TWI770062B

TWI770062B - 光束掃描裝置及圖案描繪裝置

Info

Publication number: TWI770062B
Application number: TW106133272A
Authority: TW
Inventors: 加藤正紀; 鬼頭義昭
Original assignee: 日商尼康股份有限公司
Priority date: 2016-09-29
Filing date: 2017-09-28
Publication date: 2022-07-11
Also published as: CN109804314B; TW201827936A; JPWO2018061633A1; WO2018061633A1; JP7056572B2; KR102456403B1; KR20190053950A; CN109804314A

Abstract

本發明之描繪單元(Un)具備具有折射能力之fθ透鏡系統(FT)，且以與多面鏡(PM)之反射面(RP)之角度變化相應的掃描速度使點光(SP)進行掃描，該fθ透鏡系統(FT)使經角度可變之多面鏡(PM)之反射面(RP)偏向之加工用光束(LBn)入射，並使加工用光束(LBn)於基板P聚光為點光(SP)。描繪單元(Un)具備：光電轉換元件(DTo)，其接收朝向多面鏡(PM)之反射面(RP)投射之原點檢測用雷射光束(Bga)之反射光束(Bgb)，並輸出表示多面鏡(PM)之反射面(RP)成為既定角度之時間點之原點訊號(SZn)；及透鏡系統(GLb)，其被設定為較fθ透鏡系統(FT)之折射能力低之折射能力，且使反射光束(Bgb)於光電轉換元件(DTo)聚光為點光(SPr)。

Description

光束掃描裝置及圖案描繪裝置

本發明係關於一種使照射至對象物之被照射面上之光束之點光進行掃描之光束掃描裝置、及使用此種光束掃描裝置描繪曝光既定之圖案之圖案描繪裝置。

以往，已知例如使用如日本特開2005-262260號公報之雷射加工裝置(光掃描裝置)來實現如下操作，即，將雷射光束之點光投射至被照射體(加工對象物)，且一面藉由掃描反射鏡(多面鏡)使點光於一維方向上進行主掃描，一面使被照射體於與主掃描線方向正交之副掃描方向上移動，而於被照射體上形成所期望之圖案或圖像(文字、圖形等)。

於日本特開2005-262260號公報中揭示有設置如下構件：檢流計鏡，其使來自振盪器1之雷射光反射並對照射至被加工物之雷射光於被加工物上之照射位置在Y方向(副掃描方向)上進行修正；多面鏡，其將由檢流計鏡反射之雷射光反射並使其於被加工物上在X方向(主掃描方向)上進行掃描；fθ透鏡，其使由檢流計鏡反射之雷射光聚光於被加工物上；及控制部，其應對雷射光通過fθ透鏡時產生之畸變像差，以修正雷射光於被加工物上之Y方向之照射位置誤差的方式控制檢流計鏡之反射角度，並且以修正雷射光於被加工物上之X方向之照射位置誤差的方式控制利用振盪器所產生之雷射光之脈衝振盪間隔。進而，於日本特開2005-262260號公報之圖8中表示設置雷射光源及檢測器，並基於端部檢測訊號而如日本特開2005-262260號公報之圖9所示般控制振盪器之脈衝振盪之時序的構成，該雷射光源出射用以於多面鏡之旋轉中檢測多面鏡之各反射面之端部的檢測雷射光，該檢測器接收於多面鏡之各反射面之端部反射之檢測雷射光的反射光並產生端部檢測訊號。

就如日本特開2005-262260號公報般之使用多面鏡之雷射加工裝置(光束掃描裝置)而言，使多面鏡之旋轉越高速，則越可縮短被加工物之加工處理時間，而可提高生產性。然而，有使多面鏡之旋轉越高速，則主掃描方向上之加工位置之偏差越明顯之情況。

本發明之第1態樣係一種光束掃描裝置，其具備具有折射能力之掃描用光學系統，該掃描用光學系統係使經角度可變之掃描構件之反射面偏向之加工用光束入射，並使上述加工用光束於被照射體聚光為光點，且該光束掃描裝置具備：光電檢測器，其接收朝向上述掃描構件之反射面投射之原點檢測用光束之反射光束，並輸出表示上述掃描構件之反射面成為既定角度之時間點之原點訊號；及聚光光學系統，其被設定為較上述掃描用光學系統之折射能力低之折射能力，且使上述反射光束於上述光電檢測器聚光為光點。

本發明之第2態樣係一種光束掃描裝置，其具備具有折射能力之掃描用光學系統，該掃描用光學系統係使經角度可變之掃描構件之反射面偏向之加工用光束入射，並使上述加工用光束於被照射體聚光為光點，且該光束掃描裝置具備：光電檢測器，其接收朝向上述掃描構件之反射面投射之原點檢測用光束之反射光束，並輸出表示上述掃描構件之反射面成為既定角度之時間點之原點訊號；及光學構件，其使於上述光電檢測器上進行掃描之上述原點檢測用光束之反射光束的掃描速度快於上述加工用光束之光點於上述被照射體上的掃描速度。

本發明之第3態樣係一種圖案描繪裝置，其具備使經角度可變之掃描構件之反射面偏向之描繪用光束入射，並使上述描繪用光束於基板聚光為光點的具有折射能力之掃描用光學系統，且一面以與上述掃描構件之反射面之角度變化相應之速度使上述光點進行掃描，一面將上述描繪用光束之強度根據圖案進行調變，而於上述基板描繪圖案，且具備：光電檢測器，其接收朝向上述掃描構件之反射面投射之原點檢測用光束之反射光束，並輸出表示上述掃描構件之反射面成為既定角度之時間點之原點訊號；及聚光光學系統，其被設定為較上述掃描用光學系統之折射能力低之折射能力，且使上述反射光束於上述光電檢測器聚光為光點。

本發明之第4態樣係一種圖案描繪裝置，其具備使經角度可變之掃描構件之反射面偏向之描繪用光束入射，並使上述描繪用光束於基板聚光為光點的具有折射能力之掃描用光學系統，且一面以與上述掃描構件之反射面之角度變化相應之速度使上述光點進行掃描，一面將上述描繪用光束之強度根據圖案進行調變，而於上述基板描繪圖案，且具備：光電檢測器，其接收朝向上述掃描構件之反射面投射之原點檢測用光束之反射光束，並輸出表示上述掃描構件之反射面成為既定角度之時間點之原點訊號；及光學構件，其使於上述光電檢測器上進行掃描之上述原點檢測用光束之反射光束的掃描速度快於上述描繪用光束之光點於上述基板上的掃描速度。

60a‧‧‧光束送光部

60b‧‧‧光束受光部

200‧‧‧描繪控制裝置

AH、AX1、AXb、AXf、AXh‧‧‧光軸

APx、AXp‧‧‧旋轉軸

Aw‧‧‧箭頭

AXo‧‧‧中心軸

Bga‧‧‧雷射光束

Bgb、Bgb'‧‧‧反射光束

Bgc、Bgd、LB、LB1~LB6、LBn、Ldf‧‧‧光束

BS1‧‧‧偏振分光鏡

CLK‧‧‧時脈訊號

CYa‧‧‧第1柱面透鏡

CYb‧‧‧第2柱面透鏡

DF1~DF6、DFn‧‧‧驅動訊號

DR‧‧‧旋轉筒

DTc‧‧‧光檢測器

DTo‧‧‧光電轉換元件

EX‧‧‧曝光裝置(圖案描繪裝置)

Fgs、fo‧‧‧焦點距離

FT‧‧‧fθ透鏡系統(描繪用掃描透鏡)

Ga‧‧‧聚光透鏡

Gb、Gc‧‧‧準直透鏡

GLa、GLb、GLe、GLu‧‧‧透鏡系統

GLd‧‧‧柱面透鏡(聚光光學系統)

GPL‧‧‧繞射光柵板

GVM‧‧‧檢流計鏡(掃描構件)

IC1、IC2‧‧‧電流放大部

IC3‧‧‧比較器部

IMn、IM1~IM6‧‧‧入射鏡

LBnz‧‧‧0次光束

LDo‧‧‧半導體雷射光源

Le1、Le2‧‧‧主光線

Lpt‧‧‧光路

LS‧‧‧光源裝置(脈衝光源裝置)

Lxa‧‧‧最大掃描範圍

M1~M12、M20~M24、M20a、M23'、Mb、Mh、Mh1、Mh2、MRa‧‧‧反射鏡

Mcc‧‧‧旋轉基準標記

OS1~OS6、OSn‧‧‧選擇用光學元件

P‧‧‧基板(被照射體)

PD1、PD2‧‧‧受光面

Pdr、Ps‧‧‧面

PM‧‧‧多面鏡

RM‧‧‧旋轉馬達

RP、RPa~RPh、RPa'‧‧‧反射面

SDn‧‧‧描繪資料

SJ‧‧‧控制資訊

SL1~SL6、SLn‧‧‧描繪線

SP、SPr、SPz‧‧‧點光

SPr'‧‧‧點光之像

STa、STb‧‧‧輸出訊號

SZ1~SZ6、SZn、SZn(a)1~SZn(a)7‧‧‧原點訊號

TDa~TDh‧‧‧轉動時間

Tog、Tog1、Tog2‧‧‧原點時刻

TR‧‧‧吸收體

U1~U6、Un‧‧‧描繪單元

Vh‧‧‧速度

Vref‧‧‧偏移電壓(基準電壓)

X、Y、Z‧‧‧方向

△Te‧‧‧偏差量

△Tm1~△Tm7、△Tma~△Tmh‧‧‧原點間隔時間

△to‧‧‧延遲時間

△Yw‧‧‧範圍

△ε‧‧‧角度

圖1係表示對第1實施形態之基板實施曝光處理之曝光裝置的概略構成之立體圖。

圖2係圖1所示之描繪單元之具體之構成圖。

圖3係於XY面內觀察圖2所示之描繪單元內之多面鏡、fθ透鏡系統、及構成原點感測器之光束受光部等之配置而得之圖。

圖4係將圖2、圖3所示之光束送光部與光束受光部之配置簡化而表示之圖。

圖5係表示圖3或圖4所示之光電轉換元件之詳細構成之圖。

圖6係表示光束切換部之概略構成之圖，該光束切換部包含用以將來自光源裝置之光束選擇性地分配至6個描繪單元中之任一者之選擇用光學元件。

圖7係表示選擇用光學元件及入射鏡周圍之具體構成之圖。

圖8係圖3或圖4所示之8面之多面鏡之俯視圖。

圖9係說明測量原點訊號之產生時序之再現性(偏差)之方法的圖。

圖10係示意性地表示預測由多面鏡之速度變動所致之時間誤差量之方法的圖。

圖11係表示於既定之條件下，利用如圖9之方法實測與多面鏡之反射面之各者對應地產生的原點訊號之再現性而得之結果之圖。

圖12係表示於與圖11不同之條件下，利用如圖9之方法實測與多面鏡之反射面之各者對應地產生的原點訊號之再現性而得之結果之圖。

圖13係表示變更圖3所示之第1實施形態之原點感測器(光束送光部與光束受光部)之配置所得的變形例之圖。

圖14係表示將圖3所示之第1實施形態之原點感測器之光束受光部的透鏡系統置換為凹面反射鏡而得之變形例之圖。

圖15係表示將圖3所示之第1實施形態之原點感測器之光束受光部的透鏡系統置換為柱面透鏡而得之變化之圖。

圖16係表示第2實施形態之描繪單元之一部分之構成的圖。

圖17係表示於藉由多面鏡之1個反射面使光束進行掃描時，由描繪控制裝置進行選擇控制之選擇用光學元件之驅動訊號之狀態、此時自光源裝置輸出之光束之脈衝振盪之狀態、及自圖16所示之光電轉換元件輸出之原點訊號之狀態的時序圖。

圖18係表示第2實施形態之變形例1之光束受光部之構成的圖。

圖19係表示第3實施形態之描繪單元之一部分之構成的圖。

圖20係表示第4實施形態之描繪單元之一部分之構成的圖。

圖21係表示第5實施形態之原點感測器(光束送光部、光束受光部)之構成的圖。

圖22係表示代替多面鏡而使用檢流計鏡之情形時之描繪單元的構成之一部分之圖。

關於本發明之態樣之光束掃描裝置及圖案描繪裝置，舉出較佳之實施形態，一面參照隨附圖式，一面於下文詳細地進行說明。再者，本發明之態樣並不限定於該等實施形態，亦包含添加有多種變更或改良者。即，以下所記載之構成要素中包含業者能夠容易地假設者及實質上相同者，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進行構成要素之各種省略、置換或變更。

[第1實施形態]

圖1係表示對第1實施形態之基板(被照射體)P實施曝光處理之曝光裝置(圖案描繪裝置)EX的概略構成之立體圖。再者，於以下之說明中，只要未特別說明，則設定以重力方向為Z方向之XYZ正交座標系，並按照圖中所示之箭頭說明X方向、Y方向、及Z方向。

曝光裝置EX係對基板P實施既定之處理(曝光處理等)而製造電子元件之元件製造系統中所使用的基板處理裝置。元件製造系統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、或軟性感測器等之生產線的製造系統。以下，作為電子元件以軟性顯示器為前提進行說明。作為軟性顯示器，有例如有機EL顯示器、液晶顯示器等。元件製造系統具有所謂之輥對輥(Roll To Roll)方式之生產方式，即，自將軟性(可撓性)之片狀之基板(薄片基板)P捲成輥狀之未圖示之供給輥送出基板P，且對所送出之基板P連續地實施各種處理之後，利用未圖示之回收輥捲取各種處理後之基板P。因此，各種處理後之基板P成為複數個元件(顯示面板)以於基板P之搬送方向上相連之狀態排列之多倒角用之基板。自供給輥搬送之基板P依序通過前步驟之製程裝置、曝光裝置EX、及後步驟之製程裝置而被實施各種處理，且被回收輥捲取。基板P具有基板P之移動方向(搬送方向)成為長邊方向(長條方向)，寬度方向成為短邊方向(短條方向)之帶狀之形狀。

基板P係使用例如樹脂膜、或者由不鏽鋼等金屬或合金構成之箔(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-乙烯酯共聚物樹脂、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。又，基板P之厚度或剛性(楊氏模數)只要為如於通過元件製造系統或曝光裝置EX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之範圍便可。作為基板P之母材，厚度為25μm~200μm左右之PET(聚對苯二甲酸乙二酯)或PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等之膜係較佳之薄片基板之代表。

基板P有於在元件製造系統內實施之各處理中受熱之情況，故而較佳為選定熱膨脹係數不太大之材質之基板P。例如可藉由將無機填料混合於樹脂膜而抑制熱膨脹係數。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可為利用浮製法等製造之厚度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、箔等而成之積層體。

此外，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切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、或濕度等環境等而變化。總之，只要於在設置於元件製造系統(曝光裝置EX)內之搬送路徑之各種搬送用滾筒、旋轉筒等之搬送方向轉換用之構件正確地捲繞有基板P之情形時，可不屈曲而帶有折痕或破損(產生破碎或裂紋)地順利搬送基板P，便可稱為可撓性之範圍。

前步驟之製程裝置(包含單一處理部或複數個處理部)係一面將自供給輥送來之基板P朝向曝光裝置EX以既定之速度沿著長條方向搬送，一面對搬送至曝光裝置EX之基板P進行前步驟之處理。藉由該前步驟之處理，搬送至曝光裝置EX之基板P成為於其表面形成有感光性功能層(光感應層)之基板(感光基板)。

該感光性功能層係藉由以溶液之形式塗佈於基板P上且進行乾燥而成為層(膜)。感光性功能層之代表者為光阻劑(液狀或乾燥膜狀)，但作為無需顯影處理之材料，有受到紫外線之照射之部分之親液/撥液性被改質之感光性矽烷偶合劑(SAM)、或於受到紫外線之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層之情形時，於基板P上之經紫外線曝光之圖案部分顯露鍍覆還原基。因此，曝光後，將基板P直接於包含鈀離子等之鍍覆液中浸漬固定時間，藉此形成(析出)鈀之圖案層。此種鍍覆處理係加成(additive)之製程，但此外，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宜為將母材設為PET或PEN，並於其表面全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成者。

曝光裝置(處理裝置)EX係一面將自前步驟之製程裝置搬送來之基板P朝後步驟之製程裝置(包含單一處理部或複數個處理部)以既定之速度進行搬送，一面對基板P進行曝光處理之處理裝置。曝光裝置EX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)。

於本實施形態中，曝光裝置EX係如圖1所示般未使用光罩之直描方式之曝光裝置、即所謂之光點掃描方式之曝光裝置(描繪裝置)。曝光裝置EX具備：旋轉筒DR，其為實現副掃描而對基板P予以支持並於長條方向上進行搬送；及複數個(此處為6個)描繪單元Un(U1~U6)，其等對利用旋轉筒DR呈圓筒面狀予以支持之基板P之每個部分進行圖案曝光；複數個描繪單元Un(U1~U6)之各者一面使曝光用之脈衝狀之光束LB(脈衝光束)之點光SP於基板P之被照射面(感光面)上在既定之掃描方向(Y方向)上利用多面鏡(掃描構件)一維地進行掃描(主掃描)，一面根據圖案資料(描繪資料、圖案資訊)高速地調變(接通/斷開)點光SP之強度。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之副掃描及點光SP之主掃描使點光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，由於基板P被沿著長條方向搬送，故而藉由曝光裝置EX曝光圖案之被曝光區域係沿著基板P之長條方向隔開既定之間隔而設置有複數個。由於在該被曝光區域形成有電子元件，被曝光區域亦為元件形成區域。

如圖1所示，旋轉筒DR具有於Y方向上延伸並且於與重力起作用之方向交叉之方向上延伸之中心軸AXo、及自中心軸AXo起為固定半徑之圓筒狀之外周面。旋轉筒DR一面沿著該外周面(圓周面)將基板P之一部分於長條方向上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朝長條方向搬送。旋轉筒DR利用其外周面對被投射來自複數個描繪單元Un(U1~U6)之各者之光束LB(點光SP)之基板P上的區域(部分)予以支持。旋轉筒DR自與形成電子元件之面(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。再者，於旋轉筒DR之Y方向之兩側，設置有以使旋轉筒DR繞中心軸AXo旋轉之方式由軸承支持之未圖示之軸。對該軸賦予來自未圖示之旋轉驅動源(例如馬達或減速機構等)之旋轉轉矩，旋轉筒DR繞中心軸AXo以固定之旋轉速度旋轉。

光源裝置(脈衝光源裝置)LS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為具有對基板P之感光層之感度且於370nm以下之波長頻帶具有峰值波長之紫外線光。光源裝置LS按照文中未圖示之描繪控制裝置之控制，以頻率(振盪頻率、既定頻率)Fa發出並射出脈衝狀之光束LB。該光源裝置LS係設為光纖放大雷射光源，其係由產生紅外波長區域之脈衝光之半導體雷射元件、光纖放大器、及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的波長轉換元件(諧波產生元件)等構成。藉由如此構成光源裝置LS，可獲得振盪頻率Fa為數百MHz且1脈衝光之發光時間為數十微微秒以下之高亮度之紫外線之脈衝光。再者，自光源裝置LS射出之光束LB成為光束徑為1mm左右或其以下之較細之平行光束。關於將光源裝置LS設為光纖放大雷射光源並根據構成描繪資料之像素之狀態(以邏輯值計為「0」或「1」)使光束LB之脈衝產生高速地接通/斷開之構成，揭示於國際公開公報第2015/166910號中。

自光源裝置LS射出之光束LB係透過光束切換部而選擇性(擇一性)地供給至描繪單元Un(U1~U6)之各者，該光束切換部係由作為複數個開關元件之選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)、複數個反射鏡M1~M12、複數個入射鏡IMn(IM1~IM6)、及吸收體TR等構成。選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)係對光束LB具有透過性，且由聲光調變元件(AOM：Acousto-Optic Modulator)構成，該聲光調變元件係由超音波訊號驅動，使入射之光束LB之1次繞射光以既定之角度偏向地射出。複數個選擇用光學元件OSn及複數個入射鏡IMn係對應於複數個描繪單元Un之各者而設置。例如，選擇用光學元件OS1與入射鏡IM1係對應於描繪單元U1而設置，同樣地，選擇用光學元件OS2~OS6及入射鏡IM2~IM6係分別對應於描繪單元U2~U6而設置。

來自光源裝置LS之光束LB係藉由反射鏡M1~M12使其光路彎曲成曲折狀地被引導至吸收體TR。以下，於選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)均為斷開狀態(未施加有超音波訊號，而未產生1次繞射光之狀態)之情形時進行詳細敍述。再者，圖1中雖省略圖示，但於自反射鏡M1至吸收體TR為止之光束光路中設置有複數個透鏡，該等複數個透鏡係將光束LB自平行光束收斂或使收斂後發散之光束LB恢復為平行光束。該構成將於下文使用圖4進行說明。

於圖1中，來自光源裝置LS之光束LB與X軸平行地朝-X方向行進並入射至反射鏡M1。由反射鏡M1朝-Y方向反射之光束LB入射至反射鏡M2。由反射鏡M2朝+X方向反射之光束LB直接透過選擇用光學元件OS5並到達反射鏡M3。由反射鏡M3朝-Y方向反射之光束LB入射至反射鏡M4。由反射鏡M4朝-X方向反射之光束LB直接透過選擇用光學元件OS6並到達反射鏡M5。由反射鏡M5朝-Y方向反射之光束LB入射至反射鏡M6。由反射鏡M6朝+X方向反射之光束LB直接透過選擇用光學元件OS3並到達反射鏡M7。由反射鏡M7朝-Y方向反射之光束LB入射至反射鏡M8。由反射鏡M8朝-X方向反射之光束LB直接透過選擇用光學元件OS4並到達反射鏡M9。由反射鏡M9朝-Y方向反射之光束LB入射至反射鏡M10。由反射鏡M10朝+X方向反射之光束LB直接透過選擇用光學元件OS1並到達反射鏡M11。由反射鏡M11朝-Y方向反射之光束LB入射至反射鏡M12。由反射鏡M12朝-X方向反射之光束LB直接透過選擇用光學元件OS2並被引導至吸收體TR。該吸收體TR係為抑制光束LB之向外部之洩漏而吸收光束LB之光陷阱。

各選擇用光學元件OSn係當被施加超音波訊號(高頻訊號)時，產生使入射之光束(0次光)LB以與高頻之頻率相應之繞射角繞射而得之1次繞射光作為射出光束(光束LBn)。因此，自選擇用光學元件OS1作為1次繞射光射出之光束成為LB1，同樣地，自選擇用光學元件OS2~OS6作為1次繞射光射出之光束成為LB2~LB6。如此，各選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)發揮使來自光源裝置LS之光束LB之光路偏向之功能。但，實際之聲光調變元件由於1次繞射光之產生效率為0次光之80%左右，故而藉由選擇用光學元件OSn之各者而偏向之光束LBn(LB1~LB6)較原本之光束LB之強度降低。又，於本實施形態中，以選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)中之被選擇之一者以僅有固定時間成為接通狀態之方式，藉由未圖示之描繪控制裝置進行控制。於被選擇之1個選擇用光學元件OSn為接通狀態時，未藉由該選擇用光學元件OSn進行繞射而直行之0次光殘存20%左右，但其最終會被吸收體TR吸收。

選擇用光學元件OSn之各者係以使作為經偏向之1次繞射光之光束LBn(LB1~LB6)相對於入射之光束LB朝-Z方向偏向之方式設置。藉由選擇用光學元件OSn之各者而偏向並射出之光束LBn(LB1~LB6)被投射至設置於與選擇用光學元件OSn之各者隔開既定距離之位置的入射鏡IMn(IM1~IM6)。各入射鏡IMn藉由將入射之光束LBn(LB1~LB6)朝-Z方向反射，而將光束LBn(LB1~LB6)引導至各自對應之描繪單元Un(U1~U6)。

亦可使用各選擇用光學元件OSn之構成、功能、作用等相同者。複數個選擇用光學元件OSn之各者係按照來自描繪控制裝置之驅動訊號(超音波訊號)之接通/斷開，將使入射之光束LB繞射之繞射光之產生接通/斷開。例如，選擇用光學元件OS5於未被施加來自描繪控制裝置之驅動訊號(高頻訊號)而為斷開狀態時，使所入射之來自光源裝置LS之光束LB不繞射地透過。因此，透過選擇用光學元件OS5之光束LB入射至反射鏡M3。另一方面，於選擇用光學元件OS5為接通狀態時，使所入射之光束LB繞射並朝向入射鏡IM5。即，根據該驅動訊號之接通/斷開而控制利用選擇用光學元件OS5所進行之切換(光束選擇)動作。如此，藉由各選擇用光學元件OSn之切換動作，可將來自光源裝置LS之光束LB引導至任一個描繪單元Un，且可切換光束LBn所入射之描繪單元Un。如此，關於相對於來自光源裝置LS之光束LB串聯(串列)地配置複數個選擇用光學元件OSn並向對應之描繪單元Un分時地供給光束LBn之構成，揭示於國際公開公報第2015/166910號中。

構成光束切換部之選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)之各者以固定時間成為接通狀態之順序例如預先決定為OS1→OS2→OS3→OS4→OS5→OS6→OS1→…。該順序係根據對描繪單元Un(U1~U6)之各者設定之利用點光之掃描開始時序的順序而決定。即，於本實施形態中，使設置於6個描繪單元U1~U6之各者之多面鏡之旋轉速度同步，並且使旋轉角度之相位亦同步，藉此，描繪單元U1~U6中之任一者之多面鏡之1個反射面能以於基板P上進行1次光點掃描方式分時地切換。因此，只要描繪單元Un之各者之多面鏡之旋轉角度的相位為以既定之關係同步之狀態，則描繪單元Un之光點掃描之順序可為任意。於圖1之構成中，在基板P之搬送方向(旋轉筒DR之外周面於圓周方向上移動之方向)之上游側，3個描繪單元U1、U3、U5在Y方向上排列地配置，在基板P之搬送方向之下游側，3個描繪單元U2、U4、U6在Y方向上排列地配置。

於此情形時，向基板P之圖案描繪係自上游側之第奇數個描繪單元U1、U3、U5開始，且基板P被搬送固定長度後，下游側之第偶數個描繪單元U2、U4、U6亦開始圖案描繪，故而可將描繪單元Un之光點掃描之順序設定為U1→U3→U5→U2→U4→U6→U1→…。因此，選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)之各者以固定時間成為接通狀態之順序被決定為OS1→OS3→OS5→OS2→OS4→OS6→OS1→…。再者，即便於與沒有須描繪之圖案之描繪單元Un對應之選擇用光學元件OSn成為接通狀態之順序時，亦可基於描繪資料而進行選擇用光學元件OSn之接通/斷開切換控制，藉此，可強制性地維持於斷開狀態，因此不會進行利用該描繪單元Un之光點掃描。

如圖1所示，於描繪單元U1~U6之各者，設置有用以使所入射之光束LB1~LB6進行主掃描之多面鏡PM。於本實施形態中，各描繪單元Un之多面鏡PM之各者被以如下方式進行同步控制，即，一面以相同之旋轉速度精密地旋轉，一面相互保持固定之旋轉角度相位。藉此，能以互不重複之方式設定自描繪單元U1~U6之各者投射至基板P之光束LB1~LB6之各者之主掃描的時序(點光SP之主掃描期間)。因此，藉由與6個多面鏡PM之各者之旋轉角度位置同步地控制設置於光束切換部之選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)之各者之接通/斷開切換，可實現將來自光源裝置LS之光束LB分時地分配至複數個描繪單元Un之各者之有效率之曝光處理。

關於6個多面鏡PM之各者之旋轉角度之相位對準與選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)之各者之接通/斷開切換時序的同步控制，揭示於國際公開公報第2015/166910號中，但於8面多面鏡PM之情形時，關於掃描效率，由於係相應於1個反射面之旋轉角度(45度)中之1/3左右對應於描繪線SLn上之點光SP之1次掃描，故而以如下方式控制選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)之各者之接通/斷開切換，即，使6個多面鏡PM相對地令旋轉角度之相位各偏移15度而旋轉，並且將各多面鏡PM之8個反射面跳過一面而使光束LBn進行掃描。如此，關於將多面鏡PM之反射面跳過一面而使用之描繪方式，亦揭示於國際公開公報第2015/166910號中。

如圖1所示，曝光裝置EX成為排列有相同構成之複數個描繪單元Un(U1~U6)之所謂多讀頭型之直描曝光方式。描繪單元Un之各者對由旋轉筒DR之外周面(圓周面)支持之基板P之於Y方向上經劃分之每個局部區域描繪圖案。各描繪單元Un(U1~U6)一面將來自光束切換部之光束LBn投射至基板P上(基板P之被照射面上)，一面使光束LBn聚光(收斂)於基板P上。藉此，投射至基板P上之光束LBn(LB1~LB6)成為點光SP。又，藉由各描繪單元Un之多面鏡PM之旋轉，而使投射至基板P上之光束LBn(LB1~LB6)之點光SP於主掃描方向(Y方向)上進行掃描。藉由該點光SP之掃描，而於基板P上規定出用於描繪1行量之圖案之線性之描繪線(掃描線)SLn(再者，n=1、2、…、6)。描繪線SLn亦為光束LBn之點光SP之基板P上之掃描軌跡。

描繪單元U1使點光SP沿著描繪線SL1進行掃描，同樣地，描繪單元U2~U6使點光SP沿著描繪線SL2~SL6進行掃描。如圖1所示，複數個描繪單元Un(U1~U6)之描繪線SLn(SL1~SL6)係隔著包含旋轉筒DR之中心軸AXo且與YZ面平行之中心面，於旋轉筒DR之圓周方向上呈2行錯位排列地配置。第奇數個描繪線SL1、SL3、SL5位於相對於中心面為基板P之搬送方向之上游側(-X方向側)之基板P的被照射面上，且沿著Y方向隔開既定之間隔配置成1行。第偶數個描繪線SL2、SL4、SL6位於相對於中心面為基板P之搬送方向之下游側(+X方向側)之基板P的被照射面上，且沿著Y方向隔開既定之間隔配置成1行。因此，複數個描繪單元Un(U1~U6)亦隔著中心面於基板P之搬送方向上呈2行錯位排列地配置，若於XZ平面內觀察，則第奇數個描繪單元U1、U3、U5與第偶數個描繪單元U2、U4、U6相對於中心面對稱地設置。

設定為於X方向(基板P之搬送方向)上第奇數個描繪線SL1、SL3、SL5與第偶數個描繪線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)上未相互分離地接合。描繪線SL1~SL6與基板P之寬度方向、即旋轉筒DR之中心軸AXo大致平行。再者，使描繪線SLn於Y方向上接合意味著如使描繪線SLn之端部彼此之Y方向之位置鄰接或局部重複的關係。於使描繪線SLn之端部彼此重複之情形時，例如宜在相對於各描繪線SLn之長度而言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。

如此，複數個描繪單元Un(U1~U6)以全部覆蓋基板P上之曝光區域之寬度方向之尺寸之方式分擔Y方向之掃描區域(主掃描範圍之劃分)。例如，若將1個描繪單元Un之Y方向之主掃描範圍(描繪線SLn之長度)設為30~60mm左右，則藉由於Y方向上配置共計6個描繪單元U1~U6，而將可描繪之曝光區域之Y方向之寬度擴寬至180~360mm左右。再者，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之點光SP之掃描距離原則上設為相同。

於本實施形態之情形時，當來自光源裝置LS之光束LB為發光時間為數十微微秒以下之脈衝光時，於主掃描期間投射至描繪線SLn上之點光SP根據光束LB之振盪頻率Fa(例如400MHz)而離散。因此，必須使藉由光束LB之1脈衝光而投射之點光SP與藉由接下來之1脈衝光而投射之點光SP於主掃描方向重疊。該重疊之量係根據點光SP之大小

、點光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。於點光SP之強度分佈以高斯分佈近似之情形時，點光SP之有效大小(直徑)

由成為點光SP之波峰強度之1/e²(或1/2)之強度的寬度尺寸決定。於本實施形態中，以點光SP相對於有效大小(尺寸)

而言重疊

×1/2左右之方式，設定點光SP之掃描速度Vs(多面鏡PM之旋轉速度)及振盪頻率Fa。因此，脈衝狀之點光SP之沿著主掃描方向之投射間隔成為

/2。因此，較理想為以於副掃描方向(與描繪線SLn正交之方向)上，於沿著描繪線SLn之點光SP之1次掃描與下一次掃描之間，基板P亦移動點光SP之有效大小

之大致1/2之距離的方式設定。進而，較理想為於使在Y方向上相鄰之描繪線SLn於主掃描方向上連續之情形時，亦使其重疊

/2。於本實施形態中，將點光SP之大小(尺寸)

設為3~4μm左右。

各描繪單元Un(U1~U6)係以於XZ平面內觀察時，各光束LBn朝向旋轉筒DR之中心軸AXo行進之方式設定。藉此，自各描繪單元Un(U1~U6)朝向基板P行進之光束LBn之光路(光束主光線)於XZ平面與基板P之被照射面之法線平行。又，自各描繪單元Un(U1~U6)照射至描繪線SLn(SL1~SL6)之光束LBn係以相對於呈圓筒面狀彎曲之基板P之表面之描繪線SLn處的切面始終垂直之方式朝向基板P投射。即，於點光SP之主掃描方向上，投射至基板P之光束LBn(LB1~LB6)係以遠心之狀態進行掃描。

圖1所示之描繪單元(光束掃描裝置)Un成為相同構成，故而僅簡單地說明描繪單元U1。描繪單元U1之詳細構成將於下文參照圖2進行說明。描繪單元U1至少具備反射鏡M20~M24、多面鏡PM、及fθ透鏡系統(描繪用掃描透鏡)FT。再者，於圖1中，雖然未圖示，但自光束LB1之行進方向觀察，於多面鏡PM之近前配置有第1柱面透鏡CYa(參照圖2)，於fθ透鏡系統(f-θ透鏡系統)FT之後設置有第2柱面透鏡CYb(參照圖2)。藉由第1柱面透鏡CYa與第2柱面透鏡CYb而修正由多面鏡PM之各反射面之傾斜誤差所致之點光SP(描繪線SL1)之朝副掃描方向之位置變動。

由入射鏡IM1朝-Z方向反射之光束LB1入射至設置於描繪單元U1內之反射鏡M20，於反射鏡M20反射之光束LB1朝-X方向行進並入射至反射鏡M21。利用反射鏡M21朝-Z方向反射之光束LB1入射至反射鏡M22，於反射鏡M22反射之光束LB1朝+X方向行進並入射至反射鏡M23。反射鏡M23將入射之光束 LB1以朝向多面鏡PM之反射面RP於與XY平面平行之面內彎折之方式反射。

多面鏡PM將所入射之光束LB1朝向fθ透鏡系統FT朝+X方向側反射。多面鏡PM為使光束LB1之點光SP於基板P之被照射面上進行掃描，而使入射之光束LB1於與XY平面平行之面內一維地偏向(反射)。具體而言，多面鏡(旋轉多面鏡、可動偏向構件)PM係具有於Z軸方向上延伸之旋轉軸AXp、及形成於旋轉軸AXp之周圍之複數個反射面RP(本實施形態中將反射面RP之數量Np設為8)之旋轉多面鏡。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使光束LB1偏向，使照射至基板P之被照射面上之光束LB1之點光SP沿著主掃描方向(基板P之寬度方向、Y方向)進行掃描。因此，於多面鏡PM旋轉1圈中，點光SP於基板P之被照射面上掃描之描繪線SL1之數量最大為與反射面RP之數量相同之8條。

fθ透鏡系統(掃描系統透鏡、掃描用光學系統)FT係將由多面鏡PM反射之光束LB1投射至反射鏡M24之遠心系統之掃描透鏡。透過fθ透鏡系統FT之光束LB1透過反射鏡M24成為點光SP並投射至基板P上。此時，反射鏡M24係以於XZ平面內光束LB1朝向旋轉筒DR之中心軸AXo行進之方式，將光束LB1朝向基板P反射。光束LB1之朝fθ透鏡系統FT之入射角θ係根據多面鏡PM之旋轉角(θ/2)而變化。fθ透鏡系統FT係透過反射鏡M24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fθ透鏡系統FT之焦點距離設為fo，將像高位置設為yo，則fθ透鏡系統FT被設計成滿足yo=fo×θ之關係(畸變像差)。因此，可藉由該fθ透鏡系統FT而使光束LB1於Y方向上準確地勻速進行掃描。再者，入射至fθ透鏡系統FT之光束LB1藉由多面鏡PM而一維地偏向之面(與XY面平行)成為包含fθ透鏡系統FT之光軸AXf之面。

其次，參照圖2對描繪單元Un(U1~U6)之光學構成進行說明。如圖2所示，於描繪單元Un內，沿著自光束LBn之入射位置至被照射面(基板P)為止之光束LBn之行進方向設置有反射鏡M20、反射鏡M20a、偏振分光鏡BS1、反射鏡M21、反射鏡M22、第1柱面透鏡CYa、反射鏡M23、多面鏡PM、fθ透鏡系統FT、反射鏡M24及第2柱面透鏡CYb。進而，於描繪單元Un內，為檢測描繪單元Un之可開始描繪之時序(點光SP之掃描開始時序)，設置有作為偵測多面鏡PM之各反射面之角度位置之原點感測器(原點檢測器)的光束送光部60a及光束受光部60b。又，於描繪單元Un內設置有光檢測器DTc，該光檢測器DTc用於透過fθ透鏡系統FT、多面鏡PM、及偏振分光鏡BS1等而檢測於基板P之被照射面(或旋轉筒DR之表面)反射之光束LBn之反射光。

入射至描繪單元Un之光束LBn沿著與Z軸平行之光軸AX1朝-Z方向行進，且入射至相對於XY平面傾斜45°之反射鏡M20。於反射鏡M20反射之光束LBn朝向自反射鏡M20朝-X方向遠離之反射鏡M20a並朝-X方向行進。反射鏡M20a相對於YZ平面傾斜45°而配置，且將所入射之光束LBn朝向偏振分光鏡BS1朝-Y方向反射。偏振分光鏡BS1之偏振分離面相對於YZ平面傾斜45°而配置，且將P偏光之光束反射，並使朝與P偏光正交之方向偏光之直線偏光(S偏光)之光束透過。若將入射至描繪單元Un之光束LBn設為P偏光之光束，則偏振分光鏡BS1將來自反射鏡M20a之光束LBn朝-X方向反射並引導至反射鏡M21側。反射鏡M21相對於XY平面傾斜45°而配置，將所入射之光束LBn朝向自反射鏡M21朝-Z方向遠離之反射鏡M22朝-Z方向反射。由反射鏡M21反射之光束LBn入射至反射鏡M22。反射鏡M22相對於XY平面傾斜45°而配置，將所入射之光束LBn朝向反射鏡M23並朝+X方向反射。於反射鏡M22反射之光束LBn透過未圖示之λ/4波長板及柱面透鏡CYa而入射至反射鏡M23。反射鏡M23將所入射之光束LBn朝向多面鏡PM反射。

多面鏡PM將所入射之光束LBn朝向具有與X軸平行之光軸AXf 之fθ透鏡系統FT朝+X方向側反射。多面鏡PM為使光束LBn之點光SP於基板P之被照射面上進行掃描，而使入射之光束LBn於與XY平面平行之面內一維地偏向(反射)。多面鏡PM具有形成於在Z軸方向上延伸之旋轉軸AXp之周圍之複數個反射面(本實施形態中為正八邊形之各邊)，且藉由與旋轉軸AXp同軸之旋轉馬達RM而旋轉。旋轉馬達RM係藉由未圖示之描繪控制裝置而以固定之旋轉速度(例如3萬~4萬rpm左右)旋轉。描繪線SLn(SL1~SL6)之有效長度(例如50mm)被設定為可藉由該多面鏡PM使點光SP進行掃描之最大掃描長度(例如52mm)以下之長度，就初始設定(設計上)而言，於最大掃描長度之中央設定有描繪線SLn之中心點(fθ透鏡系統FT之光軸AXf通過之點)。

柱面透鏡CYa於與利用多面鏡PM之主掃描方向(旋轉方向)正交之副掃描方向(Z方向)上，將所入射之光束LBn收斂於多面鏡PM之反射面上。即，柱面透鏡CYa將光束LBn於多面鏡PM之反射面上收斂成於與XY平面平行之方向上延伸之狹縫狀(長橢圓狀)。藉由母線與Y方向平行之柱面透鏡CYa、及下述柱面透鏡CYb，即便於多面鏡PM之反射面自與Z軸平行之狀態傾斜之情形時，亦可抑制照射至基板P之被照射面上之光束LBn(描繪線SLn)之照射位置於副掃描方向上偏移。

光束LBn之朝fθ透鏡系統FT之入射角θ(相對於光軸AXf之角度)係根據多面鏡PM之旋轉角(θ/2)而變化。於光束LBn之朝fθ透鏡系統FT之入射角θ為0度時，入射至fθ透鏡系統FT之光束LBn沿著光軸AXf上行進。來自fθ透鏡系統FT之光束LBn由反射鏡M24朝-Z方向反射，透過柱面透鏡CYb而朝基板P投射。藉由fθ透鏡系統FT及母線與Y方向平行之柱面透鏡CYb，投射至基板P之光束LBn於基板P之被照射面上收斂成直徑為數μm左右(例如2~3μm)之微小之點光SP。如上所述，於XZ平面內觀察時，入射至描繪單元Un之光束LBn沿著自反射鏡M20至基板P為止呈

字狀彎曲之光路彎折，且朝-Z方向行進並投射至基板P。一面使6個描繪單元U1~U6之各者將光束LB1~LB6之各點光SP於主掃描方向(Y方向)上一維地進行掃描，一面將基板P於長條方向上進行搬送，藉此，利用點光SP將基板P之被照射面相對地進行二維掃描，於基板P上使利用描繪線SL1~SL6之各者所描繪之圖案以於Y方向上接合之狀態曝光。

作為一例，於將描繪線SLn(SL1~SL6)之有效掃描長度LT設為50mm，將點光SP之有效直徑

設為4μm，將來自光源裝置LS之光束LB之脈衝發光之振盪頻率Fa設為400MHz，沿著描繪線SLn(主掃描方向)使點光SP以每次重疊直徑

之1/2之方式脈衝發光之情形時，點光SP之脈衝發光之主掃描方向之間隔於基板P上成為2μm，該間隔對應於振盪頻率Fa之週期Tf(=1/Fa)即2.5nS(1/400MHz)。又，於此情形時，描繪資料上所規定之像素大小Pxy於基板P上被設定為4μm見方，於主掃描方向與副掃描方向之各者以點光SP之2脈衝量曝光1像素。因此，點光SP之主掃描方向之掃描速度Vsp與振盪頻率Fa被設定為Vsp=(

/2)/Tf之關係。另一方面，掃描速度Vsp係基於多面鏡PM之旋轉速度VR(rpm)、有效掃描長度LT、多面鏡PM之反射面之數量Np(=8)、及多面鏡PM之1個反射面RP之掃描效率1/α，以如下方式決定。

Vsp=(8．α．VR．LT)/60[mm/sec]

因此，振盪頻率Fa與旋轉速度VR(rpm)被設定為以下關係。

(

/2)/Tf=(8．α．VR．LT)/60…式(1)

於將振盪頻率Fa設為400MHz(Tf=2.5nS)，將點光SP之直徑

設為4μm時，根據振盪頻率Fa而規定之掃描速度Vsp成為0.8μm/nS(=2μm/2.5nS)。為應對該掃描速度Vsp，於將掃描效率1/α設為0.3(α≒3.33)，且將掃描長度LT設為50mm時，根據式(1)之關係，只要將8面之多面鏡PM之旋轉速度VR設定為36000rpm便可。再者，該情形時之掃描速度Vsp=0.8μm/nS若換算為時速則為2880Km/h。如此，若掃描速度Vsp成為高速，則亦必須提高來自決定圖案之描繪開始時序之原點感測器(光束送光部60a與光束受光部60b)之原點訊號之產生時序的再現性。例如，於將1像素之大小設為4μm，將應描繪之圖案之最小尺寸(最小線寬)設為8μm(相當於2像素之量)時，於已形成於基板P上之圖案重疊曝光新圖案之二次曝光時之重疊精度(所容許之位置誤差之範圍)必須設為最小線寬之1/4~1/5左右。即，於最小線寬為8μm之情形時，位置誤差之容許範圍成為2μm~1.6μm。該值為與來自光源裝置LS之光束LB之振盪週期Tf(2.5nS)對應之點光SP之2脈衝量之間隔以下，且意味著不容許點光SP之1脈衝量之誤差。因此，決定圖案之描繪開始時序(開始位置)之原點訊號之產生時序的再現性必須設定為週期Tf(2.5nS)以下。

圖2所示之構成原點感測器之光束受光部60b產生原點訊號SZn，該原點訊號SZn於多面鏡PM之反射面RP之旋轉位置到達即將能夠開始利用反射面RP之描繪用光束LBn之點光SP之掃描之前的既定位置之瞬間會發生波形變化。由於多面鏡PM具有8個反射面RP，故而光束受光部60b於多面鏡PM旋轉1圈中輸出8次原點訊號SZn。原點訊號SZn被送至未圖示之描繪控制裝置，自產生原點訊號SZn後經過既定之延遲時間Tdn之後，開始點光SP之沿著描繪線SLn之掃描。

圖3係於XY面內觀察描繪單元Un內之多面鏡PM、fθ透鏡系統FT、及構成原點感測器等之光束受光部60b之配置而得之圖。於圖3中表示朝向多面鏡PM之反射面RP中之1個反射面RPa投射來自光束送光部60a之雷射光束Bga，描繪用光束LBn之點光SP位於描繪線SLn之描繪開始點之瞬間之反射面RPa的角度狀態。此處，多面鏡PM之反射面RP(RPa)係以位於與fθ透鏡系統FT之光軸AXf正交之入射瞳面之方式配置。嚴格而言，於入射至fθ透鏡系統FT之光束LBn之主光線成為與光軸AXf同軸之瞬間之反射面RP(RPa)的角度位置，於自反射鏡M23朝向多面鏡PM之光束LBn之主光線與光軸AXf交叉之位置設定反射面RP(RPa)。又，自fθ透鏡系統FT之主面至基板P之表面(點光SP之聚光點)為止之距離為焦點距離fo。

雷射光束Bga係作為對基板P之感光性功能層為非感光性之波長區域之平行光束而被投射至反射面RPa。於反射面RPa反射之雷射光束Bga之反射光束Bgb於圖3之狀態下朝向fθ透鏡系統FT之方向，但相對於圖3之位置於固定時間前，反射面RPa成為反射面RPa'之角度位置，反射光束Bgb入射至構成光束受光部60b之透鏡系統GLb，由反射鏡Mb反射而到達光電轉換元件(光電檢測器)DTo。反射光束Bgb(平行光束)係藉由透鏡系統(聚光光學系統)GLb而於光電轉換元件DTo之受光面上聚光為點光SPr，於反射光束Bgb入射至透鏡系統GLb之期間，點光SPr以伴隨多面鏡PM之旋轉而橫穿光電轉換元件DTo之受光面之方式進行掃描，光電轉換元件DTo產生原點訊號SZn。於本實施形態中，為提高原點訊號SZn之產生時序之再現性，以與描繪用光束LBn之點光SP於基板P上的掃描速度Vsp相比，使原點檢測用反射光束Bgb之點光SPr於光電轉換元件DTo上的掃描速度變快之方式，使透鏡系統GLb之焦點距離大於fθ透鏡系統FT之焦點距離fo。

圖4係將圖2、圖3所示之光束送光部60a與光束受光部60b之配置簡化而表示之圖，光束送光部60a具備：半導體雷射光源LDo，其連續發出雷射光束Bga；及準直透鏡(透鏡系統)GLa，其使來自該光源之雷射光束Bga成為平行光束。為高精度地穩定地檢測多面鏡PM之反射面RP(RPa)之角度變化，將投射至反射面RP(RPa)之雷射光束Bga設為於反射面RP(RPa)之旋轉方向(與XY面平行之主掃描方向)上具有某種程度之寬度之平行光束。另一方面，就光束受光部60b而言，較佳為使反射光束Bgb於光電轉換元件DTo上聚光成在主掃描方向上收縮得較小之點光SPr。為此，設置有焦點距離Fgs之透鏡系統GLb。由於反射光束Bgb成為平行光束，故而自多面鏡PM之反射面RP(RPa)至透鏡系統GLb為止之距離可相對自由地設定。光電轉換元件DTo之受光面配置於透鏡系統GLb之後側之焦點距離Fgs之位置。以如下方式進行設定：於在反射面RP(RPa)反射之反射光束Bgb與透鏡系統GLb之光軸同軸地入射時，反射光束Bgb之點光SPr位於光電轉換元件DTo之受光面之大致中央。

即便於相對於透鏡系統GLb之光軸朝主掃描方向略微傾斜之反射光束Bgb'入射之情形時，反射光束Bgb'亦成為點光SPr而聚光於與光電轉換元件DTo之受光面大致相同之面內。自透鏡系統GLb朝向光電轉換元件DTo之反射光束Bgb'無需為遠心，為進一步提高橫穿光電轉換元件DTo之受光面之點光SPr之速度，非遠心者反而較佳。如上所述，藉由將透鏡系統GLb之焦點距離Fgs與fθ透鏡系統FT之焦點距離fo設定為Fgs>fo，可提高自光電轉換元件DTo輸出之原點訊號SZn之產生時序之再現性(正確性)。關於原點訊號SZn之再現性之謀求方法或再現性之提高程度等將於下文進行敍述。

圖5係表示光電轉換元件DTo之詳細構成，於本實施形態中，例如使用Hamamatsu Photonics股份有限公司製造之作為雷射光束同步檢測用光電IC銷售之S9684系列。該光電IC係如圖5般將於點光SPr之掃描方向上隔著狹窄之間隙(不感帶)而排列之2個PIN光電二極體之受光面PD1、PD2、電流放大部IC1、IC2、及比較器部IC3封裝成一體而得者。若點光SPr按照受光面PD1、PD2之順序橫穿，則電流放大部IC1、IC2之各者產生如圖5(A)所示般之輸出訊號STa、STb。對將來自最初接收點光SPr之受光面PD1之光電流放大的電流放大部IC1施加固定之偏移電壓(基準電壓)Vref，使電流放大部IC1之輸出訊號STa以於受光面PD1產生之光電流為零時成為基準電壓Vref之方式偏壓。如圖5(B)所示，比較器部IC3將輸出訊號STa、STb之位準加以比較，將STa>STb時成為H位準且STa<STb時成為L位準之邏輯訊號輸出作為原點訊號SZn。於本實施形態中，將原點訊號SZn自H位準轉變為L位準之時間點設為原點時刻(原點位置)Tog，原點訊號SZn之產生時序意味著原點時刻Tog。再者，此處之原點位置(原點時刻Tog)例如並非意味著於將fθ透鏡系統FT之光軸AXf所通過之基板P上之點設為基準點時，作為以與該基準點於點光SP之主掃描方向始終隔開固定距離之方式設定之絕對位置的原點，而是相對地表示相對於沿著描繪線SLn之圖案描繪之開始時序的既定距離近前(或既定時間前)者。

原點時刻Tog成為於輸出訊號STa之位準下降且輸出訊號STb之位準上升之中途，輸出訊號STa、STb之位準一致之瞬間。輸出訊號STa、STb之位準變化(上升或下降之波形)可根據受光面PD1、PD2之寬度尺寸與點光SPr之大小之關係、點光SPr之掃描速度Vh與受光面PD1、PD2之應答性等而變化，但只要點光SPr之直徑大於不感帶之寬度尺寸且小於受光面PD1之寬度尺寸，則輸出訊號STa、STb之各者成為如圖5(A)般之利用位準變化所得之波形，可獲得穩定之原點訊號SZn。

圖6係表示光束切換部之概略構成，該光束切換部包含用以將來自光源裝置LS之光束LB選擇性地分配至6個描繪單元U1~U6中之任一者之選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)。圖6之各構件之符號雖與圖1所示之構件相同，適當省略圖1中所示之反射鏡M1~M12。由光纖放大雷射光源所構成之光源裝置LS連接於描繪控制裝置200，將各種控制資訊SJ進行交換。光源裝置LS於內部具備產生使光束LB脈衝發光時之振盪頻率Fa(例如400MHz)之時脈訊號CLK之時脈電路，基於自描繪控制裝置200送來之每個描繪單元Un之描繪資料SDn(將1像素設為1位元之點陣圖資料)，使光束LBn響應於時脈訊號CLK而以突發脈衝模式(與既定之時脈脈衝數相應之發光及與既定之時脈脈衝數相應之發光停止之重複)進行脈衝發光。

描繪控制裝置200具備：多面鏡旋轉控制部，其輸入自描繪單元U1~U6之各者之原點感測器(光電轉換元件DTo)輸出之原點訊號SZn(SZ1~ SZ6)，以描繪單元U1~U6之各者之多面鏡PM之旋轉速度與旋轉角度相位成為指定之狀態之方式，控制多面鏡PM之旋轉馬達RM；及光束切換控制部，其基於原點訊號SZn(SZ1~SZ6)而控制作為供給至選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)之各者之超音波訊號之驅動訊號DF1~DF6之接通/斷開(施加/非施加)。再者，於圖6中，表示選擇6個選擇用光學元件OS1~OS6中之選擇用光學元件OS4，使來自光源裝置LS之光束LB(按照利用描繪單元U4所描繪之圖案之描繪資料進行強度調變)朝向入射鏡IM4偏向，作為光束LB4而供給至描繪單元U4之狀態。如此，若將選擇用光學元件OS1~OS6串聯地設置於光束LB之光路，則根據選擇用光學元件OSn之各者所具有之透過率或繞射效率，相應於自光源裝置LS之選擇用光學元件OSn之順序而選擇之光束LB1~LB6之強度(脈衝光之波峰強度)不同。因此，描繪控制裝置200係以入射至描繪單元U1~U6之各者之光束LB1~LB6之相對之強度差成為既定之容許範圍內(例如±5%以內)之方式，調整驅動訊號DF1~DF6之各者之位準(高頻訊號之振幅或電力)。

圖7係表示選擇用光學元件OSn(OS1~OS6)及入射鏡IMn(IM1~IM6)周圍之具體構成之圖。自光源裝置LS射出之光束LB例如作為直徑1mm以下之微小直徑(第1直徑)之平行光束而入射至選擇用光學元件OSn。於未輸入作為高頻訊號(超音波訊號)之驅動訊號DFn之期間(驅動訊號DFn為斷開)，所入射之光束LB未藉由選擇用光學元件OSn進行繞射地直接透過。所透過之光束LB透過沿著光軸AXb設置於其光路上之聚光透鏡Ga及準直透鏡Gb，入射至後段之選擇用光學元件OSn。此時通過選擇用光學元件OSn後通過聚光透鏡Ga及準直透鏡Gb之光束LB係設為與光軸AXb同軸。聚光透鏡Ga將透過選擇用光學元件OSn之光束LB(平行光束)以於位於聚光透鏡Ga與準直透鏡Gb之間之面Ps之位置成為光束腰之方式聚光。準直透鏡Gb使自面Ps之位置發散之光束LB形成為平行光束。藉由準直透鏡Gb而形成為平行光束之光束LB之直徑成為第1直徑。聚光透鏡Ga之後側焦點位置與準直透鏡Gb之前側焦點位置於既定之容許範圍內與面Ps一致，聚光透鏡Ga之前側焦點位置係以與選擇用光學元件OSn內之繞射點於既定之容許範圍內一致之方式配置。

另一方面，於對選擇用光學元件OSn施加作為高頻訊號之驅動訊號DFn之期間，產生所入射之光束LB藉由選擇用光學元件OSn進行繞射後之光束LBn(1次繞射光)、及未繞射之0次光束LBnz。於將入射之光束LB之強度設為100%，且忽略由選擇用光學元件OSn之透過率所致之降低時，經繞射之光束LBn之強度最大為80%左右，剩餘20%左右成為0次光束LBnZ之強度。0次光束LBnz通過聚光透鏡Ga及準直透鏡Gb，進而透過後段之選擇用光學元件OSn而被吸收體TR吸收。以與驅動訊號DFn之高頻之頻率相應之繞射角朝一Z方向偏向之光束LBn(平行光束)透過聚光透鏡Ga，並朝向設置於面Ps上之入射鏡IMn。聚光透鏡Ga之前側焦點位置與選擇用光學元件OSn內之繞射點為光學上共軛，故而自聚光透鏡Ga朝向入射鏡IMn之光束LBn係以於自光軸AXb偏心之位置與光軸AXb平行地行進，且於面Ps之位置成為光束腰之方式聚光(收斂)。該光束腰之位置係以與透過描繪單元Un投射至基板P上之點光SP成為光學上共軛之方式設定。

藉由將入射鏡IMn之反射面或其附近配置於面Ps之位置，利用選擇用光學元件OSn而繞射之光束LBn由入射鏡IMn朝-Z方向反射，且透過準直透鏡Gc而沿著光軸AX1(參照圖2)入射至描繪單元Un。準直透鏡Gc使藉由聚光透鏡Ga而收斂/發散之光束LBn形成為與準直透鏡Gc之光軸(AX1)同軸之平行光束。藉由準直透鏡Gc而形成為平行光束之光束LBn之直徑與第1直徑大致相同。聚光透鏡Ga之後側焦點與準直透鏡Gc之前側焦點係於既定之容許範圍內配置於入射鏡IMn之反射面或其附近。

如上所述，當使聚光透鏡Ga之前側焦點位置與選擇用光學元件 OSn內之繞射點光學上共軛，且於聚光透鏡Ga之後側焦點位置即面Ps配置入射鏡IMn時，使選擇用光學元件OSn之驅動訊號DFn之頻率自規定頻率變化±△Fs，藉此，可使光束LBn之面Ps上之聚光點相對於光軸AXb之偏心量(移位量)變化。其結果，可使自描繪單元Un投射至基板P上之光束LBn之點光SP於副掃描方向上移位±△SFp。該移位量(｜△SFp｜)雖受到選擇用光學元件OSn自身之偏向角之最大範圍、入射鏡IMn之反射面之大小、至描繪單元Un內之多面鏡PM為止之光學系統(中繼系統)之倍率、多面鏡PM之反射面RP之Z方向之寬度、自多面鏡PM至基板P為止之倍率(fθ透鏡系統FT之倍率)等限制，但可於點光SP之基板P上之有效大小(直徑)程度、或於描繪資料上定義之像素尺寸(Pxy)程度之範圍內進行調整。藉此，可高精度且高速地修正利用描繪單元Un之各者描繪於基板P上之新圖案與已形成於基板P上之圖案之重疊誤差、或利用描繪單元Un之各者描繪於基板P上之新圖案間之接合誤差。

其次，參照圖8、圖9，說明對來自以圖3、圖4之方式構成之原點感測器(光束送光部60a及光束受光部60b)之原點訊號SZn的產生時序之再現性(偏差誤差)進行測量及運算之方法。該測量或運算能夠利用圖6所示之描繪控制裝置200內之處理器(CPU(Central Processing Unit，中央處理單元))等實施，亦可將原點訊號SZn發送至外部之波形測量機器等而實施。圖8係圖3或圖4所示之8面之多面鏡PM之俯視圖，此處，關於8個反射面RP之各者求出如圖5(B)般產生之原點訊號SZn之再現性，故而可將8個反射面RP與多面鏡PM之旋轉方向(順時針方向)反向地設為RPa、RPb、RPc、RPd、RPe、RPf、RPg、RPh。又，於多面鏡PM之上表面(或下表面)，形成有用以檢測多面鏡PM之旋轉之原點之旋轉基準標記Mcc。旋轉基準標記Mcc係藉由每當多面鏡PM旋轉1圈時便輸出脈衝狀之檢測訊號之反射型光電感測器(亦稱為轉動檢測感測器)而檢測出。於測量原點訊號SZn之再現性時，必須特定出原點感測器所檢測之多面鏡PM之反射面，故而以來自轉動檢測感測器之檢測訊號(旋轉基準標記Mcc)為基準，特定出多面鏡PM之各反射面RPa~RPh。

進而，於測量原點訊號SZn之產生時序之再現性時，必須考慮由多面鏡PM之速度變動(速度不均)所致之影響。多面鏡PM之速度變動亦可藉由上述轉動檢測感測器而測量，但於本實施形態中，基於原點訊號SZn對多面鏡PM之速度變動進行測量。如上文所例示般，若設為以使多面鏡PM以36000rpm旋轉之方式，利用描繪控制裝置200內之多面鏡旋轉控制部進行伺服控制，則多面鏡PM會於1秒內旋轉600圈，設計上之旋轉1圈之轉動時間TD成為1/600秒(≒1666.667μS)。因此，使用較光源裝置LS用於脈衝發光之振盪頻率Fa高之頻率(例如2倍以上)之時脈脈衝等重複測量自原點訊號SZn中之任一個脈衝之原點時刻Tog進行計數至第9個脈衝之原點時刻Tog為止之實際之轉動時間TD。多面鏡PM伴有慣性地高速旋轉，故而旋轉1圈之過程中產生速度不均之可能性較低，根據伺服控制之特性等，有於數mS~數十mS之週期內設計上之轉動時間TD微妙地變動之情況。

圖9係說明測量原點訊號SZn之產生時序之再現性(偏差)之方法的圖。此處，為簡化說明，例示與圖8所示之多面鏡PM之反射面RPa對應地產生之原點訊號SZn之原點時刻Tog2之再現性的謀求方法，對於其他反射面RPb~RPh之各者亦可同樣地進行測量。於圖8之情形時，於原點時刻Tog2之前一個時序產生之原點時刻Tog1可作為與多面鏡PM之反射面RPh對應地產生之原點訊號SZn而獲得。因此，於使多面鏡PM以規定之速度旋轉之狀態下，多面鏡PM每旋轉1圈便多次(例如10次以上)重複測量自對應於反射面RPh而產生之原點時刻Tog1至對應於下一反射面RPa之原點時刻Tog2為止之原點間隔時間△Tmn(n=1、2、3…之轉動數)。於圖9中，為簡化說明，以將對應於反射面RPh而獲得之原點時刻Tog1於時間軸上對齊地排列之方式表示出於多面鏡PM旋轉7圈之期間產生之原點訊號SZn(a)1~SZn(a)7之各者之波形。

此處，若假定多面鏡PM之旋轉速度之變動為零，則原本理應為固定之原點間隔時間△Tmn之各者之測量值產生偏差。該偏差成為與反射面RPa對應之原點時刻Tog2之產生時序之偏差量△Te，原點訊號SZn之再現性係設為分佈於偏差量△Te內之複數個原點時刻Tog2之標準偏差值σ、或標準偏差值σ之3倍之3σ值而求出。如上文所作說明般，於光源裝置LS使光束LB以週期Tf進行脈衝振盪之情形時，作為再現性之3σ值宜較週期Tf小。於以上之說明中，雖將多面鏡PM之旋轉速度之變動(速度不均)假定為零，但若使用以毫微秒以下之解析度對訊號波形進行取樣之波形測定器來分析原點訊號SZn之波形，並嘗試測量多面鏡PM之轉動時間(旋轉1圈之時間)，則判斷因轉動而導致轉動時間變動±數nS左右。因此，必須將以圖9之方式進行測量之原點間隔時間△Tmn(n=1、2、3…之轉動數)相應於因於該原點間隔時間△Tmn之測量期間內之多面鏡PM之速度變動而產生之誤差量進行修正。

圖10係示意性地表示預測由多面鏡PM之速度變動所致之時間誤差量之方法的圖。於本實施形態中，針對多面鏡PM之多次轉動之每一次，測量對應於8個反射面RPa~RPh之各者之原點間隔時間△Tmn。於圖10中，示意性地表示將多面鏡PM旋轉1圈中之初始位置(最初之原點時刻Tog)設為反射面RPa，自反射面RPa起多面鏡PM旋轉2圈之期間內產生之原點訊號SZn之波形。此處，將自對應於原點訊號SZn之反射面RPa而產生之原點時刻Tog至對應於相鄰之反射面RPb而產生之原點時刻Tog為止的原點間隔時間設為△Tma，以下同樣地，將自相鄰之反射面RPb至反射面RPc為止之原點間隔時間設為△Tmb、將自相鄰之反射面RPh至反射面RPa為止之原點間隔時間設為△Tmh。於多面鏡PM之第1周中，將對應於8個反射面RPa~RPh之各者而產生之各個原點時刻Tog設為起始點，測量多面鏡PM之反射面RPa~RPh之各者之轉動時間TDa、TDb、……TDh。轉動時間TDa~TDh之各者亦可利用與8個反射面RPa~RPh之各者對應之8個原點間隔時間△Tma~△Tmh之合計值而求出。轉動時間TDa~TDh(或原點間隔時間△Tma~△Tmh)之各者係於多面鏡PM例如旋轉N圈之期間重複測量。藉此，自與8個反射面RPa~RPh之各者相應之原點時刻Tog計時的轉動時間TDa~TDh之各者之資料可持續N圈而獲得。

其次，對持續N圈所獲得之轉動時間TDa~TDh之各者之平均轉動時間ave(TDa)~ave(TDh)進行計算。例如，轉動時間TDa係對應於轉動數N(N=1、2、3…)而記憶為TDa(1)、TDa(2)、TDa(3)、…TDa(N)，故而平均轉動時間ave(TDa)可利用[TDa(1)+TDa(2)+TDa(3)+、…+TDa(N)]/N求出。

其次，假設圖10所示之第2圈之後所測量之原點間隔時間△Tma~△Tmh之各者包含由之前之多面鏡PM之轉動的速度變動之影響所造成之誤差，例如，關於第2圈之後實測之原點間隔時間△Tma，預測僅以此前之轉動中所實測之轉動時間TDa與平均轉動時間ave(TDa)之比率變動，而計算原點間隔時間△Tma之預測間隔時間△Tma'。此時，求出於第2圈之後之各轉動中所實測之N-1個原點間隔時間△Tma之平均間隔時間ave(△Tma)。繼而，對平均轉動時間ave(TDa)與經實測之轉動時間TDa之比乘以平均間隔時間ave(△Tma)，算出修正速度變動量後之預測間隔時間△Tma'。藉此，經實測之原點間隔時間△Tma與預測間隔時間△Tma'之差量值係設為對應於反射面RPa而產生之原點時刻Tog之更準確之偏差量(σ值)而求出。與其他反射面RPb~RPh之各者對應之原點訊號SZn之原點時刻Tog的偏差量亦藉由相同之計算而求出。如此，僅藉由於多面鏡PM之多次旋轉中重複實測原點訊號SZn之原點時刻Tog之產生間隔即原點間隔時間△Tma~△Tmh之各者，便可求出使由多面鏡PM之速度變動引起之誤差減少的準確之再現性(3σ值等)。

[實測例]

作為一例，將原點感測器之光束受光部60b內之透鏡系統GLb之焦點距離Fgs設為與fθ透鏡系統FT之焦點距離fo(例如100mm)相同程度，將光電轉換元件DTo配置於透鏡系統GLb之焦點距離Fgs之位置，使多面鏡PM以約38000rpm旋轉，並利用如圖9之方法實測與多面鏡PM之反射面RPa~RPh之各者對應地產生之原點訊號SZn(原點時刻Tog2)之再現性後，可獲得如圖11所示之結果。於圖11中，橫軸表示所測量之反射面間之各位置(RPa→RPb、RPb→RPc、…RPh→RPa)，縱軸表示對轉動速度之變動進行修正計算之後之各反射面間之間隔時間△Tma~△Tmh(μS)。於本實施形態中，間隔時間△Tma~△Tmh係利用具有2.5GHz(0.4nS)之取樣頻率之數位波形記憶裝置記憶經過多面鏡PM旋轉10圈中連續地產生之原點訊號SZn之波形資料，並對該波形資料進行分析而實測出。

如圖11般，將轉動速度之變動修正之後之間隔時間△Tma~△Tmh於197.380μS~197.355μS之間產生偏差。於多面鏡PM以38000rpm之旋轉速度精密地旋轉之情形時，計算上之間隔時間△Tma~△Tmh之各者為197.368μS。此種間隔時間△Tma~△Tmh之偏差例如因多面鏡PM之各反射面RPa~RPh中之相鄰之反射面彼此所成的8個頂角之各者未精密地成為135度、或自旋轉軸AXp至反射面RPa~RPh之各者為止之距離未精密地成為固定等加工上之形狀誤差而產生。又，間隔時間△Tma~△Tmh之偏差亦會根據多面鏡PM相對於旋轉軸AXp之偏心誤差之程度而產生。於圖11中，根據間隔時間△Tma~△Tmh之各者之偏差之分佈所計算出之3σ值成為2.3nS~5.9nS，但該值意味著於將來自光源裝置LS之光束LB之脈衝振盪頻率設為400MHz(週期2.5nS)時，產生大致3脈衝以上之點光之掃描位置之誤差。如上文所例示般，於將點光SP之直徑

設為4μm，將1像素大小Pxy於基板P上設為4μm見方，以點光SP之2脈衝量描繪1像素量之情形時，若3σ值為6nS左右，則意味著沿著描繪線SLn描繪之圖案之位置於主掃描方向上產生5μm左右(準確而言為4.8μm)之偏差。

於將fθ透鏡系統FT之焦點距離設為fo，將基板P上之點光SP之脈衝間隔之距離(光點直徑之1/2)設為△Yp時，對應於脈衝間隔距離△Yp之多面鏡PM(反射面)之角度變化△θp成為△θp≒△Yp/fo。另一方面，若將與角度變化△θp對應之光電轉換元件DTo上之雷射光束Bgb(點光SPr)的移動距離設為△Yg，則根據光束受光部60b側之透鏡系統GLb之焦點距離Fgs，移動距離△Yg成為△Yg≒△θp×Fgs。原點訊號SZn之原點時刻Tog之產生精度較理想為對應於點光SP之脈衝間隔距離△Yp之1/2以下之精度(解析度)，故而使光電轉換元件DTo上之雷射光束Bgb(點光SPr)之掃描速度變快為基板P上之點光SP之掃描速度之2倍左右。即，宜設為△Yg≒2．△Yp之關係。為此，於本實施形態中，將透鏡系統GLb之焦點距離Fgs設定為fθ透鏡系統FT之焦點距離fo之2倍左右，當然亦可為2倍以上。

圖12係表示使用與於圖11中所實測之描繪單元Un相同構成之另一描繪單元，將透鏡系統GLb之焦點距離Fgs變化為2Fgs≒fo，以與圖11相同之方式實測再現性而得之結果。圖12之縱軸與橫軸表示與圖11相同者，但圖12之縱軸之刻度尺之1刻度成為2nS(圖11中為5nS)。藉由使點光SPr於光電轉換元件DTo上之掃描速度為點光SP於基板P上之掃描速度的2倍左右，根據間隔時間△Tma~△Tmh之各者之偏差之分佈而計算之3σ值成為1.3nS~2.5nS，與圖11之情形相比改善為大致一半。因此，於此情形時，若將點光SP之直徑

設為4μm，將1像素大小Pxy於基板P上設為4μm見方，以點光SP之2脈衝量描繪1像素量，則沿著描繪線SLn所描繪之圖案之主掃描方向之位置之偏差減半為2.5μm左右。再者，圖12所示之間隔時間△Tma~△Tmh之偏差之傾向與上文之圖11所示之間隔時間△Tma~△Tmh之偏差之傾向若以毫微秒級來看則差別較大，假設其原因在於：圖11與圖12之各者之再現性之實測中所使用之多面鏡PM間各頂角之角度誤差之傾向不同的個體差異(加工誤差)或旋轉時之偏心誤差不同。間隔時間△Tma ~△Tmh之偏差誤差可藉由針對多面鏡PM之反射面RPa~RPh之各者調整自原點訊號SZn之原點時刻Tog至描繪開始時間點為止所設定之延遲時間而進行修正。

以上，於本實施形態中，將投射至多面鏡PM之反射面RPa~RPh之原點感測器用之光束Bga設為如相對於反射面RPa~RPh之旋轉方向之尺寸成為既定之粗度(例如直徑為1~2mm)以上之平行光束，藉此，可減少由反射面RPa~RPh之各者之表面之粗糙度(研磨痕跡等)所造成之影響，而可精密地檢測平均之表面之角度變化。另一方面，聚光於光電轉換元件DTo上之反射光束Bgb之點光SPr之直徑尺寸係根據光束掃描方向之受光面PD1、PD2之寬度尺寸、及受光面PD1與PD2之間之不感帶之寬度而適當地設定。為獲得如圖5[A]般之訊號波形，點光SPr之掃描方向之直徑尺寸被設定為如較受光面PD1、PD2中之較小之寬度尺寸小且較不感帶之寬度大之條件。因此，使反射光束Bgb入射之透鏡系統GLb之焦點距離Fgs係以滿足此種條件之方式，被設定為較fθ透鏡系統FT之焦點距離fo長。

再者，自圖4所示之半導體雷射光源LDo放射之光束Bga之剖面內的強度分佈成為縱橫比為1：2左右之橢圓形，故而宜使橢圓形之長軸方向與多面鏡PM之各反射面RPa~RPh之旋轉方向(主掃描方向)一致，且使橢圓形之短軸方向與多面鏡PM之旋轉軸AXp之方向一致。如此一來，即便多面鏡PM之各反射面RPa~RPh之高度(旋轉軸AXp之方向之尺寸)較小，亦可將光束Bga有效地發射為反射光束Bgb，並且可使到達光電轉換元件DTo之反射光束Bgb之掃描方向之開口數(NA)大於非掃描方向之開口數(NA)，故而可提高點光SPr之掃描方向(圖5之橫穿受光面PD1、PD2之方向)上之解析，並使對比度變得銳利。

作為光電轉換元件DTo，亦可代替如圖5般將來自2個受光面PD1、PD2之輸出訊號STa、STb之大小加以比較而產生原點訊號SZn之類型，使用將來自1個狹縫狀之受光面之訊號位準與基準電壓加以比較而產生原點訊號 SZn之類型。於該類型之情形時，原點訊號SZn之原點時刻Tog之再現性有訊號波形之上升部或下降部之傾斜變得越陡峭(響應時間越短)則越良好之可能性，故而宜使橫穿狹縫狀之受光面之點光SPr之掃描速度較描繪用之點光SP之掃描速度快，並且藉由透鏡系統GLb使點光SPr儘可能小地聚光而提高每單位面積之強度。

再者，圖3所示之本實施形態之原點感測器(透鏡系統GLb、光電轉換元件DTo)係設為對自與描繪用(加工用)光束LBn不同之光源投射之原點檢測用光束Bga的多面鏡PM上之反射光束Bgb進行光電檢測。然而，於圖3之配置關係中，於多面鏡PM之反射面RPa剛成為RPa'之角度位置之後，描繪用光束LBn為未入射至fθ透鏡系統FT之狀態(空白期間)，但存在可入射至透鏡系統GLb之期間。於該空白期間之間，藉由來自光源裝置LS之光束LB之脈衝振盪或選擇用光學元件OSn之控制，以不入射至描繪單元Un之方式控制描繪用光束LBn。因此，即便為空白期間，亦可僅於描繪用光束LBn可入射至透鏡系統GLb之期間，使選擇用光學元件OSn成為接通狀態並自光源裝置LS以振盪頻率Fa使光束LB脈衝振盪，利用光電轉換元件DTo接收於多面鏡PM反射之光束LBn之反射光束。於此種構成之情形時，於空白期間中入射至透鏡系統GLb之描繪用光束LBn被用作為原點檢測用光束。

[第1實施形態之變形例1]

圖13係表示將圖3所示之第1實施形態之原點感測器(光束送光部60a與光束受光部60b)的配置變更而得之變形例，對與圖3中之構件相同之構件附上相同之符號。於圖13之變形例中，設定為被投射來自原點感測器之光束送光部60a之光束Bga的多面鏡PM之反射面相對於被投射描繪用光束LBn之多面鏡PM之反射面位於多面鏡PM之旋轉方向之近前側。於圖13中，於將描繪用光束LBn投射至反射面RPa之多面鏡PM之角度位置，原點檢測用光束Bga以被投射至2個面之前之反射面RPc之方式配置，於反射面RPc反射之反射光束Bgb以透過光束受光部60b之透鏡系統GLb而聚光於光電轉換元件DTo上之方式配置。如此，當以將原點檢測用光束Bga投射至與被投射描繪用光束LBn之多面鏡PM之反射面RPa不同的反射面(RPc)之方式配置時，構成原點感測器之光束送光部60a或光束受光部60b之配置之自由度增大，可更穩定地設置半導體雷射光源LDo、透鏡系統GLa、GLb、光電轉換元件DTo、及反射鏡Mb等，而可進一步提高原點訊號SZn之再現性。再者，於圖13中，以檢測反射面RPa之2個面之前之反射面RPc之方式配置原點感測器，但亦可對1個面之前之反射面RPb投射雷射光束Bga，並以根據反射面RPb之角度位置而產生之原點訊號SZn之原點時刻Tog為基準，於藉由反射面RPb使描繪用光束LBn進行掃描之時序進行描繪動作。

[第1實施形態之變形例2]

圖14係表示將圖3所示之第1實施形態之原點感測器之光束受光部60b的透鏡系統GLb置換為凹面反射鏡(聚光光學系統)GLc而得之變形例，對於除此以外之與圖3中之構件相同之構件附上相同之符號。於圖14之變形例中，藉由凹面反射鏡GLc使來自光束送光部60a(半導體雷射光源LDo、透鏡系統GLa)之光束Bga之於多面鏡PM之反射面(RPa)之反射光束Bgb朝向光電轉換元件DTo反射，並且於光電轉換元件DTo上聚光為點光SPr。即，圖14所示之凹面反射鏡GLc成為兼具圖3中之反射鏡Mb與透鏡系統GLb之各功能之光學構件。於本變形例中，凹面反射鏡GLc之焦點距離亦被設定得較fθ透鏡系統FT之焦點距離fo長，較佳為被設定為2倍以上。

[第1實施形態之變形例3]

圖15係表示將圖3所示之第1實施形態之原點感測器之光束受光部60b的透鏡系統GLb置換為柱面透鏡(聚光光學系統)GLd而得之變形例，對於除此以外之與圖3中之構件相同之構件附上相同之符號。圖15[A]係表示投射至多面鏡PM 之1個反射面RPa之原點檢測用光束Bga之反射光束Bgb進行一維掃描之面(XY面)內之柱面透鏡GLd與光電轉換元件DTo的配置關係，圖15[B]係表示與多面鏡PM之旋轉軸AXp平行之面(XZ面)內之反射光束Bgb、柱面透鏡GLd、光電轉換元件DTo之配置關係。柱面透鏡GLd係於反射光束Bgb之一維掃描之面內(XY面內)具有正折射能力(凸透鏡作用)，且於與一維掃描之面垂直之Z軸方向(旋轉軸AXp延伸之方向)作為平行平板而發揮功能。如此，於Z軸方向上具有母線之柱面透鏡GLd之XY面內之焦點距離被設定為較fθ透鏡系統FT之焦點距離fo長，且較佳為被設定為2倍以上。因此，聚光於光電轉換元件DTo上之反射光束Bgb成為於Z軸方向上延伸之較細之狹縫狀之點光SPr。又，柱面透鏡GLd亦可與圖14同樣地，變化為具有使母線與Z軸平行之圓筒面狀之凹反射面的柱面凹面反射鏡。

包含以上之變形例2、變形例3在內，於本實施形態中，設置具有使於多面鏡PM反射之原點檢測用反射光束Bgb至少於主掃描方向上聚光之折射能力之光學構件(正透鏡、凹面反射鏡、柱面狀之透鏡或反射鏡)，將該光學構件之焦點距離(Fgs)設定為較如fθ透鏡系統FT般之掃描用透鏡系統之焦點距離fo長，且較佳為設定為2倍以上。上述內容意味著將使原點檢測用反射光束Bgb聚光(收斂)之光學構件之主掃描方向上之折射能力設定為小於掃描用透鏡系統之主掃描方向上之折射能力，且更佳為1/2以下。

[第2實施形態]

圖16係表示第2實施形態之描繪單元Un之一部分之構成，第1柱面透鏡CYa、反射鏡M23、多面鏡PM、fθ透鏡系統FT、及第2柱面透鏡CYb等之配置基本上與圖3之構成相同。本實施形態之描繪單元Un具備如下之原點感測器，即，於基板P上之點光SP之最大掃描範圍Lxa中之用於圖案描繪之描繪線SLn之掃描開始點之前，將描繪用光束LBn作為原點檢測用光束進行檢測，而產生原點訊號 SZn。因此，於本實施形態中設置如下構件，即：反射鏡Mh，其配置於基板P與柱面透鏡CYb之間之空間，將於最大掃描範圍Lxa內之掃描開始附近沿著主光線Le1行進之光束LBn朝Y方向反射；透鏡系統(放大光學系統)GLe，其以形成與供由反射鏡Mh反射之光束LBn聚光為點光SPr之面共軛之面Pdr的方式沿著光軸AXh配置；及光電轉換元件DTo，其配置於面Pdr。

如圖16般，反射鏡Mh係以不遮斷沿著主光線Le1朝描繪線SLn之掃描開始點行進之光束LBn之方式，相對於fθ透鏡系統FT之光軸AXf傾斜45度而配置，利用沿著主光線Le2行進之光束LBn所得之點光SPr形成於對應於與光軸AXf平行之基板P之面內。透鏡系統GLe使將點光SPr於共軛面Pdr上放大為2倍以上而得之點光SPr之像SPr'成像。因此，若光束LBn被反射鏡Mh反射，則點光SPr之像SPr'以點光SPr之掃描速度之2倍以上之速度於光電轉換元件DTo上在X軸方向(與光軸AXf平行之方向)移動。於本實施形態中，以利用多面鏡PM進行掃描之光束LBn於入射至反射鏡Mh之範圍內連續地以400MHz進行脈衝發光之方式，藉由圖6中之描繪控制裝置200控制光源裝置LS之振盪。

圖17係表示於藉由多面鏡PM之1個反射面使光束LBn進行掃描時，由描繪控制裝置200進行選擇控制之選擇用光學元件OSn之驅動訊號DFn之狀態、此時自光源裝置LS輸出之光束LBn之脈衝振盪之狀態、及自圖16之光電轉換元件DTo輸出之原點訊號SZn之狀態的時序圖。於圖17中，選擇用光學元件OSn之驅動訊號DFn僅於最大掃描範圍Lxa中之緊隨掃描開始點之後之範圍△Yw之期間成為H位準，且使選擇用光學元件OSn成為接通狀態。範圍△Yw相當於透過fθ透鏡系統FT及柱面透鏡CYb而投射之光束LBn入射至圖16所示之反射鏡Mh之期間。描繪控制裝置200以如下方式進行控制：僅於在範圍△Yw內驅動訊號DFn為H位準之期間，光源裝置LS輸出以400MHz連續振盪之光束LB(LBn)。因此，於對應於範圍△Yw之期間中，使點光SPr之像SPr'沿著共軛面Pdr進行一維掃描，來自光電轉換元件DTo之原點訊號SZn如圖5(B)所示般，於原點時刻Tog轉變為L位準。描繪控制裝置200於自原點訊號SZn之原點時刻Tog起固定時間後，再次使選擇用光學元件OSn之驅動訊號DFn成為H位準，僅於與描繪線SLn對應之期間中使選擇用光學元件OSn成為接通狀態。進而，描繪控制裝置200以選擇用光學元件OSn成為接通狀態且自原點時刻Tog起固定之延遲時間△to後進行沿著描繪線SLn之圖案描繪之方式，響應於描繪資料SDn而控制光源裝置LS之光束LB(LBn)之脈衝振盪。以上，於本實施形態中，將透過fθ透鏡系統FT入射至反射鏡Mh之期間中之光束LBn用作原點檢測用光束，橫穿光電轉換元件DTo之點光SPr之像SPr'以相對於投射至基板P上之點光SP之掃描速度為2倍以上之速度移動。因此，可使原點訊號SZn之原點時刻Tog之產生時序之再現性提高。

[第2實施形態之變形例1]

此外，於本實施形態中，利用進行脈衝發光之光束LBn作為原點檢測用光束，故而來自光電轉換元件DTo之受光面PD1、PD2之各者之輸出訊號STa、STb有可能不會成為如圖5(A)般連續之平滑之波形，或點光SPr之像SPr'之直徑尺寸小於受光面PD1與PD2之間之不感帶之寬度。因此，如圖18所示，設定為於光電轉換元件DTo與透鏡系統GLe之間設置在原點檢測用光束LBn之掃描方向上具有週期(光柵間距)之透過型繞射光柵板GPL，藉由繞射現象使朝向光電轉換元件DTo之光束LBn擴寬，且1脈衝量之光束LBn之繞射光(0次光、±1次光、±2次光等)跨過受光面PD1與PD2之間之不感帶之寬度。於本變形例中，藉由繞射光柵板GPL利用繞射現象使光束LBn之分佈於掃描方向上擴寬，但於圖18中，亦可於繞射光柵板GPL之位置配置柱面透鏡(負折射能力)，該柱面透鏡(負折射能力)係於與光軸AH延伸之方向(Y軸方向)及掃描方向(X軸方向)之各者正交之Z軸方向具有母線，且具有凹面狀之圓筒面。於此情形時，光電轉換元件DTo之受光面與聚光於反射鏡Mh之後之點光SPr之面並非光學上共軛，但於受光面 PD1、PD2上投射有具有在掃描方向上呈橢圓狀擴展之強度分佈之光束LBn(Ldf)。

[第3實施形態]

圖19係表示第3實施形態之描繪單元Un之一部分之構成，第1柱面透鏡CYa、反射鏡M23'、多面鏡PM、fθ透鏡系統FT、及第2柱面透鏡CYb、及配置於柱面透鏡CYb與基板P之間之反射鏡Mh、透鏡系統GLe、光電轉換元件DTo基本上以與圖16之構成相同之方式配置。進而，就本實施形態之描繪單元Un而言，以如下方式構成：將配置於柱面透鏡CYa與多面鏡PM之間之反射鏡M23'設為具有波長選擇性之分色鏡，將原點檢測用光束Bga(波長與光束LBn不同之連續光)自反射鏡M23'之背面側朝向多面鏡PM投射。反射鏡M23'例如具備如對紫外波長區域之具有355nm之波長之描繪用光束LBn具有較高之反射率，對波長為450nm以上之原點檢測用光束Bga具有較高之透過率般的波長選擇特性。又，於圖19之XY面內，設定為原點檢測用光束Bga(平行光束)之入射方位相對於自反射鏡M23'朝向多面鏡PM之反射面(RPa)之描繪用光束LBn之入射方位於主掃描方向上僅偏移角度△ε。藉此，透過反射鏡M23'之原點檢測用光束Bga成為被多面鏡PM之反射面(RPa)反射之反射光束Bgb並入射至fθ透鏡系統FT。使反射光束Bgb與描繪用光束LBn一併於主掃描方向上以相同之速度進行一維掃描。

根據圖19中之多面鏡PM之旋轉方向(順時針方向)、入射至多面鏡PM之描繪用光束LBn與原點檢測用光束Bga之角度△ε之差，於描繪用光束LBn之點光SP到達描繪線SLn之掃描開始點之前，原點檢測用光束Bga之反射光束Bgb透過fθ透鏡系統FT及柱面透鏡CYb而入射至反射鏡Mh，以成為點光SPr之方式聚光。由反射鏡Mh反射之反射光束Bgb透過透鏡系統GLe於光電轉換元件DTo上再成像為點光SPr之像SPr'。於本實施形態中，亦將透鏡系統GLe設為2倍以上之放大成像系統，藉此，點光SPr之像SPr'於光電轉換元件DTo上之掃描速度被設定為相對於描繪用光束LBn之點光SP之掃描速度為2倍以上。再者，亦可如圖19所示般以如下方式配置，即，原點檢測用光束Bga未通過反射鏡M23'而通過反射鏡M23'之旁側之光路Lpt並投射至多面鏡PM。於此情形時，反射鏡M23'無需為分色鏡，但由於原點檢測用光束Bga相對於描繪用光束LBn之角度△ε變大，故而自原點訊號SZn之原點時刻Tog起至點光SP到達描繪線SLn之掃描開始點為止之時間稍稍變長。

[第4實施形態]

圖20係表示第4實施形態之描繪單元Un之一部分之構成，第1柱面透鏡CYa、反射鏡M23、多面鏡PM、fθ透鏡系統FT、及第2柱面透鏡CYb基本上以與圖16(圖3)之構成相同之方式配置。本實施形態構成為：以將原點檢測用光束Bga自基板P側透過柱面透鏡CYb、fθ透鏡系統FT朝向多面鏡PM投射之方式設置光束送光部60a，利用由透鏡系統GLb、反射鏡Mb、及光電轉換元件DTo構成之光束受光部60b檢測被多面鏡PM反射之反射光束Bgb。於圖20中，透鏡系統GLb、反射鏡Mb、光電轉換元件DTo之光學配置關係與圖3相同。於圖20中，光束送光部60a如圖4所示般包含半導體雷射光源LDo及透鏡系統GLa，且產生成為平行光束之光束Bga。來自光束送光部60a之光束Bga係透過透鏡系統GLu及反射鏡Mh1聚光為點光SPz之後，藉由以與圖16所示之反射鏡Mh相同之方式配置之反射鏡Mh2，以成為與fθ透鏡系統FT之光軸AXf平行之主光線Le2之方式被反射，通過柱面透鏡CYb及fθ透鏡系統FT而投射至多面鏡PM之反射面(RPa)。

被多面鏡PM之反射面(RPa)反射之光束Bga之反射光束Bgb通過反射鏡M23之側方而入射至透鏡系統GLb，以成為點光SPr之方式聚光於光電轉換元件DTo上。點光SPr之位置於XY平面(主掃描之面內)光學地與點光SPz共軛。再者，於自光束送光部60a至光電轉換元件DTo為止之原點檢測用光束Bga或反射光束Bgb之光路中存在柱面透鏡CYb，故而於圖20之情形時，橫穿光電轉換元件DTo上之點光SPr與上文之圖15同樣地成為於Z軸方向(多面鏡PM之旋轉軸AXp延伸之方向)上延伸之較細之狹縫狀。於以上之本實施形態中，使透鏡系統GLb之焦點距離(Fgs)較fθ透鏡系統FT之焦點距離fo長，藉此，可使橫穿光電轉換元件DTo上之點光SPr之掃描速度快於基板P上之點光SP之掃描速度。

[第5實施形態]

圖21係於XY面內觀察第5實施形態之原點感測器(光束送光部60a、光束受光部60b)之構成而得之圖。於圖21中，對與上文之各實施形態或變形例之構件相同功能之構件附上相同之符號。於圖21中，朝向多面鏡PM之反射面RP中之1個反射面RPa投射描繪用光束LBn，朝多面鏡PM之反射面RPa之1個相鄰(前1個)之反射面RPb投射來自光束送光部60a之雷射光束(原點檢測用光束)Bga。又，圖21中之反射面RPa之角度位置表示描繪用光束LBn之點光SP即將位於描繪線SLn之描繪開始點之前之狀態。此處，多面鏡PM之反射面RP(RPa)係以位於與fθ透鏡系統FT之光軸AXf正交之入射瞳面之方式配置。嚴格而言，於入射至fθ透鏡系統FT之光束LBn之主光線成為與光軸AXf同軸之瞬間之反射面RP(RPa)的角度位置，於自反射鏡M23朝向多面鏡PM之光束LBn之主光線與光軸AXf交叉之位置設定反射面RP(RPa)。又，自fθ透鏡系統FT之主面至基板P之表面(點光SP之聚光點)為止之距離為焦點距離fo。

來自光束送光部60a之光束Bga作為對基板P之感光性功能層感光性較低之波長區域之平行光束而投射至多面鏡PM之反射面RPb。於反射面RPb反射之光束Bga之反射光束Bgb朝向具有與XY面垂直之反射面之反射鏡MRa。於反射鏡MRa反射之光束Bgb之反射光束Bgc再次朝向多面鏡PM之反射面RPb投射。於反射面RPb反射之光束Bgc之反射光束Bgd被光束受光部60b接收。光束受光部60b係於多面鏡PM之反射面RPb(及其他各反射面RP)在XY面內成為特定之角度位置之瞬間，接收如圖21般行進之光束Bgd，並輸出脈衝狀之原點訊號 SZn。於圖21中，將光束Bga簡單地表示為線，但實際上，如圖4所示般，藉由半導體雷射光源LDo與準直透鏡GLa而轉換為於XY面內在多面鏡PM之反射面RP之旋轉方向上具有既定之寬度之平行光束。同樣地，於圖21中將光束Bgd簡單地表示為線，但實際上成為於XY面內具有既定之寬度之平行光束，光束Bgd相應於多面鏡PM之旋轉而對光束受光部60b如箭頭Aw般進行掃描。因此，圖21之光束受光部60b亦與圖4同樣地，具有使光束Bgd於光電轉換元件DTo上聚光為點光SPr之聚光透鏡GLb。

於本實施形態中，以如下方式構成：使用圖21所示之反射鏡MRa，利用光電轉換元件DTo接收使原點檢測用光束Bga於多面鏡PM之反射面RP(RPb)反射2次後之光束Bgd之點光SPr。因此，可使圖5所示之受光面PD1、PD2上之點光SPr之掃描速度Vh與使原點檢測用光束Bga於多面鏡PM之反射面RP(RPb)反射1次並利用光電轉換元件DTo接收之情形相比成為2倍以上。藉此，於本實施形態中，與描繪用光束LBn(點光SP)之基板P上之掃描速度Vsp相比，可使光電轉換元件DTo上之原點檢測用光束Bgd(點光SPr)之掃描速度Vh加快為2倍左右，而可使原點訊號SZn之產生時序之再現性(3σ值)良好。於本實施形態之情形時，即便設置於光束受光部60b之聚光透鏡GLb之折射能力(與焦點距離Fgs對應)與fθ透鏡系統FT之折射能力(與焦點距離fo對應)相同，橫穿光電轉換元件DTo上之點光SPr之掃描速度Vh亦加快為於基板P上進行掃描之點光SP之掃描速度Vsp的2倍。

[其他變形例]

作為光束掃描裝置，代替多面鏡PM，亦存在使用繞旋轉軸APx於固定之角度範圍內往復振動之檢流計鏡(掃描構件)GVM之描繪裝置或加工裝置。圖22係表示此種光束掃描裝置之一例，對繞旋轉軸APx於固定之角度範圍內往復振動之檢流計鏡GVM之反射面投射描繪用(加工用)光束LBn(脈衝光或連續光)，經反射之光束LBn透過fθ透鏡系統FT以點光SP之形式被投射至基板P上之描繪(加工)線SLn。為將檢流計鏡GVM成為既定角度之瞬間設為原點位置進行檢測，而設置如下構成：以與圖4相同之方式將原點檢測用光束Bga(平行光束)投射至反射描繪用(加工用)光束LBn之檢流計鏡GVM之反射面(或其背面側之反射面)，且使該反射光束Bgb透過反射鏡Mb及透鏡系統GLb於光電轉換元件DTo上聚光為點光SPr。於此情形時，透鏡系統GLb之焦點距離Fgs亦被設定得較fθ透鏡系統FT之焦點距離fo長，較佳為設定為Fgs>2．fo。

AXo‧‧‧中心軸

AXp‧‧‧旋轉軸

DR‧‧‧旋轉筒

EX‧‧‧曝光裝置(圖案描繪裝置)

FT‧‧‧fθ透鏡系統(描繪用掃描透鏡)

IM1~IM6‧‧‧入射鏡

LS‧‧‧光源裝置(脈衝光源裝置)

M1~M12、M20~M24‧‧‧反射鏡

OS1~OS6‧‧‧選擇用光學元件

P‧‧‧基板(被照射體)

PM‧‧‧多面鏡

RP‧‧‧反射面

SL1~SL6‧‧‧描繪線

TR‧‧‧吸收體

U1~U6‧‧‧描繪單元

X、Y、Z‧‧‧方向

Claims

一種光束掃描裝置，其具備具有折射能力之掃描用光學系統，該掃描用光學系統係使經角度可變之掃描構件之反射面偏向之加工用光束於被照射體聚光為光點，且該光束掃描裝置具備：光電檢測器，其接收朝向上述掃描構件之反射面投射之原點檢測用光束之反射光束，並輸出表示上述掃描構件之反射面成為既定角度之時間點之原點訊號；聚光光學系統，其被設定為較上述掃描用光學系統之折射能力低之折射能力，且使上述反射光束於上述光電檢測器聚光為光點；及光束送光部，其將來自連續發光之光源之光束成形為平行光束並輸出作為上述原點檢測用光束。
如申請專利範圍第1項之光束掃描裝置，其中於將與上述掃描用光學系統之折射能力對應之焦點距離設為fo，將與上述聚光光學系統之折射能力對應之焦點距離設為Fgs時，設定為Fgs>fo。
如申請專利範圍第2項之光束掃描裝置，其中將上述焦點距離Fgs相對於上述焦點距離fo設定為2倍以上。
如申請專利範圍第3項之光束掃描裝置，其中投射至上述被照射體之上述加工用光束係自於紫外波長區域進行脈衝發光之脈衝光源裝置產生。
如申請專利範圍第1至4項中任一項之光束掃描裝置，其中上述聚光光學系統配置於在上述加工用光束未入射至上述掃描用光學系統之空白期間中經上述掃描構件之反射面偏向之方向，且該方向亦為可於上述空白期間中使上述加工用光束作為上述原點檢測用光束入射之方向。
如申請專利範圍第1至4項中任一項之光束掃描裝置，其具備放大光學系統，該放大光學系統係於上述加工用光束透過上述掃描用光學系統進行掃描之掃描範圍之端部附近，使通過上述掃描用光學系統之一部分之光路之上述加工用光束入射，形成經上述掃描用光學系統聚光而得之光點之放大像，將上述掃描用光學系統之一部分之光路與上述放大光學系統之合成系統設為上述聚光光學系統，上述光電檢測器係以接收經上述放大光學系統放大之上述加工用光束之光點之放大像的方式配置。
如申請專利範圍第1至4項中任一項之光束掃描裝置，其具備放大光學系統，該放大光學系統係於上述原點檢測用光束透過上述掃描用光學系統進行掃描之掃描範圍之端部附近，使通過上述掃描用光學系統之一部分之光路之上述原點檢測用光束入射，形成經上述掃描用光學系統聚光而得之光點之放大像，將上述掃描用光學系統之一部分之光路與上述放大光學系統之合成系統設為上述聚光光學系統，上述光電檢測器係以接收經上述放大光學系統放大之上述原點檢測用光束之光點之放大像的方式配置。
如申請專利範圍第1至4項中任一項之光束掃描裝置，其中上述光束送光部係以上述原點檢測用光束自上述被照射體側入射至上述掃描用光學系統並朝向上述掃描構件之反射面的方式配置。
如申請專利範圍第1至4項中任一項之光束掃描裝置，其中上述掃描構件為具有複數個反射面並繞旋轉軸旋轉之旋轉多面鏡、或繞旋轉軸往復振動之檢流計鏡，上述掃描用光學系統係使經上述掃描構件偏向之上述加工用光束之偏向角與上述被照射體上之上述加工用光束之光點之像高位置為比例關係之f-θ透鏡系統。
一種光束掃描裝置，其具備具有折射能力之掃描用光學系統，該掃描用光學系統係使經角度可變之掃描構件之反射面偏向之加工用光束於被照射體聚光為光點，且該光束掃描裝置具備：光電檢測器，其接收朝向上述掃描構件之反射面投射之原點檢測用光束之反射光束，並輸出表示上述掃描構件之反射面成為既定角度之時間點之原點訊號；光學構件，其使於上述光電檢測器上進行掃描之上述原點檢測用光束之反射光束的掃描速度快於上述加工用光束之光點於上述被照射體上的掃描速度；及光束送光部，其將來自連續發光之光源之光束成形為平行光束並輸出作為上述原點檢測用光束；上述光學構件係具有使被上述掃描構件之反射面反射之上述原點檢測用光束的上述反射光束於上述光電檢測器上聚光為光點之折射能力之聚光光學系統，且使與上述聚光光學系統之折射能力對應之焦點距離長於與上述掃描用光學系統之折射能力對應之焦點距離。
一種圖案描繪裝置，其具備使經角度可變之掃描構件之反射面偏向之描繪用光束於基板聚光為光點的具有折射能力之掃描用光學系統，且一面以與上述掃描構件之反射面之角度變化相應之速度使上述光點進行掃描，一面將上述描繪用光束之強度根據圖案進行調變，而於上述基板描繪圖案，且具備：光電檢測器，其接收朝向上述掃描構件之反射面投射之原點檢測用光束之反射光束，且輸出表示上述掃描構件之反射面成為既定角度之時間點之原點訊號；聚光光學系統，其被設定為較上述掃描用光學系統之折射能力低之折射能力，且使上述反射光束於上述光電檢測器聚光為光點；及光束送光部，其將來自連續發光之光源之光束成形為平行光束並輸出作為上述原點檢測用光束。
如申請專利範圍第11項之圖案描繪裝置，其中於將與上述掃描用光學系統之折射能力對應之焦點距離設為fo，將與上述聚光光學系統之折射能力對應之焦點距離設為Fgs時，設定為Fgs>fo。
如申請專利範圍第12項之圖案描繪裝置，其中將上述焦點距離Fgs相對於上述焦點距離fo設定為2倍以上。
如申請專利範圍第13項之圖案描繪裝置，其中投射至上述基板之上述描繪用光束係自於紫外波長區域進行脈衝發光之脈衝光源裝置產生。
如申請專利範圍第11至14項中任一項之圖案描繪裝置，其中上述聚光光學系統配置於在上述描繪用光束未入射至上述掃描用光學系統之期間中經上述掃描構件之反射面偏向之方向，且該方向亦為可於成為上述非入射之期間中使上述描繪用光束作為上述原點檢測用光束入射之方向。
如申請專利範圍第11至14項中任一項之圖案描繪裝置，其具備放大光學系統，該放大光學系統係於上述描繪用光束透過上述掃描用光學系統進行掃描之掃描範圍之端部附近，使通過上述掃描用光學系統之一部分之光路之上述描繪用光束入射，形成經上述掃描用光學系統聚光而得之光點之放大像，將上述掃描用光學系統之一部分之光路與上述放大光學系統之合成系統設為上述聚光光學系統，上述光電檢測器係以接收經上述放大光學系統放大之上述描繪用光束之光點之放大像的方式配置。
如申請專利範圍第11至14項中任一項之圖案描繪裝置，其具備放大光學系統，該放大光學系統係於上述原點檢測用光束透過上述掃描用光學系統進行掃描之掃描範圍之端部附近，使通過上述掃描用光學系統之一部分之光路之上述原點檢測用光束入射，形成經上述掃描用光學系統聚光而得之光點之放大像，將上述掃描用光學系統之一部分之光路與上述放大光學系統之合成系統設為上述聚光光學系統，上述光電檢測器係以接收經上述放大光學系統放大之上述原點檢測用光束之光點之放大像之方式配置。
如申請專利範圍第11至14項中任一項之圖案描繪裝置，其中上述光束送光部係以上述原點檢測用光束自上述基板側入射至上述掃描用光學系統並朝向上述掃描構件之反射面之方式配置。
如申請專利範圍第11至14項中任一項之圖案描繪裝置，其中上述掃描構件為具有複數個反射面並繞旋轉軸旋轉之旋轉多面鏡、或繞旋轉軸往復振動之檢流計鏡，上述掃描用光學系統係使經上述掃描構件偏向之上述描繪用光束之偏向角與上述基板上之上述描繪用光束之光點之像高位置成比例關係之f-θ透鏡系統。
一種圖案描繪裝置，其具備使經角度可變之掃描構件之反射面偏向之描繪用光束於基板聚光為光點的具有折射能力之掃描用光學系統，且一面以與上述掃描構件之反射面之角度變化相應之速度使上述光點進行掃描，一面將上述描繪用光束之強度根據圖案進行調變，而於上述基板描繪圖案，且具備：光電檢測器，其接收朝向上述掃描構件之反射面投射之原點檢測用光束之反射光束，並輸出表示上述掃描構件之反射面成為既定角度之時間點之原點訊號；光學構件，其使於上述光電檢測器上進行掃描之上述原點檢測用光束之反射光束的掃描速度快於上述描繪用光束之光點於上述基板上的掃描速度；及光束送光部，其將來自連續發光之光源之光束成形為平行光束並輸出作為上述原點檢測用光束；上述光學構件係具有使被上述掃描構件之反射面反射之上述原點檢測用光束的上述反射光束於上述光電檢測器上聚光為光點之折射能力的聚光光學系統，且使與上述聚光光學系統之折射能力對應之焦點距離長於與上述掃描用光學系統之折射能力對應之焦點距離。