图案描绘装置及图案描绘方法与流程

文档序号:17727110发布日期:2019-05-22 02:35阅读:372来源:国知局
图案描绘装置及图案描绘方法与流程

本发明是关于一种使照射至被照射体上的光点扫描而描绘图案的图案描绘装置及图案描绘方法。



背景技术:

作为使用旋转多面镜的描绘装置,例如已知有一种图像形成装置,该图像形成装置如日本专利特开2008-200964号公报所揭示般,具备多个具有多面镜的激光曝光部,藉由多面镜使曝光光束扫描的主扫描方向上的扫描区域的一部分(端部)重迭,由来自多个激光曝光部的曝光光束分担地描绘图像。于日本专利特开2008-200964号公报的装置中,为了减少于在扫描区域的端部重迭的区域曝光光束因多面镜的多个反射面的面倾斜的差异而于与主扫描方向正交的副扫描方向上偏移的情况,而于使多个激光曝光部的各个的多面镜的旋转同步时,以于由1个多面镜描绘的图像与由另一个多面镜描绘的图像的重迭区域图像的副扫描方向的偏移变少的方式,调整2个多面镜的反射面的组合(旋转方向的角度相位)。又,于日本专利特开2008-200964号公报中亦揭示有如下内容,即,设置使包含多面镜的激光曝光部机械地沿副扫描方向移动的机构,以减少图像的重迭区域的偏移的方式进行调整。



技术实现要素:

本发明的第1态样是一种图案描绘装置,其是使以光点的形式聚光于基板上的描绘光束于第1方向上扫描而描绘图案的描绘单元于上述第1方向上配置有多个,藉由上述基板的与上述第1方向交叉的第2方向上的移动,而将利用多个上述描绘单元描绘的图案于上述第1方向上接合而进行描绘,且具备:位置计测部,其计测应藉由上述多个描绘单元描绘的上述基板上的被曝光区域的位置;第1调整构件,其是为了使利用上述描绘单元的各个描绘的图案相对于上述被曝光区域的位置误差减少,而根据利用上述位置计测部计测出的位置对基于上述描绘单元的各个的上述光点的位置于上述基板移动中于上述第2方向上进行调整;及第2调整构件,其是为了使利用上述描绘单元的各个描绘的图案于上述第2方向上的接合误差减少,而对基于上述描绘单元的各个的上述光点的位置于上述基板的移动中以高于上述第1调整构件的响应性于上述第2方向上进行调整。

本发明的第2态样是一种图案描绘方法,其是使自沿第1方向配置的多个描绘单元的各个投射的描绘光束的光点于基板上于上述第1方向上进行扫描,并使上述基板于与上述第1方向交叉的第2方向上移动,将利用上述多个描绘单元的各个描绘的图案于上述第1方向上接合而进行描绘,且包含:计测阶段,其是于上述基板移动中检测形成于上述基板的基准图案的位置,而计测上述基板上的被曝光区域的位置;第1调整阶段,其是为了根据上述计测阶段中计测出的位置使利用上述描绘单元的各个描绘的图案对准上述被曝光区域,而对基于上述描绘单元的各个的上述光点的位置于上述基板的移动中于上述第2方向上进行调整;及第2调整阶段,其是为了使利用上述描绘单元的各个描绘的图案于上述第2方向上的接合误差减少,而对基于上述描绘单元的各个的上述光点的位置较上述第1调整阶段更微细地于上述第2方向上进行调整。

本发明的第3态样是一种图案描绘装置,其具备:旋转多面镜,其使根据应描绘于基板上的图案进行强度调变后的描绘光束于主扫描方向上进行一维扫描;及扫描用光学系统,其将已进行一维扫描的上述描绘光束以光点的形式聚光于上述基板上;且藉由上述光点的上述主扫描方向的扫描、及上述基板与上述光点的与上述主扫描方向交叉的副扫描方向上的相对移动而于上述基板上描绘图案,且具备:机械光学的第1调整构件,其是为了对在上述主扫描方向上进行一维扫描的上述光点于上述副扫描方向上调整位置,而配置于入射至上述旋转多面镜之前的上述描绘光束的光路中或自上述旋转多面镜至上述基板的上述描绘光束的光路中;及光电性的第2调整构件,其是为了对在上述主扫描方向上进行一维扫描的上述光点于上述副扫描方向上调整位置,而配置于入射至上述旋转多面镜之前的上述描绘光束的光路中且上述第1调整构件的近前的光路中。

附图说明

图1是表示包含对基板实施曝光处理的第1实施形态的图案曝光装置的器件制造系统的概略构成的图。

图2是表示图1的曝光装置的构成的构成图。

图3是表示于图2所示的旋转滚筒卷绕有基板的状态的详细图。

图4是表示于基板上扫描的光点的描绘线及形成于基板上的对准标记的图。

图5是表示图2所示的扫描单元的光学构成的图。

图6是图2所示的光束切换部的构成图。

图7是表示图2所示的光源装置的构成的图。

图8是表示图7所示的光源装置内的信号产生部产生的时脉信号及描绘位元串资料与自偏振分光镜射出的光束的关系的时序图。

图9是表示图2所示的曝光装置的电气控制系统的构成的方块图。

图10是表示自图5所示的扫描单元内的原点感测器输出的原点信号及图9所示的选择元件驱动控制部根据原点信号生成的入射允许信号的时序图。

图11是表示图2所示的光源装置内的信号产生部的构成的方块图。

图12是表示自图11所示的信号产生部的各部输出的信号的时序图。

图13的图13a是对未进行局部倍率修正的情形时描绘的图案进行说明的图,图13的图13b是对依据图12所示的时序图进行局部倍率修正(缩小)的情形时描绘的图案说明的图。

图14是表示代替第1实施形态中的选择用光学元件而设置的变形例1的光束切换部的构成的图。

图15是表示将图6所示的光束切换部中的选择用光学元件置换为图14的变形例1的情形时的变形例2的光束切换部的构成的图。

图16是表示组入至图15所示的变形例2的光束切换部的光束移相器的详细的光学配置的图。

图17的图17a表示作为变形例3代替选择用光学元件而使用的棱镜状的光电元件,图17的图17b是表示其他光电元件的例的图。

图18是详细地表示第2实施形态中的光源装置的脉冲光产生部内的波长转换部的构成的图。

图19是表示第2实施形态中的自光源装置至最初的选择用光学元件的光束的光路的图。

图20是表示第2实施形态中的自选择用光学元件至下一段选择用光学元件的光路及选择用光学元件的驱动电路的构成的图。

图21是对第2实施形态中的选择用光学元件之后的选择用的单元侧入射镜中的光束选择与光束移位的情况进行说明的图。

图22是对第2实施形态中的自多面镜至基板的光束的动作进行说明的图。

图23是表示第3实施形态中的扫描单元的具体构成的图。

图24的图24a是对藉由图23所示的扫描单元内所设置的平行平板调整光束位置的情况进行说明的图,且是表示平行平板的相互平行的入射面与射出面相对于光束的中心线(主光线)呈90度的状态的图,图24的图24b是对藉由图23所示的扫描单元内所设置的平行平板调整光束位置的情况进行说明的图,且是表示平行平板的相互平行的入射面与射出面相对于光束的中心线(主光线)自90度倾斜的状态的图。

图25是表示第4实施形态中的控制图案描绘装置的控制装置的概略构成的方块图。

图26是模式性地放大表示图23所示的扫描单元(描绘单元)内的光路的一部分光路中的光束的状态的图。

图27是表示自图23所示的扫描单元(描绘单元)的多面镜至基板的光学系统配置的图。

具体实施方式

针对本发明的态样的图案描绘装置及图案描绘方法,一面揭示较佳的实施形态并参照附图,一面于下文进行详细说明。再者,本发明的态样并不限定于该等实施形态,亦包含施加多种变更或改良所得者。即,以下所记载的构成要素包含发明所属技术领域中具有通常知识者可容易地设想者、实质上相同者,以下所记载的构成要素可适当进行组合。又,可于不脱离本发明的主旨的范围内进行构成要素的各种省略、置换或变更。

[第1实施形态]

图1是表示包含第1实施形态的对基板(被照射体)p实施曝光处理的曝光装置ex的器件制造系统10的概略构成的图。再者,于以下的说明中,只要不预先特别指出,则设定将重力方向设为z方向的xyz正交座标系统,按照图示的箭头说明x方向、y方向、及z方向。

器件制造系统10是对基板p实施特定的处理(曝光处理等)而制造电子器件的系统(基板处理装置)。器件制造系统10是例如构筑有制造作为电子器件的软性显示器、膜状的触控面板、液晶显示面板用的膜状的彩色滤光片、软性配线、或软性感测器等的制造线的制造系统。以下,作为电子器件,以软性显示器为前提进行说明。作为软性显示器,有例如有机el显示器、液晶显示器等。器件制造系统10具有如下所谓卷对卷(rolltoroll)方式的构造:自将可挠性的薄片状的基板(薄片基板)p卷绕成卷筒状的供给卷筒fr1送出基板p,对送出的基板p连续实施各种处理之后,利用回收卷筒fr2卷取各种处理后的基板p。基板p具有基板p的移动方向(搬送方向)成为长边方向(长条)且宽度方向成为短边方向(短条)的带状形状。于第1实施形态中,表示膜状的基板p至少经过处理装置(第1处理装置)pr1、处理装置(第2处理装置)pr2、曝光装置(第3处理装置)ex、处理装置(第4处理装置)pr3、及处理装置(第5处理装置)pr4而卷取至回收卷筒fr2的例。

再者,于本第1实施形态中,x方向是于水平面内基板p自供给卷筒fr1朝向回收卷筒fr2的方向(搬送方向)。y方向是于水平面内与x方向正交的方向,且为基板p的宽度方向(短条方向)。z方向是与x方向及y方向正交的方向(上方向),与重力作用的方向平行。

基板p例如使用树脂膜、或由不锈钢等金属或合金所构成的箔(金属薄片)等。作为树脂膜的材质,例如,亦可使用包含聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、伸乙基乙烯基共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、及乙酸乙烯酯树脂中的至少1种以上者。又,基板p的厚度或刚性(杨氏模数)只要为通过器件制造系统10的搬送路径时不于基板p产生由屈曲所致的折痕或不可逆的皱褶般的范围即可。作为基板p的母材,厚度为25μm~200μm左右的pet(聚对苯二甲酸乙二酯)或pen(聚萘二甲酸乙二酯)等的膜是较佳的薄片基板的典型。

基板p有时于利用处理装置pr1、处理装置pr2、曝光装置ex、处理装置pr3、及处理装置pr4实施的各处理中受到热,因此,较佳为选定热膨胀是数不明显大的材质的基板p。例如,可藉由将无机填料混合至树脂膜中而抑制热膨胀是数。无机填料亦可为例如氧化钛、氧化锌、氧化铝、或氧化硅等。又,基板p可为利用浮式法等制造的厚度100μm左右的极薄玻璃的单层体,亦可为于该极薄玻璃贴合上述树脂膜、箔等而成的积层体。

且说,基板p的可挠性(flexibility)是指即便对基板p施加自重程度的力亦能够不剪切或不断裂地使该基板p弯曲的性质。又,藉由自重程度的力而弯曲的性质亦包含于可挠性。又,可挠性的程度根据基板p的材质、大小、厚度、成膜于基板p上的层构造、温度、或湿度等的环境等而改变。总的,于将基板p正确地卷绕于本第1实施形态的器件制造系统10内的搬送路径上所设置的各种搬送用辊、旋转滚筒等搬送方向转换用的构件的情形时,只要能够不屈曲而留下折痕或者不破损(产生破裂或裂纹)地顺利地搬送基板p,则可称为可挠性的范围。

处理装置pr1是一面将自供给卷筒fr1搬送而来的基板p朝向处理装置pr2以特定的速度沿着沿长条方向的搬送方向(+x方向)搬送,一面对基板p进行涂布处理的涂布装置。处理装置pr1对基板p的表面选择性地或者均匀地涂布感光性功能液。表面涂布有该感光性功能液的基板p朝向处理装置pr2搬送。

处理装置pr2是一面将自处理装置pr1搬送而来的基板p朝向曝光装置ex以特定的速度沿搬送方向(+x方向)搬送,一面对基板p进行干燥处理的干燥装置。处理装置pr2是藉由向基板p的表面吹送热风或干燥空气等干燥用空气(暖风)的鼓风机、红外线光源、陶瓷加热器等将感光性功能液中包含的溶剂或水去除,而使感光性功能液干燥。藉此,于基板p的表面选择性地或者均匀地形成成为感光性功能层(光感应层)的膜。再者,亦可藉由将干膜贴附于基板p的表面而于基板p的表面形成感光性功能层。于该情形时,代替处理装置pr1及处理装置pr2而设置将干膜贴附于基板p的贴附装置(处理装置)即可。

此处,该感光性功能液(层)的典型者为光阻剂(液状或干膜状),作为无须进行显影处理的材料,有受紫外线照射的部分的亲疏液性改质的感光性硅烷耦合剂(sam)、或于受紫外线照射的部分镀覆还原基暴露的感光性还原剂等。于使用感光性硅烷耦合剂作为感光性功能液(层)的情形时,基板p上的利用紫外线曝光后的图案部分自疏液性改质为亲液性。因此,藉由在成为亲液性的部分上选择涂布含有导电性墨水(含有银或铜等导电性纳米粒子的墨水)或半导体材料的液体等,而可形成构成薄膜晶体管(tft)等的电极、半导体、成为绝缘或连接用的配线的图案层。于使用感光性还原剂作为感光性功能液(层)的情形时,于基板p上的利用紫外线曝光后的图案部分镀覆还原基暴露。因此,于曝光后立即将基板p浸渍于包含钯离子等的镀覆液中固定时间,藉此,形成(析出)钯的图案层。此种镀覆处理为加成法(additive)的制程,除此以外,亦可以作为减成法(subtractive)的制程的蚀刻处理为前提。于该情形时,搬送至曝光装置ex的基板p亦可为将母材设为pet或pen并于其表面整面或选择性地蒸镀铝(al)或铜(cu)等的金属性薄膜,进而于其上积层光阻剂层所得者。于本第1实施形态中,使用感光性还原剂作为感光性功能液(层)。

曝光装置ex是一面将自处理装置pr2搬送而来的基板p朝向处理装置pr3以特定的速度沿搬送方向(+x方向)搬送,一面对基板p进行曝光处理的处理装置。曝光装置ex对基板p的表面(感光性功能层的表面、即感光面)照射与电子器件用的图案(例如,构成电子器件的tft的电极或配线等的图案)对应的光图案。藉此,于感光性功能层形成与上述图案对应的潜像(改质部)。

于本第1实施形态中,曝光装置ex是不使用遮罩的直描方式的曝光装置、所谓光栅扫描方式的曝光装置(图案描绘装置)。将于下文进行详细说明,曝光装置ex是一面将基板p朝+x方向(副扫描的方向)搬送,一面使曝光用的脉冲状的光束lb(脉冲光束)的光点sp于基板p的被照射面(感光面)上沿特定的扫描方向(y方向)一维地进行扫描(主扫描),并且根据图案资料(描绘资料、图案信息)对光点sp的强度快速地进行调变(接通/断开)。藉此,将与电子器件、电路或配线等的特定图案对应的光图案描绘曝光于基板p的被照射面。即,藉由基板p的副扫描与光点sp的主扫描,使光点sp于基板p的被照射面上相对地进行二维扫描,而将特定的图案描绘曝光于基板p。又,由于基板p沿着搬送方向(+x方向)搬送,故而藉由曝光装置ex曝光图案的被曝光区域w是沿着基板p的长条方向隔开特定间隔设置多个(参照图4)。由于在该被曝光区域w形成电子器件,故而被曝光区域w亦为器件形成区域。再者,电子器件是藉由将多个图案层(形成有图案的层)重迭而构成,因此,亦可藉由曝光装置ex曝光与各层对应的图案。

处理装置pr3是一面将自曝光装置ex搬送而来的基板p朝向处理装置pr4以特定的速度沿搬送方向(+x方向)搬送,一面对基板p进行湿式处理的湿式处理装置。于本第1实施形态中,处理装置pr3对基板p进行作为湿式处理的一种的镀覆处理。即,将基板p浸渍于贮存于处理槽的镀覆液中特定时间。藉此,于感光性功能层的表面析出(形成)与潜像对应的图案层。即,根据基板p的感光性功能层上的光点sp的照射部分与非照射部分的差异,于基板p上选择性地形成特定材料(例如钯),此成为图案层。

再者,于使用感光性硅烷耦合剂作为感光性功能层的情形时,藉由处理装置pr3进行作为湿式处理的一种的液体(例如,含有导电性墨水等的液体)的涂布处理或镀覆处理。即便于该情形时,亦于感光性功能层的表面形成与潜像对应的图案层。即,根据基板p的感光性功能层的光点sp的照射部分与被照射部分的差异,于基板p上选择性地形成特定材料(例如导电性墨水或钯等),此成为图案层。又,于采用光阻剂作为感光性功能层的情形时,藉由处理装置pr3进行作为湿式处理的一种的显影处理。于该情形时,藉由该显影处理而于感光性功能层(光阻剂)形成与潜像对应的图案。

处理装置pr4是一面将自处理装置pr3搬送而来的基板p朝向回收卷筒fr2以特定的速度沿搬送方向(+x方向)搬送,一面对基板p进行清洗·干燥处理的清洗·干燥装置。处理装置pr4是对经实施湿式处理的基板p利用纯水进行清洗,其后,于玻璃转移温度以下进行干燥直至基板p的含水率成为特定值以下为止。

再者,于使用感光性硅烷耦合剂作为感光性功能层的情形时,处理装置pr4亦可为对基板p进行退火处理与干燥处理的退火·干燥装置。退火处理是为了巩固所涂布的导电性墨水中含有的纳米粒子彼此的电性结合,而将例如来自闪光灯的高亮度的脉冲光照射至基板p。于采用光阻剂作为感光性功能层的情形时,亦可于处理装置pr4与回收卷筒fr2之间设置进行蚀刻处理的处理装置(湿式处理装置)pr5、及对经实施蚀刻处理的基板p进行清洗·干燥处理的处理装置(清洗·干燥装置)pr6。藉此,于采用光阻剂作为感光性功能层的情形时,藉由实施蚀刻处理而于基板p形成图案层。即,根据基板p的感光性功能层的光点sp的照射部分与被照射部分的差异,于基板p上选择性地形成特定材料(例如铝(al)或铜(cu)等),此成为图案层。处理装置pr5、pr6具有针对搬送而来的基板p将基板p朝向回收卷筒fr2以特定的速度沿搬送方向(+x方向)搬送的功能。多个处理装置pr1~pr4(视需要亦包含处理装置pr5、pr6)将基板p朝+x方向搬送的功能构成为基板搬送装置。

如此,经实施各处理的基板p由回收卷筒fr2回收。经过器件制造系统10的至少各处理而于基板p上形成1个图案层。如上所述,电子器件是藉由将多个图案层重迭而构成,因此,为了生成电子器件,必须经过如图1所示的器件制造系统10的各处理至少2次。因此,可藉由将卷取有基板p的回收卷筒fr2作为供给卷筒fr1安装至另一器件制造系统10而积层图案层。重复如上所述的动作而形成电子器件。处理后的基板p成为多个电子器件隔开特定的间隔沿着基板p的长条方向相连的状态。即,基板p成为用于获取多个的基板。

回收有以相连状态形成有电子器件的基板p的回收卷筒fr2亦可安装于未图示的切割装置。安装有回收卷筒fr2的切割装置是藉由将处理后的基板p以电子器件(作为器件形成区域的被曝光区域w)为单位进行分割(切割),而形成多个成为单片的电子器件。基板p的尺寸是例如宽度方向(成为短条的方向)的尺寸为10cm~2m左右,长度方向(成为长条的方向)的尺寸为10m以上。再者,基板p的尺寸并不限定于上述尺寸。

图2是表示曝光装置ex的构成的构成图。曝光装置ex收纳于调温室ecv内。该调温室ecv是藉由将内部保持为特定的温度、特定的湿度,而抑制内部所搬送的基板p的由温度引起的形状变化,并且设定为考虑基板p的吸湿性或伴随搬送而产生的静电的带电等的湿度。调温室ecv介隔被动或主动的防振单元su1、su2设置于制造工厂的设置面e。防振单元su1、su2减少来自设置面e的振动。该设置面e可为工厂的地板面本身,亦可为为了形成水平面而专用地设置于地板面上的设置基座(底座)上面。曝光装置ex至少具备基板搬送机构12、相同构成的2个光源装置(光源)ls(lsa、lsb)、光束切换部(包含光电偏转装置)bdu、曝光头(扫描装置)14、控制装置16、多个对准显微镜am1m、am2m(再者,m=1、2、3、4)、及多个编码器enja、enjb(再者,j=1、2、3、4)。控制装置(控制部)16对曝光装置ex的各部进行控制。该控制装置16包含电脑及记录有编程的记录媒体等,藉由该电脑执行编程而作为本第1实施形态的控制装置16发挥功能。

基板搬送机构12是构成器件制造系统10的上述基板搬送装置的一部分者,将自处理装置pr2搬送的基板p于曝光装置ex内以特定的速度搬送之后,以特定的速度送出至处理装置pr3。由该基板搬送机构12规定于曝光装置ex内搬送的基板p的搬送路径。基板搬送机构12是自基板p的搬送方向的上游侧(-x方向侧)依次具有边缘位置控制器epc、驱动辊r1、张力调整辊rt1、旋转滚筒(圆筒滚筒)dr、张力调整辊rt2、驱动辊r2、及驱动辊r3。

边缘位置控制器epc对自处理装置pr2搬送的基板p的宽度方向(y方向且基板p的短条方向)上的位置进行调整。即,边缘位置控制器epc以如下方式使基板p于宽度方向上移动而调整基板p的宽度方向上的位置,即,以施加有特定的张力的状态搬送的基板p的宽度方向的端部(边缘)的位置相对于目标位置控制在±十数μm~数十μm左右的范围(容许范围)。边缘位置控制器epc具有供基板p以施加有特定的张力的状态架设的辊、及检测基板p的宽度方向的端部(边缘)的位置的未图示的边缘感测器(端部检测部)。边缘位置控制器epc是基于上述边缘感测器检测出的检测信号,使边缘位置控制器epc的上述辊于y方向上移动,而调整基板p的宽度方向上的位置。驱动辊(夹辊)r1是一面保持自边缘位置控制器epc搬送的基板p的正反两面一面旋转,而将基板p朝向旋转滚筒dr搬送。再者,边缘位置控制器epc亦可以卷绕至旋转滚筒dr的基板p的长条方向相对于旋转滚筒dr的中心轴axo始终正交的方式与基板p的宽度方向上的位置适当调整,并且以修正基板p的前进方向上的倾斜误差的方式,适当调整边缘位置控制器epc的上述辊的旋转轴与y轴的平行度。

旋转滚筒dr具有沿y方向延伸并且沿与重力作用的方向交叉的方向延伸的中心轴axo、及自中心轴axo起为固定半径的圆筒状的外周面。旋转滚筒dr是按照该外周面(圆周面)使基板p的一部分于长条方向弯曲成圆筒面状而支持(保持),并且以中心轴axo为中心进行旋转而将基板p朝+x方向搬送。旋转滚筒dr是于其外周面支持供来自曝光头14的光束lb(光点sp)投射的基板p上的区域(部分)。旋转滚筒dr是自与形成电子器件的面(形成有感光面的侧面)为相反侧的面(背面)侧支持(密接保持)基板p。于旋转滚筒dr的y方向的两侧,设置有以旋转滚筒dr绕中心轴axo旋转的方式利用环状的轴承支持的长杆sft。该长杆sft是藉由被赋予来自由控制装置16控制的未图示的旋转驱动源(例如电机或减速机构等)的转矩而绕中心轴axo以固定的旋转速度旋转。再者,为方便起见,将包含中心轴axo且与yz平面平行的平面称为中心面poc。

驱动辊(夹辊)r2、r3是沿着基板p的搬送方向(+x方向)隔开特定的间隔配置,对曝光后的基板p赋予特定的松弛(游隙)。驱动辊r2、r3是与驱动辊r1同样地,一面保持基板p的正反两面一面旋转,将基板p朝向处理装置pr3搬送。张力调整辊rt1、rt2朝着-z方向被施力,对卷绕并支持于旋转滚筒dr的基板p于长条方向上施加特定的张力。藉此,使对挂于旋转滚筒dr的基板p赋予的长条方向的张力稳定化于特定的范围内。控制装置16是藉由控制未图示的旋转驱动源(例如电机或减速机等)而使驱动辊r1~r3旋转。再者,驱动辊r1~r3的旋转轴、及张力调整辊rt1、rt2的旋转轴是与旋转滚筒dr的中心轴axo平行。

光源装置ls(lsa、lsb)产生并射出脉冲状的光束(脉冲光束、脉冲光、激光)lb。该光束lb是于370nm以下的波长频带具有峰值波长的紫外线光,将光束lb的发光频率(振荡频率、特定频率)设为fa。光源装置ls(lsa、lsb)射出的光束lb经由光束切换部bdu而入射至曝光头14。光源装置ls(lsa、lsb)依据控制装置16的控制,以发光频率fa发光并射出光束lb。该光源装置ls(lsa、lsb)的构成将于下文进行详细说明,于第1实施形态中,由产生红外波长区域的脉冲光的半导体激光元件、光纤放大器、将经放大的红外波长区域的脉冲光转换为紫外波长区域的脉冲光的波长转换元件(谐波产生元件)等构成,设为使用获得振荡频率fa为数百mhz且1脉冲光的发光时间为微微秒左右的高亮度的紫外线的脉冲光的光纤放大器激光光源(谐波激光光源)。再者,为了将来自光源装置lsa的光束lb与来自光源装置lsb的光束lb加以区别,有时以lba表示来自光源装置lsa的光束lb,以lbb表示来自光源装置lsb的光束lb。

光束切换部bdu是使来自2个光源装置ls(lsa、lsb)的光束lb(lba、lbb)入射至构成曝光头14的多个扫描单元un(再者,n=1、2、…、6)中的2个扫描单元un,并且对光束lb(lba、lbb)入射的扫描单元un进行切换。详细而言,光束切换部bdu是使来自光源装置lsa的光束lba入射至3个扫描单元u1~u3中的1个扫描单元un,使来自光源装置lsb的光束lbb入射至3个扫描单元u4~u6中的1个扫描单元un。又,光束切换部bdu是于扫描单元u1~u3中切换光束lba入射的扫描单元un,并于扫描单元u4~u6中切换光束lbb入射的扫描单元un。

光束切换部bdu是以光束lbn入射至进行光点sp的扫描的扫描单元(描绘单元)un的方式,切换光束lba、lbb入射的扫描单元un。即,光束切换部bdu使来自光源装置lsa的光束lba入射至扫描单元u1~u3中进行光点sp的扫描的1个扫描单元un。同样地,光束切换部bdu使来自光源装置lsb的光束lbb入射至扫描单元u4~u6中进行光点sp的扫描的1个扫描单元un。关于该光束切换部bdu,将于下文进行详细说明。再者,关于扫描单元u1~u3,进行光点sp的扫描的扫描单元un按照u1→u2→u3的顺序进行切换,关于扫描单元u4~u6,进行光点sp的扫描的扫描单元un按照u4→u5→u6的顺序进行切换。再者,以上的光束切换部bdu或光源装置ls(lsa、lsb)的构成揭示于例如国际公开第2015/166910号说明书中,将于下文参照图6、图7进行详细叙述。

曝光头14成为排列有相同构成的多个扫描单元un(u1~u6)的所谓多光束型的曝光头。曝光头14是藉由多个扫描单元un(u1~u6)对利用旋转滚筒dr的外周面(圆周面)支持的基板p的一部分描绘图案。由于曝光头14对基板p反复进行电子器件用的图案曝光,故而曝光图案的被曝光区域(电子器件形成区域)w沿着基板p的长条方向隔开特定的间隔而设置有多个(参照图4)。多个扫描单元un(u1~u6)是以特定的配置关系配置。多个扫描单元un(u1~u6)是隔着中心面poc于基板p的搬送方向上交错排列地配置成2行。第奇数个扫描单元u1、u3、u5是配置于相对于中心面poc为基板p的搬送方向的上游侧(-x方向侧),且沿着y方向分开特定的间隔而配置成1行。第偶数个扫描单元u2、u4、u6是配置于相对于中心面poc为基板p的搬送方向的下游侧(+x方向侧),且沿着y方向分开特定的间隔而配置成1行。第奇数个扫描单元u1、u3、u5与第偶数个扫描单元u2、u4、u6于xz面内观察时相对于中心面poc对称地设置。

各扫描单元un(u1~u6)是将来自光源装置ls(lsa、lsb)的光束lb以于基板p的被照射面上收敛成光点sp的方式投射,并且藉由旋转的多面镜pm(参照图5)使该光点sp一维地进行扫描。藉由该等各扫描单元un(u1~u6)的多面镜(偏转构件)pm,使光点sp于基板p的被照射面上一维地进行扫描。藉由该光点sp的扫描,于基板p上(基板p的被照射面上)规定描绘相当于1条线的图案的直线的描绘线(扫描线)sln(再者,n=1、2、…、6)。关于该扫描单元un的构成,将于下文进行详细说明。

扫描单元u1使光点sp沿着描绘线sl1扫描,同样地,扫描单元u2~u6使光点sp沿着描绘线sl2~sl6扫描。多个扫描单元un(u1~u6)的描绘线sln(sl1~sl6)如图3、图4所示,设定为于y方向(基板p的宽度方向、主扫描方向)上不相互分离而接合。再者,有时将经由光束切换部bdu而入射至扫描单元un的来自光源装置ls(lsa、lsb)的光束lb表示为lbn。而且,有时以lb1表示入射至扫描单元u1的光束lbn,同样地,以lb2~lb6表示入射至扫描单元u2~u6的光束lbn。该描绘线sln(sl1~sl6)表示藉由扫描单元un(u1~u6)进行扫描的光束lbn(lb1~lb6)的光点sp的扫描轨迹。入射至扫描单元un的光束lbn亦可为朝特定的方向偏振后的直线偏振光(p偏振光或s偏振光)的光束,于本第1实施形态中,设为p偏振光的光束。

如图4所示,以多个扫描单元un(u1~u6)全体覆盖被曝光区域w的宽度方向的全部的方式,使各扫描单元un(u1~u6)分担扫描区域。藉此,各扫描单元un(u1~u6)可对在基板p的宽度方向上分割的多个区域(描绘范围)中的每一个描绘图案。例如,若将1个扫描单元un的y方向的扫描长度(描绘线sln的长度)设为20~60mm左右,则藉由将第奇数个扫描单元u1、u3、u5的3个与第偶数个扫描单元u2、u4、u6的3个即共计6个扫描单元un沿y方向配置,而将能够描绘的y方向的宽度扩大至120~360mm左右。各描绘线sln(sl1~sl6)的长度(描绘范围的长度)原则上设为相同。即,沿着描绘线sl1~sl6的各个扫描的光束lbn的光点sp的扫描距离原则上设为相同。再者,于欲扩大被曝光区域w的宽度的情形时,可藉由延长描绘线sln本身的长度或者增加沿y方向配置的扫描单元un的数量而应对。

再者,实际的各描绘线sln(sl1~sl6)设定为略短于光点sp于被照射面上实际能够扫描的最大长度(最大扫描长度)。例如,若将主扫描方向(y方向)的描绘倍率为初始值(无倍率修正)的情形时能够进行图案描绘的描绘线sln的扫描长度设为30mm,则光点sp于被照射面上的最大扫描长度是于描绘线sln的描绘开始点(扫描开始点)侧与描绘结束点(扫描结束点)侧分别具有0.5mm左右的余量而设定为31mm左右。藉由如此般设定,可于光点sp的最大扫描长度31mm的范围内对30mm的描绘线sln的位置于主扫描方向上进行微调整或者对描绘倍率进行微调整。光点sp的最大扫描长度并不限定于31mm,主要由扫描单元un内的设置于多面镜(旋转多面镜)pm之后的fθ透镜ft(参照图5)的口径决定。

多个描绘线sln(sl1~sl6)是隔着中心面poc于旋转滚筒dr的圆周方向上交错排列地配置成2行。第奇数条描绘线sl1、sl3、sl5位于相对于中心面poc为基板p的搬送方向的上游侧(-x方向侧)的基板p的被照射面上。第偶数条描绘线sl2、sl4、sl6位于相对于中心面poc为基板p的搬送方向的下游侧(+x方向侧)的基板p的被照射面上。描绘线sl1~sl6是与基板p的宽度方向、即旋转滚筒dr的中心轴axo大致平行。

描绘线sl1、sl3、sl5是沿着基板p的宽度方向(主扫描方向)隔开特定的间隔而于直线上配置成1行。描绘线sl2、sl4、sl6亦同样地,沿着基板p的宽度方向(主扫描方向)隔开特定的间隔而于直线状配置成1行。此时,描绘线sl2于基板p的宽度方向上配置于描绘线sl1与描绘线sl3之间。同样地,描绘线sl3于基板p的宽度方向上配置于描绘线sl2与描绘线sl4之间。描绘线sl4于基板p的宽度方向上配置于描绘线sl3与描绘线sl5之间,描绘线sl5于基板p的宽度方向上配置于描绘线sl4与描绘线sl6之间。如此,多个描绘线sln(sl1~sl6)是于y方向(主扫描方向)上相互错开地配置。

沿着第奇数条描绘线sl1、sl3、sl5的各个进行扫描的光束lb1、lb3、lb5的光点sp的主扫描方向成为一维的方向,且成为相同方向。沿着第偶数条描绘线sl2、sl4、sl6的各个进行扫描的光束lb2、lb4、lb6的光点sp的主扫描方向成为一维的方向,且成为相同方向。沿着该描绘线sl1、sl3、sl5进行扫描的光束lb1、lb3、lb5的光点sp的主扫描方向与沿着描绘线sl2、sl4、sl6进行扫描的光束lb2、lb4、lb6的光点sp的主扫描方向亦可相互为相反方向。于本第1实施形态中,沿着描绘线sl1、sl3、sl5进行扫描的光束lb1、lb3、lb5的光点sp的主扫描方向为-y方向。又,沿着描绘线sl2、sl4、sl6进行扫描的光束lb2、lb4、lb6的光点sp的主扫描方向为+y方向。藉此,描绘线sl1、sl3、sl5的描绘开始点侧的端部与描绘线sl2、sl4、sl6的描绘开始点侧的端部是于y方向上邻接或者局部重迭。又,描绘线sl3、sl5的描绘结束点侧的端部与描绘线sl2、sl4的描绘结束点侧的端部是于y方向上邻接或者局部重迭。以使于y方向上相邻的描绘线sln的端部彼此局部重迭的方式配置各描绘线sln的情形时,例如,较佳为相对于各描绘线sln的长度,包含描绘开始点或描绘结束点在内于y方向上以百分的几以下的范围重迭。再者,使描绘线sln于y方向上接合是指使描绘线sln的端部彼此于y方向上邻接(密接)或局部重迭。

再者,描绘线sln的副扫描方向的宽度(x方向的尺寸)是与光点sp的大小(直径)φ对应的粗细。例如,于光点sp的大小(尺寸)φ为3μm的情形时,描绘线sln的宽度亦成为3μm。光点sp亦可以特定的长度(例如,设为光点sp的大小φ的1/2)重迭地沿着描绘线sln投射。又,于使在y方向上相邻的描绘线sln(例如,描绘线sl1与描绘线sl2)彼此相互接合的情形时,亦可以特定的长度(例如,光点sp的大小φ的1/2)重迭。

于本第1实施形态的情形时,来自光源装置ls(lsa、lsb)的光束lb(lba、lbb)为脉冲光,因此,于主扫描的期间投射至描绘线sln上的光点sp根据光束lb(lba、lbb)的振荡频率fa(例如400mhz)而变得离散。因此,必须使藉由光束lb的1脉冲光而投射的光点sp与藉由接下来的1脉冲光而投射的光点sp于主扫描方向上重迭。其重迭的量是根据光点sp的大小φ、光点sp的扫描速度(主扫描的速度)vs、及光束lb的振荡频率fa而设定。光点sp的有效的大小φ是于光点sp的强度分布以高斯分布近似的情形时,以光点sp的峰值强度的1/e2(或1/2)决定。于本第1实施形态中,以光点sp以相对于有效的大小(尺寸)φ为φ×1/2左右重迭的方式,设定光点sp的扫描速度vs及振荡频率fa。因此,光点sp的沿着主扫描方向的投射间隔成为φ/2。因此,较理想为以如下方式设定,即,于副扫描方向(与描绘线sln正交的方向)上,于沿着描绘线sln的光点sp的1次扫描与下一次扫描之间,基板p亦以光点sp的有效的大小φ的大致1/2的距离移动。又,对基板p上的感光性功能层的曝光量的设定可藉由调整光束lb(脉冲光)的峰值而实现,但于无法提高光束lb的强度的状况下欲增大曝光量的情形时,藉由光点sp的主扫描方向的扫描速度vs的降低、光束lb的振荡频率fa的增大、或基板p的副扫描方向的搬送速度vt的降低等的任一个,使光点sp的主扫描方向或副扫描方向上的重迭量增加即可。光点sp的主扫描方向的扫描速度vs是与多面镜pm的转数(旋转速度vp)成比例地加速。

各扫描单元un(u1~u6)是以至少于xz平面内各光束lbn朝向旋转滚筒dr的中心轴axo前进的方式,朝向基板p照射各光束lbn。藉此,自各扫描单元un(u1~u6)朝向基板p前进的光束lbn的光路(光束中心轴)是于xz平面内与基板p的被照射面的法线平行。又,各扫描单元un(u1~u6)是以对描绘线sln(sl1~sl6)照射的光束lbn于与yz平面平行的面内相对于基板p的被照射面垂直的方式,朝向基板p照射光束lbn。即,于被照射面上的光点sp的主扫描方向上,投射至基板p的光束lbn(lb1~lb6)以远心的状态进行扫描。此处,将通过由各扫描单元un(u1~u6)规定的特定的描绘线sln(sl1~sl6)的各中点且与基板p的被照射面垂直的线(或者亦称为光轴)称为照射中心轴len(le1~le6)。

该等各照射中心轴len(le1~le6)成为于xz平面内将描绘线sl1~sl6与中心轴axo连结的线。第奇数个扫描单元u1、u3、u5的各自的照射中心轴le1、le3、le5是于xz平面内成为相同方向,第偶数个扫描单元u2、u4、u6的各自的照射中心轴le2、le4、le6是于xz平面内成为相同方向。又,照射中心轴le1、le3、le5与照射中心轴le2、le4、le6是以于xz平面内相对于中心面poc而角度成为±θ1的方式设定(参照图2)。

图2所示的多个对准显微镜am1m(am11~am14)、am2m(am21~am24)是用以检测图4所示的形成于基板p的多个对准标记mkm(mk1~mk4)者,沿着y方向设置有多个(本第1实施形态中为4个)。多个对准标记mkm(mk1~mk4)是用以使对基板p的被照射面上的被曝光区域w描绘的特定的图案与基板p相对地对准位置(对准)的基准标记。多个对准显微镜am1m(am11~am14)、am2m(am21~am24)是于利用旋转滚筒dr的外周面(圆周面)支持的基板p上检测多个对准标记mkm(mk1~mk4)。多个对准显微镜am1m(am11~am14)是设置于较基于来自曝光头14的光束lbn(lb1~lb6)的光点sp的基板p上的被照射区域(由描绘线sl1~sl6包围的区域)更靠基板p的搬送方向的上游侧(-x方向侧)。又,多个对准显微镜am2m(am21~am24)是设置于较基于来自曝光头14的光束lbn(lb1~lb6)的光点sp的基板p上的被照射区域(由描绘线sl1~sl6包围的区域)更靠基板p的搬送方向的下游侧(+x方向侧)。

对准显微镜am1m(am11~am14)、am2m(am21~am24)具有:光源,其向基板p投射对准用的照明光;观察光学系统(包含物镜),其获得基板p的表面的包含对准标记mkm的局部区域(观察区域)vw1m(vw11~vw14)、vw2m(vw21~vw24)的放大像;及ccd、cmos等摄像元件,其于基板p于搬送方向上移动的期间,利用与基板p的搬送速度vt对应的高速快门拍摄上述放大像。多个对准显微镜am1m(am11~am14)、am2m(am21~am24)的各个所拍摄到的摄像信号(图像资料)被发送至控制装置16。控制装置16的标记位置检测部106(参照图9)是藉由进行该发送来的多个摄像信号的图像解析,而检测基板p上的对准标记mkm(mk1~mk4)的位置(标记位置信息)。再者,对准用的照明光是相对于基板p上的感光性功能层几乎不具有感度的波长区域的光、例如波长500~800nm左右的光。

多个对准标记mk1~mk4设置于各被曝光区域w的周围。对准标记mk1、mk4是于被曝光区域w的基板p的宽度方向的两侧,沿着基板p的长条方向以固定的间隔dh形成有多个。对准标记mk1形成于基板p的宽度方向的-y方向侧,对准标记mk4形成于基板p的宽度方向的+y方向侧。此种对准标记mk1、mk4是以如下方式配置,即,于基板p未受到较大的张力或者未受到热制程而变形的状态下,于基板p的长条方向(x方向)上位于同一位置。进而,对准标记mk2、mk3是沿着基板p的宽度方向(短条方向)形成于对准标记mk1与对准标记mk4之间且被曝光区域w的+x方向侧与-x方向侧的空白部。对准标记mk2、mk3形成于被曝光区域w与被曝光区域w之间。对准标记mk2形成于基板p的宽度方向的-y方向侧,对准标记mk3形成于基板p的+y方向侧。

进而,排列于基板p的-y方向侧的端部的对准标记mk1与空白部的对准标记mk2的y方向的间隔、空白部的对准标记mk2与对准标记mk3的y方向的间隔、及排列于基板p的+y方向侧的端部的对准标记mk4与空白部的对准标记mk3的y方向的间隔均设定为相同距离。该等对准标记mkm(mk1~mk4)亦可于形成第1层图案层时一同形成。例如,亦可于曝光第1层的图案时,于曝光图案的被曝光区域w的周围亦一同曝光对准标记用的图案。再者,对准标记mkm亦可形成于被曝光区域w内。例如,亦可于被曝光区域w内沿着被曝光区域w的轮廓而形成。又,亦可将形成于被曝光区域w内的电子器件的图案中的特定位置的图案部分、或特定形状的部分用作对准标记mkm。

对准显微镜am11、am21如图4所示,是以拍摄存在于物镜的观察区域(检测区域)vw11、vw21内的对准标记mk1的方式配置。同样地,对准显微镜am12~am14、am22~am24是以拍摄存在于物镜的观察区域vw12~vw14、vw22~vw24内的对准标记mk2~mk4的方式配置。因此,多个对准显微镜am11~am14、am21~am24是对应于多个对准标记mk1~mk4的位置,自基板p的-y方向侧按照am11~am14、am21~am24的顺序沿着基板p的宽度方向设置。再者,于图3中,省略对准显微镜am2m(am21~am24)的观察区域vw2m(vw21~vw24)的图示。

多个对准显微镜am1m(am11~am14)是以于x方向上曝光位置(描绘线sl1~sl6)与观察区域vw1m(vw11~vw14)的距离较被曝光区域w的x方向的长度短的方式设置。多个对准显微镜am2m(am21~am24)亦同样地,以于x方向上曝光位置(描绘线sl1~sl6)与观察区域vw2m(vw21~vw24)的距离较被曝光区域w的x方向的长度短的方式设置。再者,于y方向上设置的对准显微镜am1m、am2m的数量可根据基板p的宽度方向上形成的对准标记mkm的数量变更。又,各观察区域vw1m(vw11~vw14)、vw2m(vw21~vw24)的基板p的被照射面上的大小是根据对准标记mk1~mk4的大小或对准精度(位置计测精度)而设定,为100~500μm见方左右的大小。

如图3所示,于旋转滚筒dr的两端部,设置有遍及旋转滚筒dr的外周面的圆周方向的整体形成为环状且具有刻度的标度部sda、sdb。该标度部sda、sdb是于旋转滚筒dr的外周面的圆周方向以固定的间距(例如20μm)刻有凹状或凸状的栅线的绕射光栅,构成为增量型的标度。该标度部sda、sdb是绕中心轴axo与旋转滚筒dr一体地旋转。作为对标度部sda、sdb进行读取的标度读取头的多个编码器enja、enjb(再者,j=1、2、3、4)是以与该标度部sda、sdb对向的方式设置(参照图2、图3)。再者,于图3中,省略编码器en4a、en4b的图示。

编码器enja、enjb是光学性地检测旋转滚筒dr的旋转角度位置者。与设置于旋转滚筒dr的-y方向侧的端部的标度部sda对向地设置有4个编码器enja(en1a、en2a、en3a、en4a)。同样地,与设置于旋转滚筒dr的+y方向侧的端部的标度部sdb对向地设置有4个编码器enjb(en1b、en2b、en3b、en4b)。

编码器en1a、en1b是设置于相对于中心面poc为基板p的搬送方向的上游侧(-x方向侧),且配置于设置方位线lx1上(参照图2、图3)。设置方位线lx1成为于xz平面内将编码器en1a、en1b的计测用的光束于标度部sda、sdb上的投射位置(读取位置)与中心轴axo连结的线。又,设置方位线lx1成为于xz平面内将各对准显微镜am1m(am11~am14)的观察区域vw1m(vw11~vw14)与中心轴axo连结的线。即,多个对准显微镜am1m(am11~am14)亦配置于设置方位线lx1上。

编码器en2a、en2b是设置于相对于中心面poc为基板p的搬送方向的上游侧(-x方向侧),且设置于较编码器en1a、en1b更靠基板p的搬送方向的下游侧(+x方向侧)。编码器en2a、en2b配置于设置方位线lx2上(参照图2、图3)。设置方位线lx2成为于xz平面内将编码器en2a、en2b的计测用的光束于标度部sda、sdb上的投射位置(读取位置)与中心轴axo连结的线。该设置方位线lx2是于xz平面内与照射中心轴le1、le3、le5成为同角度位置而重合。

编码器en3a、en3b是设置于相对于中心面poc为基板p的搬送方向的下游侧(+x方向侧),且配置于设置方位线lx3上(参照图2、图3)。设置方位线lx3成为于xz平面内将编码器en3a、en3b的计测用的光束于标度部sda、sdb上的投射位置(读取位置)与中心轴axo连结的线。该设置方位线lx3是于xz平面内与照射中心轴le2、le4、le6成为同角度位置而重合。因此,设置方位线lx2与设置方位线lx3是以于xz平面内相对于中心面poc而角度成为±θ1的方式设定(参照图2)。

编码器en4a、en4b是设置于较编码器en3a、en3b更靠基板p的搬送方向的下游侧(+x方向侧),且配置于设置方位线lx4上(参照图2)。设置方位线lx4成为于xz平面内将编码器en4a、en4b的计测用的光束于标度部sda、sdb上的投射位置(读取位置)与中心轴axo连结的线。又,设置方位线lx4成为于xz平面内将各对准显微镜am2m(am21~am24)的观察区域vw2m(vw21~vw24)与中心轴axo连结的线。即,多个对准显微镜am2m(am21~am24)亦配置于设置方位线lx4上。该设置方位线lx1与设置方位线lx4是以于xz平面内相对于中心面poc而角度成为±θ2的方式设定(参照图2)。

各编码器enja(en1a~en4a)、enjb(en1b~en4b)是朝向标度部sda、sdb投射计测用的光束,并对其反射光束(绕射光)进行光电检测,藉此,将作为脉冲信号的检测信号输出至控制装置16。控制装置16的旋转位置检测部108(参照图9)是藉由对其检测信号(脉冲信号)进行计数而以次微米的解析度计测旋转滚筒dr的旋转角度位置及角度变化。亦能够根据该旋转滚筒dr的角度变化而计测基板p的搬送速度vt。旋转位置检测部108对来自各编码器enja(en1a~en4a)、enjb(en1b~en4b)的检测信号分别个别地进行计数。

具体而言,旋转位置检测部108具有多个计数器电路cnja(cn1a~cn4a)、cnjb(cn1b~cn4b)。计数器电路cn1a对来自编码器en1a的检测信号进行计数,计数器电路cn1b对来自编码器en1b的检测信号进行计数。同样地,计数器电路cn2a~cn4a、cn2b~cn4b对来自编码器en2a~en4a、en2b~en4b的检测信号进行计数。该等各计数器电路cnja(cn1a~cn4a)、cnjb(cn1b~cn4b)是于各编码器enja(en1a~en4a)、enjb(en1b~en4b)检测形成于标度部sda、sdb的圆周方向的一部分的图3所示的原点标记(原点图案)zz时,将与检测出原点标记zz的编码器enja、enjb对应的计数值重设为0。

该计数器电路cn1a、cn1b的计数值的任一个或其平均值用作设置方位线lx1上的旋转滚筒dr的旋转角度位置,计数器电路cn2a、cn2b的计数值的任一个或平均值用作设置方位线lx2上的旋转滚筒dr的旋转角度位置。同样地,计数器电路cn3a、cn3b的计数值的任一个或平均值用作设置方位线lx3上的旋转滚筒dr的旋转角度位置,计数器电路cn4a、cn4b的计数值的任一个或其平均值用作设置方位线lx4上的旋转滚筒dr的旋转角度位置。再者,除因旋转滚筒dr的制造误差等而导致旋转滚筒dr相对于中心轴axo偏心地旋转的情形以外,原则上,计数器电路cn1a、cn1b的计数值相同。同样地,计数器电路cn2a、cn2b的计数值亦相同,计数器电路cn3a、cn3b的计数值、计数器电路cn4a、cn4b的计数值亦分别相同。

如上所述,对准显微镜am1m(am11~am14)与编码器en1a、en1b是配置于设置方位线lx1上,对准显微镜am2m(am21~am24)与编码器en4a、en4b是配置于设置方位线lx4上。因此,可根据基于多个对准显微镜am1m(am11~am14)所拍摄到的多个摄像信号的标记位置检测部106的图像解析进行的对准标记mkm(mk1~mk4)的位置检测、及对准显微镜am1m所拍摄到的瞬间的旋转滚筒dr的旋转角度位置的信息(基于编码器en1a、en1b的计数值),而高精度地计测设置方位线lx1上的基板p的位置。同样地,可根据基于多个对准显微镜am2m(am21~am24)所拍摄到的多个摄像信号的标记位置检测部106的图像解析进行的对准标记mkm(mk1~mk4)的位置检测、及对准显微镜am2m所拍摄到的瞬间的旋转滚筒dr的旋转角度位置的信息(基于编码器en4a、en4b的计数值),而高精度地计测设置方位线lx4上的基板p的位置。

又,来自编码器en1a、en1b的检测信号的计数值、来自编码器en2a、en2b的检测信号的计数值、来自编码器en3a、en3b的检测信号的计数值、及来自编码器en4a、en4b的检测信号的计数值是于各编码器enja、enjb检测出原点标记zz的瞬间重设为零。因此,于将基于编码器en1a、en1b的计数值为第1值(例如100)时的卷绕于旋转滚筒dr的基板p的设置方位线lx1上的位置设为第1位置的情形时,于基板p上的第1位置搬送至设置方位线lx2上的位置(描绘线sl1、sl3、sl5的位置)时,基于编码器en2a、en2b的计数值成为第1值(例如100)。同样地,于基板p上的第1位置搬送至设置方位线lx3上的位置(描绘线sl2、sl4、sl6的位置)时,基于编码器en3a、en3b的检测信号的计数值成为第1值(例如100)。同样地,于基板p上的第1位置搬送至设置方位线lx4上的位置时,基于编码器en4a、en4b的检测信号的计数值成为第1值(例如100)。

且说,基板p卷绕于较旋转滚筒dr的两端的标度部sda、sdb更靠内侧。于图2中,将标度部sda、sdb的外周面的自中心轴axo起的半径设定为较旋转滚筒dr的外周面的自中心轴axo起的半径小。然而,亦可如图3所示,将标度部sda、sdb的外周面设定为与卷绕于旋转滚筒dr的基板p的外周面成为同一面。即,亦可以标度部sda、sdb的外周面的自中心轴axo起的半径(距离)与卷绕于旋转滚筒dr的基板p的外周面(被照射面)的自中心轴axo起的半径(距离)相同的方式设定。藉此,各编码器enja(en1a~en4a)、enjb(en1b~en4b)可于与卷绕于旋转滚筒dr的基板p的被照射面相同的径向的位置上检测标度部sda、sdb。因此,可使因编码器enja、enjb的计测位置与处理位置(描绘线sl1~sl6)于旋转滚筒dr的径向上不同而产生的阿贝误差减小。

但是,由于作为被照射体的基板p的厚度为十数μm~数百μm而相差较大,故而难以使标度部sda、sdb的外周面的半径与卷绕于旋转滚筒dr的基板p的外周面的半径始终相同。因此,于图3所示的标度部sda、sdb的情形时,以其外周面(标度面)的半径与旋转滚筒dr的外周面的半径一致的方式设定。进而,亦可利用个别的圆盘构成标度部sda、sdb,并将该圆盘(标度圆盘)同轴地安装于旋转滚筒dr的长杆sft。于该情形时,亦较佳为预先以阿贝误差控制在容许值内的程度使标度圆盘的外周面(标度面)的半径与旋转滚筒dr的外周面的半径一致。

根据以上内容,根据藉由对准显微镜am1m(am11~am14)检测出的对准标记mkm(mk1~mk4)的基板p上的位置、及基于编码器en1a、en1b的计数值(计数器电路cn1a、cn1b的计数值的任一个或平均值),由控制装置16决定基板p的长条方向(x方向)上的被曝光区域w的描绘曝光的开始位置。再者,由于被曝光区域w的x方向的长度预先已知,故而控制装置16每当检测出特定个数的对准标记mkm(mk1~mk4)时,便决定为描绘曝光的开始位置。而且,于将曝光开始位置已决定时的基于编码器en1a、en1b的计数值设为第1值(例如100)的情形时,于基于编码器en2a、en2b的计数值成为第1值(例如100)时,基板p的长条方向上的被曝光区域w的描绘曝光的开始位置位于描绘线sl1、sl3、sl5上。因此,扫描单元u1、u3、u5可根据编码器en2a、en2b的计数值开始光点sp的扫描。又,于基于编码器en3a、en3b的计数值成为第1值(例如100)时,基板p的长条方向上的被曝光区域w的描绘曝光的开始位置位于描绘线sl2、sl4、sl6上。因此,扫描单元u2、u4、u6可根据编码器en3a、en3b的计数值开始光点sp的扫描。

且说,于图2中,通常是藉由张力调整辊rt1、rt2对基板p于长条方向上赋予特定的张力,而基板p一面密接于旋转滚筒dr,一面与旋转滚筒dr的旋转同时地搬送。但是,有可能因旋转滚筒dr的旋转速度vp较快或者张力调整辊rt1、rt2对基板p赋予的张力变得过低或变得过高等原因而导致产生基板p相对于旋转滚筒dr的滑动。于不产生基板p相对于旋转滚筒dr的滑动的状态时,于基于编码器en4a、4b的计数值成为与对准显微镜am1m拍摄到对准标记mkma(某特定的对准标记mkm)的瞬间的基于编码器en1a、en1b的计数值(例如150)相同的值的情形时,藉由对准显微镜am2m检测出该对准标记mkma。

然而,于产生基板p相对于旋转滚筒dr的滑动的情形时,即便基于编码器en4a、en4b的计数值成为与对准显微镜am1m拍摄到对准标记mkma的瞬间的基于编码器en1a、en1b的计数值(例如150)相同的值,藉由对准显微镜am2m亦检测不出该对准标记mkma。于该情形时,基于编码器en4a、en4b的计数值例如超过150之后,藉由对准显微镜am2m检测出对准标记mkma。因此,可根据对准显微镜am1m拍摄到对准标记mkma的瞬间的基于编码器en1a、en1b的计数值、及对准显微镜am2m拍摄到对准标记mkma的瞬间的编码器en4a、en4b的计数值,求出相对于基板p的滑动量。如此,藉由追加设置该对准显微镜am2m及编码器en4a、en4b,而可测定基板p的滑动量。

其次,参照图5对扫描单元un(u1~u6)的光学构成进行说明。再者,各扫描单元un(u1~u6)具有相同的构成,因此,仅对扫描单元(描绘单元)u1进行说明,关于其他扫描单元un,省略其说明。又,于图5中,将与照射中心轴len(le1)平行的方向设为zt方向,将位于与zt方向正交的平面上且基板p自处理装置pr2经过曝光装置ex朝向处理装置pr3的方向设为xt方向,将位于与zt方向正交的平面上且与xt方向正交的方向设为yt方向。即,图5的xt、yt、zt的三维座标是使图2的x、y、z的三维座标以y轴为中心以z轴方向成为与照射中心轴len(le1)平行的方式旋转所得的三维座标。

如图5所示,于扫描单元u1内,沿着自光束lb1的入射位置至被照射面(基板p)的光束lb1的前进方向,设置有反射镜m10、扩束器be、反射镜m11、偏振分光镜bs1、反射镜m12、移位光学构件(透光性的平行平板)sr、偏转调整光学构件(棱镜)dp、场光圈fa、反射镜m13、λ/4波片qw、柱面透镜cya、反射镜m14、多面镜pm、fθ透镜ft、反射镜m15、柱面透镜cyb。进而,于扫描单元u1内,设置有检测扫描单元u1可开始描绘的时序的原点感测器(原点检测器)op1、以及用以经由偏振分光镜bs1检测来自被照射面(基板p)的反射光的光学透镜系统g10及光检测器dt。

入射至扫描单元u1的光束lb1是朝向-zt方向前进,并入射至相对于xtyt平面倾斜45°的反射镜m10。以入射至该扫描单元u1的光束lb1的轴线与照射中心轴le1成为同轴的方式入射至反射镜m10。反射镜m10是作为使光束lb1入射至扫描单元u1的入射光学构件发挥功能,使已入射的光束lb1沿着与xt轴平行地设定的光轴axa,朝向自反射镜m10朝-xt方向分离的反射镜m11朝-xt方向反射。因此,光轴axa是于与xtzt平面平行的面内与照射中心轴le1正交。于反射镜m10反射后的光束lb1是透过沿着光轴axa配置的扩束器be而反射至反射镜m11。扩束器be使透过的光束lb1的直径扩大。扩束器be具有聚光透镜be1、及使藉由聚光透镜be1收敛之后发散的光束lb1为平行光的准直透镜be2。

反射镜m11是相对于ytzt平面倾斜45°地配置,使已入射的光束lb1(光轴axa)朝向偏振分光镜bs1朝-yt方向反射。相对于反射镜m11朝-yt方向分离而设置的偏振分光镜bs1的偏振分离面是相对于ytzt平面倾斜45°地配置,是使p偏振光的光束反射且使朝与p偏振光正交的方向偏振后的直线偏振光(s偏振光)的光束透过者。由于入射至扫描单元u1的光束lb1为p偏振光的光束,故而偏振分光镜bs1将来自反射镜m11的光束lb1朝-xt方向反射并朝反射镜m12侧导引。

反射镜m12是相对于xtyt平面倾斜45°地配置,使已入射的光束lb1朝向自反射镜m12朝向朝-zt方向分离的反射镜m13朝-zt方向反射。于反射镜m12反射后的光束lb1是沿着与zt轴平行的光轴axc通过移位光学构件sr、偏转调整光学构件dp、及场光圈(视场光阑)fa而入射至反射镜m13。移位光学构件sr是于与光束lb1的前进方向(光轴axc)正交的平面(xtyt平面)内,二维地调整光束lb1的剖面内的中心位置。移位光学构件sr是由沿着光轴axc配置的2块石英的平行平板sr1、sr2构成,平行平板sr1可绕xt轴倾斜,平行平板sr2可绕yt轴倾斜。藉由该平行平板sr1、sr2分别绕xt轴、yt轴倾斜,而于与光束lb1的前进方向正交的xtyt平面内,将光束lb1的中心的位置二维地移位微小量。该平行平板sr1、sr2是于控制装置16的控制下,藉由未图示的致动器(驱动部)而驱动。移位光学构件sr中的平行平板sr2是作为使投射至基板p上的光束lb1的光点sp于副扫描方向(图4中的x方向)上以例如光点sp的大小φ、或像素大小的数倍~十数倍的范围移位的机械光学的光束位置调整构件(第1调整构件、第1调整光学构件)发挥功能。

偏转调整光学构件dp是对在反射镜m12反射后通过移位光学构件sr的光束lb1相对于光轴axc的倾斜进行微调整者。偏转调整光学构件dp是由沿着光轴axc配置的2个楔状的棱镜dp1、dp2构成,棱镜dp1、dp2的各个设置成可独立地以光轴axc为中心旋转360°。藉由调整2个棱镜dp1、dp2的旋转角度位置,而进行到达至反射镜m13的光束lb1的轴线与光轴axc的找平、或到达至基板p的被照射面的光束lb1的轴线与照射中心轴le1的找平。再者,藉由2个棱镜dp1、dp2偏转调整后的光束lb1有于与光束lb1的剖面平行的面内横向移位的情形,该横向移位可藉由上文的移位光学构件sr而恢复为原状。该棱镜dp1、dp2是于控制装置16的控制下,藉由未图示的致动器(驱动部)而驱动。

如此,通过移位光学构件sr与偏转调整光学构件dp后的光束lb1是透过场光圈fa的圆形开口并到达至反射镜m13。场光圈fa的圆形开口是将于扩束器be扩大后的光束lb1的剖面内的强度分布的周边部(基础部分)截止(遮蔽)的光阑。若将场光圈fa的圆形开口设为口径可调整的可变虹彩光阑,则可调整光点sp的强度(亮度)。

反射镜m13是相对于xtyt平面倾斜45°地配置,使已入射的光束lb1朝向反射镜m14朝+xt方向反射。于反射镜m13反射后的光束lb1是经由λ/4波片qw及柱面透镜cya而入射至反射镜m14。反射镜m14将已入射的光束lb1朝向多面镜(旋转多面镜、扫描用偏转构件)pm反射。多面镜pm将已入射的光束lb1朝向具有与xt轴平行的光轴axf的fθ透镜ft朝+xt方向侧反射。多面镜pm是为了使光束lb1的光点sp于基板p的被照射面上扫描,而使已入射的光束lb1于与xtyt平面平行的面内一维地偏转(反射)。具体而言,多面镜pm具有沿zt轴方向延伸的旋转轴axp、及绕旋转轴axp形成的多个反射面rp(本实施形态中,将反射面rp的数量np设为8)。可藉由使该多面镜pm以旋转轴axp为中心朝特定的旋转方向旋转而使照射至反射面rp的脉冲状的光束lb1的反射角连续地变化。藉此,藉由1个反射面rp使光束lb1的反射方向偏转,可使照射至基板p的被照射面上的光束lb1的光点sp沿着主扫描方向(基板p的宽度方向、yt方向)进行扫描。

即,可藉由1个反射面rp使光束lb1的光点sp沿着主扫描方向进行扫描。因此,藉由多面镜pm的1周旋转而光点sp于基板p的被照射面上扫描的描绘线sl1的数量最大成为与反射面rp的数量相同的8条。多面镜pm是于控制装置16的控制下,藉由旋转驱动源(例如电机或减速机构等)rm而以固定的速度旋转。如上文所说明般,描绘线sl1的有效长度(例如30mm)设定为可藉由该多面镜pm使光点sp进行扫描的最大扫描长度(例如31mm)以下的长度,于初始设定时(设计上),于最大扫描长度的中央设定描绘线sl1的中心点(照射中心轴le1通过的点)。

柱面透镜cya是于与多面镜pm的主扫描方向(旋转方向)正交的非扫描方向(zt方向)上,将已入射的光束lb1收敛至多面镜pm的反射面rp上。即,柱面透镜cya是将光束lb1于反射面rp上收敛成沿与xtyt平面平行的方向延伸的长条状(长椭圆状)。藉由母线与yt方向平行的柱面透镜cya、及下述的柱面透镜cyb,即便存在反射面rp相对于zt方向倾斜的情形(反射面rp相对于xtyt平面的法线的倾斜),亦可抑制其影响。即,即便多面镜pm的各反射面rp自与旋转轴axp平行的状态略微倾斜,亦可抑制照射至基板p的被照射面上的光束lb1(描绘线sl1)的照射位置于xt方向上偏移。

具有沿xt轴方向延伸的光轴axf的fθ透镜(扫描用透镜系统)ft是将藉由多面镜pm反射后的光束lb1以于xtyt平面内成为与光轴axf平行的方式投射至反射镜m15的远心系的扫描透镜。光束lb1朝向fθ透镜ft的入射角θ根据多面镜pm的旋转角(θ/2)而改变。fθ透镜ft是将光束lb1经由反射镜m15及柱面透镜cyb投射至与其入射角θ成比例的基板p的被照射面上的像高位置。若将焦距设为fo,将像高位置设为y,则fθ透镜ft是以满足y=fo×θ的关系(畸变像差)的方式设计。因此,藉由该fθ透镜ft,可使光束lb1于yt方向(y方向)上准确地等速地进行扫描。于光束lb1朝向fθ透镜ft的入射角θ为0度时,入射至fθ透镜ft的光束lb1沿着光轴axf上前进。

反射镜m15将来自fθ透镜ft的光束lb1以通过柱面透镜cyb的方式朝向基板p朝-zt方向反射。藉由fθ透镜ft及母线与yt方向平行的柱面透镜cyb,而投射至基板p的光束lb1于基板p的被照射面上收敛为直径数μm左右(例如3μm)的微小的光点sp。又,投射至基板p的被照射面上的光点sp藉由多面镜pm而根据沿yt方向延伸的描绘线sl1进行一维扫描。再者,fθ透镜ft的光轴axf与照射中心轴le1位于同一平面上,该平面与xtzt平面平行。因此,于光轴axf上前进的光束lb1藉由反射镜m15而朝-zt方向反射,与照射中心轴le1成为同轴而投射至基板p。于本第1实施形态中,至少fθ透镜ft作为将藉由多面镜pm偏转后的光束lb1投射至基板p的被照射面的投射光学系统发挥功能。又,至少反射构件(反射镜m11~m15)及偏振分光镜bs1是作为使自反射镜m10至基板p的光束lb1的光路弯折的光路偏转构件发挥功能。可藉由该光路偏转构件使入射至反射镜m10的光束lb1的入射轴与照射中心轴le1为大致同轴。于xtzt平面内,通过扫描单元u1内的光束lb1是于通过大致u字状或コ字状的光路后,朝-zt方向前进而投射至基板p。

藉由如此般于基板p沿x方向搬送的状态下利用各扫描单元un(u1~u6)使光束lbn(lb1~lb6)的光点sp于主扫描方向(y方向)上一维地进行扫描,而可使光点sp于基板p的被照射面上相对地进行二维扫描。

再者,作为一例,将描绘线sln(sl1~sl6)的有效的长度设为30mm,使光点sp一面每次以有效的大小φ为3μm的脉冲状的光点sp的1/2、即1.5μm重迭一面沿着描绘线sln(sl1~sl6)照射至基板p的被照射面上的情形时,光点sp以1.5μm的间隔照射。因此,藉由1次扫描而照射的光点sp的脉冲数成为20000(=30〔mm〕/1.5〔μm〕)。又,若设为于副扫描方向上光点sp的扫描亦以1.5μm的间隔进行,则基板p的副扫描方向的传送速度(搬送速度)vt〔mm/sec〕是于将沿着描绘线sln的1次的扫描开始(描绘开始)时间点与下一扫描开始时间点的时间差设为tpx〔μsec〕时,成为1.5〔μm〕/tpx〔μsec〕。该时间差tpx是8反射面rp的多面镜pm旋转1面量(45度=360度/8)的时间。于该情形时,必须以多面镜pm的1周旋转的时间成为8×tpx〔μsec〕的方式设定。

另一方面,于多面镜pm的1反射面rp反射后的光束lb1有效地入射至fθ透镜ft的最大入射角度(与光点sp的最大扫描长度对应)是根据fθ透镜ft的焦距与最大扫描长度、以及入射至多面镜pm的1反射面rp的光束lb1的主扫描方向的粗细(数值孔径:na)而大致决定。作为一例,于8反射面rp的多面镜pm的情形时,相当于1反射面rp的旋转角度45度中有助于实际扫描的旋转角度α的比率(扫描效率)是以α/45度表示。于本第1实施形态中,由于将有助于实际扫描的旋转角度α设为15度,故而扫描效率成为1/3(=15度/45度),fθ透镜ft的最大入射角成为30度(以光轴axf为中心±15度)。因此,使光点sp以描绘线sln的最大扫描长度(例如31mm)进行扫描所需的时间ts〔μsec〕成为ts=tpx×扫描效率。由于将本第1实施形态中的描绘线sln(sl1~sl6)的有效的扫描长度设为30mm,故而沿着该描绘线sln的光点sp的1次扫描的扫描时间tsp〔μsec〕成为tsp=ts×30〔mm〕/31〔mm〕。因此,必须于该时间tsp的期间照射20000个光点sp(脉冲光),因此,来自光源装置ls(lsa、lsb)的光束lb的发光频率(振荡频率)fa成为fa≒20000/tsp〔μsec〕。

图5所示的原点感测器op1是于多面镜pm的反射面rp的旋转位置到达至基于反射面rp的光点sp的扫描可开始的特定位置时,产生原点信号sz1。换言的,原点感测器op1是于接下来进行光点sp的扫描的反射面rp的角度成为特定的角度位置时产生原点信号sz1。由于多面镜pm具有8个反射面rp,故而原点感测器op1是于多面镜pm旋转1周的期间,8次输出原点信号sz1。该原点感测器op1所产生的原点信号sz1被发送至控制装置16。原点感测器op1产生原点信号sz1后经过延迟时间td1之后,开始光点sp的沿着描绘线sl1的扫描。即,该原点信号sz1成为表示基于扫描单元u1的光点sp的描绘开始时序(扫描开始时序)的信息。

原点感测器op1具有:光束送光系统opa,其对反射面rp射出相对于基板p的感光性功能层为非感光性的波长区域的激光光束bga;及光束受光系统opb,其接收于反射面rp反射后的激光光束bga的反射光束bgb并产生原点信号sz1。虽未图示,但光束送光系统opa具有射出激光光束bga的光源、及将光源发出的激光光束bga投射至反射面rp的光学构件(反射镜或透镜等)。虽未图示,但光束受光系统opb具有:受光部,其包含接收所接收的反射光束bgb并转换为电气信号的光电转换元件;及光学构件(反射镜或透镜等),其将于反射面rp反射后的反射光束bgb向上述受光部导引。光束送光系统opa与光束受光系统opb是设置于如下位置,即,于多面镜pm的旋转位置到达至基于反射面rp的光点sp的扫描即将开始之前的特定位置时,光束受光系统opb可接收光束送光系统opa所射出的激光光束bga的反射光束bgb。再者,以op2~op6表示设置于扫描单元u2~u6的原点感测器opn,以sz2~sz6表示利用原点感测器op2~op6产生的原点信号szn。控制装置16是基于该原点信号szn(sz1~sz6),对哪一扫描单元un接下来进行光点sp的扫描进行管理。又,有时以td2~td6表示原点信号sz2~sz6产生后至使利用扫描单元u2~u6进行的沿着描绘线sl2~sl6的光点sp的扫描开始为止的延迟时间tdn。

图5所示的光检测器dt具有对已入射的光进行光电转换的光电转换元件。于旋转滚筒dr的表面形成有预先所决定的基准图案。形成有该基准图案的旋转滚筒dr上的部分是由相对于光束lb1的波长区域略低的反射率(10~50%)的素材构成,未形成基准图案的旋转滚筒dr上的其他部分是由反射率为10%以下的材料或吸收光的材料构成。因此,若于未卷绕有基板p的状态(或通过基板p的透明部的状态)下自扫描单元u1对旋转滚筒dr的形成有基准图案的区域照射光束lb1的光点sp,则其反射光通过柱面透镜cyb、反射镜m15、fθ透镜ft、多面镜pm、反射镜m14、柱面透镜cya、λ/4波片qw、反射镜m13、场光圈fa、偏转调整光学构件dp、移位光学构件sr、及反射镜m12而入射至偏振分光镜bs1。此处,于偏振分光镜bs1与基板p之间、具体而言反射镜m13与柱面透镜cya之间设置有λ/4波片qw。藉此,照射至基板p的光束lb1是藉由该λ/4波片qw而自p偏振光转换为圆偏振光的光束lb1,自基板p入射至偏振分光镜bs1的反射光是藉由该λ/4波片qw而自圆偏振光转换为s偏振光。因此,来自基板p的反射光透过偏振分光镜bs1而经由光学透镜系统g10入射至光检测器dt。

此时,于脉冲状的光束lb1连续地入射至扫描单元u1的状态下,使旋转滚筒dr旋转而扫描单元u1使光点sp进行扫描,藉此,于旋转滚筒dr的外周面二维地照射光点sp。因此,可藉由光检测器dt获取形成于旋转滚筒dr的基准图案的图像信号(与反射强度对应的光电信号)。

具体而言,对自光检测器dt输出的光电信号的强度变化藉由响应用于光束lb1(光点sp)的脉冲发光的时脉信号ltc(利用光源装置ls产生)进行数字取样而以yt方向的一维的图像资料的形式获取。进而,响应计测描绘线sl1上的旋转滚筒dr的旋转角度位置的编码器en2a、en2b的计测值,每隔副扫描方向的固定距离(例如,光点sp的大小φ的1/2)将yt方向的一维的图像资料沿xt方向排列,藉此,可获取旋转滚筒dr的表面的二维的图像信息。控制装置16是基于该所获取的旋转滚筒dr的基准图案的二维的图像信息,计测扫描单元u1的描绘线sl1的倾斜。该描绘线sl1的倾斜可为各扫描单元un(u1~u6)间的相对的倾斜,亦可为相对于旋转滚筒dr的中心轴axo的倾斜(绝对倾斜)。再者,当然,亦可同样地计测各描绘线sl2~sl6的倾斜。再者,藉由对利用光检测器dt所获得的基准图案的二维的图像信息进行解析,除各描绘线sl2~sl6的倾斜误差以外,可进行各描绘线sl2~sl6的描绘开始点或描绘结束点的位置误差的确认、各描绘线sl2~sl6的接合误差的确认等,可实现各扫描单元un(u1~u6)的校准。

多个扫描单元un(u1~u6)是以多个扫描单元un(u1~u6)的各个可绕照射中心轴len(le1~le6)转动(旋转)的方式,保持于未图示的本体框架。若该等各扫描单元un(u1~u6)绕照射中心轴len(le1~le6)转动,则各描绘线sln(sl1~sl6)亦于基板p的被照射面上绕照射中心轴len(le1~le6)转动。因此,各描绘线sln(sl1~sl6)相对于y方向倾斜。即便于各扫描单元un(u1~u6)绕照射中心轴len(le1~le6)转动的情形时,通过各扫描单元un(u1~u6)内的光束lbn(lb1~lb6)与各扫描单元un(u1~u6)内的光学构件的相对的位置关系亦不变。因此,各扫描单元un(u1~u6)可使光点sp于基板p的被照射面上沿着转动后的描绘线sln(sl1~sl6)进行扫描。该等各扫描单元un(u1~u6)的绕照射中心轴len(le1~le6)的转动是于控制装置16的控制下,藉由未图示的致动器而进行。

因此,控制装置16是根据计测到的各描绘线sln的倾斜,使扫描单元un(u1~u6)绕照射中心轴len(le1~le6)转动,藉此,可保持多个描绘线sln(sl1~sl6)的平行状态。又,于根据使用对准显微镜am1m、am2m检测出的对准标记mkm的位置,而基板p或被曝光区域w产生应变(变形)的情形时,产生相应于此使要描绘的图案亦产生应变的必要性。因此,控制装置16是于判断为基板p或被曝光区域w产生应变(变形)的情形时,使扫描单元un(u1~u6)绕照射中心轴len(le1~le6)转动,藉此,相应于基板p或被曝光区域w的应变(变形)而使各描绘线sln相对于y方向微少地倾斜。此时,于本实施形态中,如下文所说明般,可进行使沿着各描绘线sln描绘的图案根据所指定的倍率(例如ppm级别)伸缩般的控制、或使各描绘线sln个别地于副扫描方向(图5中的xt方向)上微少地移位的控制。

再者,即便扫描单元un的照射中心轴len与扫描单元un实际转动的轴(转动中心轴)不完全一致,只要于特定的容许范围内两者为同轴即可。该特定的容许范围是以如下方式设定,即,使扫描单元un以角度θsm转动时的实际的描绘线sln的描绘开始点(或描绘结束点)与假设照射中心轴len与转动中心轴完全一致时使扫描单元un以特定的角度θsm转动时的设计上的描绘线sln的描绘开始点(或描绘结束点)的差分量于光点sp的主扫描方向上成为特定的距离(例如光点sp的大小φ)以内。又,即便实际入射至扫描单元un的光束lbn的光轴与扫描单元un的转动中心轴不完全一致,只要于上述特定的容许范围内为同轴即可。

图6是光束切换部bdu的构成图。光束切换部bdu具有多个选择用光学元件aomn(aom1~aom6)、多个聚光透镜cd1~cd6、多个反射镜m1~m14、多个单元侧入射镜im1~im6(imn)、多个准直透镜cl1~cl6、及吸收体tr1、tr2。选择用光学元件aomn(aom1~aom6)是相对于光束lb(lba、lbb)具有透过性者,是以超音波信号驱动的声光调变元件(aom:acousto-opticmodulator)。该等光学构件(选择用光学元件aom1~aom6、聚光透镜cd1~cd6、反射镜m1~m14、单元侧入射镜im1~im6、准直透镜cl1~cl6、及吸收体tr1、tr2)是由板状的支持构件iub支持。该支持构件iub是于多个扫描单元un(u1~u6)的上方(+z方向侧),自下方(-z方向侧)支持该等光学构件。因此,支持构件iub亦具备将成为发热源的选择用光学元件aomn(aom1~aom6)与多个扫描单元un(u1~u6)的间隔热的功能。

来自光源装置lsa的光束lba是藉由反射镜m1~m6使其光路弯曲成曲折状而导引至吸收体tr1。又,来自光源装置lsb的光束lbb亦同样地,藉由反射镜m7~m14使其光路弯曲成曲折状而导引至吸收体tr2。以下,以选择用光学元件aomn(aom1~aom6)均为断开状态(未施加超音波信号的状态)的情形进行详细叙述。

来自光源装置lsa的光束lba(例如直径为1mm以下的平行光束)是与y轴平行地朝+y方向前进并通过聚光透镜cd1而入射至反射镜m1。于反射镜m1朝-x方向反射后的光束lba是直接透过配置于聚光透镜cd1的焦点位置(光束腰位置)的第1选择用光学元件aom1,藉由准直透镜cl1而再次成为平行光束,并到达至反射镜m2。于反射镜m2朝+y方向反射后的光束lba是于通过聚光透镜cd2后,于反射镜m3朝+x方向反射。

于反射镜m3朝+x方向反射后的光束lba是直接透过配置于聚光透镜cd2的焦点位置(光束腰位置)的第2选择用光学元件aom2,藉由准直透镜cl2而再次成为平行光束,并到达至反射镜m4。于反射镜m4朝+y方向反射后的光束lba是于通过聚光透镜cd3后,于反射镜m5朝-x方向反射。于反射镜m5朝-x方向反射后的光束lba是直接透过配置于聚光透镜cd3的焦点位置(光束腰位置)的第3选择用光学元件aom3,藉由准直透镜cl3而再次成为平行光束,并到达至反射镜m6。于反射镜m6朝+y方向反射后的光束lba入射至吸收体tr1。该吸收体tr1是为了抑制光束lba向外部泄漏而吸收光束lba的光收集器。

来自光源装置lsb的光束lbb(例如直径为1mm以下的平行光束)是与y轴平行地朝+y方向前进并入射至反射镜m13,于反射镜m13朝+x方向反射后的光束lbb于反射镜m14朝+y方向反射。于反射镜m14朝+y方向反射后的光束lbb是于通过聚光透镜cd4后,于反射镜m7朝+x方向反射。于反射镜m7朝+x方向反射后的光束lbb是直接透过配置于聚光透镜cd4的焦点位置(光束腰位置)的第4选择用光学元件aom4,藉由准直透镜cl4而再次成为平行光束,并到达至反射镜m8。于反射镜m8朝+y方向反射后的光束lbb是于通过聚光透镜cd5后,于反射镜m9朝-x方向反射。

于反射镜m9朝-x方向反射后的光束lbb是直接透过配置于聚光透镜cd5的焦点位置(光束腰位置)的第5选择用光学元件aom5,藉由准直透镜cl5而再次成为平行光束,并到达至反射镜m10。于反射镜m10朝+y方向反射后的光束lbb是于通过聚光透镜cd6后,于反射镜m11朝+x方向反射。于反射镜m11朝+x方向反射后的光束lbb是直接透过配置于聚光透镜cd6的焦点位置(光束腰位置)的第6选择用光学元件aom6,藉由准直透镜cl6而再次成为平行光束,并到达至反射镜m12。于反射镜m12朝-y方向反射后的光束lbb入射至吸收体tr2。该吸收体tr2是为了抑制光束lbb向外部泄漏而吸收光束lbb的光收集器。

如上所述,选择用光学元件aom1~aom3是以使来自光源装置lsa的光束lba依次透过的方式沿着光束lba的前进方向串联配置。又,选择用光学元件aom1~aom3是以藉由聚光透镜cd1~cd3与准直透镜cl1~cl3而于各选择用光学元件aom1~aom3的内部形成光束lba的光束腰的方式配置。藉此,使入射至选择用光学元件(声光调变元件)aom1~aom3的光束lba的直径减小而提高绕射效率,并且提高响应性。同样地,选择用光学元件aom4~aom6是以使来自光源装置lsb的光束lbb依次透过的方式沿着光束lbb的前进方向串联配置。又,选择用光学元件aom4~aom6是以藉由聚光透镜cd4~cd6与准直透镜cl4~cl6而于各选择用光学元件aom4~aom6的内部形成光束lbb的光束腰的方式配置。藉此,使入射至选择用光学元件(声光调变元件)aom4~aom6的光束lbb的直径减小而提高绕射效率,并且提高响应性。

各选择用光学元件aomn(aom1~aom6)若被施加超音波信号(高频信号),则产生使已入射的光束(0次光)lb(lba、lbb)以与高频的频率对应的绕射角绕射所得的1次绕射光作为射出光束(光束lbn)。于本第1实施形态中,将自多个选择用光学元件aomn(aom1~aom6)的各个以1次绕射光的形式射出的光束lbn设为光束lb1~lb6,各选择用光学元件aomn(aom1~aom6)是作为发挥使来自光源装置lsa、lsb的光束lb(lba、lbb)的光路偏转的功能者进行处理。但是,实际的声光调变元件由于1次绕射光的产生效率为0次光的80%左右,故而利用各选择用光学元件aomn(aom1~aom6)的各个偏转后的光束lbn(lb1~lb6)与原先的光束lb(lba、lbb)相比强度降低。又,于选择用光学元件aomn(aom1~aom6)的任一个为接通状态时,不绕射而直线前进的0次光残存20%左右,但其最终被吸收体tr1、tr2吸收。

如图6所示,多个选择用光学元件aomn(aom1~aom6)的各个是以使经偏转的1次绕射光即光束lbn(lb1~lb6)相对于入射的光束lb(lba、lbb)朝-z方向偏转的方式设置。自选择用光学元件aomn(aom1~aom6)的各个偏转后射出的光束lbn(lb1~lb6)是投射至设置于与选择用光学元件aomn(aom1~aom6)的各个相距特定距离的位置的单元侧入射镜im1~im6,然后朝-z方向以与照射中心轴le1~le6成为同轴的方式反射。于单元侧入射镜im1~im6(以下,亦简称为镜im1~im6)反射后的光束lb1~lb6是通过形成于支持构件iub的开口部th1~th6的各个,以沿着照射中心轴le1~le6的方式入射至扫描单元un(u1~u6)的各个。

再者,选择用光学元件aomn是藉由超音波而于透过构件中的特定方向上产生折射率的周期性的疏密变化的绕射光栅,因此,于入射光束lb(lba、lbb)为直线偏振光(p偏振光或s偏振光)的情形时,其偏振方向与绕射光栅的周期方向是以1次绕射光的产生效率(绕射效率)成为最高的方式设定。如图6般,各选择用光学元件aomn以使已入射的光束lb(lba、lbs)朝-z方向绕射偏转的方式设置的情形时,由于选择用光学元件aomn内生成的绕射光栅的周期方向亦为-z方向,故而以与的匹配的方式设定(调整)来自光源装置ls(lsa、lsb)的光束lb的偏振方向。

亦可使用各选择用光学元件aomn(aom1~aom6)的构成、功能、作用等相互相同者。多个选择用光学元件aomn(aom1~aom6)是根据来自控制装置16的驱动信号(高频信号)的接通/断开,而进行/不进行使已入射的光束lb(lba、lbb)绕射所得的绕射光的产生。例如,选择用光学元件aom1是于未被施加来自控制装置16的驱动信号(高频信号)而为断开状态时,使已入射的来自光源装置lsa的光束lba不绕射而透过。因此,透过选择用光学元件aom1后的光束lba是透过准直透镜cl1而入射至反射镜m2。另一方面,选择用光学元件aom1是于被施加来自控制装置16的驱动信号(高频信号)而为接通状态时,使已入射的光束lba绕射并朝向镜im1。即,选择用光学元件aom1根据该驱动信号而进行切换。镜im1选择藉由选择用光学元件aom1绕射后的1次绕射光即光束lb1并使其朝扫描单元u1侧反射。于选择用的镜im1反射后的光束lb1是通过支持构件iub的开口部th1沿着照射中心轴le1而入射至扫描单元u1。因此,镜im1是以已反射的光束lb1的光轴与照射中心轴le1成为同轴的方式,使已入射的光束lb1反射。又,于选择用光学元件aom1为接通状态时,直接透过选择用光学元件aom1的光束lb的0次光(入射光束的20%左右的强度)是透过之后的准直透镜cl1~cl3、聚光透镜cd2~cd3、反射镜m2~m6、及选择用光学元件aom2~aom3而到达至吸收体tr1。

同样地,选择用光学元件aom2、aom3是于未被施加来自控制装置16的驱动信号(高频信号)而为断开状态时,不使已入射的光束lba(0次光)绕射而使其朝准直透镜cl2、cl3侧(反射镜m4、m6侧)透过。另一方面,选择用光学元件aom2、aom3是于被施加来自控制装置16的驱动信号而为接通状态时,使已入射的光束lba的1次绕射光即光束lb2、lb3朝向镜im2、im3。该镜im2、im3使藉由选择用光学元件aom2、aom3绕射后的光束lb2、lb3朝扫描单元u2、u3侧反射。于镜im2、im3反射后的光束lb2、lb3是通过支持构件iub的开口部th2、th3而与照射中心轴le2、le3成为同轴地入射至扫描单元u2、u3。

如此,控制装置16是藉由将应对选择用光学元件aom1~aom3的各个施加的驱动信号(高频信号)设为接通/断开(高/低),而对选择用光学元件aom1~aom3的任一个进行切换,对光束lba朝向后续的选择用光学元件aom2、aom3或吸收体tr1还是经偏转的光束lb1~lb3的1个朝向对应的扫描单元u1~u3进行切换。

又,选择用光学元件aom4是于未被施加来自控制装置16的驱动信号(高频信号)而为断开状态时,不使已入射的来自光源装置lsb的光束lbb绕射而使其朝准直透镜cl4侧(反射镜m8侧)透过。另一方面,选择用光学元件aom4是于被施加来自控制装置16的驱动信号而为接通状态时,使已入射的光束lbb的1次绕射光即光束lb4朝向镜im4。该镜im4使藉由选择用光学元件aom4绕射后的光束lb4朝扫描单元u4侧反射。于镜im4反射后的光束lb4是与照射中心轴le4成为同轴地通过支持构件iub的开口部th4而入射至扫描单元u4。

同样地,选择用光学元件aom5、aom6是于未被施加来自控制装置16的驱动信号(高频信号)而为断开状态时,不使已入射的光束lbb绕射而使其朝准直透镜cl5、cl6侧(反射镜m10、m12侧)透过。另一方面,选择用光学元件aom5、aom6是于被施加来自控制装置16的驱动信号而为接通状态时,使已入射的光束lbb的1次绕射光即光束lb5、lb6朝向镜im5、im6。该镜im5、im6使藉由选择用光学元件aom5、aom6绕射后的光束lb5、lb6朝扫描单元u5、u6侧反射。于镜im5、im6反射后的光束lb5、lb6是与照射中心轴le5、le6成为同轴地通过支持构件iub的开口部th5、th6的各个而入射至扫描单元u5、u6。

如此,控制装置16是藉由将应对选择用光学元件aom4~aom6的各个施加的驱动信号(高频信号)设为接通/断开(高/低),而对选择用光学元件aom4~aom6的任一个进行切换,对光束lbb朝向后续的选择用光学元件aom5、aom6或吸收体tr2还是经偏转的光束lb4~lb6的1个朝向对应的扫描单元u4~u6进行切换。

如上所述,光束切换部bdu藉由具备沿着来自光源装置lsa的光束lba的前进方向串联配置的多个选择用光学元件aomn(aom1~aom3),可切换光束lba的光路而选择光束lbn(lb1~lb3)入射的1个扫描单元un(u1~u3)。因此,可使来自光源装置lsa的光束lba的1次绕射光即光束lbn(lb1~lb3)依次入射至3个扫描单元un(u1~u3)的各个。例如,于欲使光束lb1入射至扫描单元u1的情形时,控制装置16仅将多个选择用光学元件aom1~aom3中的选择用光学元件aom1设为接通状态即可,于欲使光束lb3入射至扫描单元u3的情形时,仅将选择用光学元件aom3设为接通状态即可。

同样地,光束切换部bdu藉由具备沿着来自光源装置lsb的光束lbb的前进方向串联配置的多个选择用光学元件aomn(aom4~aom6),可切换光束lbb的光路而选择光束lbn(lb4~lb6)入射的1个扫描单元un(u4~u6)。因此,可使来自光源装置lsb的光束lbb的1次绕射光即光束lbn(lb4~lb6)依次入射至3个扫描单元un(u4~u6)的各个。例如,于欲使光束lb4入射至扫描单元u4的情形时,控制装置16仅将多个选择用光学元件aom4~aom6中的选择用光学元件aom4设为接通状态即可,于欲使光束lb6入射至扫描单元u6的情形时,仅将选择用光学元件aom6设为接通状态即可。

该等多个选择用光学元件aomn(aom1~aom6)是对应于多个扫描单元un(u1~u6)而设置,对是否使光束lbn入射至对应的扫描单元un进行切换。再者,于本第1实施形态中,将选择用光学元件aom1~aom3称为第1光学元件模块,将选择用光学元件aom4~aom6称为第2光学元件模块。又,将与第1光学元件模块的选择用光学元件aom1~aom3对应的扫描单元u1~u3称为第1扫描模块,将与第2光学元件模块的选择用光学元件aom4~aom6对应的扫描单元u4~u6称为第2扫描模块。因此,于第1扫描模块的任一个扫描单元un与第2扫描模块的任一个扫描单元un,并行地进行光点sp的扫描。

如上所述,于本第1实施形态中,将扫描单元un的多面镜pm的有助于实际扫描的旋转角度α设为15度,因此,扫描效率成为1/3。因此,例如,于1个扫描单元un旋转相当于1反射面rp的角度(45度)的期间,可进行光点sp的扫描的角度成为15度,于除此以外的角度范围(30度),无法进行光点sp的扫描,而其间入射至多面镜pm的光束lbn浪费。因此,于某1个扫描单元un的多面镜pm的旋转角度成为无助于实际扫描的角度的期间,可藉由使光束lbn入射至除此以外的其他扫描单元un,而利用其他扫描单元un的多面镜pm进行光点sp的扫描。由于多面镜pm的扫描效率为1/3,故而可于某1个扫描单元un使光点sp进行扫描后至进行下一次扫描之前的期间,将光束lbn分配至除此以外的2个扫描单元un而进行光点sp的扫描。因此,本第1实施形态将多个扫描单元un(u1~u6)分为2个组(扫描模块),将3个扫描单元u1~u3设为第1扫描模块,将3个扫描单元u4~u6设为第2扫描模块。

藉此,例如,于扫描单元u1的多面镜pm旋转45度(相当于1反射面rp)的期间,可使光束lbn(lb1~lb3)依次入射至3个扫描单元u1~u3的任一个。因此,扫描单元u1~u3的各个可使来自光源装置lsa的光束lba不浪费地依次进行光点sp的扫描。同样地,于扫描单元u4的多面镜pm旋转45度(相当于1反射面rp)的期间,可使光束lbn(lb4~lb6)依次入射至3个扫描单元u4~u6的任一个。因此,扫描单元u4~u6可使来自光源装置lsb的光束lbb不浪费地依次进行光点sp的扫描。再者,于各扫描单元un开始光点sp的扫描后至开始下一次扫描之前的期间,多面镜pm恰好旋转相当于1反射面rp的角度(45度)。

于本第1实施形态中,各扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3、u4~u6)的各个是按照特定的顺序进行光点sp的扫描,因此,与此对应地,控制装置16是将各光学元件模块的3个选择用光学元件aomn(aom1~aom3、aom4~aom6)按照特定的顺序切换为接通,依次切换光束lbn(lb1~lb3、lb4~lb6)入射的扫描单元un(u1~u3、u4~u6)。例如,于各扫描模块的3个扫描单元u1~u3、u4~u6的进行光点sp的扫描的顺序成为u1→u2→u3、u4→u5→u6的情形时,控制装置16是将各光学元件模块的3个选择用光学元件aomn(aom1~aom3、aom4~aom6)按照aom1→aom2→aom3、aom4→aom5→aom6的顺序切换为接通,按照u1→u2→u3、u4→u5→u6的顺序切换光束lbn入射的扫描单元un。

再者,为了于多面镜pm旋转相当于1反射面rp的角度(45度)的期间,各扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3、u4~u6)依次进行光点sp的扫描,而各扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3、u4~u6)的各多面镜pm必须满足如下条件进行旋转。该条件是指各扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3、u4~u6)的各多面镜pm必须以成为相同的旋转速度vp的方式进行同步控制,并且以各多面镜pm的旋转角度位置(各反射面rp的角度位置)成为特定的相位关系的方式进行同步控制。将各扫描模块的3个扫描单元un的多面镜pm的旋转速度vp相同地进行旋转称为同步旋转。

图7是表示光源装置(脉冲光源装置、脉冲激光装置)lsa(lsb)的构成的图。作为光纤激光装置的光源装置lsa(lsb)具备脉冲光产生部20与控制电路22。脉冲光产生部20具有dfb半导体激光元件30、32、偏振分光镜34、作为描绘用光调变器的光电元件(强度调变部)36、该光电元件36的驱动电路36a、偏振分光镜38、吸收体40、激发光源42、组合器44、光纤光放大器46、波长转换光学元件48、50、及多个透镜元件gl。控制电路22具有产生时脉信号ltc及像素移位脉冲bsc的信号产生部22a。再者,为了将自光源装置lsa的信号产生部22a输出的像素移位脉冲bsc与自光源装置lsb的信号产生部22a输出的像素移位脉冲bsc加以区别,而有时以bsca表示来自光源装置lsa的像素移位脉冲bsc,以bscb表示来自光源装置lsb的像素移位脉冲bsc。

dfb半导体激光元件(第1固体激光元件)30是与未图示的q开关等的脉冲波的截取系统协同地,以作为特定频率的振荡频率fa(例如400mhz)产生俊锐(峻锐)或尖锐的脉冲状的种光(脉冲光束、光束)s1,dfb半导体激光元件(第2固体激光元件)32是以作为特定频率的振荡频率fa(例如400mhz)产生缓慢(于时间上宽泛)的脉冲状的种光(脉冲光束、光束)s2。dfb半导体激光元件30产生的种光s1与dfb半导体激光元件32产生的种光s2是发光时序同步。种光s1、s2是每1脉冲的能量均大致相同,但偏振光状态互不相同,峰值强度是种光s1较强。该种光s1与种光s2是直线偏振光的光,其偏振方向相互正交。于本第1实施形态中,将dfb半导体激光元件30产生的种光s1的偏振光状态设为s偏振光,将dfb半导体激光元件32产生的种光s2的偏振光状态设为p偏振光而进行说明。该种光s1、s2是红外波长区域的光。

控制电路22是以响应自信号产生部22a发送来的时脉信号ltc的时脉脉冲发出种光s1、s2的方式控制dfb半导体激光元件30、32。藉此,该dfb半导体激光元件30、32是响应时脉信号ltc的各时脉脉冲(振荡频率fa),以特定频率(振荡频率)fa发出种光s1、s2。该控制电路22由控制装置16进行控制。将该时脉信号ltc的时脉脉冲的周期(=1/fa)称为基准周期ta。由dfb半导体激光元件30、32产生的种光s1、s2被导引至偏振分光镜34。

再者,该成为基准时脉信号的时脉信号ltc是成为用以指定点阵状的图案资料的记忆电路中的列方向的位址的供给至各计数器部的像素移位脉冲bsc(bsca、bscb)的基准者,将于下文进行详细叙述。又,自控制装置16对信号产生部22a输入用于进行基板p的被照射面上的描绘线sln的整体倍率修正的整体倍率修正信息tmg、及用于进行描绘线sln的局部倍率修正的局部倍率修正信息cmgn(cmg1~cmg6)。藉此,可对以基板p的被照射面上的描绘线sln描绘的图案的长度(图案描绘长度)进行微调整,将于下文进行详细说明。该图案描绘长度的伸缩(扫描长度的微调整)可于描绘线sln的最大扫描长度(例如31mm)内以例如±1000ppm左右的范围进行。再者,本第1实施形态中的整体倍率修正若简单地进行说明,则是指于描绘资料上的1像素(1位元)中包含的光点的数量保持固定的状态下,一律对沿着主扫描方向投射的光点sp的投射间隔(即,光点的振荡频率)进行微调整,藉此,将描绘线sln整体的扫描方向的描绘倍率修正为一样。又,本第1实施形态中的局部倍率修正若简单地进行说明,则是指以位于1描绘线上设定的离散的多个修正点的各个的1像素(1位元)为对象,使该修正点的像素中的光点sp的主扫描方向的间隔自标准的间隔(例如光点sp的大小φ的1/2)略微增减,藉此,使描绘于基板上的各修正点处的像素的大小于主扫描方向上略微伸缩。

偏振分光镜34是使s偏振光的光透过且使p偏振光的光反射者,将dfb半导体激光元件30产生的种光s1与dfb半导体激光元件32产生的种光s2导引至光电元件36。详细而言,偏振分光镜34是藉由使dfb半导体激光元件30产生的s偏振光的种光s1透过而将种光s1导引至光电元件36。又,偏振分光镜34是藉由使dfb半导体激光元件32产生的p偏振光的种光s2反射而将种光s2导引至光电元件36。dfb半导体激光元件30、32、及偏振分光镜34构成生成种光s1、s2的脉冲光源部35。

光电元件(强度调变部)36是相对于种光s1、s2具有透过性者,例如,使用光电调变器(eom:electro-opticmodulator)。光电元件36是响应描绘位元串资料sba(sbb)的高/低状态,藉由驱动电路36a切换种光s1、s2的偏振光状态者。描绘位元串资料sba是基于与扫描单元u1~u3的各个应曝光的图案对应的图案资料(位元图案)而生成者,描绘位元串资料sbb是基于与扫描单元u4~u6的各个应曝光的图案对应的图案资料(位元图案)而生成者。因此,描绘位元串资料sba输入至光源装置lsa的驱动电路36a,描绘位元串资料sbb输入至光源装置lsb的驱动电路36a。来自dfb半导体激光元件30、dfb半导体激光元件32的各个的种光s1、s2是波长区域为800nm以上而较长,因此,作为光电元件36,可使用偏振光状态的切换响应性为ghz程度者。

图案资料(描绘资料)是针对每一扫描单元un而设置,是对藉由各扫描单元un描绘的图案利用根据光点sp的大小φ设定的尺寸pxy的像素进行分割,以与上述图案对应的逻辑信息(像素资料)表示多个像素的各个者。即,该图案资料是由以将沿着光点sp的主扫描方向(y方向)的方向设为列方向且将沿着基板p的副搬送方向(x方向)的方向设为行方向的方式二维地分解后的多个像素的逻辑信息构成的点阵图资料。该像素的逻辑信息是「0」或「1」的1位元的资料。「0」的逻辑信息是指将照射至基板p的光点sp的强度设为低位准(非描绘),「1」的逻辑信息是指将照射至基板p上的光点sp的强度设为高位准(描绘)。再者,将像素的尺寸pxy的主扫描方向(y方向)的尺寸设为py,将副扫描方向(x方向)的尺寸设为px。

图案资料的1行量的像素的逻辑信息是与1条描绘线sln(sl1~sl6)对应者。因此,1行量的像素的数量可根据基板p的被照射面上的像素的尺寸pxy与描绘线sln的长度决定。该1像素的尺寸pxy设定为与光点sp的大小φ为相同程度或者光点sp的大小φ以上,例如,于光点sp的有效的大小φ为3μm的情形时,1像素的尺寸pxy设定为约3μm见方以上。根据1行量的像素的逻辑信息,对沿着1条描绘线sln(sl1~sl6)投射至基板p的光点sp的强度进行调变。将该1行量的像素的逻辑信息称为串列资料dln。即,图案资料是串列资料dln沿行方向排列而成的点阵图资料。以dl1表示扫描单元u1的图案资料的串列资料dln,同样地,以dl2~dl6表示扫描单元u2~u6的图案资料的串列资料dln。

又,扫描模块的3个扫描单元u1~u3(u4~u6)是按照特定的顺序重复逐次进行光点sp的扫描的动作,因此,与此对应地,扫描模块的3个扫描单元u1~u3(u4~u6)的图案资料的串列资料dl1~dl3(dl4~dl6)亦按照特定的顺序输出至光源装置lsa(lsb)的驱动电路36a。将依次输出至光源装置lsa的驱动电路36a的串列资料dl1~dl3称为描绘位元串资料sba,将依次输出至光源装置lsb的驱动电路36a的串列资料dl4~dl6称为描绘位元串资料sbb。

例如,于第1扫描模块中进行光点sp的扫描的扫描单元un的顺序为u1→u2→u3的情形时,以如下方式,即,首先,将1行量的串列资料dl1输出至光源装置lsa的驱动电路36a,继而,将1行量的串列资料dl2输出至光源装置lsa的驱动电路36a,将构成描绘位元串资料sba的1行量的串列资料dl1~dl3按照dl1→dl2→dl3的顺序输出至光源装置lsa的驱动电路36a。其后,将下一行的串列资料dl1~dl3按照dl1→dl2→dl3的顺序作为描绘位元串资料sba输出至光源装置lsa的驱动电路36a。同样地,于第2扫描模块中进行光点sp的扫描的扫描单元un的顺序为u4→u5→u6的情形时,以如下方式,即,首先,将1行量的串列资料dl4输出至光源装置lsb的驱动电路36a,继而,将1行量的串列资料dl5输出至光源装置lsb的驱动电路36a,将构成描绘位元串资料sbb的1行量的串列资料dl4~dl6按照dl4→dl5→dl6的顺序输出至光源装置lsb的驱动电路36a。其后,将下一行的串列资料dl4~dl6按照dl4→dl5→dl6的顺序作为描绘位元串资料sbb输出至光源装置lsb的驱动电路36a。关于将描绘位元串资料sba(sbb)输出至该光源装置lsa(lsb)的驱动电路36a的具体构成,将于下文详细地进行说明。

于输入至驱动电路36a的描绘位元串资料sba(sbb)的1像素量的逻辑信息为低(「0」)状态时,光电元件36不改变种光s1、s2的偏振光状态而直接导引至偏振分光镜38。另一方面,于输入至驱动电路36a的描绘位元串资料sba(sbb)的1像素量的逻辑信息为高(「1」)状态时,光电元件36改变已入射的种光s1、s2的偏振光状态,即,将偏振方向改变90度而导引至偏振分光镜38。藉由如此般驱动电路36a基于描绘位元串资料sba(sbb)驱动光电元件36,而光电元件36是于描绘位元串资料sba(sbb)的像素的逻辑信息为高状态(「1」)时,将s偏振光的种光s1转换为p偏振光的种光s1,将p偏振光的种光s2转换为s偏振光的种光s2。

偏振分光镜38是使p偏振光的光透过并经由透镜元件gl而导引至组合器44,使s偏振光的光反射而导引至吸收体40者。以光束lse表示透过该偏振分光镜38的光(种光)。该脉冲状的光束lse的振荡频率成为fa。激发光源42产生激发光,该产生的激发光通过光纤42a而导引至组合器44。组合器44是将自偏振分光镜38照射的光束lse与激发光合成,并输出至光纤光放大器46。光纤光放大器46掺杂有由激发光激发的激光介质。因此,于供经合成的光束lse及激发光传输的光纤光放大器46内,激光介质被激发光激发,藉此,将作为种光的光束lse放大。作为光纤光放大器46内掺杂的激光介质,使用铒(er)、镱(yb)、铥(tm)等稀土类元素。该经放大的光束lse是自光纤光放大器46的射出端46a伴有特定的发散角而辐射,藉由透镜元件gl进行收敛或准直并入射至波长转换光学元件48。

波长转换光学元件(第1波长转换光学元件)48是藉由第2谐波产生(secondharmonicgeneration:shg)而将已入射的光束lse(波长λ)转换为波长为λ的1/2的第2谐波。作为波长转换光学元件48,较佳地使用作为准相位匹配(quasiphasematching:qpm)晶体的ppln(periodicallypoledlinbo3)晶体。再者,亦可使用pplt(periodicallypoledlitao3)晶体等。

波长转换光学元件(第2波长转换光学元件)50是藉由波长转换光学元件48转换所得的第2谐波(波长λ/2)与未被波长转换光学元件48转换而残留的种光(波长λ)的和频产生(sumfrequencygeneration:sfg),而产生波长为λ的1/3的第3谐波。该第3谐波成为于370mm以下的波长频带(例如355nm)具有峰值波长的紫外线光(光束lb)。

如图8所示,于对驱动电路36a施加的描绘位元串资料sba(sbb)的1像素量的逻辑信息为低(「0」)的情形时,光电元件(强度调变部)36不改变已入射的种光s1、s2的偏振光状态而直接导引至偏振分光镜38。因此,透过偏振分光镜38的光束lse成为种光s2。因此,自光源装置lsa(lsb)最终输出的p偏振光的lba(lbb)具有与来自dfb半导体激光元件32的种光s2相同的振荡分布(时间特性)。即,于该情形时,光束lba(lbb)成为脉冲的峰值强度较低且于时间上宽泛的钝化的特性。光纤光放大器46是对于此种峰值强度较低的种光s2的放大效率较低,因此,自光源装置lsa(lsb)射出的光束lba(lbb)成为未被放大至曝光所需的能量的光。因此,就曝光的观点而言,实质上成为与光源装置lsa(lsb)未射出光束lba(lbb)相同的结果。即,照射至基板p的光点sp的强度成为低位准。但是,于未进行图案的曝光的期间(非曝光期间),源于种光s2的紫外线区域的光束lba(lbb)虽然为微小的强度但仍持续照射。因此,于描绘线sl1~sl6长时间维持位于基板p上的相同位置的状态的情形(例如,因搬送系统的故障而导致基板p停止的情形等)时,较佳为于光源装置lsa(lsb)的光束lba(lbb)的射出窗(省略图示)设置可动挡板而将射出窗关闭。

另一方面,如图8所示,于对驱动电路36a施加的描绘位元串资料sba(sbb)的1像素量的逻辑信息为高(「1」)的情形时,光电元件(强度调变部)36改变已入射的种光s1、s2的偏振光状态并导引至偏振分光镜38。因此,透过偏振分光镜38的光束lse成为种光s1。因此,自光源装置lsa(lsb)射出的光束lba(lbb)成为源于来自dfb半导体激光元件30的种光s1而生成者。来自dfb半导体激光元件30的种光s1由于峰值强度较强,故而藉由光纤光放大器46有效率地放大,从而自光源装置lsa(lsb)输出的p偏振光的光束lba(lbb)具有基板p的曝光所需的能量。即,照射至基板p的光点sp的强度成为高位准。

如此,于光源装置lsa(lsb)内设置有作为描绘用光调变器的光电元件36,因此,藉由控制1个光电元件(强度调变部)36,而可使藉由扫描模块的3个扫描单元u1~u3(u4~u6)进行扫描的光点sp的强度根据应描绘的图案调变。因此,自光源装置lsa(lsb)射出的光束lba(lbb)成为经强度调变的描绘光束。

再者,于图7的构成中,亦考虑省略dfb半导体激光元件32及偏振分光镜34,仅将来自dfb半导体激光元件30的种光s1藉由基于图案资料(描绘位元串资料sba、sbb、或串列资料dln)的光电元件36的偏振光状态的切换而呈爆炸波状导光至光纤光放大器46。然而,若采用该构成,则种光s1朝向光纤光放大器46的入射周期性根据应描绘的图案而较大地变乱。即,若于来自dfb半导体激光元件30的种光s1不入射至光纤光放大器46的状态持续后,种光s1入射至光纤光放大器46,则产生如下问题:刚入射后的种光s1以比通常时大的放大率放大,自光纤光放大器46以数脉冲量产生具有规定以上的较大的强度的光束(巨脉冲)。因此,于本第1实施形态中,作为较佳的态样,于种光s1不入射至光纤光放大器46的期间,使来自dfb半导体激光元件32的种光s2(峰值强度较低的宽脉冲光)入射至光纤光放大器46,藉此,解决如上所述的问题。

又,对光电元件36进行切换,但亦可基于图案资料(描绘位元串资料sba、sbb、或串列资料dln)驱动dfb半导体激光元件30、32。于该情形时,该dfb半导体激光元件30、32作为描绘用光调变器(强度调变部)发挥功能。即,控制电路22是基于描绘位元串资料sba(dl1~dl3)、sbb(dl4~dl6),控制dfb半导体激光元件30、32,以特定频率fa选择性地(择一地)产生呈脉冲状振荡的种光s1、s2。于该情形时,无需偏振分光镜34、38、光电元件36、及吸收体40,自dfb半导体激光元件30、32的任一者选择性地脉冲振荡的种光s1、s2的一者直接入射至组合器44。此时,控制电路22是以来自dfb半导体激光元件30的种光s1与来自dfb半导体激光元件32的种光s2不同时入射至光纤光放大器46的方式,控制各dfb半导体激光元件30、32的驱动。即,于将各光束lbn的光点sp照射至基板p的情形时,以仅种光s1入射至光纤光放大器46的方式控制dfb半导体激光元件30。又,于不将各光束lbn的光点sp照射至基板p(使光点sp的强度极低)的情形时,以仅种光s2入射至光纤光放大器46的方式控制dfb半导体激光元件32。如此,是否对基板p照射光束lbn是根据像素的逻辑信息(高/低)而决定。又,该情形时的种光s1、s2的偏振光状态均可为p偏振光。

此处,光源装置lsa(lsb)是以如下方式射出光束lba(lbb),即,于光点sp的扫描中,针对基板p的被照射面上的尺寸pxy的1像素,光点sp沿着主扫描方向投射n个(于本第1实施形态中,设为n=2)。自该光源装置lsa(lsb)射出的光束lba(lbb)是响应信号产生部22a产生的时脉信号ltc的时脉脉冲而产生。因此,为了针对尺寸pxy的1像素而将光点sp投射n个(n亦可为2以上的整数),于将主扫描方向上的光点sp相对于基板p的相对的扫描速度设为vs时,信号产生部22a必须以由pxy/(n×vs)或py/(n×vs)决定的基准周期ta(=1/fa)产生时脉信号ltc的时脉脉冲。例如,若将有效的描绘线sln的长度设为30mm,将1次的扫描时间tsp设为约50μsec,则光点sp的扫描速度vs成为约600m/sec。而且,于像素的尺寸pxy(px及py)为与光点sp的有效的大小相同的3μm且n为2的情形时,成为基准周期ta=3μm/(2×600m/sec)=0.0025μsec,其频率fa(=1/ta)成为400mhz。

该局部倍率修正信息cmgn(cmg1~cmg6)的修正位置信息(设定值)nv可任意地变更,是根据描绘线sln的倍率而适当设定。例如,亦可以位于描绘线sln上的修正像素成为1个的方式设定修正位置信息nv。藉由整体倍率修正信息tmg,亦能够使描绘线sl伸缩,但局部倍率修正可进行更细微且微小的倍率修正。例如,于振荡频率fa为400mhz且描绘线sln的扫描长度(描绘范围)的初始值设为30mm的情形时,藉由整体倍率修正信息tmg使描绘线sln的扫描长度伸缩或伸长15μm(比率500ppm)时,必须使振荡频率fa增大或减小约0.2mhz(比率500ppm),而其调整较难。又,即便能够进行调整,亦具有固定的延迟(时间常数)而切换为调整后的振荡频率fa,因此,其间无法获得所希望的倍率。进而,于描绘倍率的修正比设定为500ppm以下、例如数ppm~数十ppm左右的情形时,与改变光源装置lsa(lsb)的振荡频率fa的整体倍率修正方式相比,增减离散的修正像素中的光点数的局部倍率修正方式可简单地进行解析度较高的修正。当然,若并用整体倍率修正方式与局部倍率修正方式的两者,则获得可对应于较大的描绘倍率的修正比并且实现高解析度的修正的优点。

图9是表示曝光装置ex的电气构成的方块图。曝光装置ex的控制装置16具有多面镜驱动控制部100、选择元件驱动控制部102、光束控制装置104、标记位置检测部106、及旋转位置检测部108。再者,各扫描单元un(u1~u6)的原点感测器opn(op1~op6)所输出的原点信号szn(sz1~sz6)输入至多面镜驱动控制部100及选择元件驱动控制部102。再者,于图9所示的例中,表示来自光源装置lsa(lsb)的光束lba(lbb)藉由选择用光学元件aom2(aom5)绕射而其1次绕射光即光束lb2(lb5)入射至扫描单元u2(u5)的状态。

多面镜驱动控制部100驱动控制各扫描单元un(u1~u6)的多面镜pm的旋转。多面镜驱动控制部100具有使各扫描单元un(u1~u6)的多面镜pm驱动的旋转驱动源(电机或减速机等)rm,藉由驱动控制该电机的旋转而驱动控制多面镜pm的旋转。多面镜驱动控制部100是以各扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3、u4~u6)的多面镜pm的旋转角度位置成为特定的相位关系的方式,使各扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3、u4~u6)的多面镜pm的各个同步旋转。即,多面镜驱动控制部100是以如下方式控制多个扫描单元un(u1~u6)的多面镜pm的旋转,即,各扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3、u4~u6)的多面镜pm的旋转速度(转数)vp彼此相同,且旋转角度位置的相位每次以固定的角度量偏移。再者,各扫描单元un(u1~u6)的多面镜pm的旋转速度vp全部设为相同。

于本第1实施形态中,如上所述,将有助于实际扫描的多面镜pm的旋转角度α设为15度,因此,反射面rp为8个的八边形的多面镜pm的扫描效率成为1/3。于第1扫描模块中,基于3个扫描单元un的光点sp的扫描按照u1→u2→u3的顺序进行。因此,以于该3个扫描单元u1~u3的各个的多面镜pm的旋转角度位置的相位按照该顺序每次偏移15度的状态下等速旋转的方式,藉由多面镜驱动控制部100对扫描单元u1~u3的各个的多面镜pm进行同步控制。又,于第2扫描模块中,基于3个扫描单元un的光点sp的扫描按照u4→u5→u6的顺序进行。因此,以于3个扫描单元u4~u6的各个的多面镜pm的旋转角度位置的相位按照该顺序每次偏移15度的状态下等速旋转的方式,藉由多面镜驱动控制部100对扫描单元u4~u6的各个的多面镜pm进行同步控制。

具体而言,如图10所示,多面镜驱动控制部100例如针对第1扫描模块,以如下方式控制扫描单元u2的多面镜pm的旋转相位,即,以来自扫描单元u1的原点感测器op1的原点信号sz1为基准,来自扫描单元u2的原点感测器op2的原点信号sz2延迟时间ts而产生。多面镜驱动控制部100是以如下方式控制扫描单元u3的多面镜pm的旋转相位,即,以原点信号sz1为基准,来自扫描单元u3的原点感测器op3的原点信号sz3延迟2×时间ts而产生。该时间ts是多面镜pm旋转15度的时间(光点sp的最大扫描时间)。藉此,成为各扫描单元u1~u3的各个的多面镜pm的旋转角度位置的相位差按照u1、u2、u3的顺序每次偏移15度的状态。因此,第1扫描模块的3个扫描单元u1~u3可按照u1→u2→u3的顺序进行光点sp的扫描。

关于第2扫描模块,亦同样地,多面镜驱动控制部100例如以如下方式控制扫描单元u5的多面镜pm的旋转相位,即,以来自扫描单元u4的原点感测器op4的原点信号sz4为基准,来自扫描单元u5的原点感测器op5的原点信号sz5延迟时间ts而产生。多面镜驱动控制部100以如下方式控制扫描单元u6的多面镜pm的旋转相位,即,以原点信号sz4为基准,来自扫描单元u6的原点感测器op6的原点信号sz6延迟2×时间ts而产生。藉此,成为各扫描单元u4~u6的各个的多面镜pm的旋转角度位置的相位按照u4、u5、u6的顺序每次偏移15度的状态。因此,第2扫描模块的3个扫描单元un(u4~u6)可按照u4→u5→u6的顺序进行光点sp的扫描。

选择元件驱动控制部(光束切换驱动控制部)102是控制光束切换部bdu的各光学元件模块的选择用光学元件aomn(aom1~aom3、aom4~aom6),于各扫描模块的1个扫描单元un开始光点sp的扫描后至开始下一次扫描之前,将来自光源装置ls(lsa、lsb)的光束lb(lba、lbb)依序分配至各扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3、u4~u6)。再者,于1个扫描单元un开始光点sp的扫描后至开始下一次扫描之前,多面镜pm旋转45度,其时间间隔成为时间tpx(=3×ts)。

具体而言,选择元件驱动控制部102是于产生原点信号szn(sz1~sz6)时,产生原点信号szn之后,以固定时间(接通时间ton)对与产生原点信号szn(sz1~sz6)的扫描单元un(u1~u6)对应的选择用光学元件aomn(aom1~aom6)施加驱动信号(高频信号)hfn(hf1~hf6)。藉此,被施加有驱动信号(高频信号)hfn的选择用光学元件aomn以接通时间ton成为接通状态,可使光束lbn入射至对应的扫描单元un。又,由于使光束lbn入射至产生原点信号szn的扫描单元un,故而可使光束lbn入射至能够进行光点sp的扫描的扫描单元un。再者,该接通时间ton是时间ts以下的时间。

第1扫描模块的3个扫描单元u1~u3中产生的原点信号sz1~sz3是以时间ts间隔按照sz1→sz2→sz3的顺序产生。因此,对第1光学元件模块的各选择用光学元件aom1~aom3,以时间ts间隔按照aom1→aom2→aom3的顺序以接通时间ton施加驱动信号(高频信号)hf1~hf3。因此,第1光学元件模块(aom1~aom3)能够以时间ts间隔按照u1→u2→u3的顺序切换来自光源装置lsa的光束lbn(lb1~lb3)入射的1个扫描单元un。藉此,进行光点sp的扫描的扫描单元un以时间ts间隔按照u1→u2→u3的顺序进行切换。又,于扫描单元u1开始光点sp的扫描后至开始下一次扫描之前的时间(tpx=3×ts),可使来自光源装置lsa的光束lbn(lb1~lb3)依序入射至3个扫描单元un(u1~u3)的任一个。

同样地,第2扫描模块的3个扫描单元u4~u6中产生的原点信号sz4~sz6是以时间ts间隔按照sz4→sz5→sz6的顺序产生。因此,对第2光学元件模块的各选择用光学元件aom4~aom6,以时间ts间隔按照aom4→aom5→aom6的顺序以接通时间ton施加驱动信号(高频信号)hf4~hf6。因此,第2光学元件模块(aom4~aom6)能够以时间ts间隔按照u4→u5→u6的顺序切换来自光源装置lsb的光束lbn(lb4~lb6)入射的1个扫描单元un。藉此,进行光点sp的扫描的扫描单元un以时间ts间隔按照u4→u5→u6的顺序进行切换。又,于扫描单元u4开始光点sp的扫描后至开始下一次扫描之前的时间(tpx=3×ts),可使来自光源装置lsb的光束lbn(lb4~lb6)依序入射至3个扫描单元un(u4~u6)的任一个。

若对选择元件驱动控制部102更详细地进行说明,则选择元件驱动控制部102是于产生原点信号szn(sz1~sz6)时,如图10所示,产生原点信号szn(sz1~sz6)之后,以固定时间(接通时间ton)生成成为h(高)的多个入射允许信号lpn(lp1~lp6)。该等多个入射允许信号lpn(lp1~lp6)是允许使对应的选择用光学元件aomn(aom1~aom6)为接通状态的信号。即,入射允许信号lpn(lp1~lp6)是允许光束lbn(lb1~lb6)入射至对应的扫描单元un(u1~u6)的信号。而且,选择元件驱动控制部102是以入射允许信号lpn(lp1~lp6)成为h(高)的接通时间ton对相对应的选择用光学元件aomn(aom1~aom6)施加驱动信号(高频信号)hfn(hf1~hf6),使对应的选择用光学元件aomn为接通状态(产生1次绕射光的状态)。例如,选择元件驱动控制部102是以入射允许信号lp1~lp3成为h(高)的固定时间ton对相对应的选择用光学元件aom1~aom3施加驱动信号hf1~hf3。藉此,来自光源装置lsa的光束lb1~lb3入射至对应的扫描单元u1~u3。又,选择元件驱动控制部102是以入射允许信号lp4~lp6成为h(高)的固定时间ton对相对应的选择用光学元件aom4~aom6施加驱动信号(高频信号)hf4~hf6。藉此,来自光源装置lsb的光束lb4~lb6入射至对应的扫描单元u4~u6。

如图10所示,与第1光学元件模块的3个选择用光学元件aom1~aom3对应的入射允许信号lp1~lp3是变成h(高)的上升时序按照lp1→lp2→lp3的顺序每次偏移时间ts,且变成h(高)的接通时间ton不相互重迭。因此,光束lbn(lb1~lb3)入射的扫描单元un是以时间ts间隔按照u1→u2→u3的顺序切换。同样地,与第2光学元件模块的3个选择用光学元件aom4~aom6对应的入射允许信号lp4~lp6是变成h(高)的上升时序按照lp4→lp5→lp6的顺序每次偏移时间ts,且变成h(高)的接通时间ton不相互重迭。因此,光束lbn(lb4~lb6)入射的扫描单元un是以时间ts间隔按照u4→u5→u6的顺序切换。选择元件驱动控制部102将所生成的多个入射允许信号lpn(lp1~lp6)输出至光束控制装置104。

图9的光束控制装置(光束控制部)104是对光束lb(lba、lbb、lbn)的发光频率fa、光束lb的光点sp描绘的描绘线sln的倍率、及光束lb的强度调变进行控制者。光束控制装置104具备整体倍率设定部110、局部倍率设定部112、描绘资料输出部114、及曝光控制部116。整体倍率设定部(整体倍率修正信息记忆部)110是记忆自曝光控制部116发送来的整体倍率修正信息tmg,并且将整体倍率修正信息tmg输出至光源装置ls(lsa、lsb)的控制电路22的信号产生部22a。信号产生部22a的时脉产生部60生成与该整体倍率修正信息tmg对应的振荡频率fa的时脉信号ltc。再者,关于整体倍率设定部110与局部倍率设定部112的详细构成,将于下文进行详细叙述。

局部倍率设定部(局部倍率修正信息记忆部、修正信息记忆部)112是记忆自曝光控制部116发送来的局部倍率修正信息(修正信息)cmgn,并且将局部倍率修正信息cmgn输出至光源装置ls(lsa、lsb)的控制电路22的信号产生部22a。基于该局部倍率修正信息cmgn,指定(特定)出描绘线sln上的修正像素的位置,并决定其倍率。控制电路22的信号产生部22a是根据基于该局部倍率修正信息cmg所决定的修正像素及其倍率,输出像素移位脉冲bsc(bsca、bscb)。再者,局部倍率设定部112记忆自曝光控制部116发送来的每一扫描单元un(u1~u6)的局部倍率修正信息cmgn(cmg1~cmg6)。而且,局部倍率设定部112将与进行光点sp的扫描的扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn输出至光源装置ls(lsa、lsb)的信号产生部22a。即,局部倍率设定部112是将与产生原点信号szn(sz1~sz6)的扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn输出至成为入射至该扫描单元un的光束lbn的产生源的光源装置lsa(lsa、lsb)的信号产生部22a。再者,基于整体倍率修正信息tmg或局部倍率修正信息cmgn的描绘倍率的修正是对来自光源装置ls(lsa、lsb)的控制电路22的信号产生部22a的时脉信号ltc的时脉周期局部进行微调整而进行。关于控制电路22(信号产生部22a)的详细构成,将于下文进行详细叙述。

例如,于产生原点信号szn的扫描单元un(即,接下来进行光点sp的扫描的扫描单元un)为扫描单元u1~u3的任一个的情形时,局部倍率设定部112将与产生原点信号szn的扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn输出至光源装置lsa的信号产生部22a。同样地,于产生原点信号szn的扫描单元un为扫描单元u4~u6的任一个的情形时,局部倍率设定部112将与产生原点信号szn的扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn输出至光源装置lsb的信号产生部22a。藉此,于每一扫描模块进行光点sp的扫描的扫描单元un(u1~u3、u4~u6)所对应的像素移位脉冲bsc(bsca、bscb)自光源装置ls(lsa、lsb)的送出时序切换部64输出。藉此,可对每一描绘线sln个别地调整扫描长度。

描绘资料输出部114是将与第1扫描模块的3个扫描单元un(u1~u3)中产生原点信号szn的扫描单元un(接下来进行光点sp的扫描的扫描单元un)对应的1行量的串列资料dln作为描绘位元串资料sba而输出至光源装置lsa的驱动电路36a。又,描绘资料输出部114是将与第2扫描模块的3个扫描单元un(u4~u6)中产生原点信号szn的扫描单元un(接下来进行光点sp的扫描的扫描单元un)对应的1行量的串列资料dln(dl4~dl6)作为描绘位元串资料sbb而输出至光源装置lsb的驱动电路36a。关于第1扫描模块,进行光点sp的扫描的扫描单元u1~u3的顺序成为u1→u2→u3,因此,描绘资料输出部114将按照dl1→dl2→dl3的顺序重复的串列资料dl1~dl3作为描绘位元串资料sba而输出。关于第2扫描模块,进行光点sp的扫描的扫描单元u4~u6的顺序成为u4→u5→u6,因此,描绘资料输出部114将按照dl4→dl5→dl6的顺序重复的串列资料dl4~dl6作为描绘位元串资料sbb而输出。

且说,图9所示的曝光控制部116是对整体倍率设定部110、局部倍率设定部112、及描绘资料输出部114进行控制者。对曝光控制部116输入标记位置检测部106检测出的设置方位线lx1、lx4上的对准标记mkm(mk1~mk4)的位置信息、及旋转位置检测部108检测出的设置方位线lx1~lx4上的旋转滚筒dr的旋转角度位置信息(基于计数器电路cn1a~cn4a、cn1b~cn4b的计数值)。曝光控制部116是基于设置方位线lx1上的对准标记mkm(mk1~mk4)的位置信息、及设置方位线lx1上的旋转滚筒dr的旋转角度位置(计数器电路cn1a、cn1b的计数值),检测(决定)基板p的副扫描方向(x方向)上的被曝光区域w的描绘曝光的开始位置。

而且,曝光控制部116是基于检测出描绘曝光的开始位置时的设置方位线lx1上的旋转滚筒dr的旋转角度位置、及设置方位线lx2上的旋转角度位置(基于计数器电路cn2a、cn2b的计数值),判断基板p的描绘曝光的开始位置是否已搬送至位于设置方位线lx2上的描绘线sl1、sl3、sl5上。曝光控制部116若判断为描绘曝光的开始位置已搬送至描绘线sl1、sl3、sl5上,则控制局部倍率设定部112及描绘资料输出部114等,使扫描单元u1、u3、u5开始基于光点sp的扫描的描绘。

于该情形时,曝光控制部116是以扫描单元u1、u3进行描绘曝光的时序,使局部倍率设定部112将与进行光点sp的扫描的扫描单元u1、u3对应的局部倍率修正信息cmg1、cmg3输出至光源装置lsa的信号产生部22a。藉此,光源装置lsa的信号产生部22a是根据局部倍率修正信息cmg1、cmg3而产生使进行光点sp的扫描的扫描单元u1、u3的串列资料dl1、dl3的像素移位的像素移位脉冲bsca。根据该像素移位脉冲bsca,描绘资料输出部114使与进行光点sp的扫描的扫描单元u1、u3对应的串列资料dl1、dl3的各像素的逻辑信息一像素一像素地移位。同样地,曝光控制部116是以扫描单元u5进行描绘曝光的时序,使局部倍率设定部112将与扫描单元u5对应的局部倍率修正信息cmg5输出至光源装置lsb的信号产生部22a。藉此,光源装置lsb的信号产生部22a是根据局部倍率修正信息cmg5而产生使与进行光点sp的扫描的扫描单元u5对应的串列资料dl5的像素移位的像素移位脉冲bscb。根据该像素移位脉冲bscb,描绘资料输出部114使进行光点sp的扫描的扫描单元u5的串列资料dl5的各像素的逻辑信息一像素一像素地移位。

其后,曝光控制部116是基于检测出描绘曝光的开始位置时的设置方位线lx1上的旋转滚筒dr的旋转角度位置、及设置方位线lx3上的旋转角度位置(计数器电路cn3a、cn3b的计数值),判断基板p的描绘曝光的开始位置是否已搬送至位于设置方位线lx3上的描绘线sl2、sl4、sl6上。曝光控制部116若判断为描绘曝光的开始位置已搬送至描绘线sl2、sl4、sl6上,则控制局部倍率设定部112及描绘资料输出部114,进而,使扫描单元u2、u4、u6开始光点sp的扫描。

于该情形时,曝光控制部116是以扫描单元u2进行描绘曝光的时序,使局部倍率设定部112将与进行光点sp的扫描的扫描单元u2对应的局部倍率修正信息cmg2输出至光源装置lsa的信号产生部22a。藉此,光源装置lsa的信号产生部22a是根据局部倍率修正信息cmg2而产生使进行光点sp的扫描的扫描单元u2的串列资料dl2的像素移位的像素移位脉冲bsca。根据该像素移位脉冲bsca,描绘资料输出部114使进行光点sp的扫描的扫描单元u2的串列资料dl2的各像素的逻辑信息一像素一像素地移位。同样地,曝光控制部116是以扫描单元u4、u6进行描绘曝光的时序,使局部倍率设定部112将与扫描单元u4、u6对应的局部倍率修正信息cmg4、cmg6输出至光源装置lsb的信号产生部22a。藉此,光源装置lsb的信号产生部22a是根据局部倍率修正信息cmg4、cmg6而产生使进行光点sp的扫描的扫描单元u4、u6的串列资料dl4、dl6的像素移位的像素移位脉冲bscb。根据该像素移位脉冲bscb,描绘资料输出部114使进行光点sp的扫描的扫描单元u4、u6的串列资料dl4、dl6的各像素的逻辑信息一像素一像素地移位。

根据上文的图4可知,基板p朝+x方向搬送,因此,描绘线sl1、sl3、sl5的各个中的描绘曝光先进行,于基板p进一步搬送特定距离后,进行描绘线sl2、sl4、sl6的各个中的描绘曝光。另一方面,第1扫描模块的3个扫描单元u1~u3的各多面镜pm、第2扫描模块的3个扫描单元u4~u6的各多面镜pm是具有特定的相位差而进行旋转控制,因此,原点信号sz1~sz3、sz4~sz6如图10所示,以时间ts具有相位差地持续产生。因此,产生如图10所示的入射允许信号lpn(lp1~lp6),于自描绘线sl1、sl3、sl5上的描绘曝光的开始时间点起至描绘线sl2、sl4、sl6上的描绘曝光即将开始之前的期间,亦输出串列资料dl2、dl4、dl6。因此,于被曝光区域w的描绘曝光的开始位置到达描绘线sl2、sl4、sl6上之前,藉由基于扫描单元u2、u4、u6的光点sp的扫描而描绘图案。因此,图9的曝光控制部116是藉由对入射允许信号lpn(lp1~lp6)进行逻辑运算的逻辑电路而禁止与扫描单元u2、u4、u6的各个对应的串列资料dl2、dl4、dl6的像素的移位。

又,曝光控制部116是基于标记位置检测部106检测出的设置方位线lx1、lx4上的对准标记mkm(mk1~mk4)的位置信息、及旋转位置检测部108检测出的设置方位线lx1、lx4上的旋转滚筒dr的旋转角度位置信息,逐次运算基板p或被曝光区域w的应变(变形)。例如,于基板p于长条方向上受到较大的张力或者受到热制程而变形的情形时,被曝光区域w的形状亦产生应变(变形),对准标记mkm(mk1~mk4)的排列亦不成为如图4所示的矩形状,而成为产生应变(变形)的状态。于基板p或被曝光区域w产生应变的情形时,必须相应于此变更各描绘线sln的倍率,因此,曝光控制部116是基于运算出的基板p或被曝光区域w的应变,生成整体倍率修正信息tmg及局部倍率修正信息cmgn的至少一者。而且,该生成的整体倍率修正信息tmg及局部倍率修正信息cmgn的至少一者是输出至整体倍率设定部110或局部倍率设定部112。藉此,可提升重迭曝光的精度。

进而,曝光控制部116亦可根据基板p或被曝光区域w的应变而针对各描绘线sln中的每一条生成修正倾斜角信息。基于该生成的修正倾斜角信息,上文叙述的上述致动器使各扫描单元un(u1~u6)绕照射中心轴len(le1~le6)转动。藉此,重迭曝光的精度进一步提升。曝光控制部116亦可每当藉由各扫描单元un(u1~u6)进行光点sp的扫描时或每当光点sp的扫描进行特定次数时或者基板p或被曝光区域w的应变的倾向超过容许范围而改变时,再次生成整体倍率修正信息tmg及局部倍率修正信息cmgn的至少一者、以及修正倾斜角信息。

图11是表示设置于光源装置lsa(lsb)的内部的信号产生部22a的构成的图。如图9所示,设为自局部倍率设定部112对信号产生部22a发送具有修正位置信息nv与伸缩信息(极性信息)pol的局部倍率修正信息cmgn。该局部倍率设定部112对每一扫描单元un(u1~u6)记忆局部倍率修正信息cmgn(cmg1~cmg6)。

信号产生部22a具有时脉信号产生部200、修正点指定部202、及时脉切换部204。该时脉信号产生部200、修正点指定部202、及时脉切换部204等可藉由fpga(fieldprogrammablegatearray,场可编程化闸阵列)汇集而构成。时脉信号产生部200生成多个(n个)时脉信号ckp(p=0、1、2、…、n-1),该时脉信号ckp具有较由φ/vs规定的周期短的基准周期te,并且以基准周期te的1/n的修正时间为单位赋予相位差。φ是光点sp的有效的大小,vs是光点sp相对于基板p的主扫描方向的相对的速度,此处,作为一例,设为150mm/sec而进行说明。再者,于基准周期te较由φ/vs规定的周期长的情形时,沿着主扫描方向照射的光点sp隔开特定的间隔离散地照射至基板p的被照射面上。反的,于基准周期te较由φ/vs规定的周期短的情形时,光点sp以于主扫描方向上相互重迭的方式照射至基板p的被照射面上。于本实施形态中,原则上,使光点sp每次以大小φ的1/2重迭,为此,将振荡频率fe设定为100mhz。于该情形时,基准周期te成为1/fe=1/100〔mhz〕=10〔nsec〕,成为较φ/vs=3〔μm〕/150〔mm/sec〕=20nsec小的值。又,若设为n=50,则时脉信号产生部200生成被赋予有0.2nsec(=10〔nsec〕/50)的相位差的50个时脉信号ck0~ck49。

具体而言,时脉信号产生部200具有时脉产生部(振荡器)60、及多个(n-1个)延迟电路de(de01~de49)。时脉产生部60产生由以与整体倍率修正信息tmg对应的振荡频率fe(=1/te)振荡的时脉脉冲构成的时脉信号ck0。于本实施形态中,将整体倍率修正信息tmg设为0(修正量0%),时脉产生部60以100mhz的振荡频率fe(基准周期te=10nsec)产生时脉信号ck0。

来自时脉产生部60的时脉信号(输出信号)ck0是输入至串联连接的多个延迟电路de(de01~de49)的初段(前头)的延迟电路de01,并且输入至时脉切换部204的第1个输入端子。该延迟电路de(de01~de049)使作为输入信号的时脉信号ckp延迟固定时间(te/n=0.2nsec)而输出。因此,初段的延迟电路de01输出时脉信号(输出信号)ck1,该时脉信号(输出信号)ck1为与时脉产生部60产生的时脉信号ck0相同的基准周期te(10nsec)且相对于时脉信号ck0具有0.2nsec的延迟。同样地,第2段延迟电路de02输出时脉信号(输出信号)ck2,该时脉信号(输出信号)ck2为与来自前段的延迟电路de01的时脉信号(输出信号)ck1相同的基准周期te(10nsec),且相对于时脉信号ck1具有0.2nsec的延迟。第3段之后的延迟电路de03~de49亦同样地输出时脉信号(输出信号)ck3~ck49,该时脉信号(输出信号)ck3~ck49为与来自前段的延迟电路de02~de48的时脉信号(输出信号)ck2~ck48相同的基准周期te(10nsec),且相对于时脉信号ck2~ck48具有0.2nsec的延迟。

时脉信号ck0~ck49是每0.2nsec被赋予相位差的信号,因此,时脉信号ck0成为与为与时脉信号ck49相同的基准周期te(10nsec)且相对于时脉信号ck49进而具有0.2nsec的延迟的时脉信号恰好偏移1周期的信号。因此,时脉信号ck0实质上可视为相对于时脉信号ck49的各时脉脉冲延迟0.2nsec的时脉信号。来自延迟电路de01~de49的时脉信号ck1~ck49是输入至时脉切换部204的第2个~第50个输入端子。

时脉切换部204是选择所输入的50个时脉信号ckp(ck0~ck49)中的任一个时脉信号ckp并将所选择的时脉信号ckp作为时脉信号(基准时脉信号)ltc输出的多工器(选择电路)。因此,时脉信号ltc的振荡频率fa(=1/ta)原则上成为与时脉信号ck0~ck49的振荡频率fe(=1/ta)、即100mhz相同。控制电路22是以响应自时脉切换部204输出的时脉信号ltc的各时脉脉冲而发出种光s1、s2的方式,控制dfb半导体激光元件30、32。因此,自光源装置lsa(lsb)射出的脉冲状的光束lba(lbb)的振荡频率fa原则上成为100mhz。

时脉切换部204是以光点sp通过位于扫描线上的特定的修正点cpp的时序,将作为时脉信号ltc而输出的时脉信号ckp、即起因于光束lba(lbb)的产生的时脉信号ckp切换为相位差不同的其他时脉信号ckp。时脉切换部204是以光点sp通过修正点cpp的时序,将选择为时脉信号ltc的时脉信号ckp切换为相对于当前选择为时脉信号ltc的时脉信号ckp具有0.2nsec的相位差的时脉信号ckp±1。该切换的时脉信号ckp±1的相位差的方向、即相位延迟0.2nsec的方向或者相位提前0.2nsec的方向是根据作为局部倍率修正信息(修正信息)cmgn(cmg1~cmg6)的一部分的1位元的伸缩信息(极性信息)pol而决定。

于伸缩信息pol为高「1」(伸长)的情形时,时脉切换部204是将相对于当前作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp而相位延迟0.2nsec的时脉信号ckp+1选择为时脉信号ltc并输出。又,于伸缩信息pol为低「0」(缩小)的情形时,时脉切换部204是将相对于当前作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp而相位提前0.2nsec的时脉信号ckp-1选择为时脉信号ltc并输出。例如,时脉切换部204是于当前作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp为ck11的情形时,于伸缩信息pol为高(h)时将作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp切换为时脉信号ck12,于伸缩信息pol为低(l)时将作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp切换为时脉信号ck10。于光点sp的1次扫描期间中,输入相同的伸缩信息pol。

时脉切换部204是使用与藉由光束切换部bdu使光束lbn入射的扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn的伸缩信息pol,决定作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp的相位偏移的方向(相位提前的方向或延迟的方向)。来自光源装置lsa的光束lba(lb1~lb3)被导引至扫描单元u1~u3的任一个。因此,光源装置lsa的信号产生部22a的时脉切换部204是基于与扫描单元u1~u3中光束lbn入射的1个扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn的伸缩信息pol,决定作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp的相位偏移的方向。例如,于光束lb2入射至扫描单元u2的情形时,光源装置lsa的时脉切换部204是基于与扫描单元u2对应的局部倍率修正信息cmg2的伸缩信息pol,决定作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp的相位偏移的方向。

又,来自光源装置lsb的光束lbb(lb4~lb6)被导引至扫描单元u4~u6的任一个。因此,光源装置lsb的信号产生部22a的时脉切换部204是基于与扫描单元u4~u6中光束lbn入射的1个扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn的伸缩信息pol,决定作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp的相位偏移的方向。例如,于光束lb6入射至扫描单元u6的情形时,光源装置lsb的时脉切换部204是基于与扫描单元u6对应的局部倍率修正信息cmg6的伸缩信息pol,决定作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp的相位偏移的方向。

修正点指定部202将各描绘线sln(sl1~sl6)上的特定的点指定为修正点cpp。修正点指定部202是基于作为局部倍率修正信息(修正信息)cmgn(cmg1~cmg6)的一部分的用于指定修正点cpp的修正位置信息(设定值)nv指定修正点cpp。该局部倍率修正信息cmgn的修正位置信息nv是用以根据沿着描绘线sln描绘的图案的描绘倍率(或描绘线sln的主扫描方向上的描绘倍率)于描绘线sln上的等间隔地离散的多个位置的各个指定修正点cpp的信息,且是表示修正点cpp与修正点cpp的距离间隔(等间隔)的信息。藉此,修正点指定部202可将描绘线sln(sl1~sl6)上等间隔地离散地配置的位置指定为修正点cpp。该修正点cpp例如设定于沿着描绘线sln投射的相邻的2个光点sp的投射位置(光点sp的中心位置)之间。

修正点指定部202是使用与藉由光束切换部bdu使光束lbn入射的扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn的修正位置信息nv而指定修正点cpp。由于来自光源装置lsa的光束lba(lb1~lb3)被导引至扫描单元u1~u3的任一个,故而修正点指定部202是基于与扫描单元u1~u3中光束lbn入射的1个扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn的修正位置信息nv而指定修正点cpp。例如,于光束lb2入射至扫描单元u2的情形时,光源装置lsa的修正点指定部202是基于与扫描单元u2对应的局部倍率修正信息cmg2的修正位置信息nv,将描绘线sln2上等间隔地离散地配置的多个位置指定为修正点cpp。

又,由于来自光源装置lsb的光束lbb(lb4~lb6)被导引至扫描单元u4~u6的任一个,故而光源装置lsb的信号产生部22a的修正点指定部202是基于与扫描单元u4~u6中光束lbn入射的1个扫描单元un对应的局部倍率修正信息cmgn的修正位置信息nv而指定修正点cpp。例如,于光束lb6入射至扫描单元u6的情形时,光源装置lsb的修正点指定部202是基于与扫描单元u6对应的局部倍率修正信息cmg6的修正位置信息nv,将描绘线sln6上等间隔地离散地配置的多个位置指定为修正点cpp。

若对该修正点指定部202具体进行说明,则修正点指定部202具有分频计数器电路212与移位脉冲输出部214。分频计数器电路212是减法计数器,且被输入自时脉切换部204输出的时脉信号ltc的时脉脉冲(基准时脉脉冲)。自时脉切换部204输出的时脉信号ltc的时脉脉冲是经由闸电路gta而输入至分频计数器电路212。表示扫描单元u1~u3的各个为描绘期间的描绘允许信号sq1~sq3成为逻辑和而施加至闸电路gta。描绘允许信号sq1~sq3是响应图10的入射允许信号lp1~lp3而生成。闸电路gta是于描绘允许信号sqn为高(h)的期间打开的闸。即,分频计数器电路212仅于描绘允许信号sqn为高的期间中对时脉信号ltc的时脉脉冲进行计数。因此,光源装置lsa的闸电路gta是将描绘允许信号sq1~sq3的任一个为高(h)的期间所输入的时脉信号ltc的时脉脉冲输出至分频计数器电路212。同样地,对光源装置lsb的信号产生部22a的闸电路gta施加与扫描单元u4~u6对应的3个描绘允许信号sq4~sq6。因此,光源装置lsb的闸电路gta是将描绘允许信号sq4~sq6的任一个为高(h)的期间所输入的时脉信号ltc的时脉脉冲输出至分频计数器电路212。

分频计数器电路212是初始的计数值预设为修正位置信息(设定值)nv,每当输入时脉信号ltc的时脉脉冲时将计数值递减。分频计数器电路212是于计数值变为0时将1脉冲的一致信号idc输出至移位脉冲输出部214。即,分频计数器电路212是于以修正位置信息nv量计数时脉信号ltc的时脉脉冲时输出一致信号idc。该一致信号idc是表示于下一时脉脉冲产生之前存在修正点cpp的信息。又,分频计数器电路212若于计数值变为0后被输入下一时脉脉冲,则将计数值预设为修正位置信息nv。藉此,可沿着描绘线sln等间隔地指定多个修正点cpp。

移位脉冲输出部214若被输入一致信号idc则将移位脉冲cs输出至时脉切换部204。若产生该移位脉冲cs,则时脉切换部204切换作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp。该移位脉冲cs是表示修正点cpp的信息,是于分频计数器电路212的计数值变为0后且被输入下一时脉脉冲之前产生。因此,于根据使分频计数器电路212的计数值为0的时脉脉冲而产生的光束lba(lbb)的光点sp的基板p上的位置与根据下一时脉脉冲而产生的光束lba(lbb)的光点sp的基板p上的位置之间存在修正点cpp。

若如上述般每1条描绘线sln投射20000个光点sp,并于描绘线sln上等间隔地离散地配置40个修正点cpp,则以500个光点sp(时脉信号ltc的时脉脉冲)为间隔配置修正点cpp,修正位置信息nv设定为500。

图12是表示自图11所示的信号产生部22a的各部输出的信号的时序图。时脉信号产生部200产生的50个时脉信号ck0~ck49均为与时脉产生部60输出的时脉信号ck0相同的基准周期te,但其相位每次延迟0.2nsec。因此,例如,时脉信号ck3成为相对于时脉信号ck0而相位延迟0.6nsec者,时脉信号ck49成为相对于时脉信号ck0而相位延迟9.8nsec者。分频计数器电路212是于以修正位置信息(设定值)nv量计数自时脉切换部204输出的时脉信号ltc的时脉脉冲时输出一致信号idc(省略图示),相应于此,移位脉冲输出部214输出移位脉冲cs。移位脉冲输出部214输出如下移位脉冲cs,该移位脉冲cs通常输出较高(逻辑值为1)的信号,但于输出一致信号idc时降低为较低(逻辑值为0),于经过时脉信号ckp的基准周期te的一半(半周期)的时间时上升为较高(逻辑值为1)。藉此,该移位脉冲cs是于分频计数器电路212以修正位置信息(设定值)nv量计数时脉信号ltc的时脉脉冲后且被输入下一时脉脉冲之前上升。

时脉切换部204是响应移位脉冲cs的上升,将作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp切换为自移位脉冲cs即将产生之前所输出的时脉信号ckp使相位朝与伸缩信息pol′对应的方向偏移0.2nsec所得的时脉信号ckp±1。于图12的例中,将移位脉冲cs即将产生之前作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp设为ck0,将伸缩信息pol设为「0」(缩小),因此,响应移位脉冲cs的上升而切换为时脉信号ck49。如此,于伸缩信息pol为「0」的情形时,每当光点sp通过修正点cpp时(即,每当产生移位脉冲cs时),时脉切换部204是以相位每次提前0.2nsec的方式切换作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp。因此,作为时脉信号ltc输出(选择)的时脉信号ckp按照ck0→ck49→ck48→ck47→····的顺序切换。于该移位脉冲cs产生的修正点cpp的位置,时脉信号ltc的周期成为相对于基准周期te(=10nsec)短0.2nsec的时间(9.8nsec),此后,于光点sp通过下一修正点cpp之前(产生下一移位脉冲cs之前),时脉信号ltc的周期成为基准周期te(=10nsec)。

反的,于伸缩信息pol为「1」的情形时,每当光点sp通过修正点cpp时(即,每当产生移位脉冲cs时),时脉切换部204是以相位每次延迟0.2nsec的方式切换作为时脉信号ltc输出(选择)的时脉信号ckp。因此,作为时脉信号ltc输出(选择)的时脉信号ckp按照ck0→ck1→ck2→ck3→····的顺序切换。于该移位脉冲cs产生的修正点cpp的位置,时脉信号ltc的周期成为相对于基准周期te(=10nsec)长0.2nsec的时间(10.2nsec),此后,于光点sp通过下一修正点cpp之前(产生下一移位脉冲cs之前),时脉信号ltc的周期成为基准周期te(=10nsec)。

于本实施形态中,有效的大小φ为3μm的光点sp以每次以1.5μm重迭的方式沿着主扫描方向投射,因此,修正点cpp处的时脉信号ltc的周期的修正时间(±0.2nsec)相当于0.03μm(=1.5〔μm〕×(±0.2〔nsec〕/10〔nsec〕)),每1像素伸缩±0.03μm。

图13a是对未进行局部倍率修正的情形时描绘的图案pp进行说明的图,图13b是对根据图12所示的时序图进行局部倍率修正(缩小)的情形时描绘的图案pp进行说明的图。再者,以实线表示强度为高位准的光点sp,以虚线表示强度为低位准或零的光点sp。如图13a、图13b所示,藉由响应时脉信号ltc的各时脉脉冲而产生的光点sp描绘图案pp。为了将图13a与图13b的时脉信号ltc与图案pp加以区别,而以ltc1、pp1表示图13a(未进行局部倍率修正的情形)的时脉信号ltc、图案pp,以ltc2、pp2表示图13b(进行局部倍率修正的情形)的时脉信号ltc、图案pp。

于未进行局部倍率修正的情形时,如图13a所示,描绘的各像素的尺寸pxy于主扫描方向上成为固定的长度。再者,以px表示像素的副扫描方向(x方向)的长度,以py表示主扫描方向(y方向)的长度。若根据如图12所示的时序图进行局部倍率修正(缩小),则如图13b所示,包含修正点cpp的像素的尺寸pxy成为像素的长度py缩小δpy(=0.03μm)的状态。反的,若进行伸长的局部倍率修正,则包含修正点cpp的像素的尺寸pxy成为像素的长度py伸长δpy(=0.03μm)的状态。

再者,关于串列资料dln的像素移位,虽未特别提及,但每当自时脉切换部204将时脉信号ltc的时脉脉冲输出2个时,图9所示的描绘资料输出部114便使输出至光源装置lsa(lsb)的驱动电路36a的串列资料dln的像素的逻辑信息移位1像素量(1位元量)。藉此,2个光点sp(时脉信号ltc的时脉脉冲)与1像素对应。

如上所述,本实施形态的曝光装置ex是根据图案资料对根据来自脉冲光源部35的种光s1、s2而生成的光束lb(lse、lba、lbb、lbn)的光点sp进行强度调变,并且使光点sp沿着基板p上的描绘线sln相对地进行扫描,藉此于基板p上描绘图案。曝光装置ex至少具备时脉信号产生部200、控制电路(光源控制部)22、及时脉切换部204。如上所述,时脉信号产生部200生成多个(n=50个)时脉信号ckp(ck0~ck49),该时脉信号ckp具有较由φ/vs决定的周期短的基准周期te(例如10nsec),并且以基准周期te的1/n的修正时间(例如0.2nsec)为单位赋予相位差。控制电路(光源控制部)22是以响应多个时脉信号ckp中的任一个时脉信号ckp(时脉信号ltc)的各时脉脉冲而产生光束lb的方式控制脉冲光源部35。时脉切换部204是以光点sp通过描绘线sln上指定的特定的修正点cpp的时序,将起因于光束lb的产生的时脉信号ckp、即作为时脉信号ltc输出的时脉信号ckp切换为相位差不同的其他时脉信号ckp。因此,可细微地修正描绘线sln(描绘的图案)的倍率,可进行微米级的精密的重迭曝光。

该局部倍率修正信息cmgn(cmg1~cmg6)的修正位置信息(设定值)nv可任意地变更,根据描绘线sln的倍率而适当设定。例如,亦可以位于描绘线sln上的修正点cpp成为1个的方式设定修正位置信息nv。又,亦可于沿着描绘线sln的光点sp的每1次扫描时改变修正位置信息nv的值,亦可于1次扫描中每当光点sp位于修正点cpp时改变修正位置信息nv的值。于该情形时,于描绘线sln上的离散的位置指定多个修正点cpp的情况亦不变,但可藉由变更修正位置信息nv而使修正点cpp的间隔不均匀。进而,亦可于沿着描绘线sln的光束lbn(光点sp)的每1次扫描或多面镜pm的每1周旋转,使描绘线sln上的修正像素的数量不变,而使修正像素(修正点cpp)的位置不同。

[第1实施形态的变形例]

上述第1实施形态可进行如下变形。再者,对与上述实施形态相同的构成标注相同的符号,以不同部分为中心进行说明。

(变形例1)

于上述第1实施形态中,将用以将来自光源装置lsa(lsb)的光束lba(lbb)选择性地供给至扫描单元un(u1~u6)的任一个的选择用光学元件aomn(aom1~aom6)设为声光调变元件。即,将相对于入射光束以特定的绕射角偏转后输出的1次绕射光作为描绘用的光束lbn而供给至扫描单元un,但选择用光学元件aomn(aom1~aom6)亦可为不使用绕射现象的光电偏转构件。图14表示与变形例1的光束切换部bdu内的1个扫描单元un对应的光束切换部的构成,于本变形例中,代替上文的图6所示的选择用光学元件aom1与单元侧入射镜im1的组合系统而设置使来自光源装置lsa(lsb)的光束lba(lbb)入射的光电元件osn、及根据已透过光电元件osn的光束的偏振特性使光束透过或反射的偏振分光镜bsn。

于图14中,将自光源装置lsa(lsb)成为平行光束而射出的光束lba(lbb)的前进方向设定为与x轴平行时入射至光电元件osn的光束lba(lbb)设为朝y方向偏振后的直线偏振光,若向光电元件osn的于y方向上对向的面上所形成的电极ejp、ejm之间施加数kv的电压,则已透过光电元件osn的光束成为自入射时的偏振光状态旋转90度并朝z方向偏振后的直线偏振光,并入射至偏振分光镜bsn。于不向电极ejp、ejm间施加电压的情形时,已透过光电元件osn的光束成为保持入射时的偏振光状态而朝y方向偏振后的直线偏振光。因此,于电极ejp、ejm间的电压为零的断开状态时,来自光电元件osn的光束直接透过立方体状的偏振分光镜bsn的偏振分割面psp(相对于xy面与yz面的各面倾斜45度的面)。于向电极ejp、ejm间施加电压的接通状态时,来自光电元件osn的光束是于偏振分光镜bsn的偏振分割面psp反射,成为根据描绘资料(例如图9中的描绘位元串资料sba、sbb)进行强度调变后的描绘用的光束lbn而朝向扫描单元un。光电元件osn是由呈现折射率以施加的电场强度的1次方变化的帕克尔效应、或折射率以施加的电场强度的2次方变化的克尔效应的晶体介质或非晶体介质构成。又,光电元件osn亦可为呈现代替电场而藉由磁场使折射率变化的法拉第效应的晶体介质。

(变形例2)

图15表示将构成图6所示的光束切换部bdu的选择用光学元件aom1~aom6与单元侧入射镜im1~im6置换成图14的变形例1的构成的情形时的变形例2。自光源装置lsa以平行光束(光束直径为1mm以下)的形式射出的直线偏振光的光束lba是经由使用如图6、图9所示的声光调变元件(或声光偏转元件)的光束移相器部sfta,依次通过光电元件os1、偏振分光镜bs1、光电元件os2、偏振分光镜bs2、光电元件os3、偏振分光镜bs3之后,入射至吸收体tr1。偏振分光镜bs1是于对光电元件os1施加电场时,将光束lba作为描绘用的光束lb1朝向扫描单元u1反射。同样地,偏振分光镜bs2是于对光电元件os2施加电场时,将光束lba作为描绘用的光束lb2朝向扫描单元u2反射,偏振分光镜bs3是于对光电元件os3施加电场时,将光束lba作为描绘用的光束lb3朝向扫描单元u3反射。于图15中,仅对光电元件os1~os3中的光电元件os2施加电场,而自光束移相器部sfta射出的光束lba作为光束lb2仅入射至扫描单元u2。

同样地,自光源装置lsb以平行光束(光束直径为1mm以下)的形式射出的直线偏振光的光束lbb是经由使用声光调变元件(或声光偏转元件)的光束移相器部sftb,依次通过光电元件os4、偏振分光镜bs4、光电元件os5、偏振分光镜bs5、光电元件os6、偏振分光镜bs6之后,入射至吸收体tr2。偏振分光镜bs4是于对光电元件os4施加电场时,将光束lbb作为描绘用的光束lb4朝向扫描单元u4反射,偏振分光镜bs5是于对光电元件os5施加电场时,将光束lbb作为描绘用的光束lb5朝向扫描单元u5反射,偏振分光镜bs6是于对光电元件os6施加电场时,将光束lbb作为描绘用的光束lb6朝向扫描单元u6反射。于图15中,仅对光电元件os4~os6中的光电元件os6施加电场,而自光束移相器部sftb射出的光束lbb作为光束lb6仅入射至扫描单元u6。

作为一例,光束移相器部sfta、sftb是使用声光偏转元件aods如图16般构成。声光偏转元件aods是藉由与来自图9所示的选择元件驱动控制部102的作为高频电力的驱动信号hfn相同的高频驱动信号hga、hgb而驱动。来自光源装置lsa(lsb)的平行的光束lba(lbb)是与焦距f1的透镜cg1的光轴成为同轴而入射,于面pu以成为光束腰的方式聚光。声光偏转元件aods的偏转点配置于面pu的位置。于驱动信号hga(hgb)断开的状态下,于面pu成为光束腰的光束lba(lbb)不绕射而自面pu入射至焦距f2的透镜cg2,成为平行光束后于镜om反射并入射至吸收体tr3。于驱动信号hga(hgb)施加至声光偏转元件aods的接通状态时,声光偏转元件aods生成以与驱动信号hga(hgb)的频率对应的绕射角偏转后的光束lba(lbb)的1次绕射光。此处,该1次绕射光称为经偏转的光束lba(lbb)。由于声光偏转元件aods的偏转点配置于透镜cg2的焦距f2的位置即面pu,故而自透镜cg2射出的光束lba(lbb)成为与透镜cg2的光轴平行的平行光束,并入射至图15的光电元件os1或os4。

藉由改变对声光偏转元件aods施加的驱动信号hga(hgb)的频率,而自透镜cg2射出的光束lba(lbb)是以与透镜cg2的光轴平行的状态于与光轴垂直的方向上位置移位。光束lba(lbb)的位置移位的方向是于图14所示的光电元件osn(os1或os4)的入射端面上与z方向对应,移位量与驱动信号hga(hgb)的频率的变化量对应。于本变形例的情形时,光束移相器部sfta(sftb)相对于3个扫描单元u1、u2、u3(u4、u5、u6)共通地设置。因此,对声光偏转元件aods施加的驱动信号hga(hgb)的频率可与图15的光电元件os1~os3的任一个或光电元件os4~os6的任一个成为接通状态的时序同步地变更(频率调变)。藉此,通过光电元件os1~os3(os4~os6)的光束lba(lbb)于图14中平行于z方向而移位,于偏振分光镜bs1~bs3(bs4~bs6)反射后的光束lbn(lb1~lb6)于图14中平行于x方向而移位。藉此,可使来自与已成为接通状态的光电元件osn对应的扫描单元un的光束lbn的光点sp于副扫描方向(x方向)上以微少量快速移位。

以上,于本实施形态中,为了将来自光源装置lsa(lsb)的光束lba(lbb)选择性地分配至3个扫描单元u1~u3(u4~u6)的任一个,而使用不具有偏转作用的光电元件os1~os3(os4~os6),因此,为了对光点sp的位置于副扫描方向上进行微调整,而设置利用具有偏转作用的声光偏转元件aods的光束移相器部sfta(sftb)。

(变形例3)

图17a及b表示代替上述实施形态或变形例中使用的选择用光学元件aom1~aom6或声光偏转元件aods而设置且不利用绕射作用的光束偏转构件的一例。图17a表示于以特定的厚度形成为棱镜状(三角形)的透过性的晶体介质的对向的平行的侧面(图17a中为上下表面)形成有电极ejp、ejm的光电元件odn。晶体介质是作为化学组成而以kdp(kh2po4)、adp(nh4h2po4)、kd*p(kd2po4)、kda(kh2aso4)、batio3、srtio3、linbo3、litao3等表示的材料。自光电元件odn的一斜面入射的光束lba(lbb)是于电极ejp、ejm间的电场为零时,根据晶体介质的初始的折射率与空气的折射率的差而偏转,并自另一斜面射出。若向电极ejp、ejm间施加固定值以上的电场,则晶体介质的折射率自初始值变化,因此,已入射的光束lba(lbb)成为自另一斜面以不同于初始角度的角度射出的光束lbn。即便使用此种光电元件odn,亦可对来自光源装置lsa(lsb)的光束lba(lbb)分时地进行切换而供给至扫描单元u1~u6的各个。又,藉由改变对光电元件odn施加的电场强度,可微少地快速改变射出的光束lbn的偏转角,因此,亦可使光电元件odn同时具有切换功能、及使基板p上的光点sp于副扫描方向上微少量移位的光束移位功能。进而,亦可代替如图16般的单独的光束移相器部sfta(sftb)的声光偏转元件aods而使用光电元件odn。

又,图17b表示使用利用例如日本专利特开2014-081575号公报、国际公开第2005/124398号说明书中揭示般的ktn(kta1-xnbxo3)晶体的光电元件kdn的光束偏转构件的例。于图17b中,光电元件kdn是由沿着光束lba(lbb)的前进方向形成为较长的角柱状的晶体介质、及隔着该晶体介质对向配置的电极ejp、ejm所构成。光电元件kdn是以保持为固定的温度(例如40度左右)的方式收纳于具有调温功能的壳体内。于电极ejp、ejm间的电场强度为零时,自角柱状的ktn晶体介质的一端面入射的光束lba(lbb)是于ktn晶体介质内直线前进,并自另一端面射出。若向电极ejp、ejm间施加电场强度,则通过ktn晶体介质内的光束lba(lbb)朝电场的方向偏转,并自另一端面作为光束lbn而射出。ktn晶体介质亦为折射率根据电场强度而变化的材料,但与上文列举的各种晶体介质相比,以低一位的电场强度(数百v)获得较大的折射率变化。因此,若改变向电极ejp、ejm间施加的电压,则可于相对较大的范围(例如0度~5度)内快速调整自光电元件kdn射出的光束lbn相对于原来的光束lba(lbb)的偏转角。

即便使用此种光电元件kdn,亦可对来自光源装置lsa(lsb)的光束lba(lbb)分时地进行切换并供给至扫描单元u1~u6的各个。又,藉由改变对光电元件kdn施加的电场强度,可快速改变射出的光束lbn的偏转角,因此,亦可使光电元件kdn同时具有切换功能、及使基板p上的光点sp于副扫描方向上移位的功能。进而,亦可代替如图16的单独的光束移相器部sfta(sftb)的声光偏转元件aods而使用光电元件kdn。

根据以上的第1实施形态或其等的各变形例,为了使沿着描绘线sln的各个扫描的光点sp于副扫描方向上移位,而设置有利用设置于扫描单元un(u1~u6)的各个的移位光学构件sr(平行平板sr2)的机械光学移相器、及利用声光偏转元件aods、光电元件osn、odn、kdn等使入射至扫描单元un(u1~u6)的各个的光束lbn移位的光电移相器。因此,于将基于来自扫描单元un(u1~u6)的各个的光束lbn的光点sp的扫描的描绘线sln的副扫描方向的位置关系设定为特定的状态(初始的配置状态等)的校正(校准)时,使用机械光学移相器(平行平板sr2),即便藉由该校正亦残留的误差量可藉由光电移相器(声光偏转元件aods、光电元件osn、odn、kdn)更精细地进行修正。

[第2实施形态]

其次,对第2实施形态进行说明。再者,对与上述实施形态(亦包含变形例)相同的构成标注相同的符号,仅对不同部分进行说明。于作为上述实施形态所说明的图6的构成中,藉由基于聚光透镜cd与准直器透镜(准直透镜)lc的多个中继系统,对来自光源装置lsa(lsb)的光束lba(lbb)形成多个光束腰(聚光点),于其光束腰的位置的各个配置选择用光学元件(声光调变元件)aom1~aom6。光束lba(lbb)的光束腰位置是以最终与基板p的表面(光束lb1~lb6的各光点sp)光学共轭的方式设定,因此,即便因选择用光学元件(声光调变元件)aom1~aom6的特性变化等而偏转角产生误差,亦可抑制基板p上的光点sp于副扫描方向(xt方向)上漂移。因此,于针对每一扫描单元un对光点sp的描绘线sln于副扫描方向(xt方向)上以像素尺寸(数μm)程度的范围进行微调整的情形时,使上文的图5所示的扫描单元un内的平行平板sr2倾斜即可。进而,为了使平行平板sr2的倾斜自动化,设置小型的压电电机或倾斜量的监视器系统的类的机构即可。

然而,即便使平行平板sr2的倾斜自动化,由于为机械驱动,故而例如具有与多面镜pm的1周旋转量的时间对应的较高的响应性的控制亦较难。因此,于第2实施形态中,对自如上文的图7般的光源装置ls(lsa、lsb)至各扫描单元un的光束送光系统(光束切换部bdu)的光学构成或配置略微进行变更,使选择用光学元件(声光调变元件)aom1~aom6同时具有光束的切换功能、及对光点sp的位置于副扫描方向上进行微调整的移位功能。以下,利用图18~图22对本第2实施形态的构成进行说明。

图18是详细地表示上文的图7所示的光源装置lsa(lsb)的脉冲光产生部20内的波长转换部的构成的图,图19是表示自光源装置lsa(lsb)至最初的选择用光学元件aom1的光束lba(省略lbb)的光路的图,图20是表示自选择用光学元件aom1至下一段选择用光学元件aom2的光路与选择用光学元件aom1的驱动电路的构成的图,图21是对选择用光学元件aom1之后的选择用镜(分支反射镜)im1中的光束选择与光束移位的情况进行说明的图,图22是对自多面镜pm至基板p的光束的动作进行说明的图。

如图18所示,自光源装置lsa内的光纤光放大器46的射出端46a,经放大的种光(光束)lse以较小的发散角(na:数值孔径)射出。透镜元件gl(gla)将种光lse以于第1波长转换元件(波长转换光学元件)48中成为光束腰的方式聚光。因此,于第1波长转换元件48进行波长转换后的1次的谐波光束具有发散性地入射至透镜元件gl(glb)。透镜元件glb将1次的谐波光束以于第2波长转换元件(波长转换光学元件)50中成为光束腰的方式聚光。于第2波长转换元件50进行波长转换后的2次的谐波光束具有发散性地入射至透镜元件gl(glc)。透镜元件glc是以使2次的谐波光束为大致平行的细光束lba(lbb)并自光源装置lsa的射出窗20h射出的方式配置。自射出窗20h射出的光束lba的直径为数mm以下,较佳为1mm左右。如此,波长转换元件48、50的各个是以藉由透镜元件gla、glb而与光纤光放大器46的射出端46a(发光点)光学共轭的方式设定。因此,即便于因波长转换元件48、50的晶体特性的变动而导致生成的谐波光束的前进方向略微倾斜的情形时,亦可抑制自射出窗20h射出的光束lba的角度方向(方位)上的漂移。再者,于图18中,将透镜元件glc与射出窗20h分开而表示,但亦可将透镜元件glc本身配置于射出窗20h的位置。

自射出窗20h射出的光束lba如图19所示,沿着基于2个聚光透镜cd0、cd1的扩大器系统的光轴axj前进,转换为光束直径缩小为1/2左右(0.5mm左右)的大致平行光束并入射至第1段选择用光学元件aom1。来自射出窗20h的光束lba于聚光透镜cd0与聚光透镜cd1之间的聚光位置pep成为光束腰。聚光透镜cd1是作为上文的图6中的聚光透镜cd1而设置。进而,选择用光学元件aom1内的光束的偏转位置pdf(绕射点)是以藉由基于聚光透镜cd0、cd1的扩大器系统而与射出窗20h光学共轭的方式设定。进而,聚光位置pep是以与图18中的光纤光放大器46的射出端46a、波长转换元件48、50的各个光学共轭的方式设定。又,选择用光学元件aom1的光束的偏转方向、即切换时作为已入射的光束lba的1次绕射光射出的光束lb1的绕射方向设定为z方向(使基板p上的光点sp于副扫描方向上移位的方向)。通过选择用光学元件aom1的光束lba例如成为光束直径为约0.5mm左右的平行光束,作为1次绕射光射出的光束lb1亦成为光束直径为约0.5mm左右的平行光束。即,于上述各实施形态(亦包含变形例)中,于选择用光学元件aom1内以成为光束腰的方式使光束lba(lbb)收敛,但于本第2实施形态中,使通过选择用光学元件aom1的光束lba(lbb)为具有微小的直径的平行光束。

如图20所示,已透过选择用光学元件aom1的光束lba与切换时作为1次绕射光偏转的光束lb1均入射至与光轴axj同轴地配置的准直器透镜cl1(相当于图6中的透镜cl1)。选择用光学元件aom1的偏转位置pdf设定于准直器透镜cl1的前侧焦点的位置。因此,光束lba与光束lb1是于准直器透镜(聚光透镜)cl1的后侧焦点的面pip分别以成为光束腰的方式收敛。沿着准直器透镜cl1的光轴axj前进的光束lba是自面pip以发散状态入射至图6所示的聚光透镜(聚光透镜)cd2,再次成为光束直径为0.5mm左右的平行光束,并入射至第2段选择用光学元件aom2。第2段选择用光学元件aom2的偏转位置pdf是藉由基于准直器透镜cl1与聚光透镜cd2的中继系统而与选择用光学元件aom1的偏转位置pdf配置成共轭关系。

图6所示的选择用的镜im1是于本第2实施形态中,配置于准直器透镜cl1与聚光透镜cd2之间的面pip的附近。于面pip,光束lba、lb1成为最细的光束腰并于z方向上分离,因此,镜im1的反射面im1a的配置变得容易。选择用光学元件aom1的偏转位置pdf与面pip是藉由准直器透镜cl1而成为光瞳位置与像面的关系,自准直器透镜cl1朝向镜im1的反射面im1a的光束lb1的中心轴(主光线)成为与光束lba的主光线(光轴axj)平行。于镜im1的反射面im1a反射后的光束lb1是藉由与聚光透镜cd2同等的准直器透镜cl1a而转换为平行光束,并朝向图5所示的扫描单元u1的镜m10。再者,面pip是藉由准直器透镜cl1与图19中的聚光透镜cd1而与聚光位置pep成为光学共轭的关系。因此,面pip亦与图18的光纤光放大器46的射出端46a、波长转换元件48、50的各个成为共轭关系。即,面pip是设定为利用由透镜元件gla、glb、glc、聚光透镜cd0、cd1、及准直透镜cl1所构成的中继透镜系统而与光纤光放大器46的射出端46a、波长转换元件48、50的各个共轭。

准直器透镜cl1a的光轴axm是设定为与图5中的照射中心线le1同轴,于切换时的基于选择用光学元件aom1的光束lb1的偏转角为规定角度(基准的设定角)时,光束lb1的中心线(主光线)以与光轴axm成为同轴的方式入射至准直器透镜cl1a。又,镜im1的反射面im1a如图20般设定为如下大小,即,以不遮断光束lba的光路的方式仅使光束lb1反射,并且即便于到达至反射面im1a的光束lb1于z方向上略微移位的情形时亦确实地反射光束lb1。其中,于将镜im1的反射面im1a配置于面pip的位置的情形时,于反射面im1a上形成光束lb1聚光的光点,因此,较佳为以反射面im1a自面pip的位置略微偏移的方式使镜im1于x方向上偏移而配置。又,于反射面im1a形成有紫外线耐受性较高的反射膜(介电体多层膜)。

于本第2实施形态中,于上文的图9所示的选择元件驱动控制部102内设置用以使选择用光学元件aom1具有光束的切换功能与移位功能的两者的驱动电路102a。驱动电路102a是由如下各部构成:局部振荡电路102a1(vco:电压控制振荡器等),其接收用以使应对选择用光学元件aom1施加的驱动信号hf1的频率自基准频率改变的修正信号fss,并生成与应对基准频率修正的频率对应的修正高频信号;混合电路102a2,其将由基准振荡器102s产生的频率稳定的高频信号与来自局部振荡电路102a1的修正高频信号以频率相加减的方式合成;及放大电路102a3,其将利用混合电路102a2而频率合成后的高频信号转换为放大至适于选择用光学元件aom1的超音波振子的驱动的振幅的驱动信号hf1。放大电路102a3具备响应图9的选择元件驱动控制部102中生成的入射允许信号lp1而将高频的驱动信号hf1切换为高位准与低位准(或振幅零)的切换功能。因此,于驱动信号hf1为高位准的振幅的期间(信号lp1为h位准的期间),选择用光学元件aom1使光束lba偏转而生成光束lb1。如以上的图20般的镜im1与准直器透镜cl1a的光学系统与驱动电路102a是对于其他选择用光学元件aom2~aom6的各个亦同样地设置。于以上的构成中,局部振荡电路102a1与混合电路102a2是作为根据修正信号fss的值使驱动信号hf1的频率变化的频率调变电路发挥功能。

于该驱动电路102a中,于修正信号fss表示修正量零的情形时,自放大电路102a3输出的驱动信号hf1的频率设定为基于选择用光学元件aom1的光束lb1的偏转角成为规定角度(基准的设定角)般的规定频率。于修正信号fss表示修正量+δfs的情形时,以基于选择用光学元件aom1的光束lb1的偏转角相对于规定角度增加δθγ的方式修正驱动信号hf1的频率。于修正信号fss表示修正量-δfs的情形时,以基于选择用光学元件aom1的光束lb1的偏转角相对于规定角度减少δθγ的方式修正驱动信号hf1的频率。若光束lb1的偏转角相对于规定角度变化±δθγ,则入射至镜im1的反射面im1a的光束lb1的位置略微于z方向上移位,而自准直器透镜cl1a射出的光束lb1(平行光束)相对于光轴axm略微倾斜。利用图21对该情况进一步进行说明。

图21是放大表示于选择用光学元件aom1偏转的光束lb1的移位的情况的光路图。于光束lb1藉由选择用光学元件aom1而以规定角度偏转的情形时,光束lb1的中心轴与准直器透镜cl1a的光轴axm成为同轴。此时,自准直器透镜cl1射出的光束lb1的中心轴是自原来的光束lba的中心轴(光轴axj)朝-z方向分离δsf0。若自该状态将驱动选择用光学元件aom1的驱动信号hf1的频率提高例如δfs,则于选择用光学元件aom1的光束lb1的偏转角相对于规定角度增加δθγ,而到达至镜im1的光束lb1'的中心轴axm'位于自光轴axj朝-z方向分离δsf1的位置。如此,根据驱动信号hf1的频率的δfs的变化,而朝向镜im1的光束lb1'的中心轴axm'自规定位置(与光轴axm同轴的位置)朝-z方向以δsf1-δsf0横向移位(平行移动)。

于光轴axm上存在相当于面pip的面pip',于该面pip',光束lb1(lb1')以成为光束腰的方式聚光。自面pip'朝向准直器透镜cl1a的光束lb1'的中心轴axm'与光轴axm平行,藉由将面pip'设定于准直器透镜cl1a的前侧焦点的位置,而自准直器透镜cl1a射出的光束lb1'转换为相对于光轴axm于xz面内略微倾斜的平行光束。于本实施形态中,以面pip'最终与基板p的表面(光点sp)共轭的方式配置扫描单元u1内的透镜系统(图5中的透镜be1、be2、柱面透镜cya、cyb、fθ透镜tf)。

图22是将自扫描单元u1内的多面镜pm的1个反射面rp(rpa)至基板p的光路展开而自yt方向观察所得的图。藉由选择用光学元件aom1而以规定角度偏转后的光束lb1是于与xtyt面平行的面内入射至多面镜pm的反射面rpa而反射。入射至反射面rpa的光束lb1是于xtzt面内,藉由图5所示的第1柱面透镜cya而于反射面rpa上于zt方向上收敛。于反射面rpa反射后的光束lb1是于与包含fθ透镜ft的光轴axf的xtyt面平行的面内,根据多面镜pm的旋转速度而高速偏转,并经由fθ透镜ft与第2柱面透镜cyb而以光点sp的形式聚光于基板p上。光点sp是于图21中与纸面垂直的方向上进行一维扫描。

另一方面,如图21般,于面pip'相对于光束lb1以δsf1-δsf0横向移位后的光束lb1'入射至相对于多面镜pm的反射面rpa上的光束lb的照射位置略微朝zt方向偏移的位置。藉此,于反射面rpa反射后的光束lb1'的光路是于xtzt面内,以与光束lb1的光路略微偏移的状态通过fθ透镜ft与第2柱面透镜cyb,以光点sp'的形式聚光于基板p上。多面镜pm的反射面rpa是光学性地配置于fθ透镜ft的光瞳面,藉由2个柱面透镜cya、cyb的面倾斜修正的作用,而于图22的xtzt面内,反射面rpa与基板p的表面成为共轭关系。因此,若照射至多面镜pm的反射面rpa上的光束lb1如光束lb1'般朝zt方向略微移位,则基板p上的光点sp如光点sp'般于副扫描方向上移位δsfp。

如以上的构成般,藉由使选择用光学元件aom1的驱动信号hf1的频率自规定频率变化±δfs,而可使光点sp于副扫描方向上移位±δsfp。该移位量(|δsfp|)受选择用光学元件aom1本身的偏转角的最大范围、镜im1的反射面im1a的大小、至扫描单元u1内的多面镜pm的光学系统(中继系统)的倍率、多面镜pm的反射面的zt方向的宽度、自多面镜pm至基板p的倍率(fθ透镜ft的倍率)等的限制,但设定为光点sp的基板p上的有效的大小(直径)程度或描绘资料上定义的像素尺寸(pxy)程度的范围。当然,亦可设定为其以上的移位量。再者,对选择用光学元件aom1及扫描单元u1进行了说明,但关于其他选择用光学元件aom2~aom6及扫描单元u2~u6亦同样。

如此,于本实施形态中,可为了响应入射允许信号lpn(lp1~lp6)的光束的切换功能、及响应修正信号fss的光点sp的移位功能而兼用选择用光学元件aomn(aom1~aom6),因此,向各扫描单元un(u1~u6)供给光束的光束送光系统(光束切换部bdu)的构成变得简单。进而,与针对每一扫描单元un分别设置光束选择用与光点sp的移位用的声光调变元件(aom或aod)的情形相比,可减少发热源,而可提高曝光装置ex的温度稳定性。尤其是,驱动声光调变元件的驱动电路(102a)成为较大的发热源,由于驱动信号hf1为50mhz以上的高频,故而配置于声光调变元件的附近。即便设置使驱动电路(102a)冷却的机构,若其数量较多则装置内的温度亦容易于短时间内上升,有可能因光学系统(透镜或镜)的温度变化所致的变动而导致描绘精度降低。因此,较理想为成为热源的驱动电路、及声光调变元件较少。又,于选择用光学元件aomn(aom1~aom6)的各个受温度变化的影响而使作为入射光束lba(lbb)的1次绕射光偏转的光束lbn的偏转角变动的情形时,于本实施形态中,可藉由设置根据温度变化调整对图20的驱动电路102a赋予的修正信号fss的值的反馈控制系统而容易地将偏转角的变动抵消。

本实施形态的选择用光学元件aomn的光束移位功能可对来自多个扫描单元un的各个的光束lbn的光点spn的描绘线sln的位置快速地于副扫描方向上进行微调整。例如,若以每当入射允许信号lp1成为h位准时改变基于修正信号fss的修正量的方式控制图20所示的选择用光学元件aom1,则可针对多面镜pm的每一反射面、即光点sp的每一次扫描使描绘线sl1于副扫描方向上以像素大小(或光点的大小)程度的范围移位。因此,使邻接的扫描单元un的各个绕照射中心轴le1~le6微少旋转而对各描绘线sln的倾斜进行调整后,如上文的第1实施形态般修正描绘倍率,除此以外,如第2实施形态般使描绘线sln于副扫描方向上移位,藉此,可提高各描绘线sln的端部的图案描绘时的接合的精度。又,于对已形成于基板p的用于电子器件的基底图案重迭描绘新图案时,亦可提高其重迭精度。

于以上的第2实施形态中,基板p的表面(光束lbn以光点sp的形式聚光的位置)与图21中的面pip'设定为彼此共轭的关系,进而,面pip'(pip)亦与光源装置lsa(lsb)中的波长转换元件48、50、光纤光放大器46的射出端46a的各个设定为彼此共轭的关系。因此,于以使多面镜pm的1个反射面朝固定的方向静止的状态将光束lbn经由fθ透镜ft与柱面透镜cyb以光点sp的形式投射至基板p的表面的1点的情形时,即便因波长转换元件48、50的晶体特性的变化而导致谐波光束的前进方向于角度方面产生漂移,基板p上的光点sp亦不会受其影响而保持静止。此意味着光点sp的主扫描方向的扫描开始位置或响应原点信号sd的描绘开始位置不于主扫描方向上漂移而保持稳定。因此,可长期以稳定的精度进行图案描绘。

[第3实施形态]

图23是表示上述第2实施形态中应用的扫描单元u1(un)的具体构成的第3实施形态的图,且是自与包含光束lb1的扫描方向(偏转方向)的平面(与xy平面平行的平面)正交的平面(xz平面)观察所得的图。再者,于图23中,fθ透镜系统ft的光轴axf与xy面平行地配置,前端的反射镜m15以将光轴axf以90度弯折的方式配置。于扫描单元u1内,沿着自光束lb1的入射位置至被照射面(基板p)的光束lb1的送光路径,设置有反射镜m10、扩束器be、倾斜角可变的平行平板hvp、孔径光阑pa、反射镜m12、第1柱面透镜cya、反射镜m13、反射镜m14、多面镜pm(反射面rp)、fθ透镜系统ft、反射镜m15、及第2柱面透镜cyb。图23的构成基本上与图5的构成相同,省略一部分不需要说明的构件等。而且,于本实施形态中,将图5中设置的移位光学构件sr的平行平板sr2设为透光性的平行平板(石英板)hvp。

藉由图6所示的镜im1而朝-z方向反射的平行光束的光束lb1是入射至相对于xy平面倾斜45度的反射镜m10。该反射镜m10是使已入射的光束lb1朝向自反射镜m10朝-x方向分离的反射镜m12朝-x方向反射。于反射镜m10反射后的光束lb1是透过扩束器be及孔径光阑pa而入射至反射镜m12。扩束器be使透过的光束lb1的直径扩大。扩束器be具有聚光透镜be1、及使藉由聚光透镜be1收敛之后发散的光束lb1为平行光束的准直透镜be2。藉由该扩束器be而容易将光束lb6照射至孔径光阑pa的开口部分。于聚光透镜be1与准直透镜be2的间配置有可利用未图示的驱动电机等变更倾斜角度的石英的平行平板hvp。藉由改变该平行平板hvp的倾斜角,可使于基板p上扫描的光点sp的扫描轨迹即描绘线sln于副扫描方向上以微少量(例如,光点sp的有效的大小φ的数倍~十数倍左右)移位。

反射镜m12是相对于yz平面倾斜45度地配置,使已入射的光束lb1朝向自反射镜m12朝-z方向分离的反射镜m13朝-z方向反射。于反射镜m12朝-z方向反射后的光束lb1是于透过第1柱面透镜cya(第1光学构件)之后,到达至反射镜m13。反射镜m13是相对于xy平面倾斜45度地配置,使已入射的光束lb1朝向反射镜m14朝+x方向反射。于反射镜m13反射后的光束lb1是于反射镜m14反射后投射至多面镜pm。多面镜pm的1个反射面rp使已入射的光束lb1朝向具有沿x轴方向延伸的光轴axf的fθ透镜系统ft朝+x方向反射。

藉由改变设置于构成扩束器be的透镜系统be1、be2之间的平行平板hvp的倾斜角,可使描绘线sln于副扫描方向上移位。图24a、图24b是对藉由平行平板hvp的倾斜而描绘线sln移位的情况进行说明的图,图24a是表示平行平板hvp的相互平行的入射面与射出面相对于光束lbn的中心线(主光线)呈90度的状态的图,即,是表示平行平板hvp于xz面内未倾斜的状态的图。图24b是表示平行平板hvp的相互平行的入射面与射出面相对于光束lbn的中心线(主光线)自90度倾斜的情形、即平行平板hvp相对于yz面以角度η倾斜的状态的图。

进而,于图24a、图24b中,于平行平板hvp未倾斜的状态(角度η=0度)时,透镜系统be1、be2的光轴axe设定为通过孔径光阑pa的圆形开口的中心,入射至扩束器be的光束lbn的中心线调整为与光轴axe成为同轴。又,透镜系统be2的后侧焦点的位置以与孔径光阑pa的圆形开口的位置一致的方式配置。孔径光阑pa的位置是以如下方式设定,即,藉由第1柱面透镜cya,于副扫描方向上,从多面镜pm的反射面rp的位置(或fθ透镜系统ft的前侧焦点的位置)来看成为大致光瞳的位置。另一方面,于主扫描方向上,孔径光阑pa是以与fθ透镜系统ft的前侧焦点的位置即入射光瞳的位置光学共轭的方式配置。因此,于使平行平板hvp以角度η倾斜的情形时,透过平行平板hvp而入射至透镜系统be2的光束lbn(此处为发散光束)的中心线是相对于光轴axe朝-z方向微小地平行移动,自透镜系统be2射出的光束lbn转换为平行光束,并且光束lbn的中心线相对于光轴axe略微倾斜。

透镜系统be2的后侧焦点的位置以与孔径光阑pa的圆形开口的位置一致的方式配置,因此,自透镜系统be2倾斜地射出的光束lbn(平行光束)不会于孔径光阑pa上于z方向上偏移,而持续投射至圆形开口。因此,已通过孔径光阑pa的圆形开口的光束lbn是以将强度分布上的1/e2的基础的强度正确地截止的状态,以相对于光轴axe于xz面内于副扫描方向上略微倾斜的角度朝向后段的第1柱面透镜cya。孔径光阑pa是于副扫描方向上,从多面镜pm的反射面rp来看对应于光瞳位置,根据已通过孔径光阑pa的圆形开口的光束lbn的于副扫描方向上的倾斜角,而入射至多面镜pm的反射面rp的光束lbn(于副扫描方向上收敛)于反射面上的位置略微移位。因此,于多面镜pm的反射面rp反射后的光束lbn亦以相对于与包含图23所示的fθ透镜系统ft的光轴axf的xy面平行的面略微朝z方向移位的状态入射至fθ透镜系统ft。其结果,入射至第2柱面透镜cyb的光束lbn于副扫描方向上略微倾斜,而可使投射至基板p上的光束lbn的光点sp的位置于副扫描方向上略微移位。

[第4实施形态]

图25是表示第4实施形态的曝光装置ex(图案描绘装置)的控制装置16的构成的方块图。于图25中,构成控制装置16的多面镜驱动控制部100、选择元件驱动控制部102、光束控制装置104(曝光控制部116)、标记位置检测部106、及旋转位置检测部108是与上文的图9所示的构成相同。又,于图25中,仅代表性地模式性地表示来自光源装置lsa的光束lba供给至扫描单元u1的状态,选择用光学元件aom1、准直透镜cl1、单元侧入射镜im1是与图20同样地配置,自反射镜m10至第2柱面透镜cyb的扫描单元u1是与图23同样地构成。于本实施形态中,设置有包含用以使扫描单元u1内的作为机械光学的光束移相器的平行平板hvp以特定的冲程倾斜的压电电机等的伺服控制系统du、及基底层计测部mu。基底层计测部mu具有对来自扫描单元u1内的光检测器dt(参照图5)的光电信号的波形变化快速进行数字取样的电路构成,基于为了重迭曝光而光点sp对基板p上已形成的基底图案(与金属层、绝缘层、半导体层等对应)进行扫描时产生的反射光的强度变化,计测基底图案的主扫描方向或副扫描方向上的位置、或重迭曝光的新图案与基底图案的相对的位置误差(重迭误差)。利用基底层计测部mu计测的计测结果、尤其是与重迭误差相关的信息用于生成对图20所示的选择元件驱动控制部102内的驱动电路102a施加的修正信号fss。藉由如此般对扫描单元un的各个设置光检测器dt(参照图5)并且设置作为位置计测部的基底层计测部mu,可确认无对准用的标记mkn的被曝光区域(图4的器件形成区域)w内的重迭精度或者确认图案曝光中的基板p的移动位置(器件形成区域w的移动位置)。

由于平行平板hvp设置于扫描单元un的各个,故而藉由针对每一扫描单元un使平行平板hvp的倾斜角度η连续地变化,而可使描绘于基板p上的图案的副扫描方向的尺寸以微少的比率伸缩。因此,即便于在基板p的长条方向(副扫描方向)上基板p局部伸缩的情形时,亦可良好地维持对与对准标记mkn一同形成于基板p上的用于电子器件的基底图案(第1层图案)重迭曝光(描绘)第2层用的图案时的重迭精度。基板p的长条方向(副扫描方向)的局部伸缩例如可如图4所示般藉由利用图25所示的对准显微镜am1m检测沿长条方向以固定的间距(例如10mm)形成于基板p的宽度方向的两侧的对准标记mk1、mk4而计测。具体而言,可如图4所示般藉由对准显微镜am11、am14利用摄像元件依次拍摄对准标记mk1、mk4,藉由对标记位置的长条方向的变化(标记的间距变化等)利用标记位置检测部106与旋转位置检测部108等利用曝光控制部116进行解析而计测。因此,根据基板p的搬送方向的局部的伸缩量(缩放误差),自曝光控制部116对伺服控制系统du赋予根据基板p的副扫描方向的移动位置(或移动量)使平行平板hvp逐次倾斜般的控制指令。藉此,可对图案的描绘位置与基板p的移动位置连动地于副扫描方向上逐渐进行调整,而可抑制对于伸缩较大的基板p的重迭曝光的精度降低。

又,平行平板hvp亦可用于调整第奇数条描绘线sl1、sl3、sl5与第偶数条描绘线sl2、sl4、sl6的副扫描方向(基板p的搬送方向)的间隔。例如,于基板p的搬送速度产生缓和的变动的情形时,因该速度变动而导致以第奇数条描绘线描绘的图案与以第偶数条描绘线描绘的图案于副扫描方向上以微米级偏移,而接合精度劣化。因此,亦可藉由对来自计测旋转滚筒dr的旋转位置的编码器enja、enjb(图25中,仅代表性地表示en1a、en2a)的计测信号进行计数的旋转位置检测部108,检测旋转滚筒dr的旋转速度的变动(基板p的速度变动),根据该变动的增减量利用伺服控制系统du驱动平行平板hvp的倾斜。

进而,亦可将利用平行平板hvp的机械光学的光束移相器(光束位置调整构件、第1调整构件)同时用于光点sp于副扫描方向上的位置调整的粗调整,将利用图25所示的选择用光学元件aom1(或上文的图16所示的声光偏转元件aods、图17所示的光电元件odn、kdn等)的光电的光束移相器(光束位置调整构件、第2调整构件、第2调整光学构件)同时用于光点sp于副扫描方向上的位置调整的微调整。于如图25般将平行平板hvp与选择用光学元件aom1(aomn)组合的情形时,作为机械光学的光束移相器的平行平板hvp可于能够倾斜的冲程范围内使基板p上的光点sp于副扫描方向上移位数十像素量(例如,±100μm左右),另一方面,作为光电的光束移相器的选择用光学元件aom1(aomn)可使基板p上的光点sp于副扫描方向上以例如数像素量(光点sp的大小φ的数倍左右)的微少范围快速移位。

于利用选择用光学元件(声光偏转元件)aomn、aods或光电元件odn、kdn等的光电的光束移相器,藉由于每一次产生图10所示的入射允许信号lpn时改变修正信号fss的值,而可于每1次扫描时对光点sp的副扫描方向的位置快速进行微调整。因此,可提高描绘微细的图案时的描绘品质,尤其是可减少将以多个描绘线sln的各个描绘的图案于主扫描方向上接合时的接合误差。于本实施形态中,作为一例,可使用图25所示的光检测器dt与基底层计测部mu而大致即时地计测接合误差的程度。例如,于图4中,以描绘线sl1与描绘线sl2的各个描绘的图案于副扫描方向上接合的情形时,若已于基板p形成有基底图案(第1层图案),则藉由将利用以描绘线sl1进行图案描绘的扫描单元u1中设置的基底层计测部mu(图25)计测的接合部分的重迭误差的信息、与利用以描绘线sl2进行图案描绘的扫描单元u2中设置的相同的基底层计测部mu计测的接合部分的重迭误差的信息进行比较,而能够确认以基底图案为基准以描绘线sl1与描绘线sl2的各个描绘的图案于副扫描方向上的接合误差。

于图4的情形时,以描绘线sl1描绘的基板p上的副扫描方向的位置是于基板p移动描绘线sl1与描绘线sl2的副扫描方向的间隔量后,以描绘线sl2描绘,因此,以其间隔量的移动的时间产生时间差,但若每隔基板p的恰当的移动量(例如每隔1mm或每隔5mm)逐次进行基于基底层计测部mu的重迭误差的计测,则可掌握接合误差的倾向(误差是否变大)。于体现接合误差变大般的倾向的情形时,以其接合误差减少的方式,基于利用基底层计测部mu计测的接合误差的信息调整向对应于扫描单元u1与扫描单元u2的至少一者而设置的选择元件驱动控制部102内的驱动电路102a(参照图20)施加的修正信号fss,对沿着描绘线sl1与描绘线sl2的至少一者扫描的光点sp的副扫描方向的位置进行微调整即可。

〔另一变形例1〕

于以上的各实施形态或变形例中,将使光束lbn(光点sp)于副扫描方向上移位的作为机械光学的光束移相器(位置调整构件、第1调整构件)的可倾斜的平行平板sr2或hvp设置于扫描单元un内的自镜m10至多面镜pm的光路中,但亦可设置于自多面镜pm至基板p的光路中。进而,机械光学的光束移相器亦可设置于自光束切换部bdu的单元侧入射镜imn(im1~im6)至扫描单元un的镜m10的光路中。如上文所说明般,机械光学的光束移相器(第1调整构件、第1调整光学构件)可使光束lbn的光点sp以相对较大的范围于副扫描方向上移位,但依存于机械精度的误差容易残留,因此,可同时使用光电的光束移相器(第2调整构件、第2调整光学构件),以减少残留误差。于该情形时,光电的光束移相器较佳为沿着来自光源装置lsa、lsb的光束lba、lbb前进的光路设置于机械光学的光束移相器的近前。

〔另一变形例2〕

于扫描单元(描绘单元)un的各个,构成扩束器be的透镜系统be1、be2如上文的图23所示,以具有正折射力的凸透镜系统设置,但亦可如图26所示,将供于反射镜m10反射后的光束lbn入射的透镜系统be1替换成具有负折射力的凹透镜系统be1'。图26是模式性地放大表示图23所示的扫描单元(描绘单元)un内的光路中自反射镜m10至孔径光阑pa的光路中的光束lbn的状态的图。于反射镜m10反射的光束lbn成为有效的光束直径为1mm以下的细平行光束而入射至凹透镜系统be1'。透镜系统be1'使已入射的光束lbn一面根据透镜系统be1'的焦距发散一面入射至具有正折射力的凸透镜系统be2。藉由使凹透镜系统be1'的前侧焦距的位置与凸透镜系统be2的前侧焦距的位置一致,而自凸透镜系统be2射出的光束lbn如图23中所说明般,成为有效的光束直径放大的平行光束而朝向孔径光阑pa。利用凹透镜系统be1'与凸透镜系统be2的扩束器与利用2个凸透镜系统be1、be2的扩束器相比,可缩短2个透镜系统之间的物理距离。

又,于图23所示的扫描单元(描绘单元)un的扩束器be内,仅设置有使光点sp的扫描轨迹即描绘线sln于基板p上于副扫描方向(x方向)上机械光学地移位的平行平板hvp。然而,为了对描绘线sln的整体于主扫描方向(y方向)上进行微调整,亦可将作为x方向用的移相器的平行平板hvpx与作为y方向用的移相器的平行平板hvpy沿着光轴axe并排设置于透镜系统be1'与透镜系统be2之间。于该情形时,用以使平行平板hvpx倾斜的旋转中心轴sy与用以使平行平板hvpy倾斜的旋转中心轴sx是设定为于与光轴axe正交的面(与yz面平行)内相互正交。

〔另一变形例3〕

用以对描绘线sln的整体于主扫描方向(y方向)上进行微调整的作为机械光学的移相器的平行平板hvpy亦可如图27所示,设置于fθ透镜系统ft之后。图27是表示自图23所示的扫描单元(描绘单元)un内的多面镜pm至基板p的光学系统配置的图。于fθ透镜系统ft之后,光束lbn于主扫描方向(y方向)上进行扫描,因此,如图27般,于反射镜m15与第2柱面透镜cyb之间设置平行平板hvpy的情形时,将平行平板hvpy设定为与柱面透镜cyb的y方向的尺寸相同程度的长度。进而,用于使图27的平行平板hvpy于与yz面平行的面内倾斜的旋转中心轴sx是与x轴平行地设定,并且以与于反射镜m15弯折后成为与z轴平行的fθ透镜系统ft的光轴axf正交的方式设定。

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