图案曝光装置以及图案曝光方法与流程

1.本发明涉及利用根据描绘数据进行了强度调制的描绘光束在基板上对电子器件等的图案进行曝光的图案曝光装置以及图案曝光方法。


背景技术：

2.以往，在基板上制造微细的电子器件的过程中，实施光刻处理，该光刻处理包含：曝光工序，对基板上的作为感光层的抗蚀剂层照射与电子器件的图案(规定布线层、电极层、半导体层、绝缘层等的形状的图案)对应的曝光束(光束、电子束等)；以及显影工序，对曝光后的基板进行显影，通过抗蚀剂层的残膜部和去除部使图案出现。作为在该曝光工序中使用的曝光装置，已知有基于与应曝光的图案相应的描绘数据(cad数据)来动态地对曝光光束进行强度调制的无掩模方式。作为无掩模方式的1个，已知如激光束打印机那样利用旋转多面镜高速地扫描响应描绘数据而被强度调制的点光的点扫描方式的描绘装置。在点扫描方式中，通常根据数字的描绘数据(位图形式的2值信息)使投射到感光基板的表面的微细的圆形状的点光的强度接通/断开，因此在描绘了微细的斜线(相对于点光的扫描方向倾斜的边缘)的情况下，在显影后出现的由抗蚀剂层形成的斜线图案的边缘部容易产生阶梯状的锯齿。
3.为了减少这样的锯齿，在激光束打印机中，例如，如日本特开平5-232414号公报所公开的那样，已知有如下的激光记录装置：使根据图像信号(描绘数据)调制的来自半导体激光器的光束通过由电光结晶制作的光微快门阵列构成的可变孔径元件后入射到旋转多面镜，将由旋转多面镜反射的光束经由成像透镜(fθ透镜)等在感光体上成像为点。该可变孔径元件构成为通过利用电光调制(偏振切换)来改变开口量、开口位置，从而改变光束的大小、中心位置。由此，在日本特开平5-232414号公报中，使感光体面上的副扫描方向的光束直径(点径)可变，能够在1点内设定多个灰度，并且在副扫描方向上使光束的中心位置可变，由此使副扫描方向的点的记录间距变化，得到减少了斜线的锯齿的图像输出。
4.在如日本特开平5-232414号公报那样使用可变孔径元件的情况下，光束的截面内的一部分必然被遮断，感光体面上的点的光量(强度)降低。因此，在日本特开平5-232414号公报中，通过受光元件监视来自半导体激光器的光输出的一部分，设置控制半导体激光器的驱动电流以使该受光信号与发光电平指令信号相等的光电负反馈环路，校正光量变动(降低)。然而，在为了极力缩短向感光体输出图像所需的时间而将来自半导体激光器的光输出原本设定得较大的情况下，与由可变孔径元件引起的光束光量的损失量相应的半导体激光器的光输出的增大存在极限。另外，在日本特开平5-232414号公报中，为了减少锯齿，投射到感光体上的点(dot)保持圆形，将不同直径的点相连，相邻的点(dot)彼此不一定相连。因此，在如日本特开平5-232414号公报那样使点(dot)的直径不同的方式中，在形成微细的电子图案、特别是线宽细的布线图案时，产生图案的一部分断开的断线的担忧。


技术实现要素：

5.本发明的第1方式是一种图案曝光装置，其具有描绘单元，该描绘单元使从光源装置供给的光束所形成的点光沿主扫描方向扫描而在基板上描绘图案，其中，该图案曝光装置具有：第1光源装置，其射出第1光束；第2光源装置，其射出第2光束；光束合成部，其将来自所述第1光源装置的所述第1光束和来自所述第2光源装置的所述第2光束以分别入射到所述描绘单元的方式进行合成；光束形状变形部，其使入射到所述光束合成部的所述第1光束与所述第2光束各自的截面形状相互不同，以使得投射到所述基板上的所述第1光束所形成的第1点光的形状与所述第2光束所形成的第2点光的形状相互不同；以及控制装置，其控制为利用所述第1点光和所述第2点光中的任意一方或双方对在所述基板上描绘的图案的至少边缘部进行描绘。
6.本发明的第2方式是一种图案曝光装置，其具有描绘单元，该描绘单元使从光源装置供给的光束所形成的点光沿主扫描方向扫描而在基板上描绘图案，其中，该图案曝光装置具有：光分割部，其将从所述光源装置射出的截面形状为圆形的光束分割为第1光束和第2光束；第1光束形状变形部，其设置于所述第1光束的光路，使所述第1光束的截面形状从圆形变形，使通过所述第1光束的投射而在所述基板上产生的第1点光的形状成为第1形状；第2光束形状变形部，其设置于所述第2光束的光路，使所述第2光束的截面形状从圆形变形，使通过所述第2光束的投射而在所述基板上产生的第2点光的形状成为与所述第1形状不同的第2形状；光束合成部，其将来自所述第1光束形状变形部的所述第1光束和来自所述第2光束形状变形部的所述第2光束以入射到所述描绘单元的方式合成；以及控制装置，其控制为利用所述第1点光和所述第2点光中的任意一方对在所述基板上描绘的图案进行描绘。
7.本发明的第3方式是一种图案曝光方法，该图案曝光方法使用了描绘单元，该描绘单元根据在描绘数据上规定的每个像素的像素信息使从光源装置供给的光束所形成的点光沿主扫描方向扫描而在所述基板上描绘图案，其中，当在沿所述主扫描方向扫描的所述像素的列中包含成为与所述主扫描方向交叉地倾斜延伸的图案的边缘部的边缘像素时，至少将投射到所述边缘像素的所述点光的形状设定为长轴按照沿着所述图案倾斜延伸的方向的方向倾斜的槽状或长椭圆状。
8.本发明的第4方式是一种图案曝光装置，其具有描绘单元，该描绘单元使从光源装置供给的光束所形成的点光沿主扫描方向扫描而在基板上描绘图案，其中，该图案曝光装置具有光束形状变形部，来自所述光源装置的所述光束入射至该光束形状变形部，该光束形状变形部将使所述光束的截面形状变形后的光束引导至所述描绘单元，所述光束形状变形部使所述光束的截面形状从圆形变形为非圆形。
附图说明
9.图1是示出第1实施方式的图案曝光装置的概略的整体结构的立体图。
10.图2是示出图1所示的4个描绘单元mu1～mu4中的、作为代表的描绘单元mu1的概略的内部结构的立体图。
11.图3a、图3b是夸张地示出通过图2所示的描绘单元mu1内的光束扩展器bex的3根描绘用的光束b1a、b1b、b1c的状态的图。
12.图4是示出图1所示的光源装置ls1a、ls1b、ls1c和光束合成部bd1a的概略结构的
图。
13.图5a～图5c是示意性地示出图4所示的光束形状变形部10b(或10c)内的光学部件的配置的图。
14.图6是示意性地示出图1所示的光束切换部bd1b中的光学部件的配置和光路的立体图。
15.图7a、图7b是夸张地示出入射到图6中的初级的声光调制元件am3的3根光束lb1a、lb1b、lb1c各自的衍射光束朝向对应的描绘单元mu3分支的状态的图。
16.图8是示出从光束切换部bd1b、bd2b分别入射至描绘单元mu1～mu4的光束bna、bnb、bnc的状态的立体图。
17.图9a示出在片状基板p上曝光的线和空间状的图案pt1、pt2、pt3的一例，图9b示出该图案的放大后的一部分的描绘数据上的像素图(位图)的一例。
18.图10是说明描绘图9a、图9b中所示的图案pt2中的1条斜线图案的一部分时的动作的图。
19.图11是说明用于描绘图9b所示的斜线的一部分的描绘数据中的、与像素列(数据列)al1、al2分别对应的位图信息的图。
20.图12a是示出变形例1的光束切换部bd1b(bd2b)内的光路的图，图12b是示出通过图12a的光路投射到片状基板p上的点光spa、spb、spc的配置状态的图。
21.图13是示意性地示出图5a～图5c所示的光束压缩系统om2的变形例的结构的图。
22.图14是示出图4所示的光束合成部bd1a(bd2a)的第2实施方式的结构的图。
23.图15是说明使用了图14的光束合成部bd1a、图6的光束切换部bd1b以及描绘单元mu3(或mu1)的图案的描绘动作的一例的图。
24.图16是示出使对排列成矩阵状的多个矩形图案各自的周边边缘部赋予的曝光量增大的特殊曝光的描绘动作的一例的图。
25.图17是示出仅使用2个光源装置的变形例4的光束合成部的概略结构的图。
26.图18a～图18d是使用图17的结构示意性地示出根据图案的边缘部的方向性切换的点光spb和spc的长轴方向的组合的图。
27.图19是示意性地示出通过来自1个光源装置lse的光束lbe来制作2个槽状(长椭圆状)的点光spb、spc的光学结构的变形例的图。
28.图20是示意性地示出光源装置和包含光束形状变形部10b、10c的光束合成部bd1a(bd2a)的变形例的结构的图。
具体实施方式
29.关于本发明的方式的图案曝光装置以及图案曝光方法，揭示优选的实施方式，一面参照附图一面在以下详细地进行说明。另外，本发明的方式并不限定于这些实施方式，也包含施加了多种变更或改良的方式。即，以下记载的结构要素中包含本领域技术人员能够容易想到的要素、实质上相同的要素，以下记载的结构要素能够适当组合。另外，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行结构要素的各种省略、置换或变更。
30.第1实施例
31.图1是示出第1实施方式的图案曝光装置的概略的整体结构的立体图。如图1所示，
本实施方式的图案曝光装置在涂布于柔性的长条的片状基板p(以下，也简称为基板p)上的感光层(抗蚀剂层)上，通过点光的扫描而以无掩模方式对与电子器件(显示器件、布线器件、传感器器件等)对应的各种图案进行曝光。此种图案曝光装置例如公开于国际公开第2015/152218号、国际公开第2015/166910号、国际公开第2016/152758号、国际公开第2017/057415号等。
32.如图1所示，本实施方式的图案曝光装置ex设置于与以重力方向为z轴的垂直坐标系xyz的xy面平行的设置场所(工厂等)的地面。曝光装置ex具有：旋转筒dr，其用于稳定地支承片状基板p并以恒定速度沿长度方向输送；4个描绘单元mu1～mu4，其在片状基板p的感光层上描绘图案；3个光源装置ls1a、ls1b、ls1c(在总称的情况下称为光源装置ls1)，其用于向奇数编号的描绘单元mu1、mu3分别供给描绘用的光束b1、b3(在图1中未图示)；3个光源装置ls2a、ls2b、ls2c(在总称的情况下称为光源装置ls2)，其用于向偶数编号的描绘单元mu2、mu4分别供给描绘用的光束b2、b4(在图1中未图示)；光束合成部bd1a、bd2a；以及光束切换部bd1b、bd2b。
33.光束合成部bd1a将来自各个光源装置ls1a、ls1b、ls1c的光束以规定的条件(详细后述)合成，并向光束切换部bd1b送出，并且对于来自各个光源装置ls1b、ls1c的光束，将其截面形状从圆形变形为槽形状(长椭圆形状)。同样地，光束合成部bd2a将来自光源装置ls2a、ls2b、ls2c各自的光束以规定的条件(详细后述)合成，并向光束切换部bd2b送出，并且对于来自光源装置ls2b、ls2c各自的光束，将其截面形状从圆形变形为槽形状(长椭圆形状)。另外，关于来自光源装置ls1a、ls2a各自的光束，其截面形状保持大致圆形。光源装置ls1、ls2分别是例如国际公开第2015/166910号、国际公开第2017/057415号所公开的光纤放大器激光光源，根据描绘数据(由“0”、“1”这2值表示的像素位数据)，以数百mhz(例如400mhz)使在波长400nm以下的紫外波段具有中心波长的紫外光束呈脉冲状脉冲振荡。
34.光束切换部bd1b具有以使合成后的3根光束同时或非同时串联通过的方式配置的初级的声光调制元件和第2级的声光调制元件。被初级的声光调制元件衍射偏转后的光束被送出到奇数编号的描绘单元mu3，被第2级的声光调制元件衍射偏转后的光束被送出到奇数编号的描绘单元mu1。同样地，光束切换部bd2b具有以使合成后的3根光束同时或非同时串联通过的方式配置的初级的声光调制元件和第2级的声光调制元件。被初级的声光调制元件衍射偏转后的光束被送出到偶数编号的描绘单元mu4，被第2级的声光调制元件衍射偏转后的光束被送出到偶数编号的描绘单元mu2。
35.旋转筒dr具有：圆筒状的外周面，其从与xy面的y轴平行的旋转中心线axo起具有一定半径；以及轴sft，其与旋转中心线axo同轴地向旋转筒dr的y方向的两端侧突出。片状基板p沿着旋转筒dr的大致半周的外周面在长度方向上被紧贴支承，通过来自未图示的旋转驱动马达的旋转扭矩引起的旋转筒dr的等速旋转，在长度方向上以恒定的速度被输送。需要说明的是，片状基板p的母材为pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)膜、pen(聚萘二甲酸乙二醇酯)膜、聚酰亚胺膜等树脂材料，除此之外，例如也可以是形成为厚度100μm以下的极薄的片状而具有挠性的玻璃材料、通过轧制等形成为薄的片状的不锈钢等金属材料、或者含有纤维素纳米纤维的纸材等。
36.多个描绘单元mu1～mu4以在旋转筒dr的上方空间沿y方向排列的方式配置，但奇数编号的描绘单元mu1、mu3的每一个和偶数编号的描绘单元mu2、mu4的每一个在xz面内观
察时，相对于与yz面平行且包含旋转中心线axo的中心面对称地配置。奇数编号的描绘单元mu1、mu3分别配置为，向片状基板p投射的光束b1、b3(光束b3在图1中未图示)的中心线的延长朝向旋转中心线axo，并且在xz面内观察时从中心面向逆时针倾斜一定角度(θu)。同样地，偶数编号的描绘单元mu2、mu4分别以如下方式配置：向片状基板p投射的光束b2、b4(光束b4在图1中未图示)的中心线的延长朝向旋转中心线axo，并且在xz面内观察时从中心面向顺时针倾斜一定角度(θu)。
37.描绘单元mu1～mu4分别例如如国际公开第2016/152758号、国际公开第2019/082850号所公开的那样，具有多个反射镜、多个透镜、旋转多面镜pm以及远心的fθ透镜系统ft等。从光束切换部bd1b射出并分别入射到对应的奇数编号的描绘单元mu1、mu3的光束b1、b3的中心线的延长以及从光束切换部bd2b射出并分别入射到对应的偶数编号的描绘单元mu2、mu4的光束b2、b4的中心线的延长被设定为分别与旋转筒dr的旋转中心线axo交叉。而且，通过描绘单元mu1～mu4各自的旋转多面镜pm的旋转，作为在片状基板p上扫描的光束b1～b4各自的点光的轨迹的描绘线sl1～sl4(sl3、sl4未图示)被设定为与y轴平行。
38.由描绘线sl1～sl4分别描绘的图案随着片状基板p的长度方向的移动而在y方向上接续地曝光。另外，在描绘单元mu1～mu4的内部，设定由与入射的光束b1～b4分别平行地设定的zt轴和分别与zt轴垂直的xt轴、yt轴规定的垂直坐标系xtytzt。因此，该垂直坐标系xtytzt的yt轴与垂直坐标系xyz的y轴平行，并且垂直坐标系xtytzt相对于垂直坐标系xyz的xy面绕y轴倾斜一定角度(θu)。
39.图2是示出图1所示的描绘单元mu1～mu4中的、作为代表的描绘单元mu1的概略的内部结构的立体图。图2的描绘单元mu1的结构与例如国际公开第2016/152758号所公开的结构大致相同，因此简单地进行说明。在来自光束切换部bd1b的光束b1中，包含在图案的描绘时由从3个光源装置ls1a、ls1b、ls1c分别射出的光束制作的3根光束b1a、b1b、b1c中的至少1根。3根光束b1a、b1b、b1c(统称为光束b1)均是直径为1mm以下的平行光束，相互保持规定的交叉角入射到描绘单元mu1内的反射镜m10。被反射镜m10反射90度的光束b1通过由沿着光轴axu1配置的透镜lga、lgb形成的光束扩展器(放大系统)bex后，被反射镜m11反射90度而入射到偏振分束器pbs。
40.由于光束b1是在与zt轴方向垂直的方向上的线偏振光，因此光束被偏振分束器pbs有效地反射，被反射镜m12反射90度，然后在-zt方向上行进，被反射镜m13反射90度，然后在+xt方向上行进。被反射镜m13反射的光束b1通过1/4波长(λ/4)板qp和第1柱面透镜cya后，被反射镜m14反射，到达旋转多面镜pm的1个反射面rp1。被旋转多面镜pm的反射面rp1反射的光束b1通过旋转多面镜pm的旋转而在xtyt面内偏转，入射到具有与xt轴平行的光轴axf1的远心的fθ透镜系统ft。
41.在紧接着fθ透镜系统ft之后，配置有将光轴axf1弯折为90度的反射镜m15，从fθ透镜系统ft射出的光束b1被反射镜m15以与zt轴平行的方式反射90度。在反射镜m15与片状基板p之间配置有第2柱面透镜cyb，从fθ透镜系统ft射出的光束b1(包含3个光束b1a、b1b、b1c中的至少1个)在片状基板p上成为点光spa、spb、spc中的至少1个而被聚光。该点光spa、spb、spc通过旋转多面镜pm的旋转而沿着与yt轴(y轴)平行的描绘线(扫描线)sl1一维地扫描。另外，图2中的线le1表示使包含从反射镜m10到第2柱面透镜cyb的光学部件的描绘单元mu1的整体微小旋转而使描绘线sl1倾斜时的旋转中心线。线le1的延长线通过描绘线sl1的
yt方向的中点，并且与射出向反射镜m10入射的光束b1(b1a、b1b、b1c的整体)的光束切换部bd1b内的透镜系统的光轴同轴地设定。
42.在图2所示的描绘单元mu1中，隔着偏振分束器pbs配置在反射镜m12的相反侧的透镜系统lgc和光电传感器dt接收通过点光sp的投射而从片状基板p产生的反射光。通过分析来自光电传感器dt的光电信号的波形，可以获得已经形成在片状基板p上的图案的位置信息。另外，在图2中，光束扩展器bex的内部的面opa是透镜lga的后侧焦点，并且被设定为透镜lgb的前侧焦点，光束b1(b1a、b1b、b1c中的至少1个)在面opa的位置聚光于截面尺寸为数十μm的束腰。面opa最终与片状基板p的表面成为光学共轭的关系(成像关系)。通过了透镜lgb的光束b1a、b1b、b1c各自的截面尺寸(直径等)成为放大为数mm以上的平行光束。另外，第1柱面透镜cya、第2柱面透镜cyb与fθ透镜系统ft协作，对由旋转多面镜pm的每个反射面的倾倒的差异引起的点光sp(描绘线sl1)的xt方向的位置变动进行校正。
43.图3a、图3b是夸张地示出通过图2的描绘单元mu1内的光束扩展器bex的光束b1(b1a、b1b、b1c)的状态的图。在图3a中，光束扩展器bex的结构在其他描绘单元mu2、mu3、mu4中也相同，因此将入射到光束扩展器bex的光束一般化表示为bn(n＝1～4)，光束bn所包含的3根光束也一般化表示为bna、bnb、bnc(n＝1～4)，进而光轴也一般化表示为axun(n＝1～4)。在本实施方式中，从光源装置ls1a、ls2a分别经由光束合成部bd1a、bd2a和光束切换部bd1b、bd2b入射到光束扩展器bex的透镜lga的光束bna(n＝1～4)被设定为与光轴axun(n＝1～4)同轴。
44.另一方面，从光源装置ls1b、ls2b分别经由光束合成部bd1a、bd2a和光束切换部bd1b、bd2b生成的光束bnb(n＝1～4)在包含与xtyt面平行的光轴axun(n＝1～4)的面内相对于光轴axun(n＝1～4)以一定的角度倾斜而入射到光束扩展器bex的透镜lga。同样地，从各个光源装置ls1c、ls2c经由光束合成部bd1a、bd2a和光束切换部bd1b、bd2b而生成的光束bnc(n＝1～4)在包含与xtyt面平行的光轴axun(n＝1～4)的面内相对于光轴axun(n＝1～4)以一定的角度倾斜而入射到光束扩展器bex的透镜lga。入射到光束扩展器bex的2个光束bnb、bnc(n＝1～4)隔着光轴axun(n＝1～4)或光束bna(n＝1～4)具有对称的倾斜而入射到透镜lga。
45.由于入射到透镜lga上的光束bna(n＝1至4)是平行光束，因此如图3b所示，在光束扩展器bex中的对应于瞳面的平面opa上，在光轴axun(n＝1至4)上形成由光束bna的束腰形成的圆形点spa’。同样地，入射到透镜lga的光束bnb、bnc(n＝1～4)也是平行光束，因此在光束扩展器bex内的面opa上，如图3b所示，由光束bnb的束腰形成的点spb’和由光束bnc的束腰形成的点spc’形成在隔着光轴axun(点spa’)的yt方向的对称的位置。如之前说明的那样，光束bnb、bnc的截面形状分别通过光束合成部bd1a、bd2a而成型为槽状(长椭圆状)，因此点spb’、spc’各自也成为槽状(长椭圆状)。
46.但是，槽状(长椭圆状)的点spb’的截面分布的长轴方向在面opa内相对于yt轴设定为+45度，槽状(长椭圆状)的点spc’的截面分布的长轴方向在面opa内相对于yt轴设定为-45度。另外，在面opa内，点spb’的截面分布的中心点被设定为从圆形的点spa’的截面分布的中心点(光轴axun)离开间隔δyb’，点spc’的截面分布的中心点被设定为从点spa’的截面分布的中心点(光轴axun)离开间隔δyc’。
47.在面opa收敛的光束bna、bnb、bnc分别发散的同时入射到光束扩展器bex的透镜
lgb。此时，在从透镜lga到透镜lgb之间的光路中，光束bna、bnb、bnc各自的主光线(中心光线)被设定为与光轴axun大致平行。通过了透镜lgb的光束bna成为截面分布被放大的圆形的平行光束而与光轴axun同轴地前进。另外，通过了透镜lgb的光束bnb、bnc分别成为截面分布被扩大的槽状(长椭圆状)的平行光束而相对于光轴axun倾斜地前进。如在之前的图2中说明的那样，面opa最终与片状基板p的表面成为光学共轭的关系。因此，形成在面opa上的点spa’、spb’、spc’的投影像经由由透镜lgb、第1柱面透镜cya、fθ透镜系统ft、第2柱面透镜cyb形成的成像系统，分别作为图2中的点光spa、spb、spc缩小并成像在片状基板p上。
48.在本实施方式中，如图3b所示，点spa’与点spb’在yt方向上的间隔δyb’、即投射到片状基板p的表面的点光spa与点光spb在yt方向(主扫描方向)上的中心间隔与图3a所示的光束bnb的主光线(中心光线)相对于光轴axun的倾斜角的正弦值成比例。同样地，面opa上的点spa’与点spc’的yt方向的间隔δyc’、即投射到片状基板p的表面的点光spa与点光spc的yt方向(主扫描方向)的中心间隔与图3a所示的光束bnc的主光线(中心光线)相对于光轴axun的倾斜角度的正弦值成比例。此外，投射到片状基板p上的点光spa、spb、spc分别与图3a的点spa’、spb’、spc’的截面形状以及配置关系相似。另外，点光spa、spb、spc根据所描绘的图案的形状而选择至少1个并投射到片状基板p上。
49.在以上的结构中，在描绘单元mu1(其他单元mu2～mu4也同样)内形成了与片状基板p的表面(点光spa、spb、spc的成像面)共轭的面opa，但也可以将光束扩展器bex的透镜lga配置在描绘单元mu1的外侧，使描绘单元mu1内的反射镜m10位于面opa与透镜lgb之间。另外，光束扩展器bex并不限定于放大系统，也可以是等倍的中继系统。
50.接着，参照图4、图5a～图5c，说明将来自图1所示的光源装置ls1(ls1a、ls1b、ls1c)的3根光束lb1a、lb1b、lb1c各自的截面分布设为规定的形状，以规定的交叉角进行合成的光束合成部bd1a的结构。图4示出在xy面内观察的光源装置ls1a、ls1b、ls1c与光束合成部bd1a的概略的配置关系，图5a～图5c是示意性地示出图4中所示的光束形状变形部10b(或10c)内的光学部件的配置的图。另外，图1所示的光源装置ls2a、ls2b、ls2c与光束合成部bd2a的配置关系和结构与图4相同。
51.光源装置ls1a、ls1b、ls1c是相同规格的光纤放大器激光光源，能够响应于共用的时钟信号clk的各时钟脉冲，使发光时间为数十皮秒左右的高亮度的紫外脉冲光束振荡。从实用性和稳定性的观点出发，作为一例，时钟信号clk的频率被设定为400mhz左右。向光源装置ls1a、ls1b、ls1c分别供给将描绘数据(位图形式)的像素位的数据(“0”或“1”)沿着描绘线串行地读出的位流状的描绘信号sda、sdb、sdc。关于该描绘动作的详细内容在后面叙述。
52.来自光源装置ls1a的光束lb1a(直径为0.5～1mm左右的圆形截面的平行光束，与向描绘单元mu1、mu3供给的光束bna对应)入射到光束形状变形部10a。光束lb1a如之前的图3a、图3b中说明的那样，截面分布可以保持大致圆形，因此可以省略光束形状变形部10a，但为了与其他光束lb1b、lb1c入射的光束形状变形部10b、10c内的透镜系统的光学的光路长度一致而设置。光束形状变形部10b入射来自光源装置ls1b的光束lb1b(直径为0.5～1mm左右的圆形截面的平行光束，与向描绘单元mu1、mu3供给的光束bnb对应)，转换为截面分布为槽状(长椭圆状)的平行光束。同样地，光束形状变形部10c入射来自光源装置ls1c的光束lb1c(直径为0.5～1mm左右的圆形截面的平行光束，与向描绘单元mu1、mu3供给的光束bnc
对应)，转换为截面分布为槽状(长椭圆状)的平行光束。
53.从光束形状变形部10b向+x方向前进的光束lb1b在xy面内被反射镜m2b直角地反射而向+y方向前进，进而被反射镜m3b直角地反射而向+x方向前进。从光束形状变形部10c向+x方向前进的光束lb1c在xy面内被反射镜m2c直角地反射而向-y方向前进，进而被反射镜m3c直角地反射而向+x方向前进。来自光束形状变形部10a的光束lb1a通过反射镜m3b与反射镜m3c的y方向的间隙，以与其他光束lb1b、lb1c在y方向的间隔恒定的平行状态向+x方向前进。在xy面内在y方向上以狭窄的间隔排列的3根光束lb1a、lb1b、lb1c(均为平行光束)分别入射到由石英构成的平行平板12a、楔状的棱镜12b、12c。
54.平行平板12a相对于光束lb1a垂直地配置，因此直接透过，但楔状的棱镜12b、12c由于光束的入射面和出射面不平行且在xy面内形成规定的角度(顶角)，因此透过了棱镜12b的光束lb1b在xy面内以接近光束lb1a的方式折射，透过了棱镜12c的光束lb1c在xy面内以接近光束lb1a的方式折射。通过了平行平板12a、棱镜12b、12c的3根光束lb1a、lb1b、lb1c在被反射镜m4向-y方向反射后，在面opm相互交叉后再次分离并向透镜gk1入射。透镜gk1的前侧焦点被设定为面opm的位置。
55.因此，通过了透镜gk1的光束lb1a、lb1b、lb1c分别在透镜gk1的后侧焦点的位置以成为束腰的方式收敛，并且光束lb1a的主光线(中心光线)与透镜gk1的光轴axs同轴，光束lb1b的主光线(中心光线)和光束lb1c的主光线(中心光线)分别从光轴axs以一定的间隔相互平行。另外，在面opm内，3根光束lb1a、lb1b、lb1c(分别为平行光束)在光轴axs的位置重叠，因此在面opm中，光束lb1a的截面为圆形的强度分布与光束lb1b、lb1c各自的截面为槽状(长椭圆状)且长轴方向大致成90度的强度分布重叠。另外，在本实施方式中，根据棱镜12b、12c的顶角，设定入射到图3a、图3b所示的描绘单元mu1(mu2～mu4)的光束扩展器bex的透镜lga的2根光束bnb、bnc相对于光轴axun的倾斜角。
56.在图4中，时钟信号clk从设置于控制装置100内的时钟产生部100a输出，描绘信号sda、sdb、sdc分别从设置于控制装置100内的描绘数据存储部100b输出。在控制装置100内设置有：切换控制部100c，其对设置于图1所示的光束切换部bd1b(bd2b也同样)的声光调制元件施加驱动信号；描绘单元控制部100d，其控制图2所示的描绘单元mu1、mu3(mu2、mu4也同样)内的各多面镜pm的旋转马达，或者接收在多面镜pm的每个反射面产生的原点信号(定时信号)；以及旋转筒控制部100e，其控制图1所示的旋转筒dr的旋转马达，或者接收来自测量其旋转角度位置的编码器的测量信息。
57.图4所示的描绘数据存储部100b响应描绘单元控制部100d接收的原点信号(定时信号)而开始基于点光spa、spb、spc的沿着描绘线sl1、sl3(sl2、sl4也同样)的1次扫描量的描绘数据列(串行位列)的读出动作，并且基于旋转筒控制部100e接收的编码器的测量信息来执行应读出的1次扫描量的描绘数据列的地址切换动作。另外，切换控制部100c也响应描绘单元控制部100d接收的来自描绘单元mu1、mu3(mu2、mu4)各自的原点信号(定时信号)，控制光束切换部bd1b(bd2b)内的声光调制元件的调制的接通/断开。
58.图5a～图5c示出光束形状变形部10b、10c各自的详细的光学结构，均具有光束放大系统om1、光束压缩系统om2、光束缩小系统om3作为基本的结构。沿着光轴axb配置的光束形状变形部10b侧的光束放大系统om1和光束缩小系统om3以及沿着光轴axc配置的光束形状变形部10c侧的光束放大系统om1和光束缩小系统om3全部由相同的光学部件同样地构
成。另外，图5a和图5b是从使光束形状变形部10b、10c绕光轴axb(axc)旋转90度的方向观察的图。
59.来自光源装置ls1b(ls1c)的光束lb1b(lb1c)入射的光束放大系统om1由球面系的负透镜10g1和球面系的正透镜10g2构成，转换为将光束lb1b(lb1c)的截面分布的直径放大为数倍以上的分布bva的平行光束。光束压缩系统om2由沿着光轴axb(axc)配置的2个柱面透镜10g3、10g4构成。柱面透镜10g3是在母线ds的方向上不具有折射力(power)、在与母线ds和光轴axb(axc)分别垂直的方向上具有正的折射力(power)的凸状的透镜。另外，柱面透镜10g4是在母线ds的方向上不具有折射力(power)、在与母线ds和光轴axb(axc)分别垂直的方向上具有负的折射力(power)的凹状的透镜。
60.来自光束放大系统om1的放大后的光束lb1b(lb1c)作为平行光束而通过柱面透镜10g3、10g4，但如图5a所示，在与包含光轴axb(axc)的母线ds平行的面内，柱面透镜10g3、10g4仅作为平行平板发挥功能，因此以该平行状态入射到下一个光束缩小系统om3。另一方面，如图5b所示，被放大的光束lb1b(lb1c)在包含光轴axb(axc)且与母线ds垂直的面内，通过柱面透镜10g3、10g4的折射力，成为光束的宽度被缩小的平行状态而入射到下一个光束缩小系统om3。因此，从柱面透镜10g4射出的光束lb1b(lb1c)的截面内的分布成型为槽状(长椭圆状)的分布bvb。
61.光束缩小系统om3由沿着光轴axb(axc)配置的球面状的正透镜10g5和球面状的负透镜10g6构成，将从光束压缩系统om2作为平行光束射出的光束lb1b(lb1c)的截面分布转换为各向同性地缩小后的平行光束。从负透镜10g6射出的光束lb1b(lb1c)的截面分布成为以母线ds的方向为长轴的槽状(长椭圆状)，作为一例，长轴方向的宽度设定为与从光束形状变形部10a射出的光束lb1a的圆形的截面分布的直径大致相同。另外，从负透镜10g6射出的光束lb1b(lb1c)的截面分布的短轴方向的宽度设定为长轴方向的宽度的1/4～1/6左右。
62.在以上的图5a～图5c的结构中，光束形状变形部10b侧的光束压缩系统om2中的柱面透镜10g3、10g4的母线ds的方向与光束形状变形部10c侧的光束压缩系统om2中的柱面透镜10g3、10g4的母线ds的方向设定为，在与光轴axb、axc垂直的面内观察时，形成约90度。该状态被设定为，如图5c所示，例如从图4中的反射镜m2b、m2c侧观察时，光束形状变形部10b侧的柱面透镜10g3、10g4的母线ds从y轴逆时针旋转45度，光束形状变形部10c侧的柱面透镜10g3、10g4的母线ds从y轴顺时针旋转45度。其结果，从光束形状变形部10b射出的光束lb1b的槽状(长椭圆状)的截面分布的长轴方向与从光束形状变形部10c射出的光束lb1c的槽状(长椭圆状)的截面分布的长轴方向形成约90度的角度。
63.另外，图4所示的光束形状变形部10a为了使光路长度与其他光束形状变形部10b、10c一致，成为代替图5a、图5b所示的光束压缩系统om2(2个柱面透镜10g3、10g4)而插入单纯的平行平板(石英制)的结构。因此，光束形状变形部10a由光束放大系统om1、平行平板、光束缩小系统om3构成。但是，在不需要使光路长度一致的情况下，也能够省略光束形状变形部10a自身。另外，2个柱面透镜10g3、10g4中的任意一方或双方的入射面或出射面也可以如非球面透镜那样不是完全的圆筒面，而是通过高次函数等近似的近似圆筒面。
64.在本实施方式中，如图5c所示，2个柱面透镜10g3、10g4的母线ds的方向设定为距y轴约45度，但通过将2个柱面透镜10g3、10g4一体地保持于镜筒，并将该镜筒构成为能够绕光轴axb(axc)旋转，能够将成为槽状(长椭圆状)的点光spb、spc的长轴方向在片状基板p上
设定(旋转)为任意的方向。另外，图1所示的光束合成部bd2a的结构成为使图4所示的光束合成部bd1a绕与z轴平行的轴线旋转180度的配置，光束合成部bd2a内的光束形状变形部10a、10b、10c也与图5a～图5c所示的光学部件同样地构成。
65.在图5a～图5c的结构中，在光束压缩系统om2之前设置了光束放大系统om1，之后设置了光束缩小系统om3，但也可以省略它们而仅由光束压缩系统om2构成光束形状变形部10b、10c。但是，在需要调整最终投射到片状基板p上的槽状(或长椭圆状)的点光spb、spc的尺寸(特别是长轴方向的长度)的情况下，通过设置光束放大系统om1和光束缩小系统om3，能够将点光spb、spc的大小设定为期望的尺寸。
66.接下来，参照图6，对图1所示的光束切换部bd1b、bd2b的详细结构进行说明。光束切换部bd1b、bd2b的基本结构相同，在图1中，光束切换部bd2b成为使光束切换部bd1b的整体绕与z轴平行的轴线旋转180度的配置。因此，作为代表，基于图6对光束切换部bd1b的结构进行说明。图6是示出从图4所示的光束合成部bd1a中的透镜gk1到奇数编号的描绘单元mu1、mu3为止的光束切换部bd1b的概略的光路的立体图，垂直坐标系xyz被设定为与图1中的坐标系xyz相同。
67.来自透镜gk1的光束lb1(lb1a、lb1b、lb1c)与光轴axs平行地向-y方向行进，被分束器m40向-z方向垂直地反射，被反射镜m41、反射镜m42偏转为向-x方向行进，入射到透镜gk2。分束器m40使光束lb1(lb1a、lb1b、lb1c)的光量的百分之几以下的光量成分成为透过的测量光束mlb，使剩余的光量成分向-z方向反射。测量光束mlb入射到未图示的光束监视系统，光束监视系统测量3个光束lb1a、lb1b、lb1c各自的光量(光强度或光能量)、光束间的位置关系的变动等。
68.在图6中，分束器m40与反射镜m41之间的面ops是透镜gk1的后侧焦点的位置，在面ops上，光束lb1a、lb1b、lb1c各自的束腰(点)如之前的图3b那样在y方向上排列。从面ops成为发散光束而前进的光束lb1a的主光线(中心光线)与光轴axs同轴，从面ops成为发散光束而前进的光束lb1b、lb1c各自的主光线(中心光线)均与光轴axs平行。通过以前侧焦点的位置成为面ops的方式配置的透镜gk2的光束lb1a、lb1b、lb1c分别被转换为平行光束，并且在图6中的xy面内以相互以规定的角度交叉的方式倾斜。
69.在-x方向上通过了透镜gk2的光束lb1a、lb1b、lb1c入射到初级的声光调制元件am3。此时，以3个光束lb1a、lb1b、lb1c在与声光调制元件am3的结晶内的xy面平行的面内交叉的方式，在透镜gk2的后侧焦点的位置配置声光调制元件am3。因此，通过由透镜gk1和透镜gk2构成的中继光学系统，图4所示的面opm与初级的声光调制元件am3成为共轭关系。声光调制元件am3以相对于入射的光束成为布拉格衍射的条件的方式设置，其衍射方向成为-z方向。并且，在声光调制元件am3为接通状态(施加高频的驱动信号中的状态)的期间，从声光调制元件am3产生入射的光束lb1a、lb1b、lb1c各自的0次光束(平行光束)和1次衍射光束(平行光束)。这些0次光束和1次衍射光束被反射镜m43、m44折返反射，向+x方向前进而入射到透镜gk3。
70.由于透镜gk3的前侧焦点的位置被设定在声光调制元件am3的结晶内，因此从透镜gk3向+x方向前进的光束lb1a、lb1b、lb1c各自的0次光束的主光线(中心光线)和各自的1次衍射光束的主光线(中心光线)成为与光轴axs平行，并且相互在yz面(与光轴axs垂直的面)内分离的状态。光束lb1a、lb1b、lb1c各自的1次衍射光束被设置于透镜gk3的后侧焦点的位
置的落射镜im3的45度的反射面选择性地向-z方向反射，光束lb1a、lb1b、lb1c各自的0次光束通过落射镜im3的+z方向的上方空间。另外，在布拉格衍射的条件下使用声光调制元件am3的情况下，产生的1次衍射光束的光量为入射光束的80～90％，剩余的为0次光束的光量。
71.这里，参照图7a、图7b，详细说明从声光调制元件am3到落射镜im3的光路内的各光束的状态。图7a是在xy面内观察其光路的图，图7b是在xz面内观察其光路的图。如图7a所示，在xy面内观察时，成为平行光束的光束lb1a、lb1b、lb1c分别在声光调制元件am3的结晶内的位置pe(透镜gk2的后侧焦点且透镜gk3的前侧焦点的位置)交叉。如图7b所示，入射到声光调制元件am3的各个光束lb1a、lb1b、lb1c在xz面内观察时沿着光轴axs，但从接通状态的声光调制元件am3产生光束lb1a的0次光束b3ao和1次衍射光束b3a、光束lb1b的0次光束b3bo和1次衍射光束b3b以及光束lb1c的0次光束b3co和1次衍射光束b3c，1次衍射光束b3a、1次衍射光束b3b、1次衍射光束b3c相对于各个0次光束以规定的衍射角向-z方向偏转。
72.在xy面内观察时，0次光束b3ao和1次衍射光束b3a、0次光束b3bo和1次衍射光束b3b以及0次光束b3co和1次衍射光束b3c分别成为上下重叠的状态。通过了透镜gk3的0次光束b3ao、b3bo、b3co分别成为收敛光束而在xy面内与光轴axs平行地前进，在落射镜im3的反射面所处的面pso(透镜gk3的后侧焦点的位置)成为束腰(点)之后，在落射镜im3的+z方向的上方空间成为发散光束而前进。通过了透镜gk3的1次衍射光束b3a、b3b、b3c也分别成为收敛光束，在从光轴axs向-z方向离开一定距离的光路中与光轴axs平行地前进，在面pso成为束腰，并且在落射镜im3的反射面向-z方向反射。
73.被落射镜im3的反射面反射的1次衍射光束b3a、b3b、b3c(中心光线相互平行)成为发散光束，朝向描绘单元mu3。在图7a、图7b中，从落射镜im3朝向描绘单元mu3的光路的光轴axu3与之前的图2、图3a、图3b中说明的光束扩展器bex(透镜lga、lgb)的光轴axun对应。
74.再次返回到图6的说明，在声光调制元件am3为断开状态(未施加高频的驱动信号的状态)的情况下，入射到声光调制元件am3的3个光束lb1a、lb1b、lb1c的每一个未被衍射而直接透过并入射到透镜gk3，沿着与图7a、图7b所示的0次光束b3ao、b3bo、b3co相同的光路通过落射镜im3的上方空间而到达反射镜m45。反射镜m45使3个光束lb1a、lb1b、lb1c(各自的中心光线相互在xy面内平行)向-y方向反射而朝向反射镜m46。反射镜m46使光束lb1a、lb1b、lb1c进一步向-x方向反射而朝向透镜gk4。透镜gk4的前侧焦点的位置被设定为形成在落射镜im3的反射面或其极附近的束腰的位置(与图7a、图7b中的面pso相同的位置)。
75.通过了透镜gk4的光束lb1a被转换为平行光束并与光轴axs同轴地前进，通过了透镜gk4的光束lb1b、lb1c分别被转换为平行光束，并且以与光束lb1a(光轴axs)交叉的方式在xy面内倾斜地前进。在透镜gk4的后侧焦点的位置配置声光调制元件am1，从透镜gk4射出的3个光束lb1a、lb1b、lb1c(平行光束)与之前的图7a所示的状态同样地在声光调制元件am1的结晶内交叉。在声光调制元件am1为接通状态时，从声光调制元件am1以与图7a、图7b相同的状态射出光束lb1a的0次光束b1ao和1次衍射光束b1a、光束lb1b的0次光束b1bo和1次衍射光束b1b以及光束lb1c的0次光束b1co和1次衍射光束b1c。
76.从声光调制元件am1射出的0次光束b1ao、b1bo、b1co(均为平行光束)和以规定的衍射角向-z方向偏转的1次衍射光束b1a、b1b、b1c(均为平行光束)通过反射镜m47、m48在xy面内折返而向+x方向前进，入射到透镜gk5。透镜gk5的前侧焦点的位置被设定在声光调制
元件am1的结晶内，在透镜gk5的后侧焦点的位置配置有与之前的落射镜im3同样的落射镜im1。与之前的图7a、图7b中说明的状态同样地，在声光调制元件am1为接通状态时，1次衍射光束b1a、b1b、b1c分别在落射镜im1的45度的反射面或其极附近的位置收敛于束腰，并且沿着描绘单元mu1侧的光轴axu1向-z方向反射。另外，在以上的结构中，声光调制元件am1和声光调制元件am3通过基于2个透镜gk3、gk4的等倍的中继光学系统(成像系统)而被设定为相互共轭的关系。
77.由图6、图7a、图7b所示的奇数编号侧的落射镜im1、im3(偶数编号侧的落射镜im2、im4)各自反射的光束bna、bnb、bnc(n＝1～4)各自的中心光线与光轴axun(n＝1～4)平行，但为发散光束。因此，为了将光束bna、bnb、bnc分别转换为相互交叉的平行光束，在光束切换部bd1b、bd2b的光路的终端设置图8那样的透镜gk6。图8是示出从光束切换部bd1b、bd2b分别向描绘单元mu1～mu4各自的光束扩展器bex的透镜lga入射的光束bna、bnb、bnc的状态的立体图。
78.在图8中，与光轴axun同轴地入射到透镜gk6的光束bna(发散光束)从透镜gk6成为平行光束(直径1mm左右)，被图2所示的反射镜m10向-xt方向直角地反射，与光轴axun同轴地入射到光束扩展器bex的透镜lga。设定在透镜gk6与透镜lga之间的光路中的面pe’是透镜gk6的后侧焦点的位置，并且是透镜lga的前侧焦点的位置。
79.另外，透镜gk6的前侧焦点被设定在图7a、图7b所示的面pso的位置。因此，入射到透镜gk6的光束bnb、bnc(发散光束)分别从透镜gk6转换为平行光束(直径1mm左右)，并且在面pe’内的光轴axun的位置交叉，被反射镜m10反射而通过光束扩展器bex的透镜lga，被导光到描绘单元mun(n＝1～4)内。通过了光束扩展器bex的透镜lga的光束bna、bnb、bnc分别如之前的图3a、图3b中说明的那样，与光轴axun平行地前进，并且分别在面opa以成为点spa’、spb’、spc’的方式收敛。
80.作为通过如以上的图1～图8那样构成的图案曝光装置ex在片状基板p上描绘图案的动作的一例，说明描绘图9a、图9b那样的图案的情况。图9a示出在片状基板p上曝光的8条线所形成的线&空间(l&s)图案pt1、pt2、pt3，图9b示出该图案的放大后的一部分的区域acc的描绘数据上的像素图(位图)信息。这样的像素图信息预先存储在之前的图4所示的控制装置100内的描绘数据存储部100b内。
81.在图9a中，图案pt1是将在xt方向(副扫描方向)上呈线状延伸的线宽20μm的8条线(黑线)在yt方向(主扫描方向)上以间隔宽度20μm排列而成的l&s图案，图案pt3是将在yt方向上呈线状延伸的线宽10μm的8条线(黑线)在xt方向上以间隔宽度10μm排列而成的l&s图案。而且，图案pt2是将图案pt1和图案pt3各自的8条线用相对于xt方向、yt方向倾斜约45度的8条线连接的l&s图案。图案pt2的8条线(黑线)各自的线宽设定为约10μm，间隔宽度设定为约21.3μm。这种图案pt1、pt2、pt3的结构作为电子装置上的布线层而被多次设置。
82.在图9a所示的区域acc内，图案pt2的斜线pt2a和图案pt3的沿yt方向延伸的直线pt3a以约135度连接，图案pt2的斜线pt2b和图案pt3的沿yt方向延伸的直线pt3b以约135度连接。在该情况下，如图9b所示，在与区域acc对应的像素图(位图)上，1个像素pic的尺寸在片状基板p上被规定为例如2
×
2μm的正方形，因此直线pt3a、pt3b各自的线宽方向(xt方向)被设定为用阴影表示的5个像素(5pic)。而且，直线pt3a、pt3b之间的xt方向的间隔宽度也被设定为5像素(5pic)。另一方面，45度的斜线pt2a、pt2b的线宽被设定为约10μm，因此yt方
向(或xt方向)的尺寸为约14.1μm，在yt方向和xt方向上分别设定阴影所示的7个像素(7pic)。
83.在图9b中，像素pic在描绘数据上由1位的“0”或“1”规定，例如，在像素pic为“1”时，点光spa、spb、spc中的任意一个响应于时钟信号clk的时钟脉冲而在片状基板p上进行脉冲曝光。此时，关于图9b的区域acc中的描绘数据，在点光的主扫描方向被设定为-yt方向(图9b中的从左向右)的情况下，描绘数据的1描绘线量的数据列、例如图9b中的数据列al1、al2中的像素位信息响应于时钟信号clk而从左向右依次被读出。该读出的位信息作为图4所示的位流状的描绘信号sda、sdb、sdc被施加到光源装置ls1a、ls1b、ls1c。另外，数据列al1、al2分别在将图1、图2所示的描绘线sln(n＝1～4)的yt方向的最大长度设为lmy(μm)、将像素pic的yt方向的像素尺寸设为ypi(μm)时，具有lmy/ypi量的像素数的位列。
84.在本实施方式中，例如，奇数编号的描绘单元mu1、mu3、mu5的任意一个在对图9a那样的包含斜线的图案进行曝光时，一边选择性地高速地切换基于来自光源装置ls1a的光束lb1a的圆形的点光spa、基于来自光源装置ls1b的光束lb1b的槽状的点光spb以及基于来自光源装置ls1c的光束lb1c的槽状的点光spc，一边进行图案描绘。因此，在本实施方式中，在将图9b所示的那样的描绘数据设为基本描绘数据(基本的数据列alx)，将在xt方向上排列的像素的地址设为x时，生成并存储与应该通过圆形的点光spa描绘的图案部分对应的第1数据列alxa、与应该通过倾斜-45度的槽状的点光spb描绘的图案部分对应的第2数据列alxb以及与应该通过倾斜+45度的槽状的点光spc描绘的图案部分对应的第3数据列alxc这3个数据列。
85.图10是对作为一例而描绘图9b所示的图案pt2中的1条斜线图案的一部分的情况下的动作进行说明的图。在图10中，片状基板p上的像素pic的xt方向的尺寸xpi和yt方向的尺寸ypi被设定为xpi＝ypi。圆形的点光spa的有效的尺寸(直径)被设定为与像素pic的尺寸xpi、ypi同等或者比其稍大的值。该有效的直径是指，在将点光spa的强度分布设为高斯分布或近似高斯分布时，成为峰值强度的1/e2或1/2的水平的直径。另外，倾斜45度的槽状(长椭圆状)的点光spb、spc各自的长轴方向的有效尺寸也被设定为与正方形的像素pic的尺寸xpi、ypi或像素pic的对角尺寸(xpi、ypi的约1.4倍)同等或比其稍大的值。
86.并且，点光spb的中心设定为相对于点光spa的中心向-yt方向离开间隔δyb，点光spc的中心设定为相对于点光spa的中心向+yt方向离开间隔δyc。在图10中，为了容易理解说明，间隔δyb和间隔δyc相等，设定为2像素量的间隔即2
·
ypi，但如果预先知道间隔δyb、δyc，则也可以是2像素量以上。此外，圆形的点光spa的有效的尺寸(直径)相对于在片状基板p上设定的像素pic的尺寸在
±
50％的范围内(优选在
±
30％的范围内)即可。
87.如图10所示，对于以-45度倾斜的斜线图案，选择以-45度倾斜的槽状的点光spb，响应于时钟信号clk(400mhz)的各时钟脉冲而脉冲照射点光spb。点光spb(其他点光spa、spc也同样)的脉冲照射被设定为在主扫描方向(yt方向)上在1个像素pic中成为2个脉冲量。具体而言，在时钟信号clk的周期tck(2.5ns)的期间，通过多面镜pm的旋转速度的设定，将点光spb(spa、spc)的扫描速度设定为0.5
·
ypi/tck(μm/ns)，以使点光spb(spa、spc)移动像素pic的yt方向的尺寸ypi的1/2。
88.同样地，关于xt方向(副扫描方向)，如图10所示，也以对1个像素pic设定2次描绘线sl1a、sl1b的方式设定片状基板p的xt方向的移动速度、即旋转筒dr(参照图1)的旋转速
度。描绘线sl1a、sl1b是入射到描绘单元mu1(其他的描绘单元mu2～mu4也同样)的光束b1b(其他的光束b1a、b1c也同样)被多面镜pm的旋转方向的相邻的反射面的各个反射的结果而生成的。因此，在多面镜pm的反射面为8面的情况下，设定为在多面镜pm旋转45
°
的期间，片状基板p移动像素pic的xt方向的尺寸xpi的1/2的速度关系。
89.在图10中，根据基于像素位信息的描绘信号sdb中的位值“1”和时钟信号clk的时钟脉冲来控制光源装置ls1b的脉冲发光，以使得沿着数据列al1向斜线图案部(带有黑点的像素pic)照射倾斜-45度的槽状的点光spb。在此期间，如图10所示，施加于其他光源装置ls1a、ls1c的每一个的描绘信号sda、sdc的像素位信息成为位值“0”，因此不进行基于点光spa、spc的脉冲照射。
90.如图10所示，通过将针对描绘信号sda、sdb、sdc各自所包含的同一像素的像素位信息选择性地设定为位值“0”、“1”中的任意一个，能够选择3个点光spa、spb、spc中的任意1个，针对包含图9a所示的斜线的图案pt2、包含xt方向或yt方向的直线的线的图案pt1、pt3的每一个，减少曝光后的图案的边缘部的锯齿。
91.图11是说明用于描绘图9b所示的斜线的一部分的描绘数据中的、与图9b中的区域acc内的像素数据列al1、al2分别对应的像素位信息(描绘信号sda、sdb、sdc)的状态的图。数据列al1或al2在沿主扫描方向排列成一列的像素列中包含斜线pt2a、pt2b的部分和直线pt3b的部分这双方。在数据列al1、al2中，图9b的区域acc均在主扫描方向上由37个像素规定。若从设计上的数据列al1生成用于通过点光spa进行图案描绘的描绘信号sda，则在成为读出的最初的图9b中的最左端的第1像素～第4像素中存储有位值“0”(非描绘)，在第5像素～第11像素(阴影的7像素量)中存储有与斜线pt2a对应的位值“1”(描绘)，在第12像素～第27像素中存储有位值“0”(非描绘)，在第28像素～第37像素中存储有与斜线pt2b的左侧的边缘像素和直线pt3b对应的位值“1”(描绘)。
92.同样，在相对于设计上的数据列al1在副扫描方向上错开一级的设计上的数据列al2中，在第6像素～第12像素(阴影的像素pic)中存储有与斜线pt2a对应的位值“1”(描绘)，在第13像素～第28像素中存储有位值“0”(非描绘)，在第29像素～第37像素中存储有与斜线pt2b的左侧的边缘像素和直线pt3b对应的位值“1”(描绘)。
93.如在之前的图10中说明的那样，倾斜-45度的斜线pt2a通过点光spb进行曝光，因此在与设计上的数据列al1(描绘信号sda)对应的描绘信号sdb上的数据列中，对第3像素～第9像素(7像素量)设定位值“1”。如在图10中说明的那样，由于点光spb在主扫描方向上被设定在比点光spa先行2像素量(δyb)而进行图案描绘的位置，因此生成描绘信号sdb的数据列被设定位值，使得相对于生成描绘信号sda的设计上的数据列al1，整体上先行2像素量(2位量)。
94.进而，在设计上的数据列al1中，在第28像素存储有用于斜线pt2b的左侧的边缘像素的位值“1”，在接下来的29像素以后存储有与直线pt3b对应的位值“1”。为了以点光spb的2脉冲量对设计上的数据列al1中的第28像素进行曝光，在由设计上的数据列al1生成的描绘信号sda上，第28像素被设定为位值“0”(非描绘)，接下来的第29像素以后被设定为位值“1”。并且，在生成描绘信号sdb的数据列中，在比设计上的数据列al1的第28像素先行2像素的第26像素设定位值“1”。
95.另外，在图9b所示的区域acc中，由于不存在倾斜+45度的斜线的图案，因此生成图
11中的描绘信号sdc的数据列中的全部像素被设定为位值“0”(非描绘)。此外，在用点光spc描绘倾斜+45度的斜线(或者倾斜边缘部)的情况下，对生成描绘信号sdc的数据列中的规定的像素设定位值“1”。在该情况下，由于点光spc被设定于在主扫描方向上比点光spa延迟2像素量(δyc)而进行图案描绘的位置，因此生成描绘信号sdc的数据列被设定位值，以使得相对于生成描绘信号sda的设计上的数据列al1，整体后行(延迟)2像素量(2位量)。
96.关于数据列al2，也同样地，在与设计上的数据列al2(描绘信号sda)对应地先行2像素量的描绘信号sdb上的数据列中，对第4像素～第10像素(7像素量)设定位值“1”。进而，在设计上的数据列al1上，斜线pt2b的左侧的边缘像素位于第29像素，因此在描绘信号sdb上的数据列上，对2像素先行的第27像素设定位值“1”，其以后的第28像素以后设定为位值“0”。另一方面，在由设计上的数据列al1生成的描绘信号sda上，第29像素被设定为位值“0”(非描绘)，接下来的第30像素以后被设定为位值“1”。
97.如上所述，描绘信号sda、sdb、sdc分别是使在点光spa、spb、spc的1次扫描中按时钟信号clk的每2个时钟脉冲读出的数据列(al1、al2等)位移位与点光spa、spb、spc的主扫描方向上的相对间隔δyb、δyc对应的量而生成的。点光spb与点光spc在主扫描方向上错开间隔(δyb+δyc)，因此生成描绘信号sdb的数据列与生成描绘信号sdc的数据列移位相当于间隔(δyb+δyc)的位数(在此为4像素量)。
98.以上，在本实施方式中，即使在应描绘的图案中包含斜线图案或倾斜边缘部的情况下，也能够以描绘数据上的像素单位准确地切换基于圆形的点光spa的描绘和基于倾斜的槽状(长椭圆状)的点光spb或spc的描绘。特别是，通过使点光spa的有效的直径φs与点光spb、spc的尺寸(长轴方向的长度)不大幅改变而大致一致，能够减少在斜线图案、倾斜边缘部产生的锯齿，并且还能够准确地维持线宽。另外，在图4、图5a～图5c所示的光束合成部bd1a(bd1b)的结构中，能够使分别来自3个光源装置ls1a、ls1b、ls1c(ls2a、ls2b、ls2c)的光束lb1a、lb1b、lb1c的偏振状态(线偏振光的方向)一致，入射到初级的声光调制元件am3(am4)。
99.另外，在本实施方式中，使槽状(长椭圆状)的点光spb、spc各自的长轴方向相对于主扫描方向(或副扫描方向)倾斜45度，这是因为大多使用在许多电子器件用的图案设计、特别是布线设计中倾斜45度的布线、图案边缘。然而，即便在应描绘的图案中包含偏离45度的角度β(相对于主扫描方向或副扫描方向的倾斜角)的布线(线图案)或图案边缘部的情况下，若角度β为|β-45
°
|≤20
°
的范围、即25
°
≤β≤65
°
的范围，则通过利用倾斜45度的槽状(长椭圆状)的点光spb、spc的选择的曝光，也可获得使倾斜边缘部的锯齿减少的效果。
100.并且，在本实施方式中，如在之前的图5a～图5c中说明的那样，通过光束压缩系统om2的绕光轴axb(axc)的旋转，能够将点光spb、spc各自的长轴方向设定为任意的方向(实用上在0
°
～90
°
的范围内足够)。因此，也可以合计在对片状基板p上进行曝光的电子器件用的图案中出现的斜线、倾斜边缘部各自相对于主扫描方向(yt方向)的角度，求出频率最高的角度(高频率角度)，以与该高频率角度对应的方式设定点光spb、spc各自的长轴方向。另外，也可以不使光束压缩系统om2旋转，而在光束压缩系统om2之后设置梯形棱镜或3个反射面的图像旋转器，使其绕光轴axb(axc)旋转。
101.变形例1
102.在变形例1中，使光束切换部bd1b(bd2b)内的声光调制元件am1、am3(am2、am4)分
别从之前的图6所示的状态绕光轴axs旋转90
°
。图12a是在垂直坐标系xyz的xy面内观察对图6中的初级的声光调制元件am3、透镜gk3、落射镜im3追加了反射镜m30、m32的光路的图，图12b是示出通过图12a的光路投射到片状基板p上的点光spa、spb、spc的配置状态的图。
103.在本变形例中，如图12b所示，3个点光spa、spb、spc以在副扫描方向(xt方向)上以规定的间隔排列的方式配置。这里，作为一例，相对于由圆形的点光spa形成的描绘线slna(n＝1～4)，由倾斜-45度的槽状的点光spb形成的描绘线slnb(n＝1～4)被设定在向-xt方向移位了相当于5线量的间隔δxb的位置，由倾斜+45度的槽状的点光spc形成的描绘线slnc(n＝1～4)被设定在向+xt方向移位了相当于5线量的间隔δxc的位置。另外，如在之前的图10中说明的那样，基于由多面镜pm的相邻的反射面分别扫描的点光的描绘线的xt方向的间隔被设定为像素pic的xt方向的尺寸xpi的1/2。
104.为了在xt方向上排列3个点光spa、spb、spc，如图12a所示，使图6所示的初级的声光调制元件am3(后级的声光调制元件am1也同样)绕光轴axs旋转90度，将声光调制元件am3(am1)的衍射方向设定为xy面内的-y方向。进而，在声光调制元件am3(am1)的结晶内的位置pe(参照图7a、图7b)交叉的3根光束lb1a、lb1b、lb1c(平行光束)也分别沿着与xz面平行的面入射到声光调制元件am3(am1)。因此，例如，在从图4所示的平行平板12a、楔形棱镜12b、12c到初级的声光调制元件am3的光路中，设置有使3根光束lb1a、lb1b、lb1c的光路绕光轴(光束lb1a)旋转90度的图像旋转器。
105.由此，从接通状态时的声光调制元件am3射出入射的光束lb1a、lb1b、lb1c各自的0次光束b3ao、b3bo、b3co(分别为平行光束)和向-y方向以规定的衍射角偏转的作为1次衍射光束的光束b3a、b3b、b3c(分别为平行光束)。与图7a、图7b同样地，0次光束b3ao、b3bo、b3co各自和光束b3a、b3b、b3c各自通过透镜gk3以在落射镜im3的反射面所在的面pso成为束腰的方式聚光。如图12a所示，在本变形例中，落射镜im3的反射面以相对于xz面以及yz面成45度的方式设置，光束b3a、b3b、b3c分别向-y方向反射。
106.通过了透镜gk3的光束b3a、b3b、b3c各自的中心光线相互与光轴axs平行，由落射镜im3反射的光束b3a、b3b、b3c(各自发散光束)在图12a中以在z方向上重叠的状态投射到反射镜m30，通过反射镜m30使光路向-x方向弯折90度。由反射镜m30反射的光束b3a、b3b、b3c被具有相对于xy面以及yz面倾斜45度的反射面的反射镜m32向-z方向反射。在xy面内观察时，刚被反射镜m32反射后的光束b3a、b3b、b3c各自的中心光线在x方向上以规定的间隔排列。
107.被反射镜m32反射的光束b3a与图7a、图7b所示的光轴axu3(或图8所示的光轴axun)同轴，与图8同样地入射到透镜gk6。被反射镜m32反射的光束b3b、b3c分别在其中心光线夹着图7a、图7b所示的光轴axu3(或图8所示的光轴axun)在x方向上对称地分离的状态下，入射到图8所示的透镜gk6。因此，关于通过图8所示的透镜lga并在面opa聚光的光束b3a、b3b、b3c各自，光束b3a的点spa’位于光轴axun上，光束b3b的点spb’位于从光轴axun向+z方向离开规定距离的位置，光束b3c的点spc’位于从光轴axun向-z方向离开规定距离的位置。
108.通过以上的图12a那样的结构，能够将投射到片状基板p上的点光spa、spb、spc分别如图12b那样在副扫描方向(xt方向)上排列。在本变形例中，如图12b所示，槽状(长椭圆状)的点光spb、spc各自的投射位置相对于圆形的点光spa的投射位置，在xt方向上跨越多
个(在此为5个)描绘线而错开间隔δxb、δxc。因此，当然，由各个点光spb、spc描绘的斜线图案或与倾斜边缘部对应的描绘信号中的数据列(用于分别生成图11所示的描绘信号sdb、sdc的数据列)相对于与由点光spa描绘的图案对应的数据列(用于生成图11所示的描绘信号sda的数据列)，在副扫描方向(xt方向)上移位相当于间隔δxb、δxc的量而存储。
109.变形例2
110.在之前的图5a～图5c所示的光束压缩系统om2中，使用2个柱面透镜10g3、10g4，将入射的光束lb1b、lb1c各自的截面形状(圆形)一维地压缩，但也可以使用其他光学元件。图13是示意性地示出光束压缩系统om2的本变形例的结构的图。在本变形例中，通过入射由图5a～图5c中的光束放大系统om1放大后的圆形截面的光束lb1b(lb1c)的一维的微棱镜阵列、或者一维的菲涅耳透镜等光学元件10g3’和具有负的光焦度的柱面透镜10g4’构成光束压缩系统om2。在将光学元件10g3’设为一维的微棱镜阵列的情况下，若在图13的纸面内观察，则构成为将截面为微细的楔状且在与纸面垂直的方向上一维地延伸的多个棱镜部隔着光轴axb(axc)对称地配置，随着朝向远离光轴axb(axc)的方向，棱镜部的楔的顶角形成得较大。
111.由此，在入射的光束lb1b(lb1c)的截面内，随着远离光学元件10g3’的光轴axb(axc)，棱镜部的折射角变大，光束lb1b(lb1c)朝向光轴axb(axc)被压缩(收敛)。柱面透镜10g4’使被压缩(收敛)的光束lb1b(lb1c)以成为大致平行光束的方式发散。另外，当在与图13的纸面垂直且包含光轴axb(axc)的面内观察时，光学元件10g3’和柱面透镜10g4’均不具有光焦度(折射力)，因此入射的光束lb1b(lb1c)直接以平行光束的状态前进。
112.其结果，从柱面透镜10g4’射出的光束lb1b(lb1c)的截面内的强度分布的形状成为槽状(长椭圆状)。另外，在使用一维的菲涅耳透镜作为光学元件10g3’的情况下，通过大致相同的作用，也能够使从柱面透镜10g4’射出的光束lb1b(lb1c)的截面形状成为槽状(长椭圆状)。在本变形例中，通过使基于光学元件10g3’和柱面透镜10g4’的光束压缩系统om2的整体绕光轴axb(axc)旋转，能够使投射到片状基板p上的槽状(长椭圆状)的点光spb、spc各自的长轴方向相对于主扫描方向(yt方向)倾斜。此外，柱面透镜10g4’也可以是具有负的光焦度(折射力)的一维的菲涅尔透镜。另外，柱面透镜10g4’的入射面(或射出面)也可以不是完全的圆筒面，而是像非球面透镜那样通过高次函数近似的近似圆筒面。
113.第2实施例
114.在之前的第1实施方式、变形例中，以来自用于生成圆形的点光spa的光源装置ls1a(ls2a)的光束lb1a(lb2a)、来自用于生成槽状的点光spb的光源装置ls1b(ls2b)的光束lb1b(lb2b)以及来自用于生成槽状的点光spc的光源装置ls1c(ls2c)的光束lb1c(lb2c)分别在光束切换部bd1b、bd2b内的声光调制元件am1～am4的结晶内交叉的方式，通过图4那样的光束合成部bd1a、bd2a设定了光路。在本实施方式中，将入射到声光调制元件am1～am4的3个光束lb1a(lb2a)、lb1b(lb2b)、lb1c(lb2c)与光束切换部bd1b(bd2b)内的光轴axs(参照图6)同轴地合成。
115.图14是示出将来自图4所示的光束形状变形部10a、10b、10c各自的光束lb1a、lb1b、lb1c同轴地合成的第2实施方式的结构的图。在本实施方式中，通过利用电光元件高速地切换光束lb1a、lb1b、lb1c各自的偏振状态的结构，进行同轴合成。在图14中，入射到光束形状变形部10a的来自光源装置ls1a的p偏振的光束lb1a经由光束缩小系统om3的透镜
10g5、10g6入射到偏振分束器bs1的第1面。入射到光束形状变形部10b的来自光源装置ls1b的p偏振的光束lb1b经由光束缩小系统om3的透镜10g5、10g6和1/2波长板hwp，转换为s偏振光而入射到与偏振分束器bs1的第1面垂直的第2面。
116.入射到偏振分束器bs1的第1面的p偏振的光束lb1a透过偏振分束器bs1的偏振分离面，入射到第1电光元件eoa。电光元件eoa根据对内部的结晶施加电场的驱动信号ssa的接通/断开，切换入射的光束的线偏振光的方向。因此，在驱动信号ssa为断开时，电光元件eoa使透过了偏振分束器bs1的p偏振的光束lb1a直接透过而入射到第2偏振分束器bs2。由于第2偏振分束器bs2也被配置为使p偏振光透射并且反射s偏振光，因此p偏振的光束lb1a透过偏振分束器bs2并且入射到第2电光元件eob。
117.第2电光元件eob与第1电光元件eoa相同，通过驱动信号ssb的接通/断开来切换入射的光束的偏振状态。在驱动信号ssb为断开时，电光元件eob使来自偏振分束器bs2的p偏振的光束lb1a直接透过，入射到第3偏振分束器bs3。由于第3偏振分束器bs3也被配置为使p偏振光透射并且反射s偏振光，因此p偏振的光束lb1a透过偏振分束器bs3，并且与后面的光束切换部bd1b(bd2b)中的光轴axs同轴地行进。
118.另一方面，从光束形状变形部10b成为s偏振光并入射到偏振分束器bs1的光束lb1b被偏振分束器bs1的偏振分离面反射，并入射到电光元件eoa。在驱动信号ssa为断开时，s偏振的光束lb1b直接透过电光元件eoa，入射到与偏振分束器bs2的光束lb1a相同的入射面。入射到偏振分束器bs2的s偏振的光束lb1b几乎全部被反射而入射到光束阱tra并被吸收。
119.进而，入射到光束形状变形部10c的来自光源装置ls1c的p偏振的光束lb1c经由光束缩小系统om3的透镜10g5、10g6和1/2波长板hwp，转换为s偏振光并由反射镜m40a直角地反射，入射到偏振分束器bs2的第2面(与光束阱tra相反侧的面)。由于偏振分束器bs2反射s偏振光，因此s偏振的光束lb1c以成为与其他光束lb1a、lb1b同轴的光路的方式被反射，并入射至电光元件eob。在驱动信号ssb为断开时，电光元件eob使来自偏振分束器bs2的s偏振的光束lb1c直接透过，入射到第3偏振分束器bs3。因为第3偏振分束器bs3也被配置为反射s偏振光，因此s偏振的光束lb1c被偏振分束器bs3反射并且被光束阱trb吸收。
120.如上所述，在对串联配置的2个电光元件eoa、eob分别施加的驱动信号ssa、ssb均为断开状态时，仅来自光源装置ls1a的p偏振的光束lb1a从偏振分束器bs3与光轴axs同轴地射出。接着，对施加于第1电光元件eoa的驱动信号ssa成为接通状态、施加于第2电光元件eob的驱动信号ssb成为断开状态的情况进行说明。在该情况下，经由偏振分束器bs1入射到第1电光元件eoa的p偏振的光束lb1a被切换为s偏振光。因此，成为s偏振的光束lb1a被第2偏振分束器bs2反射，并被光束阱tra吸收。
121.另一方面，被偏振分束器bs1反射并入射到第1电光元件eoa的s偏振的光束lb1b被切换为p偏振光。因此，成为p偏振的光束lb1b直接透过第2偏振分束器bs2、第2电光元件eob以及第3偏振分束器bs3，与光轴axs同轴地射出。另外，此时，来自光束形状变形部10c的成为s偏振的光束lb1c经由反射镜m40a被第2偏振分束器bs2反射，直接透过断开状态的第2电光元件eob，被第3偏振分束器bs3反射而被光束阱trb吸收。如上所述，在电光元件eoa为接通状态且电光元件eob为断开状态时，仅p偏振的光束lb1b从第3偏振分束器bs3与光轴axs同轴地射出。
122.接着，说明以第1电光元件eoa和第2电光元件eob均成为接通状态的方式施加驱动信号ssa、ssb的情况。在该情况下，由于电光元件eoa为接通状态，因此来自光束形状变形部10a的p偏振的光束lb1a在透过偏振分束器bs1之后，通过电光元件eoa而转换为s偏振光，因此被偏振分束器bs1反射而被光束阱tra吸收。另外，来自光束形状变形部10b的s偏振的光束lb1b在被偏振分束器bs1反射后，通过电光元件eoa而转换为p偏振光，因此透过下一个偏振分束器bs2。然而，透过偏振分束器bs2的p偏振的光束lb1b通过接通状态的第2电光元件eob而被转换为s偏振光，因此被偏振分束器bs3反射而被光束阱trb吸收。
123.另一方面，来自光束形状变形部10c的s偏振的光束lb1c在被反射镜m40a和偏振分束器bs2反射后，通过接通状态的电光元件eob而转换为p偏振光，因此透过下一个偏振分束器bs3，与光轴axs同轴地射出。这样，在本实施方式中，偏振分束器bs1、bs2、bs3、电光元件eoa、eob作为以沿着光轴axs前进的方式合成3个光束lb1a、lb1b、lb1c的光束合成部发挥功能。
124.在本实施方式中，为了使分别来自3个光源装置ls1a、ls1b、ls1c的光束lb1a、lb1b、lb1c以相同的线偏振状态同轴地合成，使用2个电光元件eoa、eob。因此，在图4所示的控制装置100内的描绘数据存储部100b中，设定对电光元件eoa、eob分别施加的驱动信号ssa、ssb(高压的直流电位)的接通/断开的信息(位图信息)与应描绘的图案的像素图信息相关联地存储。
125.如以上的图14所示，通过组合偏振分束器bs1、bs2、bs3和电光元件eoa、eob，能够使来自光源装置ls1a、ls1b、ls1c的各个的光束lb1a、lb1b、lb1c中的任意1个与光轴axs同轴地入射到光束切换部bd1b的初级的声光调制元件am3。而且，为了进行同轴合成，不使用不具有偏振分离特性的振幅分割型的分束器，因此能够抑制光束lb1a、lb1b、lb1c各自的光量衰减，并且能够使偏振方向成为相同的p偏振。因此，针对通过声光调制元件am3(am1)的光束lb1a、lb1b、lb1c各自的衍射效率相同，能够抑制投射到片状基板p上的点光spa、spb、spc的各光量(强度)的偏差。
126.图15是说明使用了图14的光束合成部bd1a、图6的光束切换部bd1b以及描绘单元mu3(或mu1)的图案的描绘动作的一例的图。在本实施方式中，入射到光束切换部bd1b(声光调制元件am3、am1)的3个lb1a、lb1b、lb1c分别与光轴axs同轴地设定，因此3个点光spa、spb、spc也分别在描绘线sl3(sl1)上投射到主扫描方向的同一位置。
127.在图15中，作为一例，示出通过描绘单元mu3描绘矩形状的图案部pt4、在yt方向上延伸的线图案部pt5和斜线图案部pt6在yt方向上相连的图案的情况。图案部pt4具有相对于描绘单元mu3的描绘线sl3倾斜的倾斜边缘部e4a和沿xt方向直线延伸的边缘部e4b。斜线图案部pt6具有向与倾斜边缘部e4a相反的方向倾斜的倾斜边缘部e6a、e6b。
128.关于图15那样的图案，在沿着描绘线sl3进行图案描绘的情况下，在横穿倾斜边缘部e4a的描绘线sl3上的区域ar1中，与之前的图10同样地，通过以-45度倾斜的槽状(长椭圆状)的点光spb，按照描绘信号sdb的像素位信息和时钟信号clk(sdb∩clk)进行图案描绘(光源装置ls1b的脉冲发光)。在包含图案部pt4的边缘部e4b的描绘线sl3上的区域ar2中，通过圆形的点光spa，按照描绘信号sda的像素位信息和时钟信号clk(sda∩clk)进行图案描绘(光源装置ls1a的脉冲发光)。进而，在包含图案部pt6的倾斜边缘部e6a、e6b的描绘线sl3上的区域ar3中，通过以+45度倾斜的槽状(长椭圆状)的点光spc，按照描绘信号sdc的像
素位信息和时钟信号clk(sdc∩clk)进行图案描绘(光源装置ls1c的脉冲发光)。
129.在这样的图案描绘的情况下，关于分别施加于图14中的电光元件eoa、eob的驱动信号ssa、ssb，在从在区域ar1中投射点光spb之前的时刻ts1到切换为点光spb的投射的时刻ts2为止的期间，仅驱动信号ssa成为接通状态，在从在区域ar3中投射点光spc之前的时刻ts3到区域ar3中的倾斜图案部pt6的描绘结束的时刻ts4为止的期间，驱动信号ssa、ssb双方均成为接通状态。
130.此外，电光元件eoa、eob的切换的响应频率的上限比光源装置ls1b、ls1c的脉冲发光的频率400mhz(周期2.5ns)低的情况较多。因此，设定能够使驱动信号ssa、ssb成为接通状态的最小时间宽度以上的时间宽度(ts2-ts1或ts4-ts3)，设定为区域ar1、ar3(倾斜边缘部e4a、e6a、e6b)进入该时间宽度内。
131.如上所述，在描绘包含线宽细的斜线图案部pt6、倾斜边缘部e4a的图案时，设定为圆形的点光spa和倾斜的槽状(长椭圆状)的点光spb、spc在主扫描方向的相同位置择一地投射。因此，如在图11中说明的那样，不需要使沿着描绘线sln排列的多个像素pic的像素位信息的点光spa、spb、spc用的各数据列移位相当于间隔δyb、δyc的像素数的量。因此，减少了生成各数据列的劳力。
132.变形例3
133.如之前的第1实施方式那样，在构成为能够通过多面镜pm的旋转而在片状基板p上同时扫描多个点光spa、spb、spc的情况下，能够容易地应对形成于片状基板p的表面的感光层(光致抗蚀剂层)的灵敏度的差异、厚度的差异。例如，在仅利用单一的点光spa(圆形)进行图案描绘的曝光装置中，为了缩短曝光处理时间，将从光源装置ls1a射出的光束lb1a调整为尽可能高亮度。因此，在可使用的光致抗蚀剂中，对应于光束lb1a的光强度，存在推荐的灵敏度范围与推荐的厚度范围。假设所使用的光致抗蚀剂层的灵敏度相当低、或比推荐的厚度显著厚时，难以提高光束lb1a(点光spa)的光强度，因此使多面镜pm的旋转速度(点光spa的扫描速度)和片状基板p向副扫描方向的移动速度大幅降低。
134.即，调整由点光spa的光强度和扫描曝光的状态(速度等)决定的可供给曝光量(供给剂量)，以与由形成在片状基板p上的抗蚀剂层的灵敏度和厚度决定的必要曝光量(必要剂量)相符。在第1实施方式中，能够从描绘单元mu1～mu4分别选择性地投射3个点光spa、spb、spc中的任意1个、任意2个、或者全部，因此能够大幅扩大供给剂量的调整范围。并且，点光spa、spb、spc分别能够以描绘数据中的像素pic为单位高速地在片状基板p上进行脉冲投射，因此例如也能够进行对与图案的边缘部对应的像素或其相邻的像素赋予比通常大的剂量的特殊曝光方法。
135.图16是示出使用第1实施方式或变形例1的曝光装置，使对排列成矩阵状的多个矩形图案各自的周边边缘部赋予的曝光量增大的特殊曝光的描绘动作的一例的图。特殊曝光方法例如国际公开第2019/049940号所公开的那样，能够在形成于片状基板p上的抗蚀剂层为负型并且其厚度为一般的厚度(0.8μm～2μm)的数倍～10倍左右的情况下利用。
136.在图16中，在描绘数据上的1个像素pic在片状基板p上被设定为2μm见方的情况下，矩形图案pt7被规定为在yt方向上为9像素(18μm)、在xt方向上为11像素(22μm)的大小，在xt方向和yt方向上分别隔开3像素(6μm)的间隔而排列成矩阵状。各矩形图案pt7由在xt方向和yt方向上分别直线排列的像素构成的周边边缘部pt7a、和由其内侧的7像素
×
9像素
构成的矩形图案部pt7b构成。假设通过第1实施方式的曝光装置，例如沿着描绘单元mu3的描绘线sl3a、sl3b扫描了点光spa、spb、spc。
137.在本变形例中，对于构成内侧的矩形图案部pt7b的各个像素(接通像素)，在xt方向和yt方向上分别以圆形的点光spa的2个脉冲进行曝光，对于构成周边边缘部pt7a的各个像素(接通像素)，在xt方向和yt方向上分别与圆形的点光spa的2个脉冲一起追加曝光槽状(长椭圆状)的点光spb、spc的2个脉冲。因此，在描绘线sl3a上，基于描绘信号sda和时钟信号clk，照射与矩形图案pt7的xt方向的整个宽度(9像素)对应的18脉冲量的圆形的点光spa。
138.并且，在描绘线sl3a上，为了对构成矩形图案pt7的+yt方向侧的周边边缘部pt7a的第1像素和构成-yt方向侧的周边边缘部pt7a的第9像素进行追加曝光，基于描绘信号sdb、sdc和时钟信号clk，对该第1像素和第9像素分别照射点光spb、spc这2个脉冲的量。另外，在第1实施方式中，3个点光spa、spb、spc如之前的图10中说明的那样以间隔δyb、δyc在yt方向上偏移，因此在本变形例中，也如图11中说明的那样，与描绘信号sda、sdb、sdc分别对应的像素位信息的数据列的信息的位置(位的位置)偏移与该间隔δyb、δyc对应的像素数。
139.另外，在描绘线sl3b上，对以构成矩形图案pt7的xt方向侧的周边边缘部pt7a的方式在yt方向上排列的9个像素的列进行追加曝光。因此，在描绘线sl3b上，以从构成矩形图案pt7的+yt方向侧的周边边缘部pt7a的第1像素到构成-yt方向侧的周边边缘部pt7a的第9像素的全部被追加曝光的方式，基于描绘信号sda、sdb、sdc和时钟信号clk，对该第1像素～第9像素的9像素量的各个照射点光spa、spb、spc的2脉冲量。
140.在本变形例中，对追加曝光的像素(接通像素)持续照射圆形的点光spa、以-45度倾斜的槽状的点光spb、以+45度倾斜的槽状的点光spc，因此在各点光的光强度相同的情况下，对追加曝光的像素最大赋予约3倍的曝光量。但是，也存在追加曝光所需的曝光量为1.5倍或2倍左右即可的情况。在该情况下，也可以在从光源装置ls1b、ls1c射出的光束lb1b、lb1c的光路中设置能够可变地调整光束强度的减光部件，以使在追加曝光中使用的槽状的点光spb、spc各自的光强度衰减到点光spa的光强度的25％、50％左右。作为这样的减光部件，优选使来自光源装置ls1b(ls1c)的光束lb1b(lb1c)按照能够旋转的1/2波长板、偏振分束器的顺序通过的结构。在该情况下，通过将1/2波长板绕光束的中心光线进行旋转调整，能够在例如10％～90％的范围内连续地调整由偏振分束器反射(或透过)的光束的强度。
141.在本变形例中，在追加曝光时，向构成周边边缘部pt7a的像素重叠地照射以-45度倾斜的槽状的点光spb和以+45度倾斜的槽状的点光spc，因此由2个点光spb、spc的重叠引起的光强度分布接近于角变圆的四边状。因此，在片状基板p上的应曝光的器件形成区域内的整体中，如图16所示，在仅包含沿xt方向和yt方向延伸的周边边缘部pt7a而不包含倾斜边缘部、斜线图案的情况下，对于周边边缘部pt7a的像素(接通像素)，也可以仅通过2个点光spb、spc的重叠进行曝光。
142.变形例4
143.在以上的第1实施方式、第2实施方式以及各变形例中，通过光束切换部bd1b(bd2b)内的串联配置的声光调制元件am1、am3(am2、am4)，将从3个光源装置ls1a、ls1b、ls1c(ls2a、ls2b、ls2c)分别生成的3个光束bna、bnb、bnc(n＝1～4)切换供给到多个描绘单
元mun中的某一个。但是，也可以构成为不经由光束切换部bd1b(bd2b)而将来自2个光源装置各自的描绘用的光束直接供给到1个描绘单元。
144.图17是示出仅使用2个光源装置的变形例4的光束合成部的概略结构的图。在图17中，对与之前的图1、图4所示的部件相同的部件标注相同的标号，并省略其详细的说明。在本变形例中，来自2个光源装置ls1b、ls1c各自的光束lb1b、lb1c分别被反射镜m50、m52反射而入射到图4(以及图5a～图5c)所示的光束形状变形部10b、10c。另外，在图17中，来自光源装置ls1b的光束lb1b与垂直坐标系xyz的xy面平行地向+x方向射出，来自光源装置ls1c的光束lb1c以与光束lb1b大致同轴的配置关系与xy面平行地向-x方向射出。
145.设置于光束形状变形部10b内的光束压缩系统om2(参照图5a～图5c)的整体设置为能够绕入射的光束lb1b的中心光线(图5a～图5c中的光轴axb)旋转。光束压缩系统om2设定为通过包含马达或空气活塞等致动器的驱动机构20b每次旋转45
°
。因此，从光束形状变形部10b向+y方向射出的光束lb1b被转换为yz面内的截面分布成为槽状(长椭圆状)的平行光束。同样地，设置于光束形状变形部10c内的光束压缩系统om2(参照图5a～图5c)的整体被设置为能够绕入射的光束lb1c的中心光线(图5a～图5c中的光轴axc)旋转，并被设定为通过包含马达、空气活塞等致动器的驱动机构20c每次旋转45
°
。因此，从光束形状变形部10c向+y方向射出的光束lb1c被转换为yz面内的截面分布成为槽状(长椭圆状)的平行光束。
146.来自光束形状变形部10b的光束lb1b被反射镜m51向+x方向反射后，投射到v型反射镜m54的一个反射面。同样地，来自光束形状变形部10c的光束lb1c被反射镜m53向-x方向反射后，投射到v型反射镜m54的另一个反射面。v型反射镜m54的一个反射面和另一个反射面被设定成以规定的角度交叉，以形成与图17中的z轴平行的棱线。v型反射镜m54的棱线(与z轴平行)被设定为，在图17中的xy面内观察时，例如与描绘单元mu1的光轴axu1(参照图2)垂直。
147.通过反射镜m51、m53、v型反射镜m54，在v型反射镜m54的一个反射面反射的光束lb1b和在v型反射镜m54的另一个反射面反射的光束lb1c，在xy面内与光轴axu1平行且隔着光轴axu1对称地接近的状态下向+y方向前进，入射到棱镜块22。棱镜块22具有以与光轴axu1垂直的方式与z轴平行地延伸的棱线，使入射的光束lb1b、lb1c分别朝向光轴axu1折射(偏转)规定的角度(例如1
°
以下)。通过了棱镜块22的2个光束lb1b、lb1c以在与光轴axu1垂直的面pe’(与图8中的面pe’对应)上相互与光轴axu1交叉后，一边扩展一边入射到描绘单元mu1的方式前进。
148.通过以上的结构，在片状基板p上，仅从描绘单元mu1投射的光束lb1b、lb1c各自所形成的2个点光spb、spc会聚。在本变形例中，2个点光spb、spc各自均具有槽状(长椭圆状)的强度分布，能够通过驱动机构20b、20c在片状基板p上将该分布的长轴方向每次改变45
°
的角度。另外，基于驱动机构20b、20c的光束形状变形部10b、10c内的光束压缩系统om2的旋转角度的变化量例如可以在
±
90
°
的范围内设定为各15
°
的12个阶段，也可以无级地设定为任意角度。
149.在本变形例中，在仅利用2个槽状(长椭圆状)的点光spb、spc进行图案的描绘时，事先掌握在描绘单元mu1应描绘的图案中，怎样的图案部分(在主扫描方向或副扫描方向上延伸的直线边缘部、或者倾斜边缘部等)包含在片状基板p上的副扫描方向的哪个位置，并
与此相应地，通过驱动机构20b、20c事先(即将描绘对应的边缘部之前)使点光spb、spc各自的长轴方向旋转。如在之前的图9a中说明的那样，在电子器件内的布线图案中，多使用45度的斜线图案(图9a中的pt2)，但除此以外，还使用相对于主扫描方向或副扫描方向以30度左右或60度左右倾斜的线图案、图案边缘部。考虑到这样的情况，优选的是，具有槽状(长椭圆状)的强度分布的点光spb、spc各自的长轴方向相对于主扫描方向或副扫描方向在+25度～65度的范围或-25度～65度的范围内倾斜。
150.图18a～图18d是示意性地示出根据图案的边缘部的方向性而切换的点光spb、spc各自的长轴方向的组合的图。图18a与之前的图10中说明的状态同样地，表示以-45度倾斜的点光spb和以+45度倾斜的点光spc的各中心以间隔(δyb+δyc)在1个描绘线sln上位于yt(y)方向的情况。作为由描绘单元mu1描绘的图案，如在前面的图16中说明的那样，在仅由在xt方向和yt方向上延伸的直线边缘部构成的情况下，控制来自光源装置ls1b、ls1c的各个的光束lb1b、lb1c的脉冲发光，使得对于描绘数据上的全部的像素pic中的应投射点光的接通像素，重叠地投射以
±
45度倾斜的点光spb、spc的各个。此外，如图18a所示，将使点光spb以-45度倾斜、使点光spc以+45度倾斜的状态设为初始状态。
151.图18b示出通过驱动机构20c仅使点光spc从初始状态的倾斜度逆时针旋转90度的状态，图18c示出通过驱动机构20b仅使点光spb从初始状态的倾斜度顺时针旋转90度的状态。如图18b或图18c所示，通过使2个点光spb、spc向相同的方向倾斜，将点光spb、spc分别重叠地投射到倾斜边缘部或斜线图案的接通像素(pic)，能够使边缘部的像素的曝光量增大。
152.另外，图18d示出通过驱动机构20b、20c使点光spb从初始状态的倾斜向顺时针方向旋转45度，使点光spc从初始状态的倾斜向逆时针方向旋转45度的状态。在图18d的情况下，2个点光spb、spc均被设定为长轴方向与描绘线sln垂直的朝向。图18d的设定特别适合于在与描绘线sln平行或垂直的方向上延伸的直线状的线图案的描绘。
153.如上所述，基于驱动机构20b、20c的光束压缩系统om2的旋转的点光spb、spc的长轴方向的变更(切换)动作当然无法在沿着描绘线sln的点光spb、spc的1次扫描中进行。因此，相对于片状基板p在完全不进行图案描绘的区域(不被点光spb、spc脉冲照射的断开像素连续的区域)移动的时间，在点光spb、spc的长轴方向的切换动作所需的时间变短的定时，如果需要则进行切换动作。
154.变形例5
155.图19是示意性地示出通过来自1个光源装置lse的光束lbe来制作2个槽状(长椭圆状)的点光spb、spc的光学结构的图。为了便于说明，假设来自光源装置lse的光束lbe与垂直坐标系xyz的x轴平行地射出。光源装置lse是与之前说明的光源装置ls1b、ls1c同样的光纤放大器激光光源(以频率400mhz使波长355nm的紫外脉冲光振荡)。来自光源装置lse的p偏振的光束lbe(具有直径为0.5～1mm左右的圆形的截面分布的平行光束)入射到与之前的图14中说明的电光元件eoa、eob同样的电光元件eoc。电光元件eoc在被施加驱动信号ssc(高压的直流电位)的期间(接通状态时)，将入射的光束lbe从p偏振光转换为s偏振光并射出，在未施加驱动信号ssc时(断开状态时)，直接射出p偏振的光束lbe。
156.来自电光元件eoc的光束lbe以与y轴平行地向+y方向前进的方式被反射镜m55弯折成直角后，入射到光束放大系统om1(参照图5a～图5c)。光束放大系统om1使入射的光束
lbe的直径成为放大10倍左右的平行光束并向偏振分束器bs4射出。作为光分割部的偏振分束器bs4在光束lbe为p偏振光时使光束lbe直接透过，在光束lbe为s偏振光时使光束lbe以直角反射。这里，若将透过偏振分束器bs4的p偏振的光束lbe设为光束lb1c，将由偏振分束器bs4反射的s偏振的光束lbe设为光束lb1b，则分割后的光束lb1c、lb1b分别在不同的光路中前进。
157.来自偏振分束器bs4的光束lb1b(s偏振光)透过1/2波长板hwp，转换为偏振方向旋转了90度的p偏振光之后，入射到作为光束形状变形部发挥功能的光束压缩系统om2b。同样地，来自偏振分束器bs4的光束lb1c(p偏振光)透过1/2波长板hwp，转换为偏振方向旋转了90度的s偏振光之后，入射到作为光束形状变形部发挥功能的光束压缩系统om2c。光束压缩系统om2b、om2c分别由之前的图5a～图5c或图13所示的光学部件同样地构成，以围绕各个光束lb1b、lb1c的中心光线(光轴)形成相对90度的角度的方式设置。
158.通过了光束压缩系统om2b的光束lb1b被反射镜m57以与y轴平行的方式直角地反射而向+y方向前进，入射到偏振分束器bs5。另外，通过光束压缩系统om2c向-x方向行进的光束lb1c入射到偏振分束器bs5。用作光束合成部的偏振分束器bs5被配置为使成为p偏振光的光束lb1b透过，反射成为s偏振光的光束lb1c，并且同轴地合成光束lb1b和lb1c。从偏振分束器bs5向+y方向射出的光束lb1b、lb1c通过与图5a～图5c所示的结构相同的光束缩小系统om3，转换为将光束直径缩小为1/10左右的平行光束。
159.通过了光束缩小系统om3的光束lb1b、lb1c透过振幅分割型的分束器bs6，分别成为光束b1b、b1c，以与描绘单元mu1的光轴axu1同轴的方式入射到描绘单元mu1。另外，来自以与光源装置lse相同的诸特性制作的光源装置ls1a的向-x方向前进的光束lb1a(具有直径为0.5～1mm左右的圆形的截面分布的平行光束)被分束器bs6反射，成为光束b1a，以与描绘单元mu1的光轴axu1同轴的方式入射到描绘单元mu1。分束器bs6以将3根光束b1a、b1b、b1c同轴地合成的方式配置，但入射的光束b1a、b1b、b1c各自的光量的约一半被配置在分束器bs6的-x方向侧的光束阱trc吸收。
160.在本变形例中，在电光元件eoc为断开状态且向光源装置lse供给的描绘信号sdc的像素位值为“1”时，从光源装置lse脉冲发光光束lbe。由于电光元件eoc为断开状态，因此光束lbe(p偏振光)透过偏振分束器bs4，通过1/2波长板hwp而转换为s偏振光，通过光束压缩系统om2c而被偏振分束器bs5反射，经由光束缩小系统om3、分束器bs6而成为生成点光spc的光束b1c并供给至描绘单元mu1。在电光元件eoc为接通状态且向光源装置lse供给的描绘信号sdb的像素位值为“1”时，从光源装置lse脉冲发光光束lbe。由于电光元件eoc为接通状态，因此p偏振的光束lbe被转换为s偏振光，被偏振分束器bs4反射，通过1/2波长板hwp而被转换为p偏振光，通过光束压缩系统om2b而透过偏振分束器bs5，经由光束缩小系统om3、分束器bs6而成为生成点光spb的光束b1b并被供给至描绘单元mu1。
161.在本变形例中，为了切换点光spb和点光spc，也使用电光元件eoc。因此，在图4所示的控制装置100内的描绘数据存储部100b中，设定对电光元件eoc施加的驱动信号ssc的接通/断开的信息(位图信息)与应描绘的图案的像素图信息相关联地存储。通过电光元件eoc的接通/断开，结果，从作为光束形状变形部的光束压缩系统om2b射出的光束lb1b的线偏振光的方向与从作为光束形状变形部的光束压缩系统om2c射出的光束lb1c的线偏振光的方向被互补地切换。
162.在本变形例中，来自光源装置ls1a的光束b1a的圆形状的点光spa响应于描绘信号sda的像素位值“1”以及时钟信号clk，能够始终作为脉冲光投射到片状基板p上。另一方面，从来自光源装置lse的光束lbe生成的光束b1b所形成的点光spb和光束b1c所形成的点光spc通过电光元件eoc的断开状态和接通状态的切换，仅某一方响应描绘信号sdb、sdc的像素位值“1”以及时钟信号clk，作为脉冲光投射到片状基板p上。
163.因此，在本变形例中，对于构成倾斜边缘部或斜线图案的边缘像素，不仅能够重叠曝光槽状(长椭圆状)的点光spb或spc，还能够重叠曝光圆形状的点光spa。在该情况下，还能够得到增大边缘像素的曝光量并且减少边缘部的锯齿的效果。
164.变形例6
165.图20是示意性地示出光源装置和包含光束形状变形部10b、10c的光束合成部bd1a(bd2a)的变形例的结构的图。在本变形例中，构成为通过来自图19所示的光源装置lse的光束lbe和来自图4所示的光源装置ls1a的光束lb1a，生成圆形的点光spa和2个槽状(长椭圆状)的点光spb、spc，并且也使用图6所示的光束切换部bd1b(bd2b)，能够进行多个描绘单元mu1～mu4各自的图案曝光。
166.在图20中，从光源装置lse以频率400mhz脉冲发光的紫外波长区域的光束lbe(直径为0.5～1mm左右的圆形截面的平行光束)以布拉格衍射的条件入射到声光调制元件am5。声光调制元件am5通过驱动信号sse而被切换为接通状态(衍射光产生状态)和断开状态。在声光调制元件am5为断开状态时，入射的光束lbe直接透过而与光轴同轴地入射到透镜gk7。声光调制元件am5配置在透镜gk7的前侧焦点的位置，在透镜gk7的后侧焦点的位置配置落射镜im5。因此，图20的声光调制元件am5、透镜gk7、落射镜im5的各配置与之前的图7a、图7b中说明的声光调制元件am3、透镜gk3、落射镜im3的各配置相同。
167.透过断开状态的声光调制元件am5并通过了透镜gk7的光束lbe在落射镜im5的上方空间以成为束腰的方式收敛后，一边发散一边与光轴同轴地向透镜gk9入射。透镜gk9的前侧焦点以与透镜gk7的后侧焦点的位置一致的方式配置，在透镜gk9的后侧焦点的位置，根据驱动信号ssf切换为接通状态(衍射光产生状态)和断开状态，并且设置有在布拉格衍射条件下配置的声光调制元件am6。透过了透镜gk9的光束lbe成为与入射到初级的声光调制元件am5时的光束直径相同的平行光束。
168.在声光调制元件am6为接通状态的情况下，如图20所示，产生作为光束lbe的1次衍射光束的光束lb1c(平行光束)。光束lb1c通过透镜gk10，在落射镜im6的位置以成为束腰的方式收敛，并且被落射镜im6以直角反射，以与光轴同轴的状态入射到透镜gk11。这里，在透镜gk10的前侧焦点的位置配置声光调制元件am6，在透镜gk10的后侧焦点的位置配置落射镜im6。并且，透镜gk11的前侧焦点的位置被设定为与透镜gk10的后侧焦点的位置(落射镜im6的位置)相同。因此，通过了透镜gk11的光束lb1c再次成为平行光束，被反射镜m59反射，入射到之前的图4(图5a～图5c)或图13所示的光束形状变形部10c。
169.另一方面，在初级的声光调制元件am5为接通状态的情况下，产生作为入射到声光调制元件am5的光束lbe的1次衍射光束的光束lb1b。该光束lb1b(平行光束)被透镜gk7收敛，被落射镜im5反射，以与光轴同轴的状态入射到透镜gk8。透镜gk8的前侧焦点被设定在透镜gk7的后侧焦点的位置(落射镜im5的位置)，因此通过了透镜gk8的光束lb1b再次成为平行光束，被反射镜m58反射，入射到之前的图4(图5a～图5c)或图13所示的光束形状变形
部10b。
170.图20所示的光束形状变形部10b、10c也可以如之前的图13中说明的那样，通过驱动机构20b、20c各自的光束压缩系统om2的旋转，使光束lb1b、lb1c的压缩方向绕光轴旋转。从光束形状变形部10b、10c分别射出的光束lb1b、lb1c分别与图4同样地被反射镜m3b、m3c反射后，通过楔状的棱镜12b、12c，以与光束切换部bd1b(bd2b)的光轴axs成规定的角度的方式前进。另外，与图4同样地，来自光源装置ls1a的光束lb1a从反射镜m3b与反射镜m3c之间以与光束切换部bd1b(bd2b)的光轴axs成为同轴的方式通过。该光束lb1a与图4同样地，通过平行平板12a被供给到光束切换部bd1b(bd2b)。
171.根据以上的结构，在本变形例中，能够分别从描绘单元mu1、mu3(mu2、mu4)，将基于光束lb1a(lb2a)的圆形的点光spa、基于光束lb1b(lb2b)的以-45度倾斜的槽状(长椭圆状)的点光spb以及基于光束lb1c(lb2c)的以+45度倾斜的槽状(长椭圆状)的点光spb中的任意1个选择性地投射到片状基板p上，或者将槽状(长椭圆状)的点光spb、spc中的任意1个和圆形的点光spa这2个同时投射到片状基板p上。
172.在将光源装置ls1a和光源装置lse各自的脉冲振荡的频率fp设为400mhz的情况下，考虑到图20所示的声光调制元件am5、am6的最高切换频率fss为50mhz～100mhz左右，将声光调制元件am5、am6分别切换为接通状态或断开状态的驱动信号ssc、ssd的施加定时相对于应该用槽状(长椭圆状)的点光spb、spc描绘的边缘像素或斜线图案的位置，例如与图15中说明的驱动信号ssa、ssb同样地提前几像素量来执行。例如，在对1个像素沿主扫描方向照射n脉冲量的各个点光spa、spb、spc的情况下，驱动信号ssc、ssd的施加定时被控制为先行由fp/n
·
fss求出的值以上的像素数。因此，在fp＝400mhz、fss＝50mhz、n＝2的情况下，只要在主扫描方向上先行4个像素以上的像素位置施加驱动信号(高频信号)sse、ssf中的任意一方即可。
173.在本变形例中，为了切换点光spb和点光spc，使用2个声光调制元件am5、am6。因此，在图4所示的控制装置100内设置有用于对声光调制元件am5、am6分别施加驱动信号sse、ssf的驱动电路(高频信号施加放大器等)，在描绘数据存储部100b中，设定这些驱动信号sse、ssf的接通/断开的信息(位图信息)与应描绘的图案的像素图信息建立关联地存储。另外，本变形例中的由声光调制元件am5、am6、透镜gk7～gk11、落射镜im5、im6构成的光束切换机构作为将来自1个光源装置lse的光束lbe分割为通过相互不同的光路前进的2个光束lb1b、lb1c的光分割部发挥功能。并且，本变形例中的反射镜m3b、m3c、楔状的棱镜12b、12c作为对通过光束形状变形部10b、10c使截面形状从圆形变形后的2个光束lb1b、lb1c进行合成的光束合成部而发挥功能。
174.根据本变形例，如图20所示，能够使由来自1个光源装置lse的光束lbe生成的2个光束lb1b(点光spb用)、lb1c(点光spc用)各自的偏振方向与由1个光源装置ls1a生成的光束lb1a(点光spa用)的偏振方向一致，因此能够使用声光调制元件am1～am4分时地依次向多个描绘单元mu1～mu4各自供给来自各光源装置的光束。另外，在本变形例中，也与之前的图17同样地，通过驱动机构20b、20c，能够改变从圆形状变形为各向异性的形状(槽状、长椭圆状)的点光spb、spc的方向性(长轴方向)，因此能够容易地设定为适合于应该描绘的图案的斜边缘的角度的点形状。
175.另外，在本变形例中，对于在主扫描方向(yt方向)、副扫描方向(xt方向)上直线地
延伸的图案边缘的像素、或者相对于yt方向和xt方向倾斜的图案边缘的像素，能够适当地选择变形为槽状(长椭圆状)的点光spb、spc中的任意一方和圆形状的点光spa双方、仅变形的点光spb、spc中的任意一方、或者仅选择圆形状的点光spa进行投射。
176.以上的第1实施方式、第2实施方式以及各变形例中说明的点光spb、spc相对于圆形的点光spa变形为槽状或长椭圆状，但也可以变形为其他形状。例如，也可以将点光spb(或spc)设为矩形、正方形、菱形的四边状。但是，在该情况下，根据经由图2所示的fθ透镜系统ft和第2柱面透镜cyb投射到片状基板p上的光束b1b的数值孔径(na)与光束b1b(来自光源装置的光束)的波长λ之间的关系来决定最小点尺寸，因此，在使点光spb为四边状的情况下，还根据衍射、像差的影响，优选设为比该最小点尺寸充分大的尺寸(例如，最小点尺寸的3倍以上)。即使在将点光spb、spc都设为相同的四边状的情况下，在其四边形的对角线的方向相互不同的情况下，也作为变形为相互不同的形状的点光来处理。

技术特征：
1.一种图案曝光装置，其具有描绘单元，该描绘单元使从光源装置供给的光束所形成的点光沿主扫描方向扫描而在基板上描绘图案，其中，该图案曝光装置具有：第1光源装置，其射出第1光束；第2光源装置，其射出第2光束；光束合成部，其将来自所述第1光源装置的所述第1光束和来自所述第2光源装置的所述第2光束以分别入射到所述描绘单元的方式进行合成；光束形状变形部，其使入射到所述光束合成部的所述第1光束与所述第2光束各自的截面形状相互不同，以使得投射到所述基板上的所述第1光束所形成的第1点光的形状与所述第2光束所形成的第2点光的形状相互不同；以及控制装置，其控制为利用所述第1点光和所述第2点光中的任意一方或双方对在所述基板上描绘的图案的至少边缘部进行描绘。2.根据权利要求1所述的图案曝光装置，其中，所述光束合成部将所述第1光束和所述第2光束以沿着所述描绘单元的光轴入射到所述描绘单元的方式合成。3.根据权利要求1或2所述的图案曝光装置，其中，来自所述第1光源装置的所述第1光束和来自所述第2光源装置的所述第2光束的截面形状均为圆形，所述光束形状变形部包含：第1光束形状变形部，其使所述第1光束的截面形状从圆形变形为槽状或长椭圆状；以及第2光束形状变形部，其使所述第2光束的截面形状从圆形变形为槽状或长椭圆状。4.根据权利要求3所述的图案曝光装置，其中，将从所述第1光束形状变形部射出的所述第1光束的截面形状的长轴的方向与从所述第2光束形状变形部射出的所述第2光束的截面形状的长轴的方向设定为相互不同的方向，以使得变形为所述槽状或长椭圆状的所述第1点光的长轴方向与变形为所述槽状或长椭圆状的所述第2点光的长轴方向在所述基板上朝向相互不同的方向。5.根据权利要求3或4所述的图案曝光装置，其中，所述第1光束形状变形部与所述第2光束形状变形部分别包含将截面形状为圆形的光束朝向一个方向压缩的光束压缩系统。6.根据权利要求5所述的图案曝光装置，其中，所述光束压缩系统包含在光轴方向上分离地配置的2个柱面透镜，该2个柱面透镜使作为平行光束入射的截面形状为圆形的光束成为截面形状变形为所述槽状或长椭圆状的平行光束而射出。7.根据权利要求3至6中的任意一项所述的图案曝光装置，其中，变形为所述槽状或长椭圆状的所述第1点光的长轴方向被设定为相对于所述主扫描方向在+25度～+65度的范围内倾斜，变形为所述槽状或长椭圆状的所述第2点光的长轴方向被设定为相对于所述主扫描方向在-25度～-65度的范围内倾斜。
8.根据权利要求3至7中的任意一项所述的图案曝光装置，其中，当在所述基板上描绘的图案的所述边缘部是相对于所述主扫描方向倾斜地延伸的倾斜边缘部时，所述控制装置控制来自所述第1光源装置的所述第1光束的射出和来自所述第2光源装置的所述第2光束的射出，以将所述第1点光和所述第2点光中的与所述倾斜边缘部的倾斜相对应的点光投射到所述基板上。9.根据权利要求8所述的图案曝光装置，其中，所述图案曝光装置还具有射出截面形状为圆形的第3光束的第3光源装置，所述光束合成部以使所述第3光束所形成的圆形的第3点光投射到所述基板上的方式使所述第3光束与变形为所述槽状或长椭圆状的所述第1光束和所述第2光束一起沿着所述描绘单元的光轴入射。10.根据权利要求9所述的图案曝光装置，其中，所述控制装置针对在所述基板上描绘的图案的所述倾斜边缘部，以使所述第1点光和所述第2点光中的任意一方投射到所述基板上的方式控制来自所述第1光源装置的所述第1光束的射出和来自所述第2光源装置的所述第2光束的射出，并且针对所述倾斜边缘部以外的图案部分，以使所述第3点光投射到所述基板上的方式控制来自所述第3光源装置的所述第3光束的射出。11.一种图案曝光装置，其具有描绘单元，该描绘单元使从光源装置供给的光束所形成的点光沿主扫描方向扫描而在基板上描绘图案，其中，该图案曝光装置具有：光分割部，其将从所述光源装置射出的截面形状为圆形的光束分割为第1光束和第2光束；第1光束形状变形部，其设置于所述第1光束的光路，使所述第1光束的截面形状从圆形变形，使通过所述第1光束的投射而在所述基板上产生的第1点光的形状成为第1形状；第2光束形状变形部，其设置于所述第2光束的光路，使所述第2光束的截面形状从圆形变形，使通过所述第2光束的投射而在所述基板上产生的第2点光的形状成为与所述第1形状不同的第2形状；光束合成部，其将来自所述第1光束形状变形部的所述第1光束和来自所述第2光束形状变形部的所述第2光束以入射到所述描绘单元的方式合成；以及控制装置，其控制为利用所述第1点光和所述第2点光中的任意一方对在所述基板上描绘的图案进行描绘。12.根据权利要求11所述的图案曝光装置，其中，所述光束合成部将所述第1光束和所述第2光束以沿着所述描绘单元的光轴入射到所述描绘单元的方式合成。13.根据权利要求11或12所述的图案曝光装置，其中，所述第1光束形状变形部使所述第1光束的截面形状变形，以使得所述第1点光的所述第1形状变形为具有相对于所述主扫描方向倾斜的长轴的槽状或长椭圆状，所述第2光束形状变形部使所述第2光束的截面形状变形，以使得所述第2点光的所述第2形状变形为具有相对于所述主扫描方向与所述第1形状相反地倾斜的长轴的槽状或长椭圆状。
14.根据权利要求13所述的图案曝光装置，其中，所述第1光束形状变形部与所述第2光束形状变形部分别包含将截面形状为圆形的光束朝向一个方向压缩而使截面形状成为槽状或长椭圆状的光束压缩系统。15.根据权利要求14所述的图案曝光装置，其中，所述光束压缩系统包含在光轴方向上分离地配置的2个柱面透镜，该2个柱面透镜使作为平行光束入射的截面形状为圆形的光束成为截面形状变形为所述槽状或长椭圆状的平行光束而射出。16.根据权利要求13至15中的任意一项所述的图案曝光装置，其中，变形为所述槽状或长椭圆状的所述第1点光的长轴方向被设定为相对于所述主扫描方向在+25度～+65度的范围内倾斜，变形为所述槽状或长椭圆状的所述第2点光的长轴方向被设定为相对于所述主扫描方向在-25度～-65度的范围内倾斜。17.根据权利要求13至16中的任意一项所述的图案曝光装置，其中，所述光束合成部由根据线偏振光的方向而具有透过性或反射性的偏振分束器构成，该图案曝光装置还包含电光元件，该电光元件互补地切换来自所述第1光束形状变形部的所述第1光束与来自所述第2光束形状变形部的所述第2光束的线偏振光的方向。18.根据权利要求17所述的图案曝光装置，其中，当在所述基板上描绘的图案的边缘部是相对于所述主扫描方向倾斜地延伸的倾斜边缘部时，所述控制装置控制所述电光元件，以使得所述第1点光和所述第2点光中的与所述倾斜边缘部的倾斜对应的点光投射到所述基板上。19.根据权利要求18所述的图案曝光装置，其中，所述图案曝光装置还具有射出截面形状为圆形的第3光束的第2光源装置，所述光束合成部以使所述第3光束所形成的圆形的第3点光投射到所述基板上的方式使所述第3光束与变形为所述槽状或长椭圆状的所述第1光束或所述第2光束一起沿着所述描绘单元的光轴入射。20.根据权利要求19所述的图案曝光装置，其中，所述控制装置针对在所述基板上描绘的图案的所述倾斜边缘部，以使所述第1点光和所述第2点光中的任意一方投射到所述基板上的方式控制来自所述光源装置的所述光束的射出和所述电光元件的驱动，并且针对所述倾斜边缘部以外的图案部分，以使所述第3点光投射到所述基板上的方式控制来自所述第2光源装置的所述第3光束的射出。21.一种图案曝光方法，该图案曝光方法使用了描绘单元，该描绘单元根据在描绘数据上规定的每个像素的像素信息使从光源装置供给的光束所形成的点光沿主扫描方向扫描而在基板上描绘图案，其中，当在沿所述主扫描方向扫描的所述像素的列中包含成为与所述主扫描方向交叉地倾斜延伸的图案的边缘部的边缘像素时，至少将投射到所述边缘像素的所述点光的形状设定为长轴按照沿着所述图案倾斜延伸的方向的方向倾斜的槽状或长椭圆状。22.根据权利要求21所述的图案曝光方法，其中，投射到所述边缘像素以外的像素的所述点光的形状被设定为圆形。
23.根据权利要求22所述的图案曝光方法，其中，投射到所述基板上的所述圆形的点光的有效尺寸被设定为相对于所述像素在所述基板上规定的尺寸的
±
50％的范围内。24.根据权利要求23所述的图案曝光方法，其中，投射到所述基板上的所述槽状或长椭圆状的点光的长轴方向的有效尺寸被设定为与所述像素在所述基板上规定的对角尺寸相等。25.根据权利要求22至24中的任意一项所述的图案曝光方法，其中，所述光源装置具有：第1光源装置，其射出成为长轴方向相对于所述主扫描方向在+25度～+65度的范围内倾斜的所述槽状或长椭圆状的第1点光的第1光束；以及第2光源装置，其射出成为长轴方向相对于所述主扫描方向在-25度～-65度的范围内倾斜的所述槽状或长椭圆状的第2点光的第2光束，在描绘与所述边缘部对应的边缘像素的情况下，控制为使来自所述第1光源装置的所述第1光束和来自所述第2光源装置的所述第2光束中的任意一方供给到所述描绘单元。26.根据权利要求22至24中的任意一项所述的图案曝光方法，其中，所述光源装置具有：第1光源装置，其射出用于生成第1点光和第2点光的光束，该第1点光呈长轴方向相对于所述主扫描方向在+25度～+65度的范围内倾斜的所述槽状或长椭圆状，该第2点光呈长轴方向相对于所述主扫描方向在-25度～-65度的范围内倾斜的所述槽状或长椭圆状；以及第2光源装置，其射出用于生成所述圆形的第3点光的光束。27.根据权利要求26所述的图案曝光方法，其中，将来自所述第1光源装置的所述光束分割成用于生成所述第1点光的第1光束和用于生成所述第2点光的第2光束，在使分割后的所述第1光束和所述第2光束各自的截面形状变形为所述槽状或长椭圆状之后，将所述第1光束和所述第2光束中的任意一方以沿着所述描绘单元内的光轴的方式供给到所述描绘单元。28.根据权利要求27所述的图案曝光方法，其中，使用电光元件和偏振分束器将来自所述第1光源装置的所述光束分割为所述第1光束和所述第2光束，所述电光元件通过电控制来切换来自所述第1光源装置的所述光束的偏振方向，所述偏振分束器将通过了所述电光元件的所述光束分割为根据偏振状态而透过的光路和根据偏振状态而反射的光路。29.根据权利要求27所述的图案曝光方法，其中，设置有第1声光调制元件和第2声光调制元件，该第1声光调制元件和第2声光调制元件被配置为使来自所述第1光源装置的所述光束串联通过，将仅所述第1声光调制元件为接通状态时产生的所述光束的1次衍射光束用作所述第1光束，将仅所述第2声光调制元件为接通状态时产生的所述光束的1次衍射光束用作所述第2光束。
30.一种图案曝光装置，其具有描绘单元，该描绘单元使从光源装置供给的光束所形成的点光沿主扫描方向扫描而在基板上描绘图案，其中，该图案曝光装置具有光束形状变形部，来自所述光源装置的所述光束入射至该光束形状变形部，该光束形状变形部将使所述光束的截面形状变形后的光束引导至所述描绘单元，所述光束形状变形部使所述光束的截面形状从圆形变形为非圆形。31.根据权利要求30所述的图案曝光装置，其中，所述光束形状变形部使所述光束的截面形状从圆形变形为槽状或长椭圆状。

技术总结
具有在基板上描绘图案的描绘单元的图案曝光装置具有：第1光源装置，其射出第1光束；第2光源装置，其射出第2光束；光束合成部，其将来自第1光源装置的第1光束和来自第2光源装置的第2光束以分别入射到描绘单元的方式进行合成；光束形状变形部，其以使投射到基板上的第1光束所形成的第1点光的形状与第2光束所形成的第2点光的形状相互不同的方式使入射到光束合成部的第1光束与第2光束各自的截面形状相互不同；以及控制装置，其以利用第1点光和第2点光中的任意一方或双方对在基板上描绘的图案的至少边缘部进行描绘的方式进行控制。案的至少边缘部进行描绘的方式进行控制。案的至少边缘部进行描绘的方式进行控制。


技术研发人员：鬼头义昭 加藤正纪
受保护的技术使用者：株式会社尼康
技术研发日：2021.12.03
技术公布日：2023/8/8