之-20μm之位置，則經標準化之光電訊號SSa、SSb、SSc之強度成為SSc>SSb>SSa之大小關係。
如此，根據經標準化之光電訊號SSa、SSb、SSc之強度變化之特性(圖29中之變化曲線)，而僅監視光電訊號SSa、SSb、SSc之相互之大小關係，從而可同步地測量基板P之表面之聚焦位置之變化。再者，為了進行初始調整，透鏡系統G23a宜為可沿光軸方向利用手動進行位置調 整。以上，根據如圖28、圖29般之變形例，無需使附有針孔板PHd之光檢測器DT1m或透鏡系統G23b機械地線性移動之驅動機構DAU等，故而亦消除了伴隨驅動之振動產生，且不僅防止了聚焦位置之測量之測量精度之降低，亦防止了使用描繪用之光束LB1之基板P上之第1圖案PT1之位置測量等的測量精度之降低。
(變形例2)於以上之變形例1中，設為於3個焦點位置之各者配置有光電感測器部DTPa、DTPb、DTPc之受光系統，但於變形例2中，藉由所謂之光瞳分割方式而測量基板P之表面之聚焦位置(Zt方向之位置)之變化。光瞳分割方式之1個方式係如下類型，即，以使通過遠心之投射透鏡系統(此處為f θ透鏡FT)照射至基板P上之光束LBn，限制為通過投射透鏡系統之入射光瞳內之自光軸朝一方偏心之區域，設為使到達基板P之光束之主光線自遠心之狀態朝一方傾斜之傾斜照明，於來自基板P之標準反射光通過投射透鏡系統並通過入射光瞳內時，測量標準反射光自理應於入射光瞳內通過之原本之位置偏移何種程度之橫向偏移量。圖30係表示組入有此種光瞳分割方式之聚焦位置監視器之掃描單元U1e(Une)之構成，分色鏡DM之後之至基板P為止之光學構成係與上文之圖14、圖27、圖28相同。
於圖30中，來自未圖示之光源裝置LS2之另一波長之測量光ML1(直線偏光)係經由透鏡系統G25a而於偏振分光鏡PBS2反射，並通過1/4波長板QW被轉換為圓偏光而透過分色鏡DM。自分色鏡DM，曝光用之光束LB1與測量光ML1係使各自之主光線為平行之狀態而前往柱面透鏡CYa。此時，光束LB1係於圖30之紙面內(XtYt面)，具有與投射至 基板P之聚焦光SP之開口數(NA)相應之固定之粗度
Figure TW201805726AD00019
b。光束LB1係於XtYt面保持其粗度
Figure TW201805726AD00020
b地由多面鏡PM之反射面RP反射，而入射至f θ透鏡FT。因此，光束LB1係關於XtYt面內(主掃描方向)，藉由f θ透鏡FT之折射力而以聚焦光SP之形式聚光於基板P上。若將自f θ透鏡FT射出之光束LB1之主光線(光束之中心線)設為Lpp，則主光線Lpp成為與基板P之表面垂直之遠心之狀態。
另一方面，通過偏振分光鏡PBS2(及1/4波長板QW)而透過分色鏡DM之測量光ML1係藉由透鏡系統G25a而成為較曝光用之光束LB1之粗度
Figure TW201805726AD00021
b細之平行光束，於相對於光束LB1之主光線Lpp偏心之狀態(此處為朝-Yt方向移位之狀態)下，通過柱面透鏡CYa、反射鏡M24而與光束LB1並行地行進至多面鏡PM之反射面RP為止。測量光ML1係藉由柱面透鏡CYa之作用而沿Zt方向收斂，於多面鏡PM之反射面RP上，成為沿Zt方向被壓縮之狹縫狀之聚焦光而聚光。於多面鏡PM之反射面RP反射之測量光ML1係與光束LB1之主光線Lpp平行地入射至f θ透鏡FT，經由反射鏡M25及柱面透鏡CYb而到達基板P。測量光ML1係於多面鏡PM之反射面RP之位置、即f θ透鏡FT之入射光瞳(前側焦點)之面內，通過相對於光束LB1之主光線Lpp朝主掃描方向(Yt方向)偏心之位置，故而投射至基板P上之測量光ML1成為相對於主光線Lpp朝主掃描方向傾斜固定之角度之狀態。即，測量光ML1係於基板P上於主掃描方向(Yt方向)上成為非遠心之狀態。再者，測量光ML1亦藉由配置於f θ透鏡FT之前後之2個柱面透鏡CYa、CYb之作用，而不會受到多面鏡PM之反射面RP之面斜率誤差之影響地以聚焦光MSP之形式聚光於基板P上。
藉由向基板P之測量光ML1(聚焦光MSP)之投射而自基板P之表面產生之標準反射光ML1'係相對於光束LB1之主光線Lpp以與測量光ML1大致對稱之角度朝主掃描方向傾斜而入射至f θ透鏡FT。通過f θ透鏡FT之標準反射光ML1'係相對於測量光ML1之光路大致平行地通過隔著主光線Lpp之相反側之光路，透過多面鏡PM之反射面RP、反射鏡M24、柱面透鏡CYa、及分色鏡DM，而到達偏振分光鏡PBS2(及1/4波長板QW)。
此處，藉由圖31而示意性地說明於多面鏡PM之反射面RP(f θ透鏡FT之入射光瞳之位置)之附近之光束LB1、測量光ML1、標準反射光ML1'的狀態。曝光用之光束LB1係於多面鏡PM之反射面RP上，藉由柱面透鏡CYa之作用，而成為僅於Zt方向上被壓縮而沿主掃描方向(偏向方向)較細地延伸之狹縫狀。因此，於反射面RP反射之光束LB1係於主掃描方向(偏向方向)上維持原本之粗度
Figure TW201805726AD00022
b，於Zt方向(副掃描方向)上成為發散光並入射至f θ透鏡FT。另一方面，測量光ML1係於多面鏡PM之反射面RP上之主掃描方向(偏向方向)之端部附近、即被壓縮成狹縫狀之光束LB1之端部附近，藉由柱面透鏡CYa之作用，而成為僅於Zt方向上被壓縮之狹縫狀。因此，於反射面RP反射之測量光ML1係於主掃描方向(偏向方向)上維持原本之粗度，於Zt方向(副掃描方向)上成為發散光並入射至f θ透鏡FT。
自基板P產生之標準反射光ML1'係大致平行地通過相對於測量光ML1之光路隔著主光線Lpp之相反側之光路，而到達多面鏡PM之反射面RP，但標準反射光ML1'係於多面鏡PM之反射面RP上之主掃描方向(偏向方向)之端部附近、即與被壓縮成狹縫狀之光束LB1之測量光ML1 之位置為相反側之端部附近，成為僅於Zt方向上被壓縮之狹縫狀。
於基板P之表面位於最佳聚焦位置(Zt方向之規定位置)之狀態下，朝向多面鏡PM之反射面RP之標準反射光ML1'之光路成為與主光線Lpp平行且相對於主光線Lpp與測量光ML1之光路對稱之位置。然而，若基板P之表面自最佳聚焦位置沿Zt方向散焦，則多面鏡PM之反射面RP上之標準反射光ML1'之位置沿光束LB1之狹縫狀之分佈之長邊方向(偏向方向)變化。其變化之程度係對應於基板P之自最佳聚焦位置之散焦量(焦點偏移量)。因此，如圖30所示，利用由CCD(Charge Coupled Device，電荷耦合元件)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor，互補金氧半導體)等攝像器件所構成之光電感測器部DTS接收透過1/4波長板QW、偏振分光鏡PBS2之標準反射光ML1，監視投射至攝像面上之標準反射光ML1'之光點之位置變化。再者，雖於圖30中省略圖示，但亦可於主掃描方向(於圖30中為Yt方向)上，以多面鏡PM之反射面RP與光電感測器部DTS之攝像面成為成像關係之方式，於偏振分光鏡PBS2與光電感測器部DTS之間設置透鏡系統。又，投射至多面鏡PM之反射面RP上之測量光ML1之位置越遠離光束LB1之主光線Lpp之位置，投射至基板P上之測量光ML1相對於主光線Lpp之主掃描方向之傾斜角越大，光電感測器部DTS之攝像面上之標準反射光ML1'之光點之位置變化量相對於散焦量之比率、即聚焦變化之測量感度亦越大。
以上，根據本變形例2，亦可與圖28之變形例1同樣地，同步地測量基板P之表面之聚焦位置之變化。又，由於無需使包含附有針孔板PHd之光檢測器DT1m之光電感測器部或透鏡系統等機械地線性移動 之驅動機構DAU等，故而亦消除了伴隨驅動之振動產生，且不僅防止了聚焦位置之測量之測量精度之降低，亦防止了使用描繪用之光束LB1或測量光ML1而得之基板P上之第1圖案PT1之位置測量等的測量精度之降低。又，對於以上之圖27之第4實施形態、圖28之變形例1、圖30之變形例2之各者所示之掃描單元Una'、Une，為了修正由描繪用之光束LB1與測量光ML1之波長之差異所致之色像差，亦宜為使用已施加消色差修正之光學設計者作為f θ透鏡FT，或將色像差修正用之透鏡設置於測量光ML1或其反射光(標準反射光ML1')之光路中。
以上，於第1~第4實施形態、及其等之各變形例中，生成曝光用之光束LBn(LB1~LB6)之光源裝置LSa、LSb係產生單一之既定波長(例如紫外波長區域之355nm)之光束，但宜為將波長與既定波長略微不同之紫外波長區域之1個或複數個光束合成為同軸而形成曝光用之光束LBn。又，測量光MLn(ML1~ML6)亦由產生波段較紫外波長區域長之單一之光束之光源裝置LS2產生，但亦可為將光源裝置LS2設為產生波長不同之複數個光束之光源裝置，根據與基板P上之第1圖案PT1之材質或塗佈於基板P之表面之感光層(光阻劑層)相應之反射特性之差異，而切換所使用之測量光MLn之波長，或利用複數個波長測量相同之第1圖案PT1之位置或形狀。再者，測量光MLn(ML1~ML6)較佳為對基板P上之感光層幾乎無感度之波長區域者，但只要為與曝光用之光束LBn(LB1~LB6)之波長不同之波長，則亦可為對感光層稍微具有感度之波長。
[第5實施形態]
圖32係以功能區塊之形式表示第5實施形態之圖案描繪控制時之順序 或動作等之圖。於本實施形態中，尤其是以使用掃描單元Una(U1a~U6a)於基板P描繪圖案為前提，上述掃描單元Una(U1a~U6a)係如上文之圖17A、17B、圖18所示，利用測量光MLn(ML1~ML6)之聚焦光MSP所得之掃描線MSLn(MSL1~MSL6)相對於利用描繪用之光束LBn(LB1~LB6)之聚焦光SP所得之描繪線SLn(SL1~SL6)僅隔開偏置距離Ofx而位於基板P之搬送方向(副掃描方向)之上游側。然而，本實施形態中可使用之掃描單元亦可為圖19、圖20、圖22、圖27、圖28、圖30中之任一者。
於圖32中，於在基板P上最初描繪第1圖案TP1(正式圖案TP1a或虛設圖案TP1b)與標記MKm之快速曝光模式中，如功能(步驟)200般，圖13所示之總體控制部104之描繪資料輸出部112中所記憶之描繪資料(第1圖案TP1之設計資訊、CAD資訊)被送至進行實際描繪控制之功能(步驟)202。於快速曝光模式中，於基板P上亦曝光標記MKm，故而於自功能(步驟)200送出之描繪資料中，亦包含用以描繪標記MKm之資料。又，功能(步驟)204係生成用以根據標記測量資訊或編碼器測量值而修正描繪狀態(描繪位置、描繪形狀、描繪倍率等)之修正資訊，但於快速曝光模式中，於基板P上未形成有標記MKm，故而僅生成根據編碼器測量值之修正資訊。
於快速曝光模式時無法使用對測量光MLn被投射至基板P上所形成之第1圖案TP1(或標記MKm)時產生之反射光進行檢測之事先測量的功能(步驟)206A、及根據事先測量之資訊(光電訊號等)而生成用以於即將開始前修正描繪狀態之事先修正資訊的功能(步驟)206B。因此，於功能(步驟)202中，一面根據根據自功能(步驟)204送出之編碼 器測量值之修正資訊，對自功能(步驟)200送出之描繪資料進行位置修正，一面於基板P上描繪第1圖案TP1及標記MKm。
於在快速曝光模式下，對形成有第1圖案TP1及標記MKm之基板P實施重合曝光、即第二曝光模式之情形時，作為基本之控制順序，於根據自功能(步驟)200送出之第2圖案TP2(正式圖案TP2a與虛設圖案TP2b)之描繪資料，在功能(步驟)202之實際描繪控制時將第2圖案TP2曝光於基板P時，根據於功能(步驟)204中生成之修正資訊而進行位置修正。然而，於第二曝光模式中，於在功能(步驟)204中生成之修正資訊中，包含用以修正根據基板P上之標記MKm之測量資訊而既定出之包含第1圖案TP1的曝光區域W之形狀變形等的資訊。進而，於第二曝光模式中，於使用使用有測量光MLn之事先測量之功能(步驟)206A及生成事先修正資訊之功能(步驟)206B進行實際描繪控制之功能(步驟)202中，亦添加功能(步驟)206B中生成之事先修正資訊，於曝光區域W內之整體(針對各掃描單元Una之每一者曝光之區域)，於即將開始實際描繪之前進行如重合精度平均變小之修正。當然，於功能(步驟)206A中，只要事先測量之第1圖案TP1之位置相對於既定之位置為容許範圍內，則不會生成事先修正資訊。如此，事先測量之功能(步驟)206A與生成事先修正資訊之功能(步驟)206B係於第二曝光模式時之對準控制中，作為用以使重合精度良好之前饋控制部FFC而發揮功能。
且說，於利用第二曝光模式進行重合曝光之情形時，利用光檢測器DTn(圖5、圖13)等檢測投射至基板P上之描繪用之光束LBn之反射光，並藉由圖13中之測量部116而同步地測量基板P上之第1圖案TP1 與重合曝光之第2圖案TP2之相對之位置偏移(重疊誤差)。因此，於進行重合曝光之期間，使用使用有描繪用之光束LBn之重合誤差之描繪時測量之功能(步驟)208A、及生成用以修正根據在描繪時自光檢測器DTn輸出之光電訊號等而測量之重合誤差的事後修正資訊之功能(步驟)208B，於進行實際描繪控制之功能(步驟)202，亦添加功能(步驟)208B中所生成之事後修正資訊，以於曝光區域W內之整體(例如針對各掃描單元Una之每一者曝光之區域)重合精度平均地變小之方式，進行描繪位置之修正。當然，於功能(步驟)208A中，若描繪時同步地測量之重合誤差為容許範圍內，則不會生成事後修正資訊。如此，描繪時測量之功能(步驟)208A與生成事後修正資訊之功能(步驟)208B係於第二曝光模式時之對準控制中，作為用以使重合精度為良好之反饋控制部FBC而發揮功能。
如上所述，於第二曝光模式(重合曝光)時之對準(定位)控制中，使用前饋控制部FFC與反饋控制部FBC之兩者，藉此，即便於基板P產生較大之形變且曝光區域W較大地變形，亦可與此對應地細緻地修正描繪狀態(描繪位置、描繪倍率、描繪線之傾斜等)，故而可針對曝光區域W之整體維持良好之重合精度。再者，於基板P之形變(伸縮等)較少且曝光區域W之變形較少之情形時，即便為第二曝光模式，亦可為使用前饋控制部FFC與反饋控制部FBC之僅任一者之控制方式。或，亦可為，於曝光1個曝光區域W之期間，根據曝光區域W上之描繪線SLn之副掃描方向之位置變化而適當切換使用前饋控制部FFC與反饋控制部FBC之任一者之控制、及使用前饋控制部FFC與反饋控制部FBC之兩者之控制。
如此，本實施形態之曝光裝置EX係將根據圖案資料而強度 發生變化之描繪光束LBn投射至基板P上，於基板P上描繪新的第2圖案PT2者。而且，曝光裝置EX具備：光束掃描部，其係藉由使描繪光束LBn偏向之偏向構件(PM、GM)而使描繪光束LBn於基板P上進行掃描；光檢測器(第1光檢測部)DTn(DTRn)，其係對將描繪光束LBn投射至以既定材料預先形成於基板P上之第1圖案PT1之至少一部分時產生之反射光進行光電檢測；測量光束送光系統(PBS、M26等)，其係以經由光束掃描部使波長與描繪光束LBn不同之測量光束MLn於基板P上進行掃描之方式，將測量光束MLn引導至偏向構件(PM、GM)；光檢測器(第2光檢測部)DTnm(DTRn)，其係對將測量光束MLn投射至基板P上之第1圖案PT1之至少一部分時產生之反射光進行光電檢測；以及控制裝置16(控制部)，其係根據自光檢測器DTn(DTRn)與光檢測器DTnm(DTRn)之至少一者輸出之訊號，對藉由描繪光束LBn而描繪至基板P上之新的第2圖案PT2之位置進行控制。
再者，如圖32所示之使用前饋控制部FFC及反饋控制部FBC進行對準之控制方式亦可同樣地應用於如上文之第1實施形態(圖2~圖13)所示，使用藉由描繪用之光束LBn之投射而自基板P產生之反射光之資訊的圖案描繪裝置。然而，於此情形時，例如日本特開2009-093196號公報中所揭示般，描繪單元Un構成為多點掃描方式之描繪單元，其係藉由1個多面鏡而使複數個描繪用之光束同時偏向，並使於基板P上沿副掃描方向偏移地定位之至少2個聚焦光沿主掃描方向同時進行掃描。而且，可將利用在基板P之移動方向(+X方向)上位於上游側之第1聚焦光進行圖案描繪時所獲得之反射光之資訊(光電訊號)使用於圖32中之前饋控制部 FFC，進而，可將利用在基板P上於副掃描方向上為第1聚焦光之下游側之第2聚焦光進行圖案描繪時所獲得之反射光之資訊(光電訊號)使用於圖32中之反饋控制部FBC。如此，於本實施形態中，可藉由利用描繪光束LBn所得之聚焦光、或利用測量光束MLn所得之聚焦光，將於掃描基板P上之底層圖案(或虛設圖案)時產生之反射光之資訊用於前饋控制部FFC與反饋控制部FBC之任一者，另一方面，或用於兩者，藉此，即便基板P之變形變大，亦可精密地控制理應重合曝光於基板P上之第二圖案之對準。
10‧‧‧元件製造系統
EX‧‧‧曝光裝置(第3處理裝置)
FR1‧‧‧供給輥
FR2‧‧‧回收輥
P‧‧‧基板
PR1‧‧‧處理裝置(第1處理裝置)
PR2‧‧‧處理裝置(第2處理裝置)
PR3‧‧‧處理裝置(第4處理裝置)
PR4‧‧‧處理裝置(第5處理裝置)

Claims (28)

  1. 一種圖案描繪裝置，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板上並沿主掃描方向進行掃描，藉此於上述基板上描繪圖案，且具備：描繪單元，其具有光束掃描部及反射光檢測部，該光束掃描部包含為了實現上述光束之向上述主掃描方向之掃描而使來自上述光源裝置之上述光束偏向之偏向構件，上述反射光檢測部係透過上述光束掃描部之上述偏向構件而對上述光束被投射至上述基板時產生之反射光進行光電檢測；光束強度調變部，其係以於利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之至少一部分，重疊地描繪應重新描繪之第2圖案之至少一部分之方式，根據上述圖案資訊而控制上述光束之強度調變；及測量部，其係於在上述基板上描繪上述第2圖案之期間，根據自上述反射光檢測部輸出之檢測訊號而測量上述第1圖案與上述第2圖案之相對之位置關係。
  2. 如申請專利範圍第1項之圖案描繪裝置，其進而具備對準系統，該對準系統係檢測以與上述基板上所形成之上述第1圖案固定之位置關係形成於上述基板上之對準用標記，且根據上述標記之檢測位置，於利用上述光束之掃描之上述第2圖案之描繪之前推斷上述應描繪之上述第2圖案與上述第1圖案之相對之位置誤差。
  3. 如申請專利範圍第2項之圖案描繪裝置，其中，上述光束強度調變部係以減少藉由上述對準系統推斷之上述相對 之位置誤差之方式，修正根據上述第2圖案之上述圖案資訊之上述光束之描繪位置，上述測量部係將與上述所測量出之上述第1圖案之位置相關之資訊和藉由上述光束強度調變部修正描繪位置而描繪之上述第2圖案之位置加以比較，求出上述第1圖案與上述第2圖案之相對之殘留位置誤差。
  4. 如申請專利範圍第1項之圖案描繪裝置，其進而具備修正部，該修正部係根據上述測量部所測量出之上述相對之位置關係，而修正所描繪之上述第2圖案之描繪狀態。
  5. 如申請專利範圍第4項之圖案描繪裝置，其中，上述修正部係根據上述相對之位置關係，而至少進行上述圖案資訊之修正、利用上述光束強度調變部所得之上述光束之描繪位置、上述第2圖案之倍率修正、及上述第2圖案之形狀修正中之任一者。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之圖案描繪裝置，其中，上述偏向構件係藉由上述光束強度調變部進行強度調變之上述光束入射之旋轉多面鏡或擺動反射鏡，上述光束掃描部具備掃描用透鏡系統，該掃描用透鏡系統係藉由上述旋轉多面鏡或上述擺動反射鏡而偏向之上述光束入射，以遠心之狀態將上述光束投射至上述基板上。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之圖案描繪裝置，其中，上述第1圖案包含以與上述第2圖案之至少一部分重疊之方式設置之虛設圖案。
  8. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之圖案描繪裝置，其中，用以描繪上述第2圖案之上述圖案資訊包含以與上述第1圖案之至少一部分重疊之方式描繪的虛設圖案之資訊。
  9. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之圖案描繪裝置，其中，上述第1圖案包含構成電子元件之正式圖案與虛設圖案，用以描繪上述第2圖案之上述圖案資訊包含以與上述第1圖案之上述虛設圖案之至少一部分重疊之方式描繪的虛設圖案之資訊。
  10. 一種圖案描繪方法，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板上並沿主掃描方向進行掃描，藉此於上述基板上描繪圖案，且包含以下步驟：為了實現上述光束之向上述主掃描方向之掃描而使來自上述光源裝置之上述光束偏向；將已偏向之上述光束以遠心之狀態投射至上述基板；以於利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之至少一部分，重疊地描繪應重新描繪之第2圖案之至少一部分之方式，根據上述圖案資訊而對上述光束進行強度調變；對投射至上述基板之上述光束之反射光進行光電檢測；及於在上述基板上描繪上述第2圖案之期間，根據經光電檢測之檢測訊號而測量上述第1圖案與上述第2圖案之相對之位置關係。
  11. 如申請專利範圍第10項之圖案描繪方法，其進而包含以下步驟：根據所測量出之上述相對之位置關係，而修正測量之後所繼續描繪之上述第2圖案之描繪位置與描繪倍率之至少一 者。
  12. 如申請專利範圍第10或11項之圖案描繪方法，其中上述第1圖案包含以與上述第2圖案之至少一部分重疊之方式設置之虛設圖案。
  13. 如申請專利範圍第10至12項中任一項之圖案描繪方法，其中，用以描繪上述第2圖案之上述圖案資訊包含以與上述第1圖案之至少一部分重疊之方式描繪的虛設圖案之資訊。
  14. 一種元件製造方法，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板上並沿主掃描方向進行掃描，藉此於上述基板上描繪圖案，而製造電子元件，且包含以下步驟：為了實現上述光束之向上述主掃描方向之掃描而使來自上述光源裝置之上述光束偏向；將已偏向之上述光束以遠心之狀態投射至上述基板；以於利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之至少一部分，重疊地描繪應重新描繪之第2圖案之至少一部分之方式，根據上述圖案資訊而對上述光束進行強度調變；及於在上述基板上描繪上述第2圖案之期間，根據對投射至上述基板之上述光束之反射光進行光電檢測而獲得之檢測訊號，而測量上述第1圖案之位置資訊、形狀資訊、及上述第1圖案與上述第2圖案之相對之位置關係之資訊中的至少一者。
  15. 如申請專利範圍第14項之元件製造方法，其包含以下步驟：根據所測量出之上述位置資訊、上述形狀資訊、及 上述相對之位置關係之資訊之至少一者，而修正測量之後所繼續描繪之上述第2圖案之描繪位置與描繪倍率之至少一者。
  16. 一種圖案描繪裝置，其係一面根據圖案資訊對來自第1光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板上並進行相對掃描，藉此於上述基板上描繪圖案，且具備：第2光源裝置，其射出波長與來自上述第1光源裝置之上述光束不同之測量光；描繪單元，其具有光束掃描部及反射光檢測部，該光束掃描部包含使上述光束及上述測量光偏向，並使上述光束及上述測量光於上述基板上進行掃描之偏向構件，該反射光檢測部係透過上述光束掃描部之上述偏向構件而對上述測量光被投射至上述基板時產生之反射光進行光電檢測；及測量部，其係根據自上述反射光檢測部輸出之檢測訊號，測量與利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之上述基板上之位置及形狀的至少一者相關之資訊。
  17. 如申請專利範圍第16項之圖案描繪裝置，其進而具備對準系統，該對準系統係檢測以與上述基板上所形成之上述第1圖案固定之位置關係形成於上述基板上之對準用標記，且根據上述標記之檢測位置，於利用上述光束之掃描之上述第2圖案之描繪之前推斷應重新描繪之第2圖案與上述第1圖案之相對之位置誤差。
  18. 如申請專利範圍第17項之圖案描繪裝置，其進而具備光束強度調變部，該光束強度調變部係以於藉由上述光束 掃描部進行上述光束之掃描之期間，於形成有上述第1圖案之上述基板上描繪上述第2圖案之方式，根據上述第2圖案之圖案資訊而控制上述光束之強度調變，上述光束強度調變部係以減少藉由上述對準系統推斷之上述相對之位置誤差之方式，修正根據上述第2圖案之上述圖案資訊之上述光束之描繪位置，上述測量部係將與上述所測量出之上述第1圖案之位置相關之資訊和藉由上述光束強度調變部修正描繪位置而描繪之上述第2圖案之位置加以比較，求出上述第1圖案與上述第2圖案之相對之殘留位置誤差。
  19. 如申請專利範圍第16項之圖案描繪裝置，其進而具備：光束強度調變部，其係以於藉由上述光束掃描部進行上述光束之掃描之期間，於形成有上述第1圖案之上述基板上描繪應重新描繪之第2圖案之方式，根據上述第2圖案之上述圖案資訊而控制上述光束之強度調變；及修正部，係根據上述測量部之測量結果而修正應描繪之上述第2圖案之描繪狀態。
  20. 如申請專利範圍第16至19項中任一項之圖案描繪裝置，其中，上述光束掃描部係擇一進行上述光束之掃描與上述測量光之掃描。
  21. 如申請專利範圍第16至19項中任一項之圖案描繪裝置，其中，具備基板搬送機構，該基板搬送機構係將沿與上述主掃描方向交叉之方向為長條之上述基板朝沿著上述長條方向之副掃描方向以既定之 速度進行搬送，上述光束掃描部係一面將上述光束與上述測量光以於上述副掃描方向上於上述基板上以既定間隔偏移之方式投射，一面於上述基板上同時或以固定之時間差進行上述光束與上述測量光之掃描。
  22. 如申請專利範圍第16至21項中任一項之圖案描繪裝置，其中，上述偏向構件係旋轉多面鏡或擺動反射鏡，上述光束掃描部具備掃描用透鏡系統，該掃描用透鏡系統係藉由上述旋轉多面鏡或上述擺動反射鏡而偏向之上述光束及上述測量光入射，以遠心之狀態將上述光束投射至上述基板上。
  23. 如申請專利範圍第16至22項中任一項之圖案描繪裝置，其中，為了於形成在上述基板之表面之感光層描繪上述圖案，來自上述第1光源裝置之上述光束被設定為相對於上述感光層具有既定之感度之波長，來自上述第2光源裝置之上述測量光被設定為相對於上述感光層為非感光性或低感度之波長。
  24. 一種圖案描繪方法，其係一面根據圖案資訊對來自光源裝置之光束進行強度調變，一面將上述光束投射至基板並進行相對掃描，藉此於上述基板上描繪圖案；且包含以下步驟：使波長與上述光束不同之測量光及上述光束偏向，並使上述光束及上述測量光對上述基板進行相對掃描；將已偏向之上述光束及上述測量光以遠心之狀態投射至上述基板；對投射至上述基板之上述測量光之反射光進行光電檢測；及根據經光電檢測之檢測訊號，測量利用既定材料預先形成於上述基 板上之第1圖案之上述基板上之位置及形狀的至少一者。
  25. 如申請專利範圍第24項之圖案描繪方法，其包含以下步驟：以於進行上述光束之掃描之期間，於形成有上述第1圖案之上述基板上描繪應重新描繪之第2圖案之方式，根據上述第2圖案之圖案資訊而對上述光束進行強度調變；及根據第1圖案之上述基板上之位置及形狀之至少1個測量結果，而修正應描繪之上述第2圖案之描繪狀態。
  26. 如申請專利範圍第24或25項之圖案描繪方法，其包含以下步驟：於將搬送上述基板之方向設為副掃描方向且將與上述副掃描方向交叉之方向設為主掃描方向時，上述光束及上述測量光之相對掃描，係一面將上述片狀基板沿上述副掃描方向搬送，一面使上述光束及上述測量光朝上述主掃描方向偏向，將使上述光束朝上述主掃描方向偏向之上述副掃描方向之位置與使上述測量光朝上述主掃描方向偏向之上述副掃描方向之位置沿上述副掃描方向隔開既定間隔地配置。
  27. 如申請專利範圍第24至26項中任一項之圖案描繪方法，其中，於上述基板之表面形成有感光層，上述光束被設定為相對於上述感光層具有既定之感度之波長，上述測量光被設定為相對於上述感光層為非感光性或低感度之波長。
  28. 一種圖案描繪裝置，其係將已根據圖案資訊進行強度變化之描繪光束投射至基板上，並於上述基板上描繪新圖案，且具備：光束掃描部，其係藉由使上述描繪光束偏向之偏向構件，而使上述 描繪光束於上述基板上進行掃描；第1光檢測部，其係對上述描繪光束被投射至利用既定材料預先形成於上述基板上之第1圖案之至少一部分時產生之反射光進行光電檢測；測量光束送光系統，其係以透過上述光束掃描部而使波長與上述描繪光束不同之測量光束於上述基板上進行掃描之方式，將上述測量光束引導至上述偏向構件；第2光檢測部，其係對上述測量光束被投射至上述基板上之上述第1圖案之至少一部分時產生之反射光進行光電檢測；及控制部，其係根據自上述第1光檢測部與上述第2光檢測部之至少一者輸出之訊號，控制藉由上述描繪光束而描繪於上述基板上之上述新圖案之位置。
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