(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源装置からの描画用ビームのスポット光を対象物の被照射面に投射しつつ、前記スポット光を前記被照射面上で１次元の主走査方向に走査してパターンを描画するパターン描画装置であって、
前記スポット光を前記主走査方向に走査する為に、前記描画用ビームを順次に反射する複数の反射面が回転軸の周りに形成された回転多面鏡と、
該回転多面鏡で反射されて偏向された前記描画用ビームを入射して、前記被照射面上に前記スポット光として投射すると共に、前記スポット光を前記主走査方向にテレセントリックな状態で走査するｆθレンズと、
前記回転多面鏡の反射面のうち、前記描画用ビームが反射される第１の反射面に向けて前記描画用ビームと異なる第１の計測光を照射し、前記第１の反射面が前記スポット光による前記パターンの描画開始のタイミングとなる所定の回転角度位置になったときに、前記第１の計測光の反射光を受光して第１の原点信号を発生するように、第１の支持部材に固定された第１の原点センサと、
前記回転多面鏡の前記第１の反射面と異なる第２の反射面に向けて前記描画用ビームと異なる第２の計測光を照射し、前記第２の反射面が所定の回転角度位置になったときに、前記第２の計測光の反射光を受光して第２の原点信号を発生するように、前記第１の支持部材よりも剛性と強度が高い第２の支持部材に固定された第２の原点センサと、
前記第１の原点信号と前記第２の原点信号の各々の発生タイミングに基づいて、前記第１の支持部材の振動、膨張による前記第１の原点センサの位置ずれで生じる前記第１の原点信号の発生タイミングのずれ量を検出し、該ずれ量に基づいて前記スポット光による前記パターンの描画開始のタイミングを調整する制御装置と、
を備えるパターン描画装置。
【請求項２】
請求項１に記載のパターン描画装置であって、
前記制御装置は、前記回転多面鏡が所定の回転速度で回転している状態で、前記回転多面鏡の複数の反射面のうちの特定の反射面によって前記第１の原点信号が発生するタイミングと、前記特定の反射面によって前記第２の原点信号が発生するタイミングとの時間差である第１のインターバル時間Ｔａを検出し、該第１のインターバル時間Ｔａの初期状態におけるインターバル時間ＩＴａからの第１の時間差ΔＴａを前記ずれ量として算定するずれ量算出部を含む、パターン描画装置。
【請求項３】
請求項２に記載のパターン描画装置であって、
前記制御装置は、前記回転多面鏡の複数の反射面の各々に対して前記第２の原点センサから繰り返し発生する前記第２の原点信号の発生タイミングの時間の間隔Ｔｐｘの変動に基づいて、前記回転多面鏡の回転速度のムラに関する回転ムラ情報ΔＲを算出する回転ムラ算出部を含み、
前記ずれ量算出部は、前記第１の時間差ΔＴａに前記回転ムラ情報ΔＲを乗算した値を前記ずれ量として算出する、パターン描画装置。
【請求項４】
請求項２に記載のパターン描画装置であって、
前記回転多面鏡の前記第１の反射面、前記第２の反射面のいずれとも異なる第３の反射面に向けて第３の計測光を照射し、前記第３の反射面が所定の回転角度位置になったときに、前記第３の計測光の反射光を受光して第３の原点信号を発生するように、前記第２の支持部材に固定された第３の原点センサを、更に備えるパターン描画装置。
【請求項５】
請求項４に記載のパターン描画装置であって、
前記ずれ量算出部は、前記特定の反射面によって前記第１の原点信号が発生するタイミングと、前記特定の反射面によって前記第３の原点信号が発生するタイミングとの時間差である第２のインターバル時間Ｔｂを検出し、該第２のインターバル時間Ｔｂの初期状態におけるインターバル時間ＩＴｂからの第２の時間差ΔＴｂを前記ずれ量として算定する、パターン描画装置。
【請求項６】
請求項５に記載のパターン描画装置であって、
前記ずれ量算出部は、前記第１のインターバル時間Ｔａと前記第２のインターバル時間Ｔｂとの時間差ΔＴａｂを算出し、前記初期状態における前記インターバル時間ＩＴａと前記インターバル時間ＩＴｂとの初期時間差ΔＩＴａｂを基準にして、（ΔＩＴａｂ−ΔＴａｂ）／２の計算で求まる値を前記ずれ量として算出する、パターン描画装置。
【請求項７】
請求項６に記載のパターン描画装置であって、
前記制御装置は、前記回転多面鏡の複数の反射面の各々に対して前記第２の原点センサ、又は前記第３の原点センサから繰り返し発生する前記第２の原点信号、又は前記第３の原点信号の発生タイミングの時間の間隔Ｔｐｘの変動に基づいて、前記回転多面鏡の回転速度のムラに関する回転ムラ情報ΔＲを算出する回転ムラ算出部を含み、
前記ずれ量算出部は、前記（ΔＩＴａｂ−ΔＴａｂ）／２の計算で求められる前記ずれ量に前記回転ムラ情報ΔＲを乗算した値を前記ずれ量として算出する、パターン描画装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の被照射面上に照射されるビームのスポット光を走査して、所定のパターンを描画露光するパターン描画装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記に示す特許文献１には、レーザビームを感光ドラムに投射しつつ、回転したポリゴンミラーによってレーザビームを走査ラインに沿って１次元方向に主走査しつつ、感光ドラムを回転させることで、感光ドラム上に所望するパターンや画像（文字、図形、写真等）を描画するレーザプリンターが開示されている。また、走査ライン上の最初の走査位置に原点センサを設け、この原点センサの検出信号である原点パルスを用いて、描画開始タイミングやポリゴンミラーの回転を制御することも記載されている。ここで、レーザビームを走査（偏向）するポリゴンミラーの反射面（以下、偏向反射面）の周りには、偏向反射面にレーザビームを送光するための光学系や、偏向反射面で反射したレーザビームを対象物である感光ドラムに導くための露光用の光学系が配置される。したがって、レーザビームを反射する偏向反射面の近傍に原点センサを設ける構成にした場合は、原点センサを設けるスペースがあまりないため、安定的に原点センサを配置することが難しく、原点センサが熱や振動によってその設置位置から微妙にずれたりする。その場合、原点信号の発生タイミングもずれることになり、描画開始タイミングもずれてしまう。その結果、レーザビームが走査される走査ラインの位置が主走査の方向にシフト（ドリフト）してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平７−３５９９５号公報
【発明の概要】
【０００４】
本発明の一態様は、光源装置からの描画用ビームのスポット光を対象物の被照射面に投射しつつ、前記スポット光を前記被照射面上で１次元の主走査方向に走査してパターンを描画するパターン描画装置であって、前記スポット光を前記主走査方向に走査する為に、前記描画用ビームを順次に反射する複数の反射面が回転軸の周りに形成された回転多面鏡と、該回転多面鏡で反射されて偏向された前記描画用ビームを入射して、前記被照射面上に前記スポット光として投射すると共に、前記スポット光を前記主走査方向にテレセントリックな状態で走査するｆθレンズと、前記回転多面鏡の反射面のうち、前記描画用ビームが反射される第１の反射面に向けて前記描画用ビームと異なる第１の計測光を照射し、前記第１の反射面が前記スポット光による前記パターンの描画開始のタイミングとなる所定の回転角度位置になったときに、前記第１の計測光の反射光を受光して第１の原点信号を発生するように、第１の支持部材に固定された第１の原点センサと、前記回転多面鏡の前記第１の反射面と異なる第２の反射面に向けて前記描画用ビームと異なる第２の計測光を照射し、前記第２の反射面が所定の回転角度位置になったときに、前記第２の計測光の反射光を受光して第２の原点信号を発生するように、前記第１の支持部材よりも剛性と強度が高い第２の支持部材に固定された第２の原点センサと、前記第１の原点信号と前記第２の原点信号の各々の発生タイミングに基づいて、前記第１の支持部材の振動、膨張による前記第１の原点センサの位置ずれで生じる前記第１の原点信号の発生タイミングのずれ量を検出し、該ずれ量に基づいて前記スポット光による前記パターンの描画開始のタイミングを調整する制御装置と、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】実施の形態の基板に露光処理を施す露光装置を含むデバイス製造システムの概略構成図である。
【図２】基板が巻き付けられた状態の図１に示す回転ドラムを示す斜視図である。
【図３】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用のマークを示す図である。
【図４】図１に示す露光装置の要部拡大図である。
【図５】図４に示す走査ユニットの構成を説明するための図である。
【図６】図５に示す走査ユニットのポリゴンミラーの近傍に配置された原点センサの配置を模式的に示す図である。
【図７】図６に示す原点センサの構成を示す図である。
【図８】ポリゴンミラーと、原点センサと、副原点センサとの配置関係を示す図である。
【図９】原点センサによる原点信号の発生タイミングと、副原点センサによる副原点信号の発生タイミングとの関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】走査ユニットによって走査されるスポット光の描画変調および走査ユニットのポリゴンミラーの回転制御を行う機能ブロック図である。
【図１１】図１１Ａは、原点センサの位置ずれが生じていない場合における原点信号、描画イネーブル信号、および、シリアルデータの発生状態の一例を示すタイムチャートであり、図１１Ｂは、原点センサの位置ずれが生じている場合における原点信号、描画イネーブル信号、および、シリアルデータの発生状態の一例を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の態様に係るビーム走査装置、ビーム走査方法、およびパターン描画装置について、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。
【０００９】
図１は、実施の形態の基板（被照射体である対象物）ＦＳに露光処理を施す露光装置ＥＸを含むデバイス製造システム１０の概略構成図である。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。なお、−Ｚ方向が、重力が働く方向とする。
【００１０】
デバイス製造システム１０は、基板ＦＳ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、電子デバイス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。電子デバイスとしては、例えば、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、フレキシブル・センサー等が挙げられる。本実施の形態では、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）ＦＳをロール状に巻いた図示しない供給ロールから基板ＦＳが送出され、送出された基板ＦＳ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ＦＳを図示しない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ＦＳは、基板ＦＳの移動方向が長手方向（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。前記供給ロールから送られた基板ＦＳは、順次、プロセス装置ＰＲ１、露光装置ＥＸ、および、プロセス装置ＰＲ２等で各種処理が施され、前記回収ロールで巻き取られる。
【００１１】
なお、Ｘ方向は、水平面内において、プロセス装置ＰＲ１から露光装置ＥＸを経てプロセス装置ＰＲ２に向かう方向（搬送方向）である。Ｙ方向は、水平面内においてＸ方向に直交する方向であり、基板ＦＳの幅方向（短尺方向）である。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。
【００１２】
基板ＦＳ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ＦＳの厚みや剛性（ヤング率）は、デバイス製造システム１０内の搬送路を通る際に、基板ＦＳ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ＦＳ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。
【００１３】
基板ＦＳは、プロセス装置ＰＲ１、露光装置ＥＸ、および、プロセス装置ＰＲ２等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ＦＳ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ＦＳ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。
【００１４】
ところで、基板ＦＳの可撓性（flexibility）とは、基板ＦＳ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ＦＳ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ＦＳの材質、大きさ、厚さ、基板ＦＳ上に成膜される層構造、温度、湿度などの環境等に応じて、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ＦＳ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ＦＳを滑らかに搬送できれば、可撓性の範囲といえる。
【００１５】
プロセス装置ＰＲ１は、露光装置ＥＸで露光処理される基板ＦＳに対して前工程の処理を行う。プロセス装置ＰＲ１は、前記供給ロールから送られてきた基板ＦＳを露光装置ＥＸに向けて所定の速度で搬送しつつ、基板ＦＳに対して前工程の処理を行う。この前工程の処理により、露光装置ＥＸへ送られる基板ＦＳは、その表面に感光性機能層（感光層）が一様または選択的に形成された基板（感光基板）となる。
【００１６】
この感光性機能層は、溶液として基板ＦＳ上に塗布され、乾燥することによって層（膜）となる。感光性機能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ＦＳ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）や半導体材料を含有した液体等を選択塗布することで、ディスプレイ用の電子デバイスを構成する回路または配線（例えば、薄膜トランジスタ等を構成するソース電極、ドレイン電極、およびゲート電極や、半導体、絶縁、或いは接続用の配線等）となるパターン層（パターンが形成された層）を形成することができる。感光性機能層として、感光性還元剤を用いる場合は、基板ＦＳ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ＦＳ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する場合、露光装置ＥＸへ送られる基板ＦＳ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。
【００１７】
本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露光装置（ビーム走査装置、パターン描画装置）である。プロセス装置ＰＲ１から供給された基板ＦＳの被照射面（感光性機能層の表面、以下、感光面と呼ぶ場合がある）に対して、ディスプレイ用の電子デバイスを構成する回路または配線等を表す所定のパターンに応じた光パターンを照射する。後で詳細に説明するが、露光装置ＥＸは、基板ＦＳを＋Ｘ方向（副走査の方向）に搬送しながら、露光用のビームＬＢのスポット光ＳＰを、基板ＦＳの被照射面上で所定の走査方向（主走査方向、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、パターン情報）に応じて高速に変調（オン／オフ）する。これにより、基板ＦＳの被照射面に電子デバイスを構成する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ＦＳ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ＦＳの被照射面上で相対的に２次元走査されて、基板ＦＳに所定のパターンが描画露光される。基板ＦＳは、搬送方向（＋Ｘ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ＦＳの長尺方向（搬送方向）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。
【００１８】
プロセス装置ＰＲ２は、露光装置ＥＸで露光処理された基板ＦＳに対しての後工程の処理（例えば、導電性インクの塗布、メッキ処理、または、現像・エッチング処理等）を行う。プロセス装置ＰＲ２は、露光装置ＥＸから送られてきた基板ＦＳを前記回収ロールに向けて所定の速度で搬送しつつ、基板ＦＳに対して後工程の処理を行う。この後工程の処理により、基板ＦＳ上に電子デバイスのパターン層が形成される。
【００１９】
上述したように、デバイス製造システム１０の少なくとも各処理を経て、１つのパターン層が生成される。そのため、複数のパターン層で構成される電子デバイスを生成するために、図１に示すようなデバイス製造システム１０の各処理を少なくとも２回は経なければならない。したがって、基板ＦＳが巻き取られた回収ロールを供給ロールとして別のデバイス製造システム１０に装着することで、パターン層を積層することができる。処理後の基板ＦＳは、複数の電子デバイスが所定の間隔をあけて基板ＦＳの長尺方向に沿って連なった状態となる。つまり、基板ＦＳは、多面取り用の基板となっている。
【００２０】
基板ＦＳの長尺方向に沿って電子デバイスが連なった状態で形成された基板ＦＳを回収した前記回収ロールは、図示しないダイシング装置に装着されてもよい。前記回収ロールが装着されたダイシング装置は、処理後の基板ＦＳを電子デバイス（デバイス形成領域である露光領域Ｗ）毎に分割（ダイシング）する。これにより、複数の枚葉になった電子デバイスが形成される。なお、基板ＦＳの寸法は、例えば、幅方向（短尺となる方向）の寸法が１０ｃｍ〜２ｍ程度であり、長さ方向（長尺方向）の寸法が１０ｍ以上である。なお、基板ＦＳの寸法は、上記した寸法に限定されない。
【００２１】
次に、露光装置ＥＸについて詳しく説明する。露光装置ＥＸは、温調チャンバーＥＣＶを有している。この温調チャンバーＥＣＶは、内部を所定の温度に保つことで、内部において搬送される基板ＦＳの温度による形状変化を抑制する。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設置面Ｅに配置される。防振ユニットＳＵ１、ＳＵ２は、設置面Ｅからの振動を低減する。この設置面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、温調チャンバーＥＣＶ内に、基板搬送機構１２と、光源装置（パルス光源装置）１４と、露光ヘッド１６と、制御装置１８と、複数のアライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ｍ＝１、２、３、４）と、複数のエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ（ｊ＝１、２、３）とを少なくとも備えている。制御装置１８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１８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、本実施の形態の制御装置１８として機能する。
【００２２】
基板搬送機構１２は、プロセス装置ＰＲ１から搬送される基板ＦＳを、露光装置ＥＸ内で所定の速度で搬送した後、プロセス装置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ＦＳの搬送路が規定される。基板搬送機構１２は、基板ＦＳ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（ニップローラ）Ｒ１、テンション調整ローラＲＴ１、回転ドラム（円筒ドラムステージ）ＤＲ、テンション調整ローラＲＴ２、および、駆動ローラ（ニップローラ）Ｒ２、Ｒ３を有している。プロセス装置ＰＲ１からの搬送されてきた基板ＦＳは、エッジポジションコントローラＥＰＣ内のローラ、駆動ローラＲ１〜Ｒ３、回転ドラムＤＲ、および、テンション調整ローラＲＴ１、ＲＴ２に掛け渡されて、プロセス装置ＰＲ２に向かって搬送される。
【００２３】
エッジポジションコントローラＥＰＣは、プロセス装置ＰＲ１から搬送される基板ＦＳの幅方向（Ｙ方向であって基板ＦＳの短尺方向）における位置を調整する。つまり、エッジポジションコントローラＥＰＣは、所定のテンションが掛けられた状態で搬送されている基板ＦＳの幅方向の端部（エッジ）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ＦＳ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、所定のテンションが掛けられた状態で基板ＦＳが掛け渡されるローラと、基板ＦＳの幅方向の端部（エッジ）の位置を検出する図示しないエッジセンサ（端部検出部）とを有する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、前記エッジセンサが検出した検出信号に基づいて、エッジポジションコントローラＥＰＣの前記ローラをＹ方向に移動させて、基板ＦＳの幅方向における位置を調整する。駆動ローラ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ＦＳの表裏両面を保持しながら回転し、基板ＦＳ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ＦＳ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前記ローラをＹ方向に移動させて基板ＦＳの幅方向における位置を適宜調整する。エッジポジションコントローラＥＰＣは、基板ＦＳ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中心軸ＡＸｏとの平行度を適宜調整してもよい。
【００２４】
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（Ｚ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円筒状のドラムステージである。回転ドラムＤＲは、この外周面（円周面）に倣って基板ＦＳ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ＦＳを＋Ｘ方向に搬送する。回転ドラムＤＲは、露光ヘッド１６からのビームＬＢ（スポット光ＳＰ）が投射される基板ＦＳ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（感光面が形成された側の面）とは反対側の面（裏面）側から長尺方向に基板ＦＳ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１８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。
【００２５】
駆動ローラＲ２、Ｒ３は、基板ＦＳ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おり、露光後の基板ＦＳ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ＦＳの表裏両面を保持しながら回転し、基板ＦＳをプロセス装置ＰＲ２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ＦＳ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ＦＳ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１８は、図示しない回転駆動源（例えば、モータや減速機構等）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、原則として回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏと平行している。
【００２６】
光源装置１４は、光源（パルス光源）を有し、パルス状のビーム（パルスビーム、パルス光、レーザ）ＬＢを射出するものである。このビームＬＢは、３７０ｎｍ以下の波長帯域にピーク波長を有する紫外線光であり、ビーム（パルス光）ＬＢの発光周波数（発振周波数）をＦｅとする。光源装置１４が射出したビームＬＢは、露光ヘッド１６に入射する。光源装置１４は、制御装置１８の制御にしたがって、発光周波数ＦｅでビームＬＢを発光して射出する。光源装置１４として、赤外波長域のパルス光を発生する半導体レーザ素子、その赤外波長域のパルス光を増幅するファイバー増幅器、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）等で構成されるファイバーアンプレーザ光源を用いてもよい。その場合、発振周波数Ｆｅが数百ＭＨｚで、１パルス光の発光時間がピコ秒程度の高輝度な紫外線のパルス光を得ることができる。なお、光源装置１４は、パルス状のビームＬＢを射出するものとしたが、連続発光するビームを射出する光源（ＣＷレーザ、紫外ＬＥＤ等）としてもよい。
【００２７】
露光ヘッド１６は、光源装置１４からのビームＬＢがそれぞれ入射する複数の走査ユニットＭＤｎ（ｎ＝１、２、・・・、６）を備えている。露光ヘッド１６は、複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）によって、回転ドラムＤＲの外周面で支持されている基板ＦＳの一部分にスポット光ＳＰを照射しつつ、そのスポット光ＳＰをＹ方向に走査する。これにより、基板ＦＳの被照射面上（基板ＦＳ上）に所定のパターンが描画される。露光ヘッド１６は、同一構成の複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）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。各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、光源装置１４からのビームを用いて基板ＦＳ上にパターンを描画する。なお、以下、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に入射する光源装置１４からのビームＬＢをＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）で表す場合がある。したがって、走査ユニットＭＤ１に入射するビームＬＢｎはＬＢ１で表され、同様に、走査ユニットＭＤ２〜ＭＤ６に入射するビームＬＢｎはＬＢ２〜ＬＢ６で表される。
【００２８】
図２にも示すように、複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、所定の配置関係で配置されている。複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、中心面Ｐｏｃを挟んで基板ＦＳの搬送方向（Ｘ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ＭＤ１、ＭＤ３、ＭＤ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に配置され、且つ、Ｙ方向に沿って所定の間隔をあけて１列に配置されている。偶数番の走査ユニットＭＤ２、ＭＤ４、ＭＤ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）に配置され、且つ、Ｙ方向に沿って所定の間隔をあけて１列に配置されている。奇数番の走査ユニットＭＤ１、ＭＤ３、ＭＤ５と、偶数番の走査ユニットＭＤ２、ＭＤ４、ＭＤ６とは、中心面Ｐｏｃに対して対称に設けられている。
【００２９】
各走査ユニット（走査モジュール）ＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、光源装置１４からのビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を基板ＦＳに向けて投射しつつ、投射したビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を基板ＦＳの被照射面上でスポット光ＳＰに収斂する。また、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、その基板ＦＳ上で収斂したスポット光ＳＰを、回転するポリゴンミラーＰＭ（図５参照）によって１次元（Ｙ方向）に走査する。各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）の回転したポリゴンミラーＰＭによって、基板ＦＳの被照射面上でビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰが主走査方向（Ｙ方向）に１次元に走査され、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（ＳＬ１〜ＳＬ６）が基板ＦＳの被照射面上に規定される。描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、基板ＦＳ上に照射されたビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰの走査軌跡を示すものである。走査ユニットＭＤｎの構成については、後で詳しく説明する。
【００３０】
走査ユニットＭＤ１は、ビームＬＢ１のスポット光ＳＰを描画ラインＳＬ１に沿って主走査方向（Ｙ方向）に走査し、同様に、走査ユニットＭＤ２〜ＭＤ６は、ビームＬＢ２〜ＬＢ６のスポット光ＳＰを描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６に沿って主走査方向（Ｙ方向）に走査する。複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）の各々の描画ライン（走査線）ＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、図２、図３に示すように、Ｙ方向（基板ＦＳの幅方向、走査方向）に関して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。この各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に入射するビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）は、所定の方向に偏光した直線偏光（Ｐ偏光またはＳ偏光）のビームであり、本実施の形態では、Ｐ偏光のビームが入射するものとする。
【００３１】
図２、図３に示すように、複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）の全部で露光領域Ｗの幅方向の全てをカバーするように、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は走査領域を分担している。これにより、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、基板ＦＳの幅方向に分割された複数の領域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ＭＤｎによるＹ方向の走査幅（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ＭＤ１、ＭＤ３、ＭＤ５の３個と、偶数番の走査ユニットＭＤ２、ＭＤ４、ＭＤ６の３個との計６個の走査ユニットＭＤｎ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程度に広げている。各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の長さ（走査長）は、原則として同一とする。つまり、描画倍率が初期値（倍率補正なし）の場合に、描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６の各々に沿って走査されるビームＬＢ１〜ＬＢ６のスポット光ＳＰの走査距離は同一とする。なお、露光領域Ｗの幅を広くしたい場合は、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ＭＤｎの数を増やすことで対応することができる。
【００３２】
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の走査開始点（描画開始点）側と走査終了点（描画終了点）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シフト（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ＭＤｎ内のポリゴンミラーＰＭの後に設けられるｆθレンズＦＴ（図５参照）の口径および位置等によって決まる。
【００３３】
複数の描画ラインＳＬｎ（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に対して回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）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に対して回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板ＦＳの搬送方向の下流側（＋Ｘ方向側）の被照射面上に位置する。描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６は、基板ＦＳの幅方向（Ｙ方向）、つまり、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに沿って略平行となっている。
【００３４】
描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５は、基板ＦＳの幅方向（走査方向）に沿って所定の間隔を空けて直線上に１列に配置されている。描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６も同様に、基板ＦＳの幅方向（走査方向）に沿って所定の間隔を空けて直線上に１列に配置されている。このとき、描画ラインＳＬ２は、基板ＦＳの幅方向において、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ＦＳの幅方向において、描画ラインＳＬ２と描画ラインＳＬ４との間に配置にされる。描画ラインＳＬ４は、基板ＦＳの幅方向において、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ＦＳの幅方向において、描画ラインＳＬ４と描画ラインＳＬ６との間に配置される。
【００３５】
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のスポット光ＳＰの走査方向は、一次元の方向となっており、−Ｙ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のスポット光ＳＰの走査方向は、一次元の方向となっており、＋Ｙ方向となっている。したがって、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５に沿って走査されるスポット光ＳＰの走査方向と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６に沿って走査されるスポット光ＳＰの走査方向とは互いに逆方向となっている。これにより、描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５の各々で描画されたパターンの描画開始点側の端部と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６の各々で描画されたパターンの描画開始点側の端部とはＹ方向に関してぴったり隣接、または予め決められた長さ（例えば、スポット光ＳＰの寸法、または数μｍ〜数十μｍ）で重複して継ぎ合わされる。また、描画ラインＳＬ３、ＳＬ５の各々で描画されたパターンの描画終了点側の端部と、描画ラインＳＬ２、ＳＬ４の各々で描画されたパターンの描画終了点側の端部とはＹ方向に関して互いにぴったり隣接、または予め決められた長さで重複する。なお、Ｙ方向に隣り合う描画ラインＳＬｎによって描画されるパターンの端部同士を一部重複させる長さ（予め決められた長さ）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％以下の範囲であってもよい。このように、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で描画されたパターンの端部同士を隣接または一部（予め決められた長さ）重複させることを意味する。
【００３６】
この描画ライン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のサイズφが３μｍの場合は、各描画ラインＳＬｎの副走査方向の幅も３μｍとなる。スポット光ＳＰは、所定の長さ（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの半分）だけオーバーラップするように、描画ラインＳＬｎに沿って照射されてもよい。また、Ｙ方向に隣り合う描画ラインＳＬｎ（例えば、描画ラインＳＬ１と描画ラインＳＬ２）同士を互いに継ぐ場合も、所定の長さ（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの半分）だけオーバーラップさせるのがよい。なお、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は、スポット光ＳＰのピーク強度の１／ｅ2（または半値全幅１／２）で決まる。
【００３７】
本実施の形態の場合、光源装置１４からのビームＬＢ（ＬＢｎ）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（ＬＢｎ）の発振周波数Ｆｅに応じて離散的になる。そのため、ビームＬＢ（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Ｖｓ、ビームＬＢ（ＬＢｎ）の発振周波数Ｆｅによって設定されるが、本実施の形態では、φ／２程度とする。したがって、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ＦＳがスポット光ＳＰの実効的なサイズφの略１／２以下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ＦＳ上の感光性機能層への露光量の設定は、ビームＬＢ（ＬＢｎ）のピーク値の調整で可能であるが、ビームＬＢ（ＬＢｎ）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（ＬＢｎ）の発振周波数Ｆｅの増大、或いは基板ＦＳ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実効的なサイズφの１／２以上に増加させればよい。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。
【００３８】
各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、少なくともＸＺ平面において、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）が基板ＦＳの被照射面に対して垂直となるように、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を基板ＦＳに向けて照射する。つまり、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、ＸＺ平面において、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに向かって進むように、すなわち、被照射面の法線と平行となるように、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を基板ＦＳに対して照射（投射）する。また、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に照射するビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）が、ＹＺ平面と平行な面内では基板ＦＳの被照射面に対して垂直となるように、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を基板ＦＳ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ＦＳ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ＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）によって規定される所定の描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の特定点（例えば、中点）を通って基板ＦＳ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（図２参照）。したがって、描画ラインＳＬｎの特定点を通るように各走査ユニットＭＤｎから基板ＦＳの被照射面上に投射されるビームＬＢｎは、照射中心軸Ｌｅｎと同軸となる。
【００３９】
この各照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）は、ＸＺ平面において、描画ラインＳＬｎ（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ＭＤ１、ＭＤ３、ＭＤ５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いる。奇数番の走査ユニットＭＤ２、ＭＤ４、ＭＤ６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、ＸＺ平面において、照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６とは、中心面Ｐｏｃに対しての角度が±θ１となるように設定されている（図１、図２参照）。
【００４０】
図１に示したアライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）は、図３に示すように、基板ＦＳの形成された複数のアライメント用のマークＭＫｍ（ｍ＝１、２、３、４）の位置情報（マーク位置情報）を検出するためのものであり、Ｙ方向に沿って設けられている。マークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、基板ＦＳ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ＦＳ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ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）は、回転ドラムＤＲの円周面で支持されている基板ＦＳ上で、複数のマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報を検出するためにマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を撮像する。アライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）は、露光ヘッド１６によるスポット光ＳＰの基板ＦＳ上の被照射領域（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）よりも基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）に設けられている。
【００４１】
アライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）は、アライメント用の照明光を基板ＦＳに投射する光源と、基板ＦＳの表面のマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）を含む観察領域Ｖｗｍ（Ｖｗ１〜Ｖｗ４）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ＦＳが搬送方向に移動している間に高速シャッターで撮像するＣＣＤ、ＣＭＯＳ等の撮像素子とを有する。各アライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）が撮像した撮像信号は制御装置１８に送られる。制御装置１８は、撮像信号の画像解析と、撮像した瞬間の回転ドラムＤＲの回転位置の情報（後述するエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂによって計測される情報）とに基づいて、基板ＦＳ上のマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の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ＦＳ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。
【００４２】
複数のマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）は、各露光領域Ｗの周りに設けられている。マークＭＫ１、ＭＫ４は、露光領域Ｗの基板ＦＳの幅方向の両側に、基板ＦＳ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。マークＭＫ１は、基板ＦＳの幅方向の−Ｙ方向側に、マークＭＫ４は、基板ＦＳの幅方向の＋Ｙ方向側にそれぞれ形成されている。このようなマークＭＫ１、ＭＫ４は、基板ＦＳ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ＦＳ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、マークＭＫ２、ＭＫ３は、マークＭＫ１とマーク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ＦＳの幅方向（短尺方向）に沿って形成されている。マークＭＫ２は、基板ＦＳの幅方向の−Ｙ方向側に、マークＭＫ３は、基板ＦＳの＋Ｙ方向側に形成されている。さらに、基板ＦＳの−Ｙ方向側の端部に配列されるマークＭＫ１と余白部のマークＭＫ２とのＹ方向の間隔、余白部のマークＭＫ２とマークＭＫ３とのＹ方向の間隔、および、基板ＦＳの＋Ｙ方向側の端部に配列されるマークＭＫ４と余白部のマーク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の周りにマークＭＫｍ用のパターンも一緒に露光してもよい。なお、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用のマークＭＫｍとして利用してもよい。
【００４３】
なお、図３では、露光領域Ｗが変形していない状態時における複数のマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の配列を示している。したがって、大きなテンションを受けたり、熱プロセスの影響を受けたりして基板ＦＳが変形して露光領域Ｗが変形した（歪んだ）場合は、複数のマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の基板ＦＳに対する配列も変形する（歪む）ことになる。
【００４４】
複数のアライメント顕微鏡ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４は、複数のマークＭＫ１〜ＭＫ４の位置に対応して、基板ＦＳの−Ｙ方向側からＡＬＧ１〜ＡＬＧ４の順で設けられている。具体的には、アライメント顕微鏡ＡＬＧ１は、基板ＦＳの幅方向に関して（Ｙ方向に関して）、対物レンズによる観察領域（検出領域）Ｖｗ１内にマークＭＫ１が位置するように配置される。同様に、アライメント顕微鏡ＡＬＧ２〜ＡＬＧ４は、基板ＦＳの幅方向（Ｙ方向に関して）、対物レンズによる観察領域Ｖｗ２〜Ｖｗ４内にマークＭＫ２〜ＭＫ４が位置するように配置される。複数のアライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）は、Ｘ方向に関して、露光位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）とアライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）の観察領域Ｖｗｍ（Ｖｗ１〜Ｖｗ４）との距離が、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ＡＬＧｍの数は、基板ＦＳの幅方向に形成されるマークＭＫｍの数に応じて変更可能である。また、観察領域Ｖｗｍの基板ＦＳの被照射面上の大きさは、マークＭＫｍ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。
【００４５】
図１、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を刻設した回折格子であり、インクリメンタル型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。このスケール部ＳＤａ、ＳＤｂと対向するように、複数のエンコーダヘッド（スケール読取ヘッド）ＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）が設けられている。このエンコーダヘッド（以下、単にエンコーダとも呼ぶ）ＥＮｊａ、ＥＮｊｂは、回転ドラムＤＲの回転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、３つのエンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ）が設けられ、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、３つのエンコーダＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）が設けられている。エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂは、回転ドラムＤＲの回転方向（Ｘ方向）に関して同一位置に配置されている。同様に、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂ、および、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂも回転ドラムＤＲの回転方向（Ｘ方向）に関して同一位置に配置されている。
【００４６】
エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂ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）を光電検出することにより、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの目盛（回折格子）の周方向の位置変化に応じた検出信号（ｓｉｎ波とｃｏｓ波の２相信号）を制御装置１８に出力する。制御装置１８は、その検出信号を不図示の内挿処理回路とデジタルカウンタ回路でデジタル化することにより、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ＦＳの移動量をサブミクロンの分解能で計測することができる。このカウンタ回路は、各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）の検出信号をそれぞれ個別にカウントする。制御装置１８は、回転ドラムＤＲの角度変化から、基板ＦＳの搬送速度も計測することができる。各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）のそれぞれに対応した前記カウンタ回路は、エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）によってスケール部ＳＤａ、ＳＤｂの周方向の一ヶ所に形成された原点マーク（原点パターン）ＺＺ（図２参照）が検出されると、原点マークＺＺを検出したエンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂに対応するカウンタ回路のカウント値を０にリセットする。
【００４７】
エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂは、ＸＺ平面に関して、設置方位線Ｌｘ１上に配置されている。設置方位線Ｌｘ１は、ＸＺ平面に関して、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。したがって、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂによって検出された検出信号に基づくカウント値は、設置方位線Ｌｘ１から見た回転ドラムＤＲの回転角度位置を表していることになる。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ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）の観察領域Ｖｗｍ（Ｖｗ１〜Ｖｗ４）と中心軸ＡＸｏとを結ぶ線となっている。つまり、各アライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）は、ＸＺ平面において、設置方位線Ｌｘ１上に配置されている。
【００４８】
エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳ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ＦＳ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、ＸＺ平面に関して、設置方位線Ｌｘ２上に配置されている。設置方位線Ｌｘ２は、ＸＺ平面に関して、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。したがって、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂによって検出された検出信号に基づくカウント値は、設置方位線Ｌｘ２から見た回転ドラムＤＲの回転角度位置を表していることになる。この設置方位線Ｌｘ２は、ＸＺ平面に関して、照射中心軸Ｌｅ１、Ｌｅ３、Ｌｅ５と同角度位置となって重なっている。
【００４９】
エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂは、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳ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ＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂは、ＸＺ平面に関して、設置方位線Ｌｘ３上に配置されている。設置方位線Ｌｘ３は、ＸＺ平面に関して、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。したがって、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂによって検出された検出信号に基づくカウント値は、設置方位線Ｌｘ３から見た回転ドラムＤＲの回転角度位置を表していることになる。この設置方位線Ｌｘ３は、ＸＺ平面に関して、照射中心軸Ｌｅ２、Ｌｅ４、Ｌｅ６と同角度位置となって重なっている。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、図２参照）。
【００５０】
ところで、基板ＦＳは、回転ドラムＤＲの両端のスケール部ＳＤａ、ＳＤｂより内側に巻き付けられている。図１では、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面の中心軸ＡＸｏからの半径を、回転ドラムＤＲの外周面の中心軸ＡＸｏからの半径より小さく設定した。しかしながら、図２に示すように、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面を、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板ＦＳの外周面と同一面となるように設定してもよい。つまり、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面の中心軸ＡＸｏからの半径（距離）と、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板ＦＳの外周面（被照射面）の中心軸ＡＸｏからの半径（距離）とが同一となるように設定してもよい。これにより、各エンコーダＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）は、回転ドラムＤＲに巻き付いた基板ＦＳの被照射面と同じ径方向の位置でスケール部ＳＤａ、ＳＤｂを検出することができる。したがって、エンコーダＥＮｊａ、ＥＮｊｂによる計測位置と処理位置（描画ラインＳＬ１〜ＳＬ６）とが回転ドラムＤＲの径方向で異なることで生じるアッベ誤差を小さくすることができる。
【００５１】
ただし、被照射体としての基板ＦＳの厚さは十数μｍ〜数百μｍと大きく異なるため、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂの外周面の半径と、回転ドラムＤＲに巻き付けられた基板ＦＳの外周面の半径とを常に同一にすることは難しい。そのため、図２に示したスケール部ＳＤａ、ＳＤｂの場合、その外周面（スケール面）の半径は、回転ドラムＤＲの外周面の半径と一致するように設定される。さらに、スケール部ＳＤａ、ＳＤｂを個別の円盤で構成し、その円盤（スケール円盤）を回転ドラムＤＲのシャフトＳｆｔに同軸に取り付けることも可能である。その場合も、アッベ誤差が許容値内に収まる程度に、スケール円盤の外周面（スケール面）の半径と回転ドラムＤＲの外周面の半径とを揃えておくのがよい。
【００５２】
回転ドラムＤＲの周回方向の１ヶ所に付設された原点マークＺＺに対する各設置方位線Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３における回転ドラムＤＲの回転角度位置が同一の場合は、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに対応したカウンタ回路のカウント値と、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに対応したカウンタ回路のカウント値と、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに対応したカウンタ回路のカウント値とは同一となる。そのため、制御装置１８は、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値、および、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づくカウント値に基づいて、複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）によるスポット光ＳＰの走査開始タイミングを制御することができる。
【００５３】
具体的には、制御装置１８は、複数のアライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）およびエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂを用いて検出した基板ＦＳ上のマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報に基づいて、基板ＦＳの長尺方向（Ｘ方向）における露光領域Ｗの描画露光の開始位置を決定する。そのときのエンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値を、例えば、１００とする。この場合は、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値が１００になると、基板ＦＳの長尺方向における露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ１、ＳＬ３、ＳＬ５上に位置することになる。したがって、制御装置１８は、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値が１００になると、走査ユニットＭＤ１、ＭＤ３、ＭＤ５によるスポット光ＳＰの走査を開始する。また、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づくカウント値が１００になると、基板ＦＳの長尺方向における露光領域Ｗの描画露光の開始位置が描画ラインＳＬ２、ＳＬ４、ＳＬ６上に位置することになる。したがって、制御装置１８は、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づくカウント値が１００になると、走査ユニットＭＤ２、ＭＤ４、ＭＤ６によるスポット光ＳＰの走査を開始する。
【００５４】
なお、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂに基づくカウント値（計数値）とは、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂによって検出された検出信号に基づいてカウンタ回路で計数されるカウント値の一方、若しくは、２つのカウント値の平均値を意味する。同様に、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂに基づくカウント値（計数値）とは、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂによって検出された検出信号に基づいてカウンタ回路で計数されるカウント値の一方、若しくは、２つのカウント値の平均値を意味し、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂに基づくカウント値（計数値）とは、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂによって検出された検出信号に基づいてカウンタ回路で計数されるカウント値の一方、若しくは、２つのカウント値の平均値を意味する。回転ドラムＤＲの製造誤差等によって回転ドラムＤＲが中心軸ＡＸｏに対して偏心して回転している場合等を除き、原則として、エンコーダＥＮ１ａによって検出された検出信号に基づいて計数されたカウント値と、エンコーダＥＮ１ｂによって検出された検出信号に基づいて計数されたカウント値とは同一となる。このことは、エンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂ、エンコーダＥＮ３ａ、ＥＮ３ｂについても同様である。
【００５５】
図４は、露光装置ＥＸの要部拡大図である。露光装置ＥＸは、複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ｎ＝１、２、・・・、６）と、本体フレームＵＢとをさらに備える。複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）は、光源装置１４からのビームＬＢ（ＬＢｎ）を複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に導く。光導入光学系ＢＤＵ１は、ビームＬＢ１を走査ユニットＭＤ１に導き、同様に、光導入光学系ＢＤＵ２〜ＢＤＵ６は、ビームＬＢ２〜ＬＢ６を走査ユニットＭＤ２〜ＭＤ６に導く。各光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）は、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）の光軸が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）と同軸となるように、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を対応する走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に射出する。つまり、光導入光学系ＢＤＵ１から走査ユニットＭＤ１に入射するビームＬＢ１は、照射中心軸Ｌｅ１と同軸となる。同様に、光導入光学系ＢＤＵ２〜ＢＤＵ６から走査ユニットＭＤ２〜ＭＤ６に入射するビームＬＢ２〜ＬＢ６は、照射中心軸Ｌｅ２〜Ｌｅ６と同軸となる。なお、光源装置１４からのビームＬＢは、ビームスプリッタ或いはスイッチング用の光偏向器（例えば、音響光学変調器）等の光学部材によって、各光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）に分岐して入射、或いは選択的に入射される。
【００５６】
複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）は、複数の描画用光学素子ＡＯＭｎ（ｎ＝１、２、・・・、６）を有する。複数の描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に導くビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）の強度をパターンデータに応じて高速に変調（オン／オフ）する。光導入光学系ＢＤＵ１は、描画用光学素子ＡＯＭ１を有し、同様に、光導入光学系ＢＤＵ２〜ＢＤＵ６は、描画用光学素子ＡＯＭ２〜ＡＯＭ６を有する。描画用光学素子ＡＯＭｎは、ビームＬＢに対して透過性を有する音響光学変調器（Acousto-Optic Modulator）である。描画用光学素子ＡＯＭｎは、超音波信号（高周波信号）を用いることで、入射した光源装置１４からのビームＬＢを高周波の周波数に応じた回折角で回折させて、ビームＬＢの光路、つまり、進行方向を変える。描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、制御装置１８からの高周波信号である駆動信号のオン／オフにしたがって、入射したビームＬＢを回折させた１次回折光（ビームＬＢｎ）の発生をオン／オフする。
【００５７】
描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、制御装置１８からの駆動信号（高周波信号）がオフの状態のときは、入射した光源装置１４からのビームＬＢを回折させずに透過することで、光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）内に設けられた図示しない吸収体にビームＬＢを導く。この吸収体は、ビームＬＢの外部への漏れを抑制するためのビームＬＢを吸収する光トラップである。したがって、駆動信号がオフの状態のときは、描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を透過したビーム（０次光、０次ビーム）ＬＢは、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に入射しない。つまり、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内を通るビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）の強度は低レベル（ゼロ）になる。このことは、基板ＦＳの被照射面上で見ると、被照射面上に照射されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰの強度が低レベル（ゼロ）に変調されていることを意味する。
【００５８】
一方、描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）は、制御装置１８からの駆動信号（高周波信号）がオンの状態のときは、入射したビームＬＢを回折させた１次回折光を発生し、１次回折光であるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）を走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に導く。したがって、駆動信号がオンの状態のときは、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内を通るビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）の強度が高レベルになる。このことは、基板ＦＳの被照射面上で見ると、被照射面上に照射されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰの強度が高レベルに変調されていることを意味する。このように、オン／オフの駆動信号を描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）に印加することで、描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）をオン／オフにスイッチングすることができる。
【００５９】
制御装置１８は、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）によって描画されるパターンに応じたパターンデータに基づいて、各描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）に印加する駆動信号（高周波信号）をオン／オフする。パターンデータは、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）毎に設けられている。パターンデータは、図示しないメモリに記憶されている。
【００６０】
ここで、パターンデータについて簡単に説明すると、パターンデータは、各走査ユニットＭＤｎ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Ｐｘｙ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、パターンデータは、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ＦＳ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で構成されているビットマップデータである。この画素の論理情報は、「０」または「１」の１ビットのデータである。「０」の論理情報は、基板ＦＳ上に照射するスポット光ＳＰの強度を低レベルにすることを意味し、「１」の論理情報は、基板ＦＳ上に照射するスポット光ＳＰの強度を高レベルにすることを意味する。したがって、制御装置１８は、画素の論理情報が「０」のときは、描画用光学素子ＡＯＭｎに印加する駆動信号（高周波信号）をオフの状態にし、画素の論理情報が「１」のときは、描画用光学素子ＡＯＭｎに印加する駆動信号（高周波信号）をオンの状態にする。
【００６１】
パターンデータの１列分の画素は、１本分の描画ラインＳＬｎに対応するものであり、１本の描画ラインＳＬｎに沿って基板ＦＳの被照射面に投射されるスポット光ＳＰの強度が、１列分の画素の論理情報に応じて変調される。すなわち、描画ラインＳＬｎとは、１列分の画素の論理情報によってスポット光ＳＰが強度変調されて走査される、つまり、描画される走査線のことをいう。この１列分の画素の論理情報をシリアルデータＤＬｎと呼ぶ。つまり、パターンデータは、１列目のシリアルデータＤＬｎ、２列目のシリアルデータＤＬｎ、・・・、等の複数のシリアルデータＤＬｎが列方向に並んだビットマップデータである。走査ユニットＭＤ１のシリアルデータＤＬｎをＤＬ１とし、同様に、走査ユニットＭＤ２〜ＭＤ６のシリアルデータＤＬｎをＤＬ２〜ＤＬ６とする。シリアルデータＤＬｎ（ＤＬ１〜ＤＬ６）に基づく描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の駆動を開始することで、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）による描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿ったスポット光ＳＰの走査が開始される。つまり、シリアルデータＤＬｎ（ＤＬ１〜ＤＬ６）に基づいて描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を駆動している期間中に、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）による描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿ったスポット光ＳＰの走査が行われることになる。
【００６２】
なお、１列分の画素の数（シリアルデータＤＬｎの画素の数）は、被照射面上での画素の寸法と描画ラインＳＬｎの長さとに応じて決まり、１画素の寸法はスポット光ＳＰのサイズφによって決まる。上述したように、被照射面上で続けて照射されるスポット光ＳＰをサイズφの１／２程度だけオーバーラップさせる場合は、１画素の寸法は、スポット光ＳＰのサイズφと同程度、或いはそれ以上に設定される。スポット光ＳＰの実効的なサイズφが３μｍの場合は、１画素の寸法は３μｍ角程度、或いはそれ以上に設定される。例えば、１画素の寸法を３μｍ角にし、直径サイズφが３μｍのスポット光ＳＰをサイズφの１／２程度だけオーバーラップさせる場合は、２個のスポット光ＳＰが１画素に対応する。したがって、パターンデータの１列分の画素の数は、描画ラインＳＬｎに沿って投射されるスポット光ＳＰの数（パルス数）の１／２倍となる。なお、より微細なパターンを描画するためには、スポット光ＳＰの実効的なサイズφをより小さくして、１画素の寸法を小さく設定すればよい。
【００６３】
本体フレームＵＢは、複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）と複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）を保持する。本体フレームＵＢは、複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）を保持する第１フレームＵｂ１と、複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）を保持する第２フレームＵｂ２とを有する。第１フレームＵｂ１は、第２フレームＵｂ２によって保持された複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）の上方（＋Ｚ方向）側で、複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）を保持する。第１フレームＵｂ１は、複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）を下方（−Ｚ方向）側から支持する。奇数番の光導入光学系ＢＤＵ１、ＢＤＵ３、ＢＤＵ５は、第１フレームＵｂ１によって奇数番の走査ユニットＭＤ１、ＭＤ３、ＭＤ５の位置に対応した配置位置で支持されている。つまり、奇数番の光導入光学系ＢＤＵ１、ＢＤＵ３、ＢＤＵ５は、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳの搬送方向の上流側（−Ｘ方向側）で、Ｙ方向に沿って所定の間隔をあけて１列に配置される。偶数番の光導入光学系ＢＤＵ２、ＢＤＵ４、ＢＤＵ６は、第１フレームＵｂ１によって偶数番の走査ユニットＭＤ２、ＭＤ４、ＭＤ６の位置に対応した配置位置で支持されている。つまり、偶数番の光導入光学系ＢＤＵ２、ＢＤＵ４、ＢＤＵ６は、中心面Ｐｏｃに対して基板ＦＳ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をあけて１列に配置される。
【００６４】
第１フレームＵｂ１には、複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）に対応して複数の開口部Ｈｓｎ（Ｈｓ１〜Ｈｓ６）が設けられている。この複数の開口部Ｈｓｎ（Ｈｓ１〜Ｈｓ６）によって、複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）から射出されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）が第１フレームＵｂ１によって遮られることなく、対応する走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に入射する。つまり、光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）から射出されるビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）は、開口部Ｈｓｎ（Ｈｓ１〜Ｈｓ６）を通って、対応する走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に入射する。なお、第１フレームＵｂ１は、複数の光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）を、上方（＋Ｚ方向）側から支持してもよく、側方（Ｘ方向）側から支持してもよい。
【００６５】
第２フレームＵｂ２は、複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）の各々が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動（回転）できるように、複数の走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）を回動可能に保持する。各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）が照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回動することによって、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）が回動した場合であっても、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に入射するビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）と走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内の光学的な部材との位置関係が変わることがない。したがって、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）が回動した場合であっても、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、ビームＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）のスポット光ＳＰを基板ＦＳに投射しつつ、スポット光ＳＰを規定された各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）に沿って走査することができる。この各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）の回動によって、各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）が、基板ＦＳの被照射面上で照射中心軸Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）回りに回転する。これにより、各描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、Ｙ軸（中心軸ＡＸｏ）と平行な状態から傾くことになる。なお、この各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）の照射中心軸Ｌｅｎ回りの回動は、制御装置１８の制御の下、図示しないアクチュエータによって行われる。
【００６６】
なお、走査ユニットＭＤｎの照射中心軸Ｌｅｎと、走査ユニットＭＤｎが実際に回動する軸（回動中心軸）とが完全に一致しなくても、所定の許容範囲内で同軸であればよい。この所定の許容範囲は、例えば、走査ユニットＭＤｎを所定の角度θｓｍだけ回動させたときの実際の描画ラインＳＬｎの描画開始点（または描画終了点）と、照射中心軸Ｌｅｎと回動中心軸とが完全に一致すると仮定したときの走査ユニットＭＤｎを所定の角度θｓｍだけ回動させたときの設計上の描画ラインＳＬｎの描画開始点（または描画終了点）との差分量が、スポット光ＳＰの主走査方向に関して、所定の距離（例えば、スポット光ＳＰのサイズφの直径）以内となるように設定されている。また、走査ユニットＭＤｎに実際に入射するビームＬＢｎの光軸が、走査ユニットＭＤｎの回動中心軸と完全に一致しなくても、前記した所定の許容範囲内で同軸であればよい。
【００６７】
図５は、走査ユニットＭＤｎの構成を説明するための図である。各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）は、同一の構成を有することから、走査ユニットＭＤ１を例に挙げて説明する。また、図５においては、ＸｔＹｔＺｔ直交座標系を用いて説明する。Ｚｔ方向は、照射中心軸Ｌｅ１と平行する方向である。そして、Ｘｔ方向は、Ｚｔ方向と直交する平面上にあって、基板ＦＳがプロセス装置ＰＲ１から露光装置ＥＸを経てプロセス装置ＰＲ２に向かう方向であり、Ｙｔ方向は、Ｚｔ方向と直交する平面上にあって、Ｘｔ方向と直交する方向とする。つまり、ＸｔＹｔＺｔ直交座標系は、図１および図４のＸＹＺ直交座標系を、Ｙ軸を中心にＺ軸が照射中心軸Ｌｅ１と平行となるように回転させた３次元座標系である。
【００６８】
図５に示すように、走査ユニットＭＤ１内には、ビームＬＢ１の入射位置から基板ＦＳの被照射面までのビーム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ＢＳ、反射ミラーＭ１２、像シフト光学部材（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ＭＤ１内には、基板ＦＳの被照射面または回転ドラムＤＲからの反射光を偏光ビームスプリッタＢＳを介して検出するための光学レンズＧ１０および光検出器ＤＴが設けられる。
【００６９】
走査ユニットＭＤ１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度傾いた反射ミラーＭ１０に入射する。走査ユニットＭＤ１に入射するビームＬＢ１は、その光軸が照射中心軸Ｌｅ１と同軸となるように反射ミラーＭ１０に入射する。反射ミラーＭ１０は、ビームＬＢ１を受けて走査ユニットＭＤ１内に入射させる入射光学部材として機能する。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。反射ミラーＭ１０で反射したビームＬＢ１は、光軸ＡＸａに沿って配置されるビームエキスパンダーＢＥを透過して反射ミラーＭ１１に入射する。ビームエキスパンダーＢＥは、透過するビームＬＢ１の径を拡大させる。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とを有する。
【００７０】
反射ミラーＭ１１は、ＹｔＺｔ平面に対して４５度傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ１１から−Ｙｔ方向に離れて配置された偏光ビームスプリッタＢＳに向けて−Ｙｔ方向に反射する。偏光ビームスプリッタＢＳの偏光分離面は、ＹｔＺｔ平面に対して４５度傾いて配置されている。偏光ビームスプリッタＢＳは、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。走査ユニットＭＤ１に入射するビームＬＢ１は、Ｐ偏光のビームなので、偏光ビームスプリッタＢＳ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に導く。
【００７１】
反射ミラーＭ１２は、ＸｔＹｔ平面に対して４５度傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、Ｚｔ軸と平行な光軸ＡＸｃに沿って、反射ミラーＭ１２から−Ｚｔ方向に離れて配置された反射ミラー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、光軸ＡＸｃに沿って配置される像シフト光学部材ＳＲ、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。像シフト光学部材ＳＲは、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。像シフト光学部材ＳＲは、光軸ＡＸｃに沿って配置される２枚の石英の平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２で構成され、平行平板Ｓｒ１は、Ｘｔ軸回りに傾斜可能（回転可能）であり、平行平板Ｓｒ２は、Ｙｔ軸回りに傾斜可能（回転可能）である。この２枚の平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２がそれぞれ、Ｘｔ軸、Ｙｔ軸回りに傾斜することで、ビームＬＢ１の進行方向と直交するＸｔＹｔ平面において、ビームＬＢ１の断面内の中心位置を２次元に微小量シフトする。平行平板Ｓｒ１、Ｓｒ２は、制御装置１８の制御の下、図示しないアクチュエータ（駆動部）によって駆動する。
【００７２】
偏向調整光学部材ＤＰは、反射ミラーＭ１２で反射されて像シフト光学部材ＳＲを通ってきたビームＬＢ１の光軸ＡＸｃに対する傾きを微調整するものである。偏向調整光学部材ＤＰは、光軸ＡＸｃに沿って配置される２つの楔状のプリズムＤｐ１、Ｄｐ２で構成される。プリズムＤｐ１、Ｄｐ２の各々は独立して光軸ＡＸｃを中心に３６０度回転可能に設けられている。２つのプリズムＤｐ１、Ｄｐ２の回転角度位置を調整することによって、反射ミラーＭ１３に到達するビームＬＢ１の軸線を光軸ＡＸｃと平行状態にし、または、基板ＦＳの被照射面に到達するビームＬＢ１の軸線を照射中心軸Ｌｅ１と平行状態にする。なお、２つのプリズムＤｐ１、Ｄｐ２によって平行調整された後のビームＬＢ１の中心位置は、ビームＬＢ１の断面と平行な面内で２次元にシフトしている場合があるが、そのシフトは、像シフト光学部材ＳＲによって元に戻すことができる。このプリズムＤｐ１、Ｄｐ２は、制御装置１８の制御の下、図示しないアクチュエータ（駆動部）によって駆動する。
【００７３】
像シフト光学部材ＳＲと偏向調整光学部材ＤＰとを通ったビームＬＢ１は、フィールドアパーチャＦＡの円形開口を透過して反射ミラーＭ１３に達する。フィールドアパーチャＦＡの円形開口は、ビームエキスパンダーＢＥで拡大されたビームＬＢ１の断面内の強度分布の裾野部分をカットする絞りである。フィールドアパーチャＦＡを、円形開口の口径を調整可能な可変虹彩絞りにすると、スポット光ＳＰの強度（輝度）を調整することができる。
【００７４】
反射ミラーＭ１３は、ＸｔＹｔ平面に対して４５度傾いて配置され、入射したビームＬＢ１を、反射ミラーＭ１３から＋Ｘｔ方向に離れて配置された反射ミラー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を透過した後反射ミラー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（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、ポリゴンミラーＰＭから＋Ｘｔ方向側に離れて配置された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ＦＳ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８つの反射面ＲＰ）とを有する回転多面鏡である。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。
【００７５】
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（偏向方向）が連続的に変化し、基板ＦＳの被照射面上に照射されるビームＬＢ１のスポット光ＳＰを描画ラインＳＬ１に沿って主走査方向（基板ＦＳの幅方向、Ｙ方向）に１次元に走査することができる。つまり、１つの反射面ＲＰによって、発振周波数Ｆｅで発振するパルス状のビームＬＢ１のスポット光ＳＰを１本の描画ラインＳＬ１に沿って走査することができる。したがって、ポリゴンミラーＰＭの１回転で、基板ＦＳの被照射面上の描画ラインＳＬ１に沿ったスポット光ＳＰの走査回数は、反射面ＲＰの数と同じ８回となる。ポリゴンミラーＰＭは、制御装置１８の制御の下、デジタルモータ等を含むポリゴン駆動部ＲＭによって一定の速度（回転数）で回転する。
【００７６】
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は、ポリゴンミラーＰＭによる走査方向（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上で収斂する。これにより、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰ上で収斂するビームＬＢ１は、Ｙｔ方向が長手方向、Ｚｔ方向が短手方向となるスリット状となる。この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ＦＳの被照射面上に照射されるビームＬＢ１の照射位置（描画ラインＳＬ１）が、ポリゴンミラーＰＭの反射面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。
【００７７】
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（光軸ＡＸｆに対するビームＬＢ１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ＦＳ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。
【００７８】
反射ミラーＭ１５は、入射したビームＬＢ１を、シリンドリカルレンズＣＹｂを介して基板ＦＳ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ＦＳに投射されるビームＬＢ１が基板ＦＳ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ＦＳの被照射面上に投射されるスポット光ＳＰは、回転しているポリゴンミラーＰＭによって、Ｙｔ（Ｙ）方向に延びる描画ラインＳＬ１に沿って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ＦＳに投射される。本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ＦＳ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ＢＳは、反射ミラーＭ１０から基板ＦＳ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ＭＤ１内を通るビームＬＢ１は、略Ｕ字状またはコ字状の光路を通った後、−Ｚｔ方向に進んで基板ＦＳに投射される。
【００７９】
このように、基板ＦＳが副走査方向（＋Ｘ方向）に副走査（搬送）されている状態で、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）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）に一次元に主走査することで、スポット光ＳＰを基板ＦＳの被照射面に相対的に２次元走査することができる。したがって、基板ＦＳの露光領域Ｗに所定のパターンを描画露光することができる。なお、描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を、光導入光学系ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）に設けるようにしたが、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内に設けるようにしてもよい。この場合は、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内の反射ミラーＭ１０と反射ミラーＭ１４との間に描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）を設けるとよい。
【００８０】
なお、一例として、実効的な直径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ＦＳの被照射面上に照射する場合は、パルス状のスポット光ＳＰは、１．５μｍの間隔で照射される。そして、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の実効的な長さを３０ｍｍとすると、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〕）個となる。また、基板ＦＳの副走査方向の送り速度（搬送速度）Ｖｔを２．４１９ｍｍ／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（≒１．５〔μｍ〕／２．４１９〔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面分の角度β（β＝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。
【００８１】
ポリゴンミラーＰＭが１反射面ＲＰ分の角度β回転する間に、実際にスポット光ＳＰの走査を行うことができる回転角度範囲をα（α＜β）とすると、１反射面ＲＰ分の走査効率は、α／β、で表すことができる。本実施の形態では、ポリゴンミラーＰＭは８つの反射面ＲＰを有する正八角形の形状を有するので角度βは４５度となり、走査効率は、α／４５度で表される。この実走査に寄与する回転角度範囲αとは、ｆθレンズＦＴがポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰで反射したビームＬＢ１を入射して基板ＦＳに向けて投射することができるポリゴンミラーＰＭの回転角度範囲である。つまり、反射ミラーＭ１４から照射されるビームＬＢ１をｆθレンズＦＴに向けて反射するポリゴンミラーＰＭの反射面（以下、偏向反射面）ＲＰが、回転角度範囲（所定角度範囲）α内で回転している場合に、偏向反射面ＲＰで反射したビームＬＢ１がｆθレンズＦＴに入射されて、基板ＦＳに投射される。この回転角度範囲αは、ｆθレンズＦＴの焦点距離、口径、および、位置等によっておおよそ決まってしまう。回転角度範囲αが大きい程、描画ラインＳＬｎの最大走査長は長くなる。
【００８２】
本実施の形態では、実走査に寄与する回転角度範囲αを１５度とするので、走査効率は１／３（＝１５度／４５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、この走査時間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１４からのビームＬＢの発光周波数（発振周波数）Ｆｅは、Ｆｅ≒２００００回／２００μｓｅｃ＝１００ＭＨｚとなる。なお、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は、回転角度範囲αの２倍である３０度（ｆθレンズＦＴの光軸ＡＸｆを中心として±１５度）となる。
【００８３】
図５に示す光検出器ＤＴは、入射した光を光電変換する光電変換素子を有する。回転ドラムＤＲの表面には、予め決められた基準パターンが形成されている。この基準パターンが形成された回転ドラムＤＲ上の部分は、ビームＬＢ１の波長域に対して低めの反射率（１０〜５０％）の素材で構成されている。そして、基準パターンが形成されていない回転ドラムＤＲ上の他の部分は、ビームＬＢ１の波長域に対して反射率が１０％以下の材料または光を吸収する材料で構成される。そのため、基板ＦＳが巻き付けられていない状態（または基板ＦＳの透明部を通した状態）で、回転ドラムＤＲの基準パターンが形成された領域に走査ユニットＭＤ１からビームＬＢ１のスポット光ＳＰを照射すると、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、像シフト光学部材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ＢＳに入射する。ここで、偏光ビームスプリッタＢＳと基板ＦＳとの間、具体的には、反射ミラーＭ１３とシリンドリカルレンズＣＹａとの間には、λ／４波長板ＱＷが設けられている。これにより、基板ＦＳに照射されるビームＬＢ１は、このλ／４波長板ＱＷによってＰ偏光から円偏光のビームＬＢ１に変換され、基板ＦＳから偏光ビームスプリッタＢＳに入射する反射光は、このλ／４波長板ＱＷによって、円偏光からＳ偏光に変換される。したがって、基板ＦＳからの反射光は偏光ビームスプリッタＢＳを透過し、光学レンズＧ１０を介して光検出器ＤＴに入射する。
【００８４】
このとき、光導入光学系ＢＤＵ１の描画用光学素子ＡＯＭ１をオンにした状態で、つまり、パルス状のビームＬＢ１が連続して走査ユニットＭＤ１に入射する状態で、回転ドラムＤＲを回転して走査ユニットＭＤ１がスポット光ＳＰを主走査することで、回転ドラムＤＲの外周面には、スポット光ＳＰが２次元的に照射される。したがって、回転ドラムＤＲに形成された基準パターンの画像を光検出器ＤＴによって取得することができる。具体的には、制御装置１８は、光検出器ＤＴから出力される光電信号の強度変化を、スポット光ＳＰのパルス発光のためのクロックパルス信号（光源装置１４内で作られる発振周波数Ｆｅのクロックパルス信号）に応答してデジタルサンプリングすることでＹｔ方向の１次元の画像データを取得する。制御装置１８は、スポット光ＳＰの走査毎にこの１次元の画像データを取得する。さらに、制御装置１８は、描画ラインＳＬ１が配置される設置方位線Ｌｘ２における回転ドラムＤＲの回転角度位置を計測するエンコーダＥＮ２ａ、ＥＮ２ｂの計測値に応答して、副走査方向の一定距離（例えばスポット光ＳＰのサイズφの１／２）毎にＹｔ方向の１次元の画像データをＸｔ方向に並べることにより、回転ドラムＤＲの表面の２次元の画像情報を取得する。制御装置１８は、この取得した回転ドラムＤＲの基準パターンの２次元の画像情報に基づいて、走査ユニットＭＤ１の描画ラインＳＬ１の傾きを計測する。この描画ラインＳＬ１の傾きとは、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）間における相対的な傾きであってもよく、回転ドラムＤＲの中心軸ＡＸｏに対する傾き（絶対的な傾き）であってもよい。なお、同様にして、各描画ラインＳＬ２〜ＳＬ６の傾きも計測することができることはいうまでもない。
【００８５】
ここで、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内には、スポット光ＳＰの基板ＦＳ上での主走査の開始点（または描画開始点）を規定するために、パルス状の原点信号（第１の原点信号）ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）を発生（出力）する原点センサ（第１の原点センサ、第１原点検出器）ＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）が設けられている。各原点センサ（原点検出器）ＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）の構成は互いに同一である。また、各原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）と、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内のポリゴンミラーＰＭ等の他の部材との相対的な位置関係は互いに同一であることから、走査ユニットＭＤ１内に設けられた原点センサＯＰ１を例に挙げて以下詳しく説明する。
【００８６】
図６は、走査ユニットＭＤ１のポリゴンミラーＰＭの近傍に配置された原点センサＯＰ１の配置を模式的に示す図であり、図７は、原点センサＯＰ１の構成を示す図である。原点センサＯＰ１は、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰによるスポット光ＳＰの走査開始可能タイミングを示すパルス状の原点信号ＳＺ１を発生する。原点センサＯＰ１は、ポリゴンミラーＰＭ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。原点センサＯＰ１は、実際にこれからビームＬＢ１の偏向を行う反射面ＲＰ、つまり、反射ミラーＭ１４から照射されるビームＬＢ１をｆθレンズＦＴに向けて反射する反射面ＲＰである偏向反射面ＲＰを用いて原点信号ＳＺ１を発生する。したがって、原点センサＯＰ１は、これからスポット光ＳＰの走査を行う偏向反射面ＲＰの回転角度位置がＸｔＹｔ平面と平行な面内で所定の回転角度位置になったときに原点信号ＳＺ１を発生する。具体的にこの所定の回転角度位置とは、スポット光ＳＰの走査を行う偏向反射面ＲＰの回転角度位置が回転角度範囲（所定角度範囲）αに入るタイミングにおける偏向反射面ＲＰの回転角度位置のことである。
【００８７】
したがって、原点センサＯＰ１は、回転しているポリゴンミラーＰＭの偏向反射面ＲＰが回転角度範囲αに入るタイミングで、ポリゴンミラーＰＭが４５°回転する度に原点信号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、ポリゴンミラーＰＭが１回転する期間で、原点センサＯＰ１は８回原点信号ＳＺ１を出力することになる。なお、ポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰを区別するため、図６、図７において、偏向反射面ＲＰとなっている反射面ＲＰをＲＰａで表し、その他の反射面ＲＰを、反射面ＲＰａから反時計方向回り（ポリゴンミラーＰＭの回転方向とは反対の方向回り）に、ＲＰｂ〜ＲＰｈで表す。また、ポリゴンミラーＰＭは時計方向に回転していることから、偏向反射面ＲＰとなる反射面ＲＰは、ＲＰａ→ＲＰｂ→ＲＰｃ→・・・、という順番で反時計方向回りに切り換わることになる。
【００８８】
原点センサＯＰ１は、偏向反射面ＲＰ（図６、図７では、ＲＰａ）に向けて計測光（レーザビーム）Ｂｇａを射出するビーム送光系ｏｐａと、偏向反射面ＲＰで反射した計測光Ｂｇａの反射光Ｂｇｂを受光するビーム受光系ｏｐｂとを有する。ビーム受光系ｏｐｂは、反射光Ｂｇｂを受光すると、原点信号ＳＺ１を発生（出力）する。具体的には、図７に示すように、ビーム送光系ｏｐａは、基板ＦＳの感光性機能層に対して感度を持たない波長域の計測光Ｂｇａを発生する光源部２０と、光源部２０からの計測光Ｂｇａを反射させてポリゴンミラーＰＭの偏向反射面ＲＰ（図６、図７では、ＲＰａ）に投射するミラー２２、２４とを有する。ビーム受光系ｏｐｂは、反射光Ｂｇｂ（計測光Ｂｇａ）に対して感度を有する受光部２６と、偏向反射面ＲＰ（図６、図７では、ＲＰａ）からの反射光Ｂｇｂを受光部２６に導くミラー２８、３０と、ミラー３０で反射した反射光Ｂｇｂを受光部２６の受光面上で微小なスポット光に収斂（集光）するレンズ系３２とを有する。受光部２６は、レンズ系３２によって収斂された反射光Ｂｇｂのスポット光を電気信号に変換する光電変換素子を有する。ここで、計測光ＢｇａがポリゴンミラーＰＭの各反射面ＲＰに投射される位置は、レンズ系３２の瞳面（焦点位置）となるように設定されている。
【００８９】
受光部２６内の前記光電変換素子の受光面の直前には、微小幅のスリット開口を備えた遮光体（図示略）が設けられている。偏向反射面ＲＰ（図６、図７では、ＲＰａ）の回転角度位置が所定の角度範囲内にある間は、反射光Ｂｇｂがレンズ系３２に入射して、反射光Ｂｇｂのスポット光が受光部２６内の前記遮光体上を一定方向に走査する。その走査中に、前記遮光体のスリット開口を透過した反射光Ｂｇｂのスポット光が前記光電変換素子で受光され、その受光信号が増幅器（図示略）で増幅されてパルス状の原点信号ＳＺ１として出力される。
【００９０】
ビーム送光系ｏｐａとビーム受光系ｏｐｂとは、所定の位置関係で配置される。つまり、ビーム送光系ｏｐａとビーム受光系ｏｐｂとは、これからスポット光ＳＰの走査を行う偏向反射面ＲＰの回転角度位置が所定の回転角度位置になると、ビーム送光系ｏｐａからの計測光Ｂｇａ（反射光Ｂｇｂ）をビーム受光系ｏｐｂが受光することができるような位置関係で配置されている。そのため、原点センサＯＰ１は、偏向反射面ＲＰ（ＲＰａ）の近傍に配置されている。この原点センサＯＰ１（ビーム送光系ｏｐａおよびビーム受光系ｏｐｂ）は、走査ユニットＭＤ１内の図示しない第１の支持部材によって固定支持されている。なお、図６、図７の符号Ｍｓｆは、回転軸ＡＸｐと同軸に配置されたポリゴン駆動部ＲＭのデジタルモータＲＭａのシャフトである（図１０参照）。
【００９１】
制御装置１８は、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に設けられた原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）が発生した原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）に基づいて、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）によるスポット光ＳＰの走査（描画）開始タイミングを決定している。具体的には、制御装置１８は、原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）が原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）を発生したタイミングから所定の遅延時間（オフセット時間）Ｔｄｎ（Ｔｄ１〜Ｔｄ６）経過した後に、シリアルデータＤＬｎ（ＤＬ１〜ＤＬ６）に基づく描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の駆動を開始する。これにより、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）によるスポット光ＳＰの描画（スポット光ＳＰの走査およびその強度変調）が原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）の発生から遅延時間Ｔｄｎ（Ｔｄ１〜Ｔｄ６）経過後に開始される。例えば、原点信号ＳＺ１が発生したタイミングから遅延時間Ｔｄ１経過後にシリアルデータＤＬ１に基づいて制御装置１８が描画用光学素子ＡＯＭ１の駆動を開始することで、走査ユニットＭＤ１は、描画ラインＳＬ１に沿ったスポット光ＳＰによる描画を開始する。
【００９２】
制御装置１８は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生してから、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）によるスポット光ＳＰの描画を開始するまでの遅延時間Ｔｄｎ（Ｔｄ１〜Ｔｄ６）を変えることによって、描画ラインＳＬｎ（ＳＬｎ１〜ＳＬ６）の基板ＦＳ上における位置を主走査方向（Ｙ方向）にシフトすることができる。例えば、遅延時間Ｔｄｎ（Ｔｄ１〜Ｔｄ６）を短くすると描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、主走査の向きと反対側の方向にシフトし、遅延時間Ｔｄｎ（Ｔｄ１〜Ｔｄ６）を長くすると描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）は、主走査の方向にシフトする。なお、この遅延時間Ｔｄｎ（Ｔｄ１〜Ｔｄ６）は、例えば、長さが３０ｍｍの描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の中心位置が、３１ｍｍの最大走査長の中心位置となるように、初期値としては、最大走査長におけるスポット光ＳＰの走査開始点に対して、描画ラインＳＬｎの描画開始点が０．５ｍｍだけずれるような時間に予め設定されている。
【００９３】
図６に示すように、偏向反射面ＲＰ（ＲＰａ）の近傍には、シリンドリカルレンズＣＹａ、反射ミラーＭ１４、および、ｆθレンズＦＴ等の光学部材が配置される。そのため、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内には、偏向反射面ＲＰ（ＲＰａ）の近傍で原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）を支持する前記第１の支持部材を設けるスペースが十分にない。したがって、原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）をリジッドに安定的に固定することが難しい。つまり、前記第１の支持部材を設けるスペースが十分にないため、前記第１の支持部材の剛性、強度を高くすることができない。そのため、回転ドラムＤＲまたはポリゴンミラーＰＭの回転等によって前記第１の支持部材が振動したり、露光装置ＥＸ内に生じた熱によって前記第１の支持部材が膨張する場合がある。前記第１の支持部材が振動したり膨張したりすると、原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）のビーム送光系ｏｐａとビーム受光系ｏｐｂとポリゴンミラーＰＭとの相対的な位置関係が微小にずれてしまう。これにより、時間軸上における原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）の発生タイミングが、設計上の初期の発生タイミングとずれてしまう。上述したように、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）の時間軸上における発生タイミングに基づいて基板ＦＳ上における描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の主走査方向における位置が決定される。したがって、振動や熱による原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）の位置ずれによって、基準となる原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）の発生タイミング自体が時間軸上でずれてしまうと、描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）が主走査方向にシフトしてしまい、描画露光の精度が低下してしまう。
【００９４】
そこで、本実施の形態では、原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）の位置ずれによる原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）の発生タイミングのずれを検出するために、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）のポリゴンミラーＰＭの周りに、図８に示すように、２つの副原点センサ（第２の原点センサ、第２原点検出器）ＳＯＰａｎ（ＳＯＰａ１〜ＳＯＰａ６）、ＳＯＰｂｎ（ＳＯＰｂ１〜ＳＯＰｂ６）を設けるようにした。この２つの副原点センサ（原点センサ、原点検出器）ＳＯＰａｎ（ＳＯＰａ１〜ＳＯＰａ６）、ＳＯＰｂｎ（ＳＯＰｂ１〜ＳＯＰｂ６）は、描画用のビームＬＢｎを反射する偏向反射面ＲＰとは異なる位置の反射面ＲＰを用いて副原点信号（第２の原点信号）ＳＺａｎ（ＳＺａ１〜ＳＺａ６）、ＳＺｂｎ（ＳＺｂ１〜ＳＺｂ６）を発生する。２つの副原点センサＳＯＰａｎ（ＳＯＰａ１〜ＳＯＰａ６）、ＳＯＰｂｎ（ＳＯＰｂ１〜ＳＯＰｂ６）に関しても、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内のポリゴンミラーＰＭ等の他の部材との相対的な位置関係は互いに同一であることから、走査ユニットＭＤ１内に設けられた２つの副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１を例に挙げて以下詳しく説明する。なお、副原点センサＳＯＰａｎ（ＳＯＰａ１〜ＳＯＰａ６）、ＳＯＰｂｎ（ＳＯＰｂ１〜ＳＯＰｂ６）は、基本的な構成は原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）と同一である。したがって、副原点センサＳＯＰａｎ（ＳＯＰａ１〜ＳＯＰａ６）、ＳＯＰｂｎ（ＳＯＰｂ１〜ＳＯＰｂ６）も、ビーム送光系ｏｐａとビーム受光系ｏｐｂとから構成される。また、副原点センサＳＯＰａｎ（ＳＯＰａ１〜ＳＯＰａ６）、ＳＯＰｂｎ（ＳＯＰｂ１〜ＳＯＰｂ６）は、走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）内の図示しない第２の支持部材によって支持されている。
【００９５】
図８は、ポリゴンミラーＰＭと、原点センサＯＰ１と、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１との配置関係を示す図である。図８においても、ビームＬＢ１の偏向を行っている反射面（偏向反射面）ＲＰをＲＰａで表し、その他の反射面ＲＰを、反射面ＲＰａから反時計方向回り（ポリゴンミラーＰＭの回転方向とは反対の方向回り）に、ＲＰｂ〜ＲＰｈで表す。上述したように、原点センサＯＰ１が偏向反射面ＲＰａで原点信号ＳＺ１を発生し得る状態のとき、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１は、それぞれ偏向反射面ＲＰａ以外の反射面ＲＰｃ、ＲＰｆに関して副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１を発生する。
【００９６】
副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１は、偏向反射面（第１反射面）ＲＰａより２つ隣り以上離れた反射面ＲＰを用いて副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１を発生することが好ましい。図８に示す例においては、副原点センサＳＯＰａ１は、ポリゴンミラーＰＭの回転方向を基準に偏向反射面ＲＰａの２つ手前の反射面ＲＰｃを用いて副原点信号ＳＺａ１を発生する。同様に、副原点センサＳＯＰｂ１は、ポリゴンミラーＰＭの回転方向を基準に、偏向反射面ＲＰａの３つ後の反射面ＲＰｆ、つまり、偏向反射面ＲＰａの５つ手前の反射面ＲＰｆを用いて副原点信号ＳＺｂ１を発生する。このように、原点センサＯＰ１および副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１は、ポリゴンミラーＰＭの互いに異なる位置の反射面ＲＰを用いて原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１を発生（出力）する。なお、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１は、偏向反射面（第１反射面）ＲＰａとは異なる反射面（第２反射面）ＲＰ（図８では、ＲＰｃ、ＲＰｆ）が所定の回転角度位置になったタイミングで副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１を発生するが、原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の３つを、時間軸上で全く同じタイミングで発生させる必要はない。
【００９７】
図６に示すように、偏向反射面ＲＰ（図６では、ＲＰａ）の近傍には、シリンドリカルレンズＣＹａ、反射ミラーＭ１４、および、ｆθレンズＦＴの光学部材が密集して配置されるが、偏向反射面ＲＰａとは異なる位置の反射面ＲＰにおいては、比較的スペースが空いており、ゆとりがある。したがって、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１を支持する図示しない前記第２の支持部材の剛性、強度を高くすることができ、前記第２の支持部材は、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１をリジッドに安定的に支持することができる。
【００９８】
図９は、原点センサＯＰ１による原点信号ＳＺ１の発生タイミングと、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１による副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の発生タイミングとの関係の一例を示すタイミングチャートである。原点センサＯＰ１および副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１は、時間Ｔｐｘ間隔で原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１を発生する。この時間Ｔｐｘは、ポリゴンミラーＰＭが１面分（４５度）回転する時間である。なお、図９においては、ポリゴンミラーＰＭは、断わりのない限り一定の回転速度Ｖｐで回転しているものとする。さらに、図９においては、説明を簡単にするため、原点センサＯＰ１の位置がずれていない（変動がない）場合は、原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の時間軸上における発生タイミングが同じとなるよう設定されているものとする。もちろん、原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の発生タイミングは異なっていてもよい。
【００９９】
図８に示すように、原点センサＯＰ１は、偏向反射面ＲＰを用いて原点信号ＳＺ１を発生する。したがって、原点信号ＳＺ１の発生に用いられる偏向反射面ＲＰとなる反射面ＲＰは、ＲＰａ→ＲＰｂ→ＲＰｃ→・・・→ＲＰｈ→ＲＰａ、というように切り換わる。副原点センサＳＯＰａ１は、ポリゴンミラーＰＭの回転方向を基準に偏向反射面ＲＰから２つ手前の反射面ＲＰを用いて副原点信号ＳＺａ１を発生する。したがって、副原点信号ＳＺａ１の発生に用いられる反射面ＲＰは、ＲＰｃ→ＲＰｄ→ＲＰｅ→・・・→ＲＰｂ→ＲＰｃ、というように切り換わる。副原点センサＳＯＰｂ１は、ポリゴンミラーＰＭの回転方向を基準に偏向反射面ＲＰから５つ手前の反射面ＲＰを用いて副原点信号ＳＺｂ１を発生する。したがって、副原点信号ＳＺｂ１の発生に用いられる反射面ＲＰは、ＲＰｆ→ＲＰｇ→ＲＰｈ→・・・→ＲＰｅ→ＲＰｆ、というように切り換わる。図９においては、発生した原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の上に、括弧書きで、原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１を発生させた反射面ＲＰを図示している。なお、本明細書中においては、原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の後に括弧書きで、原点信号ＳＺ１を発生させた反射面ＲＰを付す場合がある。例えば、反射面ＲＰａによって発生した原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１を、原点信号ＳＺ１（ＲＰａ）および副原点信号ＳＺａ１（ＲＰａ）、ＳＺｂ１（ＲＰａ）と表す場合がある。
【０１００】
次に、この図９を用いて原点信号ＳＺ１の発生タイミングのずれ検出方法およびずれ量Ｓ１の算出方法について説明する。なお、原点信号ＳＺ１の発生タイミングのずれ検出およびそのずれ量Ｓ１の算出は、反射面ＲＰ毎に行うが、説明をわかり易くするために反射面ＲＰｄにおける原点信号ＳＺ１のずれ検出およびそのずれ量Ｓ１の算出を例に挙げて説明する。
【０１０１】
原点センサＯＰ１が反射面ＲＰｄによって原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）を発生するタイミングと、副原点センサＳＯＰａ１が反射面ＲＰｄによって副原点信号ＳＺａ１（ＲＰｄ）を発生するタイミングとのインターバル時間（時間差）をＴａとする。また、原点センサＯＰ１が反射面ＲＰｄによって原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）を発生するタイミングと、副原点センサＳＯＰｂ１が反射面ＲＰｄによって副原点信号ＳＺｂ１（ＲＰｄ）を発生するタイミングとのインターバル時間（時間差）をＴｂとする。すなわち、原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングと、この原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングと最も近いタイミングで発生した副原点信号ＳＺａ１（ＲＰｄ）、ＳＺｂ１（ＲＰｄ）の各発生タイミングとの時間差の絶対値を、それぞれインターバル時間Ｔａ、Ｔｂとする。そして、この２つのインターバル時間Ｔａ、Ｔｂの時間差をΔＴａｂ（＝Ｔａ−Ｔｂ）とする。
【０１０２】
原点センサＯＰ１の位置が変動すると、原点信号ＳＺ１の発生タイミングは、時間軸上で矢印Ａのように移動（タイムシフト）する。これにより、インターバル時間Ｔａ、Ｔｂが初期状態（原点センサＯＰ１の位置ずれが発生していない状態）のものから変動し、時間差ΔＴａｂも初期状態のものから変化する。
【０１０３】
そのため、制御装置１８は、原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生（出力）タイミングと副原点信号ＳＺａ１（ＲＰｄ）、ＳＺｂ１（ＲＰｄ）の発生（出力）タイミングとを用いて、インターバル時間Ｔａ、Ｔｂおよび時間差ΔＴａｂを逐次算出する。ここで、初期状態のときのインターバル時間Ｔａ、Ｔｂおよび時間差ΔＴａｂと、制御装置１８が逐次求めたインターバル時間Ｔａ、Ｔｂおよび時間差ΔＴａｂとを区別するため、初期状態のときのインターバル時間Ｔａ、ＴｂをＩＴａ、ＩＴｂで表し、時間差ΔＴａｂをΔＩＴａｂで表す。そして、制御装置１８は、算出した時間差ΔＴａｂをモニタリングすることによって、原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングのずれを検出する。つまり、制御装置１８は、算出した時間差ΔＴａｂが初期状態のときの時間差ΔＩＴａｂ（初期値）と等しければ、原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングはずれていないと判断する。そして、制御装置１８は、時間差ΔＴａｂと時間差ΔＩＴａｂとに差が生じた場合は、原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングが初期状態からずれたと判断する。初期状態のときのインターバル時間ＩＴａ、ＩＴｂおよび時間差ΔＩＴａｂは、実験、計算等によって予め求めておくことができる。その際、ポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐは、ポリゴンミラーＰＭを回転するモータ等に接続されたタコジェネレータやエンコーダ、或いは、副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の周波数（周期）等によって精密に求めておくとよい。
【０１０４】
制御装置１８は、原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングのずれを検出した場合は、初期状態のときから原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングがどのくらいずれたかを示すずれ量（ずれ時間）Ｓ１を算出する。制御装置１８は、初期状態のときのインターバル時間ＩＴａ（初期値）と計測されたインターバル時間Ｔａとの差ΔＴａ（＝ＩＴａ−Ｔａ）、または、初期状態のときのインターバル時間ＩＴｂ（初期値）と計測されたインターバル時間Ｔｂとの差ΔＴｂ（＝Ｔｂ−ＩＴｂ）を算出し、これをずれ量Ｓ１とする。したがって、初期状態のインターバル時間ＩＴａ、ＩＴｂと計測されたインターバル時間Ｔａ、Ｔｂとが等しい場合は、ずれ量Ｓ１は０となり、ずれはない。差ΔＴａと差ΔＴｂとは、原則として、差ΔＴａ＝差ΔＴｂ、の関係を有する。なお、制御装置１８は、初期状態のときの時間差ΔＩＴａｂと計測された時間差ΔＴａｂとの時間差（ΔＩＴａｂ−ΔＴａｂ）を２で除算した値を算出し、これをずれ量Ｓ１としてもよい。つまり、ずれ量Ｓ１は、Ｓ１＝（ΔＩＴａｂ−ΔＴａｂ）／２、の関係式でも求められる。
【０１０５】
ずれ量Ｓ１の値が正（＋）の場合は、時間軸上での原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングが、初期状態のときに比べ早まる方向にずれたことを意味する。逆に、ずれ量Ｓ１の値が負（−）の場合は、時間軸上での原点信号ＳＺ１（ＲＰｄ）の発生タイミングが、初期状態のときに比べ遅くなる方向にずれたことを意味する。
【０１０６】
なお、本実施の形態においては、原点信号ＳＺ１の発生タイミングを補正するために、原点センサＯＰ１の他に、２つの副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１を設けるようにしたが、副原点センサＳＯＰは１つであってもよい。つまり、２つの副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１のうち一方のみを設けてもよい。この場合は、制御装置１８は、初期状態のときのインターバル時間ＩＴａ（またはＩＴｂ）と、計測されたインターバル時間Ｔａ（またはＴｂ）とを比較し、計測されたインターバル時間Ｔａ（またはＴｂ）がインターバル時間ＩＴａ（またはＩＴｂ）と等しくなくなると、原点信号ＳＺ１の発生タイミングが初期状態からずれたと判断する。そして、制御装置１８は、差ΔＴａ（＝ＩＴａ−Ｔａ）、または、差ΔＴｂ（＝Ｔｂ−ＩＴｂ）をずれ量Ｓ１として算出する。
【０１０７】
このようにして、制御装置１８は、各走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）に設けられた原点センサＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）で検出される原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）と、副原点センサＳＯＰａｎ（ＳＯＰａ１〜ＳＯＰａ６）、ＳＯＰｂｎ（ＳＯＰｂ１〜ＳＯＰｂ６）で検出される副原点信号ＳＺａｎ（ＳＺａ１〜ＳＺａ６）、ＳＺｂｎ（ＳＺｂ１〜ＳＺｂ６）の少なくとも一方とを用いて、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）の発生タイミングのずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）を逐次検出（計測）する。
【０１０８】
制御装置１８は、算出したずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）を用いて走査ユニットＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）によるスポット光ＳＰの走査開始タイミングを調整する。具体的には、制御装置１８は、ずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）を用いて遅延時間Ｔｄｎ（Ｔｄ１〜Ｔｄ６）を補正する。この補正後の遅延時間Ｔｄｎ（Ｔｄ１〜Ｔｄ６）を、Ｔｄｎ´（Ｔｄ１´〜Ｔｄ６´）で表す。この遅延時間Ｔｄｎ´は、Ｔｄｎ´＝Ｔｄｎ＋Ｓｎ、の関係式で表すことができる。そして、制御装置１８は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生したタイミングから、遅延時間Ｔｄｎ´（Ｔｄ１´〜Ｔｄ６´）経過後に、シリアルデータＤＬｎ（ＤＬ１〜ＤＬ６）に基づく描画用光学素子ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）の駆動を開始する。これにより、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生してから遅延時間Ｔｄｎ´（Ｔｄ１´〜Ｔｄ６´）経過後に、スポット光ＳＰの走査が開始されて、その強度が変調される。つまり、原点信号ＳＺｎが発生してから遅延時間Ｔｄｎ´経過後に描画が開始される。例えば、走査ユニットＭＤ２に関しては、原点信号ＳＺ２が発生してから遅延時間Ｔｄ２´（＝Ｔｄ２＋Ｓ２）経過後に、シリアルデータＤＬ２に基づいて描画用光学素子ＡＯＭ２を駆動することで、描画ラインＳＬｎ２に沿ったスポット光ＳＰによる描画を開始する。
【０１０９】
このように、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）の発生タイミングのずれが発生した場合は、ずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）を用いて、スポット光ＳＰの走査開始タイミングが調整される。ずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）が正の値の場合は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生してからスポット光ＳＰの走査開始タイミングまでの時間がずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）分だけ長くなる。逆に、ずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）が負の値の場合は、原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）が発生してからスポット光ＳＰの走査開始タイミングまでの時間がずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）分だけ短くなる。
【０１１０】
なお、ポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐのムラ（回転速度Ｖｐの変動）を求め、該回転速度Ｖｐのムラも考慮して原点信号ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）の発生タイミングのずれ量Ｓｎ（Ｓ１〜Ｓ６）を求めるようにしてもよい。このポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐのムラは、副原点信号ＳＺａｎ（ＳＺａ１〜ＳＺａ６）、または、ＳＺｂｎ（ＳＺｂ１〜ＳＺｂ６）の発生間隔から求めてもよいし、インターバル時間Ｔａ、インターバル時間Ｔｂ、または、時間差ΔＴａｂの変動から求めるようにしてもよい。
【０１１１】
図１０は、走査ユニットＭＤ１によって走査されるスポット光ＳＰの描画変調および走査ユニットＭＤ１のポリゴンミラーＰＭの回転制御を行う機能ブロック図である。制御装置１８は、制御回路５０、描画データ出力部５２、ＡＯＭ駆動回路５４、および、ポリゴン駆動回路５６を備える。露光ヘッド１６は、走査ユニットＭＤｎを６つ有するので、制御装置１８は、図１０に示す制御回路５０、描画データ出力部５２、ＡＯＭ駆動回路５４、および、ポリゴン駆動回路５６を、走査ユニットＭＤｎ毎に備える。ここでは、走査ユニットＭＤ１に関してのみ説明するが、他の走査ユニットＭＤ２〜ＭＤ６についても同様である。
【０１１２】
制御回路（描画制御部）５０は、ずれ検出部６０、回転ムラ算出部６２、ずれ量算出部６４、遅延時間補正部６６、および、回転ムラ補正制御部６８を備える。この制御回路５０は、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）で構成されている。原点センサＯＰ１が発生した原点信号ＳＺ１は、ずれ検出部６０および遅延時間補正部６６に入力され、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１が発生した副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１は、ずれ検出部６０に入力される。
【０１１３】
ずれ検出部６０は、原点信号ＳＺ１と、副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の一方または両方とを用いて原点信号ＳＺ１の発生タイミングにずれが生じているか否かを検出する。具体的には、ずれ検出部６０は、反射面ＲＰ毎に発生した原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺａ１から、インターバル時間Ｔａを反射面ＲＰ毎に逐次算出する。また、ずれ検出部６０は、反射面ＲＰ毎に発生した原点信号ＳＺ１および副原点信号ＳＺｂ１から、インターバル時間Ｔｂを反射面ＲＰ毎に逐次算出する。したがって、ずれ検出部６０は、インターバル時間Ｔａの計測では、副原点信号ＳＺａ１の１つのパルス信号が発生した瞬間を基準として、その時点から原点信号ＳＺ１の２つ目のパルス信号が発生するまでの時間を計測し、インターバル時間Ｔｂの計測では、原点信号ＳＺ１の１つのパルス信号が発生した瞬間を基準として、その時点から副原点信号ＳＺｂ１の３つ目のパルス信号が発生するまでの時間を計測する。本実施の形態では、例えば、特定の反射面（図９では反射面ＰＲｄ）によって順次生成される原点信号ＳＺ１、副原点信号ＳＺａ１、副原点信号ＳＺｂ１の各々の１つのパルス信号を選択して、インターバル時間Ｔａ、Ｔｂが計測される。
【０１１４】
このインターバル時間Ｔａは、原点信号ＳＺ１の発生タイミングと副原点信号ＳＺａ１の発生タイミングとの時間差の絶対値である。インターバル時間Ｔｂは、原点信号ＳＺ１の発生タイミングと副原点信号ＳＺｂ１の発生タイミングとの時間差の絶対値である。そして、ずれ検出部６０は、算出した２つのインターバル時間Ｔａ、Ｔｂの時間差ΔＴａｂ（＝Ｔａ−Ｔｂ）を反射面ＲＰ毎に逐次算出する。ずれ検出部６０は、初期状態の時間差ΔＩＴａｂと算出した時間差ΔＴａｂとを反射面ＲＰ毎に逐次比較し、両者にずれが生じる場合は、原点信号ＳＺ１の発生タイミングにずれが生じたと判断する。つまり、原点センサＯＰ１の位置がずれたと判断する。ずれ検出部６０は、図示しない内部メモリに、この初期値としての時間差ΔＩＴａｂを記憶してもよいし、制御装置１８の一部を構成する図示しない露光制御部からこの時間差ΔＩＴａｂを取得してもよい。
【０１１５】
なお、ずれ検出部６０は、インターバル時間Ｔａと初期値であるインターバル時間ＩＴａとを反射面ＲＰ毎に逐次比較し、両者にずれが生じる場合は、原点信号ＳＺ１の発生タイミングにずれが生じた、つまり、原点センサＯＰ１の位置がずれたと判断してもよい。この場合は、インターバル時間Ｔｂおよび時間差ΔＴａｂを算出する必要はないので、副原点センサＳＯＰｂ１を設けなくてもよい。また、ずれ検出部６０は、インターバル時間Ｔｂと初期値であるインターバル時間ＩＴｂとを反射面ＲＰ毎に比較し、両者にずれが生じる場合は、原点信号ＳＺ１の発生タイミングにずれが生じた、つまり、原点センサＯＰ１の位置がずれたと判断してもよい。この場合は、インターバル時間Ｔａおよび時間差ΔＴａｂを算出する必要はないので、副原点センサＳＯＰａ１を設けなくてもよい。ずれ検出部６０は、図示しない内部メモリに、この初期値としてのインターバル時間ＩＴａ、ＩＴｂを記憶してもよいし、前記した露光制御部からこのインターバル時間ＩＴａ、ＩＴｂを取得してもよい。
【０１１６】
ずれ検出部６０は、原点信号ＳＺ１の発生タイミングにずれが生じたことを検出すると、反射面ＲＰ毎に逐次算出した時間差ΔＴａｂおよびインターバル時間Ｔａ、Ｔｂの少なくとも１つを回転ムラ算出部６２およびずれ量算出部６４に出力する。
【０１１７】
回転ムラ算出部６２は、逐次算出された時間差ΔＴａｂ、インターバル時間Ｔａ、または、インターバル時間Ｔｂを用いて、走査ユニットＭＤ１のポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐの変動（ムラ）を示す回転ムラ情報ΔＲを反射面ＲＰ毎に逐次求める。回転ムラ算出部６２は、算出された時間差ΔＴａｂ、インターバル時間Ｔａ、または、インターバル時間Ｔｂの変動から、走査ユニットＭＤ１のポリゴンミラーＰＭの回転ムラ情報ΔＲを算出する。回転ムラ算出部６２は、逐次算出した回転ムラ情報ΔＲを、ずれ量算出部６４および回転ムラ補正制御部６８に出力する。回転ムラ情報ΔＲは、指定された目標回転速度に対する変動率を示す情報であり、例えば、その単位は、［ｐｐｍ］または［％］である。なお、回転ムラ算出部６２は、副原点センサＳＯＰａ１（またはＳＯＰｂ１）が発生した副原点信号ＳＺａ１（またはＳＺｂ１）を用いて回転ムラ情報ΔＲを算出するようにしてもよい。この場合は、回転ムラ算出部６２には、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１が発生した副原点信号ＳＺａ１、ＳＺｂ１の少なくとも一方が入力され、回転ムラ算出部６２は、副原点信号ＳＺａ１（またはＳＺｂ１）の発生タイミング（取得タイミング）の時間間隔の変動から回転ムラ情報ΔＲを算出する。
【０１１８】
ここで、ポリゴンミラーＰＭは、回転速度Ｖｐが一定となるように制御されるが、ポリゴンミラーＰＭを回転軸ＡＸｐ回りで回転させるために設けられるベアリングの特性または回転中における風損（空気抵抗等）等によっては、描画の品質に影響を与えるような回転速度Ｖｐのムラが生じる場合がある。
【０１１９】
ずれ量算出部６４は、算出された時間差ΔＴａｂ、インターバル時間Ｔａ、または、インターバル時間Ｔｂと、回転ムラ情報ΔＲとを用いて、原点センサＯＰ１が発生した原点信号ＳＺ１の発生タイミングのずれ量（ずれ時間）Ｓ１を反射面ＲＰ毎に逐次算出する。ずれ量算出部６４は、時間差ΔＴａｂを用いる場合は、初期値である時間差ΔＩＴａｂと算出された時間差ΔＴａｂとの時間差（ΔＩＴａｂ−ΔＴａｂ）を２で除算した値に回転ムラ情報ΔＲを乗算した値を算出し、これをずれ量Ｓ１とする。ずれ量算出部６４は、インターバル時間Ｔａを用いる場合は、初期値としてのインターバル時間ＩＴａと算出されたインターバル時間Ｔａとの差ΔＴａ（＝ＩＴａ−Ｔａ）に回転ムラ情報ΔＲを乗算した値を算出し、これをずれ量Ｓ１とする。ずれ量算出部６４は、インターバル時間Ｔｂを用いる場合は、初期状態としてのインターバル時間ＩＴｂと算出されたインターバル時間Ｔｂとの差ΔＴｂ（＝Ｔｂ−ＩＴｂ）に回転ムラ情報ΔＲを乗算した値を算出し、これをずれ量Ｓ１とする。つまり、ずれ量Ｓ１は、Ｓ１＝ΔＲ・（ΔＩＴａｂ−ΔＴａｂ）／２＝ΔＲ・（ＩＴａ−Ｔａ）＝ΔＲ・（Ｔｂ−ＩＴｂ）、の関係式で算出可能である。ずれ量算出部６４は、図示しない内部メモリに、この初期値としてのインターバル時間ＩＴａ、ＩＴｂまたは時間差ΔＩＴａｂを記憶してもよいし、前記した露光制御部またはずれ検出部６０からこのインターバル時間ＩＴａ、ＩＴｂまたは時間差ΔＩＴａｂを取得してもよい。ずれ量算出部６４は、反射面ＲＰ毎に逐次算出したずれ量Ｓ１を遅延時間補正部６６に出力する。原点信号ＳＺ１の発生タイミングが、時間軸上で、初期状態（原点センサＯＰ１の位置ずれがなく、ポリゴンミラーＰＭの回転速度が目標の回転速度の場合）の発生タイミングより遅れると、ずれ量Ｓ１の値は負（−）となる。逆に、原点信号ＳＺ１の発生タイミングが、時間軸上で、初期状態の発生タイミングより早まると、ずれ量Ｓ１の値は正（＋）となる。
【０１２０】
ここで、ずれ量Ｓ１を算出するのに回転ムラ情報ΔＲを考慮する理由としては、ポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐにムラが生じると、原点センサＯＰ１の位置ずれが生じていない場合であっても、原点信号ＳＺ１の発生タイミングにずれが生じしてしまう。したがって、原点センサＯＰ１の位置ずれによる原点信号ＳＺ１の発生タイミングのずれ量Ｓ１を正確に把握するために、この回転ムラ情報ΔＲを用いている。なお、ポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐのムラを考慮しない場合は、上記したずれ量Ｓ１を求める式において、ΔＲ＝１、とすればよい。
【０１２１】
遅延時間補正部６６は、原点信号ＳＺ１が発生してから実際の描画（スポット光ＳＰの走査および強度変調）が開始されるまでのオフセット時間である遅延時間Ｔｄ１をずれ量Ｓ１を用いて補正する。遅延時間補正部６６は、遅延時間Ｔｄ１を補正した遅延時間Ｔｄ１´を生成する。遅延時間補正部６６は、反射面ＲＰ毎に遅延時間Ｔｄ１を補正して、遅延時間Ｔｄ１´を逐次生成する。具体的には、遅延時間補正部６６は、Ｔｄ１´＝Ｔｄ１＋Ｓ１、の関係式を用いて、遅延時間Ｔｄ１´を反射面ＲＰ毎に逐次算出する。そして、遅延時間補正部６６は、原点センサＯＰ１からの原点信号ＳＺ１の発生タイミングから遅延時間Ｔｄ１´経過後に、描画イネーブル信号ＳＴＰ１を描画データ出力部５２およびＡＯＭ駆動回路５４に出力する。この描画イネーブル信号ＳＴＰ１は、描画（スポット光ＳＰの走査およびその強度変調）を許可する信号である。描画イネーブル信号ＳＴＰ１は、原点信号ＳＺ１の発生から遅延時間Ｔｄ１´経過した時点から一定時間（少なくともスポット光ＳＰの走査時間Ｔｓｐ）の間だけＨレベル（「１」）になる信号である。この描画イネーブル信号ＳＴＰ１は、Ｈレベルの期間だけ描画を許可する。
【０１２２】
遅延時間Ｔｄ１は、前記した露光制御部から遅延時間補正部６６に送られてくる。前記露光制御部は、原則として、長さが３０ｍｍの描画ラインＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）の中心位置が、３１ｍｍの最大走査長の中心位置となるように遅延時間Ｔｄ１を決定するが、描画ラインＳＬ１を主走査方向にシフトする場合等は、シフト量に応じて遅延時間Ｔｄ１を決定する。前記露光制御部は、例えば、アライメント顕微鏡ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）による撮像信号と、エンコーダＥＮ１ａ、ＥＮ１ｂの計測情報とを用いて検出した基板ＦＳ上におけるマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置情報を用いて描画ラインＳＬ１をシフトするか否か、シフトする場合はそのシフト量も決定する。例えば、検出したマークＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）の位置に基づいて、露光領域Ｗの形状が変形している（歪んでいる）場合は、その露光領域Ｗの形状に応じて、描画露光するパターンも変形しなければならない。そのため、描画ラインＳＬ１を照射中心軸Ｌｅ１回りに回転させたり、描画ラインＳＬ１を主走査方向にシフトする必要がある。
【０１２３】
描画データ出力部５２は、走査ユニットＭＤ１に対応した上記したパターンデータ（描画データ）を格納している。描画データ出力部５２は、描画イネーブル信号ＳＴＰ１（Ｈレベル）が送られてくると、描画イネーブル信号ＳＴＰ１が入力されている期間中（Ｈレベルの期間中）にシリアルデータ（１列分の画素の論理情報）ＤＬ１をＡＯＭ駆動回路５４に出力する（図１１Ａ、図１１Ｂ参照）。描画データ出力部５２は、描画イネーブル信号ＳＴＰ１が送られてくる度に、出力するシリアルデータＤＬ１の列を順次シフトさせる。例えば、ある反射面ＲＰによって発生した原点信号ＳＺ１に応じた描画イネーブル信号ＳＴＰ１が送られてくると、描画データ出力部５２は、１列目のシリアルデータＤＬ１をＡＯＭ駆動回路５４に出力する。その後、次の反射面ＲＰによって発生した原点信号ＳＺ１に応じた描画イネーブル信号ＳＴＰ１が送られてくると、描画データ出力部５２は、次の列である２列目のシリアルデータＤＬ１をＡＯＭ駆動回路５４に出力する。このような具合で、描画データ出力部５２は、描画イネーブル信号ＳＴＰ１が入力される度に、ＡＯＭ駆動回路５４に出力するシリアルデータＤＬ１の列を順次シフトする。なお、描画データ出力部５２は１列分のシリアルデータＤＬ１を出力する期間は、描画イネーブル信号ＳＴＰ１が入力される期間（Ｈレベルの期間）より短い。
【０１２４】
図１１Ａは、原点センサＯＰ１の位置ずれが生じていない場合における原点信号ＳＺ１、描画イネーブル信号ＳＴＰ１、および、シリアルデータＤＬ１の発生状態の一例を示すタイムチャートであり、図１１Ｂは、原点センサＯＰ１の位置ずれが生じている場合における原点信号ＳＺ１、描画イネーブル信号ＳＴＰ１、および、シリアルデータＤＬ１の発生状態の一例を示すタイムチャートである。図１１Ａ、図１１Ｂを見比べるとわかるように、原点センサＯＰ１の位置ずれによって原点信号ＳＺ１の発生タイミングが遅れた場合は、ずれ量Ｓ１は負の値となるので、遅延時間Ｔｄ１´は、遅延時間Ｔｄ１よりずれ量Ｓ１だけ短い時間となる。そのため、描画イネーブル信号ＳＴＰ１（Ｈレベル）が出力されるタイミングは、原点センサＯＰ１の位置ずれが生じていないときと同一となる。したがって、原点センサＯＰ１の位置ずれが生じた場合であっても、ＡＯＭ駆動回路５４へのシリアルデータＤＬ１の出力タイミングは変わらないので、原点センサＯＰ１の位置ずれに起因して描画ラインＳＬ１が主走査方向にシフトすることを抑えることができる。
【０１２５】
ＡＯＭ駆動回路５４は、描画イネーブル信号ＳＴＰ１がＨレベルの期間中に、描画データ出力部５２から送られてきたシリアルデータＤＬ１に基づいて描画用光学素子ＡＯＭ１を駆動制御する。これにより、描画用光学素子ＡＯＭ１がシリアルデータＤＬ１に基づいてスイッチングされ、描画が開始される。具体的には、ＡＯＭ駆動回路５４は、描画イネーブル信号ＳＴＰ１がＨレベルの期間中に、シリアルデータＤＬ１に基づいて描画用光学素子ＡＯＭ１に出力する駆動信号（高周波信号）をオン／オフする。ＡＯＭ駆動回路５４は、シリアルデータＤＬ１の画素の論理情報が「１」の場合は、描画用光学素子ＡＯＭ１に出力する駆動信号（高周波信号）をオン状態にし、画素の論理情報が「０」の場合は、描画用光学素子ＡＯＭ１に出力する駆動信号（高周波信号）をオフの状態にする。これにより、描画用光学素子ＡＯＭ１がオンオフにスイッチングされるので、スポット光ＳＰが走査されるとともにその強度が変調される。なお、言うまでもないが、描画イネーブル信号ＳＴＰ１およびシリアルデータＤＬ１が送られてきていない期間においては、ＡＯＭ駆動回路５４が描画用光学素子ＡＯＭ１に出力する駆動信号はオフの状態である。
【０１２６】
回転ムラ補正制御部６８は、回転ムラ算出部６２から送られてきた回転ムラ情報ΔＲに基づいて、回転速度Ｖｐのムラを補正するための補正信号Ｄｐｓを生成する。回転ムラ補正制御部６８は、生成した補正信号Ｄｐｓをポリゴン駆動回路５６に出力する。ポリゴンミラーＰＭを回転させるポリゴン駆動部ＲＭは、高速回転（数万ｒｐｍ）が可能なデジタルモータＲＭａと、デジタルモータＲＭａの１回転毎に１パルスの信号（計測パルス信号）を発生するエンコーダＲＭｂを有する。ポリゴン駆動回路５６は、エンコーダＲＭｂからの計測パルス信号を用いて、デジタルモータＲＭａが指定された速度（一定の速度）で回転するようにフィードバック制御を行うとともに、補正信号Ｄｐｓも用いてよりきめ細やかな回転速度Ｖｐのムラを補正する。回転ムラ情報ΔＲは、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰ毎に算出されるので、回転ムラ補正制御部６８は、ポリゴンミラーＰＭの１回転中に生じる回転速度Ｖｐのムラの傾向（一般的に周期的な傾向）を、生成する補正信号Ｄｐｓに反映させることができる。
【０１２７】
ここで、要求されるずれ量Ｓ１の算出精度について具体的な数値例を交えて説明する。ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰの数を８、ｆθレンズＦＴに入射するビームＬＢ１の最大振れ角（最大入射角）が、ｆθレンズＦＴの光軸ＡＸｆを中心として±１５度とする。この場合は、ポリゴンミラーＰＭの１つの反射面ＲＰ（ＲＰａ〜ＲＰｈのいずれか１つ）が、回転角で１５度（回転角度範囲α）回ることによって、スポット光ＳＰによる１回の走査が完了する。また、スポット光ＳＰの１回の走査で形成される描画ラインＳＬ１の長さを３０ｍｍ、描画ラインＳＬ１の最大走査長を３１ｍｍとし、ポリゴンミラーＰＭの回転速度Ｖｐを約１２０９６．８ｒｐｍとする。
【０１２８】
この場合は、スポット光ＳＰが３０ｍｍの描画ラインＳＬ１を横切る時間Ｔｓｐ、つまり、スポット光ＳＰが３０ｍｍの描画ラインＳＬ１を走査する時間Ｔｓｐは、Ｔｓｐ＝（６０〔秒〕／１２０９６．８〔ｒｐｍ〕）・（１５度／３６０度）×（３０［ｍｍ］／３１〔ｍｍ〕）で求められ、時間Ｔｓｐは、約２００μｓｅｃとなる。この時間Ｔｓｐの間に、スポット光ＳＰは３０ｍｍ（＝３００００μｍ）だけ走査されるので、基板ＦＳに描画されるパターンの最小寸法（複数の画素から構成される）が９μｍの場合は、この最小寸法９μｍのラインパターンを描画するためのスポット光ＳＰの走査時間Ｔｃｓは、Ｔｃｓ＝Ｔｓｐ・（９〔μｍ〕／３００００〔μｍ〕）で求められる。したがって、走査時間Ｔｃｓは、約６０ｎｓｅｃとなる。さらに、基板ＦＳ上に既に形成された下地のパターン層に対して、新たなパターンを重ね合わせ露光する際の重ね合わせ精度は、最小寸法９μｍの１／５以下とされることから、９μｍのラインパターンの場合の重ね合わせ精度（±１．８μｍ）に対応するスポット光ＳＰの走査時間は、Ｔｃｓ／５、より、１２ｎｓｅｃとなる。このことから、遅延時間Ｔｄ１´およびずれ量Ｓ１は、１２ｎｓｅｃ以下の精度、または再現性で算出される必要がある。本実施の形態では、副原点センサＳＯＰａ１、ＳＯＰｂ１を設けることによって、原点センサＯＰ１の位置ずれに起因したずれ量Ｓ１や回転ムラ情報ΔＲを高精度にモニターすることができる。
【０１２９】
以上のように、光源装置１４からのビームＬＢのスポット光ＳＰを基板（対象物）ＦＳの被照射面に投射しつつ、スポット光ＳＰを被照射面上で１次元に走査する露光装置（ビーム走査装置）ＥＸは、ビームＬＢを１次元の走査のために偏向する複数の反射面ＲＰを有するポリゴンミラー（回転多面鏡）ＰＭと、ポリゴンミラーＰＭの反射面ＲＰに対して計測光Ｂｇａを照射し、反射面ＲＰが所定の回転角度位置にくると計測光Ｂｇａの反射光Ｂｇｂを受光することで原点信号ＳＺ（ＳＺｎ、ＳＺａｎ、ＳＺｎｂ）を出力する複数の原点センサ（原点センサＯＰｎおよび副原点センサＳＯＰａｎ、ＳＯＰｂｎ）と、を備える。この複数の原点センサの各々は、ポリゴンミラーＰＭの互いに異なる反射面ＲＰに向けて計測光Ｂｇａを照射して、異なる反射面ＲＰ毎に原点信号ＳＺを出力する。このように、複数の原点センサを設け、複数の原点センサが出力する原点信号ＳＺを用いることにより、正確に、描画開始タイミングを決定することが可能となる。
【０１３０】
複数の原点センサは、ポリゴンミラーＰＭの複数の反射面ＲＰのうち、ビームＬＢを偏向してスポット光ＳＰの１次元の走査を行う反射面ＲＰを用いて原点信号（第１の原点信号）ＳＺｎを出力する原点センサ（第１の原点センサ）ＯＰｎと、スポット光ＳＰの１次元の走査を行う反射面ＲＰとは異なる位置の反射面ＲＰを用いて副原点信号（第２の原点信号）ＳＺａｎ、ＳＺｂｎを出力する副原点センサ（第２の原点センサ）ＳＯＰａｎ、ＳＯＰｂｎとを有する。したがって、副原点信号ＳＺａｎ、ＳＺｂｎを用いて、原点信号ＳＺｎの発生タイミングを補正することが可能となり、原点センサＯＰｎの位置ずれに起因して描画ラインＳＬｎが主走査方向にシフトすることを抑えることができる。
【０１３１】
原点信号ＳＺｎの出力タイミングと副原点信号ＳＺａｎ、ＳＺｂｎの出力タイミングとを用いて、原点センサＯＰｎの位置ずれによる原点信号ＳＺｎの出力タイミングのずれを検出する制御装置１８を備える。これにより、露光装置ＥＸは、原点信号ＳＺｎの発生タイミングにずれが生じたか否かを正確に検出することができる。
【０１３２】
制御装置１８は、原点センサＯＰｎの位置ずれによる原点信号ＳＺｎの出力タイミングのずれを検出した場合は、原点信号ＳＺｎの出力タイミングのずれ量Ｓｎを算出する。これにより、露光装置ＥＸは、原点信号ＳＺｎの発生タイミングのずれ量Ｓｎを正確に算出することができる。
【０１３３】
制御装置１８は、原点信号ＳＺｎの出力タイミングに基づいて、スポット光ＳＰの走査開始タイミングを決定し、ずれ量Ｓｎが算出された場合は、ずれ量Ｓｎを用いてスポット光ＳＰの走査開始タイミングを調整する。これにより、正確に、描画開始タイミングを決定することができ、原点センサＯＰｎの位置ずれに起因して、描画ラインＳＬｎが主走査方向にシフトすることを抑えることができる。
【０１３４】
複数の副原点センサＳＯＰａｎ、ＳＯＰｂｎを備え、複数の副原点センサＳＯＰａｎ、ＳＯＰｂｎの各々は、互いに異なる位置の反射面ＲＰを用いて副原点信号ＳＺａｎ、ＳＺｂｎを出力する。これにより、例えば、副原点センサＳＯＰａｎ、ＳＯＰｂｎの一方が故障した場合であっても、正確に、描画開始タイミングを決定することができ、原点センサＯＰｎの位置ずれに起因して、描画ラインＳＬｎが主走査方向にシフトすることを抑えることができる。
【０１３５】
以上のように、本実施の形態では、基板ＦＳ上でビームＬＢを走査しつつ、走査の間にパターンデータに応じてビームＬＢを変調させて、基板ＦＳ上にパターンを描画する露光装置（パターン描画装置）ＥＸは、走査のために、ビームＬＢを偏向する複数の反射面ＲＰを有するポリゴンミラーＰＭと、ポリゴンミラーＰＭの複数の反射面ＲＰのうちのいずれか１つの第１反射面ＲＰａが所定角度範囲α内で回転している間、第１反射面ＲＰａで反射されたビームＬＢを入射して対象物に向けて投射するｆθレンズ（投射光学系）ＦＴと、第１反射面ＲＰａが所定角度範囲αに至る時点を表す原点信号ＳＺｎを出力する原点センサ（第１原点検出器）ＯＰｎと、ポリゴンミラーＰＭの複数の反射面ＲＰのうちの第１反射面ＲＰａとは異なる第２反射面ＲＰｃ（またはＲＰｆ）が所定の回転角度位置になった時点を表す副原点信号ＳＺａｎ（またはＳＺｂｎ）を出力する副原点センサ（第２原点検出器）ＳＯＰａｎ（またはＳＯＰｂｎ）と、原点信号ＳＺｎと副原点信号ＳＺａｎ（またはＳＺｂｎ）とに基づいて、ビームＬＢの変調の開始タイミングを制御する制御回路（描画制御部）５０と、を備える。これにより、正確に、描画開始タイミングを決定することができ、原点センサＯＰｎの経時的なドリフト等による位置ずれや、緩やかな振動等に起因して、描画ラインＳＬｎが主走査方向にシフトすることを抑えることができる。
【符号の説明】
【０１３６】
１０…デバイス製造システム              １２…基板搬送機構
１４…光源装置                          １６…露光ヘッド
１８…制御装置                          ２０…光源部
２６…受光部                            ５０…制御回路
５２…描画データ出力部                  ５４…ＡＯＭ駆動回路
５６…ポリゴン駆動回路                  ６０…ずれ検出部
６２…回転ムラ算出部                    ６４…ずれ量算出部
６６…遅延時間補正部                    ６８…回転ムラ補正制御部
ＡＬＧｍ（ＡＬＧ１〜ＡＬＧ４）…アライメント顕微鏡
ＡＯＭｎ（ＡＯＭ１〜ＡＯＭ６）…描画用光学素子
ＡＸｏ…中心軸                          ＡＸｐ…回転軸
ＢＤＵｎ（ＢＤＵ１〜ＢＤＵ６）…光導入光学系
ＣＹａ、ＣＹｂ…シリンドリカルレンズ    ＤＲ…回転ドラム
ＥＮｊａ（ＥＮ１ａ〜ＥＮ３ａ）、ＥＮｊｂ（ＥＮ１ｂ〜ＥＮ３ｂ）…エンコーダ
ＥＸ…露光装置                          ＦＳ…基板
ＦＴ…ｆθレンズ                        ＬＢ、ＬＢｎ（ＬＢ１〜ＬＢ６）…ビーム
Ｌｅｎ（Ｌｅ１〜Ｌｅ６）…照射中心軸    Ｌｘ１、Ｌｘ２、Ｌｘ３…設置方位線
ＭＤｎ（ＭＤ１〜ＭＤ６）…走査ユニット  ＭＫｍ（ＭＫ１〜ＭＫ４）…マーク
ＯＰｎ（ＯＰ１〜ＯＰ６）…原点センサ    ＰＭ…ポリゴンミラー
ＲＰ（ＲＰａ〜ＲＰｈ）…反射面          ＳＤａ、ＳＤｂ…スケール部
ＳＬｎ（ＳＬ１〜ＳＬ６）…描画ライン
ＳＯＰａｎ（ＳＯＰａ１〜ＳＯＰａ６）、ＳＯＰｂｎ（ＳＯＰｂ１〜ＳＯＰｂ６）…副原点センサ
ＳＰ…スポット光                        ＳＴＰ１…描画イネーブル信号
ＳＺｎ（ＳＺ１〜ＳＺ６）…原点信号
ＳＺａｎ（ＳＺａ１〜ＳＺａ６）、ＳＺｂｎ（ＳＺｂ１〜ＳＺｂ６）…副原点信号
ＵＢ…本体フレーム                      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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