(57)【要約】【解決手段】可撓性を有する長尺のシート基板Ｐを長尺方向に送る搬送部１２と、シート基板Ｐに電子デバイスのパターンを形成する為の所定の処理を施す処理部１４とを備えた基板処理装置１０の性能をテストする基板処理装置１０の性能確認方法は、搬送部１２と処理部１４とにシート基板Ｐが通された状態で、搬送部１２による搬送方向に関して所定の長さを有する可撓性のテスト用シート基板ＴＦを処理部１４の手前でシート基板Ｐに重ね、搬送部１２によってテスト用シート基板ＴＦをシート基板Ｐと共に処理部１４に供給する供給段階と、処理部１４に供給されるテスト用シート基板ＴＦに対して、処理部１４によってテスト用の処理を施す処理段階と、処理部１４を通った後のテスト用シート基板ＴＦをシート基板Ｐから引き離して回収する回収段階と、回収されたテスト用シート基板ＴＦに施されたテスト用の処理の状態を計測する計測段階と、を含む。【選択図】図１２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する長尺のシート基板を長尺方向に送る搬送部と、前記シート基板に電子デバイスのパターンを形成する為の所定の処理を施す処理部とを備えた基板処理装置の性能をテストする基板処理装置の性能確認方法であって、
前記搬送部と前記処理部とに前記シート基板が通された状態で、前記搬送部による搬送方向に関して所定の長さを有する可撓性のテスト用シート基板を前記処理部の手前で前記シート基板に重ね、前記搬送部によって前記テスト用シート基板を前記シート基板と共に前記処理部に供給する供給段階と、
前記処理部に供給される前記テスト用シート基板に対して、前記処理部によってテスト用の処理を施す処理段階と、
前記処理部を通った後の前記テスト用シート基板を前記シート基板から引き離して回収する回収段階と、
前記回収された前記テスト用シート基板に施された前記テスト用の処理の状態を計測する計測段階と、
を含む、基板処理装置の性能確認方法。
【請求項２】
請求項１に記載の基板処理装置の性能確認方法であって、
前記供給段階は、前記テスト用シート基板を前記シート基板に重ねた状態で前記処理部に供給されるように、前記処理部の手前に設けられた貼り合せ機構によって、前記テスト用シート基板の先端部を前記シート基板の途中に貼り合わせること、を含む、基板処理装置の性能確認方法。
【請求項３】
請求項２に記載の基板処理装置の性能確認方法であって、
前記処理部は、前記シート基板には前記電子デバイス用のパターンを露光し、前記テスト用シート基板にはテスト用パターンを露光する露光装置である、基板処理装置の性能確認方法。
【請求項４】
請求項３に記載の基板処理装置の性能確認方法であって、
前記露光装置によって前記シート基板上に露光される前記電子デバイス用のパターンの露光領域は、前記長尺方向に所定の余白部を挟んで複数配置され、
前記貼り合せ機構は、前記テスト用シート基板の先端部を前記シート基板上の前記余白部に貼り合わせる、基板処理装置の性能確認方法。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の基板処理装置の性能確認方法であって、
前記シート基板と前記テスト用シート基板の各々の表面には、前記露光装置からの露光光に感光する感光層が形成され、
前記テスト用パターンを露光する際の前記露光光が、前記シート基板の感光層に露光されないように、前記テスト用シート基板は前記露光光に対して不透明に形成される、基板処理装置の性能確認方法。
【請求項６】
請求項５に記載の基板処理装置の性能確認方法であって、
前記シート基板の表面と接触する前記テスト用シート基板の裏面の全体には、ゴミの挟み込みや傷の発生を抑制する為の樹脂膜が一様な厚さで形成されている、基板処理装置の性能確認方法。
【請求項７】
請求項３〜６のいずれか一項に記載の基板処理装置の性能確認方法であって、
前記計測段階では、検査装置又は計測装置を用いて、前記テスト用シート基板上に形成された前記テスト用パターンを計測することにより、前記露光装置のキャリブレーションに必要とされる露光量や照度ムラ、フォーカス誤差、解像度、重ね合せ精度、ディストーション、トータルピッチ誤差等の性能が確認される、基板処理装置の性能確認方法。
【請求項８】
請求項１に記載の基板処理装置の性能確認方法であって、
前記処理部は、印刷品質や塗膜状態の確認のための試し印刷が行われる印刷装置、又はインクジェットプリント装置である、基板処理装置の性能確認方法。
【請求項９】
請求項１に記載の基板処理装置の性能確認方法であって、
前記処理部は、前記シート基板の表面に蒸着法やミストデポジション法によって無機膜や有機膜を成膜する成膜装置である、基板処理装置の性能確認方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺のシート基板を搬送し、このシート基板に電子デバイスのパターンを形成する為の処理を施す基板処理装置の性能をテストする基板処理装置の性能確認方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、回転駆動されるドラムの曲面に沿って支持される可撓性の記録媒体の円弧曲面における３次元の露光領域全体に、２ヶ所の露光ヘッドからの投射される露光用の光ビームで露光処理する際、焦点距離調整手段により、露光ヘッドからの露光用の光ビームを、記録媒体の３次元で湾曲した露光領域全体に渡って焦点を合わせて結像させるために、マイクロミラー（ＤＭＤ）の各々のミラーからの光ビームを記録媒体上に集光するマイクロレンズアレイの各マイクロレンズの焦点距離を湾曲面に倣うように異ならせたり、シリンドリカルレンズを介して露光用の光ビームを記録媒体に投射したりすることで、湾曲した露光領域の全体に対して良好な結像が得られる露光装置が開示されている。この場合、特許文献１のようなマイクロレンズアレイを用いた露光装置では、露光用の光ビームのベストフォーカス面を、湾曲した記録媒体の露光領域に３次元的に合わせる必要がある。しかしながら、可撓性の記録媒体の厚みが比較的大きく変化した場合は、記録媒体の露光領域の３次元の湾曲の程度が変わってしまうため、露光用の光ビームの湾曲したベストフォーカス面との整合性が崩れてしまうとともに、２ヶ所の露光ヘッドの各々の露光位置の記録媒体の周長方向に関する間隔に誤差が生じることになる。そのような整合性の崩れや間隔の誤差は、装置を止めて調整し直すことも可能である。但し、ロール・ツー・ロール方式で記録媒体を処理している場合、露光装置だけを一時的に停止させると、製造ラインの全体を止めるリスクが生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−０９８７１９号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明の態様は、可撓性を有する長尺のシート基板を長尺方向に送る搬送部と、前記シート基板に電子デバイスのパターンを形成する為の所定の処理を施す処理部とを備えた基板処理装置の性能をテストする基板処理装置の性能確認方法であって、前記搬送部と前記処理部とに前記シート基板が通された状態で、前記搬送部による搬送方向に関して所定の長さを有する可撓性のテスト用シート基板を前記処理部の手前で前記シート基板に重ね、前記搬送部によって前記テスト用シート基板を前記シート基板と共に前記処理部に供給する供給段階と、前記処理部に供給される前記テスト用シート基板に対して、前記処理部によってテスト用の処理を施す処理段階と、前記処理部を通った後の前記テスト用シート基板を前記シート基板から引き離して回収する回収段階と、前記回収された前記テスト用シート基板に施された前記テスト用の処理の状態を計測する計測段階と、を含む。
【図面の簡単な説明】
【０００５】
【図１】第１の実施の形態による露光装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１に示す描画装置の回転ドラムに基板が巻き付けられた状態を示す詳細図である。
【図３】基板上で走査されるスポット光の描画ライン、および基板上に形成されたアライメントマークを示す図である。
【図４】図１に示す走査ユニットの光学的な構成を示す図である。
【図５】図１に示すビーム分配部の構成を示す図である。
【図６】図１に示す制御装置の概略構成を示すブロック図である。
【図７】図１に示す光源装置の具体的な構成を示す図である。
【図８】図１に示す露光装置の一部拡大図である。
【図９】デバイス製造用の基板の厚みとテスト用シート基板との厚みの差に起因するスポット光のフォーカス誤差と、描画ラインの副走査方向への位置誤差を説明する図である。
【図１０】テスト用シート基板の基板からの厚み差によって生じる奇数番と偶数番との描画ラインの副走査方向の間隔の誤差量の傾向を示すグラフである。
【図１１】露光ヘッドのＺ方向の位置変化量によって生じる奇数番と偶数番との描画ラインの副走査方向の間隔の誤差量の傾向を示すグラフである。
【図１２】第２の実施の形態における基板処理装置の概略構成を示す図である。
【図１３】デバイス製造用の基板とテスト用シート基板とを貼り合わせ状態を示す図である。
【図１４】デバイス製造用の基板の途中にテスト用シート基板を挿入したときの状態を示す図である。
【図１５】第３の実施の形態によるテスト用シート基板の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００６】
本発明の態様に係る基板処理装置の性能確認方法について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。なお、本発明の態様は、これらの実施の形態に限定されるものではなく、多様な変更または改良を加えたものも含まれる。つまり、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれ、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。
【０００７】
［第１の実施の形態］
図１は、第１の実施の形態の基板（被照射体）Ｐに露光処理を施す露光装置（パターン描画装置）ＥＸを含むデバイス製造システム１０の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、特に断わりのない限り、重力方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を設定し、図に示す矢印にしたがって、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を説明する。
【０００８】
デバイス製造システム１０は、基板Ｐに所定の処理（露光処理等）を施して、電子デバイスを製造するシステム（基板処理装置）である。デバイス製造システム１０は、例えば、電子デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレイ、フィルム状のタッチパネル、液晶表示パネル用のフィルム状のカラーフィルター、フレキシブル配線、または、フレキシブル・センサ等を製造する製造ラインが構築された製造システムである。以下、電子デバイスとしてフレキシブル・ディスプレイを前提として説明する。フレキシブル・ディスプレイとしては、例えば、有機ＥＬディスプレイ、液晶ディスプレイ等がある。デバイス製造システム１０は、可撓性のシート状の基板（シート基板）Ｐをロール状に巻いた供給ロールから基板Ｐが送出され、送出された基板Ｐに対して各種処理を連続的に施した後、各種処理後の基板Ｐを回収ロールで巻き取る、いわゆる、ロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ  Ｔｏ  Ｒｏｌｌ）方式の構造を有する。基板Ｐは、基板Ｐの移動方向（搬送方向）が長手方向（長尺）となり、幅方向が短手方向（短尺）となる帯状の形状を有する。第１の実施の形態においては、フィルム状の基板Ｐが、前工程の処理装置（第１の処理装置）ＰＲ１、露光装置ＥＸ、後工程の処理装置（第２の処理装置）ＰＲ２を経て、連続的に処理される例を示している。
【０００９】
なお、本第１の実施の形態では、装置が設置される工場の床面Ｅと平行な水平面であって基板Ｐの搬送方向をＸ方向とし、水平面内においてＸ方向と直交する方向、つまり、基板Ｐの幅方向（短尺方向）をＹ方向とし、Ｚ方向は、Ｘ方向とＹ方向とに直交する方向（上方向）であり、重力が働く方向と平行である。
【００１０】
基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、若しくは、ステンレス鋼等の金属または合金からなる箔（フォイル）等が用いられる。樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、および酢酸ビニル樹脂のうち、少なくとも１つ以上を含んだものを用いてもよい。また、基板Ｐの厚みや剛性（ヤング率）は、デバイス製造システム１０の搬送路を通る際に、基板Ｐに座屈による折れ目や非可逆的なシワが生じないような範囲であればよい。基板Ｐの母材として、厚みが２５μｍ〜２００μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）等のフィルムは、好適なシート基板の典型である。
【００１１】
基板Ｐは、処理装置ＰＲ１や処理装置ＰＲ２で施される各処理において熱を受ける場合があるため、熱膨張係数が顕著に大きくない材質の基板Ｐを選定することが好ましい。例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって熱膨張係数を抑えることができる。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、または酸化ケイ素等でもよい。また、基板Ｐは、フロート法等で製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルム、箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。
【００１２】
ところで、基板Ｐの可撓性（flexibility）とは、基板Ｐに自重程度の力を加えてもせん断したり破断したりすることはなく、その基板Ｐを撓めることが可能な性質をいう。また、自重程度の力によって屈曲する性質も可撓性に含まれる。また、基板Ｐの材質、大きさ、厚さ、基板Ｐ上に成膜される層構造、温度、または、湿度等の環境等に応じて、可撓性の程度は変わる。いずれにしろ、本第１の実施の形態によるデバイス製造システム１０内の搬送路に設けられる各種の搬送用ローラ、回転ドラム等の搬送方向転換用の部材に基板Ｐを正しく巻き付けた場合に、座屈して折り目がついたり、破損（破れや割れが発生）したりせずに、基板Ｐを滑らかに搬送できれば、可撓性の範囲といえる。
【００１３】
前工程用の処理装置ＰＲ１は、基板Ｐを所定の速度で長尺方向に沿って搬送しつつ、基板Ｐに対して塗布処理と乾燥処理を行う塗布装置である。処理装置ＰＲ１は、基板Ｐの表面に感光性機能液を選択的または一様に塗布した後に、感光性機能液に含まれる溶剤または水を除去して、感光性機能液を乾燥させる。これにより、基板Ｐの表面に感光性機能層（光感応層）となる膜が選択的または一様に形成される。なお、ドライフィルムを基板Ｐの表面に貼り付けることで、基板Ｐの表面に感光性機能層を形成してもよい。この場合は、処理装置ＰＲ１に代えて、ドライフィルムを基板Ｐに貼り付ける貼付装置（処理装置）を設ければよい。
【００１４】
ここで、この感光性機能液（層）の典型的なものはフォトレジスト（液状またはドライフィルム状）であるが、現像処理が不要な材料として、紫外線の照射を受けた部分の親撥液性が改質される感光性シランカップリング剤（ＳＡＭ）、或いは紫外線の照射を受けた部分にメッキ還元基が露呈する感光性還元剤等がある。感光性機能液（層）として感光性シランカップリング剤を用いる場合は、基板Ｐ上の紫外線で露光されたパターン部分が撥液性から親液性に改質される。そのため、親液性となった部分の上に導電性インク（銀や銅等の導電性ナノ粒子を含有するインク）または半導体材料を含有した液体等を選択塗布することで、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等を構成する電極、半導体、絶縁、或いは接続用の配線となるパターン層を形成することができる。感光性機能液（層）として、感光性還元剤を用いる場合は、基板Ｐ上の紫外線で露光されたパターン部分にメッキ還元基が露呈する。そのため、露光後、基板Ｐを直ちにパラジウムイオン等を含むメッキ液中に一定時間浸漬することで、パラジウムによるパターン層が形成（析出）される。このようなメッキ処理はアディティブ（additive）なプロセスであるが、その他、サブトラクティブ（subtractive）なプロセスとしてのエッチング処理を前提にしてもよい。その場合は、露光装置ＥＸへ送られる基板Ｐは、母材をＰＥＴやＰＥＮとし、その表面にアルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）等の金属性薄膜を全面または選択的に蒸着し、さらにその上にフォトレジスト層を積層したものであってもよい。
【００１５】
露光装置（処理部）ＥＸは、処理装置ＰＲ１から搬送されてきた基板Ｐを処理装置ＰＲ２に向けて所定の速度で搬送方向（＋Ｘ方向）に搬送しつつ、基板Ｐに対して露光処理（パターン描画）を行う処理装置である。露光装置ＥＸは、基板Ｐの表面（感光性機能層の表面、すなわち、感光面）に、電子デバイス用のパターン（例えば、電子デバイスを構成するＴＦＴの電極や配線等のパターン）に応じた光パターンを照射する。これにより、感光性機能層に前記パターンに対応した潜像（改質部）が形成される。
【００１６】
本第１の実施の形態においては、露光装置ＥＸは、マスクを用いない直描方式の露光装置、いわゆるラスタースキャン方式のパターン描画装置である。後で詳細に説明するが、露光装置ＥＸは、基板Ｐを長尺方向（副走査方向）に搬送しながら、露光用のパルス状のビームＬＢ（パルスビーム）のスポット光ＳＰを、基板Ｐの被照射面（感光面）上で所定の走査方向（Ｙ方向）に１次元に走査（主走査）しつつ、スポット光ＳＰの強度をパターンデータ（描画データ）に応じて高速に変調（オン／オフ）する。これにより、基板Ｐの被照射面に電子デバイス、回路または配線等の所定のパターンに応じた光パターンが描画露光される。つまり、基板Ｐの副走査と、スポット光ＳＰの主走査とで、スポット光ＳＰが基板Ｐの被照射面上で相対的に２次元走査されて、基板Ｐに所定のパターンが描画露光される。また、基板Ｐは、長尺方向に沿って搬送されているので、露光装置ＥＸによってパターンが露光される露光領域Ｗは、基板Ｐの長尺方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられることになる（図３参照）。この露光領域Ｗに電子デバイスが形成されるので、露光領域Ｗは、デバイス形成領域でもある。
【００１７】
後工程の処理装置ＰＲ２は、露光装置ＥＸから搬送されてきた基板Ｐを所定の速度で搬送しつつ、基板Ｐに対して湿式処理と乾燥処理を行う湿式処理装置である。本第１の実施の形態では、処理装置ＰＲ２は、基板Ｐに対して湿式処理の一種である現像処理またはメッキ処理を行う。そのため、処理装置ＰＲ２は、基板Ｐを所定時間だけ現像液に浸漬させる現像部、または基板Ｐを所定時間だけ無電解メッキ液に浸漬させるメッキ部と、基板Ｐを純水等で洗浄する洗浄部と、基板Ｐを乾燥させる乾燥部とを備える。これにより、感光性機能層の表面に潜像に応じたパターン層が析出（形成）される。つまり、基板Ｐの感光性機能層上のスポット光ＳＰの照射部分と非照射部分の違いに応じて、基板Ｐ上に所定の材料（例えば、レジスト、パラジウム）が選択的に形成され、これがパターン層となる。
【００１８】
なお、感光性機能層として感光性シランカップリング剤を用いる場合は、湿式処理の一種である液体（例えば、導電性インク等を含有した液体）の塗布処理、またはメッキ処理が処理装置ＰＲ２によって行われる。この場合であっても、感光性機能層の表面に潜像に応じたパターン層が形成される。つまり、基板Ｐの感光性機能層のスポット光ＳＰの照射部分と被照射部分の違いに応じて、基板Ｐ上に所定の材料（例えば、導電性インクまたはパラジウム等）が選択的に形成され、これがパターン層となる。
【００１９】
さて、図１に示す露光装置ＥＸは、温調チャンバーＥＣＶ内に格納されている。この温調チャンバーＥＣＶは、内部を所定の温度、所定の湿度に保つことで、内部において搬送される基板Ｐの温度による形状変化を抑制するとともに、基板Ｐの吸湿性や搬送に伴って発生する静電気の帯電等を考慮した湿度に設定される。温調チャンバーＥＣＶは、パッシブまたはアクティブな防振ユニットＳＵ１、ＳＵ２を介して製造工場の床面Ｅに配置される。防振ユニットＳＵ１、ＳＵ２は、床面Ｅからの振動を低減する。この床面Ｅは、工場の床面自体であってもよいし、水平面を出すために床面上に専用に設置される設置土台（ペデスタル）上の面であってもよい。露光装置ＥＸは、基板搬送機構（基板搬送部）１２と、光源装置ＬＳと、ビーム分配部ＢＤＵと、露光ヘッド１４と、制御装置１６と、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍ（なお、ｍ＝１、２、３、４）と、複数のエンコーダヘッドＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（なお、ｊ＝１、２、３、４）とを少なくとも備えている。制御装置（制御部）１６は、露光装置ＥＸの各部を制御するものである。この制御装置１６は、コンピュータとプログラムが記録された記録媒体等とを含み、該コンピュータがプログラムを実行することで、本第１の実施の形態の制御装置１６として機能する。
【００２０】
基板搬送機構１２は、デバイス製造システム１０の基板搬送装置（基板搬送部）の一部を構成するものであり、処理装置ＰＲ１から搬送される基板Ｐを、露光装置ＥＸ内で所定の速度で搬送した後、処理装置ＰＲ２に所定の速度で送り出す。この基板搬送機構１２によって、露光装置ＥＸ内で搬送される基板Ｐの搬送路が規定される。基板搬送機構１２は、基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）から順に、エッジポジションコントローラＥＰＣ、駆動ローラＲ１、テンション調整ローラＲＴ１、回転ドラム（円筒ドラム）ＤＲ、テンション調整ローラＲＴ２、駆動ローラＲ２、および、駆動ローラＲ３を有している。
【００２１】
エッジポジションコントローラＥＰＣは、処理装置ＰＲ１から搬送される基板Ｐの幅方向（Ｙ方向であって基板Ｐの短尺方向）における位置が、目標位置に対して±十数μｍ〜数十μｍ程度の範囲（許容範囲）に収まるように、基板Ｐを幅方向に移動させて、基板Ｐの幅方向における位置を調整する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、基板Ｐの幅方向の端部（エッジ）の位置を検出する不図示のエッジセンサからの検出信号に基づいて、エッジポジションコントローラＥＰＣのローラをＹ方向に微動させて、基板Ｐの幅方向における位置を調整する。駆動ローラ（ニップローラ）Ｒ１は、エッジポジションコントローラＥＰＣから搬送される基板Ｐの表裏両面を保持しながら回転し、基板Ｐを回転ドラムＤＲへ向けて搬送する。なお、エッジポジションコントローラＥＰＣは、回転ドラムＤＲに巻き付く基板Ｐの長尺方向が、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに対して常に直交するように、基板Ｐの幅方向における位置を適宜調整するとともに、基板Ｐの進行方向における傾き誤差を補正するように、エッジポジションコントローラＥＰＣの前記ローラの回転軸とＹ軸との平行度を適宜調整してもよい。
【００２２】
回転ドラムＤＲは、Ｙ方向に延びるとともに重力が働く方向と交差した方向に延びた中心軸ＡＸｏと、中心軸ＡＸｏから一定半径の円筒状の外周面とを有する。回転ドラムＤＲは、この外周面（円周面）に倣って基板Ｐの一部を長尺方向に円筒面状に湾曲させて支持（保持）しつつ、中心軸ＡＸｏを中心に回転して基板Ｐを＋Ｘ方向に搬送する。回転ドラムＤＲは、露光ヘッド１４からのビームＬＢ（スポット光ＳＰ）が投射される基板Ｐ上の領域（部分）をその外周面で支持する。回転ドラムＤＲは、電子デバイスが形成される面（感光層が形成された側の面）とは反対側の面（裏面）側から基板Ｐを支持（密着保持）する。回転ドラムＤＲのＹ方向の両側には、回転ドラムＤＲが中心軸ＡＸｏの周りを回転するように環状のベアリングで支持されたシャフトＳｆｔが設けられている。このシャフトＳｆｔは、制御装置１６によって制御される図示しない回転駆動源（例えば、モータや減速機構等）からの回転トルクが与えられることで中心軸ＡＸｏ回りに一定の回転速度で回転する。なお、便宜的に、中心軸ＡＸｏを含み、ＹＺ平面と平行な平面を中心面Ｐｏｃと呼ぶ。本実施の形態では、長尺のシート状の基板Ｐを回転ドラムＤＲで長尺方向に搬送するように説明するが、各種のテスト露光等を行う場合は、回転ドラムＤＲの外周面の全周長よりも短い枚葉のシート基板を回転ドラムＤＲの外周面に巻き付けることができる。テスト露光に使われる枚葉のシート基板は、長尺の基板Ｐと同じ諸元（材質、厚み、感光層の種類等）であることが好ましい。しかしながら、テスト露光は、パターン描画装置としての基本的な性能（解像度、重ね合わせ精度、継ぎ精度、フォーカス精度等）を調べるために行われるので、枚葉のシート基板Ｐは高価になったとしても、テンション、温度、湿度等による変形（歪み）が少ない方がよい。そのため、テスト露光用の枚葉のシート基板は、必ずしも長尺の基板Ｐと同じ諸元になるとは限らない。
【００２３】
駆動ローラ（ニップローラ）Ｒ２、Ｒ３は、基板Ｐの搬送方向（＋Ｘ方向）に沿って所定の間隔を空けて配置されており、露光後の基板Ｐに所定の弛み（あそび）を与えている。駆動ローラＲ２、Ｒ３は、駆動ローラＲ１と同様に、基板Ｐの表裏両面を保持しながら回転し、基板Ｐを処理装置ＰＲ３へ向けて搬送する。テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２は、−Ｚ方向に付勢されており、回転ドラムＤＲに巻き付けられて支持されている基板Ｐに長尺方向に所定のテンションを与えている。これにより、回転ドラムＤＲにかかる基板Ｐに付与される長尺方向のテンションを所定の範囲内に安定化させている。制御装置１６は、図示しない回転駆動源（例えば、モータや減速機等）を制御することで、駆動ローラＲ１〜Ｒ３を回転させる。なお、駆動ローラＲ１〜Ｒ３の回転軸、および、テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２の回転軸は、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏと平行している。
【００２４】
光源装置ＬＳは、パルス状のビーム（パルスビーム、パルス光、レーザ）ＬＢを発生して射出する。このビームＬＢは、３７０ｎｍ以下の波長帯域の特定波長（例えば、３５５ｎｍ）にピーク波長を有する紫外線光であり、ビームＬＢの発光周波数（発振周波数、所定周波数）をＦａとする。光源装置ＬＳから射出されるビームＬＢは、ビーム分配部ＢＤＵを介して露光ヘッド１４に入射する。光源装置ＬＳは、制御装置１６の制御にしたがって、発光周波数ＦａでビームＬＢを発光して射出する。この光源装置ＬＳの構成は、後で詳細に説明するが、第１の実施の形態では、赤外波長域のパルス光を発生する半導体レーザ素子、ファイバー増幅器、増幅された赤外波長域のパルス光を紫外波長域のパルス光に変換する波長変換素子（高調波発生素子）等で構成され、１００ＭＨｚ〜数百ＭＨｚの発振周波数Ｆａでのパルス発光が可能で、１パルス光の発光時間が数ピコ秒〜十数ピコ秒程度の高輝度な紫外線のパルス光が得られるファイバーアンプレーザ光源（高調波レーザ光源）を用いるものとする。
【００２５】
ビーム分配部ＢＤＵは、露光ヘッド１４を構成する複数の走査ユニットＵｎ（なお、ｎ＝１、２、・・・、６）の各々に光源装置ＬＳからのビームＬＢを分配する複数のミラーやビームスプリッタと、各走査ユニットＵｎに入射するビームＬＢのそれぞれを描画データに応じて強度変調する描画用光学素子（ＡＯＭ）等を有するが、詳しくは図５を参照して後述する。
【００２６】
露光ヘッド（処理部）１４は、同一構成の複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を配列した、いわゆるマルチビーム型の露光ヘッドとなっている。露光ヘッド１４は、回転ドラムＤＲの外周面（円周面）で支持されている基板Ｐの一部分に、複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によってパターンを描画する。露光ヘッド１４は、基板Ｐに対して電子デバイス用のパターン露光を繰り返し行うことから、パターンが露光される露光領域（電子デバイス形成領域）Ｗは、図３のように、基板Ｐの長尺方向に沿って所定の間隔をあけて複数設けられている。複数の走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、図２に示すように、中心面Ｐｏｃを挟んで基板Ｐの搬送方向に２列に千鳥配列で配置される。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）で、且つ、Ｙ方向に沿って所定の間隔だけ離して１列に配置されている。偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）で、Ｙ方向に沿って所定の間隔だけ離して１列に配置されている。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５と、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６とは、ＸＺ面内でみると、中心面Ｐｏｃに対して対称に設けられている。
【００２７】
各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、ビーム分配部ＢＤＵから供給されるビームＬＢｎ（ｎ＝１〜６）を、基板Ｐの被照射面上でスポット光ＳＰに収斂するように投射しつつ、そのスポット光ＳＰを、回転するポリゴンミラーＰＭ（図４参照）によって１次元に走査する。この各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）のポリゴンミラーＰＭによって、基板Ｐの被照射面上でスポット光ＳＰがＹ方向に１次元走査される。このスポット光ＳＰの走査によって、基板Ｐ上（基板Ｐの被照射面上）に、１ライン分のパターンが描画される直線的な描画ライン（走査線）ＳＬｎ（なお、ｎ＝１、２、・・・、６）が規定される。
【００２８】
走査ユニットＵ１は、スポット光ＳＰを描画ラインＳＬ１に沿って走査し、同様に、走査ユニットＵ２〜Ｕ６は、スポット光ＳＰを描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６に沿って走査する。複数の走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６は、図２、図３に示すように、奇数番と偶数番の描画ラインＳＬｎは基板Ｐの長尺方向である副走査方向に分離しているが、Ｙ方向（基板Ｐの幅方向、或いは主走査方向）に関しては互いに分離することなく、継ぎ合わされるように設定されている。なお、ビーム分配部ＢＤＵから射出するビームＬＢｎにおいて、走査ユニットＵ１に入射するビームをＬＢ１で表し、同様に、走査ユニットＵ２〜Ｕ６に入射するビームＬＢｎをＬＢ２〜ＬＢ６で表す。走査ユニットＵｎに入射するビームＬＢｎは、所定の方向に偏光した直線偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）、或いは円偏光のビームであってもよい。
【００２９】
図３に示すように、複数の走査ユニットＵ１〜Ｕ６は全部で露光領域Ｗの幅方向の全てをカバーするように配置されている。これにより、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６は、基板Ｐの幅方向に分割された複数の領域（描画範囲）毎にパターンを描画することができる。例えば、１つの走査ユニットＵｎによるＹ方向の走査長（描画ラインＳＬｎの長さ）を２０〜６０ｍｍ程度とすると、奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の３個と、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の３個との計６個の走査ユニットＵｎをＹ方向に配置することによって、描画可能なＹ方向の幅を１２０〜３６０ｍｍ程度まで広げている。各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の長さ（描画範囲の長さ）は、原則として同一とする。つまり、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の各々に沿って走査されるビームＬＢｎのスポット光ＳＰの走査距離は、原則として同一とする。なお、露光領域Ｗの幅（基板Ｐの幅）をさらに広くしたい場合は、描画ラインＳＬｎ自体の長さを長くするか、Ｙ方向に配置する走査ユニットＵｎの数を増やすことで対応することができる。
【００３０】
なお、実際の各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、スポット光ＳＰが被照射面上を実際に走査可能な最大の長さ（最大走査長）よりも僅かに短く設定される。例えば、主走査方向（Ｙ方向）の描画倍率が初期値（倍率補正無し）の場合にパターン描画可能な描画ラインＳＬｎの走査長を３０ｍｍとすると、スポット光ＳＰの被照射面上での最大走査長は、描画ラインＳＬｎの描画開始点（走査開始点）側と描画終了点（走査終了点）側の各々に０．５ｍｍ程度の余裕を持たせて、３１ｍｍ程度に設定されている。このように設定することによって、スポット光ＳＰの最大走査長３１ｍｍの範囲内で、３０ｍｍの描画ラインＳＬｎの位置を主走査方向に微調整したり、描画倍率を微調整したりすることが可能となる。スポット光ＳＰの最大走査長は３１ｍｍに限定されるものではなく、主に走査ユニットＵｎ内のポリゴンミラー（回転ポリゴンミラー）ＰＭの後に設けられるｆθレンズＦＴ（図４参照）の口径によって決まる。
【００３１】
複数の描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６は、中心面Ｐｏｃを挟んで、回転ドラムＤＲの周方向に２列に千鳥配列で配置される。奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）の基板Ｐの被照射面上に位置する。偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）の基板Ｐの被照射面上に位置する。描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６は、基板Ｐの幅方向、つまり、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏと略並行となっている。
【００３２】
描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、基板Ｐの幅方向（主走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に１列に配置されている。描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６も同様に、基板Ｐの幅方向（主走査方向）に沿って所定の間隔をあけて直線上に１列に配置されている。このとき、描画ラインＳＬ２は、基板Ｐの幅方向に関して、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ３との間に配置される。同様に、描画ラインＳＬ３は、基板Ｐの幅方向に関して、描画ラインＳＬ２と描画ラインＳＬ４との間に配置されている。描画ラインＳＬ４は、基板Ｐの幅方向に関して、描画ラインＳＬ３と描画ラインＳＬ５との間に配置され、描画ラインＳＬ５は、基板Ｐの幅方向に関して、描画ラインＳＬ４と描画ラインＳＬ６との間に配置されている。
【００３３】
奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の各々に沿って走査されるビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５の各々によるスポット光ＳＰの主走査方向は、１次元の方向となっており、同じ方向となっている。偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の各々に沿って走査されるビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６の各々によるスポット光ＳＰの主走査方向は、１次元の方向となっており、同じ方向となっている。この描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に沿って走査されるビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５のスポット光ＳＰの主走査方向と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６のスポット光ＳＰの主走査方向とは互いに逆方向であってもよい。本第１の実施の形態では、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に沿って走査されるビームＬＢ１、ＬＢ３、ＬＢ５のスポット光ＳＰの主走査方向は−Ｙ方向である。また、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるビームＬＢ２、ＬＢ４、ＬＢ６のスポット光ＳＰの主走査方向は＋Ｙ方向である。これにより、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の描画開始点側の端部と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の描画開始点側の端部とはＹ方向に関して隣接または一部重複する。また、描画ラインＳＬ３、ＳＬ５の描画終了点側の端部と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４の描画終了点側の端部とはＹ方向に関して隣接または一部重複する。Ｙ方向に隣り合う描画ラインＳＬｎの端部同士を一部重複させるように、各描画ラインＳＬｎを配置する場合は、例えば、各描画ラインＳＬｎの長さに対して、描画開始点、または描画終了点を含んでＹ方向に数％以下の範囲で重複させるとよい。なお、描画ラインＳＬｎをＹ方向に継ぎ合わせるとは、描画ラインＳＬｎの端部同士をＹ方向に関して隣接または一部重複させることを意味する。すなわち、互いにＹ方向に隣り合った２つの描画ラインＳＬｎの各々によって描画されるバターン同士が、Ｙ方向に継ぎ合わされて露光されることを意味する。
【００３４】
なお、描画ラインＳＬｎの副走査方向の幅（Ｘ方向の寸法）は、スポット光ＳＰの基板Ｐ上での実効的なサイズ（直径）φに応じた太さである。例えば、スポット光ＳＰの実効的なサイズ（寸法）φが３μｍの場合は、描画ラインＳＬｎの幅も３μｍとなる。また、本第１の実施の形態の場合、光源装置ＬＳからのビームＬＢがパルス光であるため、主走査の間に描画ラインＳＬｎ上に投射されるスポット光ＳＰは、ビームＬＢの発振周波数Ｆａ（例えば、１００ＭＨｚ）に応じて離散的になる。そのため、ビーム分配部ＢＤＵからのビームＬＢｎの１パルス光によって投射されるスポット光ＳＰと次の１パルス光によって投射されるスポット光ＳＰとを、主走査方向にオーバーラップさせる必要がある。そのオーバーラップの量は、スポット光ＳＰのサイズφ、スポット光ＳＰの走査速度（主走査の速度）Ｖｓ、および、ビームＬＢの発振周波数Ｆａによって設定される。スポット光ＳＰの実効的なサイズφは、スポット光ＳＰの強度分布がガウス分布で近似される場合、スポット光ＳＰのピーク強度の１／ｅ2（または１／２）で決まる。
【００３５】
本第１の実施の形態では、実効的なサイズ（寸法）φに対して、φ×１／２程度スポット光ＳＰがオーバーラップするように、スポット光ＳＰの走査速度Ｖｓおよび発振周波数Ｆａが設定される。したがって、スポット光ＳＰの主走査方向に沿った投射間隔は、φ／２となる。そのため、副走査方向（描画ラインＳＬｎと直交した方向）に関しても、描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの１回の走査と、次の走査との間で、基板Ｐがスポット光ＳＰの実効的なサイズφの略１／２の距離だけ移動するように設定することが望ましい。また、基板Ｐ上の感光性機能層への露光量の設定は、ビームＬＢ（パルス光）のピーク値の調整で可能であるが、ビームＬＢの強度を上げられない状況で露光量を増大させたい場合は、スポット光ＳＰの主走査方向の走査速度Ｖｓの低下、ビームＬＢの発振周波数Ｆａの増大、或いは基板Ｐの副走査方向の搬送速度Ｖｔの低下等のいずれかによって、スポット光ＳＰの主走査方向または副走査方向に関するオーバーラップ量を増加させればよい。スポット光ＳＰの主走査方向の走査速度Ｖｓは、ポリゴンミラーＰＭの回転数（回転速度Ｖｐ）に比例して速くなる。
【００３６】
各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、少なくともＸＺ平面において、各ビームＬＢｎが回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに向かって進むように、各ビームＬＢｎを基板Ｐに向けて照射する。これにより、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）から基板Ｐに向かって進むビームＬＢｎの光路（ビーム中心軸）は、ＸＺ平面において、基板Ｐの被照射面の法線と平行となる。また、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に照射するビームＬＢｎが、ＹＺ平面と平行な面内では基板Ｐの被照射面に対して垂直となるように、ビームＬＢｎを基板Ｐに向けて照射する。すなわち、被照射面でのスポット光ＳＰの主走査方向に関して、基板Ｐに投射されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）はテレセントリックな状態で走査される。ここで、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって規定される所定の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の各中点を通って基板Ｐの被照射面と垂直な線（または光軸とも呼ぶ）を、照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）と呼ぶ。
【００３７】
この各照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）は、ＸＺ平面において、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。奇数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の各々の照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５は、ＸＺ平面において同じ方向となっており、偶数番の走査ユニットＵ２、Ｕ４、Ｕ６の各々の照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６は、ＸＺ平面において同じ方向となっている。また、照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θ１となるように設定されている（図１参照）。
【００３８】
図１に示した複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、図３に示す基板Ｐに形成された複数のアライメントマーク（マーク）ＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出するためのものであり、Ｙ方向に沿って複数（本第１の実施の形態では、４つ）設けられている。複数のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、基板Ｐの被照射面上の露光領域Ｗに描画される所定のパターンと、基板Ｐとを相対的に位置合わせする（アライメントする）ための基準マークである。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、回転ドラムＤＲの外周面（円周面）で支持されている基板Ｐ上で、複数のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を検出する。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）は、露光ヘッド１４からのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰによる基板Ｐ上の被照射領域（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６で囲まれた領域）よりも基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられている。また、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、露光ヘッド１４からビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰによる基板Ｐ上の被照射領域（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６で囲まれた領域）よりも基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられている。
【００３９】
アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）は、アライメント用の照明光を基板Ｐに投射する光源と、基板Ｐの表面のアライメントマークＭＫｍを含む局所領域（観察領域）Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）、Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）の拡大像を得る観察光学系（対物レンズを含む）と、その拡大像を基板Ｐが搬送方向に移動している間に、基板Ｐの搬送速度Ｖｔに応じた高速シャッタで撮像するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子とを有する。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の各々が撮像した撮像信号（画像データ）は制御装置１６に送られる。制御装置１６にはマーク位置検出部が設けられ、複数の撮像信号の画像解析を行うことで、基板Ｐ上のアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置（マーク位置情報）を検出する。なお、アライメント用の照明光は、基板Ｐ上の感光性機能層に対してほとんど感度を持たない波長域の光、例えば、波長５００〜８００ｎｍ程度の光である。
【００４０】
複数のアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４は、各露光領域Ｗの周りに設けられている。アライメントマークＭＫ１、ＭＫ４は、露光領域Ｗの基板Ｐの幅方向の両側に、基板Ｐの長尺方向に沿って一定の間隔Ｄｈで複数形成されている。アライメントマークＭＫ１は、基板Ｐの幅方向の−Ｙ方向側に、アライメントマークＭＫ４は、基板Ｐの幅方向の＋Ｙ方向側にそれぞれ形成されている。このようなアライメントマークＭＫ１、ＭＫ４は、基板Ｐが大きなテンションを受けたり、熱プロセスを受けたりして変形していない状態では、基板Ｐの長尺方向（Ｘ方向）に関して同一位置になるように配置される。さらに、アライメントマークＭＫ２、ＭＫ３は、アライメントマークＭＫ１とアライメントマークＭＫ４の間であって、露光領域Ｗの＋Ｘ方向側と−Ｘ方向側との余白部に基板Ｐの幅方向（短尺方向）に沿って形成されている。アライメントマークＭＫ２、ＭＫ３は、露光領域Ｗと露光領域Ｗとの間に形成されている。アライメントマークＭＫ２は、基板Ｐの幅方向の−Ｙ方向側に、アライメントマークＭＫ３は、基板Ｐの＋Ｙ方向側に形成されている。
【００４１】
さらに、基板Ｐの−Ｙ方向側の端部に配列されるアライメントマークＭＫ１と余白部のアライメントマークＭＫ２とのＹ方向の間隔、余白部のアライメントマークＭＫ２とアライメントマークＭＫ３のＹ方向の間隔、および基板Ｐの＋Ｙ方向側の端部に配列されるアライメントマークＭＫ４と余白部のアライメントマークＭＫ３とのＹ方向の間隔は、いずれも同じ距離に設定されている。これらのアライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、第１層のパターン層の形成の際に一緒に形成されてもよい。例えば、第１層のパターンを露光する際に、パターンが露光される露光領域Ｗの周りにアライメントマーク用のパターンも一緒に露光してもよい。なお、アライメントマークＭＫｍは、露光領域Ｗ内に形成されてもよい。例えば、露光領域Ｗ内であって、露光領域Ｗの輪郭に沿って形成されてもよい。また、露光領域Ｗ内に形成される電子デバイスのパターン中の特定位置のパターン部分、或いは特定形状の部分をアライメントマークＭＫｍとして利用してもよい。
【００４２】
アライメント顕微鏡ＡＭ１１、ＡＭ２１は、図３に示すように、対物レンズによる観察領域（検出領域）Ｖｗ１１、Ｖｗ２１内に存在するアライメントマークＭＫ１を撮像するように配置される。同様に、アライメント顕微鏡ＡＭ１２〜ＡＭ１４、ＡＭ２２〜ＡＭ２４は、対物レンズによる観察領域Ｖｗ１２〜Ｖｗ１４、Ｖｗ２２〜Ｖｗ２４内に存在するアライメントマークＭＫ２〜ＭＫ４を撮像するように配置される。したがって、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１１〜ＡＭ１４、ＡＭ２１〜ＡＭ２４は、複数のアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４の位置に対応して、基板Ｐの−Ｙ方向側からＡＭ１１〜ＡＭ１４、ＡＭ２１〜ＡＭ２４、の順で基板Ｐの幅方向に沿って設けられている。なお、図２においては、アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）の図示を省略している。
【００４３】
複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）は、Ｘ方向に関して、露光位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）と観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）との長尺方向の距離が、露光領域ＷのＸ方向の長さよりも短くなるように設けられている。複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）も同様に、Ｘ方向に関して、露光位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）と観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）との長尺方向の距離が、露光領域ＷのＸ方向の長さよりも短くなるように設けられている。なお、Ｙ方向に設けられるアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍの数は、基板Ｐの幅方向に形成されるアライメントマークＭＫｍの配置や数に応じて変更可能である。また、各観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）、Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）の基板Ｐの被照射面上の大きさは、アライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４の大きさやアライメント精度（位置計測精度）に応じて設定されるが、１００〜５００μｍ角程度の大きさである。
【００４４】
図２に示すように、回転ドラムＤＲの両端部には、回転ドラムＤＲの外周面の周方向の全体に亘って環状に形成された目盛を有するスケール部ＳＤａ、ＳＤｂが設けられている。このスケール部ＳＤａ、ＳＤｂは、回転ドラムＤＲの外周面の周方向に一定のピッチ（例えば、２０μｍ）で凹状または凸状の格子線（目盛）を刻設した回折格子であり、インクリメンタル型のスケールとして構成される。このスケール部ＳＤａ、ＳＤｂは、中心軸ＡＸｏ回りに回転ドラムＤＲと一体に回転する。スケール部ＳＤａ、ＳＤｂを読み取るスケール読取ヘッドとしての複数のエンコーダヘッド（以下、単にエンコーダとも呼ぶ）ＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（なお、ｊ＝１、２、３、４）は、このスケール部ＳＤａ、ＳＤｂと対向するように設けられている（図１、図２参照）。なお、図２においては、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂの図示を省略している。
【００４５】
エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂは、回転ドラムＤＲの回転角度位置を光学的に検出するものである。回転ドラムＤＲの−Ｙ方向側の端部に設けられたスケール部ＳＤａに対向して、４つのエンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ、ＥＮ２ａ、ＥＮ３ａ、ＥＮ４ａ）が設けられている。同様に、回転ドラムＤＲの＋Ｙ方向側の端部に設けられたスケール部ＳＤｂに対向して、４つのエンコーダＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ、ＥＮ２ｂ、ＥＮ３ｂ、ＥＮ４ｂ）が設けられている。
【００４６】
エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ１上に配置されている（図１、図２参照）。設置方位線Ｌｘ１は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤａ、ＳＤｂ上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。また、設置方位線Ｌｘ１は、ＸＺ平面において、各アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）の観察領域Ｖｗ１ｍ（Ｖｗ１１〜Ｖｗ１４）と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。つまり、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）も設置方位線Ｌｘ１上に配置されている。
【００４７】
エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられており、且つ、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂより基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられている。エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂは、設置方位線Ｌｘ２上に配置されている（図１、図２参照）。設置方位線Ｌｘ２は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤａ、ＳＤｂ上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。この設置方位線Ｌｘ２は、ＸＺ平面において、照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と同角度位置となって重なっている。
【００４８】
エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ３上に配置されている（図１、図２参照）。設置方位線Ｌｘ３は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤａ、ＳＤｂ上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。この設置方位線Ｌｘ３は、ＸＺ平面において、照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６と同角度位置となって重なっている。したがって、設置方位線Ｌｘ２と設置方位線Ｌｘ３とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θ１となるように設定されている（図１参照）。
【００４９】
エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂは、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂより基板Ｐの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に設けられており、設置方位線Ｌｘ４上に配置されている（図１参照）。設置方位線Ｌｘ４は、ＸＺ平面において、エンコーダＥＮ４ａ、ＥＮ４ｂの計測用の光ビームのスケール部ＳＤａ、ＳＤｂ上への投射位置（読取位置）と、中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。また、設置方位線Ｌｘ４は、ＸＺ平面において、各アライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）の観察領域Ｖｗ２ｍ（Ｖｗ２１〜Ｖｗ２４）と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。つまり、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）も設置方位線Ｌｘ４上に配置されている。この設置方位線Ｌｘ１と設置方位線Ｌｘ４とは、ＸＺ平面において、中心面Ｐｏｃに対して角度が±θ２となるように設定されている（図１参照）。
【００５０】
各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）は、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂに向けて計測用の光ビームを投射し、その反射光束（回折光）を光電検出した検出信号（２相信号）を制御装置１６に出力する。制御装置１６内には、エンコーダごとの検出信号（２相信号）を内挿処理してスケール部ＳＤａ、ＳＤｂの格子の移動量をデジタル計数することで、回転ドラムＤＲの回転角度位置および角度変化、或いは基板Ｐの移動量をサブミクロンの分解能で計測する複数のカウンタ回路が設けられている。回転ドラムＤＲの角度変化からは、基板Ｐの搬送速度Ｖｔも計測することができる。エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂ）の各々に対応したカウンタ回路のカウント値に基づいて、アライメントマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置、基板Ｐ上の露光領域Ｗと各描画ラインＳＬｎの副走査方向の位置関係等が特定できる。その他、そのカウンタ回路のカウント値に基づいて、基板Ｐ上に描画すべきパターンの描画データ（例えばビットマップデータ）を記憶するメモリ部の副走査方向に関するアドレス位置（アクセス番地）も指定される。
【００５１】
次に、図４を参照して走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の光学的な構成について説明する。なお、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）は、同一の構成を有することから、代表して走査ユニットＵ１についてのみ説明し、他の走査ユニットＵｎについてはその説明を省略する。また、図５においては、照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１）と平行する方向をＺｔ方向とし、Ｚｔ方向と直交する平面上にあって、基板Ｐが処理装置ＰＲ１から露光装置ＥＸを経て処理装置ＰＲ２に向かう方向をＸｔ方向とし、Ｚｔ方向と直交する平面上であって、Ｘｔ方向と直交する方向をＹｔ方向とする。つまり、図４のＸｔ、Ｙｔ、Ｚｔの３次元座標は、図１のＸ、Ｙ、Ｚの３次元座標を、Ｙ軸を中心にＺ軸方向が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１）と平行となるように回転させた３次元座標となる。
【００５２】
図４に示すように、走査ユニットＵ１内には、ビームＬＢ１の入射位置から被照射面（基板Ｐ）までのビームＬＢ１の進行方向に沿って、反射ミラーＭ１０、ビームエキスパンダーＢＥ、反射ミラーＭ１１、偏光ビームスプリッタＢＳ１、反射ミラーＭ１２、シフト光学部材（平行平板）ＳＲ、偏向調整光学部材（プリズム）ＤＰ、フィールドアパーチャＦＡ、反射ミラーＭ１３、λ／４波長板ＱＷ、シリンドリカルレンズＣＹａ、反射ミラーＭ１４、ポリゴンミラーＰＭ、ｆθレンズＦＴ、反射ミラーＭ１５、シリンドリカルレンズＣＹｂが設けられる。さらに、走査ユニットＵ１内には、走査ユニットＵ１の描画開始可能タイミングを検出する原点センサ（原点検出器）ＯＰ１と、被照射面（基板Ｐ）からの反射光を偏光ビームスプリッタＢＳ１を介して検出するための光学レンズ系Ｇ１０および光検出器ＤＴとが設けられる。
【００５３】
走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１は、−Ｚｔ方向に向けて進み、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いた反射ミラーＭ１０に入射する。この走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１の軸線は、照射中心軸Ｌｅ１と同軸になるように反射ミラーＭ１０に入射する。反射ミラーＭ１０は、入射したビームＬＢ１を、Ｘｔ軸と平行に設定されるビームエキスパンダーＢＥの光軸ＡＸａに沿って、反射ミラーＭ１０から−Ｘｔ方向に離れた反射ミラーＭ１１に向けて−Ｘｔ方向に反射する。したがって、光軸ＡＸａはＸｔＺｔ平面と平行な面内で照射中心軸Ｌｅ１と直交する。ビームエキスパンダーＢＥは、集光レンズＢｅ１と、集光レンズＢｅ１によって収斂された後に発散するビームＬＢ１を平行光にするコリメートレンズＢｅ２とを有し、ビームＬＢ１の径を拡大させる。
【００５４】
反射ミラーＭ１１は、ＹｔＺｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１（光軸ＡＸａ）を偏光ビームスプリッタＢＳ１に向けて−Ｙｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１１に対して−Ｙｔ方向に離れて設置されている偏光ビームスプリッタＢＳ１の偏光分離面は、ＹｔＺｔ平面に対して４５°傾いて配置され、Ｐ偏光のビームを反射し、Ｐ偏光と直交する方向に偏光した直線偏光（Ｓ偏光）のビームを透過するものである。走査ユニットＵ１に入射するビームＬＢ１は、ここではＰ偏光のビームとするので、偏光ビームスプリッタＢＳ１は、反射ミラーＭ１１からのビームＬＢ１を−Ｘｔ方向に反射して反射ミラーＭ１２側に導く。
【００５５】
反射ミラーＭ１２は、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ１２から−Ｚｔ方向に離れた反射ミラーＭ１３に向けて−Ｚｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１２で反射されたビームＬＢ１は、Ｚｔ軸と平行な光軸ＡＸｃに沿って、２枚の石英の平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２で構成されるシフト光学部材ＳＲ、２つの楔状のプリズムＤｐ１、Ｄｐ２で構成される偏向調整光学部材ＤＰ、およびフィールドアパーチャ（視野絞り）ＦＡを通過して、反射ミラーＭ１３に入射する。シフト光学部材ＳＲは、平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２の各々を傾けることで、ビームＬＢ１の進行方向（光軸ＡＸｃ）と直交する平面（ＸｔＹｔ平面）内において、ビームＬＢ１の断面内の中心位置を２次元的に調整する。偏向調整光学部材ＤＰは、プリズムＤｐ１、Ｄｐ２の各々を光軸ＡＸｃの回りに回転させることによって、ビームＬＢ１の軸線と光軸ＡＸｃとの平行出し、または、基板Ｐの被照射面に達するビームＬＢ１の軸線と照射中心軸Ｌｅ１との平行出しが可能となっている。
【００５６】
反射ミラーＭ１３は、ＸｔＹｔ平面に対して４５°傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を反射ミラーＭ１４に向けて＋Ｘｔ方向に反射する。反射ミラーＭ１３で反射したビームＬＢ１は、λ／４波長板ＱＷおよびシリンドリカルレンズＣＹａを介して反射ミラーＭ１４に入射する。反射ミラーＭ１４は、入射したビームＬＢ１をポリゴンミラー（回転多面鏡、走査用偏向部材）ＰＭに向けて反射する。ポリゴンミラーＰＭは、入射したビームＬＢ１を、Ｘｔ軸と平行な光軸ＡＸｆを有するｆθレンズＦＴに向けて＋Ｘｔ方向側に反射する。ポリゴンミラーＰＭは、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを基板Ｐの被照射面上で走査するために、入射したビームＬＢ１をＸｔＹｔ平面と平行な面内で１次元に偏向（反射）する。具体的には、ポリゴンミラーＰＭは、Ｚｔ軸方向に延びる回転軸ＡＸｐと、回転軸ＡＸｐの周りに形成された複数の反射面ＲＰ（本実施の形態では反射面ＲＰの数Ｎｐを８とする）とを有する。回転軸ＡＸｐを中心にこのポリゴンミラーＰＭを所定の回転方向に回転させることで反射面ＲＰに照射されるパルス状のビームＬＢ１の反射角を連続的に変化させることができる。これにより、１つの反射面ＲＰによってビームＬＢ１の反射方向が偏向され、基板Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢ１のスポット光ＳＰを主走査方向（基板Ｐの幅方向、Ｙｔ方向）に沿って走査することができる。
【００５７】
すなわち、ポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰによって、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを主走査方向に沿って１回走査することができる。このため、ポリゴンミラーＰＭの１回転で、基板Ｐの被照射面上にスポット光ＳＰが走査される描画ラインＳＬ１の数は、最大で反射面ＲＰの数と同じ８本となる。ポリゴンミラーＰＭは、制御装置１６の制御の下、回転駆動源（例えば、モータや減速機構等）ＲＭによって一定の速度で回転する。先に説明したように、描画ラインＳＬ１の実効的な長さ（例えば、３０ｍｍ）は、このポリゴンミラーＰＭによってスポット光ＳＰを走査することができる最大走査長（例えば、３１ｍｍ）以下の長さに設定されており、初期設定（設計上）では、最大走査長の中央に描画ラインＳＬ１の中心点（照射中心軸Ｌｅ１が通る点）が設定されている。
【００５８】
シリンドリカルレンズＣＹａは、ポリゴンミラーＰＭによる主走査方向（回転方向）と直交する非走査方向（Ｚｔ方向）に関して、入射したビームＬＢ１をポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰ上に収斂する。つまり、シリンドリカルレンズＣＹａは、ビームＬＢ１を反射面ＲＰ上でＸｔＹｔ平面と平行な方向に延びたスリット状（長楕円状）に収斂する。母線がＹｔ方向と平行となっているシリンドリカルレンズＣＹａと、後述のシリンドリカルレンズＣＹｂとによって、反射面ＲＰがＺｔ方向に対して傾いている場合（ＸｔＹｔ平面の法線に対する反射面ＲＰの傾き）があっても、その影響を抑制することができる。例えば、基板Ｐの被照射面上に照射されるビームＬＢ１（描画ラインＳＬ１）の照射位置が、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰ毎の僅かな傾き誤差によってＸｔ方向にずれることを抑制することができる。
【００５９】
Ｘｔ軸方向に延びる光軸ＡＸｆを有するｆθレンズＦＴは、ポリゴンミラーＰＭによって反射されたビームＬＢ１を、ＸｔＹｔ平面において、光軸ＡＸｆと平行となるように反射ミラーＭ１５に投射するテレセントリック系のスキャンレンズである。ビームＬＢ１のｆθレンズＦＴへの入射角θは、ポリゴンミラーＰＭの回転角（θ／２）に応じて変わる。ｆθレンズＦＴは、反射ミラーＭ１５およびシリンドリカルレンズＣＹｂを介して、その入射角θに比例した基板Ｐの被照射面上の像高位置にビームＬＢ１を投射する。焦点距離をｆｏとし、像高位置をｙとすると、ｆθレンズＦＴは、ｙ＝ｆｏ×θ、の関係（歪曲収差）を満たすように設計されている。したがって、このｆθレンズＦＴによって、ビームＬＢ１をＹｔ方向（Ｙ方向）に正確に等速で走査することが可能になる。ｆθレンズＦＴへの入射角θが０度のときに、ｆθレンズＦＴに入射したビームＬＢ１は、光軸ＡＸｆ上に沿って進む。
【００６０】
反射ミラーＭ１５は、ｆθレンズＦＴからのビームＬＢ１を、シリンドリカルレンズＣＹｂを介して基板Ｐに向けて−Ｚｔ方向に反射する。ｆθレンズＦＴおよび母線がＹｔ方向と平行となっているシリンドリカルレンズＣＹｂによって、基板Ｐに投射されるビームＬＢ１が基板Ｐの被照射面上で直径数μｍ程度（例えば、３μｍ）の微小なスポット光ＳＰに収斂される。また、基板Ｐの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰは、ポリゴンミラーＰＭによって、Ｙｔ方向に延びる描画ラインＳＬ１によって１次元走査される。なお、ｆθレンズＦＴの光軸ＡＸｆと照射中心軸Ｌｅ１とは、同一の平面上にあり、その平面はＸｔＺｔ平面と平行である。したがって、光軸ＡＸｆ上に進んだビームＬＢ１は、反射ミラーＭ１５によって−Ｚｔ方向に反射し、照射中心軸Ｌｅ１と同軸になって基板Ｐに投射される。本第１の実施の形態において、少なくともｆθレンズＦＴは、ポリゴンミラーＰＭによって偏向されたビームＬＢ１を基板Ｐの被照射面に投射する投射光学系として機能する。また、少なくとも反射部材（反射ミラーＭ１１〜Ｍ１５）および偏光ビームスプリッタＢＳ１は、反射ミラーＭ１０から基板ＰまでのビームＬＢ１の光路を折り曲げる光路偏向部材として機能する。この光路偏向部材によって、反射ミラーＭ１０に入射するビームＬＢ１の入射軸と照射中心軸Ｌｅ１とを略同軸にすることができる。ＸｔＺｔ平面に関して、走査ユニットＵ１内を通るビームＬＢ１は、クランク状に折り曲げられた光路を通った後、−Ｚｔ方向に進んで基板Ｐに投射される。
【００６１】
このように、基板Ｐが副走査方向に搬送されている状態で、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）によって、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰを主走査方向（Ｙ方向）に一次元に走査することで、スポット光ＳＰを基板Ｐの被照射面にて相対的に２次元走査することができる。
【００６２】
なお、一例として、各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の実効的な長さ（描画長）を３０ｍｍとし、実効的なサイズφが３μｍのスポット光ＳＰの１／２ずつ、つまり、１．５（＝３×１／２）μｍずつ、オーバーラップさせながらスポット光ＳＰを描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿って基板Ｐの被照射面上に照射する場合、パルス状のスポット光ＳＰは、１．５μｍの間隔で照射される。したがって、１回の走査で照射されるスポット光ＳＰの数は、２００００（＝３０〔ｍｍ〕／１．５〔μｍ〕）となる。また、基板Ｐの副走査方向の送り速度（搬送速度）Ｖｔを０．６０４８ｍｍ／ｓｅｃとし、副走査方向についてもスポット光ＳＰの走査が１．５μｍの間隔で行われるものとすると、描画ラインＳＬｎに沿った１回の走査開始（描画開始）時点と次の走査開始時点との時間差Ｔｐｘは、約６２０μｓｅｃ（＝０．３７５〔μｍ〕／０.６０４８〔ｍｍ／ｓｅｃ〕）となる。この時間差Ｔｐｘは、８反射面ＲＰのポリゴンミラーＰＭが１面分（４５度＝３６０度／８）だけ回転する時間である。この場合、ポリゴンミラーＰＭの１回転の時間が、約４．９６ｍｓｅｃ（＝８×６２０〔μｓｅｃ〕）となるように設定される必要があるので、ポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐは、毎秒約２０１．６１３回転（＝１／４．９６〔ｍｓｅｃ〕）、すなわち、約１２０９６．８ｒｐｍに設定される。
【００６３】
一方、ポリゴンミラーＰＭの１反射面ＲＰで反射したビームＬＢ１が有効にｆθレンズＦＴに入射する最大入射角度（スポット光ＳＰの最大走査長に対応）は、ｆθレンズＦＴの焦点距離と最大走査長によっておおよそ決まってしまう。一例として、反射面ＲＰが８つのポリゴンミラーＰＭの場合は、１反射面ＲＰ分の回転角度４５度のうちで実走査に寄与する回転角度αの比率（走査効率）は、α／４５度で表される。本第１の実施の形態では、実走査に寄与する回転角度αを１０度よりも大きく１５度よりも小さい範囲とするので、走査効率は１／３（＝１５度／４５度）となり、ｆθレンズＦＴの最大入射角は３０度（光軸ＡＸｆを中心として±１５度）となる。そのため、描画ラインＳＬｎの最大走査長（例えば、３１ｍｍ）分だけスポット光ＳＰを走査するのに必要な時間Ｔｓは、Ｔｓ＝Ｔｐｘ×走査効率、となり、先の数値例の場合は、時間Ｔｓ、約２０６．６６６・・・μｓｅｃ（＝６２０〔μｓｅｃ〕／３）、となる。本第１の実施の形態における描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の実効的な走査長を３０ｍｍとするので、この描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの１走査の走査時間Ｔｓｐは、約２００μｓｅｃ（＝２０６．６６６・・・〔μｓｅｃ〕×３０〔ｍｍ〕／３１〔ｍｍ〕）、となる。したがって、この時間Ｔｓｐの間に、２００００のスポット光ＳＰ（パルス光）を照射する必要があるので、光源装置ＬＳからのビームＬＢの発光周波数（発振周波数）Ｆａは、Ｆａ≒２００００回／２００μｓｅｃ≒１００ＭＨｚとなる。
【００６４】
図４に示した原点センサＯＰ１は、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの回転位置が、反射面ＲＰによるスポット光ＳＰの走査が開始可能な所定位置にくると原点信号ＳＺ１を発生する。言い換えるならば、原点センサＯＰ１は、これからスポット光ＳＰの走査を行う反射面ＲＰの角度が所定の角度位置になったときに原点信号ＳＺ１を発生する。ポリゴンミラーＰＭは、８つの反射面ＲＰを有するので、原点センサＯＰ１は、ポリゴンミラーＰＭが１回転する期間で、８回原点信号ＳＺ１を出力することになる。この原点センサＯＰ１が発生した原点信号ＳＺ１は、制御装置１６に送られる。原点センサＯＰ１が原点信号ＳＺ１を発生してから、遅延時間Ｔｄ１経過後にスポット光ＳＰの描画ラインＳＬ１に沿った走査が開始される。つまり、この原点信号ＳＺ１は、走査ユニットＵ１によるスポット光ＳＰの描画開始タイミング（走査開始タイミング）を示す情報となっている。原点センサＯＰ１は、基板Ｐの感光性機能層に対して非感光性の波長域のレーザビームＢｇａを反射面ＲＰに対して射出するビーム送光系ｏｐａと、反射面ＲＰで反射したレーザビームＢｇａの反射ビームＢｇｂを受光して原点信号ＳＺ１を発生するビーム受光系ｏｐｂとを有する。
【００６５】
なお、走査ユニットＵ２〜Ｕ６に設けられている原点センサＯＰｎをＯＰ２〜ＯＰ６で表し、原点センサＯＰ２〜ＯＰ６で発生する原点信号ＳＺｎをＳＺ２〜ＳＺ６で表す。制御装置１６は、これらの原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）に基づいて、どの走査ユニットＵｎがこれからスポット光ＳＰの走査を行うかを管理している。また、原点信号ＳＺ２〜ＳＺ６が発生してから、走査ユニットＵ２〜Ｕ６による描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６に沿ったスポット光ＳＰの走査を開始するまでの遅延時間ＴｄｎをＴｄ２〜Ｔｄ６で表す場合がある。本実施形態では、原点信号ＳＺ１〜ＳＺ６を使って、各走査ユニットＵ１〜Ｕ６のポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐを所定値に一致させる同期制御と、各ポリゴンミラーＰＭの回転角度位置（角度位相）を所定の関係に維持する同期制御とが行われる。
【００６６】
図４に示す光検出器ＤＴは、例えば、回転ドラムＤＲの表面に形成された基準パターン、或いは基板Ｐの特定位置に形成された基準パターンがスポット光ＳＰによって走査されたときに発生する反射光の変化を光電変換する光電変換素子を有する。回転ドラムＤＲの基準パターン（或いは基板Ｐ上の基準パターン）が形成された領域に、走査ユニットＵ１からビームＬＢ１のスポット光ＳＰを照射すると、ｆθレンズＦＴがテレセントリック系であることから、その反射光が、シリンドリカルレンズＣＹｂ、反射ミラーＭ１５、ｆθレンズＦＴ、ポリゴンミラーＰＭ、反射ミラーＭ１４、シリンドリカルレンズＣＹａ、λ／４波長板ＱＷ、反射ミラーＭ１３、フィールドアパーチャＦＡ、偏向調整光学部材ＤＰ、シフト光学部材ＳＲ、および、反射ミラーＭ１２を通過して偏光ビームスプリッタＢＳ１に戻ってくる。λ／４波長板ＱＷの作用によって、基板Ｐに照射されるビームＬＢ１は、Ｐ偏光から円偏光のビームＬＢ１に変換され、回転ドラムＤＲの表面（或いは基板Ｐの表面）で反射されて、偏光ビームスプリッタＢＳ１まで戻ってくる反射光は、λ／４波長板ＱＷによって円偏光からＳ偏光に変換される。そのため、回転ドラムＤＲからの反射光は、偏光ビームスプリッタＢＳ１を透過し、光学レンズ系Ｇ１０を介して光検出器ＤＴに達する。光検出器ＤＴからの検出信号に基づいて計測される描画ラインＳＬｎに対する基準パターンの位置情報によって、走査ユニットＵｎをキャリブレーションすることができる。
【００６７】
図５は、ビーム分配部ＢＤＵ内の構成をＸＹ面内で見た図である。ビーム分配部ＢＤＵは、複数の描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）と、複数のビームスプリッタＢＳａ〜ＢＳｅと、複数の反射ミラーＭＲ１〜ＭＲ５と、複数の落射用の反射ミラーＦＭ１〜ＦＭ６とを有する。描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、光源装置ＬＳからのビームＬＢを６つに分配した光路の各々に配置され、高周波の駆動信号に応答して入射ビームを回折させた１次回折光を、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）として射出する音響光学変調素子（ＡＯＭ：Acousto-Optic Modulator）である。描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々における１次回折光（ビームＬＢ１〜ＬＢ６）の回折方向はＸＺ面と平行な面内で−Ｚ方向であり、各描画用光学素子ＡＯＭｎがオン状態（１次回折光を発生する状態）のときに各描画用光学素子ＡＯＭｎから射出されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）は、反射面がＸＹ面に対して傾斜した落射用の反射ミラーＦＭ１〜ＦＭ６の各々によって、対応する走査ユニットＵ１〜Ｕ６（反射ミラーＭ１０）に向けて−Ｚ方向に反射される。
【００６８】
光源装置ＬＳからのビームＬＢはビームスプリッタＢＳａで２分割され、ビームスプリッタＢＳａを透過したビームは、反射ミラーＭＲ１、ＭＲ２で反射された後、ビームスプリッタＢＳｂで２分割される。ビームスプリッタＢＳｂで反射したビームは、描画用光学素子ＡＯＭ５に入射し、ビームスプリッタＢＳｂを透過したビームは、ビームスプリッタＢＳｃで２分割される。ビームスプリッタＢＳｃで反射したビームは、描画用光学素子ＡＯＭ３に入射し、ビームスプリッタＢＳｃを透過したビームは、反射ミラーＭＲ３で反射されて、描画用光学素子ＡＯＭ１に入射する。同様に、ビームスプリッタＢＳａで反射されたビームは、反射ミラーＭＲ４で反射された後、ビームスプリッタＢＳｄで２分割される。ビームスプリッタＢＳｄで反射されたビームは、描画用光学素子ＡＯＭ６に入射し、ビームスプリッタＢＳｄを透過したビームは、ビームスプリッタＢＳｅで２分割される。ビームスプリッタＢＳｅで反射されたビームは、描画用光学素子ＡＯＭ４に入射し、ビームスプリッタＢＳｅを透過したビームは、反射ミラーＭＲ５で反射されて、描画用光学素子ＡＯＭ２に入射する。
【００６９】
以上のように、６つの描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々に、光源装置ＬＳからのビームＬＢが約１／６に振幅分割（強度分割）された状態でともに入射する。描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の各々に、描画データの画素毎のビットデータに応じて、高周波の駆動信号の印加をオン／オフすることによって、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々の描画ラインＳＬｎに沿って走査されるスポット光ＳＰの強度が変調される。これによって、描画データ（ビットマップ）に対応したパターンが、各走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）で同時に基板Ｐ上に描画される。描画データ（パターンデータ）は、走査ユニットＵｎによって描画されるパターンを、スポット光ＳＰのサイズφに応じて設定される寸法の画素によって分割し、複数の画素の各々を前記パターンに応じた論理情報（画素データ）で表したものである。つまり、描画データは、スポット光ＳＰの走査方向（主走査方向、Ｙ方向）に沿った方向を行方向とし、基板Ｐの搬送方向（副走査方向、Ｘ方向）に沿った方向を列方向とするように２次元に分解された複数の画素の論理情報（画素データ）で構成されているビットマップデータである。
【００７０】
図６は、図１に示した制御装置１６の主要な構成を示すブロック図であり、制御装置１６は、描画動作全体を統括制御する描画コントロール部１００と、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々の原点センサＯＰｎのビーム受光系ｏｐｂからの原点信号ＳＺ１〜ＳＺ６を入力して、ポリゴンミラーＰＭの回転用のモータＲＭを制御するポリゴンミラー駆動部１０２と、複数のアライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍの各々で撮像されるアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４の画像を解析して、マーク位置情報を生成するアライメント部１０４と、複数のエンコーダヘッドＥＮ１ａ〜ＥＮ４ａ、ＥＮ１ｂ〜ＥＮ４ｂの各々からの検出信号（２相信号）に基づいて、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの周方向の移動量や移動位置をデジタル計数するエンコーダカウンタ部１０６と、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々で描画すべきパターンの描画データをビットマップ形式で記憶する描画データ記憶部１０８と、描画データ記憶部１０８から読み出される各描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６毎の描画データ列（ビットストリーム信号）に応じて、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々に対応した描画用光学素子ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６を変調するＡＯＭ駆動部１１０と、回転ドラムＤＲの駆動系（モータ等）の制御と、露光ヘッド１４（走査ユニットＵｎ）を回転ドラムＤＲに対してＺ方向に微動させるＺ駆動系ＺＴＵ（図８参照）の制御とを行う駆動制御部１１２とを備える。さらに、描画コントロール部１００は、光源装置ＬＳに対して描画倍率補正のための情報ＴＭｇを送るとともに、走査ユニットＵ１〜Ｕ６の各々が基板Ｐをスポット光ＳＰで走査するタイミングで光源装置ＬＳがビームＬＢを射出するように制御する描画スイッチ信号ＳＨＴ等を送る。
【００７１】
本実施の形態では、光源装置ＬＳのビームＬＢを発振周波数Ｆａ（例えば１００ＭＨｚ）のパルス光とするが、そのために、光源装置ＬＳは発振周波数Ｆａのクロック信号ＬＴＣを生成する。クロック信号ＬＴＣの１クロックパルスは、ビームＬＢの１パルス発光に対応している。さらに光源装置ＬＳは、少なくともスポット光ＳＰが描画ラインＳＬｎに沿って走査されている間、クロック信号ＬＴＣの周期を微調整することで描画倍率を補正する補正部を備えている。なお、クロック信号ＬＴＣは、ポリゴンミラー駆動部１０２はポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐの管理にも使われる。また、光源装置ＬＳは、描画データ記憶部１０８がスポット光ＳＰの１回の走査中にＡＯＭ駆動部１１０に送出する描画データ列（画素列）を１画素のビットデータごとにシフトするための画素シフト信号（画素シフトパルス）ＢＳＣを生成する。
【００７２】
さて、図７は、光源装置（パルス光源装置、パルスレーザ装置）ＬＳの構成を示す図である。ファイバーレーザ装置としての光源装置ＬＳは、パルス光発生部２０と、制御回路２２とを備える。パルス光発生部２０は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２、偏光ビームスプリッタ３４、描画用光変調器としての電気光学素子（強度変調部）３６、この電気光学素子３６の駆動回路３６ａ、偏光ビームスプリッタ３８、吸収体４０、励起光源４２、コンバイナ４４、ファイバー光増幅器４６、波長変換光学素子４８、５０、および、複数のレンズ素子ＧＬを有する。制御回路２２は、クロック信号ＬＴＣおよび画素シフトパルスＢＳＣを発生する信号発生部２２ａを有する。
【００７３】
ＤＦＢ半導体レーザ素子（第１固体レーザ素子）３０は、クロック信号ＬＴＣに応答して、所定周波数である発振周波数Ｆａ（例えば、１００ＭＨｚ）で俊鋭若しくは尖鋭のパルス状の種光（パルスビーム、ビーム）Ｓ１を発生し、ＤＦＢ半導体レーザ素子（第２固体レーザ素子）３２は、クロック信号ＬＴＣに応答して、所定周波数である発振周波数Ｆａ（例えば、１００ＭＨｚ）で緩慢（時間的にブロード）なパルス状の種光（パルスビーム、ビーム）Ｓ２を発生する。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生する種光Ｓ１と、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生する種光Ｓ２とは、発光タイミングが同期している。種光Ｓ１、Ｓ２は、ともに１パルス当たりのエネルギーは略同一であるが、偏光状態が互いに異なり、ピーク強度は種光Ｓ１の方が強い。この種光Ｓ１と種光Ｓ２とは、直線偏光の光であり、その偏光方向は互いに直交している。本第１の実施の形態では、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生する種光Ｓ１の偏光状態をＳ偏光とし、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生する種光Ｓ２の偏光状態をＰ偏光として説明する。この種光Ｓ１、Ｓ２は、赤外波長域の光である。
【００７４】
制御回路２２は、信号発生部２２ａから送られてきたクロック信号ＬＴＣのクロックパルスに応答して種光Ｓ１、Ｓ２が発光するようにＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２を制御する。これにより、このＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２は、クロック信号ＬＴＣの各クロックパルス（発振周波数Ｆａ）に応答して、所定周波数（発振周波数）Ｆａで同時に種光Ｓ１、Ｓ２を発光する。この制御回路２２は、制御装置１６中の描画コントロール部１００によって制御される。このクロック信号ＬＴＣのクロックパルスの周期（＝１／Ｆａ）を、基準周期Ｔａと呼ぶ。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２で発生した種光Ｓ１、Ｓ２は、偏光ビームスプリッタ３４に導かれる。
【００７５】
なお、この基準クロック信号となるクロック信号ＬＴＣは、詳しくは後述するが、描画データ記憶部１０８のビットマップ状の描画パターンデータを記憶するメモリ回路中の行方向のアドレスを指定するためのアドレスカウンタ（レジスタ）に供給される画素シフトパルスＢＳＣのベースとなるものである。また、信号発生部２２ａには、基板Ｐの被照射面上における描画ラインＳＬｎの倍率補正を行うための倍率補正情報ＴＭｇが、制御装置１６中の描画コントロール部１００から送られてくる。これにより、基板Ｐの被照射面上における描画ラインＳＬｎの長さ（走査長）をｐｐｍオーダーから％オーダーに渡って微調整することができる。この描画ラインＳＬｎの伸縮（走査長の微調整）は、描画ラインＳＬｎの最大走査長（例えば、３１ｍｍ）の範囲内で行うことができる。なお、本第１の実施の形態での倍率補正とは、描画データ上の１画素（１ビット）に対応するスポット光ＳＰの数は一定にしたまま、主走査方向に沿って投射されるスポット光ＳＰの投射間隔（つまり、クロック信号ＬＴＣの周期）を一律に微調整することで、描画ラインＳＬｎ全体の走査方向の倍率を一様に補正するものである。
【００７６】
偏光ビームスプリッタ３４は、Ｓ偏光の光を透過し、Ｐ偏光の光を反射するものであり、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生した種光Ｓ１と、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生した種光Ｓ２とを、電気光学素子３６に導く。すなわち、偏光ビームスプリッタ３４は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０が発生したＳ偏光の種光Ｓ１を透過することで種光Ｓ１を電気光学素子３６に導く。また、偏光ビームスプリッタ３４は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２が発生したＰ偏光の種光Ｓ２を反射することで種光Ｓ２を電気光学素子３６に導く。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、３２、および、偏光ビームスプリッタ３４は、種光Ｓ１、Ｓ２を生成するパルス光源部３５を構成する。
【００７７】
電気光学素子（強度変調部）３６は、種光Ｓ１、Ｓ２に対して透過性を有するものであり、例えば、電気光学変調器（ＥＯＭ：Electro-Optic Modulator）が用いられる。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２の各々からの種光Ｓ１、Ｓ２は波長域が８００ｎｍ以上と長いため、電気光学素子３６として、偏光状態の切り換え応答性がＧＨｚ程度のものを使うことができる。電気光学素子３６は、描画スイッチ信号ＳＨＴのハイ／ロー状態に応答して、種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を駆動回路３６ａによって切り換えるものである。描画スイッチ信号ＳＨＴは、走査ユニットＵ１〜Ｕ６のいずれかが描画を開始する直前、または描画開始時に対して一定時間だけ手前の時間にハイ状態となり、走査ユニットＵ１〜Ｕ６のいずれもが描画をしていない状態になるとロー状態になる。この描画スイッチ信号ＳＨＴは、図６中の原点信号ＳＺ１〜ＳＺ６の発生状態を、ポリゴンミラー駆動部１０２を介してモニターする描画コントロール部１００から送出される。
【００７８】
駆動回路３６ａに入力される描画スイッチ信号ＳＨＴがロー（「０」）状態のとき、電気光学素子３６は種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えずにそのまま偏光ビームスプリッタ３８に導く。逆に、駆動回路３６ａに入力される描画スイッチ信号ＳＨＴがハイ（「１」）状態のときは、電気光学素子３６は入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えて、つまり、偏光方向を９０度変えて偏光ビームスプリッタ３８に導く。このように駆動回路３６ａが電気光学素子３６を駆動することによって、電気光学素子３６は、描画スイッチ信号ＳＨＴがハイ状態（「１」）のときは、Ｓ偏光の種光Ｓ１をＰ偏光の種光Ｓ１に変換し、Ｐ偏光の種光Ｓ２をＳ偏光の種光Ｓ２に変換する。
【００７９】
偏光ビームスプリッタ３８は、Ｐ偏光の光を透過してレンズ素子ＧＬを介してコンバイナ４４に導き、Ｓ偏光の光を反射させて吸収体４０に導くものである。この偏光ビームスプリッタ３８を透過する光（種光）をビームＬｓｅで表す。このパルス状のビームＬｓｅの発振周波数はＦａとなる。励起光源４２は励起光を発生し、その励起光は光ファイバー４２ａを通ってコンバイナ４４に導かれる。コンバイナ４４は、偏光ビームスプリッタ３８から照射されたビームＬｓｅと励起光とを合成して、ファイバー光増幅器４６に出力する。ファイバー光増幅器４６は、励起光によって励起されるレーザ媒質がドープされている。したがって、合成されたビームＬｓｅおよび励起光が伝送するファイバー光増幅器４６内では、励起光によってレーザ媒質が励起されることにより、種光としてのビームＬｓｅが増幅される。ファイバー光増幅器４６内にドープされるレーザ媒質としては、エルビウム（Ｅｒ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ツリウム（Ｔｍ）等の希土類元素が用いられる。この増幅されたビームＬｓｅは、ファイバー光増幅器４６の射出端４６ａから所定の発散角を伴って放射され、レンズ素子ＧＬによって収斂またはコリメートされて波長変換光学素子４８に入射する。
【００８０】
波長変換光学素子（第１の波長変換光学素子）４８は、第２高調波発生（Second Harmonic Generation：ＳＨＧ）によって、入射したビームＬｓｅ（波長λ）を、波長がλの１／２の第２高調波に変換する。波長変換光学素子４８として、疑似位相整合（Quasi Phase Matching：ＱＰＭ）結晶であるＰＰＬＮ（Periodically Poled LiNbO3）結晶が好適に用いられる。なお、ＰＰＬＴ（Periodically Poled LiTaO3）結晶等を用いることも可能
である。
【００８１】
波長変換光学素子（第２の波長変換光学素子）５０は、波長変換光学素子４８が変換した第２高調波（波長λ／２）と、波長変換光学素子４８によって変換されずに残留した種光（波長λ）との和周波発生（Sum Frequency Generation：ＳＦＧ）により、波長がλの１／３の第３高調波を発生する。この第３高調波が、３７０ｍｍ以下の波長帯域（例えば、３５５ｎｍ）にピーク波長を有する紫外線光（ビームＬＢ）となる。
【００８２】
駆動回路３６ａに印加する描画スイッチ信号ＳＨＴがロー（「０」）の場合、電気光学素子（強度変調部）３６は、入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えずにそのまま偏光ビームスプリッタ３８に導く。そのため、偏光ビームスプリッタ３８を透過するビームＬｓｅは種光Ｓ２となる。この場合、ビームＬｓｅはパルスのピーク強度が低く、時間的にブロードな鈍った特性となる。ファイバー光増幅器４６は、そのようなピーク強度が低い種光Ｓ２に対する増幅効率が低いため、光源装置ＬＳから射出されるビームＬＢは、露光に必要なエネルギーまで増幅されない光となる。したがって、露光という観点からみれば、実質的に光源装置ＬＳはビームＬＢを射出していないのと同じ結果となる。つまり、基板Ｐに照射されるスポット光ＳＰの強度は極めて低いレベルとなる。但し、パターンの露光が行われない期間（非描画期間）でも、種光Ｓ２由来の紫外域のビームＬＢが僅かな強度ではあるが、照射され続ける。そのため、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６が、長時間、基板Ｐ上の同じ位置にある状態が続く場合（例えば、搬送系のトラブルによって基板Ｐが停止している場合等）は、光源装置ＬＳのビームＬＢの射出窓（図示略）に可動シャッタを設けて、射出窓を閉じるようにするとよい。
【００８３】
一方、駆動回路３６ａに印加する描画スイッチ信号ＳＨＴがハイ（「１」）の場合、電気光学素子（強度変調部）３６は、入射した種光Ｓ１、Ｓ２の偏光状態を変えて偏光ビームスプリッタ３８に導く。そのため、偏光ビームスプリッタ３８を透過するビームＬｓｅは、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１に由来して生成されたものとなる。ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１はピーク強度が強いため、ファイバー光増幅器４６によって効率的に増幅され、光源装置ＬＳから出力されるＰ偏光のビームＬＢは、基板Ｐの露光に必要なエネルギーを持つ。つまり、基板Ｐに照射されるスポット光ＳＰの強度は高レベルとなる。このように、光源装置ＬＳ内に、描画スイッチ信号ＳＨＴに応答する電気光学素子３６を設けたので、ポリゴンミラーＰＭの回転中にスポット光ＳＰの走査による描画動作を行っている期間中だけ、走査ユニットＵ１〜Ｕ６にビームＬＢ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を送出させることができる。
【００８４】
なお、図７の構成において、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２および偏光ビームスプリッタ３４を省略して、ＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１のみを電気光学素子３６の偏光状態の切り換えで、ファイバー光増幅器４６にバースト波状に導光することも考えられる。しかしながら、この構成を採用すると、種光Ｓ１のファイバー光増幅器４６への入射周期性（周波数Ｆａ）が描画すべきパターンや描画ラインＳＬｎに沿ったスポット光ＳＰの走査周期（ポリゴンミラーＰＭの各面でのビームＬＢｎの反射周期）に応じて大きく乱される。すなわち、ファイバー光増幅器４６にＤＦＢ半導体レーザ素子３０からの種光Ｓ１が入射しない状態が続いた後に、ファイバー光増幅器４６に種光Ｓ１が突然入射すると、入射直後の種光Ｓ１は通常のときよりも大きな増幅率で増幅され、ファイバー光増幅器４６からは、規定以上の大きな強度を持つビームが発生するという問題がある。そこで、本実施の形態では、好ましい態様として、ファイバー光増幅器４６に種光Ｓ１が入射しない期間は、ＤＦＢ半導体レーザ素子３２からの種光Ｓ２（ピーク強度を低くした時間的にブロードなパルス光）をファイバー光増幅器４６に入射することで、このような問題を解決している。
【００８５】
また、本実施の形態では、光源装置ＬＳからのビームＬＢの発振周波数Ｆａとスポット光ＳＰの走査速度Ｖｓとが、スポット光ＳＰの基板Ｐ上での実効的なサイズφのほぼ１／２で主走査方向にオーバーラップするように設定され、描画すべきパターンを２次元の画素に分解したときの各画素が、ＸＹ方向の各々にスポット光ＳＰの２つのスポット（パルス）で描画されるように設定される。但し、倍率補正情報ＴＭｇに基づいて、描画倍率を補正する際は、クロック信号ＬＴＣのクロックパルスの周期を伸縮（発振周波数Ｆａを増減）させるので、基板Ｐ上に照射される連続した２つのスポット光ＳＰは、実効的なサイズφの１／２よりも僅かに増減することになり、１画素の主走査方向の寸法が極僅かだけ伸縮される。
【００８６】
さらに本実施の形態による露光装置ＥＸは、図８に示すように、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）を有する露光ヘッド１４と、ビーム分配部ＢＤＵとを一定の位置関係で支持する上部本体フレーム１２０と、回転ドラムＤＲのシャフトＳｆｔをベアリングを介して支持する下部本体フレーム１３０と、上部本体フレーム１２０を下部本体フレーム１３０の上に３ヶ所で支持するとともに、上部本体フレーム１２０のＺ方向の位置（高さ位置）を微調整するＺ支持機構１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃとを、さらに備える。３ヶ所のＺ支持機構１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃは、ＸＹ面内において正三角形または二等辺三角形の各頂点の位置に配置される。また、Ｚ支持機構１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの各々の近傍には、下部本体フレーム１３０（回転ドラムＤＲ）を基準として、上部本体フレーム１２０のＺ方向の位置変化を計測するＺセンサー１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃが設けられる。
【００８７】
Ｚ支持機構１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの各々は、電動モータや超音波モータ等によって、上部本体フレーム１２０の３ヶ所の位置の各々をＺ方向に微動する電動アクチュエータ、或いはマイクロゲージ等の手動微動機構を有する。Ｚ駆動系ＺＴＵは、Ｚ支持機構１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃが電動アクチュエータを有する場合は、図６の描画コントロール部１００から駆動制御部１１２を介して送られる指令に応じて、Ｚ支持機構１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの各々の高さ（Ｚ方向位置）を、Ｚセンサー１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃの各々で計測される計測情報をフィードバック情報として個別にサーボ制御する。なお、Ｚセンサー１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃの各々で計測される計測情報は、逐次、Ｚ駆動系ＺＴＵと駆動制御部１１２を介して描画コントロール部１００にも送られる。また、Ｚ支持機構１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの各々が手動微動機構を有する場合、Ｚ駆動系ＺＴＵや駆動制御部１１２にはアクチュエータを制御する機能は不要となるが、Ｚセンサー１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃの各々で計測される計測情報を描画コントロール部１００に送出する機能として使われる。なお、図８では省略したが、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍは、上部本体フレーム１２０と下部本体フレーム１３０のいずれか一方に支持される。
【００８８】
以上のような露光装置ＥＸによって、走査ユニットＵｎ（Ｕ１〜Ｕ６）の各々で基板Ｐ上に描画されるパターンを主走査方向につなげて、電子デバイス等のパターンが露光されるが、長時間に渡って描画品質や位置合わせ精度を維持するために、適当な時期にキャリブレーションを行うことがある。この種の露光装置ＥＸのキャリブレーションには、例えば、露光量や照度ムラの計測、フォーカス誤差（オフセット）の計測、解像度の計測、重ね合わせ精度の計測、描画ラインＳＬｎ（走査ユニットＵｎ）の配列誤差の計測、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍの検出領域Ｖｗ１ｍと描画ラインＳＬｎとの周長方向の間隔であるベースライン誤差の計測、走査ユニットＵｎの各々の描画ディストーション（ｆθ特性）の計測、描画倍率補正時の設定精度の計測、描画される露光領域の主走査方向と副走査方向のトータルピッチ誤差の計測、等の各種の計測が伴う。これらの計測の多くは、最終的にはテスト露光によって確認されることが多い。
【００８９】
そこで、本実施形態では、そのような計測のために使われる長尺のテストフィルム（テスト描画用のシート基板）を回転ドラムＤＲで搬送したり、枚葉にしたテスト描画用のシート基板を回転ドラムＤＲの外周面に貼り付けたりして、テスト露光を行う。テスト露光用のシート基板は、長尺でも枚葉であっても、テスト露光の前には表面にレジスト等の感光層が形成されている。また、テスト露光用のシート基板は、応力（テンション）変化、温度変化、湿度変化等による変形（歪み）が少ない可撓性の基板上に、液体レジストをダイコート方式等で塗布したり、ドライフィルムレジスト（ＤＲＦ）をラミネートしたりして作られる。例えば、電子デバイスが形成される基板Ｐは量産性とコストの関係から厚み１００μｍ以下のＰＥＴ基板とされる場合、同じＰＥＴ基板をテストフィルムとするときは、例えば厚みを２倍程度の２００μｍとすることで、応力（テンション）変化による変形（歪み）が少ないテスト描画用のシート基板が作れる。また、母材（ベース基板）となるＰＥＴ基板にアルミニウム箔や銅箔を数十μｍ程度の厚みで圧延して積層してもよい。
【００９０】
上記のようなテスト描画用のシート基板（テスト用シート基板）を回転ドラムＤＲで支持してテスト露光を行う際、テスト用シート基板の厚みがデバイス製造用の基板Ｐの厚みと異なる場合、そのままでは、テスト露光用のテストパターン等を良好な品質で、位置合わせ精度を維持して露光することに支障をきたすことがある。その１つの要因が、デバイス製造用の基板Ｐの厚みとテスト用シート基板との厚みの差に起因するスポット光ＳＰのフォーカス誤差と、描画ラインＳＬｎの副走査方向への位置誤差である。
【００９１】
図９は、そのようなスポット光ＳＰのフォーカス誤差と描画ラインＳＬｎの副走査方向への位置誤差を説明する図であり、回転ドラムＤＲの外周面、デバイス製造用の基板Ｐの表面、テスト用シート基板ＴＦの表面とを、それぞれ回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏから厚み差を伴って異なる半径で設定される場合を誇張して示す図である。図９では、ＸＺ面内で見たときに、奇数番の走査ユニットＵ１からのビームＬＢ１がベストフォーカスでスポット光ＳＰとして集光する描画ラインＳＬ１の位置と、奇数番の走査ユニットＵ２からのビームＬＢ２がベストフォーカスでスポット光ＳＰとして集光する描画ラインＳＬ２の位置とが、いずれも基板Ｐの表面に合致している状態を示す。その状態で、基板Ｐに対して２倍程度の厚みのテスト用シート基板ＴＦが回転ドラムＤＲの表面に支持されたものとすると、テスト用シート基板ＴＦの表面では、描画ラインＳＬ１は描画ラインＳＬ１ａにシフトし、描画ラインＳＬ２は描画ラインＳＬ２ａにシフトして、デフォーカスしたスポット光ＳＰが投射される。ビームＬＢ１、ＬＢ２の集光位置での焦点深度（ＤＯＦ）が大きければ、そのデフォーカスによる影響は少ないが、テスト用シート基板ＴＦの表面での描画ラインＳＬ１ａと描画ラインＳＬ２ａとの周方向の距離は、基板Ｐの表面での描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２との周方向の距離に対して僅かに長くなってしまう。
【００９２】
図１０は、基板Ｐの表面（被照射面）にスポット光ＳＰがベストフォーカス状態で投射されたときの描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２との周方向の距離を基準点（ゼロ点）として、テスト用シート基板ＴＦの厚みの基板Ｐの厚さからの厚み差ΔＨｆを横軸に取り、テスト用シート基板ＴＦの表面での描画ラインＳＬ１ａと描画ラインＳＬ２ａとの周方向の距離が、基板Ｐの表面での描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２との周方向の距離から変化した誤差量ΔＸｆを縦軸に取ったグラフである。すなわち、図１０は、テスト用シート基板ＴＦの基板Ｐからの厚み差ΔＨｆによって生じる奇数番と偶数番との描画ラインＳＬｎの副走査方向の間隔の誤差量ΔＸｆの傾向を示したものである。この図１０のような傾向（厚み差ΔＨｆと誤差量ΔＸｆの関係マップや関係式）を、予め描画コントロール部１００に記憶しておき、テスト露光の際は、使用するテスト用シート基板ＴＦの厚みに応じて、奇数番の描画ラインＳＬ１（ＳＬ１ａ）、ＳＬ３（ＳＬ３ａ）、ＳＬ５（ＳＬ５ａ）と、偶数番の描画ラインＳＬ２（ＳＬ２ａ）、ＳＬ４（ＳＬ４ａ）、ＳＬ６（ＳＬ６ａ）との誤差量ΔＸｆが補正されるように、例えば偶数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の各々によるパターン描画位置を副走査方向に誤差量ΔＸｆだけずらすように描画コントロール部１００が制御する。
【００９３】
また、テスト露光の際には、スポット光ＳＰのベストフォーカス位置を求める方法として、図８で示したＺ支持機構１３２Ａ、１３２Ｂ、１３２Ｃの各々によって、露光ヘッド１４の全体を一定量だけＺ方向にずらしては、フォースチェック用パターン（一定ピッチのライン＆スペース）を露光することを繰り返し、露光された基板の現像後のフォースチェック用パターンのレジスト像が最も鮮明に観察される露光ヘッド１４のＺ方向位置をベストフォーカス位置とする方法が実施できる。その場合、露光ヘッド１４（走査ユニットＵｎ）がＺ方向に移動することによって、図１０のような誤差量ΔＸｆが生じ得る。
【００９４】
そのことを、再度、図９により説明する。図９において、基板Ｐの表面にビームＬＢ１、ＬＢ２の各々がベストフォーカス状態で投射されているものとし、そのときの露光ヘッド１４のＺ方向位置をＺｆ０（基準点）とし、その位置Ｚｆ０から露光ヘッド１４を±ΔＺｆだけＺ方向に平行移動させたとする。露光ヘッド１４を＋ΔＺｆだけ上方にシフトさせた場合、図９のように、基板Ｐ上でベストフォーカス状態で生成される描画ラインＳＬ１、ＳＬ２の各々は、＋ΔＺｆだけ上方に変位した描画ラインＳＬ１’、ＳＬ２’となる。逆に、露光ヘッド１４を−ΔＺｆだけ下方にシフトさせた場合、図９のように、基板Ｐ上でベストフォーカス状態で生成される描画ラインＳＬ１、ＳＬ２の各々は、−ΔＺｆだけ下方に変位した描画ラインＳＬ１’’、ＳＬ２’’となる。したがって、ベストフォーカス位置を求めるテスト露光の際に露光ヘッド１４をＺ方向にシフトさせる場合も、例えば、テスト用シート基板ＴＦの表面では、露光ヘッド１４の＋Ｚ方向への変位に応じて、奇数番の描画ラインは、描画ラインＳＬ１ｃ、ＳＬ１ａ、ＳＬ１’のように変位（横シフト）し、偶数番の描画ラインは、描画ラインＳＬ２ｃ、ＳＬ２ａ、ＳＬ２’のように変位（横シフト）する。
【００９５】
図１１は、基板Ｐの表面（被照射面）にスポット光ＳＰがベストフォーカス状態で投射されるように描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２とが位置する露光ヘッド１４のＺ方向の位置Ｚｆ０を基準点（ゼロ点）として、露光ヘッド１４のＺ方向の位置変化量ΔＺｆを横軸に取り、被照射面（テスト用シート基板ＴＦの表面、基板Ｐの表面、或いは回転ドラムＤＲの表面）上での奇数番の描画ラインと偶数番の描画ラインとの周方向の間隔の基準点からの誤差量ΔＸｆを縦軸に取ったグラフである。すなわち、図１１は、露光ヘッド１４のＺ方向の位置変化量ΔＺｆによって生じる奇数番と偶数番との描画ラインＳＬｎの副走査方向の間隔の誤差量ΔＸｆの傾向を示したものである。この図１１のような傾向（位置変化量ΔＺｆと誤差量ΔＸｆの関係マップや関係式）を、予め描画コントロール部１００に記憶しておき、テスト露光の際は、露光ヘッド１４のＺ方向の位置（図８中のＺセンサー１３３Ａ、１３３Ｂ、１３３Ｃで計測される）に応じて、奇数番の描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５と、偶数番の描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６との誤差量ΔＸｆが補正されるように、例えば偶数番の走査ユニットＵ１、Ｕ３、Ｕ５の各々によるパターン描画位置を副走査方向に誤差量ΔＸｆだけずらすように描画コントロール部１００が制御する。
【００９６】
以上、本実施の形態によれば、パターン描画する基板（基板Ｐ、テスト用シート基板ＴＦ）の厚みの変化、或いは露光ヘッド１４と回転ドラムＤＲや基板Ｐ（ＴＦ）の表面である被照射面と露光ヘッド１４とのＺ方向の間隔の変化（フォーカス変化）によって生じる奇数番の描画ラインと偶数番の描画ラインとの周方向の間隔の誤差量ΔＸｆを求めて、テスト露光時または基板Ｐに対する本露光時に、その誤差量ΔＸｆが補正されるように、各走査ユニットＵｎによってパターン描画を行えるので、フォーカス変化に起因した描画品質の劣化を抑えることができる。また、奇数番の走査ユニットと偶数番の走査ユニットの各々で描画されるパターン同士の継ぎ精度を高く保つことができる。
【００９７】
［第２の実施の形態］
図１２は、第２の実施の形態による基板処理装置（パターン描画装置）の概略構成を示す図である。なお、以下の説明においては、特に断わりのない限り、重力方向をＺ方向とするＸＹＺ直交座標系を設定し、図に示す矢印にしたがって、Ｘ方向、Ｙ方向、およびＺ方向を説明する。また図１２に示す各部の構成において、第１の実施形態における部材、構成と同じものには同じ符号を付し、その詳細説明は省略する。
【００９８】
第２の実施の形態による基板処理装置は、前工程の処理装置ＰＲ１から送られてくる基板Ｐを複数回折り返して所定長に渡たって基板Ｐを蓄積する蓄積部ＢＦ１と、基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）の位置を正しい位置に調整するエッジポジション制御部ＥＰＣ１と、感光層を形成したテスト用シート基板ＴＦを巻いた供給ロールＲＴＦと、供給ロールＲＴＦから送り出されるテスト用シート基板ＴＦの先端部を基板Ｐの表面に重ねて貼り合わせるための貼り合せ機構１４０と、回転ドラムＤＲと、走査ユニットＵ１〜Ｕ６を含む露光ヘッド１４と、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍと、先端部が基板Ｐに貼り合わされ、基板Ｐの上に重ねて搬送されるテスト用シート基板ＴＦを回収する回収ロールＲＴｕと、エッジポジション制御部ＥＰＣ２と、基板Ｐを所定の長さに渡って蓄積する蓄積部ＢＦ２と、を備える。この供給ロールＲＴＦ、貼り合せ機構１４０、および、回収ロールＲＴｕは、基板供給回収部を構成する。エッジポジション制御部ＥＰＣ２から送出された基板Ｐは、蓄積部ＢＦ２を介して後工程の処理装置ＰＲ２に送られる。
【００９９】
本実施の形態では、電子デバイスが形成される基板Ｐをパターン描画装置に装着した状態で、基板Ｐに重ねてテスト用シート基板ＴＦをパターン描画装置に通すことによって、テスト露光できるようにした。したがって、電子デバイス用のパターンを基板Ｐに露光する露光処理の実行中に、パターン描画装置のキャリブレーションや性能確認のためのテスト露光を実施する必要が生じた場合、図１３に示すように、基板Ｐ上の例えば露光領域Ｗ２と露光領域Ｗ３との間の余白部Ｅａｓが貼り合せ機構１４０の位置にきたときに、基板Ｐの搬送（回転ドラムＤＲの回転）を一時的に停止させ、テスト用シート基板ＴＦの先端部を基板Ｐの余白部Ｅａｓに位置合わせして貼り合わせる。貼り付けが完了したら、再び基板Ｐの所定速度での搬送（回転ドラムＤＲの回転）を開始する。これによって、基板Ｐとテスト用シート基板ＴＦとは重ね合わされた状態で、回転ドラムＤＲに連なって支持されて送られ、テスト用パターンがテスト用シート基板ＴＦの感光層に露光される。テスト露光されたテスト用シート基板ＴＦは、回転ドラムＤＲの後で、回収ロールＲＴｕに巻き取られる。その際、図１３では不図示であるが、基板Ｐからテスト用シート基板ＴＦの先端部を引き剥がす剥離機構が使われる。一連のテスト露光が終了したら、貼り合せ機構１４０は、テスト用シート基板ＴＦを切断する。なお、テスト用シート基板ＴＦが透過性を有する場合、基板Ｐに重ねてテスト用シート基板ＴＦにテスト露光を行うと、基板Ｐの表面の感光層にも、テスト用パターン等が露光されてしまうので、テスト用シート基板ＴＦの裏面には、露光ヘッド１４からの露光光（描画用のビームＬＢｎ）を遮光（または吸収）する不透明な層、例えばアルミ箔や銅箔による所定厚さの層が一様に形成されている。さらに、テスト用シート基板ＴＦの裏面で基板Ｐと接触する表面の全体には、ゴミの挟み込みや傷の発生等を抑制するための樹脂膜が一様な厚さで形成されている。
【０１００】
切断されたテスト用シート基板ＴＦが回収ロールＲＴｕに巻き取られたら、回収ロールＲＴｕを現像処理に送って感光層（レジスト）を現像し、テスト用シート基板ＴＦに出現したテストパターンのレジスタ像を別の検査装置や計測装置を使って、各種の品質や精度が確認される。一方、基板Ｐの表面からテスト用シート基板ＴＦが完全に剥されたら、基板Ｐは搬送を停止し、基板Ｐの余白部Ｅａｓが、貼り合せ機構１４０の位置まで戻るように、基板Ｐを逆方向に搬送する（回転ドラムＤＲを逆回転する）。この逆転搬送によって、基板Ｐ上の例えば未露光の露光領域Ｗ３からの露光処理が再開可能となる。以上のように、基板Ｐの搬送の一時停止、逆方向搬送によって、前工程や後工程の処理装置での基板処理（基板搬送）を妨げないように、蓄積部ＢＦ１、ＢＦ２を設けてある。本実施の形態でも、テスト露光によって、走査ユニットＵｎの各々のベストフォーカス位置を確認する際は、先の第１の実施形態のように、テスト用シート基板ＴＦの厚み変化、露光ヘッド１４のＺ方向の位置変化に応じて生じ得る奇数番と偶数番の描画ラインＳＬｎの間の距離の誤差量ΔＸｆを考慮した補正が行われる。
【０１０１】
本実施の形態によれば、基板処理装置（パターン描画装置）で基板Ｐを処理している途中であっても、基板Ｐを装置から外すことなく、テスト用シート基板ＴＦに対する処理（テスト露光等）が実行可能となるので、製造ライン中の特定の処理装置が調整（キャリブレーション、保守等）のために一時的に停止せざるを得ないときでも、そのダウンタイムを短くすることができる。本実施の形態では、図１２のように、パターン描画装置（露光装置ＥＸまたは露光ヘッド１４）によるパターン露光の処理を行う装置として例示したが、露光装置であれば、マスク方式、マスクレス方式を問わず、同様のテスト露光を実行することがあるため、どのような露光装置であってもよい。さらに、基板処理装置としては、露光装置に限られることなく、何らかのテスト処理（パイロット処理）が必要な処理装置、例えば、インク補充後の印刷品質や塗膜状態の確認のための試し印刷を行う印刷装置やインクジェットプリント装置であってもよいし、基板の表面に、蒸着法やミストデポジション法によって無機膜や有機膜を成膜する成膜装置であってもよい。
【０１０２】
（変形例）
図１４は、テスト用シート基板ＴＦを処理装置（パターン描画装置）に送り込むための変形例を説明する図である。本変形例では、例えば、基板Ｐ上の露光領域Ｗ２と露光領域Ｗ３との間の余白部で、図１２の貼り合せ機構１４０に配置された切断機構によって、基板Ｐを切断し、露光領域Ｗ２が形成される基板Ｐの先行側の切断部（余白部Ｅａｓに相当）に、テスト用シート基板ＴＦの先端部を貼り付け、露光領域Ｗ３が形成される基板Ｐの後行側の切断部（余白部Ｅａｓに相当）に、テスト用シート基板ＴＦの後端部を貼り付け先行する。このように、デバイス製造用の基板Ｐの途中にテスト用シート基板ＴＦを挿入する場合も、テスト用シート基板ＴＦは基板Ｐと連なって処理装置に搬入されることになる。
【０１０３】
［第３の実施の形態］
図１５は、第３の実施の形態によるテスト用シート基板ＴＦの構成を示す図である。先の第１の実施形態で説明したように、ベストフォーカス位置をテスト露光によって見い出す場合、露光ヘッド１４、或いは回転ドラムＤＲをＺ方向に微動させる必要があったが、本実施の形態では、テスト用シート基板ＴＦの厚みを長尺方向に段階的に変化させる構成にすることによって、露光ヘッド１４、或いは回転ドラムＤＲのＺ方向への微動を不要とするものである。
【０１０４】
図１５に示すように、テスト用シート基板ＴＦは、厚みＴａのベース基板（ベースシート）ＦＳの表面に、順番に、厚みＴｂの第１基板ＦＳ１、第２基板ＦＳ２、第３基板ＦＳ３、第４基板ＦＳ４を、テスト用シート基板ＴＦの搬送方向（長尺方向）に、所定量ずつずらしながら階段状にラミネートしたものである。ここで、ベース基板ＦＳの厚みＴａを５０μｍとし、第１基板ＦＳ１〜第４基板ＦＳ４の各々の厚みＴｂを２５μｍとすると、例えばベース基板ＦＳを回転ドラムＤＲの外周面に密着させたときに、第２基板ＦＳ２の表面は、回転ドラムＤＲの表面に丁度１００μｍの厚さの単一の基板を密着させたのと等価の状態となる。以下同様に、第１基板ＦＳ１の表面は回転ドラムＤＲの表面に丁度７５μｍの厚さの単一の基板を密着させたのと等価の状態となり、第３基板ＦＳ３の表面は回転ドラムＤＲの表面に丁度１２５μｍの厚さの単一の基板を密着させたのと等価の状態となり、第４基板ＦＳ４の表面は回転ドラムＤＲの表面に丁度１５０μｍの厚さの単一の基板を密着させたのと等価の状態となる。
【０１０５】
第１基板ＦＳ１〜第４基板ＦＳ４の各々の表面には、テスト露光時にテスト用パターンが露光される領域ＴＡＧが確保されるとともに、アライメント顕微鏡ＡＭ１ｍ、ＡＭ２ｍで検出可能なアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４が、図３と同様に設けられている。このアライメントマークＭＫ１〜ＭＫ４は、テスト用パターンを各領域ＴＡＧ内に露光する際の位置合せ用であるが、必ずしも必要ではない。また、各領域ＴＡＧに露光されるテスト用パターンは同じものとされ、解像力チャートや重ね合せ精度確認用のボックスインボックスパターン等である。このテスト用シート基板ＴＦは、長尺であっても、枚葉であってもよいが、長尺とする場合は、ベース基板ＦＳの上に、第１基板ＦＳ１〜第４基板ＦＳ４の積層体（薄膜積層体）を長尺方向に一定の間隔でラミネートすればよい。
【０１０６】
さて、テスト露光の際は、表面に感光層を形成したテスト用シート基板ＴＦを回転ドラムＤＲに巻き付けて、回転ドラムＤＲを一定の速度で回転させながら、ベース基板ＦＳ、第１基板ＦＳ１〜第４基板ＦＳ４の各々の領域ＴＡＧ内に同じテスト用パターンを繰り返し露光する。その際、露光ヘッド１４と回転ドラムＤＲの表面との間のＺ方向の相対間隔は一定のままにしておく。すなわち、デバイス用の基板Ｐの厚みが１００μｍであって、その基板Ｐに対してパターン描画装置（露光ヘッド１４）が最適なフォーカス状態でパターン露光を行うように設定されていた場合、第２基板ＦＳ２の表面の領域ＴＡＧには、テスト用パターンがベストフォーカス状態（誤差が０μｍ）で露光されるはずである。その他のベース基板ＦＳ、第１基板ＦＳ１、第３基板ＦＳ３、第４基板ＦＳ４の各々の領域ＴＡＧには、それぞれ、−５０μｍ、−２５μｍ、＋２５μｍ、＋５０μｍのデフォーカス状態でテスト用パターンが露光されるはずである。こうして露光されたテスト用シート基板ＴＦを現像して、領域ＴＡＧごとにテスト用パターンに対応したレジスト像を観察することによって、実際にそのようなフォーカス状態で露光されたか否かを検証することができる。その検証によって、ベストフォーカス位置が、厚み１００μｍの基板Ｐの表面からずれていることが判明したら、そのずれ量に応じて、露光ヘッド１４のＺ方向の位置が調整される。
【０１０７】
また、このテスト用シート基板ＴＦを使って、走査ユニットＵｎの各々の描画ラインＳＬｎで描画されるテストパターン同士の継ぎ精度を確認することもできる。その場合は、先の図１０で説明したように、テスト用シート基板ＴＦの厚み変化に応じた描画ラインＳＬｎの副走査方向の位置の誤差量ΔＸｆを、テスト露光時のテストパターンの描画位置の補正によりキャンセルしてもよいし、テスト露光時には誤差量ΔＸｆを考慮せずにテストパターンを露光し、現像後のレジスト像を観察する際に、フォーカス状態を２５μｍごとに変えたときの誤差量ΔＸｆに見合った継ぎ誤差になっているか否かを確認してもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１０…デバイス製造システム              １２…基板搬送機構
１４…露光ヘッド                        １６…制御装置
２０…パルス光発生部                    ２２…制御回路
２２ａ…信号発生部                      ３０、３２…ＤＦＢ半導体レーザ素子
３４、３８…偏光ビームスプリッタ        ３５…パルス光源部
３６…電気光学素子                      ４２…励起光源
４４…コンバイナ                        ４６…ファイバー光増幅器
４８、５０…波長変換光学素子            １００…描画コントロール部
１０２…ポリゴンミラー駆動部            １０４…アライメント部
１０６…エンコーダカウンタ部            １０８…描画データ記憶部
１１０…ＡＯＭ駆動部                    １１２…駆動制御部
１２０…上部本体フレーム                １３０…下部本体フレーム
１３２Ａ〜１３２Ｃ…Ｚ支持機構          １３３Ａ〜１３３Ｃ…Ｚセンサー
ＡＭ１ｍ（ＡＭ１１〜ＡＭ１４）、ＡＭ２ｍ（ＡＭ２１〜ＡＭ２４）…アライメント顕微鏡
ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）…描画用光学素子
ＡＸｏ…中心軸                          ＢＤＵ…ビーム分配部
ＤＲ…回転ドラム                        ＥＸ…露光装置
ＦＴ…ｆθレンズ                        ＦＳ…ベース基板
ＦＳ１…第１基板                        ＦＳ２…第２基板
ＦＳ３…第３基板                        ＦＳ４…第４基板
ＬＢ、ＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）、Ｌｓｅ…ビーム
ＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）…アライメントマーク
ＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）…原点センサ    Ｐ…基板
ＰＭ…ポリゴンミラー                    ＲＴＦ…供給ロール
ＲＴｕ…回収ロール                      ＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）…描画ライン
ＳＰ…スポット光                        ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）…原点信号
ＴＦ…テスト用シート基板                Ｕｎ（Ｕ１〜Ｕ６）…走査ユニット
Ｗ…露光領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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