图案描绘装置、及图案描绘方法与流程
发明，是关于以卷对卷方式或者单片方式于可挠性基板描绘电子元件用的图案等的图案描绘装置、及图案描绘方法。
背景技术：
于日本特开2013－148668号公报，揭示有一种光扫描装置(图案描绘装置)，是使来自激光光源(具备多个发光点的面发光激光)的激光在旋转多边形镜的偏向反射面的各个反射并使其射入fθ透镜，而在旋转于副扫描方向的感光体圆筒上一维地扫描。日本特开2013－148668号公报中，为了将就各多边形镜的偏向反射面照射于感光体圆筒上的激光的光量控制于既定值，是通过配置于具备发光元件ld的光源(vcsel)附近的光检测器(101)，检测来自发光元件ld的射束的光量，将检测出的光量与基准值比较来控制发光元件ld的驱动电流(发光量)。又，日本特开2013－148668号公报中是进行如下控制，即在图像写出前一刻射束照射于sos传感器的时点，将射束的光量随时设为100％，在图像写出的时点，设定为在其射束扫描(写入线)的写出位置(图像的描绘开始位置)所设定的光量(变更为100％以下、变更为100％以上)所对应的光源(发光元件ld)的电流，以将图像形成于感光体圆筒的图像区域。
然而，在使用了于190nm～400nm程度的紫外波长区存在尖峰频谱的激光光源的图案曝光(描绘、加工)，是使用例如准分子激光光源、即通过脉冲振荡确保了射束强度的脉冲光源。此种以高输出振荡出的紫外波长区的脉冲光源，一般而言虽能在以一定频率连续地脉冲振荡的期间使尖峰强度成为一定的方式控制，但随着振荡频率变高，就每个振荡出的1脉冲光难以正确地控制尖峰强度。是以，在将此种紫外波长区的脉冲光源用于如日本特开2013－148668号公报的多边形镜的图案描绘装置的情形时，从在多边形镜的1个反射面扫描的射束的扫描速度(或者，所描绘的1线量的扫描时间)与在被照射体上的射束的点径的关系来看，必须将振荡频率设定为相当高。进而，在提高多边形镜的射束的扫描速度的情形，由于投射于被照射体的1个脉冲光所形成的点的轨迹会拉伸于主扫描方向而成为椭圆形而曝光，因此设定为脉冲光的发光时间亦极短。因此，难以以廉价的光电传感器正确地测量曝光于被照射体的射束的每1脉冲的光量，适当曝光量的设定或维持变得不正确。
技术实现要素：
本发明的第1态样为一种图案描绘装置，具有以扫描构件使描绘射束扫描于主扫描方向的描绘单元，使前述基板与前述描绘单元相对地移动于副扫描方向以将图案描绘于前述基板上，前述描绘射束根据待描绘于基板上的图案而被on或off调变，该图案描绘装置具备：存储部，在将描绘于前述基板上的前述图案分解成前述主扫描方向与前述副扫描方向的二维像素的排列时，将表示前述描绘射束的on状态与off状态的描绘数据以前述像素的单位加以存储；光电传感器，输出与射入前述扫描构件前的前述描绘射束在on状态下的强度对应的光电信号；光量测量部，测量加算了前述光电信号的实际积分光量，前述光电信号，是在前述描绘射束于前述主扫描方向至少扫描一次的期间从前述光电传感器输出；以及描绘控制装置，根据以前述描绘射束在on状态时应设定的目标强度与排列于前述主扫描方向的全像素数中的设定为on状态的像素数的积而求出的目标积分光量与以前述光量测量部测量的前述实际积分光量的差，调整前述描绘射束在on状态下的目标强度。
本发明的第2态样为一种图案描绘方法，是一边通过扫描构件将根据待描绘图案而被on或off调变的描绘射束在基板上一维扫描于主扫描方向，一边使前述基板与前述描绘单元相对地移动于与前述主扫描方向交叉的副扫描方向以将图案描绘于前述基板上，其包含：将待描绘于前述基板上的前述图案分解成前述主扫描方向与前述副扫描方向的二维像素的排列时，将表示前述描绘射束的on状态与off状态的描绘数据以前述像素的单位加以存储于存储部的动作；测量在前述描绘射束于前述主扫描方向至少扫描一次的期间加算了光电信号的实际积分值的动作，该光电信号，是从接收射入前述扫描构件前的前述描绘射束的至少一部分的光电传感器，与前述描绘射束在on状态下的强度对应地输出；以及根据前述描绘射束在on状态时应设定的适当强度、以及依据排列于前述主扫描方向的全像素数中的设定为on状态的像素数的积而预先决定的目标积分值与前述实际积分值的差，调整前述描绘射束在on状态下的强度的动作。
本发明的第3态样为一种图案描绘装置，其将根据图案而调变强度的点光通过扫描构件在基板上扫描于主扫描方向的第1描绘单元与第2描绘单元，排列于前述主扫描方向或与前述主扫描方向交叉的副扫描方向，使前述基板移动于前述副扫描方向以将图案描绘于前述基板上，其具备：光源装置，产生作为前述点光的射束；射束切换部，包含：第1选择用光学元件，使来自前述光源装置的前述射束通过，且在将前述射束供给至前述第1描绘单元时以电性控制使前述射束的光路偏向；以及第2选择用光学元件，使通过前述第1选择用光学元件的来自前述光源装置的前述射束通过，且在将前述射束供给至前述第2描绘单元时以电性控制使前述射束的光路偏向；第1光学系统，用以将与从前述第1描绘单元投射至前述基板的前述射束所形成的点光光学上共轭的第1聚光位置，形成于前述光源装置与前述第1选择用光学元件间的光路中；第2光学系统，用以将与从前述第2描绘单元投射至前述基板的前述射束所形成的点光光学上共轭且亦与前述第1聚光位置共轭的第2聚光位置，形成于前述第1选择用光学元件与前述第2选择用光学元件间的光路中；以及调整构件，为了调整前述点光的聚焦状态，使前述第1聚光位置位移于沿着前述光路的方向。
附图说明
图1是从正面侧观看第1实施形态的图案描绘装置的概略整体构成的立体图。
图2是从背侧观看图1所示的图案描绘装置的概略整体构成的立体图。
图3是显示搭载于图1所示的图案描绘装置的6个描绘单元、光源装置、射束切换部、及支承基板的旋转圆筒的概略配置的立体图。
图4是显示图3所示的6个描绘单元中的1个描绘单元的具体内部构成的立体图。
图5是显示图3所示的射束切换部所含的选择用光学元件(aom)、选择反射镜、及中继光学系统的具体光学配置的图。
图6a是说明为了在图4所示的描绘单元内检测描绘用射束的强度(光量)而设置的光电传感器的数个配置例的图，亦是在xz面内观看描绘单元内的光路的一部分的图，图6b是说明为了在图4所示的描绘单元内检测描绘用射束的强度(光量)而设置的光电传感器的数个配置例的图，亦是在xy面内观看描绘单元内的光路的一部分的图。
图7是显示用以将来自光源装置的射束选择性地区分至6个描绘单元的任一个描绘单元的射束切换部、描绘控制装置、及光量测量部的概略构成的图。
图8是说明图3、图7所示的光源装置的具体内部构成的图。
图9是显示设于图7所示的描绘控制装置内、包含用以驱动射束切换部内的多个选择用光学元件(aom)各个的驱动电路的、射束强度的强度调整控制部的概略构成的方块图。
图10是显示衍射效率相对于施加于选择用光学元件(aom)的驱动信号的rf电力变化的变化特性的一例的图表。
图11是设于输入来自图6a及图6b所示的描绘单元内的光电传感器的光电信号的图7中的光量测量部内、用以测量描绘用射束的曝光量所对应的积分值的电路构成的图。
图12是说明测量图3所示的旋转圆筒的旋转角度位置的编码器系统与检测基板上的标记等的对准系统的概略构成的图。
图13是显示根据存储于图7所示的描绘控制装置的描绘数据(sdn)描绘电子元件用图案时的描绘单元的动作一例的时序图。
图14是显示根据将描绘图案以像素单位予以分解的描绘数据，于主扫描方向描绘8μm线宽的线&空间图案时的点光(射束)的脉冲与像素的关系的时序图。
图15是示意显示来自设于图6a及图6b所示的描绘单元内或图7所示的射束切换部的光路前段与后段的各光电传感器的光电信号的波形的波形图。
图16是为了根据描绘单元所形成的点光(射束)在一次扫描期间中的光量积算(积分值)推定供给至描绘单元的射束的on/脉冲光的强度变动而使用的特性图表。
图17是为了说明第1实施形态的变形例1而显示形成于基板上的图案区域与对准用的标记、设定于基板上的6个描绘单元的各描绘线与对准系统的检测区域(检测视野)的配置例的图。
图18是作为第1实施形态的变形例2而将图16所示的特性图表一部分变形的特性图表。
图19是作为第1实施形态的变形例3而显示为了校正图16、图18的特性图表而以描绘单元描绘的测试图案的一例的图。
图20是作为第1实施形态的变形例8而显示利用图3所示的射束切换部的配置将光源装置设为2台的构成的图。
图21是显示为了进行第2实施形态的聚焦调整而配置于从光源装置射出的射束的光路中的聚焦调整光学构件的构成的图。
图22是显示为了进行第3实施形态的描绘单元的检查或调整而将来自光源装置的射束导至描绘单元并进行光学测量的连结(docking)机构的构成的图。
图23是显示为了进行第4实施形态的测试曝光而确认描绘于基板上的曝光量或聚焦状态的适当与否的测试图案区域的配置例的图。
图24，是作为第4实施形态的变形例而显示在确认描绘单元的聚焦状态的测试曝光中使用的片状基板在平面内的构成的图。
图25是将图24的片状基板的积层构造以示意方式表示的剖面图。
具体实施方式
针对本发明的态样的图案描绘装置揭示较佳实施形态，参照附图于以下详细说明。此外，本发明的态样不限定于此等实施形态，亦包含施加了多样的变更或改良者。亦即，以下所记载的构成要素，包含了发明所属技术领域中技术人员能容易地推出者、实质上相同者，以下所记载的构成要素能适当地组合。又，在不脱离本发明要旨的范围内能进行构成要素的各种省略、置换或变更。
〔第1实施形态]
图1，是从正面侧观看卷对卷方式的基板处理装置(图案曝光装置)的整体构成的立体图。图1的基板处理装置的处理，是在以腔室cb包围的曝光部本体(曝光装置、描绘装置)ex内，将电子元件用的图案曝光于片状基板p(以下亦有单称为基板p的情形)的表面的抗蚀剂层或感光性硅烷耦合层或者紫外线硬化树脂的膜等的感光层(感光性功能层)。图1中，将与设置基板处理装置整体的工厂的地面平行的面作为正交坐标系xyz的xy面，将与xy面垂直的z方向作为重力方向。
涂布有感光层且经预烘烤(预备加热)的长条的可挠性片状基板p，是以卷于供给辊fr的状态，安装于从供给辊安装部epc1往－y方向突出的旋转轴。供给辊安装部epc1设于卷出/卷取部10的－x侧的侧面，以整体能微动于±y方向的方式构成。从供给辊fr拉出的片状基板p，经由安装在卷出/卷取部10的与xz平面平行的侧面的边缘传感器eps1、具有与y轴平行的旋转轴的多个滚筒、及进行张力赋予与张力测量的张力滚筒rt1，送至在+x方向相邻的清洁器部11上所安装的清洁滚筒cur1。清洁滚筒cur1，被加工成外周面具有粘着性，以通过与片状基板p的表面与背面分别接触旋转而除去片状基板p的表背面上附着的微粒子或异物的两支滚筒构成。
通过清洁器部11的清洁滚筒cur1的片状基板p，是经由从张力调整部12的xz面往－y方向突出设置的夹持滚筒nr1与张力滚筒rt2，通过于曝光部本体ex的腔室cb侧壁往y方向狭缝(slot)状延伸形成的开口部cp1，而搬入曝光部本体ex内。片状基板p的形成有感光层的面，在通过开口部cp1时成为朝上(+z方向)。在曝光部本体ex内经曝光处理后的片状基板p，通过于开口部cp1的－z侧且为腔室cb的侧壁往y方向狭缝状延伸形成的开口部cp2而搬出。此时，片状基板p的形成有感光层的面成为朝下。通过开口部cp2而被搬出的片状基板p，经由从张力调整部12的xz面往－y方向突出设置的张力滚筒rt3与夹持滚筒nr2，被送至在－x方向相邻的清洁器部11的清洁滚筒cur2。清洁滚筒cur2是与清洁滚筒cur1同样地构成。
通过清洁器部11的清洁滚筒cur2的片状基板p，经由安装于卷出/卷取部10的与xz面平行的侧面的下段部的张力滚筒rt4、边缘传感器eps2、及具有与y轴平行的旋转轴的多个滚筒，被以回收辊rr卷取。回收辊rr，设于卷出/卷取部10的－x侧侧面下部，安装于整体构成为能往±y方向微动的回收辊安装部epc2的旋转轴。回收辊rr，是以片状基板p的感光层朝向外周面侧的方式将片状基板p卷起。如此，在图1的基板处理装置，从供给辊fr拉出至被以回收辊rr卷取为止，以片状基板p的表面(被处理面)的宽度方向(与长边方向正交的短边方向)随时成为y方向的状态将片状基板p往长边方向搬送。进而，在图1的基板处理装置的构成中，由于是将供给辊fr与回收辊rr于z方向排列配置于卷出/卷取部10，因此辊交换的作业简便。
此外，图1中，通过清洁器部11的清洁滚筒cur1,cur2后的片状基板p、或者通过夹持滚筒nr1,nr2后的片状基板p，有时带有数千伏特左右的静电。因此，可于片状基板p的搬送路的适当位置设置使所带的静电中和的电离器，或于搬送滚筒的一部分或滚筒周围设置除电功能(放电用的电极部或刷具等)。
本实施形态中，虽基板处理装置的个体是以卷对卷方式对片状基板p施以曝光处理的构成，但亦可将于片状基板p表面涂布感光层的涂布部与干燥部设于供给辊fr与曝光部本体ex之间，或将对曝光处理后的片状基板p施以显影处理或镀敷处理等湿式处理的湿式处理部与干燥部设于曝光部本体ex与回收辊rr之间。此外，于供给辊安装部epc1与回收辊安装部epc2的各个，是与供给辊fr或回收辊rr的旋转轴平行地设置有用以安装卷绕有保护片(用以保护片状基板p的被处理面)的辊的旋转轴。
供给辊安装部epc1，具备对供给辊fr施予既定旋转扭矩的服务器马达或齿轮箱(减速器)，该服务器马达，是根据以张力滚筒rt1测量的张力量而通过搬送机构的控制单元被服务器控制。同样地，回收辊安装部epc2，具备对回收辊rr施予既定旋转扭矩的服务器马达或齿轮箱(减速器)，该服务器马达，是根据以张力滚筒rt4测量的张力量而通过搬送机构的控制单元被服务器控制。进而，来自测量片状基板p的一端部(边缘部)在y方向的变位的边缘传感器eps1的测量信息，被送至使供给辊安装部epc1(及供给辊fr)移动于±y方向的服务器马达的驱动控制部，将通过边缘传感器eps1移向曝光部本体ex的片状基板p在y方向的位置偏移随时抑制在既定容许范围内。同样地，来自测量片状基板p的一端部(边缘部)在y方向的变位的边缘传感器eps2的测量信息，被送至使回收辊安装部epc2(及回收辊rr)移动于±y方向的服务器马达的驱动控制部，通过根据通过边缘传感器eps2的片状基板p在y方向的位置偏移使回收辊rr移动于y方向，以抑制片状基板p的卷绕起伏。
于构成图1所示的搬送机构的卷出/卷取部10、清洁器部11、张力调整部12各自的－y方向侧，设有往x方向延伸而设置于工厂地面的段部13。此段部13，是为了作业者能乘于其上以进行调整作业或维护作业，于y方向具有数十cm的宽度。又，于段部13的内部收纳有各种电气配线、空调气体用的配管、冷却液体用的配管等附属设备。于段部13的+y方向侧，配置有电源单元14、控制产生曝光用射束的激光光源(参照下文的图3)的激光控制单元15、激光光源、图案描绘用的多边形镜(参照下文的图5)、使用以冷却射束切换用的光学调变器等的发热部的冷却液(coolant)循环的冷却器单元16、对曝光部本体ex的腔室cb内供给经调温的气体的空调单元17等。
以上构成中，通过安装于张力调整部12的夹持滚筒nr1与张力滚筒rt2，在长边方向(搬送方向)对曝光部本体ex上游侧的片状基板p赋予大致一定的张力。张力滚筒rt2具备张力测量部(传感器)，能以所测量的张力量成为所下指令的值的方式，通过服务器马达往图1中的±z方向移动。夹持滚筒nr1，是使两支平行的滚筒以一定按压力彼此对峙，一边在其间夹持片状基板p，一边以服务器马达使一方的滚筒旋转驱动，藉此能将在夹持滚筒nr1的上游侧与下游侧赋予片状基板p的张力予以分断。通过夹持滚筒nr1的一方的滚筒的服务器马达所致的旋转驱动，能主动地控制片状基板p的搬送速度，例如，在将夹持滚筒nr1的服务器马达的旋转服务器锁定于停止状态(速度零)后，能使片状基板p锁定(停留)于夹持滚筒nr1的位置。
同样地，通过安装于张力调整部12的夹持滚筒nr2与张力滚筒rt3，在长边方向(搬送方向)对曝光部本体ex下游侧的片状基板p赋予大致一定的张力。张力滚筒rt3具备张力测量部(传感器)，能以所测量的张力量成为所下指令的值的方式，通过服务器马达往图1中的±z方向移动。夹持滚筒nr2，由于是与夹持滚筒nr1同样地被服务器马达主动旋转，因此能将在夹持滚筒nr2的上游侧与下游侧赋予片状基板的张力予以分断。通过将夹持滚筒nr2的服务器马达的旋转服务器锁定于停止状态(速度零)后，能使片状基板p锁定(停留)于夹持滚筒nr2的位置。
进而，本实施形态中，通过将旋转驱动供给辊fr的服务器马达与旋转驱动夹持滚筒nr1的服务器马达，根据以张力滚筒rt1测量的张力量予以同步控制，而能在供给辊fr至夹持滚筒nr1的搬送路径中对片状基板p赋予既定张力。同样地，通过将旋转驱动回收辊rr的服务器马达与旋转驱动夹持滚筒nr2的服务器马达，根据以张力滚筒rt4测量的张力量予以同步控制，而能在夹持滚筒nr2至回收辊rr的搬送路径中对片状基板p赋予既定张力。此外，图1所示的供给辊fr或回收辊rr、及卷出/卷取部10、清洁器部11、张力调整部12的各种滚筒，为了能使片状基板p沿着搬送路通过、或容易从搬送路卸除，而为单臂支承方式的滚筒(辊)。然而，在所处理的片状基板p的宽度(短边方向的尺寸)较大的情形(例如1公尺以上的情形)，能通过采用双臂支承方式的滚筒(辊)，将各种滚筒间的平行性稳定维持。
图2，是从背侧(－y方向侧)观看图1的基板处理装置(图案曝光装置)的整体构成的立体图。图2中，是对与图1所示的构件或机构相同的物赋予相同符号。于本实施形态的曝光部本体ex内，设有将片状基板p卷绕于长边方向并支承的旋转圆筒(辊载台)，关于此将于后述的。该旋转圆筒的旋转中心轴是与y轴平行配置，贯通图2所示的腔室cb后方的开口部cp4而结合于旋转驱动用的马达30的轴。马达30，是使旋转圆筒直接旋转的直接驱动方式，虽为低速旋转，但是能稳定地产生较大旋转扭矩的无刷马达。马达30，在对片状基板p进行曝光处理的期间，是以与作为目标的片状基板p的移送速度对应的旋转速度(角速度)持续旋转的方式被服务器控制。因此，为了避免因马达30的发热所致的影响，马达30配置于腔室cb外壁之外，腔室cb的开口部cp4设定为通过马达30的轴部程度的大小。
旋转圆筒与马达30一体安装于未图示的座构件上，该座构件，能在图2中延伸于y方向的基座构件20的上面所形成的滑轨部21上移动于y方向。亦即，能使马达30与旋转圆筒成一体的辊载台单元从腔室cb内移动至腔室cb外(背侧)。此是为了使曝光部本体ex内的各部的维护或调整作业容易进行，且使片状基板p的通过作业或卸除作业容易进行。为了将辊载台单元拉出至腔室cb外部，腔室cb外壁中的开口部cp的周围部分构成为能局部地拆装。又，从腔室cb内拉出的辊载台单元虽设置于基座构件20上，但若如此设置，则作业者难以进出腔室cb内，因此是于基座构件20底部设有能在工厂地面上移动于y方向(或x方向)的脚轮，能使搭载有辊载台单元的基座构件20从腔室cb脱离。如上述，将以旋转圆筒构成的辊载台单元设为能滑动于旋转中心轴(马达30的轴)的方向的构成，揭示于例如日本特开2015－145990号公报。
于搭载辊载台单元的基座构件20的x方向两侧，配置有收纳控制用基板(cpu板)的控制料架部22a,22b，该控制用基板(cpu板)是用以进行曝光部本体ex内的各种驱动源的控制、来自传感器类的信号的处理、各种运算处理。进而，于腔室cb的+x方向侧外壁形成开口部(窗部)cp5，其用以供经由人手将单片的片状基板或测试曝光用的干膜(单片)卷绕于腔室cb内的旋转圆筒，或测量从旋转圆筒的上方(+z方向)的曝光单元(描绘头、描绘模组)投射的射束的状态(光强度、聚焦误差、点形状的误差等)并进行校准，或者供撷取从光源装置送至曝光单元的射束的至少一部分以供保养检查用。此开口部cp5通常是被门板cbh阻塞，门板cbh，例如能沿着腔室cb外壁滑动于z方向，或者设成能通过铰链旋动。通过打开门板cbh，作业者能经由开口部cp5接触至曝光部本体ex的旋转圆筒为止。
〔图案描绘装置ex〕
其次，参照图3的立体图说明曝光部本体(以下亦称为图案描绘装置)ex的整体构成。图3中的正交坐标系xyz，设定为与先前的图1、图2的正交坐标系xyz相同。是以，在无特别说明的情形下，是以正交坐标系xyz的z方向作为重力方向来说明。
图案描绘装置ex，是用在对可挠性的片状基板p施以曝光处理，以制造电子元件的元件制造系统。元件制造系统，是建构有制造例如作为电子元件的可挠性显示器、膜状触碰面板、液晶显示面板用的膜状的彩色滤光器、可挠性配线或可挠性传感器等的制造产线的制造系统。作为可挠性电子元件的一例，例如有有机el显示器、液晶显示器等的显示面板或可穿戴式传感器片等。片状基板p，是使用例如由树脂膜或不锈钢等金属或合金所构成的箔(foil)等。作为树脂膜的材质，亦可使用包含例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、醋酸乙烯酯共聚物树脂、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、乙酸乙烯酯树脂中的至少1个以上之物。又，片状基板p的厚度或刚性(杨氏模量)，只要是在通过元件制造系统或图案描绘装置ex的搬送路时，片状基板p不会产生因弯折所导致的折痕或不可逆的皱纹的范围即可。作为片状基板p的母材，是使用厚度25μm～200μm左右的pet(聚对酞酸乙二酯)或pen(聚对苯二甲酸乙二酯)等的膜。
片状基板p，由于会有在元件制造系统内被施加的各处理中受热的情形，因此较佳为选定热膨胀系数并非明显较大的材质。例如，可通过将无机填料混合至树脂膜来抑制热膨胀系数。无机填料例如亦可为氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化硅等。又，片状基板p可为利用浮式法等制造的厚度为100μm左右的极薄玻璃的单层体，亦可为于该极薄玻璃贴合有上述树脂膜、箔等的积层体。
又，含有纤维素纳米纤维(cnf)的数百μm以下厚度的膜(以下亦称为cnf片状基板)，亦可承受较pet等的膜高温(例如200℃左右)的处理，通过提高cnf的含有率而能使线热膨张系数成为铜或铝程度。是以，cnf片状基板，适于作为形成铜的配线图案而构装电子部品(半导体元件、电阻器、电容器等)或直接形成需要高温处理的薄膜晶体管(tft)来制造可挠性电子元件的情形的基板。特别是，在制造电子元件的情形，由于在湿式处理后需进行干燥加热处理，此时的耐热性被提高，因此可容易建构将长条的片状基板连续地通过多个处理装置的卷对卷方式的制造产线，能期待生产性提高。
此外，所谓片状基板p的可挠性(flexibility)，是指即使对片状基板p施加自重程度的力亦不会产生剪断或破断，能将该片状基板p弯曲的性质。又，通过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，会视片状基板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。不论是何者，在将片状基板p正确地卷绕于设在元件制造系统(图案描绘装置ex)内的搬送路的各种搬送用滚筒、旋转圆筒等的搬送方向转换用的构件的情形时，只要不因弯折而产生折痕或破损(产生撕裂或破裂)而能顺畅地搬送片状基板p，则可称为是可挠性的范围。对送来至图案描绘装置ex的片状基板p，已通过前制造工艺的处理而于其表面形成有感光性功能层(光感应层)。
该感光性功能层，是作为溶液涂布于基板p上，通过干燥而成为层(膜)。感光性功能层的典型者虽为光抗蚀剂(液状或干膜状)，但作为不需要显影处理的材料，有受到紫外线照射的部分的亲拨液性会被改质的感光性硅烷耦合剂(sam)、或者于受到紫外线照射的部分露出镀敷还原基的感光性还原剂等。在作为感光性功能层使用感光性硅烷耦合剂的情形，片状基板p上的被紫外线曝光的图案部分是从拨液性被改质为亲液性。因此，于成为亲液性的部分上选择性地涂布导电性墨(含有银或铜等导电性纳米粒子的墨)或含有半导体材料的液体等，藉此能形成构成薄膜晶体管(tft)等的电极、半导体、绝缘、或者作为连接用配线的图案层。此外，感光性功能层，只要是于紫外波长区(250～400nm左右)具有感度者，则亦可是其他物，例如将紫外线硬化树脂涂布为薄膜状的层。
在使用感光性还原剂作为感光性功能层的情形，会于片状基板p上的经紫外线曝光的图案部分露出镀敷还原基。因此，曝光后，通过将片状基板p直接于包含钯离子等的无电镀液中浸渍一定时间，而形成(析出)钯的图案层。此种镀敷处理虽有添加(additive)处理，但除此之外，亦可以做为减去(subtractive)处理的蚀刻处理作为前提。此情形下，送往图案描绘装置ex的片状基板p，是采pet或pen作为母材，并于其表面全面或选择性地蒸发铝(al)或铜(cu)等的金属性薄膜，进而于其上积层有光抗蚀剂层者为佳。
图案描绘装置ex，是一边将从前制造工艺的处理装置搬送来的片状基板p往后制造工艺的处理装置(包含单一处理部或多个处理部)以既定速度搬送，一边对片状基板p进行曝光处理(图案描绘)。图案描绘装置ex，是对片状基板p的表面(感光性功能层的表面、亦即感光面)照射与电子元件用的图案(例如构成电子元件的配线图案、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前述图案对应的潜像(改质部)。
如图3所示，本实施形态中的图案描绘装置ex是不使用掩膜的直描方式的曝光装置、即所谓点扫描方式的曝光装置(描绘装置)。描绘装置ex，具备为了进行副扫描而支承基板p并往长边方向搬送的旋转圆筒dr、以及对以旋转圆筒dr支承为圆筒面状的基板p的各部分进行图案曝光的多个(此处为6个)描绘单元un(u1～u6)，多个描绘单元un(u1～u6)的各个，一边将从光源装置ls射出的曝光用的脉冲状的射束lb(脉冲射束)的点光，在基板p的被照射面(感光面)上于既定扫描方向(y方向)以多边形镜(扫描构件)pm一维扫描(主扫描)，一边根据图案数据(描绘数据、图案信息)高速地调变(on/off)点光的强度。藉此，于基板p的被照射面描绘曝光与电子元件、电路或配线等的既定图案对应的光图案。亦即，在基板p的副扫描与点光的主扫描，点光在基板p的被照射面(感光性功能层的表面)上相对地被二维扫描，于基板p的被照射面描绘曝光既定图案。此外，基板p，由于是通过旋转圆筒dr的旋转于长边方向以受指示的速度搬送，因此通过描绘装置ex描绘图案的被曝光区域是沿着基板p的长边方向相隔既定间隔设有多个。由于在此被曝光区域形成电子元件，因此被曝光区域亦是元件形成区域。
如图3所示，旋转圆筒dr，具有延伸于y方向且延伸于与重力作用方向交叉的方向的中心轴axo、以及从中心轴axo起一定半径的圆筒状外周面。于旋转圆筒dr的y方向的两端设有与中心轴axo同轴的轴，旋转圆筒dr，通过该轴而通过轴承轴支于描绘装置ex内的支承构件(图2中所说明的座构件)。轴是与图2所示的马达30的旋转轴同轴结合。旋转圆筒dr，是一边顺着此外周面(圆周面)将基板p的一部分于长边方向弯曲成圆筒面状而加以支承(卷绕)，一边以中心轴axo为中心旋转以将基板p搬送于长边方向。旋转圆筒dr，是以其外周面支承被来自多个描绘单元un(u1～u6)各自的扫描射束(点光)投射的基板p上的区域(包含点光所形成的描绘线sl1～sl6的部分)。旋转圆筒dr，是从与形成电子元件的面(形成有感光面的侧的面)相反侧的面(背面)侧支承基板p(紧贴保持)。
光源装置(脉冲光源装置)ls，产生脉冲状射束(脉冲射束、脉冲光、激光)lb并射出。此射束lb，是对片状基板p的感光层具有感度，是于240～400nm左右的紫外波长区域具有尖峰波长的紫外线光。光源装置ls，此处是按照未图示的描绘控制装置200(以之后的图7进行说明)的控制，以频率(振荡频率、既定频率)fa射出脉冲状发光的射束lb。此光源装置ls采用光纤放大激光光源，其以产生红外波长区的脉冲光的半导体激光元件、光纤放大器、及将放大后的红外波长区的脉冲光转换为355nm的紫外波长的脉冲光的波长转换元件(谐波产生元件)等构成。通过以此方式构成光源装置ls，可得到振荡频率fa为数百mhz且1脉冲光的发光时间为数十皮秒以下的高辉度紫外线的脉冲光。此外，从光源装置ls射出的射束lb，成为其射束径为1mm左右、或其以下的细平行光束。关于光源装置ls采光纤放大激光光源，依据构成描绘数据的像素的状态(逻辑值「0」或「1」)将射束lb的脉冲产生高速地切换为on/off的构成，例如揭示于国际公开第2015/166910号说明书。
从光源装置ls射出的射束lb，通过以作为多个切换元件的选择用光学元件osn(os1～os6)、多个反射镜m1～m12、多个选择反射镜imn(im1～im6)、以及吸收体tr等所构成的射束切换部，选择性地(择一地)供给至描绘单元un(u1～u6)的各个。选择用光学元件osn(os1～os6)是对射束lb具有透射性者，是由以超音波信号驱动而将射入的射束lb的1次衍射光(主衍射射束)作为描绘用的射束lbn以既定角度偏向并射出的声光调变元件(声光偏向元件)(aom：acousto-opticmodulator)所构成。多个选择用光学元件osn及多个选择反射镜imn，是与多个描绘单元un的各个对应地设置。例如，选择用光学元件os1与选择反射镜im1，是与描绘单元u1对应地设置，同样地，选择用光学元件os2～os6及选择反射镜im2～im6，分别与描绘单元u2～u6对应地设置。
射束lb，从光源装置ls通过反射镜m1～m12一边以其光路在与xy面平行的面内弯折成发夹弯状，一边依序透射选择用光学元件os5、os6、os3、os4、os1、os2，被引导至吸收体tr。以下，以选择用光学元件osn(os1～os6)均为off状态(不施加超音波信号、不产生1次衍射光的状态)的情形详述的。此外，图3中虽省略图示，但在反射镜m1至吸收体tr的射束光路中设有多个透镜(光学元件)，此多个透镜，是将射束lb从平行光束加以收敛，使收敛后发散的射束lb恢复至平行光束。其构成将于后文使用图5加以说明。
图3中，来自光源装置ls的射束lb，是与x轴平行地往－x方向行进而射入反射镜m1。在反射镜m1被反射往－y方向的射束lb射入反射镜m2。在反射镜m2被反射往+x方向的射束lb，直线地透射选择用光学元件os5而到达反射镜m3。在反射镜m3被反射往－y方向的射束lb射入反射镜m4。在反射镜m4被反射往－x方向的射束lb，直线地透射选择用光学元件os6而到达反射镜m5。
在反射镜m5被反射往－y方向的射束lb射入反射镜m6。在反射镜m6被反射往+x方向的射束lb，直线地透射选择用光学元件os3而到达反射镜m7。在反射镜m7被反射往－y方向的射束lb射入反射镜m8。在反射镜m8被反射往－x方向的射束lb，直线地透射选择用光学元件os4而到达反射镜m9。在反射镜m9被反射往－y方向的射束lb射入反射镜m10。在反射镜m10被反射往+x方向的射束lb，直线地透射选择用光学元件os1而到达反射镜m11。
在反射镜m11被反射往－y方向的射束lb射入反射镜m12。在反射镜m12被反射往－x方向的射束lb，直线地透射选择用光学元件os2而被导至吸收体tr。此吸收体tr，在选择用光学元件osn(os1～os6)均为off状态时，几乎不减弱地透射的来自光源装置ls的高辉度射束lb，是用以抑制露出至外部的光阱。
各选择用光学元件osn，在被施加超音波信号(高频信号)后，使射入的射束(0次光)lb，以使对应高频的频率的衍射角衍射后的1次衍射光(主衍射射束)作为射射出束(描绘用的射束lbn)产生。是以，从选择用光学元件os1作为1次衍射光射出的射束成为lb1，同样地从选择用光学元件os2～os6作为1次衍射光射出的射束成为lb2～lb6。如此，各选择用光学元件osn(os1～os6)，发挥使来自光源装置ls的射束lb的光路偏向的功能。本实施形态中，将在选择用光学元件osn(os1～os6)成为on状态而产生作为1次衍射光的射束lbn(lb1～lb6)的状态，作为选择用光学元件osn(os1～os6)使来自光源装置ls的射束lb偏向(或选择)的状态来说明。
不过，实际的声光调变元件，由于1次衍射光的最大产生效率为0次光的70～80％左右，因此在选择用光学元件osn的各个偏向的射束lbn(lb1～lb6)，是较原本射束lb的强度还低。又，本实施形态中，以仅选择用光学元件osn(os1～os6)中所选择的1个在一定时间成为on状态(偏向状态)的方式，通过描绘控制装置200(参照图7)加以控制。在被选择的1个选择用光学元件osn成为on状态时，虽在该选择用光学元件osn不衍射而直进的0次光(0次衍射射束)会残留20％左右，但其最终会被吸收体tr吸收。
选择用光学元件osn的各个，是以将被偏向的1次衍射光亦即描绘用的射束lbn(lb1～lb6)相对于射入的射束lb往－z方向偏向的方式设置。在选择用光学元件osn的各个偏向而射出的射束lbn(lb1～lb6)，投射至设在从选择用光学元件osn的各个分离既定距离的位置的选择反射镜imn(im1～im6)。各选择反射镜imn，通过将射入的射束lbn(lb1～lb6)反射往－z方向，而将射束lbn(lb1～lb6)导至分别对应的描绘单元un(u1～u6)。
各选择用光学元件osn是使用构成、功能、作用等彼此相同者。多个选择用光学元件osn的各个，依照来自描绘控制装置200(参照图7)的驱动信号(超音波信号)的on/off，进行使射入的射束lb衍射后的衍射光(射束lbn)的产生的on/off。例如，选择用光学元件os5，在不被施加来自描绘控制装置200的驱动信号(高频信号)而为off状态时，是不使来自射入的光源装置ls的射束lb偏向(衍射)而使的透射。是以，透射选择用光学元件os5的射束lb射入反射镜m3。另一方面，在选择用光学元件os5为on状态时，是使射入的射束lb偏向(衍射)而射向选择反射镜im5。亦即，通过此驱动信号的on/off，控制选择用光学元件os5的切换(射束选择)动作。
以此方式，能通过各选择用光学元件osn的切换动作，将来自光源装置ls的射束lb导至任一个描绘单元un，且能切换射束lbn射入的描绘单元un。关于以此方式将多个选择用光学元件osn串联(serial)配置成来自光源装置ls的射束lb会依序通过，并以时间分割方式将射束lbn供给至对应的描绘单元un的构成，揭示于国际公开第2015/166910号说明书。
构成射束切换部的选择用光学元件osn(os1～os6)的各个在一定时间成为on状态的顺序，预先定为例如os1→os2→os3→os4→os5→os6→os1→···。此顺序，是依设定于描绘单元un(u1～u6)各个的点光的扫描开始时点的顺序而定。亦即，本实施形态中，通过设于6个描绘单元u1～u6各个的多边形镜pm的旋转速度的同步，且旋转角度的相位亦同步，而能以描绘单元u1～u6中的任一个中的多边形镜pm的1个反射面rp在基板p上进行一次点扫描的方式，以时间分割方式切换。因此，只要是描绘单元un各自的多边形镜pm的旋转角度的相位以既定关系同步的状态，描绘单元un的点扫描的顺序为何均可。图3的构成中，于基板p的搬送方向(旋转圆筒dr的外周面移动于周方向的方向)的上游侧，三个描绘单元u1,u3,u5排列配置于y方向，于基板p的搬送方向的下游侧，三个描绘单元u2,u4,u6排列配置于y方向。
此情形下，对基板p的图案描绘，由于是从上游侧的奇数号的描绘单元u1,u3,u5开始，在基板p送出一定长度后，下游侧的偶数号的描绘单元u2,u4,u6亦开始图案描绘，因此能将描绘单元un的点扫描的顺序设定为u1→u3→u5→u2→u4→u6→u1→···。因此，选择用光学元件osn(os1～os6)的各个在一定时间成为on状态的顺序，被定为os1→os3→os5→os2→os4→os6→os1→···。此外，即使是无待描绘图案的描绘单元un所对应的选择用光学元件osn成为on状态的顺序时，由于根据描绘数据进行该选择用光学元件osn的on/off的切换控制，而使该选择用光学元件osn强制地维持于off状态，因此不进行该描绘单元un的点扫描。
如图3所示，于描绘单元u1～u6的各个，设有用以对射入的射束lb1～lb6进行主扫描的多边形镜pm。本实施形态中，各描绘单元un的多边形镜pm的各个，被同步控制成一边以相同旋转速度精密地旋转，一边彼此保持一定旋转角度相位。藉此，能将从描绘单元u1～u6的各个投射至基板p的射束lb1～lb6各个的主扫描的时点(点光sp的主扫描期间)，设定成彼此不重复。是以，通过将设于射束切换部的选择用光学元件osn(os1～os6)各个的on/off的切换与6个多边形镜pm各自的旋转角度位置同步控制，而能将来自光源装置ls的射束lb以时间分割方式区分至多个描绘单元un的各个来进行有效率的曝光处理。
关于6个多边形镜pm各自的旋转角度的相位匹配与选择用光学元件osn(os1～os6)各自的on/off的切换时点的同步控制，虽揭示于国际公开第2015/166910号说明书，但在八面多边形镜pm的情形，就扫描效率而言，由于1个反射面rp分的旋转角度(45度)中的1/3左右，是与在基板p上的点光sp的一次扫描对应，因此是控制选择用光学元件osn(os1～os6)各个的on/off的切换，以使6个多边形镜pm以相对地各错开15度的方式使旋转角度的相位旋转，且各多边形镜pm以在8个反射面rp中跳过一面的方式扫描射束lbn。关于如上述的在多边形镜pm的反射面rp中跳过一面来使用的描绘方式，亦揭示于国际公开第2015/166910号说明书。
如图3所示，描绘装置ex，是排列有相同构成的多个描绘单元un(u1～u6)的所谓多读头型的直描曝光装置。描绘单元un的各个，是对以旋转圆筒dr的外周面(圆周面)支承的基板p的在y方向所区划的各部分区域描绘图案。各描绘单元un(u1～u6)，一边将来自射束切换部的射束lbn投射于基板p上(基板p的被照射面上)，一边在基板p上使射束lbn聚光(收敛)。藉此，投射于基板p上的射束lbn(lb1～lb6)成为点光。又，通过各描绘单元un的多边形镜pm的旋转，投射于基板p上的射束lbn(lb1～lb6)的点光扫描于主扫描方向(y方向)。通过此点光的扫描，于基板p上界定出用以进行一线量的图案描绘的直线状描绘线(扫描线)sln(此外，n＝1,2,···,6)。描绘线sln亦是射束lbn的点光在基板p上的扫描轨迹。
描绘单元u1使点光沿着描绘线sl1扫描，同样地，描绘单元u2～u6使点光沿着描绘线sl2～sl6扫描。如图3所示，多个描绘单元un(u1～u6)的描绘线sln(sl1～sl6)，是隔着包含旋转圆筒dr的中心轴axo在内而与yz面平行的中心面，配置成在旋转圆筒dr的周方向以交错格子状排列配置成2列。奇数号的描绘线sl1,sl3,sl5，位于相对中心面的基板p搬送方向上游侧(－x方向侧)的基板p的被照射面上，且沿着y方向相隔既定间隔配置成1列。偶数号的描绘线sl2,sl4,sl6，位于相对中心面的基板p搬送方向下游侧(+x方向侧)的基板p的被照射面上，且沿着y方向相隔既定间隔配置成1列。因此，多个描绘单元un(u1～u6)亦隔着中心面在基板p的搬送方向以交错格子状排列配置成2列，奇数号的描绘单元u1,u3,u5与偶数号的描绘单元u2,u4,u6，若在xz平面内观看，则相对中心面(与包含中心轴axo的yz面平行的面)设置成对称。
在x方向(基板p的搬送方向或副扫描方向)上，奇数号的描绘线sl1,sl3,sl5与偶数号的描绘线sl2,sl4,sl6虽彼此分离，但其设定为在y方向(基板p的宽度方向、主扫描方向)彼此不分离而相接合。描绘线sl1～sl6，是与基板p的宽度方向亦即旋转圆筒dr的中心轴axo大致并行。此外，所谓将描绘线sln在y方向接合，是意指以在y方向相邻的各描绘线sln描绘的图案在基板p上于y方向接合的方式，成为使描绘线sln的端部彼此在y方向的位置相邻或一部分重复的关系。在使描绘线sln的端部彼此重复的情形，例如可相较于各描绘线sln的长度，包含描绘开始点或描绘结束点在内于y方向在数％以下的范围重复。
如上述，多个描绘单元un(u1～u6)，是以全部涵盖基板p上的曝光区域的宽度方向尺寸的方式，分摊y方向的扫描区域(主扫描范围的区划)。例如，若将1个描绘单元un在y方向的主扫描范围(描绘线sln的长度)设为30～60mm左右，则能通过将合计6个描绘单元u1～u6配置于y方向，将能描绘的曝光区域(图案形成区域)在y方向的宽度扩展至180～360mm左右。此外，各描绘线sln(sl1～sl6)的长度(描绘范围的长度)原则上设为相同。亦即，沿着描绘线sl1～sl6的各线扫描的射束lbn的点光的扫描距离亦原则上设为相同。
在本实施形态的情形，来自光源装置ls的射束lb，由于为数十皮秒以下(相对于振荡频率fa的周期tf在1/10以下)的发光时间的脉冲光，因此在主扫描期间投射于描绘线sln上的点光，会对应于射束lb的振荡频率fa(例如400mhz)而成为离散。因此，必须使通过射束lb的1脉冲光投射的点光与通过次一脉冲光投射的点光于主扫描方向重叠。其重叠量是依据点光的实效尺寸
本实施形态中，是以相对于实效尺寸(尺寸)
各描绘单元un(u1～u6)，设定为当在xz平面内观看时各射束lbn朝向旋转圆筒dr的中心轴axo行进。藉此，从各描绘单元un(u1～u6)朝向基板p行进的射束lbn的光路(射束主光线)，在xz平面中是与基板p的被照射面的法线平行。又，从各描绘单元un(u1～u6)照射于描绘线sln(sl1～sl6)的射束lbn，是对弯曲成圆筒面状的基板p表面的在描绘线sln的切平面，以随时成垂直的方式向基板p投射。亦即，在点光的主扫描方向，投射于基板p的射束lbn(lb1～lb6)是以远心状态被扫描。
图3所示的描绘单元(射束扫描装置)un，由于是相同构成，因此仅针对图3中的描绘单元u1简单说明。描绘单元u1的详细构成于后文参照图4说明的。描绘单元u1，至少具备反射镜m20～m24、多边形镜pm、及fθ透镜系统(描绘用扫描透镜)ft。此外，图3中虽未图示，但在从射束lb1的行进方向观看时，于多边形镜pm之前配置有第1圆柱透镜cya(参照图4)，于fθ透镜系统(f－θ透镜系统)ft之后设有第2圆柱透镜cyb(参照图4)。通过第1圆柱透镜cya与第2圆柱透镜cyb，修正因多边形镜pm的各反射面rp的倾倒误差所导致的点光(描绘线sl1)往副扫描方向的位置变动。
在选择反射镜im1被反射往－z方向的射束lb1，射入设于描绘单元u1内的反射镜m20，在反射镜m20反射的射束lb1，在－x方向行进而射入反射镜m21。在反射镜m21反射往－z方向的射束lb1射入反射镜m22，在反射镜m22反射的射束lb1，在+x方向行进而射入反射镜m23。反射镜m23，以射入的射束lb1射向多边形镜pm的反射面rp的方式，在与xy平面平行的面内将射束lb1弯折。
多边形镜pm，是使射入的射束lb1朝向fθ透镜系统ft反射于+x方向侧。多边形镜pm，为了使射束lb1的点光在基板p的被照射面上扫描，而使射入的射束lb1在与xy平面平行的面内一维地偏向(反射)。具体而言，多边形镜(旋转多面镜、扫描构件)pm，是具有延伸于z轴方向的旋转轴axp与绕旋转轴axp而与旋转轴axp平行地形成的多个反射面rp(本实施形态中将反射面rp的数量np设为8)的旋转多面镜。通过以旋转轴axp为中心使此多边形镜pm旋转于既定旋转方向，而能使照射于反射面rp的脉冲状的射束lb1的反射角连续地变化。
藉此，通过1个反射面rp使射束lb1偏向，能使照射于基板p的被照射面上的射束lb1的点光沿着主扫描方向(基板p的宽度方向、y方向)扫描。因此，多边形镜pm旋转一圈，点光扫描于基板p的被照射面上的描绘线sl1的数量，最大会成为与反射面rp的数量相同的8条。在将多边形镜pm的反射面rp以跳过一面的方式使用的情形，多边形镜pm旋转一圈，点光扫描于基板p的被照射面上的描绘线sl1的数量为4条。
fθ透镜系统(扫描系统透镜、扫描用光学系统)ft，是将通过多边形镜pm反射的射束lb1投射于反射镜m24的远心系统的扫描透镜。透射fθ透镜系统ft的射束lb1，经由反射镜m24(及以图4说明的第2圆柱透镜cyb)成为点光而聚光于基板p上。此时，反射镜m24，是以在xz平面，射束lb1朝向旋转圆筒dr的中心轴axo行进的方式，将射束lb1朝向基板p反射。射束lb1对fθ透镜系统ft的射入角θ(fθ透镜系统ft的自光轴起的偏角)是对应于多边形镜pm的旋转角(θ/2)而改变。
fθ透镜系统ft经由反射镜m24，对与其射入角θ成正比的基板p的被照射面上的像高位置投射射束lb1。在将fθ透镜系统ft的焦距设为fo，将像高位置设为yo时，fθ透镜系统ft设计成满足yo＝fo×θ的关系(畸变像差)。是以，通过此fθ透镜系统ft，能将射束lb1于y方向正确地以等速扫描。此外，射入fθ透镜系统ft的射束lb1通过多边形镜pm而一维地偏向的面(与xy面平行)，成为包含fθ透镜系统ft的光轴的面。
〔描绘单元un内的光学构成〕
其次，虽参照图4说明描绘单元un(u1～u6)的光学构成，但此处亦代表地说明描绘单元u1的构成。如图4所示，于描绘单元u1内，以沿着射束lb1的射入位置至被照射面(基板p)的射束lb1的行进方向，反射镜m20、反射镜m20a、偏光射束分离器bs1、反射镜m21、反射镜m22、第1圆柱透镜cya、反射镜m23、多边形镜pm、fθ透镜系统ft、反射镜m24、第2圆柱透镜cyb成一体的方式设于单元框内。单元框以能从装置本体单独卸除的方式构成。进而，于描绘单元u1内，在反射镜m20被反射往－x方向而射向反射镜m20a的射束lb1的光路中，设有由两个透镜be1,be2所形成的射束扩张器系统be。此射束扩张器系统be，是将射入的射束lb1(直径1mm以下)的剖面的直径转换成扩大成数mm(举一例而言为8mm)左右的平行光束。以射束扩张器系统be扩大后的射束lb1在反射镜m20a被反射往－y方向之后，射入偏光射束分离器bs1。射束lb1，设定为可在偏光射束分离器bs1有效率地被反射往－x方向的直线偏光。
在偏光射束分离器bs1被反射的射束lb1，通过具有配置于反射镜m21与反射镜m22间的圆形开口的光阑fap，而被截去射束lb1的强度分布(profile)上的周边部(例如波底的1/e2以下的强度部分)。在反射镜m22被反射往+x方向的射束lb1，在通过1/4波长板qw而被转换为圆偏光后，射入第1圆柱透镜cya。进而，于描绘单元u1内，为了检测描绘单元u1的可开始描绘时点(点光的扫描开始时点)，设有作为检测多边形镜pm的各反射面rp的角度位置的原点传感器(原点检测器)的射束送光系统60a与射束受光系统60b。又，于描绘单元u1内，设有用以通过fθ透镜系统ft、多边形镜pm及偏光射束分离器bs1等来检测在基板p的被照射面(或旋转圆筒dr的表面)反射的射束lb1的反射光的透镜系统g10与光检测器(光电传感器)dt1。
射入描绘单元u1的射束lb1，是沿着与z轴平行的光轴(轴线)ax1往－z方向行进，射入相对xy平面倾斜45°的反射镜m20。在反射镜m20反射的射束lb1，从反射镜m20通过射束扩张器系统be往在－x方向分离的反射镜m20a行进。反射镜m20a相对yz平面倾斜45°而配置，将射入射束lbn朝向偏光射束分离器bs1反射向－y方向。偏光射束分离器bs1的偏光分离面相对yz平面倾斜45°而配置，将p偏光的射束反射，使往与p偏光正交的方向偏光的直线偏光(s偏光)的射束透射。若将射入描绘单元u1的射束lb1设为p偏光的射束，则偏光射束分离器bs1，是将来自反射镜m20a的射束lb1反射往－x方向并导至反射镜m21侧。
反射镜m21相对xy平面倾斜45°而配置，将射入的射束lb1从反射镜m21经由光阑fap而朝向在－z方向分离的反射镜m22反射往－z方向。反射镜m22相对xy平面倾斜45°而配置，将射入的射束lb1朝向反射镜m23反射往+x方向。在反射镜m22反射的射束lb1，是经由λ/4波长板qw与第1圆柱透镜cya而射入反射镜m23。反射镜m23，将射入的射束lb1向多边形镜pm反射。
多边形镜pm，将射入的射束lb1朝向具有与x轴平行的光轴axf的fθ透镜系统ft反射往+x方向侧。多边形镜pm，为了在基板p的被照射面上扫描射束lb1的点光sp，而将射入的射束lb1在与xy平面平行的面内一维地偏向(反射)。多边形镜pm，具有绕延伸于z轴方向的旋转轴axp形成的多个反射面(在本实施形态中为正八角形的各边)rp，通过与旋转轴axp同轴的旋转马达rm而旋转。旋转马达rm，通过设于描绘控制装置200(参照图7)的多边形旋转控制部，以一定的旋转速度(例如3万～4万rpm左右)旋转。如先前所说明，描绘线sln(sl1～sl6)的实效长度(例如50mm)，设定为能通过此多边形镜pm扫描点光sp的最大扫描长度(例如52mm)以下的长度，在初始设定(设计值)上，于最大扫描长度的中央设定有描绘线sln的中心点(fθ透镜系统ft的光轴axf通过的点)。
第1圆柱透镜cya，是在与多边形镜pm的主扫描方向(旋转方向)正交的副扫描方向(z方向)上，使射入的射束lb1收敛于多边形镜pm的反射面rp上。亦即，圆柱透镜cya，使射束lb1收敛于在多边形镜pm的反射面rp上延伸于与xy平面平行的方向的狭缝状(长椭圆状)。通过母线与y方向平行的圆柱透镜cya与后述的圆柱透镜cyb，即使是多边形镜pm的反射面rp从与z轴(旋转轴axp)平行的状态倾斜的情形，仍能抑制照射于基板p的被照射面上的射束lb1(描绘线sl1)的照射位置往副扫描方向偏离。
射束lbn对fθ透镜系统ft的射入角θ(相对光轴axf的角度)，是因应多边形镜pm的旋转角(θ/2)而变化。在射束lbn对fθ透镜系统ft的射入角θ为0度时，射入fθ透镜系统ft的射束lbn是沿着光轴axf上行进。来自fθ透镜系统ft的射束lbn，是在反射镜m24被反射往－z方向，经由圆柱透镜cyb投射往基板p。通过fθ透镜系统ft及母线与y方向平行的圆柱透镜cyb、进而通过射束扩张器系统be的作用，投射于基板p上的射束lb1是在基板p的被照射面上收敛成直径数μm左右(例如2～3μm)的微小点光sp。如以上所述，射入描绘单元u1的射束lb1，当在xz平面内观看时，从反射镜m20至基板p为止是沿着ㄈ字状曲折的光路被弯折，往－z方向行进而投射于基板p。
图4所示的轴线ax1虽是将射入反射镜m20的射束lb1的中心线延长者，但此轴线ax1，配置成与在反射镜m24被弯折向－z方向的fθ透镜系统ft的光轴axf同轴。通过以此方式配置，能使描绘单元u1的整体(反射镜m20～第2圆柱透镜cyb)绕轴线ax1微幅旋转，能高精度地调整描绘线sl1在xy面内的微小倾斜。以上的描绘单元u1的构成与其他描绘单元u2～u6的各个均是相同构成。藉此，一边由6个描绘单元u1～u6分别将射束lb1～lb6的各点光sp一维扫描于主扫描方向(y方向)，一边将基板p往长边方向搬送，藉此基板p的被照射面被点光sp相对地二维扫描，于基板p上以描绘线sl1～sl6的各线所描绘的图案在y方向接合的状态曝光。
作为一例，当将描绘线sln(sl1～sl6)的实效扫描长lt设为50mm，将点光sp的实效直径
vsp＝(8·α·vr·lt)/60〔mm/秒〕···式1
是以，振荡频率fa(周期tf)与旋转速度vr(rpm)设定为如下的关系。
由于以上原因，在将振荡频率fa设为400mhz(tf＝2.5ns)，将点光sp的直径
为了满足此式3的关系而容易地调整的参数，是以光源装置ls的振荡频率fa决定的周期tf与多边形镜pm的旋转速度vr。
此外，构成图4所示的原点传感器的射束受光系统60b，是产生多边形镜pm的反射面rp的旋转角度位置在来到反射面rp的描绘用的射束lbn的点光sp能开始扫描的前方近处的既定位置(规定角度位置、原点角度位置)的瞬间会发生波形变化的原点信号(亦称为同步信号、时序信号)szn。多边形镜pm由于具有8个反射面rp，因此射束受光系统60b，在多边形镜pm一圈旋转中会输出8次原点信号szn(8次波形变化)。原点信号szn是送至描绘控制装置200(参照图7)，在产生原点信号szn并经过既定延迟时间tdn后，开始点光sp沿着描绘线sln的描绘。
〔射束切换部内的中继光学系统〕
图5是显示选择用光学元件osn(os1～os6)及选择反射镜imn(im1～im6)周围的具体构成的图，但此处为使说明简单，仅代表地显示图3所示的射束切换部中使来自光源装置ls的射束lb最后射入的选择用光学元件os2与其前一个选择用光学元件os1周围的构成。从光源装置ls射出的射束lb，作为例如直径1mm以下的微小直径(第1直径)的平行光束以满足布拉格衍射的条件的方式射入选择用光学元件os1。
在未输入高频信号(超音波信号)亦即驱动信号df1的期间(驱动信号df1为off)，射入的射束lb在选择用光学元件os1不衍射而直接透射。透射的射束lb，于其光路上透射沿着光轴axa设置的聚光透镜ga及准直透镜gb，而射入后段的选择用光学元件os2。此时通过选择用光学元件os1并通过聚光透镜ga及准直透镜gb的射束lb成为与光轴axa同轴。聚光透镜ga使透射选择用光学元件os1的射束lb(平行光束)，以在位于聚光透镜ga与准直透镜gb间的面ps的位置成为射束腰的方式聚光。准直透镜gb使从面ps的位置发散的射束lb成为平行光束。通过准直透镜gb而成为平行光束的射束lb的直径为第1直径。
此处，所谓聚光透镜ga的后侧焦点位置与准直透镜gb的前侧焦点位置，是在既定容许范围内与面ps一致，聚光透镜ga的前侧焦点位置是以与选择用光学元件os1内的衍射点在既定容许范围内一致的方式配置，准直透镜gb的后侧焦点位置是以与选择用光学元件os2内的衍射点在既定容许范围内一致的方式配置。是以，聚光透镜ga与准直透镜gb，发挥使选择用光学元件os1内的衍射点(射束的偏向区域)与选择用光学元件os2内的衍射点(射束的偏向区域)成为在光学上共轭的关系的等倍中继光学系统(倒立成像系统)功能。因此，于面ps的位置形成中继光学系统(透镜ga,gb)的瞳面。
另一方面，在高频信号亦即驱动信号df1施加于选择用光学元件os1的on状态的期间，以布拉格衍射条件射入的射束lb被分成通过选择用光学元件os1而衍射的射束lb1(1次衍射光、主衍射射束)与未被衍射的0次的射束lb1z。若以满足布拉格衍射条件的方式设定射束lb对选择用光学元件os1的射入角度，则相对于0次的射束lb1z，会仅有衍射角为例如正方向的+1次衍射射束(lb1)强烈地产生，而负方向的－1次衍射射束或其他的2次衍射射束等几乎不产生。因此，在满足布拉格衍射条件的情形，在将射入的射束lb的强度设为100％且忽视选择用光学元件os1的透射率所导致的降低时，衍射后的射束lb1的强度最大为70～80％左右，剩余的30～20％左右成为0次的射束lb1z的强度。
0次的射束lb1z，通过聚光透镜ga与准直透镜gb所构成的中继光学系统，进而透射后段的选择用光学元件os2而被以吸收体tr吸收。以与高频的驱动信号df1的频率对应的衍射角往－z方向偏向的射束lb1(平行光束)是透射聚光透镜ga，射向设在面ps上的选择反射镜im1。由于聚光透镜ga的前侧焦点位置与选择用光学元件os1内的衍射点在光学上共轭，因此从聚光透镜ga射向选择反射镜im1的射束lb1，其从光轴axa偏心的位置是与光轴axa平行地行进，以在面ps的位置成为射束腰的方式聚光(收敛)。该射束腰的位置，设定为与通过描绘单元u1而投射于基板p上的点光sp在光学上共轭。
通过将选择反射镜im1的反射面配置于面ps的位置或其附近，被以选择用光学元件os1偏向(衍射)的射束lb1，在选择反射镜im1被反射往－z方向，经由准直透镜gc沿着轴线ax1(参照先前的图4)射入描绘单元u1。准直透镜gc，使通过聚光透镜ga收敛/发散的射束lb1，成为与准直透镜gc的光轴(轴线ax1)同轴的平行光束。通过准直透镜gc而成为平行光束的射束lb1的直径成为与第1直径大致相同。聚光透镜ga的后侧焦点与准直透镜gc的前侧焦点，在既定容许范围内配置于选择反射镜im1的反射面或其附近。
如上述，若使聚光透镜ga的前侧焦点位置与选择用光学元件os1内的衍射点在光学上共轭，并将选择反射镜im1配置于聚光透镜ga的后侧焦点位置亦即面ps，则在选择用光学元件os1衍射的射束lb1(主衍射射束)成为射束腰的位置能确实地选择(切换)。在其他选择用光学元件os3～os6之间、亦即选择用光学元件os5与os6之间、选择用光学元件os6与os3之间、选择用光学元件os3与os4之间、及在选择用光学元件os4与os1之间，设有以相同的聚光透镜ga与准直透镜gb构成的等倍的中继光学系统(倒立成像系统)。
〔描绘单元un内的光电传感器〕
图6，是说明设于图4所示的描绘单元u1内、用以检测射束lb1强度的光电传感器的可配置例的图。图6a是在xz面内观看描绘单元u1内的光路中反射镜m20至反射镜m23的光路的图，图6b是在xy面内观看描绘单元u1内的光路中反射镜m20至反射镜m21的光路的图。于描绘单元u1内的至多边形镜pm为止的射束光路，设有使射束lb1的行进方向弯折的反射镜m20、m20a、m21、m22、m23。此等反射镜，由于射束lb1是紫外波长区的激光，因此是使用具有对紫外波长区的光的反射率较高、对紫外波长的激光的耐性较高的介电体薄膜所形成的反射面者(亦称为激光反射镜)。
因此，反射镜m20、m20a、m21、m22、m23的各个虽会反射射入的射束lb1的强度的大部分(例如99％左右)，但剩余的1％左右的强度不会在反射面反射而往背侧透射。因此，如图6a、图6b所示，能使用配置于反射镜m20背侧的光电传感器sm1a、配置于反射镜m20a背侧的光电传感器sm1b、配置于反射镜m21的背侧光电传感器sm1c、配置于反射镜m22背侧的光电传感器sm1d、及配置于反射镜m23背侧的光电传感器sm1e的任一个，来得到与射束lb1的强度对应的光电信号。
此等光电传感器sm1a～sm1e虽只要设置任一个即可，但尤佳为利用配置于偏光射束分离器bs1后的反射镜m21背侧的光电传感器sm1c、或者配置于光阑fap后的反射镜m22背侧的光电传感器sm1d的任一者。本实施形态中，由于是通过光阑fap截去射束lb1的剖面内强度分布中的波底部分，因此为了检测截去后的强度(光量)，是使用光电传感器sm1d。将从光电传感器sm1d输出的光电信号设为ss1。关于其他描绘单元un(u2～u6)的各个亦同样地，是通过来自配置于光阑fap后的反射镜m22背侧的光电传感器smnd(n为2～6)各个的光电信号ssn(n为2～6)来检测射束lbn(n为2～6)的各强度(光量)。
又，图4的说明中，以反射镜m20a反射而射入偏光射束分离器bs1的射束lb1，虽是以大致100％的强度在偏光分离面反射而射向反射镜m21，但实际上会因与射入的射束lb1的直线偏光的紊乱或偏光射束分离器bs1的消光比对应的比率，而存在不在偏光分离面反射而透射的漏光成分。因此，亦可如图6b所示，以光电传感器sm1f接收透射偏光射束分离器bs1的漏光成分，监控射束lb1的强度(光量)。
以上说明的光电传感器smna～smnf(n为1～6)，较理想者为能组装于描绘单元un内的小型半导体光电元件，较佳为对紫外波长区(300～400nm)的脉冲光具有感度且响应性高的物。例如能利用pin光二极管、雪崩光二极管(apd)、金属－半导体－金属(msm)光二极管等。在将以图3所说明的光源装置ls作为光纤放大激光光源的情形，虽能将波长355nm的脉冲光以例如400mhz(周期2.5ns)程度振荡出，但1脉冲光的发光时间仅为数十皮秒左右。对于此种极短发光时间的紫外脉冲光，虽难以以1脉冲单位正确地进行强度(光量)检测，但由于在msm光二极管中，亦有启动响应时间(10％→90％)为数十皮秒者，因此通过使用该种msm光二极管，即能以误差较少的状态测量各脉冲的强度(光量)。
〔描绘控制系统〕
其次，使用图7说明本实施形态的用以进行描绘单元u1～u6各自的图案描绘的控制、及调整点光sp的强度或曝光量的控制的描绘控制系统的概略构成。图7是显示将图3所示的来自光源装置ls的射束lb选择性地供给至描绘单元u1～u6的各个的射束切换部(包含选择用光学元件os1～os6、反射镜m1～m12、选择反射镜im1～im6、中继光学系统等)的示意性配置，且显示光源装置ls、描绘控制装置(描绘控制部)200、及光量测量部202的连接关系。如以图3所说明般，来自光源装置ls的射束lb，虽是在反射镜m1,m2反射，依序通过选择用光学元件os5,os6,os3,os4,os1,os2后，射入图3所示的吸收体tr，但在图7中仅显示光路中的反射镜m1,m7,m8，于选择用光学元件os2与吸收体tr之间设置反射镜m13。反射镜m13，是将通过选择用光学元件os2而未在选择反射镜im2反射的0次衍射射束朝向吸收体tr反射。射束切换部所含的反射镜m1～m13或选择反射镜im1～im6，是与描绘单元un内的反射镜m20～m24相同的激光反射镜，在射束lb的波长355nm具有些微透射率(例如1％以下)。
此处，如图7所示，将检测从光源装置ls射出的射束lb的强度(光量)的光电传感器dta设于反射镜m1背面侧，将检测在所有选择用光学元件os1～os6为off状态时透射的射束lb本身、或未在on状态的选择用光学元件osn衍射的射束lb的0次衍射射束的光电传感器dtb，设于反射镜m13背面侧。光电传感器dta,dtb，是以如先前所说明的pin光二极管、雪崩光二极管(apd)、msm光二极管的任一者构成。从光电传感器dta输出的光电信号sa，为了监控从光源装置ls射出的射束lb的原本强度(光量)而被送至光量测量部202，从光电传感器dtb输出的光电信号sb，则为了监控6个选择用光学元件os1～os6的透射率变动或衍射效率变动而被送至光量测量部202。此外，图7中，是显示仅选择用光学元件os4响应驱动信号df4而成为了on状态时的样子，通过选择用光学元件os4衍射的来自光源装置ls的射束lb的1次衍射射束，是成为射束lb4而供应至描绘单元u4。
〔光源装置ls〕
如先前所说明，光源装置ls，为如图8所示的光纤放大激光光源(通过光放大器与波长转换元件产生紫外脉冲光的激光光源)。图8的光纤放大激光光源(ls)的构成，由于已详细揭示于例如国际公开第2015/166910号说明书，因此此处仅简单说明。图8中，光源装置ls，包含：控制电路120，其包含生成用以使射束lb以频率fa脉冲发光的时钟信号ltc的信号产生部120a；以及种光产生部135，生成响应时钟信号ltc而以红外波长区脉冲发光的2种类的种光s1,s2。
种光产生部135包含dfb半导体激光元件130,132、透镜gla,glb、偏光射束分离器134等，dfb半导体激光元件130，是响应于时钟信号ltc(例如400mhz)而产生尖峰强度大且陡峭或尖锐的脉冲状的种光s1，dfb半导体激光元件132，是响应时钟信号ltc而产生尖峰强度小且缓慢(时间上较宽)的脉冲状的种光s2。种光s1与种光s2设定为发光时点同步(一致)，且每1脉冲的能量(尖峰强度×发光时间)均大致相同。
进而，dfb半导体激光元件130所产生的种光s1的偏光状态设定为s偏光，dfb半导体激光元件132所产生的种光s2的偏光状态设定为p偏光。偏光射束分离器134，使来自dfb半导体激光元件130的s偏光的种光s1透射而导至电气光学元件(勃克尔盒、克尔盒等的eo元件)136，且使来自dfb半导体激光元件132的p偏光的种光s2反射而导至电气光学元件136。
电气光学元件136，是依据从图7的描绘控制装置200送来的描绘数据(与点光sp的一次扫描中所描绘的像素数量对应的描绘位序列数据)sdn(n为与描绘单元u1～u6的任一者对应的数量)，通过驱动电路136a高速地切换2种类的种光s1,s2的偏光状态。描绘控制装置200，亦发挥存储描绘数据的存储部的功能。在输入驱动电路136a的描绘位序列数据sdn的1像素量的逻辑信息为l(「0」)状态时，电气光学元件136是不改变种光s1,s2的偏光状态而直接导至偏光射束分离器138，在描绘位序列数据sdn的1像素量的逻辑信息为h(「1」)状态时，电气光学元件136是使射入的种光s1,s2的偏光方向旋转90度后导至偏光射束分离器138。
是以，电气光学元件136，在描绘位序列数据sdn的像素的逻辑信息为h状态(「1」)时，是将s偏光的种光s1转换为p偏光的种光s1，将p偏光的种光s2转换为s偏光的种光s2。偏光射束分离器138，是使p偏光的光透射并经由透镜glc导至合成器144，使s偏光的光反射而导至吸收体140。将透射偏光射束分离器138的种光(s1与s2的任一方)作为种光射束lse。通过光纤142a而被导至合成器144的来自激发光源142的激发光(帮浦光、电荷(charge)光)，是与从偏光射束分离器138射出的种光射束lse合成而射入光纤光放大器146。
通过以激发光将掺杂于光纤光放大器146的激光媒质激发，而在通过光纤光放大器146内的期间种光射束lse被放大。放大后的种光射束lse，是从光纤光放大器146的射出端146a伴随既定发散角而放射，以通过透镜gld而聚光于第1波长转换光学元件148的方式射入。第1波长转换光学元件148，是通过第2谐波产生(secondharmonicgeneration：shg)，对射入的种光射束lse(波长λ)生成波长为λ的1/2的第2谐波。种光射束lse的第2谐波(波长λ/2)与原本的种光射束lse(波长λ)，是以经由透镜gle而聚光于第2波长转换光学元件150的方式射入。第2波长转换光学元件150，是通过第2谐波(波长λ/2)与种光射束lse(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。此第3谐波，成为于370mm以下的波长区域(例如355nm)具有尖峰波长的紫外脉冲光(射束lb)。从第2波长转换光学元件150产生的射束lb(发散光束)，是通过透镜gle转换为射束径为1mm左右的平行光束而从光源装置ls射出。
在施加于驱动电路136a的描绘位序列数据sdn的1像素量的逻辑信息为l(「0」)的情形(在不曝光该像素的非描绘状态时)，电气光学元件136是在不改变射入的种光s1,s2的偏光状态的情形下直接导至偏光射束分离器138。因此，射入合成器144的种光射束lse来源于种光s2。光纤光放大器14，由于对此种尖峰强度低、且时间上较宽的迟钝特性的种光s2的放大效率为低，因此从光源装置ls射出的p偏光的射束lb，成为不放大至曝光所必需的能量的脉冲光。此种来源于种光s2而生成的射束lb的能量极低，照射于基板p的点光sp的强度成为极低的等级。如此，从光源装置ls，在非描绘状态时亦持续射出紫外脉冲光的射束lb(虽为微弱)，因此将在此种非描绘状态时射出的射束lb亦称为off/射束(off/脉冲光)。
另一方面，在施加于驱动电路136a的描绘位序列数据sdn的1像素量的逻辑信息为h(「1」)的情形(在曝光该像素的描绘状态时)，电气光学元件136是改变射入的种光s1,s2的偏光状态而导至偏光射束分离器138。因此，射入合成器144的种光射束lse来源于种光s1。来源于种光s1的种光射束lse的发光分布，由于尖峰强度大且尖锐，因此种光射束lse是被光纤光放大器146有效率地放大，从光源装置ls输出的p偏光的射束lb具有基板p的曝光所必需的能量。在描绘状态时从光源装置ls输出的射束lb，为了与在非描绘状态时射出的off/射束(off/脉冲光)区别，亦称为on/射束(on/脉冲光)。如上述，于作为光源装置ls的光纤放大激光光源内，通过以作为描绘用光调变器的电气光学元件136选择2种类的种光s1,s2的任一方并放大，而能将光纤放大激光光源设成能响应于描绘数据(sdn)而高速地爆炸发光(burstlightemission)的紫外脉冲光源。
此外，来自图8的信号产生部120a的时钟信号ltc，如图7所示亦供给至描绘控制装置200与光量测量部202。描绘控制装置200，是输入来自描绘单元u1～u6各个的原点信号sz1～sz6，以使描绘单元u1～u6各自的多边形镜pm的旋转速度一致，且使其旋转角度位置(旋转的相位)彼此成为既定关系的方式同步控制多边形镜pm的旋转。光源装置ls与描绘控制装置200，通过连接于光源装置ls内的控制电路120的介面汇流排(亦可为串列汇流排)sj，收授各种控制信息(指令或参数)。描绘控制装置200，包含存储描绘位序列数据sdn的记忆体，该描绘位序列数据sdn是待根据原点信号sz1～sz6以描绘单元u1～u6各自的点光sp的描绘线sl1～sl6所描绘者。进而，于描绘控制装置200，预先设定有是以射束lb的多少脉冲量来描绘存储于记忆体的描绘位序列数据sdn的1像素量的数据(1位)。例如，在设定为将1像素以射束lb的2脉冲(于主扫描方向与副扫描方向的各方向有2个点光sp)描绘的情形，描绘位序列数据sdn的数据，是每于时钟信号ltc的2时钟脉冲即读出1像素量(1位)，并施加于图8的驱动电路136a。
〔描绘控制装置200内的驱动模组〕
又，于描绘控制装置200内，设有用以对选择用光学元件(aom)os1～os6的各个供给驱动信号df1～df6的驱动模组(电路)。图9是说明该驱动模组构成的一例的方块图。图9中，于驱动模组设有强度调整控制部250，其是响应来自描绘单元u1～u6各个的原点信号sz1～sz6，生成用以使选择用光学元件os1～os6中的任一个成为on状态的切换信号lp1～lp6，且控制要将驱动信号df1～df6各自的强度(高频信号的振幅)设定在既定可调整范围的何处。从信号源rf对选择用光学元件os1～os6的各个施加驱动信号df1～df6的6个高频放大电路251a～251f的各个，共通地施加一定的基准频率(例如数十mhz～100mhz)的高频信号，高频放大电路251a～251f，分别响应于切换信号lp1～lp6，切换成将驱动信号df1～df6施加于选择用光学元件os1～os6的状态与不施加的状态。
进而，高频放大电路251a～251f的各个，是输入以增益设定电路252a～252f生成的设定信号pw1～pw6，调整驱动信号df1～df6各自的强度(振幅、增益)。待设定驱动信号df1～df6各自的强度，虽是通过强度调整控制部250内的cpu或者描绘控制装置200内的cpu来运算，但作为其运算源的信息，是来自以图6所说明的光电传感器smnd(n为1～6)的光电信号ssn(n为1～6)、来自图7所示的光电传感器dta,dtb的光电信号sa,sb。在选择用光学元件os1～os6的各个为aom的情形，通过驱动信号df1～df6而供给至aom的高频电力(rf电力)与衍射效率β(相对于射入的射束lb的强度的1次衍射射束lbn的强度的比率)，作为一例是具有如图10的特性。图10中，横轴是表示投入aom的rf电力(驱动信号dfn的振幅)，纵轴是表示使用在布拉格衍射的aom的1次衍射射束的衍射效率β(％)。如图10所示，具有通过aom使衍射效率β随着rf电力的增加而达到最大的衍射效率βmax且即使使rf电力更加增加衍射效率β亦会减少的特性。是以，选择用光学元件os1～os6各自的衍射效率的调整(驱动信号dfn的振幅设定)，是在考虑最大的衍射效率βmax后进行。图9所示的强度调整控制部250，是根据如图10的特性，预先求出驱动信号dfn的振幅变化与选择用光学元件osn的衍射效率β的变化(及从该衍射效率β的变化推定出的作为1次衍射射束的射束lbn的强度变化)的相关关系，以表或函数式加以存储。
〔光量测量部202〕
其次，根据图11的电路方块图说明图7所示的光量测量部202的构成。光量测量部202，包含：8个测量电路部ccbn(ccb1～ccb8)，是输入来自设于描绘单元un的各个的光电传感器smnd(参照图6)的光电信号ssn(ss1～ss6)、及来自光电传感器dta,dtb的光电信号sa,sb的各信号，测量供应至描绘单元un的各个的描绘用射束lbn(lb1～lb6)各自的光量(或强度)，将其测量结果以数位值输出；mpu(微处理器)300，统筹地控制测量电路部ccbn各自的测量动作、测量结果的收集、与描绘控制装置200的数据通讯等；高速地保存测量结果的动态记忆体(dram)302、以及用以将来自测量电路部ccbn的各个的测量结果选择性地存储于dram302的多工器电路部304。进而，测量电路部ccbn(ccb1～ccb8)的各个，是由放大光电信号ssn(ss1～ss6),sa,sb的放大电路306、将脉冲状地产生的光电信号ssn,sa,sb的尖峰值保持既定时间(时钟信号ltc的频率fa的周期程度)并加以积算的抽样保持(s/h)型的积分电路307、将以积分电路307积算的积分输出值转换为数位值的模拟/数位转换电路(adc)308构成。微处理器mpu300，是根据时钟信号ltc，对测量电路部ccbn(ccb1～ccb8)各自的积分电路307与adc308，送出下达各自的动作时点的指令的控制信号cs1，且对多工器电路部304送出下达选择动作时点的指令的控制信号cs2。
〔旋转圆筒dr的控制系统与对准系统〕
图12，是显示测量图3所示的旋转圆筒dr的旋转角度位置的编码器测量系统与检测形成于基板p的对准用标记图案的位置的标记检测系统的概略构成。图12中，于旋转圆筒dr设有与中心轴axo同轴地往y方向延伸的轴sft，此轴sft，是与以图2所示的马达30的旋转轴同轴地结合。于旋转圆筒dr的y方向端部侧，与轴sft(中心轴axo)同轴地固定有圆盘状或圆环状的标尺构件esd，与旋转圆筒dr一起在xz面内旋转。于标尺构件esd的与中心轴axo平行的外周面，沿着其周方向以一定节距(例如20μm左右)刻设有格子状的刻度。图12中，虽将标尺构件esd的直径标示成较旋转圆筒dr的外周面直径小，但标尺构件esd的自中心轴axo起的半径，可相对于旋转圆筒dr的外周面半径在±5％左右的范围内一致。此外，图12中，将包含中心轴axo的与yz面平行的面作为中心面pcc。
如图12所示，当在xz面内观看旋转圆筒dr时(从y方向观看时)，从奇数号的描绘单元u1,u3,u5分别投射的射束lb1,lb3,lb5，设定为相对中心面pcc倾斜角度－θu，从偶数号的描绘单元u2,u4,u6分别投射的射束lb2,lb4,lb6，设定为相对中心面pcc倾斜角度+θu。角度θu设定为10°～20°左右。在卷绕于旋转圆筒dr而搬送的基板p的行进方向奇数号的射束lb1(lb3,lb5)的上游侧，设有用以检测形成于基板p的十字状对准标记(或者形成于旋转圆筒dr外周面的基准标记)的位置的对准系统ams。
对准系统ams的物镜obl在基板p上具有200～500μm角左右的检测视野(检测区域)，对准系统ams，具备以高速快门速度拍摄出现于检测区域内的标记的像的ccd或cmos所构成的摄影元件。以摄影元件拍摄(捕捉)的包含标记的像的图像信号，通过对准测量系统500进行图像解析，生成与所拍摄的标记像的中心位置与检测区域内的基准位置(中心点)在相对二维(主扫描方向与副扫描方向)的位置偏移量相关的信息。此外，物镜obl的光轴的延长线，配置成在既定误差范围内与旋转圆筒dr的中心轴axo交叉。
再者，于标尺构件esd的周围，以与其外周面对向的方式，设有用以读取刻度移动的三个编码器读头(读取读头、检测读头)eh1,eh2,eh3。在xz面内，编码器读头eh1设定为在从中心轴axo观看时成为与物镜obl的检测区域相同方位，编码器读头eh2设定为在从中心轴axo观看时成为与奇数号的射束lb1(lb3,lb5)的投射位置(描绘线sl1,sl3,sl5)相同方位，编码器读头eh3设定为在从中心轴axo观看时成为与偶数号的射束lb2(lb4,lb6)的投射位置(描绘线sl2,sl4,sl6)相同方位。
编码器读头eh1,eh2,eh3的各个，是与标尺构件esd的刻度的周方向移动相应地周期性地变化其位准，且将具有90度相位差的2相信号输出至计数器电路部502。计数器电路部502，根据来自编码器读头eh1的2相信号，将以次微米(例如0.2μm)的分析能力对刻度的移动量(位置变化)进行数位计数后的测量值cv1输出至对准测量系统500。对准测量系统500，是将由对准系统ams的摄影元件在检测区域内将标记的像的图像捕捉的瞬间的测量值cv1锁存，且根据通过图像解析而求出的标记像的相对位置偏移量与锁存的测量值cv1，以基板p上的标记的位置作为旋转圆筒dr的旋转角度位置(测量值cv1的值)而将以次微米精度赋予对应关系而算出的位置信息dam输出至图7所示的描绘控制装置200。
同样地，计数器电路部502，是根据分别来自编码器读头eh2与eh3的2相信号，将以次微米(例如0.2μm)的分析能力对刻度的移动量(位置变化)进行数位计数后的测量值cv2,cv3输出至描绘控制装置200。描绘控制装置200，根据测量值cv2控制奇数号的描绘单元u1,u3,u5对副扫描方向的描绘位置(时点)，根据测量值cv3控制偶数号的描绘单元u2,u4,u6对副扫描方向的描绘位置(时点)。进而，设有根据以计数器电路部502计数的测量值cv1～cv3中的至少1个或至少2个的平均值，精密地对马达30的旋转速度进行服务器控制的驱动电路部504。
此外，于计数器电路部502内，存储有为了在涵盖标尺构件esd的一圈事前地测量编码器测量系统中的固有误差(标尺构件esd的偏心误差、真圆度误差、刻度的节距误差等)并加以修正用的修正图，测量值cv1,cv2,cv3，是以被该修正图即时修正后的状态，输出至对准测量系统500或描绘控制装置200。
〔描绘动作例〕
通过以上的图2～图12的构成，各描绘单元un(u1～u6)，根据存储于图7的描绘控制装置200的描绘数据(sdn)描绘电子元件用的图案。使用图13时序图简单说明此时的描绘单元un的描绘动作的一例。图13中，来自描绘单元un内的原点传感器(图4的射束受光系统60b)的原点信号szn，是与例如多边形镜pm的8个反射面rp中的1个反射面rpa与次一反射面rpb分别对应地产生原点脉冲szna,sznb。原点脉冲szna,sznb，是对应于多边形镜pm的旋转速度，以多边形镜pm旋转45°的时间间隔tpab产生。原点信号szn中，包含在多边形镜pm旋转一圈的期间、接续于图13所示的原点脉冲szna,sznb以时间间隔tpab产生的6个原点脉冲sznc～sznh。
如先前所说明，在将多边形镜pm的1个反射面rp的扫描效率1/α设为1/3的情形时，从图9所示的强度调整控制部250输出的切换信号lpn(lp1～lp6)，是如图13所示，在从原点信号szn的1个原点脉冲szna的产生时经过既定延迟时间δta后，为了使选择用光学元件osn成为on状态而从「l」切换至「h」，从原点脉冲szna的产生起即将经过时间tpab/3之前从「h」切换至「l」。
关于其他原点脉冲sznb～sznh的各个亦同样地，在延迟时间δtb～δth的经过后后，切换信号lpn(lp1～lp6)从「l」切换至「h」，在从原点脉冲sznb～sznh的各个的产生起即将经过时间tpab/3之前从「h」切换至「l」。不过，在将图3所示的1个来自光源装置ls的射束lb以供应至6个描绘单元u1～u6的任一个的方式切换的情形时，1个描绘单元un，被控制成以跳过多边形镜pm的8个反射面rp的一面的方式扫描射束lbn。因此，是响应于连续产生的8个原点脉冲szna～sznh中例如4个原点脉冲szna,sznc,szne,szng的各个，切换信号lpn(lp1～lp6)从「l」切换至「h」，在即将经过时间tpab/3之前从「h」切换至「l」。
如图13所示，在切换信号lpn成为「h」的时间tpab/3的期间，响应于描绘位序列数据sdn而被调变了强度的点光sp(射束lbn)沿着描绘线sln扫描一次。描绘位序列数据sdn，是作为以1位表示1像素的位序列信号而从描绘控制装置200施加于图8的光源装置ls内的驱动电路136a。图13中，如做为一例显示的描绘位序列数据sdn的波形部分wfs，描绘位序列数据sdn与来自光源装置ls的时钟信号ltc，被描绘控制装置200控制成1像素量对应时钟信号ltc的2时钟脉冲。
此处，若将描绘位序列数据sdn中的1位为「0」的像素设为off像素、将画影线的「1」的像素设为on像素，光源装置ls，对off像素以极低强度输出射束lb的2脉冲量(时钟信号ltc的2个时钟脉冲量)，对on像素则以高强度输出射束lb的2脉冲量。是以，在沿着描绘线sln的点光sp的一次扫描中投射于基板p的点光sp(射束lbn)的脉冲数，能从描绘数据(sdn)预先求出为沿着描绘线sln的总像素数中的on像素数的2倍。
图14，是显示将描绘于基板p上的图案分割成主扫描方向与副扫描方向的二维像素排列，将1像素的主扫描方向的尺寸py与副扫描方向的尺寸px设为2μm角时，作为一例在主扫描方向与8μm的线宽的线&空间图案对应的描绘位序列数据sdn与点光sp(射束lbn)的脉冲的关系的时序图。图14，是显示将排列于副扫描方向的2像素量的图案部分，以排列于副扫描方向的4条描绘线sln1～sln4描绘的样子。由于将1像素设为2μm角，因此点光sp的实效直径为2μm左右，伴随基板p往副扫描方向的移动的描绘线sln1～sln4的间隔(节距)为1μm。图8的光源装置ls，是依据来自图7的描绘控制装置200的描绘位序列数据sdn中的像素的位数据(「1」或「0」)与时钟信号ltc的逻辑积(and)，而将点光sp作为on/脉冲光或off/脉冲光投射于基板p。是以，如图14所示，8μm线宽(4个on像素)的图案是以点光sp连续的8个on/脉冲光来描绘。
〔光量测量动作例〕
图15，是示意显示来自设于描绘单元un(u1～u6)的各个的光电传感器smnd(sm1d～sm6d)的光电信号ssn(ss1～ss6)或来自图7所示的光电传感器dta,dtb的光电信号sa,sb的信号波形wfp的波形图。图15中，横轴表示时间(ps)，纵轴表示光电信号ssn,sa,sb经规格化后的强度，波形wfp是在将光电传感器smnd,dta,dtb设为msm光二极管时响应于来自光源装置ls的射束lb(或lbn)的1脉冲光而取得者。msm光二极管，其响应性(启动时间)虽为较高的数十ps左右，但若与射束lb(lbn)的1脉冲光的发光时间相较则较长，因此相对于与实际的1脉冲光的强度变化对应的波形wfp’，光电信号ssn,sa,sb的波形wfp为较钝的波形。
是以，射束lb(lbn)的1脉冲光的尖峰强度vdp，较实际的尖峰强度vdp’大幅衰减。然而，由于实际的尖峰强度vdp’与光电信号ssn,sa,sb的尖峰强度vdp之间有一定的比例关系，因此通过以图11所示的光量测量部202内的微处理器mpu300持续地测量尖峰强度vdp的变化，即能监控射束lb(lbn)的脉冲光的强度变动。此外，光电信号ssn,sa,sb的波形wfp，虽保持与实际的1脉冲光的波形wfp’的相似性，但对应波形wfp’光量的面积值与光电信号ssn,sa,sb的波形wfp的面积值之间亦有一定的比例关系。
由以上的说明可知，本实施形态中，是通过图11详细所示的图7中的光量测量部202，积算(加算)与作为on像素而投射于基板p上的射束lbn的脉冲光强度对应的光电信号ssn,sa,sb的波形wfp的尖峰强度vdp，判定其积算值相对于从描绘数据上的on像素数推定的值(设计值)是否在既定误差范围内，藉此测量供给至描绘单元un(u1～u6)的各个的射束lbn(lb1～lb6)的强度变动或来自光源装置ls的射束lb的强度变动。此外，作为msm光二极管，例如滨松光子学股份有限公司制的g4176系列中，具有在紫外波长区(400nm以下)的感度较在红外波长区(800nm前后)的感度减弱成1/10左右的分光感度特性。然而，投射于图6所示的各反射镜m20～m23的射束lbn或投射于图7所示的反射镜m1,m13的射束lb，由于原本的射束强度(功率)设定为较高的数瓦特以上，因此即使各反射镜的透射率为1％左右，在光电传感器的受光面亦可得到数十mw～数mw左右的射束强度。
图16，是测量在沿着描绘线sln的点光sp的一次扫描期间(在图13中为时间tpab/3)供给至描绘单元un(u1～u6)的各个的射束lbn(lb1～lb6)的强度变动时所使用的特性图表。图16中，横轴，是表示相对于沿着描绘线sln的实效扫描长lt设定为50mm时的2μm角的像素总数25000的on像素数，纵轴是表示将在与on像素数对应的射束lbn的脉冲光的受光中所取得的光电信号ssn的尖峰强度vdp予以积算时的积算值(积分值)fxn。图16的直线crf，是表示预先通过曝光量(强度)设定用的校准等而设定的on像素数与设计上的积算值fxn(目标积分值或目标积分光量)的比例关系的系数(倾斜)δef。将在总数25000的像素的全部为on像素时所取得的设计上的积算值fx设为最大值fmax。直线crf的系数(倾斜)δef，根据因应于基板p上的感光性功能层的感度而设定的曝光量调整最大值fmax，藉此来设定。直线cra,crb，是表示相对于以设计上的系数(倾斜)δef设定的直线crf以既定比率(％)倾斜的容许线、亦是相对于积算值fxn的设计值(目标积分值或目标积分光量)而设定的误差范围±δke(％)。此外，图16的特性图表中的总像素数的值(25000)、设计上的最大值fmax、系数(倾斜)δef、误差范围±δke存储于图11的处理器mpu300内。
图11的处理器mpu300，是根据在描绘控制装置200内生成的原点信号szn与切换信号lpn(图13)的输入，对与在6个描绘单元u1～u6中开始描绘动作的1个描绘单元un对应的图11中的测量电路部ccbn输出控制信号csn。此处，例如若已到达描绘单元u1开始描绘的时点(已产生原点信号sz1的1个原点脉冲的时点)，则处理器mpu300将测量电路部ccb1内的积分电路307所保持的积分值，响应于原点信号sz1的原点脉冲而重设为零后，送出在切换信号lp1如图13所示在「h」等级的期间积分电路307会将光电信号ss1的尖峰强度vdp(图15)予以积分的控制信号cs1。响应于该信号，积分电路307，是对adc308输出积分値，亦即在图13所示的on像素时将从光源装置ls产生而成为射束lb1射入描绘单元u1的on/脉冲光的强度(光量)值依次加算后的值所对应的积分值。
处理器mpu300，在切换信号lp1如图13所示成为「l」等级的瞬间，adc308送出用以将从积分电路307输出的积分值转换为数位值而输出至多工器电路部304的控制信号cs1。进而，处理器mpu300，通过多工器电路部304使来自测量电路部ccb1的adc308的积分值的数位值存储于dram302。以上动作，在与其他描绘单元u2～u6的各个对应的测量电路部ccb2～ccb6亦同样地执行。此处，将根据光电信号ss1～ss6以测量电路部ccb1～ccb6的各个测量的积分值(实际积分值、实际积分光量)设为fx1～fx6。
处理器mpu300，是计算所测量的实际积分值fx1～fx6的各个根据图16所示的特性图表，射束lb1～lb6的各个是否在适当强度(适当光量)范围。例如，在沿著描绘线sl1的点光sp的一次扫描中所描绘的on像素数为pk1时，即根据系数(倾斜)δef与误差范围±δke(％)，处理器mpu300，将pk1·δef作为设计积分值fxd1，通过以下的比较运算判定实际积分值fx1的适当与否。
fxd1·(1－δke/100)≦fx1≦fxd1·(1+δke/100)
同樣地，在沿著描绘线sl2的点光sp的一次扫描中所描绘的on像素数为pk2时，即根据系数(倾斜)δef与误差范围±δke，处理器mpu300，将pk2·δef作为设计积分值fxd2，通过以下的比较运算判定实际积分值fx2的适当与否。
fxd2·(1－δke/100)≦fx2≦fxd2·(1+δke/100)
亦即，处理器mpu300，在将n对应于描绘单元un而设为1～6时，在实际积分值fxn相较于设计积分值fxdn进入至误差范围±δke(％)时，是判定实际积分值fxn为适当范围、亦即射束lbn的on/脉冲光的光量(尖峰强度)为适当范围。
如以上所述，与在描绘单元un的各个的点光sp的一次扫描中投射的on/脉冲光的光量对应的实际积分值fxn，是与一次扫描中所描绘的总像素数25000中所占on像素数的比率亦即描绘密度(图16)成正比地得到。描绘密度(％)能根据描绘位序列数据sdn预先求出。是以，就各描绘单元un以处理器mpu300算出实际积分值fxn/描绘密度(％)的值，并判定该值在描绘单元un间是否一致于容许范围内，藉此能大致即时地测量以描绘线sln的各线所描绘的图案的曝光量的差异(不均)。
又，本实施形态中，能在每沿着描绘线sln的点光sp的一次扫描时测量实际积分值fxn。然而，于此情形下，作为处理器mpu300必需采处理能力高且高速者。因此亦可以使处理能力具有余裕的方式，在点光sp的每多次扫描中的一次扫描测量实际积分值fxn。具体而言，亦可在通过描绘单元un的多边形镜pm的8个反射面rp中的1个反射面rp扫描射束lbn的扫描期间(图13的时间tpab/3的期间)，多边形镜pm每多旋转的一旋转中的描绘期间(时间tpab/3)、或原点信号szn的原点脉冲每产生多次的描绘期间(时间tpab/3)的任一个期间中，测量实际积分值fxn。
进而，亦可如图14所示，将以点光sp的连续4次扫描的描绘线sln1～sln4的各线投射的射束lbn的on/脉冲光的光量的实际积分值fxn一起测量。具体而言，在图13所示的切换信号lpn连续4次成为「h」等级的期间中持续积分电路307对光电信号ssn的尖峰强度的积分，测量在4条描绘线sln1～sln4的描绘期间中所得的实际积分值fxn。此情形下，根据4条描绘线sln1～sln4的各线中的on像素数的合计值与总像素数4×25000的比率亦即描绘密度(％)、以及所测量的4次扫描量的实际积分值fxn，判定实际积分值fxn/描绘密度(％)的值相对于预先设定的基准值是否在既定误差范围内。
在根据以上述方式测量的实际积分值fxn推定的描绘中的射束lbn所致的曝光量(强度)从目标值变动的情形，处理器mpu300是将与其变动量(误差量)相关的信息送出至图7的描绘控制装置200。描绘控制装置200，根据与变动量(误差量)相关的信息，通过图9所示的强度调整控制部250，调整施加于高频放大电路251a～251f的来自增益设定电路252a～252f的设定信号pw1～pw6。设定信号pw1～pw6的调整，是根据供给至图10所示的选择用光学元件osn(os1～os6)各个的驱动信号dfn(df1～df6)的高频电力(rf电力)与选择用光学元件osn的衍射效率β的特性来进行。
本实施形态中，由于6个描绘单元u1～u6的描绘线sl1～sl6的各线所描绘的图案在主扫描方向(y方向)接续，因此若所曝光图案的曝光量有差异，有时延伸于y方向的线状图案的线宽在接续部的y方向两侧会变化。因此，特别重要的是，将从描绘单元u1～u6的各个投射于基板p的射束lb1～lb6彼此的强度，汇整在既定容许范围(例如±2～5％)内。进而，投射于基板p的射束lb1～lb6的强度的絶对值，维持在与基板p上的感光性功能层的感度对应的值一事亦为重要。处理器mpu300是根据所测量的实际积分值fxn(fx1～fx6)，推定射束lb1～lb6彼此的强度差与强度的絶对值，描绘控制装置200在彼此的强度差与强度的絶对值脱离容许范围的情形时，是调整来自增益设定电路252a～252f的设定信号pw1～pw6。
〔变形例1〕
如图12所示，被投射奇数号的射束lb1,lb3,lb5的基板p在副扫描方向的位置是通过编码器读头eh2测量，被投射偶数号的射束lb2,lb4,lb6的基板p在副扫描方向的位置是通过编码器读头eh3测量。因此，基板p每在副扫描方向送出一定距离、例如5mm，即通过图11所示的光量测量部202，在点光sp的一次或多次的扫描的期间测量实际积分值fxn，根据该实际积分值fxn推定从描绘单元un的各个投射于基板p的射束lbn的强度变动。图17，是显示于基板p上沿着长度方向(x’方向)形成的矩形状图案区域wq1,wq2,wq3与对准用的标记mk1,mk2,mk3,mk4的配置的一例，且显示6条描绘线sl1～sl6与排列于y方向的4个对准系统amsn(ams1～ams4)各自的物镜obl的检测区域(检测视野)vw1,vw2,vw3,vw4的配置。
图17中，十字状的标记mk1，是以在检测区域vw1内被捕捉的方式，在基板p的－y方向端部附近沿着x’方向以一定间隔设置，十字状的标记mk4，是以在检测区域vw4内被捕捉的方式，在基板p的+y方向端部附近沿着x’方向以一定间隔设置。十字状的标记mk2,mk30，分别以在检测区域vw2,vw3内被捕捉的方式，设在在x’方向的图案区域wq1与wq2之间及图案区域wq2与wq3之间的余白区域asp。于余白区域asp，基本上不进行与描绘单元u1～u6分别对应的描绘线sl1～sl6所进行的图案曝光。图17，是显示在以描绘线sl1～sl6分别对图案区域wq1进行图案曝光的途中，于图案区域wq1的－x’方向侧(上游侧)附带地形成的4处标记mk1～mk4的各个在4个检测区域vw1～vw4被检测的状态。图案区域wq1，是从奇数号的描绘线sl1,sl3,sl5的描绘开始，基板p在从其位置往+x’方向移动距离xsl后，开始偶数号的描绘线sl2,sl4,sl6的描绘。
因此，在本变形例，是测量将在图案区域wq1内直线延伸于y方向的区域aew曝光时的曝光量。区域aew的x’方向的位置，是根据编码器读头eh1的测量值cv1(图12)与以至少2个对准系统ams1,ams4的各个检测的标记mk1,mk4的位置信息予以特定。此外，图17中，设定在图案区域wq1内的区域aew虽在x’方向仅有1处，但亦可设定在x’方向以既定间隔分离的多个位置的各位置。又，区域aew设定为沿着各描绘线sln仅扫描一次点光sp的区域、点光sp连续扫描多次的范围的区域、或者包含每连续扫描点光sp多次(例如与多边形镜pm的反射面rp数目相同的8次)扫描时进行一次扫描的在x’方向离散的多个位置的各位置的区域。
图17中，在基板p往x’方向(副扫描方向)移动，而奇数号的描绘线sl1,sl3,sl5位于图案区域wq1的+x’方向侧端部后，描绘控制装置200，即开始描绘单元u1,u3,u5各自的图案描绘动作，根据编码器读头eh2的测量值cv2，在奇数号的描绘线sl1,sl3,sl5到达基板p上的区域aew后，对先前图11所示的光量测量部202内的处理器mpu300，指示进行从描绘单元u1,u3,u5的各个投射于基板p的射束lb1,lb3,lb5各自的曝光量(或强度)的测量。响应于此，光量测量部202内的处理器mpu300，是在区域aew内，测量如以图13～图16所说明的实际积分值fx1,fx3,fx5，根据实际积分值fx1,fx3,fx5的各个推定运算曝光量(或强度)。
同样地，描绘控制装置200，在偶数号的描绘单元u2,u4,u6各自的图案描绘动作中，根据编码器读头eh3的测量值cv3，在偶数号的描绘线sl2,sl4,sl6到达基板p上的区域aew后，对处理器mpu300，指示进行从描绘单元u2,u4,u6的各个投射于基板p的射束lb2,lb4,lb6各自的曝光量(或强度)的测量。响应于此，光量测量部202内的处理器mpu300，是测量在区域aew内的实际积分值fx2,fx4,fx6，推定运算与实际积分值fx2,fx4,fx6的各个相应的曝光量(或强度)。
通过以上的测量动作，求出区域aew内以描绘单元u1～u6分别描绘的图案的曝光量(或射束强度)的相对误差。在如曝光量(或强度)的相对误差脱离容许范围(例如±3％)的情形，描绘控制装置200(图9的强度调整控制部250)，是使与曝光量(或强度)成为过高倾向或过低倾向的描绘单元un对应的选择用光学元件osn的驱动信号dfn的振幅变化，调整对应的射束lbn的强度。
根据以上的变形例1，由于是求出图案已描绘于图案区域wq1内的区域aew时的曝光量(或强度)，因此监控在y方向(主扫描方向)的曝光量的一样性或均一性，在显示一样性或均一性有劣化倾向时，能立即调整曝光量。因此，在曝光于图案区域wq1(wq2,wq3亦同样)内的电子元件用的整体图案中，可抑制配线图案等的线宽局部地变动，能进行高品质的图案形成。又，于1个图案区域wqn内，设定在x’方向以既定间隔离散的多个区域aew，并逐次比较从在多个区域aew分别测量的实际积分值fxn所推定的曝光量(或射束强度)，藉此即使是来自光源装置ls的射束lb(on/脉冲光)的强度产生和缓变动(漂移)的情形，亦能将图案区域wqn内的x’方向的曝光量不均抑制于容许范围内。
此外，以上说明中，虽是在图案区域wqn内指定区域aew，并测量与沿着在该区域aew扫描的描绘线sln描绘的描绘位序列数据sdn的描绘密度对应的实际积分值fxn，但亦可预先从描绘数据(sdn)中，求出沿着描绘线sln的全像素(25000)成为on像素的图案区域wqn内的位置(x’方向的位置)，并在该位置的描绘中测量实际积分值fxn。又，亦可预先从描绘数据(sdn)中，选择沿着描绘线sln的全像素数中的任意数、例如半数以上会成为on像素的图案区域wqn内的位置(x’方向的位置)，并在该位置的描绘中测量实际积分值fxn。
〔变形例2〕
如先前图13或图16所说明，第1实施形态中，在沿着描绘线sln的点光sp(射束lbn)的一次扫描中，根据描绘位序列数据sdn，测量在成为on像素的时点投射于基板p的射束lbn的on/脉冲光的实际积分值fxn。因此，在与点光sp的一次扫描的描绘位序列数据sdn中的on像素数极少的情形、亦即以图16说明的描绘密度极小的情形，会有因干扰等影响导致的实际积分值fxn本身不均增大而使测量精度降低，成为从图16中的直线crf的特性大幅偏离的测量结果。此事意味着，在图16所示的直线crf的系数(倾斜)δef中，在描绘密度低的区域其可靠度可能降低。
因此在本变形例中，如图18所示，在描绘密度低的区域、例如描绘密度为20％以下的区域，是根据通过预备性测试曝光或校准等所得的实际积分值fxn与描绘密度的关系，将直线crf的倾向修正为例如非线性特性(修正特性)crg。图18中，横轴表示描绘密度(％)，纵轴表示积分值fxn，非线性特性crg是夸大显示。特性crg，在描绘密度为20％以下的区域，修正为相对于理论上的直线crf往下方偏移。
图18中，例如将描绘密度为12％时的on像素数设为pk3，将此时测量的实际积分值fxn设为fx3。处理器mpu300，只要实际积分值fx3相较于与on像素数pk3对应的特性crg上的值在误差范围±δke内，则判断基板p已以适当曝光量描绘。如此，在描绘密度低的区域(on像素数少的范围)，由于会有描绘密度与理论上可得的积分值fxn间的线性关系崩解的情形，因此可进行校准或测试曝光等，来定出直线crf与非线性特性crg。此外，图18所示的特性crg虽是为了使说明容易理解而夸大显示的一例，但并不一定要成为此种特性crg。
〔变形例3〕
如先前的图17所示，当于基板p长度方向(x’方向)反复形成多个图案区域wqn时，于图案区域wqn之间会形成一定宽度的余白区域asp。因此，在本变形例，是将图17所示的区域(测量区域)aew设定于余白区域asp内，在对图案区域wqn的图案曝光开始前一刻，于余白区域asp内描绘曝光仿真(dummy)图案，藉此来确认由描绘单元u1～u6分别进行图案描绘时的曝光量(射束强度)从适当值起的误差、描绘单元u1～u6间的相对曝光量(射束强度)的差、或者以图16,图18所示的直线crf、特性crg的变动等的曝光量的设定性能。接着，在产生容许范围以上的误差或变动时，即以修正该等的方式，通过图9的强度调整控制部250，调整施加于选择用光学元件os1～os6的各个的驱动信号df1～df6的各振幅。
描绘于余白区域asp内的仿真图案(测试图案)teg，作为一例是如图19所示，将沿著描绘线sln排列的全像素(例如25000像素)中的所有像素成为on像素(斜线部)的描绘位序列数据sdna、全像素中的90％(22500像素)成为on像素的描绘位序列数据sdnb、全像素中的80％(20000像素)成为on像素的描绘位序列数据sdnc,···,全像素中的50％(12500像素)成为on像素的描绘位序列数据sdnf,···,及全像素中的10％(2500像素)成为on像素的描绘位序列数据sdnj的10列排列于副扫描方向(x’方向)而成者。
若将1像素在基板p上的尺寸设为2μm×2μm，则测试图案teg在副扫描方向的全宽为20μm左右。进而，将on像素数的比率(描绘密度)设为各5％不同的20列的描绘位序列数据sdna～sdnt的测试图案时，测试图案teg在副扫描方向的全宽亦不过为40μm左右。在调变从描绘单元un投射的射束lbn(点光sp)的强度并描绘此种测试图案teg的期间，就排列于副扫描方向的像素列各列，以图11所示的光量测量部202测量10列的实际积分值fxna～fxnj(或20列的实际积分值fxna～fxnt)。此时，实际积分值fxna，由于是基于全像素(25000像素)的全部为on像素的描绘位序列数据sdna的图案描绘(50000个on/脉冲光的照射)，因此对应于图16所示的最大值fmax。
处理器mpu300(或描绘控制装置200)，将在测试图案teg的曝光中所测量的实际积分值fxna～fxnj(或fxna～fxnt)分别适用于图16或图18所示的直线crf或非线性特性cfg，推定描绘单元un的各个是否已以所指定的曝光量描绘了测试图案teg。藉此，描绘控制装置200，可在基板p上的图案区域wqn的曝光前一刻掌握6个描绘单元u1～u6各自进行图案描绘时的彼此的曝光量的差，以曝光量的差落在容许范围内的方式，调整选择用光学元件osn各自的衍射效率，而调整射束lbn各自的强度。
是以，在长度方向反复形成于基板p上的多个图案区域wqn的各个，均以被指定的适当曝光量曝光，且能抑制在图案区域wqn内的接续部的曝光不均产生。此外，在测试图案teg的1列量中，全像素(25000像素)中的on像素的位置，只要能得到既定描绘密度，则不需如图19所示般连续，可为任何配置。例如，将就各列设定的描绘密度的变化率设为10％的情形(设为10列的情形)，亦可将1列内的全像素(25000像素)区隔为各250像素，在该250像素中使on像素数成为就每列增减25像素的描绘位序列数据sdna～sdnj。或者，亦可以成为应设定总on像素数的描绘密度的方式，将on像素区分配置至全像素中的随机位置。
〔变形例4〕
在先前的图7所示的射束切换部(包含选择用光学元件os1～os6、选择反射镜im1～im6等)的构成中，设有检测从光源装置ls射出后一刻的射束lb的强度(光量)的光电传感器dta、以及检测将所有选择用光学元件os1～os6串联地透射的射束lb本身、或在on状态的选择用光学元件osn未衍射的射束lb的0次衍射射束的强度(光量)的光电传感器dtb。进而，如图11所示，分别来自光电传感器dta,dtb的光电信号sa,sb，通过光量测量部202内的测量电路部ccb7,ccb8，与从描绘单元u1～u6分别送出的光电信号ss1～ss6的测量同样地，通过来自处理器mpu300的控制信号cs1而被测量。在本变形例，基于仅6个选择用光学元件osn中的任一个成为on状态的条件，能根据光电传感器dta,dtb各自的光电信号sa,sb，测量选择用光学元件osn的衍射效率的变动、亦即在选择用光学元件osn的各个衍射而供给至描绘单元un的各个的射束lbn的强度变动等。
因此，在所有选择用光学元件osn成为off状态时，是从光源装置ls在既定短时间、或者使既定脉冲数的射束lb虚拟(dummy)振荡，以图11的测量电路部ccb7,ccb8的各个，测量于该期间从光电传感器dta,dtb分别输出的光电信号sa,sb的脉冲波形的各积分值来作为实际积分值fx7a,fx8a。处理器mpu300(或描绘控制装置200)算出实际积分值fx7a,fx8a的比kε(fx8a/fx7a)。比kε，对应于以串联地使来自光源装置ls的射束lb通过的方式配置的6个选择用光学元件osn各自的透射率εn(ε1～ε6)的积。因此，以下将比kε设为全透射率kε。当然，全透射率kε虽亦包含从光源装置ls至最下游的选择用光学元件os2(参照图7)的光路上所配置的反射镜m1～m12(图3参照)的反射率、或以聚光透镜ga与准直透镜gb构成的中继光学系统(参照图5)的透射率，但此处是仅以预测经时变化较大的选择用光学元件osn的透射率εn作为对象说明的。
其次，例如在对图17所示的区域aew曝光元件用图案的期间、或在使图19所示的测试图案teg曝光的期间，通过图11的测量电路部ccb7,ccb8的各个测量点光sp的一次或多次扫描期间中的实际积分值fx7n,fx8n。此时，测量电路部ccb7,ccb8，是根据控制信号cs1，与以使6个描绘单元un中的1个成为描绘状态的方式依序成为on状态的选择用光学元件osn对应地，依序测量6个实际积分值fx7n(fx71～fx76),fx8n(fx81～fx86)。此处，若将选择用光学元件osn的衍射效率设为βn(β1～β6)，则实际积分值fx7n与fx8n，在将n设为1～6时成为fx8n＝kε(1－βn)fx7n的关系。
是以，选择用光学元件osn各自的繞射效率βn，是通过βn＝1－(fx8n)/(kε·fx7n)＝1－(fx7a·fx8n)/(fx8a·fx7n)而算出。选择用光学元件osn各自的衍射效率βn的变化，由于成为投射于基板p的射束lbn各自的强度变化，而成为曝光量的误差，因此可通过在曝光图案区域wqn的适当时点设定区域aew，或将测试图案teg曝光于余白区域asp，或时常确认选择用光学元件osn各自的衍射效率βn的变动或变动的倾向等，通过图9的强度调整控制部250调整选择用光学元件osn的驱动信号dfn的振幅，来长期地抑制在描绘单元un间的曝光量的变动。
又，在本变形例，由于不利用来自设于各描绘单元un内的光电传感器sm1d等(参照图6)的光电信号ssn，因此不监控在描绘单元un内产生的射束lbn的强度(光量)变动。然而，当无在描绘单元un内使射束lbn的强度(光量)短期变动的要因的情形，如本变形例般使用设于射束切换部(参照图7)的2个光电传感器dta,dtb监控可能成为射束lbn的强度变动的主要原因的选择用光学元件(aom)osn的衍射效率βn的变化，即使仅调整射束lbn的强度，图案区域wqn的各个亦均能以指定的适当曝光量被曝光，且能良好地抑制在图案区域wqn内的接续部的曝光不均产生。
又，在如先前的第1实施形态般于各描绘单元un内设置光电传感器sm1d等的情形，为了就各描绘单元un将赋予基板p的曝光量的相对误差控制在±2～5％以内，必需预先校准来自描绘单元un各个的光电传感器sm1d等的光电信号ssn的等级与射束lbn的强度(光量)的关系(调整图11中的放大电路306的增益)。相对于此在本变形例，由于能通过1个光电传感器dtb推定出选择用光学元件osn各自的衍射效率βn的相对变动所致的射束lbn的相对强度变化，因此无需此种校准，而能提高测量精度。
〔变形例5〕
第1实施形态的描绘单元un的各个，如图4所示，设有将投射至基板p或旋转圆筒dr的外周面的点光sp(射束lbn)的反射光经由fθ透镜系统ft、多边形镜pm、偏光射束分离器bs1来检测的光电传感器dt1。在光电传感器dt1采用与光电传感器sm1d,dta,dtb相同的msm光二极管时，其光电信号是响应于描绘用的射束lbn的on/脉冲光，而成为以图15所示的脉冲状的波形wfp输出。不过，光电传感器dt1所接收的反射光(正规反射光)是相对于原本的射束lbn的强度(光量)，减弱与基板p表面的反射率或旋转圆筒dr外周表面的反射率相应的量。
基板p表面对射束lbn的波长(例如355nm)的反射率，会与形成于表面的层(感光性功能层或其基底层构造)的材料相应地变化。另一方面，旋转圆筒dr外周表面的反射率，能通过在表面形成金属是薄膜或介电体薄膜所构成的多层膜，而将的设为既定值、例如能将对描绘用射束lbn的波长的反射率抑制成50％以下的一定值。用以将旋转圆筒dr外周表面的反射率以此方式设定的多层膜构造的一例，揭示于例如国际公开第2014/034161号说明书。
在本变形例，在于旋转圆筒dr的外周面未卷绕有基板p的状态，或于表面未形成有遮光性或吸光性的层的透明基板p卷绕于旋转圆筒dr的状态时，是从描绘单元un的各个沿着描绘线sln扫描成为on/脉冲光的射束lbn，以光电传感器dt1接收此时在旋转圆筒dr的外周表面产生的反射光，其光电信号的脉冲状波形的实际积分值是通过与图11所示的测量电路部ccbn相同的测量电路部来测量。将根据来自各描绘单元un的光电传感器dt1的光电信号所测量的实际积分值设为fxrn(fxr1～fxr6)。实际积分值fxrn，在已调整成可得到适当曝光量的状态时，对于根据同时产生的其他光电信号ssn所测量的实际积分值fxn(fx1～fx6)、或者根据同时产生的光电信号sa所测量的实际积分值fx7n(fx71～fx76)具有一定比率。
因此，在装置的校准时或于基板p上未形成有遮光性或吸光性的层构造的透明部分卷绕于旋转圆筒dr时，是以各描绘单元un的各个以适当曝光量进行图案描绘的方式，通过强度调整控制部250调整各选择用光学元件osn的驱动信号dfn的振幅后，例如先存储根据来自光电传感器dt1的光电信号所测量的实际积分值fxrn与根据来自光电传感器dta的光电信号sa所测量的实际积分值fx7n的比率(fxrn/fx7n)。其后，时常在基板p的透明部分卷绕于旋转圆筒dr的时点，以适当仿真图案的描绘数据将射束lbn经由基板p的透明部分投射至旋转圆筒dr的外周面，测量实际积分值fxrn与实际积分值fx7n的比率(fxrn/fx7n)。在关于描绘单元un的各个所测量的比率(fxrn/fx7n)中对所存储的比率(fxrn/fx7n)产生变动的情形，可知在与引起变动的描绘单元un对应的射束lbn的一连串光路(从光源装置ls通过选择用光学元件osn与描绘单元un内而到达基板p的光路)中，选择用光学元件osn的衍射效率βn、其他光学元件(透镜或反射镜等)的透射率或反射率已产生某种变动。
〔变形例6〕
先前的第1实施形态或其各变形例中，是通过图11所示的测量电路部ccbn，将以射束lb,lbn的on/脉冲光从各光电传感器产生的光电信号ssn,sa,sb等的如图15的脉冲状波形wfp以涵盖on像素数的方式予以积分。然而，描绘用的射束lbn(点光sp)的on/脉冲光，在以设定光源装置ls发光间隔的时钟信号ltc的时钟周期在一定时间δtee连续产生的情形时，亦可将该连续产生的期间的on/脉冲光的波形wfp的尖峰强度vdp(参照图15)取样/保存，取代先前的实际积分值fxn使用所存储的尖峰强度vdp，来进行曝光量控制(强度调整)。在光源装置ls(或ls1,ls2)采用光纤/激光光源的情形时，若使成为on/脉冲光的射束lb连续振荡，则on/脉冲光的尖峰强度vdp稳定地维持大致一定值，脉冲光间的强度不均亦变少。因此，亦可例如在描绘位序列数据sdn中，预先选择于描绘时在一定时间δtee有on像素连续的部分、或者描绘涵盖全像素(25000像素)地成为on像素的延伸于主扫描方向的线图案的描绘位序列数据sdn，将描绘连续on像素时所振荡出的射束lbn的on/脉冲光的尖峰强度vdp，以图11的测量电路部ccbn加以测量。
on像素在一定时间δtee连续的部分、或者全像素成为on像素的描绘位序列数据sdn的信息，是通过图7的描绘控制装置200设定，送至图11的处理器mpu300，处理器mpu300，是将基于该信息的控制信号cs1送出至各测量电路部ccbn，而设定尖峰强度vdp的取样期间。又，on像素连续的一定时间δtee，是依据各光电传感器的响应时间(启动时间)而设定。如先前的图15所示，在各光电传感器采用具有数十ps左右的响应特性的msm光二极管的情形，一定时间δtee可为on像素的数个左右连续的时间。在使用雪崩光二极管(apd)作为光电传感器的情形，由于响应时间较msm光二极管长，因此可将一定时间δtee设定为较长。
〔变形例7〕
在以上的第1实施形态或其变形例中，经由射束切换部内的选择用光学元件osn而供给至描绘单元un各个的描绘用射束lbn(lb1～lb6)的强度(光量)，是通过以图9所示的强度调整控制部250变更选择用光学元件osn各自的驱动信号dfn的振幅来调整。此情形下，由于能调整描绘用射束lbn的强度，因此就各描绘单元un描绘于基板p上的图案间的彼此曝光量的差能更微细地调整。然而，相对于投入选择用光学元件osn的rf电力(驱动信号dfn的振幅)的效率β的调整特性，由于具有如图10所示的倾向，且选择用光学元件osn设成沿着来自光源装置ls的射束lb的光路串联(tandem)，因此在将投射于基板p的射束lbn(lb1～lb6)的强度一律地调整成较大的情形时，对选择用光学元件osn的各个施加的驱动信号dfn的振幅，要根据考量了图10的特性(效率β的上限βmax或下限值)的繁杂运算来决定。因此，在本变形例，是设置在从光源装置ls射出并射入射束切换部(图3的构成中为反射镜m1之后)前光学地调整射束lb强度(光量)用的光量调整构件。
光量调整构件的典型构成，是透射率(或者反射率)阶段地或连续地变化的方式，将调整了材料、厚度、积层数的介电体膜蒸发于石英板等的可变nd滤光器。此可变nd滤光器是以依据石英板上的区域而对射束lb的透射率(或反射率)不同的方式构成，通过调整相对于射束lb光路的可变nd滤光器的位置，能使透射的射束lb的强度(光量)阶段地或连续地减弱。在未蒸发有石英板的介电体膜的区域，能得到99％以上的透射率(反射率1％以下)。
又，光量调整构件，亦可为将蒸发有介电体膜的石英板(平行平板)配置成能相对射束lb的光路倾斜的构成。此情形下，随着对石英板的射束lb的射入角的变化，透射射束的强度与反射射束的强度的比率亦会变化(取决于射入角的透射率或反射率的变化)，可利用此点来调整光量。
〔变形例8〕
先前的第1实施形态或其各变形例中，是以来自图8所示的1台光源装置ls的射束lb选择性地供给至6个描绘单元un的任一个的方式，将图7所示的射束切换部的串联配置的6个选择用光学元件osn的1个依序切换成on状态。然而，在多边形镜pm的每1个反射面rp的扫描效率1/α在1/4以上且1/3未满的情形，能如亦揭示于国际公开第2015/166910号说明书般，通过设置2台图8所示的光源装置ls而能进行有效率的描绘。
图20，是在几乎不改变图3所示的射束切换部的各光学构件的配置的情形下设置2台光源装置时的构成在xy面内显示的图。在本变形例，使来自第1台光源装置ls1的射束lb，从与图3相同的反射镜m1的位置，依序通过反射镜m2、选择用光学元件os5、反射镜m3,m4、选择用光学元件os6、反射镜m5,m6、选择用光学元件os3，而以取代图3中的反射镜m7所配置的吸收体tr1吸收。图20中虽省略图示，但来自第2台光源装置ls2的射束lb，例如从图3所示的反射镜m8的位置，依序通过选择用光学元件os4、反射镜m9,m10、选择用光学元件os1、反射镜m11,m12、选择用光学元件os2，而以图3中的吸收体tr吸收。是以，第1光源装置ls1，是产生应分别供给至三个描绘单元u3,u5，u6的射束lb3,lb5，lb6，第2光源装置ls2，是产生应分别供给至三个描绘单元u1,u2,u4的射束lb1,lb2,lb4。
如上述，通过设置2台光源装置ls1,ls2，各描绘单元un，即不需将点光sp的扫描以跳过多边形镜pm的反射面rp的一面的方式进行，能以所有反射面rp进行点光sp的扫描。藉此，能使基板p往副扫描方向(x’方向、长边方向)的移动速度，较1台光源装置ls时增快一倍，能使生产性跳跃性地提高。此外，于图20所示的光源装置ls1与反射镜m1间的光路中，设有先前变形例7所说明的包含光量(强度)调整用的光量调整构件等的调整光学系统fao。又，图20所示的吸收体tr1，构成为能移动于与透射选择用光学元件os3的射束lb的行进方向(+x方向)交叉的y方向。于吸收体tr1后方(+x方向)，固定有例如具有相对xy面倾斜45°的反射面rp的反射镜m40。因此，若吸收体tr1从来自选择用光学元件os3的射束lb的光路脱离，则射束lb投射至反射镜m40。在反射镜m40反射的射束lb，通过保持光源装置ls(ls1,ls2)或射束切换部的各光学构件的支承定盘的开口部dh往－z方向行进，在装置维护时，利用于测量或调整描绘单元un单体的光学性能、例如射束(点光)的剖面内的强度分布(射束分布)、球面像差、像面倾斜或像面弯曲等光学各种特性的作业。
〔第2实施形态〕
从描绘单元un的各个投射于基板p的射束lbn(lb1～lb6)，虽在各描绘线sln(sl1～sl6)上聚光为点光sp，但在各点光sp最为收敛的最佳聚焦位置(射束腰位置)的聚焦方向前后，存在有既定焦深(dof：depthoffocus)范围。作为初始设定，是调整成从描绘单元un的各个投射于基板p的射束lbn的点光sp的最佳聚焦位置成为与以旋转圆筒dr支承的基板p的表面一致。如先前实施形态所例示，在将射束lbn的波长设为355nm、将点光sp在最佳聚焦位置的直径(实效点径)设为2μm的情形时，通过图4所示的fθ透镜ft与圆柱透镜cyb而射向基板p的射束lbn的数值孔径(na)由于为例如na＜0.1而较少，因此dof范围可取得相对于最佳聚焦位置在±数十μm～±100μm左右的范围。
另一方面，支承基板p的旋转圆筒dr的外周面真圆度或偏心的类的机械误差，可通过加工精度的提升而分别抑制成±数μm左右。再者，将旋转圆筒dr的轴sft(图12)支承于装置本体的轴承的松度(游隙公差)量亦为数μm以下。又，基板p本身的厚度不均，若为pet或pen的膜材，相对于公称的厚度为±数％以下，若为公称100μm厚的基板p，则厚度不均最多为±数μm以下。是以，描绘线sln所位于的基板p表面，虽会因旋转圆筒dr的机械误差、轴承的松度、或者基板p的厚度不均的影响而在±十数μm左右的范围变位于聚焦方向，但该量充分小于dof范围。
然而，在组装描绘装置后立即的测试曝光时、或者将与最初预定的厚度范围大幅相异的厚度的基板p曝光时，必需有用以使来自描绘单元un各个的射束lbn的点光sp的最佳聚焦位置与基板p表面对齐的调整作业(聚焦调整)。聚焦调整，例如在图12所示的构成中，能通过机械方式微调旋转圆筒dr在z方向的高度位置、或6个描绘单元u1～u6在z方向的高度位置。虽将旋转圆筒dr的位置在z方向调整较为简单，但在此情形下，需使编码器读头eh1～eh3的位置在z方向变位相同量，进而调整对准系统ams(物镜obl)的位置，该等调整作业是繁杂且需长时间。
又，在微调描绘单元u1～u6(参照图4)在z方向的高度位置的情形，如以图5所说明，由于是设定成射束切换部内的各选择反射镜imn的反射面位置(面ps)与收敛于基板p上的射束lbn的点光sp共轭，因此若仅在z方向调整描绘单元u1～u6的位置，则会依调整量不同导致其共轭关系崩解。进而，在将旋转圆筒dr位置在z方向调整的情形或将描绘单元u1～u6位置在z方向调整的情形均同样地，在基板p上，由于图17所示的奇数号的描绘线sl1,sl3,sl5与偶数号的描绘线sl2,sl4,sl6在副扫描方向的间隔距离xsl会变化，因此必需通过取得测试曝光中所描绘的测量用图案的解像状态、定位精度、叠合精度、接续精度等的测量信息的校准作业，来精密地测量距离xsl的作业。
因此，第2实施形态中，如图21所示，在从光源装置ls(或ls1,ls2)射出并射入射束切换部前(图3、图20中的反射镜m1之前或初段的选择用光学元件os5之前)，设置作为聚焦调整光学构件的透镜glg,glh。此透镜glg,glh，在先前图20所示的构成中是设于调整光学系统fao内。图21中，先前的图8所示的光源装置ls内的光学构成中，显示第2波长转换光学元件150至透镜glf的光路。以种光射束lse(波长λ)的第2谐波(波长λ/2)与种光射束lse(波长λ)的混合射束sb(2ω)收敛的方式射入第2波长转换光学元件150。从波长转换光学元件150发散产生的射束中、作为第3谐波于紫外波长区具有尖峰的射束lb，是通过作为波长分离元件的分光反射镜dcm，与原本的混合射束sb(2ω)或其他波长的射束分离，通过透镜glf转换成平行光束而从光源装置ls的窗bw射出。
具有供来自光源装置ls(或ls1,ls2)的平行射束lb射入的正折射力的透镜glg，构成为能从设计上的基准位置在±δfc的范围内移动于沿着光轴的方向。射入透镜glg的射束lb，以在透镜glg后侧焦距的位置的面ps’成为射束腰的方式收敛后，发散而射入具有正折射力的透镜glh。设计上，面ps’设定于透镜glh的前侧焦距位置，通过透镜glh的射束lb再度成为射束径为1mm左右的平行光束，射向图3或图20中的反射镜m1或初段的选择用光学元件os5。射束lb成为射束腰的面ps’，在初始设定下，是设定为与波长转换光学元件150在光学上共轭，进而设定为亦与图5所示的面ps及投射于基板p的6个射束lb1～lb6各自的最佳聚焦面的各面共轭。此外，图21中，透镜glg的前侧焦距位置，设定为光源装置ls的窗bw的位置，透镜glh的后侧焦距位置，设定为初段的选择用光学元件os5的位置或其共轭位置。
通过以上构成，若使透镜glg从基准位置在±δfc的范围内往光轴方向移动，则射束lb的射束腰位置亦即面ps’，亦在±δfc的范围变位于光轴方向。其结果，从描绘单元u1～u6投射于基板p的射束lb1～lb6各自的最佳聚焦位置(射束腰位置)，是一齐往与包含基板p上的奇数号描绘线sl1,sl3,sl5的切平面及包含偶数号描绘线sl2,sl4,sl6的切平面分别垂直的聚焦方向变位相同量。如此，仅设置使透镜glg移动的简单机构，则能迅速地调整投射于基板p的6个射束lb1～lb6的各聚焦位置。因此，能缩短包含用以将各描绘单元un各自的聚焦状态微细(fine)地调整的测试曝光的校准作业时间。此外，从描绘单元u1～u6分别投射于基板p的射束lb1～lb6的各自的最佳聚焦位置，例如能通过使图4所示的描绘单元un内的射束扩张器系统be的透镜be1,be2的至少一方微动于光轴方向来调整。
〔第2实施形态的变形例〕
在上述第2实施形态中，是使从光源装置ls(或ls1,ls2)射出的射束lb成为射束腰的面ps’，通过透镜glg的移动而从初始设定时(设计时)的位置变位于光轴方向。因此，从透镜glh射出的射束lb，虽在初始设定(设计)状态下为平行光束，但会与透镜glg的从初始设定位置(设计位置)起的移动量相应地，虽为些许但成为发散性或收敛性的光束。从透镜glh射出的射束lb，如图5(图3、图20)所示，是从初段的选择用光学元件os5射入配置成隔着透镜ga,gb的中继光学系统而彼此共轭的6个选择用光学元件osn。
射入初段的选择用光学元件os5的射束lb的特性(平行度)，当因透镜glg的移动所致的聚焦调整而些微变化的情形(发散或收敛的程度变化的情形)，射入后段的所有选择用光学元件os6,os3,os4,os1,os2的各个的射束lb的特性(平行度)亦同样地变化。亦即，若通过透镜glg的移动进行聚焦调整，则会因射入选择用光学元件osn的各个的射束lb的平行度变化(成为发散性或收敛性的光束)，而使通过各选择用光学元件osn的射束lb的直径亦些微地变化。
如上述，若射入选择用光学元件osn的射束lb的特性(平行度或射束直径)变化，则选择用光学元件osn的衍射效率β会从初始设定的状态变化，即使以相同rf电力将各选择用光学元件osn设为on状态，投射于基板p的射束lbn的强度(光量)仍会变化。
因此，在本变形例，为了调整投射于基板p的点光sp(射束lbn)的聚焦位置，在如图21所示于光源装置ls与射束切换部(包含选择用光学元件osn)之间设有透镜glg,glh的聚焦调整光学构件(调整光学系统fao)的情形，是与聚焦调整相应地，通过图9的强度调整控制部250调整施加于选择用光学元件osn的各个的rf电力(驱动信号dfn的振幅)。此时，聚焦调整量由于是与图21的透镜glg的移动位置对应，因此是通过实验等预先求出将伴随聚焦调整的射束lbn的强度(光量)变化量与透镜glg的移动位置建立对应关系的表或函数、或者将透镜glg的移动位置与rf电力(驱动信号dfn的振幅)的修正量建立对应关系的表或函数。接着，在安装有例如厚度大幅相异至2倍左右的基板p时，进行聚焦调整，且根据表或函数，调整选择用光学元件osn各自的衍射效率β来调整射束lbn的强度(光量)，藉此能将良好聚焦状态的图案在适当曝光量下描绘。
〔第3实施形态〕
如先前的图20所示，在使用2台光源装置ls1,ls2的情形，来自光源装置ls1的射束lb，能通过三个选择用光学元件os5,os6,os3的各个，通过反射镜m40利用于实际图案描绘以外的用途。反射镜m40，在xy面内，位于先前图2所示的曝光部本体ex的腔室cb的－x方向外壁上形成的开口部cp5的附近。因此，在装置的维护等时，若打开塞住开口部cp5的门板cbh，则能利用通过图20所示的开口部dh的来自光源装置ls1的射束lb。
图22，是显示在装置维护时使用射束lb对描绘单元un进行光学调整时的构成例的图，显示曝光部本体ex中包含图20中的反射镜m40与开口部dh而与xz面平行的面中的部分剖面。图22中，图20所示的吸收体tr1、反射镜m40、及其他各种光学构件或光源装置ls1安装于支承定盘bf上。于支承定盘bf的开口部dh下方，安装有以覆盖在反射镜m40反射的射束lb的光路的方式往－z方向延伸的管构件iua，于管构件iua下端部，设有与待调整或检查的描绘单元un的射束射入部jpe连接的环状接头构件iub。图22所示的描绘单元un，是从－y方向观看图4所示的描绘单元un者，从装置本体卸除而安装于连结机构(测量用支承台座)dks。于连结机构dks设有射束分析器(光学测量器)omu，其能测量通过待检查的描绘单元un的fθ透镜ft、反射镜m24、圆柱透镜cyb的射束lbn的点光sp分布或远心特性(射束lbn相对z轴的倾斜误差)、聚焦特性(最佳聚焦位置与dof范围)等。
连结机构dks，是以fθ透镜ft的光轴axf与xy面平行、亦即与在反射镜m40反射而往－z方向行进的射束lb的主光线垂直的方式将描绘单元un可拆装地安装。进而，连结机构dks，在维护时能以±数十μm左右的精度可拆装地安装于位于腔室cb的开口部cp5附近的装置本体框部(柱部)。又，连结机构dks，具有将所安装的描绘单元un相对于连结机构dks(本体框部)分别在x轴方向、y轴方向、z轴方向以±数μm以下的定位精度微动的第1移动机构mv1。连结机构dks，具有使相对于射束lbn(点光sp)的光学测量器omu的位置变位于x轴方向与y轴方向的第2移动机构mv2，且具有使光学测量器omu微动于z轴方向(聚焦方向)的z微动机构(第3移动机构)mv3。
以上构成中，维护时，是于腔室cb的开口部cp5安装具有光学测量器omu的连结机构dks，将待调整或检查的描绘单元un的1个(单元框)从装置本体卸除并安装于连结机构dks。于安装于连结机构dks的描绘单元un内的多边形镜pm，安装能以手动将反射面rp设定至任意角度位置的治具(多边形镜固定治具)。其后，使图22的吸收体tr1从射束lb的光路退离，以透射选择用光学元件os3并在反射镜m40反射的射束lb经由描绘单元un的射入部jpe正确地射入反射镜m20、射束lbn(点光sp)射入光学测量器omu的方式，使用连结机构dks的第1移动机构mv1与第2移动机构mv2的至少一方进行位置调整。此时，光学测量器omu，以射束lbn的射入部设定于fθ透镜ft的光轴axf的位置、亦即设定于点光sp的描绘线sln的主扫描方向的中央位置的方式，通过第2移动机构mv2被定位。
在通过光学测量器omu测量点光sp(射束lbn)的分布时，是从光源装置ls1将on/脉冲光的射束lb以振荡频率fa持续输出，且将三个选择用光学元件os5,os6,os3全部保持于off状态。进而，通过第2移动机构mv2，以点光sp(射束lbn)在xy方向的既定位置正确地射入光学测量器omu的测量窗的方式，根据光学测量器omu的输出信号(测量信号)等级进行微调。光学测量器omu，是通过第3移动机构mv3所致的z方向的微动，测量射束lbn在z方向(聚焦方向)的多个位置、例如就各20μm的位置测量射束lbn的剖面内的xy方向的强度分布或尺寸。能根据其测量结果，确认射束lbn(点光sp)的最佳聚焦位置(射束腰位置)或点光sp的畸变(distortion)(球面像差或彗形像差)等的光学各性能。
射束lbn的最佳聚焦位置或畸变的测量，是以除了描绘线sln的中央位置外在主扫描方向的两端侧的位置亦分别进行的方式，通过第2移动机构mv2将光学测量器omu定位，且通过多边形镜固定治具调整多边形镜pm的反射面rp的角度。以上述方式，根据在描绘线sln的中央位置、两端位置共三处分别测量的射束lbn的最佳聚焦位置(dof范围)或畸变的测量结果，在最佳聚焦位置或畸变从既定容许范围脱离的情形，是在搭载于连结机构dks的状态下，微调描绘单元un内的透镜(射束扩张器系统be、圆柱透镜cya,cyb、或fθ透镜ft等)的位置或姿势。在透镜的调整结束后，再度通过光学测量器omu确认最佳聚焦位置或畸变。此外，通过以光学测量器omu测量在描绘线sln的中央位置、两端位置的三处各处的点光sp的强度或最佳聚焦位置等，亦能掌握在fθ透镜ft的像面的fθ特性的误差、点光sp在主扫描方向的位置的强度不均等。
如以上所述，根据本实施形态，能使用来自图案描绘装置(曝光部本体)ex上所搭载的调谐(tuning)完毕的光源装置ls1的射束lb检查或调整描绘单元un。因此，无需为了进行检查或调整而另外准备另一同等的光源装置，能在图案描绘装置(曝光部本体)ex的设置现场(制造产线内)有效率地进行检查作业或调整作业。此外，光学测量器omu，亦能置换为精密地测量射束lbn的精密射束光量(尖峰值)、点光sp在副扫描方向的位置误差(描绘线sln的直线性)等的专用测量器。
又，本实施形态中，在利用来自光源装置ls1的射束lb时，从光源装置ls1至反射镜m40的各光学构件(选择用光学元件os5,os5,os3、反射镜m1～m6,m40、中继光学系统的透镜ga,gb、选择反射镜im5,im6,im3)维持于固定状态，仅使位置设定精度不严格的吸收体tr1从光路退离。因此，在利用了射束lb的描绘单元un的检查或调整的作业结束后，仅使吸收体tr1返回至原本位置，即能再度以原本精度送出射束lb。
此外，图20中，虽射束lb的撷取是设为吸收体tr1的位置，但亦可在反射镜m3与反射镜m4之间(或者反射镜m1与反射镜m2之间)，以能拆装于光路中的方式将在反射镜m3(或者反射镜m1)反射而往－y方向行进的射束lb反射往+x方向的可动反射镜，并在从该可动反射镜往+x方向行进的射束lb的行进方向设置反射镜m40与开口部dh。
〔第4实施形态〕
如先前实施形态所示，使用多个描绘单元un进行接续曝光的图案描绘装置ex，必须使以各描绘单元un分别描绘的图案的聚焦状态一致，为此，是在将电子元件用的图案曝光于基板p前，进行通过测试曝光等来确认聚焦状态的适当与否或描绘单元un间的聚焦差的作业。除此之外，有时亦要通过测试曝光，确认在主扫描方向与副扫描方向的各方向的接续误差(接续精度)、于基底图案上新描绘的图案的叠合误差、曝光量的适当与否等。此种测试曝光，是使用测试曝光用的片状基板，将测试图案在各种条件设定下进行描绘。做为测试曝光用的片状基板，是使用例如于pet或pen的膜上蒸发铜或铝等的金属层，于该金属层上涂布有光抗蚀剂层的物。经测试曝光的片状基板，在显影处理、干燥处理后，通过具有光学显微镜的检查装置观察测试图案的抗蚀剂像或测量线宽尺寸或间隔尺寸等，确认与根据描绘时设定的条件(初始条件)所推定的描绘状态的差异(误差)。当该差异(误差)从容许范围脱离时，是对初始条件赋予重置或进行微调相关连的驱动部或调整机构的校准作业。
因此，本实施形态中，将在测试曝光时设定的各种初始条件设为文字或条码的信息图案，并附加地描绘于测试曝光用的片状基板，藉此提升使用了检查装置的检查的作业效率。图23是显示为了确认曝光量的适当与否与聚焦状态的适当与否而通过描绘单元un的1个描绘于测试曝光用的片状基板(以下称为p’)上的测试图案区域tpea,tpeb,tpln,tpcn,tprn与信息图案区域pifa,pifa’,pifb,pifb’的配置一例的图。图23中亦同样地，将描绘线sln所延伸的主扫描方向设为y方向，将移送片状基板p’的副扫描方向设为与先前的图17相同的x’方向。于测试图案区域tpea,tpeb的各个，为了确认曝光量的控制精度而描绘有如先前图19所示的测试图案(仿真图案)teg。图23中，在副扫描方向(片状基板p’的移送方向)分离的2处设定测试图案区域tpea,tpeb。
于测试图案区域tpln,tpcn,tprn(n分别为1～6)的各个，描绘有多个使线宽阶段性地不同的纵方向(x’方向)的线&空间的格子图案、以及使线宽阶段性地不同的横方向(y方向)的线&空间的格子图案。此等格子图案，适于确认解像力、聚焦状态、曝光量的状态的各个。又，测试图案区域tpl1～tpl6设定于描绘线sln的+y方向侧端部附近的位置，测试图案区域tpc1～tpc6设定于描绘线sln的中央附近的位置，测试图案区域tpr1～tpr6设定于描绘线sln的－y方向侧端部附近的位置。与分别描绘于测试图案区域tpln,tpcn,tprn的多个格子图案相关的描绘数据(描绘位序列数据sdn)可为相同。此处，的所以在描绘线sln的两端部附近与中央附近的三处设有测试图案区域tpln,tpcn,tprn，是为了掌握最佳聚焦面的绕x’轴的倾斜误差、在各区域的畸变误差、fθ透镜ft的f－θ特性的误差等。
图23中，在x’方向以涵盖3列量的方式排列的测试图案区域tpl1～tpl3、tpc1～tpc3、tpr1～tpr3，就各列改变曝光量(射束lbn的强度)而曝光，通过比较所描绘的多个格子图案的抗蚀剂像，用于确认能得到锐利解像的曝光量。又，在x’方向以涵盖3列量的方式排列的测试图案区域tpl4～tpl6、tpc4～tpc6、tpr4～tpr6，就各列逐次将聚焦状态(射束lbn的最佳聚焦位置)改变一定量而曝光，通过比较所描绘的多个格子图案的抗蚀剂像，用于确认能得到锐利解像的曝光量。本实施形态中，曝光量的变更，是通过选择用光学元件osn的驱动信号dfn的振幅的变更、或以先前的变形例7所说明的光量调整构件的调整(驱动)来进行，聚焦状态的变更，是通过以图21所说明的调整光学系统fao内的透镜glg的微动来进行。
通过旋转圆筒dr的旋转，片状基板p’被以一定速度往x’方向移送，在开始测试曝光后，描绘控制装置200(参照图7)，是在设定为标准的曝光量(射束lbn的强度)与设定为标准的聚焦状态下，将与测试曝光相关的条件或与参数值(设定值)相关的信息描绘于信息图案区域pifa内。于信息图案区域pifa内，例如能描绘将能以光学显微镜等观察的大小的文字图案(将纵14像素、横8像素设为文数字的1文字的大小)在横方向(y方向)排列10～20文字、在纵方向(x’方向)排列6行量的程度的信息量。在将能以描绘单元un描绘的1像素的尺寸设为2×2μm角的情形，1文字成为纵28μm、横16μm，若将文字间、行间设为2像素量(4μm)，则在片状基板p’上，信息图案区域pifa的横方向成为200～400μm左右、纵方向成为200μm左右的尺寸。此尺寸，是图12所示的对准系统ams的物镜obl的检测区域(检测视野)vwn(参照图17)所能观察的大小。
描绘于信息图案区域pifa内的信息(文字图案的排列)，在作为测试曝光的条件而将曝光量(射束强度)设定为不同的多个值的情形，是以与该多个值分别对应的信息、例如从设定为标准的射束强度起的变更比率(±○○％)的文字列表示。再者，作为描绘于信息图案区域pifa内的信息，有片状基板p’的搬送速度(mm/s)、多边形镜pm的旋转速度(rpm)、或者与设定为标准的聚焦状态(初始聚焦位置)对应的透镜glg(参照图21)在光轴方向的位置(mm)等。因此，描绘控制装置200(图7)，具备生成与文字列对应的描绘数据(描绘位序列数据sdn)的功能，该文字列是表示与该等测试曝光时的条件或参数相关的信息(数值)。
在描绘信息图案区域pifa所必需的信息(文字图案列)后，描绘单元un通过描绘控制装置200的控制，于测试图案区域tpea内描绘如以图19所示的测试图案teg。同时，图11所示的光量测量部202的处理器mpu300，逐次测量描绘测试图案teg的射束lbn的on/脉冲光的实际积分值fxn，在测试图案teg的描绘結束后，立即根据基于所测量的实际积分值fxn与描绘密度的相关的运算，求出与射束lbn的强度相关的信息(射束强度信息)，送至描绘控制裝置200。
在测试图案teg的描绘结束后，描绘控制装置200(图7)，是准备于第1列测试图案区域tpl1,tpc1,tpr1分别描绘包含多个格子图案的测试图案的描绘数据，开始描绘单元un的描绘动作。于第1列的测试图案区域tpl1,tpc1,tpr1分别描绘测试图案(格子图案)时的曝光量(射束lbn的强度)，是以相对于在测试图案teg的描绘时所得的射束强度改变变更比率(±○○％)的方式，被选择用光学元件osn或光量调整构件调整。为了确保其调整时间，测试图案区域tpea的终端(－x’方向的端部)与第1列测试图案区域tpl1,tpc1,tpr1的前端(+x’方向的端部)，在片状基板p’上于移送方向(x’方向)分离距离δxta。
以下亦同样地，于第2列测试图案区域tpl2,tpc2,tpr2、第3列测试图案区域tpl3,tpc3,tpr3分别依序描绘测试图案。此时，于第2列测试图案区域tpl2,tpc2,tpr2分别描绘测试图案时的曝光量(射束lbn的强度)，以相对于第1列测试图案区域tpl1,tpc1,tpr1的描绘时所设定的射束强度，更进一步改变与变更比率(±○○％)相应的值的方式，被选择用光学元件osn或光量调整构件调整。于第3列测试图案区域tpl3,tpc3,tpr3分别描绘测试图案时的曝光量(射束lbn的强度)，以相对于第2列测试图案区域tpl2,tpc2,tpr2的描绘时所设定的射束强度，更进一步改变与变更比率(±○○％)相应的值的方式，被选择用光学元件osn或光量调整构件调整。又，第1列测试图案区域与第2列测试图案区域在x’方向的间隔、第2列测试图案区域与第3列测试图案区域在x’方向的间隔均设定为距离δxta。
接着，为了进行用以确认聚焦状态的测试曝光，描绘控制装置200，是控制各部以在与描绘单元un先前描绘的信息图案区域pifa相同y方向的位置描绘信息图案区域pifb。当待描绘于信息图案区域pifb的信息是与描绘于信息图案区域pifa内的信息相同的情形，对信息图案区域pifb的信息描绘是省略。进而，描绘控制装置200，是控制各部以生成表示射束强度信息(于测试图案区域tpea内描绘测试图案teg时所测量)的描绘数据，描绘单元un于图23的信息图案区域pifa’内描绘与射束强度信息相应的文字列等。接着，为了确认曝光量(射束lbn的强度)，于测试图案区域tpeb内描绘测试图案teg，测量该描绘时的射束强度信息。其次，在第4列测试图案区域tpl4,tpc4,tpr4的各个，以从设定为标准的聚焦状态(射束lbn的最佳聚焦位置与片状基板p’的表面被视为大略一致的状态)将聚焦位置错开一定量的方式描绘测试图案。与将聚焦位置错开的一定量对应的值，虽于信息图案区域pifb(或pifa)内描绘为文字列，但此处是描绘为与图21所示的透镜glg的光轴方向的移动量(或设定位置)相关的数值的文字列。
于第4列测试图案区域tpl4,tpc4,tpr4分别描绘测试图案(格子图案)时的聚焦位置(透镜glg的移动位置)，以从描绘测试图案teg时的标准聚焦位置(初始位置)往负方向位移一定量的方式调整透镜glg的位置。为了确保其调整时间，测试图案区域tpeb的终端(－x’方向的端部)与第4列测试图案区域tpl4,tpc4,tpr4的前端(+x’方向的端部)，是在片状基板p’上于移送方向(x’方向)分离距离δxtb。以下同样地，在片状基板p’上往x’方向空出间隔的距离δxtb，于第5列测试图案区域tpl5,tpc5,tpr5、第6列测试图案区域tpl6,tpc6,tpr6分别描绘测试图案。此时，在对第5列测试图案区域tpl5,tpc5,tpr5描绘测试图案时，是使聚焦状态返回至初始状态、亦即返回至于测试图案区域tpeb内描绘测试图案teg时的聚焦位置(透镜glg的设定位置)。进而，在对第6列测试图案区域tpl6,tpc6,tpr6描绘测试图案时，是以从于测试图案区域tpeb内描绘测试图案teg时的标准聚焦位置(初始位置)往正方向位移一定量的方式，调整透镜glg的位置。
以上述方式，对第6列测试图案区域tpl6,tpc6,tpr6的测试图案的描绘结束后，描绘控制装置200，是控制各部以生成表示射束强度信息(于测试图案区域tpeb内描绘测试图案teg时所测量)(数值等)的文字列的描绘数据，描绘单元un于图23的信息图案区域pifb’内描绘与射束强度信息相应的文字列等。此外，描绘于信息图案区域pifb’内的信息(数值等的文字列)不限于射束强度信息，亦可描绘与在描绘第4～6列测试图案区域的各个的期间可使聚焦状态变动的要因相关的信息、例如以多个编码器读头测量的旋转圆筒dr的真圆度或偏心所致的误差信息、或者来自监控因光源装置ls(ls1,ls2)内的光学零件的漂移等所产生的射出射束lb的平行度的变动的传感器的测量信息等而作为文字列。
根据本实施形态，是以检查装置的光学显微镜、或设于图案描绘装置ex的对准系统ams，观察曝光于测试曝光用的片状基板p’上所设定的测试图案区域tpln,tpcn,tprn的各个的测试图案(多个格子图案等)，在确认曝光量的设定状态或聚焦状态时，能通过显微镜(物镜obl)目视确认记录于片状基板p’上的测试曝光时的条件或参数值的信息、测试曝光时所得的各种信息(射束强度信息、旋转圆筒dr的误差信息、或者光源装置ls的漂移所致的射束平行度的测量信息等)。因此，能简单地实施基于测试曝光结果的校准作业。
此外，本实施形态中，虽于信息图案区域pifa,pifa’,pifb,pifb’的各个将数值等描绘为文字图案，但亦可为条码图案。再者，在将待调整的曝光量(射束强度)或聚焦位置的变化阶段设定为例如10阶段，当其第5阶段相当于设定为标准的初始状态(初始位置)的情形，分别描绘于信息图案区域pifa,pifa’,pifb,pifb’的图案，亦可为配合该等阶段的条数的线状图案(格子状)。如此，在将曝光量的调整的过度或不足或聚焦位置的调整量以单纯的线状图案的条数来表示的情形，能先将线状图案的线宽设为较粗，在散焦变大的状态下描绘了图案的情形，亦能容易地观察为抗蚀剂像。
〔第4实施形态的变形例〕
以上的第4实施形态中，在确认聚焦状态的测试曝光时，是使从图案描绘装置ex内的光源装置ls(ls1,ls2)射出的射束lb收敛/发散的图21的调整光学系统fao的透镜glg移动，使投射于片状基板p’的射束lbn的最佳聚焦位置(射束腰位置)阶段性地位移于聚焦方向。然而，在构成为能使调整光学系统fao的透镜glg移动于光轴方向的情形，若伴随其移动而透镜glg的姿势些微变化，有调整光学系统fao以后的射束lbn横移或以些微倾斜行进之虞。
因此，在本变形例，是以在不使调整光学系统fao的透镜glg或其他光学构件微动的情形下能进行用以确认聚焦状态的测试曝光的方式，准备如图24所示的片状基板pfc。图24显示将片状基板pfc在与x’y面平行的面内展开的样子，片状基板pfc是采能卷绕于旋转圆筒dr外周面并以粘着带等暂时固定来使用的单片。片状基板pfc在y方向的尺寸(短边尺寸)，设定为较设定于旋轉圓筒dr上的6个描绘线sl1～sl6在y方向(主扫描方向)的合计长度长，片状基板pfc在x’方向的尺寸(长條尺寸)llx，是与旋轉圓筒dr的直徑dc对應地设定为llx≦π·dc。
片状基板pfc，构成为于作为紧贴于旋转圆筒dr外周面的基座的片状基板pf1上，叠合有x’方向的端部ee对齐的7片矩形状的片状基板pf2～pf8的积层体。将片状基板pfc的表面在x’方向等分割为8个区域，若将其1个区域在x’方向的尺寸设为δxj，則片状基板pf1在x’方向设定为尺寸llx，片状基板pf2设定为从端部ee起在x’方向的尺寸为llx－δxj，片状基板pf3设定为从端部ee起在x’方向的尺寸为llx－2·δxj。如此，片状基板pfn(n为1～8)的从端部ee起在x’方向的尺寸设定为llx－(n－1)·δxj，以热压接的积层机等进行积层。
此外，尺寸δxj，较佳为设定成较奇数号的描绘线sl1,sl3,sl5与偶数号的描绘线sl2,sl4,sl6在x’方向(副扫描方向)的间隔距离xsl(参照图17)长。再者，作为基底的片状基板pf1以外的片状基板pf2～pf8的各个，例如为公称厚度20μm的pet或pen的膜。片状基板pf1的厚度，是因应能以图案描绘装置ex曝光的基板p的标准厚度来设定。例如，在描绘电子元件用图案的基板p的厚度的公称值为100μm的情形时，由于设定(调整)为该基板p表面成为最佳聚焦位置，作为基底的片状基板pf1的厚度设定为约30μm。
如上所述，片状基板pfc成为如图25的积层体。图25，是将片状基板pfc的积层构造示意地表示的剖面图，纵轴表示厚度(μm)，横轴表示x’方向的长度。厚度为零的高度位置是旋转圆筒dr外周面的位置，长度为零的位置是端部ee的位置。若使此种片状基板pfc紧贴于旋转圆筒dr并卷绕，则相对于设定在从旋转圆筒dr的外周面往上方100μm处的最佳聚焦位置，片状基板pf1～pf4各自的表面分别成为－70μm、－50μm、－30μm、－10μm的散焦位置。同样地，片状基板pf5～pf8各自的表面，相对于最佳聚焦位置，分别成为+10μm、+30μm、+50μm、+70μm的散焦位置。此外，片状基板pf1～pf8的各个，亦可是将铜或铝等的金属层蒸发于上面侧而成的物，如图25所示加以积层。又，作为基底的片状基板pf1，可为平坦性佳且刚性(杨氏模数)高、金属制的片状(foil)或极薄的弯曲玻璃片状。
于图24、图25所示的片状基板pfc的表面(积层有片状基板pf2～pf8的侧的面)，涂布有既定厚度(例如1μm)的光抗蚀剂，视必要情形进行预烘烤。于片状基板pfc的表面，由于产生片状基板pf2～pf8各自的厚度20μm所致的段差，因此是以即使有上述段差亦能良好地涂布光抗蚀剂的方式，例如通过将于外周面均一地涂布有光抗蚀剂液的转印滚筒紧压于片状基板pfc的表面并使的旋转的印刷方式、将光抗蚀剂液雾状喷吹的喷雾方式、从多数个液滴嘴使光抗蚀剂液喷射的喷墨方式等，于片状基板pfc上形成光抗蚀剂的感光层。
形成有感光层的片状基板pfc，卷绕于旋转圆筒dr外周面并以粘着带等固定于外周面。此时，片状基板pfc的端部ee，是以一致于图12所示的圆盘状或圆环状的标尺构件esd外周的一处所刻设的原点图案(每旋转360度即产生原点信号)的角度位置的方式，将片状基板pfc以手动定位并卷绕于旋转圆筒dr。为了表示刻设于标尺构件esd的原点图案的角度位置，是于从中心轴axo观看时位于与刻设有原点图案的角度位置相同的方位的旋转圆筒dr的外周面上的部分或旋转圆筒dr的侧面部，形成有能目视的标记。是以，能依据此种标记定位片状基板pfc。
在片状基板pfc固定于旋转圆筒dr后，图案描绘装置ex，是于积层有片状基板pfc的片状基板pf1～pf8各自的尺寸δxj的区域，设定以图23说明的测试图案区域tpl1～tpl3,tpc1～tpc3,tpr1～tpr3、或者tpea，描绘各测试图案。此时，由于必须变更设定于图案描绘装置ex的各描绘单元un各个的最佳聚焦位置(点光sp成为射束腰的聚焦方向的位置)，因此无设定以图23说明的测试图案区域tpeb,tpl4～tpl6,tpc4～tpc6,tpr4～tpr6来曝光测试图案。
于片状基板pfc的片状基板pf1～pf8各自的表面，曝光测试图案区域tpl1～tpl3,tpc1～tpc3,tpr1～tpr3、或者tpea后，即将片状基板pfc从旋转圆筒dr卸除，施以显影处理、干燥处理，以检查装置测量形成于片状基板pfc上的测试图案(线&空间状的格子图案)的抗蚀剂像。构成片状基板pfc的片状基板pf1～pf8各自的表面，由于是每20μm阶段性地在聚焦方向偏离，因此于片状基板pf1～pf8的各表面，是在包含最佳聚焦位置的聚焦方向的－70μm～+70μm的范围，每20μm使聚焦位置相对位移的状态下曝光测试图案像。
是以，依序观察形成于片状基板pf1～pf8各个的表面的测试图案的抗蚀剂像，例如，在确认以设计上为临界值的线宽(例如3像素＝6μm)描绘的线&空间状的格子图案的线宽变化后，即能确认最佳聚焦位置是否以如图25所示厚度与100μm的基板p表面在容许误差范围(例如±15μm)内一致。经确认结果，例如测量出片状基板pf2与片状基板pf3各自的表面上形成的测试图案(格子图案)的临界线宽最接近设计值(6μm)的情形，真正的最佳聚焦位置非对应厚度100μm的聚焦位置，即判断为存在于厚度对应大致60μm的聚焦位置。根据此种测量结果，以最佳聚焦位置往上方变位+40μm的方式，将图21的调整光学系统fao的透镜glg的位置往光轴方向调整。或者，将旋转圆筒dr的z方向的位置调整－40μm。
如以上所述，在本变形例，由于在测试曝光时不需在图案描绘装置ex侧通过光学构件(透镜glg等)的移动使聚焦位置位移来描绘测试图案，因此可缩短测试曝光时间，且由于测试图案的描绘精度不变，因此用以求出真正的最佳聚焦位置的变化的测量精度亦提升。又，图24、图25所示的测试曝光用的片状基板pfc，除了将点光sp以多边形镜直线扫描的直描方式的曝光装置以外，亦可同样地使用在将形成于平面状或圆筒状的掩膜的掩膜图案通过投影光学系统投影于基板p的掩膜投影曝光装置、或根据电子元件用的图案的cad数据等将多个可变微反射镜高速地调变以对基板p上投影对应图案的光强度分的无掩膜曝光装置。特别是，在掩膜投影曝光装置或无掩膜曝光装置，由于投影于基板p的掩膜像或光强度分布的投影区域具有二维的大小，因此相较于直描方式的曝光装置，焦深(dof)较窄，对最佳聚焦位置的散焦容许量亦小。因此，亦产生在较短间隔确认最佳聚焦位置的变动的状况。即使是此种情形，只要使用本变形例的片状基板pfc，即能简单地求出真正的最佳聚焦位置的变动并立即调整。
此外，图24中虽省略了图示，但亦可于片状基板pf1～pf8的各个，先形成图12所示的对准系统ams的物镜obl的观察区域、亦即能通过图17所示的4个检测区域vw1～vw4的任一者检测的标记图案。在使用形成有标记图案的片状基板pfc进行测试曝光时，通过对准系统ams测量标记图案的位置，根据该测量的位置修正各测试图案的描绘位置并曝光，藉此亦能确认对第一图案(标记图案)的第二图案(测试图案)的叠合精度。又，图24的片状基板pfc，虽采较旋转圆筒dr外周面的全周长短的尺寸llx的单片，但亦能使作为基底的片状基板pf1为长条状，于其上面将如图24的片状基板pf2～pf8的积层体在片状基板pf1的长边方向反复贴合而成，并以将其卷于辊的状态，取代图1所示的供给辊安装部epc1的供给辊fr来安装并供给至图案描绘装置ex。
〔其他变形例〕
上述各实施形态或其变形例中，虽说明射束切换部所含的选择用光学元件osn采声光调变元件(aom)，但亦可为不使用衍射现象的电性光学偏向构件、例如利用了泡克耳斯效应或克尔效应的电气光学元件(eo元件)。eo元件，是以被施加的电场强度的1次方或2次方使折射率变化的结晶介质或非结晶介质构成。在使用eo元件的情形，来自光源装置ls(ls1,ls2)的细平行射束lb，成为往纵方向或横方向的任一者偏光的直线偏光依序通过eo元件、偏光射束分离器(pbs)。若交互切换未对eo元件施加驱动信号(直流的高电压)的状态与已施加的状态，则从eo元件射出的射束lb的偏光方向交互旋转90度。因此，射入偏光射束分离器(pbs)的射束lb，因应其直线偏光的方向，在偏光分割面以反射与透射的任一方的状态射出。因此，与多个(6个或者3个)描绘单元un的各个对应地，将eo元件与pbs的组配置成来自光源装置ls(ls1,ls2)的射束lb直列地通过，在未对eo元件施加驱动信号时，pbs使射束lb透射，在已对eo元件施加驱动信号时，pbs使射束lb反射，藉此能将射束lb选择性地供给至描绘单元un的任一个。
除此之外，作为选择用光学元件osn，亦可使用将化学组成以kdp(kh2po4)、adp(nh4h2po4)、kd*p(kd2po4)、kda(kh2aso4)、batio3,srtio3,linbo3,litao3等表示的材料所构成的结晶介质形成为棱镜状(三角形)而成的透射性电气光学元件。此种结晶介质，由于介质内的折射率会因应施加的电压而变化，因此能改变射入的射束lb在棱镜的偏向角(折射角)。再者，作为使射入的射束的行进方向以因应施加电压的角度偏向的电气光学元件，亦能使用如例如特开2014－081575号公报、国际公开第2005/124398号说明书所揭示的ktn(kta1-xnbxo3)结晶。
又，在各实施形态或变形例，虽例示了在将来自1台光源装置ls的射束lb以时间分割方式择一地供给至描绘单元u1～u6的各个的情形，或者，将来自1台光源装置ls1(或ls2)的射束lb1(或lb2)以时间分割方式择一地供给至三个描绘单元u5,u6,u3(或u4,u1,u2)的各个的情形，但在因描绘单元un的构成(fθ透镜ft的孔径的大型化等)，而能将描绘线sln在主扫描方向的尺寸设为较长时，亦可将排列在基板p宽度方向(主扫描方向)的描绘单元un采仅例如图3所示的描绘单元u5,u6的2个，将来自1台光源装置ls(ls1)的射束lb(lb1)以时间分割方式择一地供给至2个描绘单元u5,u6的各个。此情形下，若须将2条描绘线sl5,sl6分别描绘的图案在主扫描方向(y方向)接续时，2个描绘单元u5，u6是在主扫描方向与副扫描方向的各方向错开配置。然而，在通过将以描绘线sl5,sl6分别描绘的图案在基板p上叠合的双重曝光(双图案化)方式进行精密图案描绘的情形，2个描绘单元u5,u6，是使主扫描方向的位置为相同而仅在副扫描方向错开配置。
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