CN107741685A - 照明装置及曝光装置 - Google Patents

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CN107741685A CN201710983508.1A CN201710983508A CN107741685A CN 107741685 A CN107741685 A CN 107741685A CN 201710983508 A CN201710983508 A CN 201710983508A CN 107741685 A CN107741685 A CN 107741685A
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根岸武利
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Abstract

本发明提供照明装置及曝光装置。照明装置对被处理物照射沿第1方向延伸的狭缝状的照明光，具备：多个固体光源部，在将狭缝状的照明光所照射的狭缝状的照明区域分成第1方向长且第2方向短的多个局部照明区域时，该多个固体光源部以对多个局部照明区域各自分别照射照明光的方式配置；和光束合成部，其沿着狭缝状的照明区域配置，将第1方向设为长度方向且截面为三角形的2个棱镜的包含长度方向的斜面相互接合，以斜面上的沿着第1方向的部分中的、与多个局部照明区域的第奇数个和第偶数个中的某一方对应的部分相对于照明光成为通过部、且与另一方对应的部分相对于照明光成为反射部的方式，形成有反射膜。

Description

照明装置及曝光装置
本申请是中国专利申请号为201380037678.0、进入国家阶段日期为2015年1月14日，国际申请日为2013年5月22日、PCT国际申请号为PCT/JP2013/064228、发明名称为“照明装置、处理装置及器件制造方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及照明装置及曝光装置。
本申请基于2012年5月29日的美国临时申请61/652，719号主张优先权，并在此援用其内容。
背景技术
近年来，作为电视机等的显示装置，大多使用例如液晶显示面板等平板显示器。在平板显示器这样的各种器件的制造中，利用曝光装置等处理装置。例如，利用基于曝光装置而实现的光刻方法、蚀刻技术等，在玻璃板上形成透明薄膜电极等各种膜图案，由此来制造液晶显示面板。作为光刻方法，提出有取代玻璃板而在卷绕成卷状的片状基板上对掩膜图案的像进行投影曝光的方法(例如，参照下述的专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开2007-114385号公报
发明内容
出于能够高效地制造器件等的观点而期待曝光装置等处理装置扩大处理范围，在用于这样的处理装置的照明装置中，期望扩大与被处理物的移动方向垂直的方向上的光的照射范围。
本发明方案的目的在于，提供一种能够扩大处理范围的照明装置及曝光装置。
根据本发明的第1方案，提供一种照明装置，对被处理物照射沿第1方向延伸的狭缝状的照明光，其特征在于，具备：多个固体光源部，在将所述狭缝状的照明光所照射的狭缝状的照明区域分成所述第1方向长且所述第2方向短的多个局部照明区域时，该多个固体光源部以对所述多个局部照明区域各自分别照射所述照明光的方式配置；和光束合成部，其沿着所述狭缝状的照明区域配置，将所述第1方向设为长度方向且截面为三角形的2个棱镜的包含长度方向的斜面相互接合，以所述斜面上的沿着所述第1方向的部分中的、与所述多个局部照明区域的第奇数个和第偶数个中的某一方对应的部分相对于所述照明光成为通过部、且与另一方对应的部分相对于所述照明光成为反射部的方式，形成有反射膜。
根据本发明的第2方案，提供一种曝光装置，一边将沿第1方向延伸的狭缝状的照明光向掩膜图案的一部分照射、一边使所述狭缝状的照明光和所述掩膜图案沿着与所述第1方向交叉的第2方向相对地移动，利用从所述掩膜图案通过的所述照明光对基板的感光层进行曝光，所述曝光装置的特征在于，具备：第奇数个用的多个光源部，在将所述狭缝状的照明光所照射的狭缝状的照明区域分成所述第1方向长且所述第2方向短的多个局部照明区域时，所述第奇数个用的多个光源部以对所述多个局部照明区域中的沿着所述第1方向的第奇数个的所述局部照明区域各自分别照射所述照明光的方式，相对于所述狭缝状的照明区域的法线配置于所述第2方向的一侧；第偶数个用的多个光源部，其以对所述多个局部照明区域中的沿着所述第1方向的第偶数个的所述局部照明区域各自分别照射所述照明光的方式，相对于所述狭缝状的照明区域的法线配置于所述第2方向的另一侧；和偏转部件，其具有多个第奇数个用的反射镜和多个第偶数个用的反射镜，所述多个第奇数个用的反射镜使向所述第奇数个的局部照明区域各自照射的来自所述第奇数个用的多个光源部各自的所述照明光从所述一侧向所述法线的方向反射，所述多个第偶数个用的反射镜使向所述第偶数个的局部照明区域各自照射的来自所述第偶数个用的多个光源部各自的所述照明光从所述另一侧向所述法线的方向反射。
根据本发明的第3方案，提供一种曝光装置，使沿着从中心线以规定半径弯曲成圆筒状的外周面保持有透射型的掩膜图案的旋转滚筒绕所述中心线旋转，从所述旋转滚筒的内部向所述掩膜图案照射与所述中心线平行地延伸的狭缝状的照明光，通过从所述掩膜图案透射的光对基板的感光层进行曝光，所述曝光装置的特征在于，具备多个照明模块，在将所述狭缝状的照明光所照射的狭缝状的照明区域在所述中心线所延伸的第1方向上分成多个局部照明区域时，该多个照明模块与所述多个局部照明区域各自对应地在所述旋转滚筒内沿着所述第1方向配置，并对所述局部照明区域各自照射照明光，使从所述多个照明模块各自朝向所述局部照明区域的所述照明光的扩散角在与所述第1方向正交的第2方向、及所述第1方向上为各向同性。
发明效果
根据本发明的方式，能够提供一种可扩大处理范围的照明装置及曝光装置。
附图说明
图1是表示器件制造系统的一例的图。
图2是表示第1实施方式的处理装置(曝光装置)的侧视图。
图3是表示第1实施方式的处理装置(曝光装置)的主视图。
图4A是表示第1实施方式的照明模块的图。
图4B是表示第1实施方式的照明模块的图。
图5是表示第1实施方式的偏转部的立体图。
图6是表示第1实施方式的偏转部的俯视图。
图7是表示照度分布及滤光片的一例的图。
图8是表示照度分布及滤光片的其他例子的图。
图9是表示第2实施方式的处理装置(曝光装置)的侧视图。
图10是表示第2实施方式的照明装置的立体图。
图11是表示第2实施方式的照明装置的俯视图。
图12是表示第2实施方式的照明装置的光源的俯视图。
图13A是表示第2实施方式的照明装置的光学杆部件的图。
图13B是表示第2实施方式的照明装置的光学杆部件的图。
图14是表示第2实施方式的照明装置的中继透镜的俯视图。
图15是表示第2实施方式的照明装置的偏转部的图。
图16是表示第2实施方式的照明装置的光阑部件的图。
图17是表示第3实施方式的处理装置(曝光装置)的侧视图。
图18是表示第3实施方式的处理装置(曝光装置)的俯视图。
图19是表示第4实施方式的处理装置(曝光装置)的侧视图。
图20是表示第4实施方式的处理装置(曝光装置)的主视图。
图21是表示第4实施方式的照明装置的偏转部的主视图。
图22是表示器件制造方法的一例的流程图。
附图标记说明
10…移动装置，21…光源部，21a…第1光源部，21b…第2光源部，22…偏转部，23…光源，24…线段生成器，25…准直器，28…滤光片，35…旋转滚筒，36…光学杆部件，37、38…中继透镜，42…光阑部件，45…反射镜，46…通过部，47…反射部，48…中间部，EX…曝光装置，IU…照明装置，L…照明光，M…掩膜图案，P…基板，S…距离，U3…处理装置。
具体实施方式
[第1实施方式]
图1是表示器件制造系统SYS(柔性显示器生产线)的结构例的图。在此，示出了从供给卷FR1引出的挠性基板P(片、膜等)依次经由n台处理装置U1、U2、U3、U4、U5、…Un而卷绕至回收卷FR2为止的例子。
在图1中，将XYZ正交坐标系设为，基板P的表面(或背面)被设定为与XZ面垂直，与基板P的搬送方向(长度方向)正交的方向(宽度方向)被设定为Y轴方向。Z轴方向被设定为例如铅垂方向，X轴方向及Y轴方向被设定为水平方向。此外，为了便于说明，有时将从X轴方向(搬送方向的下游)观察到的图称为主视图，将从Y轴方向(旋转中心轴的方向)观察到的图称为侧视图，将从Z轴方向(铅垂方向的上方)观察到的图称为俯视图。
卷绕在供给卷FR1上的基板P通过夹持的驱动辊DR1而被引出，通过边缘位置控制器EPC1而在Y方向上被定位并向处理装置U1输送。
处理装置U1是以印刷方式将感光性功能液(感光胶、感光性耦合材料、UV固化树脂液等)沿基板P的搬送方向(长度方向)连续地或选择性地涂敷于基板P表面的涂敷装置。在处理装置U1内设有涂敷机构Gp1和干燥机构Gp2等，其中，该涂敷机构Gp1包括卷绕基板P的压版辊DR2、用于在该压版辊DR2上将感光性功能液均匀地涂敷于基板P表面的涂敷用辊或将感光性功能液选择性地涂敷的凸版或凹版的印版辊等，干燥机构Gp2用于快速地除去被涂敷于基板P的感光性功能液所包含的溶剂或水分。
处理装置U2是加热装置，用于将从处理装置U1搬送来的基板P加热至规定温度(例如，数10℃至120℃左右)而使被涂敷于表面的感光性功能层稳定地固定。在处理装置U2内设有用于将基板P折返搬送的多个辊和空气转向杆(air turn bar)、冷却室部HA2、夹持的驱动辊DR3等。
作为曝光装置的处理装置U3包括曝光装置，该曝光装置对从处理装置U2搬送来的基板P的感光性功能层照射与显示器用的电路图案和布线图案对应的紫外线的经图案化的光。在处理装置U3内设有将基板P的Y方向(宽度方向)的中心控制于固定位置的边缘位置控制器EPC2、夹持的驱动辊DR4、通过空气轴承层以规定张力对沿X方向搬送的基板P的背面以平面或圆筒状的弯曲面进行支承的基板载置台ST(基板支承部件)、以及用于对基板P赋予规定的松弛(余裕)DL的两组驱动辊DR6、DR7等。
而且在处理装置U3内还设有：旋转滚筒14，其在外周面上卷绕有片状的掩膜基板(以下称作掩膜图案M)且绕与Y方向平行的中心线旋转；照明装置IU，其对卷绕在该旋转滚筒14上的掩膜图案M照射沿Y方向延伸的狭缝状的曝光用照明光而将掩膜图案M的图案转印到由基板载置台ST以平面状支承的基板P的一部分上；以及对准显微镜AM，其为了使被转印的图案与基板P相对对位(对准)而检测预先形成在基板P上的对准标记等。
图1的处理装置U3包括所谓的接近(proximity)方式的曝光装置，将卷绕有掩膜图案M的旋转滚筒14作为掩膜体，使掩膜体和基板P以规定间隙(数十μm以内)接近，而将掩膜体上的图案转印到基板P上。不限定于基于处理装置U3而实现的图案的转印方式，也可以是通过投影光学系统对掩膜图案的像进行投影的方式、或将基板P卷绕在圆筒状的掩膜体的外周上的接触方式。另外，关于掩膜体，旋转滚筒14和掩膜图案M可以能够分离，也可以无法分离。例如，掩膜体可以在旋转滚筒14的表面上形成掩膜图案M而成。
处理装置U4是湿式处理装置，对从处理装置U3搬送来的基板P的感光性功能层进行基于湿式的显影处理、无电解电镀处理等这样的各种湿式处理中的至少一种。
处理装置U5是加热干燥装置，对从处理装置U4搬送来的基板P进行加热，将在湿式工艺中润湿的基板P的水分含量调整为规定值，但省略详细说明。然后，将经过若干处理装置并通过一系列工艺的最后处理装置Un后的基板P经由夹持的驱动辊DR9和边缘位置控制器EPC3而卷绕至回收卷FR2。
上级控制装置CONT统一控制构成生产线的各处理装置U1至Un的运转，也基于各处理装置U1至Un的处理状况和处理状态的监视、处理装置间的基板P的搬送状态的监测、事前/事后的检查/计测的结果来进行反馈修正或前馈修正等。
本实施方式中使用的基板P是例如树脂膜、由不锈钢等金属或合金构成的箔(foil)等。树脂膜的材质包括例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、乙烯-乙烯基共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂中的一种或两种以上。
期望基板P选择热膨胀系数小的材料，从而在各种处理工序中能够实质忽略因受热导致的变形量。热膨胀系数可以通过例如将无机填充剂混合于树脂膜中而设定成小于与工艺温度等相应的阈值。无机填充剂可以是例如氧化钛、氧化锌、铝、氧化硅等。另外，基板P可以是以浮制(float)法等制造的厚度为100μm左右的极薄玻璃的单层体，也可以是在该极薄玻璃上贴合上述树脂膜、箔等而成的层叠体。另外，基板P可以预先通过规定的前处理将其表面改性而活性化、或在表面上形成有用于精密图案化的微细的隔壁构造(凹凸构造)。
图1的器件制造系统SYS重复或连续地对基板P执行用于制造器件(显示面板等)的各种处理。被执行各种处理后的基板P按每个器件而分割(切割)，而成为多个器件。关于基板P的尺寸，例如，宽度方向(作为短边的Y轴方向)的尺寸为10cm至2m左右，长度方向(作为长边的X轴方向)的尺寸为10m以上。
接着，对处理装置U3的结构进行更详细的说明。图2是作为处理装置U3的曝光装置EX的侧视图，图3是该曝光装置EX的主视图。
图2所示的曝光装置EX是所谓的扫描曝光装置，使基板P(感光片)与掩膜图案M相对移动而用来自掩膜图案M的曝光用光对基板P进行扫描，由此将形成于掩膜图案M的曝光图案转印到基板P上。基板载置台ST上的基板P的搬送方向与从掩膜图案M射出的曝光用光在基板P上扫描的方向(扫描方向)大致相同。
另外，曝光装置EX是接近方式的曝光装置，在使基板P和掩膜图案M相互接近的状态下，用来自照明装置IU的照明光L对掩膜图案M进行照明，并使从被照明的掩膜图案M射出的曝光用光照射到基板P上，由此，不经由投影光学系统地将曝光图案转印到基板P上。
曝光装置EX具有：使基板P和掩膜图案M相对移动的移动装置10；对掩膜图案M进行照明的照明装置IU；用于使被转印的曝光图案和基板P相对对位的对准显微镜AM(对准光学系统)；检测从照明装置IU照射于基板P的照明光L的照度(光强度)的照度监测装置11(计测装置)；和对曝光装置EX的各部分进行控制的控制装置12。
移动装置10具有：搬送基板P的搬送部13；保持掩膜图案M且能够旋转的旋转滚筒14；和对旋转滚筒14进行旋转驱动的驱动部15。
搬送部13包括图1所示的驱动辊DR4、驱动辊DR6等，使基板P在基板载置台ST上直线移动。被搬送的基板P的位置由位置检测传感器16检测。控制装置12基于位置检测传感器16的检测结果来控制搬送部13，由此控制由搬送部13搬送的基板P的位置。
旋转滚筒14具有圆筒面状的外周面(以下，也称作圆筒面14a)，以使透射型的掩膜图案M沿着圆筒面14a的方式将其弯曲成圆筒面状而保持。圆筒面是绕规定中心线以规定半径弯曲的面，例如，是圆柱或圆筒的外周面的至少一部分。
旋转滚筒14以圆筒面14a的切面与基板载置台ST上的基板P大致平行的方式配置。旋转滚筒14设置成能够绕规定的旋转中心轴AX1旋转。旋转滚筒14的旋转中心轴AX1设定成例如与在基板载置台ST上搬送时的基板P的移动方向大致正交(与基板P的宽度方向大致平行)。
驱动部15使旋转滚筒14绕旋转中心轴AX1旋转。旋转滚筒14的旋转位置由旋转检测传感器17检测。控制装置12基于旋转检测传感器17的检测结果来控制驱动部15，由此通过驱动部15来控制旋转中的旋转滚筒14的旋转位置。
移动装置10由控制装置12控制，对基板P和掩膜图案M同步驱动。控制装置12控制搬送部13及驱动部15，以使得基板P的移动速度(搬送速度)和保持于旋转滚筒14的掩膜图案M的移动速度(线速度)大致相同。此外，移动装置10也能够在Y轴方向及Z轴方向的一方或双方上调整基板载置台ST上的基板P与旋转滚筒14的相对位置。
照明装置IU配置在旋转滚筒14的内侧，以照明光L从旋转滚筒14的内侧对掩膜图案M的一部分(照明区域IR)进行照明。照明区域IR是例如将与基板载置台ST上的基板P的搬送方向正交的方向作为长度方向的带状区域。即，照明装置IU将以与旋转滚筒14的旋转中心轴AX1大致平行的方向为长边的狭缝形状的照明光L(线形光)照射于掩膜图案M。
来自照明装置IU的照明光L的射出方向设定为例如旋转滚筒14的径向。在该情况下，照明装置IU从掩膜图案M的大致法线方向将照明光L照射于旋转滚筒14上的沿着外周面的掩膜图案M。照明装置IU将例如被视为大致平行光的照明光L照射于掩膜图案M。
在曝光装置EX中，在旋转滚筒14(掩膜图案M)与基板载置台ST(基板P)之间的光路上设有光阑部件18。光阑部件18是所谓的视场光阑，通过规定从照明装置IU射出并经由掩膜图案M后的光的通过范围，来规定基板P上的光的射入范围。
如图3所示，对准显微镜AM在例如基板载置台ST的下方设于旋转中心轴AX1的一侧(+Y侧)和另一侧(-Y侧)。在旋转滚筒14(掩膜图案M)和基板载置台ST(基板P)上，在例如+Y侧和-Y侧设有对准标记。对准显微镜AM通过检测这些对准标记来检测基板P的X轴方向的位置、Y轴方向的位置、绕Z轴的旋转位置中的至少一个。
照度监测装置11配置在例如基板载置台ST的下方，以使得从照明装置IU射出的照明光L射入。照度监测装置11能够计测照明区域IR中的照度分布。照度监测装置11例如一边沿与旋转中心轴AX1平行的方向移动，一边计测照明区域IR的一部分区域中的照度，由此计测与旋转中心轴AX1平行的方向上的照度分布。
照明装置IU具有多个照明模块20，通过使每个照明模块20的照明区域沿与基板P的搬送方向正交的规定方向(Y轴方向)对接，而对以规定方向为长边的照明区域IR进行照明。在以下说明中，适当地将每个照明模块20的照明区域称作局部照明区域IRa。
多个照明模块20配置成从基板P的搬送方向(X轴方向)观察时沿规定方向(Y轴方向)排列。照明模块20以其局部照明区域IRa的端部与另一照明模块20的局部照明区域IRa的端部重叠的方式在规定方向上相互接近地配置。
如图2所示，照明模块20具有射出照明光L的光源部21、和使从光源部21射出的照明光L偏转的偏转部22。多个光源部21(参照图3)以使从偏转部22射出的照明光L的光点(局部照明区域IRa)在规定方向上连续的方式排列。
多个光源部21以使局部照明区域IRa的一部分重叠的方式在规定方向(Y轴方向)上相互接近。因此，如图2所示，多个光源部21以使光源部21的至少一部分不与其他光源部21发生干涉(物理冲突)的方式，使在基板P的搬送方向(Y轴方向)上的位置错开而配置。例如，第1照明模块20a所具有的第1光源部21a相对于从基板P的搬送方向观察时配置于第1照明模块20a旁边的第2照明模块20b所具有的第2光源部21b，在基板P的搬送方向上的位置错开。
为了能够使多个光源部21的位置在基板P的搬送方向(基于照明光L而实现的基板P的扫描方向)上错开并能够使局部照明区域IRa相接，将来自多个光源部21的照明光L的射出方向设定为从规定方向观察时彼此交叉的多个方向。在此，为了便于说明，将来自多个光源部21的照明光L的射出方向设为两个方向，将朝向该两个方向中的第1方向射出照明光L的光源部21设为第1光源部21a，将朝向该两个方向中的第2方向射出照明光L的光源部21设为第2光源部21b。
在此，第1光源部21a和第2光源部21b相对于YZ面对称地配置。在从基板P的搬送方向观察到的照明模块20(参照图3)的排列中，从一端朝向另一端的排列顺序为第奇数个的照明模块20的光源部21，在从规定方向观察的情况下，配置在例如图2所示的第1光源部21a的位置。另外，其排列顺序为第偶数个的照明模块20的光源部21，在从规定方向观察的情况下，配置在例如图2所示的第2光源部21b的位置。
其排列顺序为第偶数个的照明模块20配置成例如使来自光源部21的照明光L(光束)的主光线相对于基板P的法线方向具有+θ的角度。另外，其排列顺序为第奇数个的照明模块20配置成例如使来自光源部21的照明光L的主光线相对于基板P的法线方向具有-θ的角度。
这样的第1光源部21a和第2光源部21b以从规定方向观察时使照明光L射入到大致相同区域的方式，设定成照明光L的射出方向相互交叉。例如，第1光源部21a设置成相对于YZ面从-X侧朝向+X侧射出照明光L，第2光源部21b设置成相对于YZ面从+X侧朝向-X侧射出照明光L。
偏转部22以使从第1光源部21a射出的照明光L的行进方向和从第2光源部21b射出的照明光L的行进方向一致的方式，使照明光L偏转。在从规定方向(Y轴方向)观察时，偏转部22配置在来自第1光源部21a的照明光L的行进方向与来自第2光源部21b的照明光L的行进方向的交叉点附近。
接着，对照明装置IU(照明模块20)进行更详细说明。图2所示的第1照明模块20a和第2照明模块20b具有相同结构，相对于YZ面对称地配置。因此，在此作为多个照明模块20的代表，对第1照明模块20a进行说明。
图4A是第1照明模块20a的从旋转中心轴AX1的方向(Y轴方向)观察到的侧视图，图4B是第1照明模块20a的从基板P的搬送方向(X轴方向)观察到的主视图。
多个照明模块20分别具有射出照明光L的光源部21、和使从光源部21射出的照明光L偏转的偏转部件22a。在此，偏转部件22a沿规定方向(Y轴方向)排列有多个，偏转部22由多个偏转部件22a构成。偏转部件22a由相对于紫外区域的光具有高透射率的石英等制成。
图4A及4B所示的光源部21构成为使向偏转部件22a射入时的照明光L的光点成为以规定方向(Y轴方向)为长边的形状。光源部21具有：射出照明光L的光源23；使从光源23射出的照明光L(光束)在规定方向(Y轴方向)上扩散的线段生成器(line generator)24(光学部件)；和使由线段生成器24扩散的照明光L平行化的准直器25(平行化部件)。
光源23包括例如激光二极管、发光二极管(LED)等固体光源、准分子激光光源、灯光源。从光源23发出的照明光L可以是例如KrF准分子激光(波长248nm)、ArF准分子激光(波长193nm)等远紫外光(DUV光)、水银灯等射出的紫外区域的亮线(g线、h线、i线)。
此外，光源部21也可以是将来自光源23的光经由光纤等导光部件向线段生成器24引导的结构。在该情况下，光源23可以配置在旋转滚筒14的外侧，也可以配置在内侧。另外，光源部21也可以是将来自光纤的射出端面的光在通过准直器等平行化后向线段生成器24引导的结构。
线段生成器24将来自光源23的光束沿一个方向(规定方向)拉长。从线段生成器24通过的照明光L如图4B所示，规定方向(Y轴方向)上的扩散角(放射角)变大，并且如图4A所示，在与规定方向正交的方向上扩散角几乎不变。
线段生成器24包括例如美国专利第4826299号、美国专利第5283694号等记载那样的鲍威尔透镜。如图4B所示，鲍威尔透镜将来自例如光源23的光束在规定方向上空间分割，并使分割后的光束分别沿规定方向扩散。另外，鲍威尔透镜以使分割后的光束中的照度相对较低的部分相互重叠的方式，使分割后的光束分别偏转。例如，当要使来自光源23的光的照度分布遵从高斯分布时，鲍威尔透镜以照度分布的峰值附近为边界将光束分割，并以使相当于高斯分布底部的光束重叠的方式，使分割后的光束偏转。因此，由鲍威尔透镜形成的照明光L成为所谓的top-hat型的照度分布，规定方向上的照度分布均匀化。
线段生成器24可以是通过例如圆柱透镜使光束扩散的结构。在该情况下，光源部21可以包含用于使从线段生成器24射出的照明光L的照度分布均匀化的光学部件。另外，线段生成器24可以包含衍射光学元件，也可以是通过衍射使光束扩散的结构。另外，线段生成器24可以包含凸面镜等反射部件，也可以是通过反射使光束扩散的结构。
准直器25使沿规定方向(Y轴方向)扩散的光束平行化。在此，从线段生成器24射出的光束如图4B所示沿Y轴方向扩散，且如图4A所示在与Y轴方向正交的面内几乎不扩散。因此，准直器25是在例如包含规定方向(Y轴方向)的面内具有机能(power)、且在与该面正交的面内不具有机能的光学部件，由例如圆柱透镜等构成。图4B所示的准直器25为相对于与XZ面大致平行的对称面而对称的形状。从光源部21射出的光束(照明光L)的主光线与对称面大致平行地传播。
像这样，从光源23射出的照明光L在通过线段生成器24沿规定方向扩散后，通过准直器25而被平行化，由此，向偏转部件22a射入时的光点成为以规定方向为长边的带状。
图4A及4B所示的偏转部件22a作为光学棱镜发挥功能，具有供照明光L从光源部21射入的倾斜的界面26a。偏转部件22a通过该界面26a上的折射使来自光源部21的照明光L偏转。入射到界面26a上的照明光L从偏转部件22a的内部通过(透射)而从偏转部件22a射出，而入射到照明区域IR(掩膜图案M)。偏转部件22a例如以使照明光L从大致法线方向向掩膜图案M上的照明区域IR入射的方式，使照明光L偏转。在此，照明光L向掩膜图案M射入时的行进方向(参照图2及图3)与从掩膜图案M射出的照明光L(曝光用光)向基板P(曝光区域)射入时的行进方向大致相同，与Z轴方向大致平行。
在图4A所示的照明模块20中，光源部21从Z轴方向(基板P的法线方向)向-X侧倾斜，为了使来自这样的光源部21的照明光L沿与Z轴方向大致平行的方向行进，偏转部件22a的界面26a设定成其法线方向从Z轴方向向+X侧倾斜。
偏转部件22a设置成，如图4A所示，使从光源部21射出的照明光L的行进方向在与规定方向(Y轴方向)正交的XZ面内折曲，并且如图4B所示使照明光L的行进方向在规定方向(Y轴方向)上几乎不变。
图5是表示偏转部22的立体图。图5所示的偏转部22是使偏转部件22a沿规定方向(Y轴方向)排列而成的构造。在偏转部22中多个偏转部件22a通过例如相互粘结而一体化。
在第1光源部21a和第2光源部21b中照明光L的射出方向不同，由此，在偏转部22中供照明光L射入的界面(界面26a及界面26b、第1面及第2面)根据射出向各界面26a、26b射入的光的光源部21的姿势，而向不同方向倾斜。
详细而言，偏转部22具有供照明光L从第1光源部21a射入的界面26a、和供照明光L从第2光源部21b射入的界面26b。在此，在各照明模块20(参照图4A及4B)中，偏转部件22a与光源部21一一对应地设置，界面26a是与第1光源部21a对应的偏转部件22a的界面，界面26b是与第2光源部21b对应的偏转部件22a的界面。界面26a的法线方向是从Z轴方向(基板P的法线方向)向+X侧倾斜的方向，界面26b的法线方向是从Z轴方向(基板P的法线方向)向-X侧倾斜的方向。
图5所示的偏转部22具有使照明光L朝向掩膜图案M射出的界面26c。界面26c例如在多个偏转部件22a中配置在大致同一平面(大致平齐)，相对于基板P的法线方向大致垂直地配置。像这样，偏转部22构成为例如在界面26c上不会使照明光L偏转，但也可以使照明光L在界面26c上偏转。
图6是表示偏转部22的俯视图。如图6所示，界面26a及界面26b分别为梯形状，沿规定方向(Y轴方向)相邻地配置。界面26a和界面26b为大致相同的形状，但配置成相对于YZ面为彼此反转的关系。即，配置成界面26a的长边和界面26b的短边并排，同样地，配置成界面26b的长边和界面26a的短边并排。
像这样，偏转部22构成为，当从来自偏转部22的照明光L的射出方向(Z轴方向)观察时，界面26a与界面26b的边界27(梯形的斜边)与规定方向(Y轴方向)非垂直地交叉。换言之，在界面26a中与边界27相邻的偏转部件22a的部分27a和在界面26b中与边界27相邻的偏转部件22a的部分27b在从X轴方向观察时重叠，并且部分27a在规定方向(Y轴方向)上的位置与部分27b大致相同。即，隔着边界27而彼此相邻的偏转部件22a的部分27a、部分27b在XY面内成为相同的顶角。
因此，从第1光源部21a入射到界面26a的部分27a上的照明光L、和从第2光源部21b入射到界面26b的部分27b上的照明光L，向照明区域IR中的Y轴方向的位置大致相同的区域入射。即，该区域成为基于经由界面26a的照明光L而照明的局部照明区域IRa(参照图3)、和基于经由界面26b的照明光L而照明的局部照明区域IRa重复的区域(称作重复区域)。该重复区域被由来自第1光源部21a的照明光L的一部分和来自第2光源部21b的照明光L的一部分混合而成的光照明，其光量的混合比根据边界27相对于规定方向的倾斜而连续变化。其结果为，即使在第1光源部21a和第2光源部21b中照明光L的亮度不同的情况下，也能够抑制发生照明区域IR的照度分布在规定方向上不连续地变化的情况。
另外，照明装置IU通过将照明模块20沿与基板P的扫描方向(X轴方向)大致垂直的规定方向(Y轴方向)排列多个，而能够增大与扫描方向垂直的规定方向上的转印图案的曝光宽度，但可能产生与扫描方向垂直的规定方向上的照度分布的不均匀性。因此，图2(图3)所示的照明装置IU构成为，通过用于对基于从偏转部22射出的照明光L而实现的照度分布进行调整的滤光片28，来确保规定方向上的照度分布的均匀性。
图7是表示照明区域IR中的规定方向上的照度分布及滤光片28的一例的图，图8是表示照明区域IR中的规定方向上的照度分布及滤光片28的其他例子的图。图7及图8中分别关联地示出偏转部22的从照明光L的射出方向观察到的俯视图(图上部)、表示模拟在没有设置滤光片28的结构中从偏转部22射出的照明光L的照度分布而得到的结果的曲线图(图中部)、和表示滤光片28的透射率的曲线图(图下部)。强调照度的变化而示意地示出照明光L的照度分布。
在图7及图8中，横轴表示规定方向(Y轴方向)的位置。另外，附图标记30a表示来自第1光源部21a的照明光L在照明区域IR上的照度分布，附图标记30b表示来自第2光源部21b的照明光L在照明区域IR上的照度分布，附图标记30c表示来自第1光源部21a的照明光L和来自第2光源部21b的照明光L在照明区域IR上的照度分布，附图标记30d表示与规定方向对应的方向上的滤光片28的透射率分布。
在图7所示的例子中，基于每个光源部21的照明光L而实现的照度分布(照度分布30a及照度分布30b)分别为所谓的top-hat型的分布。多个光源部21配置成局部照明区域IRa的端部与相邻的局部照明区域IRa的端部重叠，局部照明区域IRa具有相邻的局部照明区域IRa的端部相互重叠的重复区域IRb、和相邻的局部照明区域Ira相互不重叠的非重复区域IRc。
在非重复区域IRc中，照度分布30c与基于来自第1光源部21a或第2光源部21b的照明光L而实现的照度分布30a或照度分布30b大致相同，在此照度大致均匀。
另外，在重复区域IRb中，照度分布30c以将照度分布30a及照度分布30b相加的方式分布。局部照明区域IRa的规定方向(Y轴方向)上的间距Py(中心间距离)越大则重复区域IRb中的照度分布30c的照度越低，该间距Py的越窄则重复区域IRb中的照度分布30c的照度越高。局部照明区域IRa的规定方向(Y轴方向)上的间距Py能够通过例如光源部21的规定方向上的间距而调整，光源部21的规定方向上的间距的越窄则局部照明区域IRa的规定方向上的间距Py也越窄。
像这样，重复区域IRb中的照度分布30c的照度能够通过调整局部照明区域IRa的间距Py而调整成与非重复区域IRc中的照度分布30c的照度相同的程度，但相对于非重复区域IRc中的照度会产生例如几％程度的差。例如，在图7所示的例子中，照度在照明模块20的对接部(重复区域IRb)中与非重复区域IRc相比减少，在图8所示的例子中，照度在重复区域IRb中与非重复区域IRc相比增加。
这样的照度的不均匀性(偏差)在处于例如与照明装置IU的用途相应的允许范围内的情况等下可以不修正，但在此出于提高曝光精度等的观点而进行修正。
作为上述那样的使规定方向上的照度分布均匀化的滤光片28，只要将向照明区域IR中的照度相对较高的区域射入的光的光路中的透射率设定得相对较低、将向照明区域IR中的照度相对较低的区域射入的光的光路中的透射率设定得相对较高即可。
例如，在图7所示的例子中，由于局部照明区域IRa中的重复区域IRb的照度比非重复区域IRc的照度低，所以滤光片28的透射率分布30d设定为，向重复区域IRb射入的光所通过的光路中的透射率比向非重复区域IRc射入的光所通过的光路中的透射率高。
另外，在图8所示的例子中，由于局部照明区域IRa中的重复区域IRb的照度比非重复区域IRc的照度高，所以滤光片28的透射率分布30d设定为，向重复区域IRb射入的光所通过的光路中的透射率比向非重复区域IRc射入的光所通过的光路中的透射率低。
另外，作为照度分布的不均匀性的产生原因，能够列举例如每个照明模块20(光源部21)的光量的偏差(第1原因)、照明模块20(偏转部22)的对接部处的光量的偏差(第2原因)、各照明模块20内的照度的偏差(第3原因)等。为了缓解或消除照度分布的不均匀性，能够按这些原因的种类进行处理。另外，作为使照度分布均匀化的方法，除了使用滤光片28以外，也存在调整部件的形状、配置等的方法。以下，关于对照度分布的不均匀性的处理方法，按照度分布的不均匀性的产生原因进行说明。
第1原因包括由于照明模块20的构成要素(例如光源23)的制造公差等而导致从各光源部21射出照明光L的照度在多个光源部21中产生偏差等的要因。图2及图3所示的照明装置IU，作为滤光片28而具有配置在光源23与线段生成器24之间的光量修正滤光片28a，通过光量修正滤光片28a降低每个光源23的照明光L的偏差。
光量修正滤光片28a例如在来自多个光源23中的与规定电力相对的输出相对较高的光源23的照明光L所射入的部分处使透射率相对较低，在来自多个光源23中的与规定电力相对的输出相对较低的光源23的照明光L所射入的部分使透射率相对较高。
此外，也能够通过光源23的驱动方法来减少每个光源23的照明光L的光量的偏差。例如，也可以在多个光源23中，以使照明光L的光量一致的方式，使向输出相对较高的光源23供给的电力相对较低，使向输出相对较低的光源23供给的电力相对较高。这样的驱动方法可以通过在驱动电路等上设置电气滤波器而实现，也可以通过用于驱动光源23的程序等而实现。
由第2原因产生的照度分布的不均匀性能够通过调整偏转部件22a的棱镜形状、调整局部照明区域IRa的间距Py(照明模块20的间距)、增加由线段生成器24扩散的照明光L的宽度(光点的规定方向上的尺寸)等来缓解或消除。但是，在每个光源部21的照度分布30b、照度分布30c中局部照明区域IRa的端部的倾斜从线形偏离的情况等下，可能会有照度分布的不均匀性的残留。图2及图3所示的照明装置IU具有配置在光源部21与旋转滚筒14的圆筒面14a(掩膜图案M)之间的对接部修正滤光片28b，通过对接部修正滤光片28b以减少非重复区域IRc与重复区域IRb的照度差的方式进行修正。
第3原因包括例如照明模块20中的像差残留、由于通过线段生成器24使照明光L扩散而导致照度分布的偏差沿规定方向扩大等。后者在例如维持照明区域IR的规定方向上的尺寸并减少照明模块20的数量的情况等下，由线段生成器24扩散的照明光L的宽度越大而越容易产生。换言之，由第3原因产生的照度分布的不均匀性能够通过在照明模块20中增加光学部件以减少像差、增加照明模块20的数量等以减小由线段生成器24扩散的照明光L的宽度等来缓解或消除。
图2及图3所示的照明装置IU具有配置在光源部21与旋转滚筒14的圆筒面14a(掩膜图案M)之间的照度分布修正滤光片28c，通过照度分布修正滤光片28c使各照明模块20内的照度分布均匀化。照度分布修正滤光片28c例如按每个照明模块20而设置。当使用这样的照度分布修正滤光片28c时，例如能够在维持照明模块20的数量的同时提高照度分布的均匀性，另外也能够在减少照明模块20的数量的同时维持照度分布的均匀性。
上述那样的各种滤光片的透射率可以是固定的也可以是可变的。透射率可变的滤光片能够通过例如预先将透射率沿扫描方向(X轴方向)变化的滤光片可移动地设置在扫描方向上而实现。照明装置IU通过使透射率可变的滤光片移动而能够例如调整照明区域IR的照度分布。例如，照明装置IU能够基于由图2及图3所示的照度监测装置11计测到的照度分布，进行微调整以使照度分布均匀化。另外，这样的照度分布调整也可以在例如照明模块20的特性随时间变化的情况、更换照明模块20的至少一部分(例如光源部21)的情况等下进行。
上述那样的本实施方式的照明装置IU通过将多个照明模块20沿规定方向排列、并将照明模块20的局部照明区域IRa沿规定方向连续排列，而能够将照明区域IR的规定方向上的尺寸扩大为期望的值。因此，处理装置U3(曝光装置EX)能够扩大转印图案的与扫描方向垂直的方向上的宽度，例如，能够高效地处理大片的基板。其结果为，器件制造系统能够高效地制造大型的平板显示器等器件，能够使用大片的拼版用基板高效地制造器件。
另外，照明装置IU将扫描方向上的位置错开的多个光源部21以使从规定方向观察时的照明光L的射出方向交叉的方式配置，通过偏转部22以使来自多个光源部21的照明光L的行进方向一致的方式使照明光L偏转。因此，多个光源部21的配置自由度提高，例如能够避免多个光源部21的干涉(冲突)。
另外，光源部21射出在偏转部22中以规定方向为长边的形状的光点的照明光L，因此，能够在维持照明模块20的数量的同时沿规定方向扩大照明区域IR，能够在维持照明区域IR的大小的同时减少照明模块20的数量。
此外，照明装置IU也可以是如下结构：通过进行将照明光L(光束)向一个方向拉长的变形来使照明光L的扩散角在基板P的扫描方向(X轴方向)和与扫描方向垂直的规定方向(Y轴方向)上不同。在该结构中，当被转印的图案在掩膜图案M上的线宽一致时，被转印的图案在基板P上的线宽在扫描方向和规定方向上不同。对于使被转印的图案在基板P上的线宽一致，例如，只要考虑与照明光L的扩散角的各向异性相应的掩膜图案M上的线宽来设计掩膜图案M即可。另外，照明装置IU也可以构成为使照明光L的扩散角在基板P的扫描方向(X轴方向)和规定方向(Y轴方向)上为各向同性。
此外，照度监测装置11可以设置为照明装置IU的一部分，也可以将照度监测装置11和对准显微镜AM的一方或双方配置在旋转滚筒14的内侧。另外，也可以使由多个照明模块20构成的照明光学系统的至少一部分配置在旋转滚筒14的外侧。
[第2实施方式]
接着，对第2实施方式进行说明。在本实施方式中，有时会对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记并简化或省略其说明。
图9是表示本实施方式的处理装置U3(曝光装置EX)的侧视图，图10是表示照明装置IU的立体图，图11是表示照明装置的俯视图。图9所示的曝光装置EX的支承基板P的基板支承部件(旋转滚筒35)的结构和照明装置IU的结构与第1实施方式不同。
图9所示的曝光装置EX取代图2所示的基板载置台ST而具有旋转滚筒35，并通过旋转滚筒35支承基板P。旋转滚筒35设置成能够绕旋转中心轴AX2旋转。旋转滚筒35的旋转中心轴AX2设定成与旋转滚筒14的旋转中心轴AX1大致平行。旋转滚筒35通过省略图示的驱动部而被旋转驱动，并支承基板P而旋转，由此搬送基板P。
照明装置IU具有图10等所示那样的多个照明模块20，但图9中作为代表而示出一个照明模块20。照明装置IU的照明区域IR设定在旋转滚筒14中的与旋转滚筒35最接近的部分附近。
曝光装置EX通过例如图2所示那样的控制装置12，一边使旋转滚筒14和旋转滚筒35同步地旋转，一边以来自照明装置IU的照明光L对保持于旋转滚筒14上的掩膜图案M进行照明。由此，射入到掩膜图案M上的照明光L成为与被转印的图案相应的光(曝光用光)，该曝光用光对被旋转滚筒35搬送的基板P进行扫描。曝光用光向基板P入射的区域(曝光区域PR)设定在旋转滚筒35中的与旋转滚筒14最接近的部分附近。曝光用光对基板P进行扫描的方向与旋转滚筒35的旋转中心轴AX2(Y轴方向)大致垂直，是与曝光区域PR的切面大致平行的方向(X轴方向)。
接着，对照明装置IU进行更详细说明。图10及图11所示的照明装置IU是使多个照明模块20沿规定方向(Y轴方向)排列而成的结构。多个照明模块20均为相同的结构，但配置成按沿Y轴方向排列的顺序，而相对于YZ面的姿势交替地反转。
图9所示的照明模块20具有第1光源部21a、和与光源部21一一对应地设置的偏转部件22a。光源部21具有射出照明光L的光源23、供来自光源23的照明光L射入的光学杆部件36、和供从光学杆部件36通过的照明光L射入的中继透镜37及中继透镜38。
光源部21从相对于照明区域IR的法线方向(Z轴方向)倾斜的方向射出照明光L。例如，如图10所示，第1照明模块20a的第1光源部21a从自照明区域IR的法线方向(Z轴方向)向-X侧倾斜的方向射出照明光L。另外，从曝光用光的扫描方向(X轴方向)观察时配置于第1照明模块20a旁边的第2照明模块20b(参照图11)的第2光源部21b，从自照明区域IR的法线方向向+X侧倾斜的方向射出照明光L。
像这样，第1照明模块20a和第2照明模块20b配置成从规定方向观察时的来自光源部21的光的射出方向交叉。由此，第1照明模块20a的光源部21和第2照明模块20b的光源部21配置成相互不干涉。
例如，如图11所示，光源部21中的规定方向上的尺寸最大的部件为中继透镜38，多个光源部21配置成，通过使从X轴方向观察时相邻的光源部21的中继透镜38的位置错开，中继透镜38在规定方向(Y轴方向)上不会与其他光源部21的中继透镜38发生干涉。
接着，对照明模块20进行更详细说明。图12是表示光源23的俯视图，图13A及13B是表示光学杆部件36的图，图14是表示中继透镜38的俯视图，图15是表示偏转部件22a的侧视图，图16是表示光阑部件42的俯视图。图13A示出了从Z轴方向观察到的图，图13B示出了从Y轴方向观察到的图。
图12所示的光源23具有多个固体光源40和设置在各个固体光源40上的导光部件41。固体光源40为例如激光二极管。导光部件41为例如光纤，将来自固体光源40的照明光L向光学杆部件36(参照图11)引导。多个导光部件41集束成束状，而具有一个射出端面41a。从光纤通过的照明光L的扩散角由光纤的直径确定，是各向同性地扩散的光。
图13A及13B所示的光学杆部件36由例如石英玻璃等形成，具有：供来自光源23的照明光L射入的射入端面36a；使射入到射入端面36a上的照明光L反射的内面36b；和使在内面36b上反射的照明光L射出的射出端面36c。在光源23中，在多个导光部件41的射出端面41a上，按每个导光部件41而形成有光源像，照明光L的照度分布在射出端面41a上变得不均匀。这样的照明光L通过在光学杆部件36的内面36b上重复反射而使扩散角内的扩散度平均化，从而射出端面36c上的照度分布均匀化。从光学杆部件36射出时的照明光L与向光学杆部件36射入前相比，扩散角几乎不变，是各向同性地扩散的光。
像这样，由于在光学杆部件36的射出端面36c上照度分布变得均匀，所以照明模块20构成为照明区域IR与光学杆部件36的射出端面36c成为共轭。因此，光学杆部件36的射出端面36c设定成例如与局部照明区域IRa相同的形状。在此，射出端面36c设定成与规定方向对应的Y轴方向上的尺寸大于与扫描方向对应的Z轴方向上的尺寸。即，光源部21构成为局部照明区域IRa在规定方向上与扫描方向相比较长。
在图13A及13B中，在来自光学杆部件36的射出端面36c的照明光L所射入的位置上，设有光阑部件42。光阑部件42是所谓的视场光阑，用于规定局部照明区域IRa的形状。光阑部件42具有供照明光L通过的开口42a。关于开口42a的平面形状将在后叙述。
包括图9所示的中继透镜37及中继透镜38的中继光学系统形成光学杆部件36的射出端面36c的像。照明区域IR设定在光学杆部件36的射出端面36c的像所形成的面的位置或其附近。包括中继透镜37及中继透镜38的中继光学系统以例如调整从光源部21射出时的照明光L的扩散角的方式设定倍率。例如，向掩膜图案M射入时的照明光L的扩散角根据图案的线宽等而设定，以成为这样的扩散角的方式设定包括中继透镜37及中继透镜38的中继光学系统的倍率。
中继透镜38(参照图14)在从其光轴的方向俯视观察时，形成为规定方向(Y轴方向)比与规定方向正交的方向长的形状。中继透镜38被设定成例如从绕其光轴旋转对称的透镜形状38a适当省略没有照明光L通过的部分38b而成的形状、即与局部照明区域IRa相应的形状。由此，能够避免中继透镜38与其他结构要素之间的干涉。
如图9及图10所示，在从中继透镜37至中继透镜38的光路上配置有光阑部件43。光阑部件43是所谓的开口光阑(σ光阑)，限制照明光L的扩散角(所谓的数值孔径NA)。光阑部件43具有供照明光L通过的开口，以使从中继透镜37及中继透镜38通过的照明光L的扩散角成为规定值的方式设定开口的直径。
另外，在从中继透镜37至中继透镜38的光路上配置有反射镜44。反射镜44是所谓的折曲反射镜，使从中继透镜37射出的照明光L偏转。如图10所示，从光源23射出的照明光L沿与X轴方向大致平行的方向行进而在镜44上发生反射，向比Z轴方向向-X侧或+X侧倾斜的方向行进。由此，能够使光源部21缩小，从而例如容易将光源部21配置在旋转滚筒14的内侧。
从上述那样的多个光源部21射出的照明光L，如图10所示，向偏转部22射入，通过偏转部22而偏转，由此使行进方向一致。偏转部22包括沿规定方向排列的多个偏转部件22a。多个偏转部件22a均为相同的形状，但配置成按沿Y轴方向排列的顺序而相对于YZ面的姿势交替地反转(参照图10及图11)。
偏转部件22a(参照图15)具有供照明光L射入的界面26a、和使照明光L射出的界面26c。在此，界面26a及界面26c分别相对于照明区域IR的法线方向(Z轴方向)倾斜。即，偏转部件22a通过使照明光L分别在界面26a及界面26c上折射来使照明光L偏转。
如图10所示，从偏转部件22a(照明模块20)射出的照明光L向局部照明区域IRa射入，多个局部照明区域IRa沿规定方向相接，由此，照明装置IU对以规定方向为长边的照明区域IR进行照明。
另外，如参照图7及图8所说明那样，照明区域IR的规定方向上的照度分布存在不均匀的情况。在此，偏转部22(参照图11)设置成使沿规定方向相邻的一对偏转部件22a的边界27相对于规定方向而倾斜地交叉。由此，能够缓解或消除照明区域IR中的规定方向上的照度分布的不均匀性。
另外，这样的照度分布的不均匀性也能够通过在图13A及13B所示的光阑部件42中调整供照明光L通过的开口的形状来缓解或消除。在图7所示的例子中，由于重复区域IRb的照度比非重复区域IRc的照度低，所以为了降低这样的照度的不均匀性，例如，增加向重复区域IRb射入的照明光L的光量、或减少向非重复区域IRc射入的照明光L的光量等是有效的。为了实现这样的光量调整，光阑部件42(参照图13A及13B)设定有供照明光L通过的开口42a的形状。
图16所示的光阑部件42的开口42a具有：供向局部照明区域IRa(参照图7)中的重复区域IRb射入的光通过的第1部分42b；和供向局部照明区域IRa中的非重复区域IRc射入的光通过的第2部分42c。由于重复区域IRb和非重复区域IRc的位置在规定方向(Y轴方向)上不同，所以第1部分42b和第2部分42c在与规定方向对应的方向(Y轴方向)上配置在不同位置。第1部分42b和第2部分42c通过在照明区域IR中使与垂直于规定方向的方向对应的光阑部件42上的方向(Z轴方向)的尺寸不同，而使从各自Y轴方向的单位长度的区域通过的照明光L的光量不同。
图16所示的光阑部件42假定如图7所示那样在重复区域IRb中照度相对较低的照度分布。在与Y轴方向正交的Z轴方向上，当将第1部分42b的内尺寸设为h1、将第2部分42c的内尺寸设为h2时，第1部分的内尺寸h1大于第2部分的内尺寸h2。因此，第1部分42b的从Y轴方向的单位长度的区域通过的照明光L的光量比第2部分42c多，其结果为，照明区域IR中的规定方向上的照度分布均匀化。例如，重复区域IRb的照度相对于非重复区域IRc的照度降低5％。在该情况下，第1部分42b的内尺寸h1例如相对于第2部分的内尺寸h2设定为102.5％。
在此，光阑部件42的开口42a形成为X轴方向上的内尺寸在第1部分42b与第2部分42c之间连续地变化。因此，抑制照度在重复区域IRb和非重复区域IRc中不连续变化。
接着，说明照明装置IU的各要素的一例。
图12所示的光源23作为多个固体光源40而能够使用20个射出波长为403nm的紫外区域的激光的激光二极管。另外，作为导光部件41，能够使用为0.125mm的光纤，能够使其以20条集束而成为为0.65mm的束。在该情况下，从导光部件41射出时的照明光L的扩散角在NA换算下为0.2。
图13A及13B所示的光学杆部件36，例如，X轴方向的尺寸为100mm，Y轴方向的尺寸为10mm，Z轴方向的尺寸为1.4mm。从光学杆部件36射出的照明光L的扩散角与从导光部件41射出的照明光L的扩散角大致相同，在NA换算下为0.2。
关于图16所示的光阑部件42，例如，Z轴方向上的外尺寸与光学杆部件36的射出端面36c相同(1.4mm)。关于光阑部件42的开口42a的尺寸，例如，Y轴方向的尺寸为10mm，第1部分的内尺寸h1为1mm，第2部分的内尺寸h2为1.025mm。
在此，向掩膜图案M射入时，照明光L的扩散角在NA换算下设定为0.04。从光学杆部件36射出的照明光L的扩散角为0.2，中继透镜37及中继透镜38将光学杆部件36的射出端面36c的像放大5倍而投影于照明区域IR。因此，将向照明区域IR射入时的照明光L的扩散角换算成NA而得到的值，为将从光学杆部件36射出的照明光L的扩散角换算成NA而得到的值(0.2)的1/5倍，即为0.04。中继透镜37的焦距(f1)设定为例如20mm，中继透镜38的焦距(f2)设定为例如100mm。另外，光阑部件43的开口的直径设定为8mm，以使得从中继透镜37及中继透镜38通过的照明光L的扩散角在NA换算下为0.04。
图15所示的偏转部件22a由相对于紫外区域的光而透射率高的石英等制成，例如，设定成顶角δ1为20.51°，底面角δ2为80°，底面角δ3为79.49°。在此，中继透镜38的光轴与Z轴方向所成的角度θ为例如10°。从中继透镜38的光轴与偏转部件22a的交点至照明区域IR(掩膜图案M)的距离S(参照图9)为例如16mm。
基于这样的各照明模块20而实现的局部照明区域IRa中，X轴方向的尺寸为大约5mm，Y轴方向的尺寸为大约50mm。照明装置IU将这样的照明模块20排列5组，照明区域IR的X轴方向的尺寸为大约5mm，Y轴方向的尺寸为大约250mm。在此，光源23的每个激光二极管的光量功率为0.5W，光纤的透射率为0.7，基于光阑部件42实现的光的利用效率为1/1.4，从光学杆部件36至偏转部件22a的透射率为0.8。在该情况下，每个照明模块20的光量功率为4W，当照明模块20的局部照明区域IRa的尺寸为5mm×50mm时，照度估计为1600mW/cm2。
另外，向照明区域IR(掩膜图案M)射入时的照明光L的扩散角为例如2.3°(NA换算下为0.04)，在照明区域IR中相对于Z轴产生0.6mm左右的错位。该错位量与扫描方向上的照明区域IR的宽度(5mm)相比十分小，在进行曝光处理后能够忽略。另外，在以该条件进行计算的情况下，照明区域IR上的非点像差为0.84mm。由此，能够以相对于XZ面内的光束成像的Z轴方向上的位置而使焦点面一致的方式，预先设计及制造照明装置IU。由于该非点像差，YZ面内的光束在焦点位置上具有0.07mm左右的扩散度，但若为这种程度，则在进行曝光处理后能够忽略。在此所示的照明装置IU的各要素为一例，当然能够进行适当变更。
上述那样的本实施方式的照明装置IU能够以各向同性地扩散的照明光L对照明区域IR进行照明，被转印的图案的线宽与被转印的潜像的线宽之比成各向同性，因此，能够降低例如掩膜图案M的设计成本。
[第3实施方式]
接着，对第3实施方式进行说明。在本实施方式中有时会对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记并简化或省略其说明。
图17是表示本实施方式的处理装置U3(曝光装置EX)的侧视图，图18是表示曝光装置EX的俯视图。图17及图18所示的照明装置IU的偏转部22的结构与第1实施方式不同。图17及图18所示的偏转部22包括沿Y轴方向排列的多个反射镜45(偏转部件)，通过使来自光源部21的照明光L在反射镜45上反射来使照明光L偏转。
在此，当将照明区域IR的法线方向设为Z轴方向、将从规定方向(Y轴方向)观察到的来自光源部21的照明光L的射出方向与Z轴方向所成的角度设为α时，反射镜45相对于Z轴方向仅以α/2的角度倾斜地配置。在图17所示的例子中，α为90°，反射镜45的法线方向与Z轴方向所成的角度设定为45°。
反射镜45包括例如外形为梯形状的反射面。图18所示的反射镜45配置成，在Y轴方向上相邻的一对反射镜45的边界46相对于以照明光L对基板P进行扫描的扫描方向(X轴方向)倾斜地交叉。由此，能够使照明区域IR的规定方向上的照度分布均匀化。另外，照明装置IU由于是通过偏转部22进行反射而使光偏转的结构，所以能够减少例如光的损失等。
[第4实施方式]
接着，对第4实施方式进行说明。在本实施方式中有时会对与上述实施方式相同的结构标注相同的附图标记并简化或省略其说明。
图19是表示本实施方式的处理装置U3(曝光装置EX)的侧视图，图20是表示曝光装置EX的俯视图，图21是表示偏转部22的照明图。
图19及图20所示的照明装置IU的偏转部22的结构与第1实施方式不同。图19所示的偏转部22构成为，使来自第1光源部21a的照明光L通过，并使来自第2光源部21b的照明光L反射，由此使照明光L的行进方向一致。在此，第1光源部21a配置在照明区域IR的法线方向(Z轴方向)上，来自第1光源部21a的照明光L不通过偏转部22偏转，而是从法线方向向照明区域IR射入。另外，第2光源部21b配置成，在从规定方向(Y轴方向)观察时，与Z轴方向成角度β，来自第2光源部21b的照明光L通过偏转部22偏转，从法线方向向照明区域IR射入。在图19中，角度β设定为90°，但角度β只要是绝对值大于0°且小于180°的角度就能够任意设定。
图21所示的偏转部22具有：供来自第1光源部21a的照明光L通过的通过部46；和使来自第2光源部21b的照明光L反射的反射部47。通过部46和反射部47沿规定方向(Y轴方向)交替重复地配置。在此，在通过部46中光的透射率大致均匀(Y轴方向上的透射率的梯度大致为0)，在反射部47中光的反射率大致均匀(Y轴方向上反射率的梯度大致为0)。
在通过部46与反射部47之间配置有中间部48。中间部48设定成，与通过部46相比照明光L的反射率较高，且与反射部47相比照明光L的反射率较低。在此，中间部48中的照明光L的反射率设定成，随着从通过部46侧趋向于反射部47侧而连续地或阶梯性地变高。另外，中间部48中的照明光L的透射率设定成，与通过部46相比较低且与反射部47相比较高。在此，中间部48中的照明光L的透射率设定成，随着从通过部46侧趋向于反射部47侧而连续地或阶梯性地降低。
来自第1光源部21a的照明光L向通过部46和与该通过部46相邻的两个中间部48射入。另外，来自第2光源部21b的照明光L向反射部47和与该反射部47相邻的两个中间部48射入。因此，在中间部48上，照明光L分别从第1光源部21a和第2光源部21b射入。即，中间部48具有将来自第1光源部21a的照明光L和来自第2光源部21b的照明光L合成的功能。
照明区域IR中的从中间部48射出的照明光L所射入的区域(图7的重复区域IRb)的照度，成为将来自第1光源部21a的照明光L的一部分的照度和来自第2光源部21b的照明光L的一部分的照度相加而成的照度。因此，能够避免图7所示的重复区域IRb的照度与非重复区域IRc的照度不连续。
这样的偏转部22(光束合成部)例如通过将以规定方向(Y轴方向)为长度方向的一个三棱镜49(参照图19)接合而成。该三棱镜49的与长度方向正交的截面为直角三角形，具有与相互正交的两边成45°角的斜边49a。一对三棱镜49通过将三棱镜49的包括斜边49a和长度方向的斜面相互接合而形成为棱柱状的棱镜。在三棱镜49的斜面上通过蒸镀法等而成膜有例如铝等反射材料，由此形成反射膜。通过部46、反射部47及中间部48的反射率通过例如反射膜的密度分布等而调整。
反射膜的密度以例如单位面积区域上的反射膜所占的覆盖面积的比率表示，可以将三棱镜中的反射膜的密度相对较高的区域作为反射部47，将反射膜的密度比反射部低的区域作为中间部48，将反射膜的密度比中间部48低的区域作为通过部46。
作为偏转部22的形成方法，例如，能够列举以下方法：在三棱镜的斜面上成膜反射膜后通过蚀刻等局部除去反射膜，将除去了反射膜的部分作为通过部46或中间部48，将没有除去反射膜的部分作为反射部47。在这样的偏转部22的形成方法中，能够通过使蚀刻条件例如蚀刻时间在通过部46和中间部48中不同来实现上述那样的反射膜的密度分布。
另外，作为偏转部22的其他形成方法，能够列举例如以下方法：在三棱镜的斜面上对反射膜进行局部成膜，将成膜有反射膜的部分作为反射部47或中间部48，将没有成膜反射膜的部分作为通过部46。在这样的偏转部22的形成方法中，能够通过使反射膜的成膜条件例如成膜时间在反射部47和中间部48中不同来实现上述那样的反射膜的密度分布。
上述那样的本实施方式的照明装置IU，由于在偏转部22中通过在通过部46与反射部47之间设置中间部48来使局部照明区域IRa相接，所以能够使照明区域IR的规定方向上的照度分布均匀化。
此外，本发明不限定于上述实施方式。例如，存在省略上述实施方式中说明的一个以上的要素的情况。另外，能够适当组合上述实施方式中说明的要素。另外，在法律允许的范围内，援用上述实施方式中引用的全部公开公报及美国专利的公开内容并使其为本文记载的一部分。
此外，在第1实施方式中，将以平面方式支承基板P的基板载置台ST作为基板支承部件，但这样的基板支承部件也能够在其他实施方式中适用。另外，在第2实施方式中将旋转滚筒35作为基板支承部件，但这样的基板支承部件也能够适用于其他实施方式。
此外，在上述的各实施方式中使用了圆筒状的掩膜图案M，但也可以使用例如所谓的环带状的掩膜图案M，还可以使用平面状的掩膜图案M，掩膜保持部件的方式能够根据掩膜图案M的方式而适当变更。
此外，在第1实施方式中，照明装置IU的光源部21通过线段生成器24使光束扩散，但这样的光源部21也能够适用于其他实施方式。另外，在第2实施方式中，照明装置IU的光源部21通过光学杆部件36使各照明模块20的照度分布均匀化，但这样的光源部21也能够适用于其他实施方式。
此外，在第3实施方式中，照明装置IU的偏转部22通过反射使照明光L偏转，但这样的偏转部22也能够适用于其他实施方式。偏转部22使照明光L偏转的方向能够根据来自光源部21的照明光L的射出方向而适当变更。
此外，在上述实施方式中，来自多个光源部21的照明光L的射出方向设定为两个方向，但来自多个光源部21的照明光L的射出方向也可以设定为三个方向以上，在该情况下，偏转部22使照明光L偏转的方向能够适当变更。
此外，曝光装置EX可以是多透镜方式或微透镜阵列方式的投影型曝光装置，在该情况下能够将上述那样的照明装置IU适用于多个照明光学系统中的至少一个。
另外，在镜像投影(mirror projection)型扫描曝光装置中也能够组入本实施方式的照明装置IU，其中，在镜像投影型扫描曝光装置中，将平面状的掩膜的图案经由具有圆弧状的投影视场的offner型的反射投影光学系统而投影于平面状的感光基板上，并使掩膜和感光基板相对于反射投影光学系统扫描移动。该情况下，例如，取代图5、图6、图10所示的使多个偏转部件22a沿Y方向以直线排列(接合)的配置，而使多个偏转部件22a弯曲地排列以使掩膜上的照明区域IR近似于圆弧状的投影视场即可。为此，在图6中，只要使形成彼此相邻的偏转部件22a的边界27的侧端面的部分27a、27b的XY面内的顶角不同即可。
另外，在上述实施方式中，将照明装置IU适用于曝光装置EX，但照明装置IU也能够适用于例如退火装置等。
[器件制造方法]
接着，对器件制造方法进行说明。图22是表示本实施方式的器件制造方法的流程图。
在图22所示的器件制造方法中，首先，进行例如液晶显示面板、有机EL显示面板等器件的功能/性能设计(步骤201)。接着，基于器件的设计，制作掩膜图案M(步骤202)。另外，通过采购或制造等预先准备作为器件基材的透明膜或片、或者极薄的金属箔等基板(步骤203)。
接着，将准备好的基板投入卷式、批式的生产线，在该基板上形成构成器件的电极和布线、绝缘膜、半导体膜等的TFT底板(back plane)层、成为像素部的有机EL发光层(步骤204)。在步骤204中，典型地包括在基板上的膜上形成抗蚀图案的工序、和以该抗蚀图案为掩膜对上述膜进行蚀刻的工序。在抗蚀图案的形成中实施以下工序：将抗蚀膜均匀地形成于基板表面的工序；根据上述各实施方式以经由掩膜图案M而图案化的曝光用光对基板的抗蚀膜进行曝光的工序；通过该曝光使形成有掩膜图案的潜像的抗蚀膜显影的工序。
在同时使用印刷技术等的柔性器件制造的情况下，实施在基板表面上通过涂敷式而形成功能性感光层(感光性硅烷耦合材料等)的工序、根据上述的各实施方式将经由掩膜图案M而图案化的曝光用光照射于功能性感光层而在功能性感光层上形成根据图案形状而亲水化的部分和疏水化的部分的工序、在功能性感光层的亲水性高的部分上涂敷电镀底液等并通过无电解电镀析出形成金属性图案的工序等。
接着，根据制造的器件，例如，实施例如将基板切割或切断、贴合以其他工序制造的其他基板例如具有密封功能的片状的彩色滤光片或薄玻璃基板等的工序，从而组装器件(步骤205)。接着，进行检查器件等的后续处理(步骤206)。能够通过以上来制造器件。

Claims (11)

1.一种照明装置，对被处理物照射沿第1方向延伸的狭缝状的照明光，其特征在于，具备：
多个固体光源部，在将所述狭缝状的照明光所照射的狭缝状的照明区域分成所述第1方向长且所述第2方向短的多个局部照明区域时，该多个固体光源部以对所述多个局部照明区域各自分别照射所述照明光的方式配置；和
光束合成部，其沿着所述狭缝状的照明区域配置，将所述第1方向设为长度方向且截面为三角形的2个棱镜的包含长度方向的斜面相互接合，以所述斜面上的沿着所述第1方向的部分中的、与所述多个局部照明区域的第奇数个和第偶数个中的某一方对应的部分相对于所述照明光成为通过部、且与另一方对应的部分相对于所述照明光成为反射部的方式，形成有反射膜。
2.如权利要求1所述的照明装置，其特征在于，
所述光束合成部具有中间部，所述中间部配置在所述第1方向上的所述通过部与所述反射部之间，所述中间部相对于所述照明光的反射率设定为比所述通过部相对于所述照明光的反射率高、且比所述反射部相对于所述照明光的反射率低。
3.如权利要求2所述的照明装置，其特征在于，
来自所述多个固体光源部各自的所述照明光从所述光束合成部的包含所述通过部和所述中间部的区域、或者包含所述反射部和所述中间部的区域通过而向所述多个局部照明区域各自照射。
4.如权利要求3所述的照明装置，其特征在于，
在所述光束合成部的所述斜面上形成的反射膜设定为密度按照所述反射部、所述中间部、所述通过部的顺序相对地变低。
5.如权利要求4所述的照明装置，其特征在于，
所述光束合成部通过将在所述斜面上成膜的所述反射膜中的、与所述通过部或所述中间部对应的区域的所述反射膜局部地除去，而将反射膜的密度设定为按照所述反射部、所述中间部、所述通过部的顺序相对地变低。
6.一种曝光装置，一边将沿第1方向延伸的狭缝状的照明光向掩膜图案的一部分照射、一边使所述狭缝状的照明光和所述掩膜图案沿着与所述第1方向交叉的第2方向相对地移动，利用从所述掩膜图案通过的所述照明光对基板的感光层进行曝光，所述曝光装置的特征在于，具备：
第奇数个用的多个光源部，在将所述狭缝状的照明光所照射的狭缝状的照明区域分成所述第1方向长且所述第2方向短的多个局部照明区域时，所述第奇数个用的多个光源部以对所述多个局部照明区域中的沿着所述第1方向的第奇数个的所述局部照明区域各自分别照射所述照明光的方式，相对于所述狭缝状的照明区域的法线配置于所述第2方向的一侧；
第偶数个用的多个光源部，其以对所述多个局部照明区域中的沿着所述第1方向的第偶数个的所述局部照明区域各自分别照射所述照明光的方式，相对于所述狭缝状的照明区域的法线配置于所述第2方向的另一侧；和
偏转部件，其具有多个第奇数个用的反射镜和多个第偶数个用的反射镜，所述多个第奇数个用的反射镜使向所述第奇数个的局部照明区域各自照射的来自所述第奇数个用的多个光源部各自的所述照明光从所述一侧向所述法线的方向反射，所述多个第偶数个用的反射镜使向所述第偶数个的局部照明区域各自照射的来自所述第偶数个用的多个光源部各自的所述照明光从所述另一侧向所述法线的方向反射。
7.如权利要求6所述的曝光装置，其特征在于，
在将与所述第1方向平行且沿所述狭缝状的照明区域的法线的方向通过的面设为第1面时，所述第奇数个用的多个反射镜和所述第偶数个用的多个反射镜关于所述第1面对称地配置。
8.如权利要求7所述的曝光装置，其特征在于，
所述第奇数个用的多个反射镜各自和所述第偶数个用的多个反射镜各自相对于所述第1面倾斜45°地配置。
9.如权利要求8所述的曝光装置，其特征在于，
在从朝向所述多个局部照明区域各自照射的所述照明光的行进方向观察时，所述第奇数个用的多个反射镜各自与所述第偶数个用的多个反射镜各自的在所述第1方向上相邻的反射镜之间的各境界以相对于所述第2方向倾斜地交叉的方式设定。
10.如权利要求9所述的曝光装置，其特征在于，
将所述第奇数个用的多个反射镜各自和所述第偶数个用的多个反射镜各自的反射面的外形设为梯形状。
11.一种曝光装置，使沿着从中心线以规定半径弯曲成圆筒状的外周面保持有透射型的掩膜图案的旋转滚筒绕所述中心线旋转，从所述旋转滚筒的内部向所述掩膜图案照射与所述中心线平行地延伸的狭缝状的照明光，通过从所述掩膜图案透射的光对基板的感光层进行曝光，所述曝光装置的特征在于，
具备多个照明模块，在将所述狭缝状的照明光所照射的狭缝状的照明区域在所述中心线所延伸的第1方向上分成多个局部照明区域时，该多个照明模块与所述多个局部照明区域各自对应地在所述旋转滚筒内沿着所述第1方向配置，并对所述局部照明区域各自照射照明光，
使从所述多个照明模块各自朝向所述局部照明区域的所述照明光的扩散角在与所述第1方向正交的第2方向、及所述第1方向上为各向同性。
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