CN108873613A - 扫描曝光装置以及扫描曝光方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种扫描曝光装置，其使沿着以第一半径弯曲的圆周面保持有光罩图案的光罩保持筒以第一轴为中心旋转，并且使挠性的基板在沿着表面的扫描曝光方向上移动，来将光罩图案曝光在基板的表面上，并具有：朝向在光罩图案上在第一轴的方向上为细长的矩形状且在周向上具有规定宽度的照明区域照射照明光的照明光学系统；通过将来自光罩图案的光束投射至与照明区域对应的基板侧的投影区域使光罩图案的像以沿着在扫描曝光方向上弯曲的投影像面的方式成像的投影光学系统；和通过从与第一轴平行地配置的第二轴以第二半径弯曲成圆筒面状的外周面使基板弯曲来支承并以第二轴为中心进行旋转使基板沿着周向移动的基板支承筒。

Description

扫描曝光装置以及扫描曝光方法

本发明申请是国际申请日为2014年5月2日、国际申请号为PCT/JP2014/062180、进入中国国家阶段的国家申请号为201480033588.9、发明名称为“基板处理装置、器件制造方法以及曝光方法”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种将光罩的图案投影到基板上并在该基板上曝光该图案的基板处理装置、器件制造方法以及曝光方法。

背景技术

有一种制造液晶显示器等的显示器件或半导体等各种器件的器件制造系统。器件制造系统具有曝光装置等基板处理装置。基板处理装置将形成在配置于照明区域的光罩(或者标线片)上的图案的像投影到配置于投影区域的基板等上，在基板上曝光该图案。基板处理装置中使用的光罩一般是平面状的，但已知也有为了在基板上对多个器件图案连续地进行扫描曝光而设置成圆筒状的光罩(专利文献1)。

另外，作为基板处理装置，有一种记载于专利文献2中的投影曝光装置。专利文献2中记载的投影曝光装置具有：基板保持件，其以在一维移动方向上使感光基板的表面与由投影光学系统投影得到的图案像的最佳成像面相对仅倾斜规定量的方式将感光基板保持在基板载物台上；和保持件驱动单元，其以在扫描曝光期间内沿着感光基板的倾斜方向移动的方式，与基板载物台在一维方向上的移动连动地使基板保持件在投影光学系统的光轴的方向上移动。投影曝光装置利用上述结构，能够根据一维方向的扫描曝光的位置，改变投射于感光基板的曝光面的光束的聚焦状态。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2008/029917号

专利文献2：日本专利第2830492号公报

发明内容

如专利文献2中记载的那样，通过一边改变聚焦状态，一边进行曝光，即使在因光罩与基板的相对关系的偏移或者光学系统的偏移等导致投影光学系统投射的光束与曝光面之间的关系发生变化的情况下，也能够在包含最佳聚焦位置的聚焦状态下进行曝光。由此，能够抑制在感光基板(光致抗蚀剂层)上曝光的像对比度的变化。

但是，专利文献2中记载的投影曝光装置使用基板保持件使基板相对于投影光学装置(投影光学系统)倾斜。因此，相对位置的调整(控制)变得复杂。特别是，在对基板上的多个曝光区域(照射)中的每一个将光罩和基板相对扫描并使基板步进移动的步进扫描方式中，每当对基板上的各曝光区域进行扫描曝光时都需要高速地重复控制基板保持件的倾斜和向聚焦方向的移动，控制变得复杂，并且导致产生振动。

另外，在扫描曝光方式的基板处理装置中，若扫描曝光方向上的基板上的曝光区域的宽度小，则给予感光基板的曝光量也变少。因此，需要增大投射至基板上的曝光区域的曝光用光在每单位面积的照度，或者减缓扫描曝光的速度。反之，若增大扫描曝光方向上的基板上的曝光区域的宽度，则有时所形成的图案的品质(转印再现性)会下降。

本发明的方式的目的在于提供一种能够以高生产率生产高品质的基板的基板处理装置、器件制造方法以及曝光方法。

根据本发明的第一方式，提供一种基板处理装置，其为具有将来自配置于照明光的照明区域的光罩的图案的光束投射至配置有基板的投影区域的投影光学系统的基板处理装置，该基板处理装置具有：第一支承构件，其在所述照明区域和所述投影区域中的一方区域中，以沿着以规定曲率弯曲成圆筒面状的第一面的方式来支承所述光罩和所述基板中的一方；第二支承构件，其在所述照明区域和所述投影区域中的另一方区域中，以沿着规定的第二面的方式来支承所述光罩和所述基板中的另一方；和移动机构，其使所述第一支承构件旋转，使该第一支承构件所支承的所述光罩和所述基板中的某一方在扫描曝光方向上移动，所述投影光学系统在所述基板的曝光面上，将在所述扫描曝光方向上包括两处最佳聚焦位置的光束投射至所述投影区域。

根据本发明的第二方式，提供一种器件制造方法，其包括：向所述基板处理装置供给所述基板，使用第一方式所述的基板处理装置在所述基板上形成所述光罩的图案。

根据本发明的第三方式，提供一种曝光方法，其将来自配置于照明光的照明区域的光罩的图案的光束投射至配置有基板的投影区域，该曝光方法包括：在所述照明区域和所述投影区域中的一方区域中，以沿着以规定曲率弯曲成圆筒面状的第一面的方式来支承所述光罩和所述基板中的一方；在所述照明区域和所述投影区域中的另一方区域中，以沿着规定的第二面的方式来支承所述光罩和所述基板中的另一方；使该第一面所支承的所述光罩和所述基板中的某一方沿着所述第一面旋转，使该第一面所支承的所述光罩和所述基板中的某一方在扫描曝光方向上移动；和在所述基板的曝光面上将在所述扫描曝光方向上包括两处最佳聚焦位置的光束投射至所述投影区域。

发明效果

根据本发明的方式，通过将在基板的曝光面的扫描曝光方向上具有两处最佳聚焦位置的光束投射至投影区域，能够以高生产率生产高品质的基板。

附图说明

图1是示出第一实施方式的器件制造系统的结构的图。

图2是示出第一实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。

图3是示出图2所示的曝光装置的照明区域以及投影区域的配置的图。

图4是示出图2所示的曝光装置的照明光学系统以及投影光学系统的结构的图。

图5是夸大地示出光罩上的照明光束以及投影光束的状态的图。

图6A是示出光罩的图案的投影像面与基板的曝光面的关系的说明图。

图6B是示出在曝光宽度内的散焦量的变化的样子的图表。

图7是示出第二实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。

图8是示出光罩的图案的投影像面与基板的曝光面的关系的说明图。

图9是示出曝光坐标与散焦的关系的一个例子的图表。

图10是示出散焦与点像强度的关系的一个例子的图表。

图11是示出散焦量的变化与强度差的关系的一个例子的图表。

图12是示出散焦量与L/S的对比度变化的关系的一个例子的图表。

图13是示出散焦量与L/S的对比度比的变化的关系的一个例子的图表。

图14是示出散焦量与L/S的CD以及截剪位准(slice level)的关系的一个例子的图表。

图15是示出散焦量与孤立线的对比度变化的关系的一个例子的图表。

图16是示出散焦量与孤立线的对比度比的变化的关系的一个例子的图表。

图17是示出散焦量与孤立线的CD以及截剪位准的关系的一个例子的图表。

图18是示出第三实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。

图19是示出第四实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。

图20是示出光罩的图案的投影像面与基板的曝光面的关系的说明图。

图21是示出曝光方法的流程图。

图22是示出器件制造方法的流程图。

具体实施方式

一边参照附图一边对用于实施本发明的方式(实施方式)进行详细的说明。以下的实施方式中记载的内容并不用于限定本发明。另外，在以下记载的构成要素中包含本领域的技术人员能够容易想到的或实质上相同的要素。而且，以下记载的构成要素能够适当组合。另外，在不脱离本发明的要旨的范围内，能够对构成要素进行各种省略、替换或者变更。例如，在以下的实施方式中，虽然对将柔性显示器作为器件制造的情况进行说明，但并不限于此。也能够将布线基板、半导体基板等作为器件来制造。

[第一实施方式]

第一实施方式的对基板施加曝光处理的基板处理装置是曝光装置。另外，曝光装置组装在对曝光后的基板施加各种处理来制造器件的器件制造系统中。首先，针对器件制造系统进行说明。

＜器件制造系统＞

图1是示出第一实施方式的器件制造系统的结构的图。图1所示的器件制造系统1是制造作为器件的柔性显示器的流水线(柔性显示器制造流水线)。作为柔性显示器，例如有有机EL显示器等。该器件制造系统1采用所谓的卷对卷(Roll to Roll)方式，该卷对卷(Roll to Roll)方式是指从将挠性的基板P卷绕成卷状的供给用卷FR1运出该基板P，在对运出的基板P连续地施加各种处理后，将处理后的基板P作为挠性的器件卷收至回收用卷FR2。在第一实施方式的器件制造系统1中，示出从供给用卷FR1运出作为薄膜状的片材的基板P，从供给用卷FR1运出的基板P依次经过n台处理装置U1、U2、U3、U4、U5、…Un直到被卷收至回收用卷FR2为止的例子。首先，针对成为器件制造系统1的处理对象的基板P进行说明。

基板P使用例如树脂薄膜、由不锈钢等金属或者合金形成的箔(金属薄片)等。作为树脂薄膜的材质，含有例如聚乙烯树脂、聚丙烯树脂、聚酯树脂、乙烯乙烯酯共聚物树脂、聚氯乙烯树脂、纤维素树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂、聚碳酸酯树脂、聚苯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂中的一种或者两种以上。

基板P最好选择例如热膨胀系数并不明显大的材料，以使得实际上能够忽视在对基板P施加的各种处理中因受热导致的变形量。热膨胀系数例如可以通过将无机填充物混合于树脂薄膜中而设定得比与工艺温度等相应的阈值小。无机填充物例如可以是氧化钛、氧化锌、氧化铝、氧化硅等。另外，基板P可以是通过浮标法等制造的厚度为100μm左右的极薄玻璃的单层体，也可以是在该极薄玻璃上粘贴上述树脂薄膜、箔等而形成的层叠体。

以这种方式构成的基板P通过被卷绕成卷状而成为供给用卷FR1，该供给用卷FR1被安装到器件制造系统1中。安装有供给用卷FR1的器件制造系统1对从供给用卷FR1运出的基板P重复进行用于制造一个器件的各种处理。因此，处理后的基板P变为多个器件相连接的状态。即，从供给用卷FR1运出的基板P变为拼版用的基板。此外，基板P可以预先通过规定的前处理将其表面改质使其表面活性化，或者，通过压印法(微压模)等在表面形成有用于精密图案化的微小的隔壁构造(凹凸构造)。

处理后的基板P通过被卷绕成卷状而作为回收用卷FR2被回收。回收用卷FR2被安装于未图示的切割装置上。安装有回收用卷FR2的切割装置通过将处理后的基板P按每个器件进行分割(切割)来形成多个器件。就基板P的尺寸而言，例如宽度方向(作为短边的方向)的尺寸是10cm～2m左右，长度方向(作为长边的方向)的尺寸是10m以上。此外，基板P的尺寸并不限定于上述的尺寸。

以下，参照图1对器件制造系统1进行说明。在图1中采用X方向、Y方向以及Z方向正交的正交坐标系。X方向是在水平面内连结供给用卷FR1以及回收用卷FR2的方向，是图1中的左右方向。Y方向是在水平面内与X方向正交的方向，是图1中的前后方向。Y方向作为供给用卷FR1以及回收用卷FR2的轴向。Z方向是铅垂方向，是图1中的上下方向。

器件制造系统1具有供给基板P的基板供给装置2、对由基板供给装置2供给的基板P施加各种处理的处理装置U1～Un、将由处理装置U1～Un施加过处理的基板P回收的基板回收装置4、对器件制造系统1的各装置进行控制的上位控制装置5。

在基板供给装置2中以可旋转的方式安装有供给用卷FR1。基板供给装置2具有从所安装的供给用卷FR1运出基板P的驱动辊R1、调整基板P的在宽度方向(Y方向)上的位置的边缘位置控制器EPC1。驱动辊R1一边夹持基板P的表背两面一边旋转，将基板P沿从供给用卷FR1朝向回收用卷FR2的搬运方向运出，由此将基板P供给至处理装置U1～Un。此时，边缘位置控制器EPC1以使基板P在宽度方向的端部(边缘)处的位置相对于目标位置而落在±十几μm～几十μm左右的范围内的方式使基板P在宽度方向上移动，以修正基板P在宽度方向上的位置。

在基板回收装置4中以可旋转的方式安装有回收用卷FR2。基板回收装置4具有将处理后的基板P拉引至回收用卷FR2侧的驱动辊R2、调整基板P的在宽度方向(Y方向)上的位置的边缘位置控制器EPC2。基板回收装置4利用驱动辊R2一边夹持基板P的表背两面一边旋转，向搬运方向拉引基板P，并且使回收用卷FR2旋转，由此来卷起基板P。此时，边缘位置控制器EPC2与边缘位置控制器EPC1同样地构成，修正基板P在宽度方向上的位置，以避免基板P的宽度方向上的端部(边缘)在宽度方向产生偏差。

处理装置U1是在从基板供给装置2供给的基板P的表面上涂敷感光性功能液的涂敷装置。作为感光性功能液，使用例如光致抗蚀剂、感光性硅烷偶联剂(亲疏水性改质剂)、感光性电镀还原剂、UV固化树脂溶液等。处理装置U1从基板P的搬运方向的上游侧起依次设有涂敷机构Gp1和干燥机构Gp2。涂敷机构Gp1具有卷绕有基板P的压印辊DR1、与压印辊DR1相对的涂敷辊DR2。涂敷机构Gp1在将所供给的基板P卷绕于压印辊DR1的状态下，利用压印辊DR1以及涂敷辊DR2夹持基板P。然后，涂敷机构Gp1通过使压印辊DR1以及涂敷辊DR2旋转，一边使基板P沿搬运方向移动，一边利用涂敷辊DR2涂敷感光性功能液。干燥机构Gp2通过吹出热风或者干燥空气等干燥用空气，以去除感光性功能液中含有的溶质(溶剂或者水)，使涂敷有感光性功能液的基板P干燥，来在基板P上形成感光性功能层。

处理装置U2是为了使形成于基板P的表面的感光性功能层稳定、而将从处理装置U1搬运来的基板P加热到规定温度(例如，几10～120℃左右)的加热装置。处理装置U2从基板P的搬运方向的上游侧依次设有加热腔室HA1和冷却腔室HA2。在加热腔室HA1的内部设有多个辊以及多个空气转向杆(air turn bar)，多个辊以及多个空气转向杆构成基板P的搬运路径。多个辊设置为与基板P的背面滚动接触，多个空气转向杆设置成不与基板P的表面侧接触的状态。为了延长基板P的搬运路径，多个辊以及多个空气转向杆以形成蛇行状的搬运路径的方式配置。通过加热腔室HA1内的基板P一边被沿着蛇行状的搬运路径搬运，一边被加热到规定温度。为了使在加热腔室HA1加热的基板P的温度与后续工序(处理装置U3)的环境温度相一致，冷却腔室HA2将基板P冷却到环境温度。在冷却腔室HA2的内部设有多个辊，与加热腔室HA1同样地，为了延长基板P的搬运路径，多个辊以形成蛇行状的搬运路径的方式配置。通过冷却腔室HA2内的基板P一边被沿着蛇行状的搬运路径搬运，一边被冷却。在冷却腔室HA2的搬运方向上的下游侧设有驱动辊R3，驱动辊R3一边夹持通过冷却腔室HA2的基板P一边旋转，由此将基板P朝向处理装置U3供给。此外，加热腔室HA1对基板P的加热在基板P是PET(聚对苯二甲酸乙二脂)或者PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)等树脂薄膜的情况下，最好设定为不超过其玻璃化转变温度。

处理装置(基板处理装置)U3是针对从处理装置U2供给的表面形成有感光性功能层的基板(感光基板)P投影曝光显示器用的电路或者布线等图案的曝光装置。详细情况在后文描述，处理装置U3通过向反射型的光罩M照射照明光束，将照明光束被光罩M反射而得到的投影光束投影曝光于基板P上。处理装置U3具有向搬运方向的下游侧运送从处理装置U2供给的基板P的驱动辊R4、调整基板P的在宽度方向(Y方向)上的位置的边缘位置控制器EPC3。驱动辊R4一边夹持基板P的表背两面一边旋转，将基板P向搬运方向的下游侧运出，由此向在曝光位置支承基板P的基板支承筒(有时也称为旋转筒)供给。

边缘位置控制器EPC3与边缘位置控制器EPC1同样地构成，修正基板P在宽度方向上的位置，以使在曝光位置(基板支承筒)的基板P的宽度方向成为目标位置。另外，处理装置U3具有在对曝光后的基板P赋予松弛度的状态下，向搬运方向的下游侧运送基板P的两组驱动辊R5、R6。驱动辊R5与之前的驱动辊R4协作，在基板P的搬运方向上赋予规定的张力。两组驱动辊R5、R6以在基板P的搬运方向上相隔规定的间隔的方式配置。驱动辊R5夹持着搬运的基板P的上游侧并旋转，驱动辊R6夹持着搬运的基板P的下游侧并旋转，由此将基板P供给至处理装置U4。此时，由于基板P被赋予松弛度，所以能够吸收在比驱动辊R6更靠搬运方向的下游侧的位置产生的搬运速度的变动，能够断绝因搬运速度的变动导致的对基板P的曝光处理的影响。另外，为了使光罩M的光罩图案的一部分的像与基板P相对地进行对位(对准)，在处理装置U3内设有检测预先形成于基板P上的对准标记等的对准显微镜AM1、AM2。

处理装置U4是对从处理装置U3搬运来的曝光后的基板P进行湿式的显影处理、无电解电镀处理等的湿式处理装置。在处理装置U4的内部具有：沿着铅垂方向(Z方向)分层化的3个处理槽BT1、BT2、BT3和搬运基板P的多个辊。多个辊以形成供基板P依次从3个处理槽BT1、BT2、BT3的内部通过的搬运路径的方式配置。在处理槽BT3的搬运方向上的下游侧设有驱动辊R7，驱动辊R7一边夹持通过处理槽BT3后的基板P一边旋转，由此将基板P朝向处理装置U5供给。

虽然省略图示，但是处理装置U5是对从处理装置U4搬运来的基板P进行干燥的干燥装置。处理装置U5除去在处理装置U4中被施加了湿式处理的基板P上附着的液滴或者雾，并且将基板P的水分含量调整为规定的水分含量。由处理装置U5干燥的基板P经过若干个处理装置被搬运至处理装置Un。然后，在处理装置Un进行处理后，基板P被卷起至基板回收装置4的回收用卷FR2。

上位控制装置5统筹控制基板供给装置2、基板回收装置4以及多个处理装置U1～Un。上位控制装置5控制基板供给装置2以及基板回收装置4，从基板供给装置2向基板回收装置4搬运基板P。另外，上位控制装置5与基板P的搬运同步地控制多个处理装置U1～Un，对基板P进行各种处理。

＜曝光装置(基板处理装置)＞

以下，参照图2～图4，对作为第一实施方式的处理装置U3的曝光装置(基板处理装置)的结构进行说明。图2是示出第一实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。图3是示出图2所示的曝光装置的照明区域以及投影区域的配置的图。图4是示出图2所示的曝光装置的照明光学系统以及投影光学系统的结构的图。以下，将处理装置U3称为曝光装置U3。

图2所示的曝光装置U3是所谓的扫描曝光装置，一边沿搬运方向搬运基板P，一边将形成于圆筒状的光罩M的外周面的光罩图案的像投影曝光在基板P的表面上。此外，在图2中采用X方向、Y方向以及Z方向正交的正交坐标系，采用与图1同样的正交坐标系。

首先，对曝光装置U3中使用的光罩M进行说明。光罩M是例如使用金属制的圆筒体的反射型的光罩。光罩M形成为具有外周面(圆周面)的圆筒体，并在径向上具有固定的厚度，该外周面(圆周面)具有以沿Y方向延伸的第一轴AX1为中心的曲率半径Rm。光罩M的圆周面是形成有规定的光罩图案的面P1。光罩M的面P1具有：以高效率向规定方向反射光束的高反射部以及不向规定方向反射光束或者以低效率反射的反射抑制部。光罩图案是由高反射部以及反射抑制部形成的。此处，反射抑制部只要使向规定方向反射的光减少即可。因此，反射抑制部可以吸收光、透射光、或者向除了规定方向以外的方向反射光(例如漫反射)。此处，能够利用吸收光的材料或者透射光的材料构成光罩M的反射抑制部。曝光装置U3能够使用由金属的圆筒体制作的光罩作为上述结构的光罩M。因此，曝光装置U3能够使用低价的光罩进行曝光。

此外，光罩M可以形成有与一个显示器件相对应的面板用图案的整体或者一部分，也可以形成有与多个显示器件相对应的面板用图案。另外，光罩M可以在围绕第一轴AX1的周向上重复形成有多个面板用图案，也可以在与第一轴AX1平行的方向上重复形成有多个小型的面板用图案。而且，光罩M也可以形成有第一显示器件的面板用图案以及尺寸等与第一显示器件不同的第二显示器件的面板用图案。另外，光罩M只要具有以第一轴AX1为中心的曲率半径为Rm的圆周面即可，并不限定于圆筒体的形状。例如，光罩M也可以是具有圆周面的圆弧状的板材。另外，光罩M还可以是薄板状的，可以以使薄板状的光罩M弯曲来仿照圆周面的方式粘贴在圆筒构件上。

接着，对图2所示的曝光装置U3进行说明。曝光装置U3在上述驱动辊R4～R6、边缘位置控制器EPC3以及对准显微镜AM1、AM2的基础上，还具有：光罩保持机构11、基板支承机构12、照明光学系统IL、投影光学系统PL、下位控制装置16。曝光装置U3通过利用照明光学系统IL、投影光学系统PL引导从光源装置13射出的照明光，来将由光罩保持机构11保持的光罩M的图案的光束投射至由基板支承机构12保持的基板P。

下位控制装置16控制曝光装置U3的各部分，使各部分进行处理。下位控制装置16可以是器件制造系统1的上位控制装置5的一部分或者全部。另外，下位控制装置16也可以由上位控制装置5控制，是与上位控制装置5不同的其他装置。下位控制装置16例如具有计算机。

光罩保持机构11具有：保持光罩M的光罩保持筒(光罩保持构件)21、使光罩保持筒21旋转的第一驱动部22。光罩保持筒21以光罩M的第一轴AX1为旋转中心的方式来保持光罩M。第一驱动部22与下位控制装置16连接，并以第一轴AX1为旋转中心来使光罩保持筒21旋转。

此外，光罩保持机构11利用光罩保持筒21保持圆筒体的光罩M，但是不限于该结构。光罩保持机构11也可以仿照光罩保持筒21的外周面来卷绕并保持薄板状的光罩M。另外，光罩保持机构11还可以将呈圆弧状的板材的光罩M保持在光罩保持筒21的外周面上。

基板支承机构12具有利用圆筒状的外周面支承基板P并能够旋转的基板支承筒25、使基板支承筒25旋转的第二驱动部26、一对空气转向杆ATB1、ATB2以及一对导辊27、28。基板支承筒25形成为具有外周面(圆周面)的圆筒形状，该外周面(圆周面)具有以在Y方向上延伸的第二轴AX2为中心的曲率半径Rp。此处，第一轴AX1与第二轴AX2相互平行，以从第一轴AX1以及第二轴AX2通过的面为中心面CL。基板支承筒25的圆周面的一部分成为支承基板P的支承面P2。即，基板支承筒25通过将基板P卷绕于其支承面P2上来支承基板P。第二驱动部26与下位控制装置16连接，以第二轴AX2为旋转中心来使基板支承筒25旋转。

一对空气转向杆ATB1、ATB2隔着基板支承筒25而分别设于基板P的搬运方向的上游侧以及下游侧。一对空气转向杆ATB1、ATB2设于基板P的表面侧，并配置于铅垂方向(Z方向)上的比基板支承筒25的支承面P2靠下方侧的位置。一对导辊27、28隔着一对空气转向杆ATB1、ATB2而分别设于基板P的搬运方向的上游侧以及下游侧。一对导辊27、28中的一个导辊27将从驱动辊R4搬运来的基板P引导至空气转向杆ATB1，另一个导辊导辊28将从空气转向杆ATB2搬运来的基板P引导至驱动辊R5。

因此，基板支承机构12利用导辊27将从驱动辊R4搬运来的基板P引导至空气转向杆ATB1，并将通过空气转向杆ATB1的基板P导入基板支承筒25。基板支承机构12通过利用第二驱动部26使基板支承筒25旋转，来一边利用基板支承筒25的支承面P2支承导入至基板支承筒25的基板P，一边向空气转向杆ATB2搬运该基板P。基板支承机构12利用空气转向杆ATB2将搬运至空中转向杆ATB2的基板P引导至导辊28，并将通过导辊28的基板P引导至驱动辊R5。

此时，与第一驱动部22以及第二驱动部26连接的下位控制装置16通过使光罩保持筒21和基板支承筒25以规定的旋转速度比同步旋转，将形成于光罩M的面P1的光罩图案的像连续地重复投影曝光在卷绕于基板支承筒25的支承面P2的基板P的表面(仿照圆周面而弯曲的面)上。

光源装置13射出对光罩M进行照明的照明光束EL1。光源装置13具有光源31和导光构件32。光源31是射出规定的波长的光的光源。光源31例如是水银灯等灯光源或者激光二极管、发光二极管(LED)管等。光源31射出的照明光例如是从灯光源射出的辉线(g线、h线、i线)、KrF准分子激光(波长248nm)等远紫外光(DUV光)、ArF准分子激光(波长193nm)等。此处，光源31优选射出含有i线(365nm的波长)以下波长的光的照明光束EL1。光源31能够使用从YAG激光(三次谐波激光)射出的激光(355nm的波长)、从YAG激光(四次谐波激光)射出的激光(266nm的波长)或者从KrF准分子激光射出的激光(248nm的波长)等作为i线以下的波长的光的照明光束EL1。

导光构件32将从光源31射出的照明光束EL1传导至照明光学系统IL。导光构件32由光纤或者利用反射镜的中继模组等构成。另外，导光构件32在设有多个照明光学系统IL的情况下，将来自光源31的照明光束EL1分离成多束，将多束照明光束EL1传导至多个照明光学系统IL。导光构件32将从光源31射出的照明光束EL1作为规定的偏振状态的光入射至偏振光分束器PBS。此处，本实施方式的偏振光分束器PBS使作为S偏振光的直线偏振光的光束反射，使作为P偏振光的直线偏振光的光束透射。因此，光源装置13射出向偏振光分束器PBS入射的照明光束EL1变为直线偏振光(S偏振光)的光束的照明光束EL1。

光源装置13向偏振光分束器PBS射出波长以及相位一致的偏振激光。例如，光源装置13在从光源31射出的光束是偏振的光的情况下，使用偏振保持光纤作为导光构件32在维持从光源装置13输出的激光的偏振状态下进行导光。另外，例如，也可以利用光纤引导从光源31输出的光束，利用偏振片使从光纤输出的光产生偏振。即光源装置13在随机偏振的光束被引导的情况下，可以利用偏振片使随机偏振的光束偏振，也可以利用偏振光分束器PBS使随机偏振的光束分为P偏振光和S偏振光的各光束，使透射该偏振光分束器PBS的光作为入射至一个系统的照明光学系统IL的光束来使用，使被偏振光分束器PBS反射的光作为入射至其他的系统的照明光学系统IL的光束来使用。另外光源装置13还可以通过利用透镜等的中继光学系统来引导从光源31输出的光束。

此处，如图3所示，第一实施方式的曝光装置U3是假定所谓的多透镜方式的曝光装置。此外，在图3中图示出了，从-Z侧观察到的光罩保持筒21所保持的光罩M上的照明区域IR的仰视图(图3的左图)、从+Z侧观察到的基板支承筒25所支承的基板P上的投影区域PA的俯视图(图3的右图)。图3的附图标记X_S示出光罩保持筒21以及基板支承筒25的移动方向(旋转方向)。多透镜方式的曝光装置U3向光罩M上的多个(在第一实施方式中例如是6个)照明区域IR1～IR6分别照射照明光束EL1，将各照明光束EL1在各照明区域IR1～IR6被反射得到的多个投影光束EL2投影曝光在基板P上的多个(在第一实施方式中例如是6个)投影区域PA1～PA6。

首先，对利用照明光学系统IL照明的多个照明区域IR1～IR6进行说明。如图3所示，多个照明区域IR1～IR6隔着中心面CL，在旋转方向的上游侧的光罩M上配置第一照明区域IR1、第三照明区域IR3以及第五照明区域IR5，在旋转方向的下游侧的光罩M上配置第二照明区域IR2、第四照明区域IR4以及第六照明区域IR6。各照明区域IR1～IR6是呈具有沿着光罩M的轴向(Y方向)延伸的平行的短边以及长边的细长梯形的区域。此时，梯形的各照明区域IR1～IR6为其短边位于中心面CL侧且其长边位于外侧的区域。第一照明区域IR1、第三照明区域IR3以及第五照明区域IR5在轴向上相隔规定的间隔而配置。另外，第二照明区域IR2、第四照明区域IR4以及第六照明区域IR6在轴向上相隔规定的间隔而配置。此时，第二照明区域IR2在轴向上配置在第一照明区域IR1与第三照明区域IR3之间。同样地，第三照明区域IR3在轴向上配置在第二照明区域IR2与第四照明区域IR4之间。第四照明区域IR4在轴向上配置在第三照明区域IR3与第五照明区域IR5之间。第五照明区域IR5在轴向上配置在第四照明区域IR4与第六照明区域IR6之间。各照明区域IR1～IR6以从光罩M的周向观察时相邻的梯形的照明区域的斜边部的三角部重合的方式(重叠)配置。此外，在第一实施方式中，各照明区域IR1～IR6为梯形的区域，但也可以是长方形状的区域。

另外，光罩M具有形成有光罩图案的图案形成区域A3和不形成光罩图案的非图案形成区域A4。非图案形成区域A4是吸收照明光束EL1的不易反射的区域，配置为以框状围绕图案形成区域A3。第一～第六照明区域IR1～IR6配置为涵盖图案形成区域A3的Y方向的整个宽度。

照明光学系统IL与多个照明区域IR1～IR6相应地设有多个(在第一实施方式中例如是6个)。多个照明光学系统(分割照明光学系统)IL1～IL6中分别射入来自光源装置13的照明光束EL1。各照明光学系统IL1～IL6分别将从光源装置13入射的各照明光束EL1传导至各照明区域IR1～IR6。即，第一照明光学系统IL1将照明光束EL1传导至第一照明区域IR1，同样地，第二～第六照明光学系统IL2～IL6将照明光束EL1传导至第二～第六照明区域IR2～IR6。多个照明光学系统IL1～IL6隔着中心面CL，在配置有第一、第三、第五照明区域IR1、IR3、IR5的一侧(图2的左侧)配置第一照明光学系统IL1、第三照明光学系统IL3以及第五照明光学系统IL5。第一照明光学系统IL1、第三照明光学系统IL3以及第五照明光学系统IL5在Y方向上相隔规定的间隔而配置。另外，多个照明光学系统IL1～IL6隔着中心面CL，在配置有第二、第四、第六照明区域IR2、IR4、IR6的一侧(图2的右侧)配置第二照明光学系统IL2、第四照明光学系统IL4以及第六照明光学系统IL6。第二照明光学系统IL2、第四照明光学系统IL4以及第六照明光学系统IL6在Y方向上相隔规定的间隔而配置。此时，第二照明光学系统IL2在轴向上配置在第一照明光学系统IL1与第三照明光学系统IL3之间。同样地，第三照明光学系统IL3、第四照明光学系统IL4、第五照明光学系统IL5在轴向上配置在第二照明光学系统IL2与第四照明光学系统IL4之间、第三照明光学系统IL3与第五照明光学系统IL5之间、第四照明光学系统IL4与第六照明光学系统IL6之间。另外，第一照明光学系统IL1、第三照明光学系统IL3以及第五照明光学系统IL5与第二照明光学系统IL2、第四照明光学系统IL4以及第六照明光学系统IL6配置为当从Y方向观察时是对称的。

接着，参照图4，对各照明光学系统IL1～IL6的详细结构进行说明。此外，由于各照明光学系统IL1～IL6是同样的结构，所以以第一照明光学系统IL1(以下，仅称为照明光学系统IL)为例来进行说明。

为了以均匀的照度照射照明区域IR(第一照明区域IR1)，照明光学系统IL应用柯勒(Kohler)照明法，柯勒照明法将来自光源装置13的照明光束EL1转换为多个点光源聚集成面状的面光源像。另外，照明光学系统IL是利用偏振光分束器PBS的落射照明系统。照明光学系统IL从来自光源装置13的照明光束EL1的入射侧依次具有照明光学模组ILM、偏振光分束器PBS以及1/4波片41。

如图4所示，照明光学模组ILM从照明光束EL1的入射侧依次包含准直透镜51、复眼透镜52、多个聚光透镜53、柱面透镜54、照明视场光阑55以及多个中继透镜56，并设置在第一光轴BX1上。准直透镜51设于光源装置13的导光构件32的射出侧。准直透镜51的光轴配置于第一光轴BX1上。准直透镜51照射复眼透镜52的入射侧的面整体。复眼透镜52设于准直透镜51的射出侧。复眼透镜52的射出侧的面的中心配置于第一光轴BX1上。复眼透镜52将来自准直透镜51的照明光束EL1分割为多个点光源，使来自各点光源的光重叠并入射至后述的聚光透镜53。

此时，生成点光源像的复眼透镜52的射出侧的面通过从复眼透镜52经由照明视场光阑55到后述的投影光学系统PL的第一凹面镜72的各种透镜，配置为与第一凹面镜72的反射面所在的光瞳面达到光学共轭。聚光透镜53设于复眼透镜52的射出侧，其光轴配置于第一光轴BX1上。聚光透镜53照射来自复眼透镜52的各点光源的光(照明光束EL1)，使照明光束EL1经由柱面透镜54在照明视场光阑55上重叠。在没有柱面透镜54的情况下，到达照明视场光阑55上的各点的照明光束EL1的主光线均与第一光轴BX1平行。但是，通过柱面透镜54的作用，使得照射照明视场光阑55的照明光束EL1的各主光线在图4中的Y方向上变为相互平行(与第一光轴BX1也平行)的远心状态，在XZ平面内变为相对于第一光轴BX1的倾斜度根据像高位置而依次不同的非远心状态。

柱面透镜54是入射侧呈平面而射出侧呈凸圆筒面的平凸柱面透镜，设置为与照明视场光阑55的入射侧相相邻。柱面透镜54的光轴配置于第一光轴BX1上，柱面透镜54的射出侧的凸圆筒面的母线设置为与图4中的Y轴平行。由此，刚通过柱面透镜54后的照明光束EL1的各主光线在Y方向上相互与第一光轴BX1平行，在XZ平面内向第一光轴BX1上的某个点(严格地讲，是在与第一光轴BX1正交的在Y方向上延伸的线)收敛。

照明视场光阑55的开口部形成为与照明区域IR同样形状的梯形(矩形)，照明视场光阑55的开口部的中心配置于第一光轴BX1上。此时，照明视场光阑55利用从照明视场光阑55到光罩M的圆筒状的面P1之间的中继透镜(成像系统)56、偏振光分束器PBS、1/4波片41等，配置于与光罩M上的照明区域IR光学共轭的面。中继透镜56设于照明视场光阑55的射出侧。中继透镜56的光轴配置于第一光轴BX1上。中继透镜56经由偏振光分束器PBS和1/4波片41将通过照明视场光阑55的开口部的照明光束EL1照射至光罩M的圆筒状的面P1(照明区域IR)。

偏振光分束器PBS配置在照明光学模组ILM与中心面CL之间。偏振光分束器PBS在波阵面分割面使作为S偏振光的直线偏振光的光束反射，使作为P偏振光的直线偏振光的光束透射。此处，入射至偏振光分束器PBS的照明光束EL1为S偏振光的直线偏振光的光束，入射至偏振光分束器PBS的来自光罩M的反射光(投影光束EL2)通过1/4波片41变为P偏振光的直线偏振光的光束。

由此，偏振光分束器PBS使从照明光学模组ILM入射至波阵面分割面的照明光束EL1反射，另一方面，使被光罩M反射并入射至波阵面分割面的投影光束EL2透射。偏振光分束器PBS优选使入射至波阵面分割面的照明光束EL1的全部反射，但是也可以使入射至波阵面分割面的照明光束EL1的大部分反射，并利用波阵面分割面使一部分透射或者吸收。同样地，偏振光分束器PBS优选使入射至波阵面分割面的投影光束EL2的全部透射，但是也可以使入射至波阵面分割面的投影光束EL2的大部分透射，并使一部分反射或者吸收。

1/4波片41配置在偏振光分束器PBS与光罩M之间，将由偏振光分束器PBS反射的照明光束EL1从直线偏振光(S偏振光)转换为圆偏振光。转换为圆偏振光的照明光束EL1向光罩M照射。1/4波片41将被光罩M反射的圆偏振光的投影光束EL2转换为直线偏振光(P偏振光)。

此处，照明光学系统IL以使被光罩M的面P1上的照明区域IR反射的投影光束EL2的主光线在Y方向和XZ平面内中的任一者均处于远心状态的方式，向光罩M的照明区域IR照射照明光束EL1。参照图5说明这种状态。

图5是在XZ平面(与第一轴AX1垂直的平面)内夸张地示出照射至光罩M上的照明区域IR的照明光束EL1和被照明区域IR反射的投影光束EL2的状态的图。如图5所示，上述照明光学系统IL以使被光罩M的照明区域IR反射的投影光束EL2的主光线成为远心(平行系统)的方式，将照射至光罩M的照明区域IR的照明光束EL1的主光线在XZ平面上有意识地设置为非远心状态，在Y方向上设置为远心状态。

照明光束EL1的这种特性是图4中所示的柱面透镜54赋予的。具体地，当设定从光罩M的面P1上的照明区域IR的周向的中央点Q1通过并朝向第一轴AX1的线、与光罩M的面P1的半径Rm的1/2圆(Rm/2)的交点Q2时，以从照明区域IR通过的照明光束EL1的各主光线在XZ平面上朝向交点Q2的方式，设定柱面透镜54的凸圆筒面的曲率。如此，在照明区域IR内被反射的投影光束EL2的各主光线在XZ平面内成为与从第一轴AX1、点Q1、交点Q2通过的直线平行(远心)的状态。当然，由于将光罩M的面P1在Y方向上的曲率视为无限大，所以投影光束EL2的各主光线在Y方向上也成为远心状态。

接着，对利用投影光学系统PL进行投影曝光的多个投影区域(曝光区域)PA1～PA6进行说明。如图3所示，基板P上的多个投影区域PA1～PA6与光罩M上的多个照明区域IR1～IR6相对应地配置。即，基板P上的多个投影区域PA1～PA6隔着中心面CL，在搬运方向的上游侧的基板P上配置第一投影区域PA1、第三投影区域PA3以及第五投影区域PA5，在搬运方向的下游侧的基板P上配置第二投影区域PA2、第四投影区域PA4以及第六投影区域PA6。各投影区域PA1～PA6是呈具有沿着基板P的宽度方向(Y方向)延伸的短边以及长边的细长梯形的区域。此时，梯形的各投影区域PA1～PA6是其短边位于中心面CL侧且其长边位于外侧的区域。第一投影区域PA1、第三投影区域PA3以及第五投影区域PA5在宽度方向上相隔规定的间隔而配置。另外，第二投影区域PA2、第四投影区域PA4以及第六投影区域PA6在宽度方向上相隔规定的间隔而配置。此时，第二投影区域PA2在轴向上配置在第一投影区域PA1与第三投影区域PA3之间。同样地，第三投影区域PA3在轴向上配置在第二投影区域PA2与第四投影区域PA44之间。第四投影区域PA4在轴向上配置在第三投影区域PA3与第五投影区域PA5之间。第五投影区域PA5在轴向上配置在第四投影区域PA4与第六投影区域PA6之间。各投影区域PA1～PA6与各照明区域IR1～IR6同样地，以当从基板P的搬运方向观察时，相邻的梯形的投影区域PA的斜边部的三角部重合的方式(重叠)配置。此时，投影区域PA成为使得在相邻的投影区域PA的重复区域的曝光量与在不重复的区域的曝光量实质上相同的形状。而且，第一～第六投影区域PA1～PA6配置成涵盖在基板P上曝光的曝光区域A7的Y方向上的整个宽度。

此处，在图2中，当在XZ平面内观察时，光罩M上的从奇数号的照明区域IR1(以及IR3、IR5)的中心点到偶数号的照明区域IR2(以及IR4，IR6)的中心点的周长距离被设定为：与仿照基板支承筒25的支承面P2的基板P上的从奇数号的投影区域PA1(以及PA3、PA5)的中心点到偶数号的投影区域PA2(以及PA4、PA6)的中心点的周长距离实质上相等。这是因为，各投影光学系统PL1～PL6的投影倍率设为等倍率(×1)。

投影光学系统PL与多个投影区域PA1～PA6相应地设有多个(在第一实施方式中例如是6个)。多个投影光学系统(分割投影光学系统)PL1～PL6中，分别射入从多个照明区域IR1～IR6反射的多个投影光束EL2。各投影光学系统PL1～PL6将被光罩M反射的各投影光束EL2分别传导至各投影区域PA1～PA6。即，第一投影光学系统PL1将来自第一照明区域IR1的投影光束EL2传导至第一投影区域PA1，同样地，第二～第六投影光学系统PL2～PL6将来自第二～第六照明区域IR2～IR6的各投影光束EL2传导至第二～第六投影区域PA2～PA6。多个投影光学系统PL1～PL6隔着中心面CL，在配置有第一、第三、第五投影区域PA1、PA3、PA5的一侧(图2的左侧)配置第一投影光学系统PL1、第三投影光学系统PL3以及第五投影光学系统PL5。第一投影光学系统PL1、第三投影光学系统PL3以及第五投影光学系统PL5在Y方向上相隔规定的间隔而配置。另外，多个投影光学系统PL1～PL6隔着中心面CL，在配置有第二、第四、第六投影区域PA2、PA4、PA6的一侧(图2的右侧)配置第二投影光学系统PL2、第四投影光学系统PL4以及第六投影光学系统PL6。第二投影光学系统PL2、第四投影光学系统PL4以及第六投影光学系统PL6在Y方向上相隔规定的间隔而配置。此时，第二投影光学系统PL2在轴向上配置在第一投影光学系统PL1与第三投影光学系统系统PL3之间。同样地，第三投影光学系统PL3、第四投影光学系统PL4、第五投影光学系统PL5在轴向上配置在第二投影光学系统PL2与第四投影光学系统PL4之间、第三投影光学系统PL3与第五投影光学系统PL5之间、第四投影光学系统PL4与第六投影光学系统PL6之间。另外，第一投影光学系统PL1、第三投影光学系统PL3以及第五投影光学系统PL5与第二投影光学系统PL2、第四投影光学系统PL4以及第六投影光学系统PL6配置为当从Y方向观察时是对称的。

接着，参照图4，对各投影光学系统PL1～PL6的详细的结构进行说明。此外，由于各投影光学系统PL1～PL6是同样的结构，所以以第一投影光学系统PL1(以下，仅称为投影光学系统PL)为例进行说明。

投影光学系统PL将光罩M上的照明区域IR(第一照明区域IR1)上的光罩图案的像投影在基板P上的投影区域PA。投影光学系统PL从来自光罩M的投影光束EL2的入射侧依次具有上述1/4波片41、上述的振光分束器PBS以及投影光学模组PLM。

1/4波片41以及偏振光分束器PBS可以与照明光学系统IL兼用。换言之，照明光学系统IL以及投影光学系统PL共用1/4波片41以及偏振光分束器PBS。

被照明区域IR反射的投影光束EL2在由1/4波片41从圆偏振光转换为直线偏振光(P偏振光)后，透射过偏振光分束器PBS，变为远心的成像光束而入射至投影光学系统PL(投影光学模组PLM)。

投影光学模组PLM与照明光学模组ILM相对应地设置。即，第一投影光学系统PL1的投影光学模组PLM将由第一照明光学系统IL1的照明光学模组ILM照明的第一照明区域IR1的光罩图案的像投影在基板P上的第一投影区域PA1。同样地，第二～第六投影光学系统PL2～PL6的投影光学模组PLM将由第二～第六照明光学系统IL2～IL6的照明光学模组ILM照明的第二～第六照明区域IR2～IR6的光罩图案的像投影在基板P上的第二～第六投影区域PA2～PA6。

如图4所示，投影光学模组PLM具有使照明区域IR上的光罩图案的像成像于中间像面P7的第一光学系统61、使由第一光学系统61成像的中间像的至少一部分再成像于基板P的投影区域PA的第二光学系统62、以及配置于形成有中间像的中间像面P7的投影视场光阑63。另外，投影光学模组PLM还具有焦点修正光学构件64、像偏移用光学构件65、倍率修正用光学构件66、旋转修正机构67以及偏振调整机构(偏振调整单元)68。

第一光学系统61以及第二光学系统62是例如使戴森(Dyson)系统变形而得到的远心的反射折射光学系统。第一光学系统61的光轴(以下，称为第二光轴BX2)与中心面CL实质上正交。第一光学系统61具有第一偏转构件70、第一透镜组71、第一凹面镜72。第一偏转构件70是具有第一反射面P3与第二反射面P4的三角棱镜。第一反射面P3是反射来自偏振光分束器PBS的投影光束EL2、并使反射的投影光束EL2通过第一透镜组71而入射至第一凹面镜72的面。第二反射面P4是使被第一凹面镜72反射的投影光束EL2通过第一透镜组71而入射、并将入射的投影光束EL2向投影视场光阑63反射的面。第一透镜组71包含各种透镜，各种透镜的光轴配置于第二光轴BX2上。第一凹面镜72配置于使由复眼透镜52生成的多个点光源通过从复眼透镜52经由照明视场光阑55到第一凹面镜72的各种透镜来成像的光瞳面。

来自偏振光分束器PBS的投影光束EL2被第一偏转构件70的第一反射面P3反射，从第一透镜组71的上半部分的视场区域通过而入射至第一凹面镜72。入射至第一凹面镜72的投影光束EL2被第一凹面镜72反射，并从第一透镜组71的下半部分的视场区域通过而入射至第一偏转构件70的第二反射面P4。入射至第二反射面P4的投影光束EL2被第二反射面P4反射，从焦点修正光学构件64以及像偏移用光学构件65通过而入射至投影视场光阑63。

投影视场光阑63具有规定投影区域PA的形状的开口。即，能够根据投影视场光阑63的开口的形状来规定投影区域PA的形状。因此，在能够将图4所示的照明光学系统IL内的照明视场光阑55的开口形状设为与投影区域PA的形状(梯形)相似的形状的情况下，能够省略投影视场光阑63。另外，在将照明视场光阑55的开口形状设为包含投影区域PA的长方形的情况下，需要对梯形的投影区域PA进行规定的投影视场光阑63。

第二光学系统62是与第一光学系统61同样的结构，隔着中间像面P7与第一光学系统61对称地设置。第二光学系统62的光轴(以下，称为第三光轴BX3)与中心面CL实质上正交，与第二光轴BX2平行。第二光学系统62具有第二偏转构件80、第二透镜组81、第二凹面镜82。第二偏转构件80具有第三反射面P5和第四反射面P6。第三反射面P5是使来自投影视场光阑63的投影光束EL2反射、并使反射后的投影光束EL2从第二透镜组81通过而入射至第二凹面镜82的面。第四反射面P6是使被第二凹面镜82反射的投影光束EL2从第二透镜组81通过而入射、并使入射的投影光束EL2向投影区域PA反射的面。第二透镜组81包含各种透镜，各种透镜的光轴配置于第三光轴BX3上。第二凹面镜82配置于使在第一凹面镜72上成像的多个点光源像通过从第一凹面镜72经由投影视场光阑63至第二凹面镜82的各种透镜来成像的光瞳面。

来自投影视场光阑63的投影光束EL2被第二偏转构件80的第三反射面P5反射，从第二透镜组81的上半部分的视场区域通过而入射至第二凹面镜82。入射至第二凹面镜82的投影光束EL2被第二凹面镜82反射，从第二透镜组81的下半部分的视场区域通过而入射至第二偏转构件80的第四反射面P6。入射至第四反射面P6的投影光束EL2被第四反射面P6反射，从倍率修正用光学构件66通过而投射至投影区域PA。由此，照明区域IR上的光罩图案的像以等倍率(×1)投影于投影区域PA。

焦点修正光学构件64配置在第一偏转构件70与投影视场光阑63之间。焦点修正光学构件64调整投影至基板P上的光罩图案的像的聚焦状态。焦点修正光学构件64是例如使两片楔状的棱镜反向(在图4中在X方向上反向)而重合成整体透明的平行平板而成的。通过使该一对棱镜在不改变彼此相对的面之间的间隔的状态下沿斜面方向滑动，使得作为平行平板的厚度可变。由此，对第一光学系统61的有效的光路长度进行微调，并对形成于中间像面P7以及投影区域PA的光罩图案的像的聚焦状态进行微调。

像偏移用光学构件65配置在第一偏转构件70与投影视场光阑63之间。像偏移用光学构件65在像面内以能够微量移动投影至基板P上的光罩图案的像的方式进行调整。像偏移用光学构件65由图4的在XZ平面内可倾斜的透明的平行平板玻璃和图4的在YZ面内可倾斜的透明的平行平板玻璃构成。通过调整这两片平行平板玻璃各自的倾斜量，能够使形成于中间像面P7以及投影区域PA的光罩图案的像在X方向或者Y方向上微量偏移。

倍率修正用光学构件66配置在第二偏转构件80与基板P之间。倍率修正用光学构件66例如构成为，将凹透镜、凸透镜、凹透镜这3片以规定间隔配置于同轴，固定前后的凹透镜，使中间的凸透镜在光轴(主光线)方向上移动。由此，形成于投影区域PA的光罩图案的像一边维持远心的成像状态，一边各向同性地微量放大或者缩小。此外，构成倍率修正用光学构件66的3片透镜组的光轴以与投影光束EL2的主光线平行的方式在XZ平面内倾斜。

旋转修正机构67例如利用执行机构(省略图示)，使第一偏转构件70绕与第二光轴BX2垂直且与Z轴平行的轴进行微量旋转。该旋转修正机构67通过使第一偏转构件70旋转，能够使形成于中间像面P7的光罩图案的像在该中间像面P7内微量旋转。

偏振调整机构68例如利用执行机构(省略图示)，使1/4波片41绕与板面正交的轴旋转来调整偏振方向。偏振调整机构68通过使1/4波片41旋转，能够对投射至投影区域PA投影光束EL2的照度进行微调整。

在以这种方式构成的投影光学系统PL中，来自光罩M的投影光束EL2的各主光线以远心的状态从照明区域IR内的光罩M的面P1射出，并通过1/4波片41以及偏振光分束器PBS而入射至第一光学系统61。入射至第一光学系统61的投影光束EL2被第一光学系统61的第一偏转构件70的第一反射面(平面镜)P3反射，并从第一透镜组71通过被第一凹面镜72反射。被第一凹面镜72反射的投影光束EL2再次从第一透镜组71通过而被第一偏转构件70的第二反射面(平面镜)P4反射，并透射过焦点修正光学构件64以及像偏移用光学构件65而入射至投影视场光阑63。从投影视场光阑63通过的投影光束EL2被第二光学系统62的第二偏转构件80的第三反射面(平面镜)P5反射，从第二透镜组81通过而被第二凹面镜82反射。被第二凹面镜82反射的投影光束EL2再次从第二透镜组81通过而被第二偏转构件80的第四反射面(平面镜)P6反射，入射至倍率修正用光学构件66。从倍率修正用光学构件66射出的投影光束EL2入射至基板P上的投影区域PA，将显现在照明区域IR内的光罩图案的像以等倍率(×1)投影于投影区域PA。

＜光罩的图案的投影像面与基板的曝光面的关系＞

以下，参照图6A以及图6B对第一实施方式的曝光装置U3的光罩的图案的投影像面与基板的曝光面的关系进行说明。图6A是示出光罩的图案的投影像面与基板的曝光面的关系的说明图。图6B是概略地示出投影于投影区域内的图案像的聚焦位置(散焦量)的变化的说明图。

曝光装置U3通过投影光学系统PL使投影光束EL2成像，由此形成光罩M的图案的投影像面Sm。投影像面Sm是将光罩M的图案成像的位置，是成为最佳聚焦的位置。此处，光罩M以如上所述曲率半径为Rm的曲面(在ZX平面中是曲线)配置。由此，投影像面Sm也成为曲率半径为Rm的曲面。另外，曝光装置U3以基板P的表面作为曝光面Sp。此处，曝光面Sp是指基板P的表面。基板P如上所述保持于圆筒形状的基板支承筒25。由此，曝光面Sp成为曲率半径为Rp的曲面(在ZX平面中是曲线)。另外，投影像面Sm和曝光面Sp的与扫描曝光方向正交的方向是曲面的轴。

因此，如图6A所示投影像面Sm和曝光面Sp是相对于扫描曝光方向(基板支承筒25的外周面的周向)弯曲的面。因此，投影像面Sm伴随如下的面位置差而弯曲，即，在投影区域PA的扫描曝光方向上的曝光宽度A的两端位置与中心位置之间在投影光束EL2的主光线的方向上的最大为ΔFm的面位置差，曝光面Sp伴随如下的面位置差而弯曲，即，在投影区域PA的扫描曝光方向上的曝光宽度A的两端位置与中心位置之间在投影光束EL2的主光线的方向上的最大为ΔFp的面位置差。此处，如图6A所示，曝光装置U3以对投影像面Sm进行实际曝光时所在的曝光面Sp(基板P的表面)成为实际曝光面Spa的方式，将光罩M的第一轴AX1和基板支承筒25的第二轴AX2轴支承于曝光装置主体。

实际曝光面Spa在扫描曝光方向上与投影像面Sm相交于两个不同的位置FC1、FC2。此外，曝光装置U3通过对投影光学系统PL的各光学构件的位置进行调整，或者利用光罩保持机构11以及基板支承机构12中的某一方对光罩M与基板P的间隔进行微调整，或者对焦点修正光学构件64进行调整，能够改变实际曝光面Spa相对于投影像面Sm的在法线方向(聚焦调整方向)上的位置。

投影像面Sm与实际曝光面Spa设定为在投影区域PA的扫描曝光方向上的曝光宽度A内，分别相交于不同的两个位置FC1、FC2。因此，在曝光宽度A内的位置FC1和位置FC2分别将光罩M的图案像以最佳聚焦状态投影曝光于基板P的表面。另外，在曝光宽度A内的位置FC1与位置FC2之间的区域内，成为被投影的图案像的最佳聚焦面(投影像面Sm)与实际曝光面Spa相比位于后方的后聚焦状态，在位置FC1与位置FC2之间的外侧的区域，成为被投影的图案像的最佳聚焦面(投影像面Sm)与实际曝光面Spa相比位于前方的前聚焦状态。

即，在基板P的表面沿着实际曝光面Spa从曝光宽度A的一个端部As朝向另一个端部Ae的情况下，基板P上的图案像在曝光开始时的端部As的位置伴随规定的散焦量被曝光，此后，散焦量随着时间的经过而减少，在位置FC1以最佳聚焦(散焦量为零)状态被曝光。若经过位置FC1的最佳聚焦状态，则散焦量反向增加，在曝光宽度A的中心位置FC3变为最大的散焦量。曝光宽度A的中心位置FC3作为拐点，此后散焦量减少，在位置FC2再次以最佳聚焦状态将图案像曝光于基板P上。若经过位置FC2的最佳聚焦状态，则散焦量再次增加，图案像的曝光在另一个端部Ae结束。如此，位置FC1与位置FC2之间的区域和位置FC1与位置FC2之间的外侧的区域的散焦的方向即散焦的符号是不同的。

如上所述，在基板P以规定的圆周速度从投影区域PA的曝光宽度A的端部As移动到端部Ae的期间内，如图6B所示，投影至基板P上的图案像中的各点在前聚焦状态(位置As)下开始被曝光，一边按照最佳聚焦状态(位置FC1)、后聚焦状态(位置FC3)、最佳聚焦状态(位置FC2)、前聚焦状态(位置Ae)的顺序连续地变化，一边曝光于基板P上。图6B的纵轴上的聚焦位置(或者散焦量)为零是指，投影像面Sm的位置与实际曝光面Spa的位置之差(Sm-Spa)变为零的最佳聚焦状态。此外，图6B的横轴表示曝光宽度A的直线性的位置，但是也可以是基板支承筒25的外周面的周长方向上的位置。

在曝光宽度A的端部As、Ae的前聚焦状态(正方向)下的散焦量、在中心位置FC3的后聚焦状态(负方向)下的散焦量根据投影光学系统PL的成像性能(分辨率、焦点深度)、投影区域PA的曝光宽度A、应投影的光罩图案的最小尺寸、光罩M的面P1(投影像面Sm)的曲率半径Rm、基板支承筒25的外周面(基板P上的曝光面Spa)的曲率半径Rp而决定出适当的范围。在后面说明具体的数值例，像这样，通过在整个曝光宽度A的扫描曝光期间内连续地改变聚焦状态，能够放大光罩图案中的、特别是单独的细线或者离散的接触孔(支柱贯通孔)等孤立图案看起来的焦点深度。

另外，在本实施方式中，通过将光罩M的面P1和基板P的表面设为圆筒形状，能够对将光罩图案投影于基板P侧得到的在扫描曝光方向上的投影像面与被曝光的基板的曝光面赋予圆筒形状差。因此，曝光装置U3仅通过光罩M和基板支承筒25的旋转运动，就能够根据投影区域PA内的扫描曝光方向上的位置来连续地改变聚焦状态，而且，能够防止相对于实质上的聚焦的像对比度变化。另外，在本实施方式中，由于以在投影区域PA内使在扫描曝光方向上的两个位置作为最佳聚焦的方式来设定曝光宽度A，所以能够减小在曝光宽度A内的平均的散焦量，并且增大曝光宽度A。由此，能够在减小投影光束EL2的照度的情况下，或者，在加快扫描曝光方向上的光罩M或者基板P的扫描速度的情况下，确保适宜的曝光量，由此，能够以高生产效率处理基板。另外，由于能够相对于曝光宽度而减小平均的散焦量，所以还能够维持品质。

在本实施方式中，根据曝光宽度A的坐标位置(周长位置)使聚焦位置不同来进行曝光，其结果为，将以在整个曝光宽度A上不同的聚焦状态投影于基板P上的图案像进行累计而得到的像成为形成于基板P的曝光面上的最终的像强度分布。此处，对累计得到的像进行说明，为了简化说明，首先，利用点像强度分布说明其概念。大体上，点像强度分布与其对比度具有相关关系。在光轴方向(聚焦变化方向)上仅具有散焦量z的位置的点像强度分布I(z)如下式。此处，将照明光束EL1的波长设置为λ，将投影光学系统PL的基板侧的数值孔径设置为NA，将在理想的最佳聚焦位置的强度分布设置为I_o，

当ΔDz＝(π/2/λ)×NA²×z时，

点像强度分布I(z)为

I(z)＝[Sin(ΔDz)/(ΔDz)]²×I_o。

当使用这种点像强度分布I(z)时，能够求出与曝光宽度A对应的累计值(或者平均值)，而且，能够在横轴上取在实际的中心位置(图6A中的中心位置FC3)的散焦量，作为仿真而求出各散焦量的强度分布。据此，通过曝光装置U3调整聚焦状态(投影像面Sm与实际曝光面Spa的位置关系)，能够将在曝光时得到的图案像的强度分布(像对比度)调整到最佳的状态。

另外，通常，将投影光学系统PL的分辨率R和焦点深度DOF由下式表示。

R＝k1·λ/NA(0＜k1≤1)

DOF＝k2·λ/NA²(0＜k2≤1)

此处，k1、k2是能够因曝光条件、感光材料(光致抗蚀剂等)或者曝光后的显影处理或者成膜处理而变化的因数，分辨率R的k1因数在大概0.4≤k1≤0.8的范围内，焦点深度DOF的k2因数大概能够表示为k2≈1。

基于这种投影光学系统PL的焦点深度DOF的定义，在本实施方式中，优选事先调整为近似地满足以下的关系式。

[数学式1]

DOF/2＜(ΔRm+ΔRp)≤3·DOF

此处，基于投影像面Sm(光罩M的面P1)的曲率半径Rm、基板P的表面(实际曝光面Spa)的曲率半径Rp以及曝光宽度A，分别用以下的式子求出ΔRm、ΔRp。

[数学式2]

[数学式3]

根据该式子可知，ΔRm和ΔRp分别表示在图6A中示出的ΔFm、ΔFp。另外，上述的关系式1优选进一步满足DOF＜(ΔRm+ΔRp)。在本实施方式的曝光装置U3中以满足上述的关系式1的方式来决定曝光宽度A、曲率半径Rm、Rp，通过满足上述的关系式1，既能够维持形成于基板P上的显示面板用的各种图案的品质(线宽精度、位置精度、重合精度等)，又能够提高生产性。针对这一点利用第二实施方式详细地进行说明。

另外，在本实施方式中，当将曝光宽度A内的散焦量的变化范围，即，将图6B所示的在端部As、Ae处的正方向上的散焦量与在曝光宽度A的中心位置FC3处的负方向上的散焦量之差设为ΔDA时，根据与投影光学系统PL的焦点深度DOF之间的关系，优选设定为满足0.5≤(ΔDA/DOF)≤3的关系，更优选设定为满足1≤(ΔDA/DOF)。通过将曝光装置U3设定为满足该关系，既能够维持形成于基板P上的显示面板用的各种图案的品质(线宽精度、位置精度、重合精度等)，又能够提高生产性。针对这一点也利用第二实施方式详细地进行说明。

另外，曝光装置U3优选设定为，如本实施方式的图6B那样，光罩M的图案的投影像面Sm与基板P的实际曝光面Spa在扫描曝光方向上的差以投影区域PA的曝光宽度A的中心位置FC3为轴以线对称(在图6B中是左右对称)的方式变化。

另外，在本实施方式中，如图6B所示，可以对如下的两个由累计计算得到的值进行比较，以使两者大致相等的方式设定投影像面Sm和实际曝光面Spa的位置关系，该两个由累计计算得到的值是指，在投影区域PA的曝光宽度A内从散焦量为正的端部As到位置FC1为止的区间以及从位置FC2到端部Ae为止的区间内将正方向的散焦量累计得到的值(绝对值)、和从散焦量为负的位置FC1到位置FC2为止的区间内将负方向的散焦量累计得到的值(绝对值)。

本实施方式的曝光装置U3将多个投影光学模组PLM在扫描曝光方向上至少配置两列，在与扫描曝光方向正交的Y方向上，使相邻的投影光学模组PLM的投影区域PA的端部(三角形部分)彼此重叠，使得光罩M的图案在Y方向上连续曝光。由此，抑制因在Y方向上相邻的两个投影区域PA之间的接续部(重叠区域)处的图案像的对比度或者曝光量不同而产生带状的偏差。在本实施方式中，在此基础上，以在实际曝光面Spa(基板P的表面)上的投影区域PA内的扫描曝光方向上最佳聚焦位置形成有两处(位置FC1、FC2)的方式设定了投影像面Sm与实际曝光面Spa的位置关系，因此，能够减小因在扫描曝光中投影像面Sm与实际曝光面Spa的位置关系稍微变动的动态散焦而产生的像对比度的变化。因此，也能够减小在相邻的投影区域PA之间的重叠区域产生的像对比度之差，从而能够制造接续部不明显的高品质的柔性显示面板。

如本实施方式这样，在将多个投影光学模组PLM的各投影区域PA排列在与扫描曝光方向(X方向)正交的Y方向上时，在各投影区域PA的扫描曝光方向上的整个宽度内对基板P上的照度(曝光用光的强度)进行累计而得到的累计值优选在与扫描曝光方向正交的Y方向的任一位置上都大致恒定。此外，在Y方向上相邻的两个投影区域PA的端部有一部分重合的部分(三角形的重叠区域)，也设定为在一个三角形区域的累计值与另一个三角形区域的累计值的合计与不重叠区域的累计值相同。由此，能够抑制曝光量在与扫描曝光方向正交的方向上变化。

另外，曝光装置U3通过将投影像面Sm以及曝光面Sp(实际曝光面Spa)设置为圆筒面，即使如本实施方式这样在扫描曝光方向上配置多个(配置奇数号和偶数号两列)投影光学模组PLM，由于在各个投影光学模组PLM中投影像面Sm与曝光面Sp(实际曝光面Spa)的关系均相同，所以仍能够一起调整它们的关系。像通常的多透镜方式的投影曝光装置那样，在投影像面以及曝光面是平面的情况下，例如，在奇数号的投影光学模组的投影区域中，若为了增大焦点深度而使曝光面(平面基板的表面)相对于投影像面倾斜，则在偶数号的投影光学模组的投影区域中会产生难以允许的较大的散焦。与此相对地，如本实施方式这样，通过将投影像面Sm以及曝光面Sp(实际曝光面Spa)设置为圆筒面，排列于扫描曝光方向上的两列投影光学模组PLM在各投影区域PA的聚焦调整能够通过圆筒状的光罩M的旋转中心的第一轴AX1与基板支承筒25的旋转中心的第二轴AX2在Z方向上的间隔、或者各个投影光学模组PLM内的倍率修正用光学构件66的调整而简单实现。由此，能够利用简单的装置结构来抑制相对于散焦的像对比度变化。由于既能够抑制像对比度的变化，又能够增大扫描曝光区域的曝光宽度，所以还能够提高生产效率。

[第二实施方式]

以下，参照图7对第二实施方式的曝光装置U3a进行说明。此外，为了避免重复的记载，仅针对与第一实施方式不同的部分进行说明，针对与第一实施方式同样的组成部分，标记与第一实施方式相同的附图标记进行说明。图7是示出第二实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。第一实施方式的曝光装置U3是利用圆筒状的基板支承筒25来保持从投影区域PA通过的基板P的结构，但是第二实施方式的曝光装置U3a是将基板P支承为平面状并保持于可移动的基板支承机构12a的结构。

在第二实施方式的曝光装置U3a中，基板支承机构12a具有将基板P保持为平面状的基板载物台102、以及使基板载物台102在与中心面CL正交的面内沿着X方向扫描移动的移动装置(省略图示)。因此，基板P除了柔性的薄片材(PET、PEN等树脂薄膜、极薄的弯曲的玻璃片材、薄的金属制的金属薄片等)以外，也可以是几乎不弯曲的单张的玻璃基板。

由于图7的基板P的支承面P2是实质上与XY面平行的平面(曲率半径∞)，所以被从光罩M反射并从各投影光学模组PLM通过而投射在基板P上的投影光束EL2的主光线与XY平面垂直。

另外，在第二实施方式中也与前面的图2同样地，当在XZ平面内观察时，从圆筒状的光罩M上的照明区域IR1(以及IR3、IR5)的中心点到照明区域IR2(以及IR4、IR6)的中心点为止的周长设定为，与从仿照支承面P2的基板P上的投影区域PA1(以及PA3、PA5)的中心点到第二投影区域PA2(以及PA4、PA6)的中心点为止的X方向上的直线距离实质上相等。

在图7的曝光装置U3a中，也为下位控制装置16控制基板支承机构12a的移动装置(扫描曝光用的直线马达或者微动用的执行机构等)，与光罩保持筒21的旋转同步地驱动基板载物台102。

以下，参照图8对第二实施方式的曝光装置U3a中的光罩图案的投影像面与基板的曝光面的关系进行说明。图8是示出光罩图案的投影像面与基板的曝光面的关系的说明图。

曝光装置U3a通过由投影光学系统PL将投影光束EL2成像，来形成光罩M的图案的投影像面Sm1。投影像面Sm1是光罩M的圆筒状的光罩图案面在最佳聚焦状态下成像的面，呈圆筒面。此处，由于光罩M上的照明区域IR是如上所述曲率半径Rm1的曲面(在XZ平面内是圆弧)的一部分，所以投影像面Sm1也是曲率半径Rm1的曲面(在XZ平面内是圆弧)的一部分。另外，投影有光罩图案的像的基板P的平面状的表面成为曝光面Sp1(曲率半径∞)。因此，如图8所示，奇数号的投影区域PA的投影像面Sm1(左侧)和偶数号的投影区域PA的投影像面Sm1(右侧)在扫描曝光方向(X方向)上均弯曲成圆筒状，与前面的图6A所示的同样地，在投影区域PA的扫描曝光方向上的曝光宽度A内，具有作为两端的聚焦位置与在曝光宽度A的中心的聚焦位置之差的面位置差(聚焦变化宽度)ΔFm。此处，当扫描曝光时，使得基板P的表面配置于实际曝光面Spa1。由于曝光面Sp1以及实际曝光面Spa1是平面，所以在投影区域PA的扫描曝光方向上的曝光宽度A内，Z方向的表面位置的变化量是0。实际曝光面Spa1设定为与投影像面Sm1相交于在扫描曝光方向上分离的不同的两个位置FC1、FC2。即，曝光装置U3a通过对投影光学系统PL内的倍率修正用光学构件66等进行调整，或者使光罩保持机构11(第一轴AX1)以及基板载物台102中的某一方在Z方向上微动，来将投影像面Sm1和实际曝光面Spa1的相对位置关系设定为规定的状态。

两个位置FC1、FC2分别是在该位置以最佳聚焦状态来曝光投影像面Sm1内的光罩图案像的位置。

由此，在本实施方式中，通过圆筒状的光罩M的旋转运动，也能够在扫描曝光方向的曝光宽度A内进行使聚焦状态在规定的范围内连续地变化的扫描曝光，而且，能够抑制相对于实际上的聚焦变动的像对比度变化。像这样，即使曝光面Sp1(实际曝光面Spa1)是平面，通过将投影像面Sm1设为在扫描曝光方向上弯曲的圆筒面状，仍不用倾斜基板P，就能够得到看起来增大曝光于基板P上的光罩图案像的焦点深度的效果，并且能够抑制像对比度的变化。这种作用效果在将来自通常的平面光罩的图案像投影曝光于被支承为圆筒面状的基板的表面(曝光面)的情况下也同样能够获得。

此外，在本实施方式的情况下，由于图8所示的面位置差(聚焦变化宽度)ΔFm与前面的式2的ΔRm相同，所以通过如下的式子求出。

[数学式4]

因此，若以该式2为基础，尝试进行图7的曝光装置U3a的投影状态或者成像特性等各种仿真，则能够得到如图9～图17的结果。

此外，当进行该仿真时，将圆筒状的光罩M的面P1(投影像面Sm1)的半径Rm设为250mm(直径是500mm)，将曝光用的照明光束EL1的波长λ设为i线(365nm)，将投影光学系统PL设置为数值孔径NA是0.0875的等倍率的理想投影系统，将曝光面Sp1(实际曝光面Spa1)设为曲率半径为∞的平面。若将取决于工艺的焦点深度DOF的k2因数设置为1.0，则这种投影光学系统PL的焦点深度DOF通过λ/NA²而得出宽度约是48μm(相对于最佳聚焦面大致±24μm的范围)。此外，在以下的仿真中，为了方便，有时也将焦点深度DOF设为宽度是40μm(相对于最佳聚焦面大致±20μm的范围)。

接下来，图9示出这种投影光学系统PL在曝光宽度A内的散焦特性Cm，横轴表示以曝光宽度A的中心位置为原点的X方向的坐标，纵轴表示以最佳聚焦位置为原点(零点)的投影像面Sm1的散焦量。该图9的图表也绘制了在前面的式2中将曝光宽度A设为20mm、并使该宽度A的坐标位置在-10mm～+10mm之间变化而得到的面位置差ΔRm。如图9的图表所示，因光罩M的面P1(投影像面Sm1)在扫描曝光方向上弯曲为圆筒面状而使得曝光宽度A内的散焦特性Cm呈圆弧状变化。

图10是对在图9所示的散焦特性Cm中，点像强度相对于焦点深度DOF的宽度变化如何变化进行仿真的图表，横轴表示因基板P的表面或者光罩图案面的面精度的误差、投影光学系统PL的像面方向的像差等而可能产生的聚焦方向上的模糊量(基板P的表面相对于散焦特性Cm的在聚焦方向上的偏移)，纵轴表示点像强度的值。在图10中，在图9中的散焦特性Cm的前提下，将在焦点深度DOF是0×DOF的情况下计算出的点像强度分布中的在曝光宽度A的中心(原点)的点像强度设为1.0来进行标准化。图11是对在曝光宽度A内呈圆弧状变化的图9的散焦特性Cm的变化量与强度差(强度变化量)的关系的一个例子进行了仿真的图表。图12是对在为装置设定的最佳聚焦时与在将由装置产生的散焦设为24μm时的、在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm与线与间隔(L/S、L&S：line and space)图案的对比度变化之间的关系的一个例子进行了仿真的图表。图13是同样地对在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm与L/S图案的对比度比的变化的关系进行了仿真的另一个例子的图表。图14是对在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm与L/S图案的CD值(临界尺寸)以及截剪位准的关系进行了仿真的一个例子的图表。图15是对在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm与孤立线(ISO图案)的对比度变化的关系进行了仿真的一个例子的图表。图16是对在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm与孤立线的对比度比的变化的关系进行了仿真的另一个例子的图表。图17是对在曝光宽度内A呈圆弧状变化的散焦特性Cm与孤立线的CD值以及截剪位准的关系进行了仿真的一个例子的图表。

首先，在上述条件下，如图10所示，求出在将在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm以焦点深度DOF为单位来分配的情况下产生的相对于散焦量的点像强度分布I(z)。点像强度分布利用先前说明的表达式来求出。

I(z)＝[Sin(ΔDz)/(ΔDz)]²×I_o，

ΔDz＝(π/2/λ)×NA²×z

接着，假设针对曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦宽度取各种值，例如取0、1×DOF、2DOF、3×DOF、4×DOF的情况，算出在以将散焦量的平均设为最佳聚焦的方式来调整基板的情况下的点像强度分布。另外，针对在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦宽度取各种值的情况，以该散焦量以及其狭缝宽度为基准，计算在从该位置使其散焦的情况下的点像强度分布。像这样，归纳出当利用计算出的曝光宽度A唯一地决定出的各曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦宽度时的点像强度分布与散焦的关系。具体地，分别针对在曝光装置U3a中在曝光宽度内呈圆弧状地变化的散焦宽度取0、0.5×DOF、1×DOF、1.5×DOF、2×DOF、2.5×DOF、3×DOF、3.5×DOF、4×DOF的情况，计算点像强度分布和当曝光时假定的聚焦误差、散焦的关系。

接着，假设针对曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm取各种值，例如取0×DOF、1×DOF、2×DOF、3×DOF、4×DOF的情况，算出在以将散焦量的平均设为最佳聚焦的方式来调整基板P的情况下的点像强度分布。另外，针对在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm取各种值的情况，以该散焦量以及其狭缝宽度为基准，计算从该位置使其散焦的情况下的点像强度分布。像这样，归纳出当为利用计算出的曝光宽度A唯一地决定出的各散焦特性Cm时的点像强度分布与散焦的关系。具体地，分别针对将作为曝光装置U3a进行了仿真的基础上设定的如图9所示的散焦特性Cm取0×DOF、0.5×DOF、1×DOF、1.5×DOF、2×DOF、2.5×DOF、3×DOF、3.5×DOF、4×DOF的情况，计算点像强度分布与当曝光时假定的聚焦误差(相对于所设定的投影像面Sm1与基板P的表面的应该设定的位置关系的偏移)的关系。这相当于图10的图表。

在图10中，将横轴设为散焦量[μm]，将纵轴设为标准化的点像强度值。此外，由于曝光装置U3a进行圆筒状的光罩图案面即投影像面Sm1的旋转运动，将投影光束EL2投射至基板P上，所以在曝光时设想的聚焦误差发生2次变化。因此，散焦的正侧和负侧的点像的状态有些不同。在本实施方式中，将散焦为+40μm的位置的像强度与为-40μm的位置的像强度成为对称的强度的位置作为最佳聚焦。如图10的图表所示，随着基于旋转的振幅变大，即，随着在曝光区域内散焦宽度沿着如图9所示的散焦特性Cm变大，在最佳聚焦时的点像强度降低，在散焦时的点像强度的变化也减小。

以下，计算针对改变了在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的各种情况的点像强度变化，即计算点像强度的最大值与最小值之差，进一步，计算在曝光宽度A内散焦特性Cm仅相差0.5DOF的两个点的点像强度变化之差。在图11中示出该计算结果。图11的纵轴表示两个点像强度变化的差分量，横轴表示当使散焦特性Cm每隔0.5DOF变化时要求解差分量的对象。即，在图11的横轴上，例如最左边的点像强度差(约0.02)是使散焦特性Cm变化0×DOF时与变化0.5×DOF时之差。根据该图11的仿真结果，点像强度变化的差当散焦特性Cm从变化了0.5×DOF的量的状态转换到变化了1×DOF的量的状态时，和当散焦特性Cm从变化了2.5×DOF的量的状态转换到变化了3×DOF的量的状态时，整体差异较大。即，在0.5×DOF～3×DOF的范围内，相对于散焦量的变化，点像强度变化变平缓的效果较好。因此，沿着散焦特性Cm的散焦量设定为焦点深度DOF的0.5倍～3倍的振幅时效果较好。

此外，在图10所示的图表中，在对基板P的表面以规定的厚度涂敷光致抗蚀剂来作为感光层的情况下，在该光致抗蚀剂上作为像而形成的点像强度的值根据所使用的抗蚀剂等而不同，但根据实验在分辨率的k1因数是0.5左右的情况下，只要点像强度大体上是0.6以上，就能够形成像。

此处，若将曝光装置所期望的聚焦误差设为到焦点深度DOF的定义式λ/NA²为止的散焦宽度(在本实施方式中设为±24μm)，则通过将在曝光区域内的散焦的振幅即散焦宽度设为2.5×DOF，能够使像强度的变化减少，从而良好地形成光罩图案的像。

以下，针对将用于投影的光罩图案设为L/S(线/间隔)图案的情况进行各种运算。此处，以下，将散焦的考虑对象设为焦点深度的定义式的范围，也就是，在本实施方式中设为±24μm。L/S(线/间隔)图案是将多条线宽为2.5μm的线状图案在线宽方向上以2.5μm间隔排列为格子状的图案。进一步，由于成像状态也根据照明条件而不同，所以在本实施方式中，将基于照明光学系统IL的照明条件即照明数值孔径σ设为0.7。

首先，针对使图9所示的散焦特性Cm变化为各种值的情况，即与上述同样地，针对以0.5DOF为单位变化为0×DOF、0.5×DOF、1×DOF、1.5×DOF、2×DOF、2.5×DOF、3×DOF、3.5×DOF、4×DOF的情况，计算最佳聚焦状态的L/S图案像的光强度分布和DOF/2的散焦状态，即在以+24μm或者-24μm散焦的状态的L/S图案像的光强度分布。

基于该计算结果，在最佳聚焦状态和DOF/2的散焦状态的各个状态下计算对比度的变化，图12是绘制该变化的图。图12的横轴表示在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的散焦宽度，纵轴表示对比度，将最佳聚焦状态的对比度变化设为0μm(BestF)，将散焦状态的对比度变化设为±24μmDef。另外，基于图12所示的结果，在图13中示出计算出最佳聚焦状态的对比度[0μm(BestF)]与DOF/2散焦状态的对比度[±24μmDef]之比，即[0μm(BestF)]/[±24μmDef]的结果。图13将横轴设为在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的散焦宽度，将纵轴设为对比度。

另外，计算在各曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的散焦宽度的CD(Critical Dimension：临界尺寸)值[μm]和假定了光致抗蚀剂的截剪位准(像的光强度)。此外，计算在散焦为±24μm的情况下的CD值，计算在最佳聚焦的情况下的截剪位准。在图14中示出该计算结果。图14的横轴表示在曝光宽度A内的呈圆弧状变化的散焦特性Cm上的散焦宽度，纵轴的左侧表示CD值，右侧表示截剪位准的相对光强度。

如图14所示，在要投影的像为L/S图案的情况下，相对于曝光区域内的散焦的振幅的变化，线宽的变化(CD值的变化)较少，如前面的图12所示，对比度变化较大。但是，如图13所示，可知随着散焦的振幅变大，在最佳聚焦状态下的对比度与在±24μm散焦状态下的对比度之比接近1。像这样，在沿着圆筒面状的投影像面Sm1的周向设定了曝光宽度A的扫描曝光方式中，通过增大基于在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的散焦宽度，能够使对比度比接近1，缩小最佳聚焦状态的像对比度与散焦状态的像对比度之差。由此，在为圆筒状的光罩M(圆筒状的投影像面Sm1)的情况下，仅通过旋转运动，就能够进行将在最佳聚焦时的对比度和在散焦时的对比度的变化抑制得很小，能够实现既抑制曝光的图案的线宽的变化，又增大投影像面Sm1与基板P的表面的在聚焦方向(圆筒面的径向)上的变动余量的扫描曝光。

以下，针对将光罩的图案设为孤立线图案的情况进行各种运算。此处，以下，也将散焦的考虑对象设为焦点深度DOF的定义式的范围，即，在本实施方式中设为±24μm。孤立线的图案是线宽为2.5μm的线状图案。进一步，由于成像状态也根据照明条件而不同，所以将作为照明条件的照明数值孔径σ设为0.7。

与之前仿真的L/S图案的情况同样地，首先，针对将图9所示的散焦特性Cm变化为各种值的情况，即与上述同样地，针对以0.5DOF为单位变化为0×DOF、0.5×DOF、1×DOF、1.5×DOF、2×DOF、2.5×DOF、3×DOF、3.5×DOF、4×DOF的情况，计算最佳聚焦状态的孤立线图案像的光强度分布、DOF/2的散焦状态，即计算在+24μm或者-24μm散焦的状态下的孤立线图案像的光强度分布。基于该计算结果，求出如图15所示的相对于每隔0.5DOF的散焦宽度的变化的像对比度的变化特性。

图15的横轴表示在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的散焦宽度，纵轴表示孤立线图案像的对比度。另外，基于图15所示的结果，与之前的图13同样地，在图16中示出计算最佳聚焦状态的对比度[0μm(BestF)]与DOF/2散焦状态的对比度[±24μmDef]之比，即[0μm(BestF)]/[±24μmDef]的结果。图16将横轴作为在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的散焦宽度，将纵轴作为对比度之比。

另外，计算在各曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的散焦宽度的CD(Critical Dimension)值[μm]和假定了光致抗蚀剂的截剪位准(像的光强度)。此外，计算在散焦为±24μm的情况下的CD值，在最佳聚焦的情况下的截剪位准。在图17中示出该计算结果。图17的横轴表示在曝光宽度A内的呈圆弧状变化的散焦特性Cm上的散焦宽度，纵轴的左侧表示CD值，右侧表示截剪位准的相对光强度。如图17所示，与为L/S图案的情况相比，在图案为孤立线的情况下，相对于曝光区域内的散焦的振幅的变化的对比度的变化更小。与之相对，可知在图案为孤立线的情况下，相对于散焦量的变化，线宽(CD值)的变化更大。

因此，通过将基于在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm导致的散焦宽度增大为例如2.5×DOF或者3.0×DOF，即使设定的聚焦位置产生变动，也能够防止在基板P上曝光的图案的线宽变化。即，即使在曝光时因各种理由，导致预先设定的投影像面Sm1与基板P的表面的在聚焦方向上的相对位置关系发生变动，也能够防止相对于该聚焦变动的线宽变化，从而能够良好地保持依次在基板P上制造的显示面板、电子器件的品质。另外，可知就在最佳聚焦时的线宽2.5μm的孤立线而言，2.5μm的截剪位准随着将基于在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm的散焦宽度增大而变为大值，结果为相对于散焦，线宽的变化也变小。

另外，当使用之前的图14和图17，对基于图案的差别的截剪位准的差别进行比较时，若将基于在曝光宽度A内的在圆弧上变化的散焦特性Cm的散焦宽度设为2.25×DOF，则相对于L/S图案和孤立线图案这两者的截剪位准(光强度)大致一致。因此，通过将基于散焦特性Cm的散焦宽度设为2.25×DOF的范围，即使在L/S图案和孤立线图案混合的光罩图案的情况下，也能够制造高品质的基板。由此，不必考虑在L/S图案与孤立线图案上的截剪位准不一致的情况下所需的光罩图案的线宽修正(OPC、线宽偏移)等，能够使两者共存。另外，不必为了线宽修正(OPC、偏移)而重做光罩，或者为了调整而制造多张光罩，因此，能够降低制造的步骤和成本。另外，对线宽设定偏移，来改变光罩图案的一部分的线宽，由此，还能够防止反过来在这一部分上产生焦点深度变窄等的不良。

[第三实施方式]

以下，参照图18针对第三实施方式的曝光装置U3b进行说明。此外，为了避免重复的记载，仅针对与第二实施方式不同的部分进行说明，针对与第二实施方式同样的组成部分标注与第二实施方式相同的附图标记来进行说明。图18是示出第三实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。第二实施方式的曝光装置U3a是使用以光罩反射的光作为投影光束的反射型光罩的结构，第三实施方式的曝光装置U3b是使用以透射光罩的光作为投影光束的透射型光罩的结构。

在第三实施方式的曝光装置U3b中，光罩保持机构11a具有保持光罩MA的光罩保持筒21a、支承光罩保持筒21a的导辊93、驱动光罩保持筒21a的驱动辊94、驱动部96。

光罩保持筒21a形成配置有光罩MA上的照明区域IR的光罩面。在本实施方式中，光罩面包含将线段(母线)绕与该线段平行的轴(圆筒形状的中心轴)旋转得到的面(以下，称为圆筒面)。圆筒面例如是圆筒的外周面、圆柱的外周面等。光罩保持筒21a由例如玻璃或者石英等构成，呈具有规定的厚度的圆筒状，其外周面(圆筒面)形成光罩面。即，在本实施方式中，光罩MA上的照明区域IR弯曲成从中心线具有规定的曲率半径Rm的圆筒面状。光罩保持筒21a中的从光罩保持筒21a的径向观察与光罩MA的图案重合的部分，例如光罩保持筒21a在Y轴方向除了两端侧以外的中央部分，相对于照明光束EL1具有透光性。

光罩MA被制作成例如在平坦性良好的短条状的极薄玻璃板(例如厚度100～500μm)的一个面上利用由铬等遮光层而形成了图案的透射型的平面状片材光罩，使其仿照光罩保持筒21a的外周面来弯曲，以卷绕(贴合)于该外周面的状态来使用。光罩MA具有未形成图案的非图案形成区域，在非图案形成区域内安装至光罩保持筒21a。光罩MA能够从光罩保持筒21a脱离。光罩MA与第一实施方式的光罩M同样地，也可以取代卷绕于由透明圆筒母材构成的光罩保持筒21a，而在由透明圆筒母材构成的光罩保持筒21a的外周面直接利用铬等遮光层绘制形成光罩图案来一体化。在这种情况下，光罩保持筒21a也实现光罩的支承构件的功能。

导辊93以及驱动辊94沿着与光罩保持筒21a的中心轴平行的Y轴方向延伸。导辊93以及驱动辊94设置成能够绕与中心轴平行的轴旋转。导辊93以及驱动辊94各自的轴向上的端部的外径比其他部分的外形大，该端部与光罩保持筒21a外接。如此，导辊93以及驱动辊94设置成不与光罩保持筒21a所保持的光罩MA接触。驱动辊94与驱动部96连接。驱动辊94通过将从驱动部96供给的转矩传导至光罩保持筒21a，来使光罩保持筒21a绕中心轴旋转。

此外，光罩保持机构11a具有一个导辊93，但是数量不是限定的，也可以是两个以上。同样地，光罩保持机构11a具有一个驱动辊94，但是数量不是限定的，也可以是两个以上。导辊93和驱动辊94中的至少一个配置在光罩保持筒21a的内侧，也可以与光罩保持筒21a内接。另外，光罩保持筒21a中的从光罩保持筒21a的径向观察时不与光罩MA的图案重合的部分(Y轴方向的两端侧)可以相对于照明光束EL1具有透光性，也可以不具有透光性。另外，导辊93以及驱动辊94中的一者或者两者也可以是例如圆台状，其中心轴(旋转轴)与中心轴不平行。

本实施方式的光源装置13a具有光源(省略图示)以及照明光学系统ILa。照明光学系统ILa具有与多个投影光学系统PL1～PL6中的每一个相应地在Y轴方向上排列的多个(例如6个)照明光学系统ILa1～ILa6。光源与上述的各种光源装置13a同样地能够使用各种光源。从光源射出的照明光的照度分布被均匀化，例如经由光纤等导光构件分配至多个照明光学系统ILa1～ILa6。

多个照明光学系统ILa1～ILa6分别具有透镜等多个光学构件。多个照明光学系统ILa1～ILa6分别具有：例如集成光学系统、柱状透镜、复眼透镜等，利用均匀的照度分布的照明光束EL1照射照明区域IR。在本实施方式中，多个照明光学系统ILa1～ILa6配置于光罩保持筒21a的内侧。多个照明光学系统IL1～IL6分别从光罩保持筒21a的内侧通过光罩保持筒21a，向光罩保持筒21a的外周面所保持的光罩MA上的各照明区域照明。

光源装置13a引导由照明光学系统ILa1～ILa6从光源射出的光，将引导的照明光束EL1从光罩保持筒21a内部照射至光罩MA。光源装置13利用照明光束EL1以均匀的亮度对光罩保持机构11a所保持的光罩MA的一部分(照明区域IR)进行照明。此外，光源可以配置在光罩保持筒21a的内侧，也可以配置在光罩保持筒21a的外侧。另外，光源也可以是与曝光装置U3b分开的其他装置(外部装置)。

曝光装置U3b在使用透射型光罩作为光罩的情况下，也与曝光装置U3、U3a同样地，通过将投影像面与曝光面的关系如上所述地设为在曝光面上达到最佳聚焦状态的位置有两处的关系，能够得到与上述同样的效果。

[第四实施方式]

以下，参照图19针对第四实施方式的曝光装置U3c进行说明。此外，为了避免重复的记载，仅针对与第一实施方式不同的部分进行说明，针对与第一实施方式同样的组成部分标注与第一实施方式相同的附图标记来进行说明。图19是示出第四实施方式的曝光装置(基板处理装置)的整体结构的图。第一实施方式的曝光装置U3是将圆筒状的反射型的光罩M保持于可旋转的光罩保持筒21的结构，而第四实施方式的曝光装置U3c是将平板状的反射型光罩MB保持于可移动的光罩保持机构11b的结构。

在第四实施方式的曝光装置U3c中，光罩保持机构11b具有保持平面状的光罩MB的光罩载物台110、使光罩载物台110在与中心面CL正交的平面内沿着X方向扫描移动的移动装置(省略图示)。

由于图19的光罩MB的面P1实质上是与XY平面平行的平面，所以从光罩MB反射的投影光束EL2的主光线与XY平面垂直。因此，来自对光罩MB上的各照明区域IR1～IR6进行照明的照明光学系统IL1～IL6的照明光束EL1的主光线也配置为与XY平面垂直。

在对光罩MB照明的照明光束EL1的主光线与XY平面垂直的情况下，偏振光分束器PBS以入射至1/4波片41的照明光束EL1的主光线的入射角θ1为布儒斯特(Brewster)角θB、且被1/4波片41反射的照明光束EL1的主光线与XY平面垂直的方式配置。伴随该偏振光分束器PBS的配置变更，照明光学模组ILM的配置也适当地变更。

另外，在从光罩MB反射的投影光束EL2的主光线与XY平面垂直的情况下，投影光学模组PLM的第一光学系统61所具有的第一偏转构件70的第一反射面P3的角度设为，对来自偏振光分束器PBS的投影光束EL2进行反射，使反射后的投影光束EL2通过第一透镜组71入射至第一凹面镜72。具体地，将第一偏转构件70的第一反射面P3设为实质上与第二光轴BX2(XY平面)成45°。

另外，在第四实施方式中，与前面的图2同样地，当在XZ平面内观察时，从光罩MB上的照明区域IR1(以及IR3、IR5)的中心点到照明区域IR2(以及IR4、IR6)的中心点的周长设定为，与从仿照支承面P2的基板P上的投影区域PA1(以及PA3、PA5)的中心点到第二投影区域PA2(以及PA4、PA6)的中心点的周长实质上相等。

在图19的曝光装置U3c中，下位控制装置16也控制光罩保持机构11b的移动装置(扫描曝光用的直线马达、微动用的执行机构等)，与基板支承筒25的旋转同步地驱动光罩载物台110。在图19的曝光装置U3c中，在向光罩MB的+X方向同步移动并进行扫描曝光之后，需要进行使光罩MB返回至-X方向的初始位置的动作(回卷)。因此，在使基板支承筒25以规定速度连续旋转来匀速持续地搬运基板P的情况下，在光罩MB进行回卷动作的期间，不在基板P上进行图案曝光，而是在基板P的搬运方向上分散地(离散地)形成面板用图案。但是，在实际应用中，假定在扫描曝光时的基板P的速度(此处是圆周速度)和光罩MB的速度为50～100mm/s，因此若在光罩MB回卷时以例如500mm/s的最高速度驱动光罩载物台110，则能够缩小形成于基板P上的面板用图案之间在搬运方向上的空白。

以下，参照图20针对第四实施方式的曝光装置U3c的光罩的图案的投影像面与基板的曝光面的关系进行说明。图20是示出光罩的图案的投影像面与基板的曝光面的关系的说明图。

曝光装置U3c通过由投影光学系统PL将投影光束EL2成像，来形成光罩MB的图案的投影像面Sm2。投影像面Sm2是光罩MB的图案成像的位置，是达到最佳聚焦的位置。此处，光罩MB如上所述地配置为平面。由此，投影像面Sm2也是平面(在ZX平面上是直线)。另外，曝光装置U3c的基板P的表面成为曝光面Sp。此处，曝光面Sp是指基板P的表面。基板P如上所述地保持于圆筒形状的基板支承筒25上。由此，曝光面Sp变成曲率半径为Rp的曲面(在ZX平面上是曲线)。另外，曝光面Sp的与扫描曝光方向正交的方向成为曲面的轴。因此，如图20所示，曝光面Sp成为相对于扫描曝光方向弯曲的曲线。曝光面Sp在投影区域PA的扫描曝光方向上的曝光宽度A中的位置的变化量是ΔP。投影像面Sm2是平面。因此，投影像面Sm2在投影区域PA的扫描曝光方向上的曝光宽度A中的位置的变化量是0。此处，曝光装置U3c将曝光面Sp相对于投影像面Sm2的位置设为实际曝光面Spa。实际曝光面Spa在扫描曝光方向上与投影像面Sm2相交于不同的两个位置Pa2、Pb2。此外，曝光装置U3c能够通过调整投影光学系统PL的各光学构件的位置，或者利用光罩保持机构11b以及基板支承机构12中的某一方来调整光罩MB与基板P之间的间隔，从而改变曝光面相对于投影像面Sm2的位置。

曝光装置U3c使投影像面Sm2与实际曝光面Spa在不同的两个位置Pa2、Pb2相交，由此，在曝光宽度A内，在实际曝光面Spa上的位置Pa2，聚焦状态变为最佳聚焦，在实际曝光面Spa上的位置Pb2，聚焦状态变为最佳聚焦。

曝光装置U3c即使将光罩MB的表面设置为平面，将基板P的表面设置为圆筒形状，也能够与曝光装置U3、U3a、U3b同样地，赋予将光罩图案投影于基板P侧而得到的扫描曝光方向上的投影像面Sm2与被曝光的基板P的曝光面Sp以圆筒形状差。而且，曝光装置U3c的投影像面Sm2与实际曝光面Spa相交于不同的两个位置Pa2、Pb2，在不同的两个位置，曝光面的聚焦状态达到最佳聚焦。

由此，曝光装置U3c也能够利用光罩保持筒21的旋转运动，而在扫描曝光方向上的曝光宽度A内使聚焦状态连续地变化，而且，能够防止相对于实际上的聚焦的像对比度变化。另外，曝光装置U3c能够得到与曝光装置U3同样的各种效果。如此，即使在仅将投影像面与曝光面(基板P的表面)中的一者设为曲面的情况下，也能够得到与将投影像面和曝光面这两者都设为曲面的情况同样的效果。

此处，曝光装置U3c能够根据下式求出在曝光宽度A内的呈圆弧状变化的散焦宽度Δ，下式是将上述的表达式的基板P的在扫描曝光方向上的投影像面Sm2的圆筒半径r₁设为0得到的。

Δ＝r₂-((r₂ ²)-(A/2)²)^1/2

此处，在曝光装置U3c中，由于光罩图案的投影像面Sm2的曲率半径是∞，所以在曝光宽度A内呈圆弧状变化的散焦特性Cm仅通过前面的式3就能求出。即，在曝光装置U3c的情况下的散焦特性Cm(＝ΔRp)根据下式求出。

[数学式5]

此外，本实施方式的曝光装置的光罩保持机构和基板支承机构中的以曲面来保持的一方作为第一支承构件，以曲面或者平面来支承的一方作为第二支承构件。

＜曝光方法＞

以下，参照图21，针对曝光方法进行说明。图21是示出曝光方法的流程图。

在图21所示的曝光方法中，首先，利用基板支承机构将基板P支承于支承面P2上(步骤S101)，利用光罩保持机构在面P1上支承光罩M(步骤S102)。由此，光罩M与基板P成为面对面的状态。此外，步骤S101和步骤S102的顺序也可以颠倒。另外，面P1、支承面P2中的某一方作为第一面，另一方作为第二面。第一面是以规定曲率弯曲成圆筒面状的形状。

然后，调整相对于曝光面的聚焦位置(步骤S103)。具体地，在设定于基板P的表面上的投影区域PA的曝光宽度A内，将聚焦位置设定于在扫描曝光方向上包含两个最佳聚焦位置的位置。

在聚焦位置的调整完成后，开始使基板P与光罩M在扫描曝光方向上相对移动(转动)(步骤S104)。即，利用基板支承机构以及光罩保持机构中的至少一方，开始进行使基板P和光罩M中的至少一方在扫描曝光方向上移动的动作。

在开始相对移动后，开始向投影区域PA内投射投影光束(步骤S105)。即，将来自配置于照明光的照明区域IR的光罩的图案的光束投射于配置有基板P的投影区域PA。由此，图21所示的曝光方法在基板P的曝光面上，向投影区域投射在扫描曝光方向上包含两处最佳聚焦位置的光束。

曝光方法如上所述地，通过投射已调整了聚焦位置的光束，能够在基板的曝光面上，将在扫描曝光方向上包含两处最佳聚焦位置的光束投射至投影区域。由此，能够得到上述的各种效果。此外，在本实施方式中，说明了调整聚焦位置的情况，但是也可以通过装置的设定，使在扫描曝光方向上包含两处最佳聚焦位置的位置成为聚焦位置。

＜器件制造方法＞

以下，参照图22，对器件制造方法进行说明。图22是示出利用器件制造系统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，进行例如基于有机EL等自发光元件的显示面板的功能及性能设计，利用CAD等设计需要的电路图案、布线图案(步骤S201)。接着，基于通过CAD等设计的各种层中每一种层的图案，来制作所需的层量的光罩M(步骤S202)。另外，事先准备卷绕有作为显示面板的基材的挠性的基板P(树脂薄膜、金属箔膜、塑料等)的供给用卷FR1(步骤S203)。此外，在该步骤S203中准备的卷状的基板P根据需要可以是对其表面进行了改质的基板、事前形成有基底层(例如基于压印方式的微小凹凸)的基板，预先层压有感光性的功能膜或者透明膜(绝缘材料)的基板。

接着，在基板P上形成由构成显示面板器件的电极、布线、绝缘膜、TFT(薄膜半导体)等构成的背板层，并且以层叠于该背板上的方式形成基于有机EL等自发光元件的发光层(显示像素部)(步骤S204)。在该步骤S204中，使用在前面的各实施方式中说明了的曝光装置U3、U3a、U3b、U3c中的任一者进行曝光处理。在曝光处理中也包括对光致抗蚀剂层进行曝光的以往的光刻工序，但还包括对取代光致抗蚀剂而涂敷有感光性硅烷耦合材料的基板P进行图案曝光而在表面上形成利用亲水性和疏水性的图案，或者为了无电解电镀而对感光性的催化剂进行图案曝光的工序。在以往的光刻工序中进行光致抗蚀剂的显影工序，在无电解电镀法中实施形成金属膜的图案(布线、电极等)的湿式工序，或者利用含有银纳米粒子的导电油墨等绘制图案的印刷工序等。

接着，按通过卷方式在长条的基板P上连续地制造的每一显示面板器件来切割基板P、在各显示面板器件的表面上粘贴保护薄膜(环境应对阻挡层)和/或彩色滤光片等，从而组装器件(步骤S205)。然后，进行检查工序，检查显示面板器件是否正常地发挥功能、是否满足所期望的性能和特性(步骤S206)。通过以上所述，能够制造显示面板(柔性显示器)。

附图标记说明

1 器件制造系统

2 基板供给装置

4 基板回收装置

5 上位控制装置

11 光罩保持机构

12 基板支承机构

13 光源装置

16 下位控制装置

21 光罩保持筒

25 基板支承筒

31 光源

32 导光构件

41 1/4波片

51 准直透镜

52 复眼透镜

53 聚光透镜

54 柱面透镜

55 照明视场光阑

56 中继透镜

61 第一光学系统

62 第二光学系统

63 投影视场光阑

64 焦点修正光学构件

65 像偏移用光学构件

66 倍率修正用光学构件

67 旋转修正机构

68 偏振调整机构

70 第一偏转构件

71 第一透镜组

72 第一凹面镜

80 第二偏转构件

81 第二透镜组

82 第二凹面镜

110 光罩载物台

P 基板

FR1 供给用卷

FR2 回收用卷

U1～Un 处理装置

U3 曝光装置(基板处理装置)

M 光罩

MA 光罩

AX1 第一轴

AX2 第二轴

P1 光罩面

P2 支承面

P7 中间像面

EL1 照明光束

EL2 投影光束

Rm 曲率半径

Rp 曲率半径

CL 中心面

PBS 偏振光分束器

IR1～IR6 照明区域

IL1～IL6 照明光学系统

ILM 照明光学模组

PA1～PA6 投影区域

PLM 投影光学模组

Claims (15)

1.一种扫描曝光装置，其使沿着从第一轴以第一半径弯曲的圆周面保持有光罩图案的光罩保持筒以所述第一轴为中心旋转，并且使挠性的基板在沿着表面的扫描曝光方向上移动，来将所述光罩图案曝光在所述基板的表面上，所述扫描曝光装置的特征在于，

具有：

照明光学系统，其朝向照明区域照射照明光，所述照明区域在所述光罩图案上以在所述第一轴的方向上被设定为细长的矩形状或长方形、并且在与所述扫描曝光方向对应的所述圆周面的周向上具有规定的宽度的方式设定；

投影光学系统，其将来自出现在所述照明区域内的所述光罩图案的光束朝向与所述照明区域对应的所述基板侧的投影区域投射，由此，使所述光罩图案的像以沿着根据所述第一半径而在所述扫描曝光方向上弯曲的投影像面的方式成像；和

基板支承筒，其通过从与所述第一轴平行地配置的第二轴以第二半径弯曲成圆筒面状的外周面使所述基板弯曲来支承所述基板，并且以所述第二轴为中心进行旋转，使所述基板沿着与所述扫描曝光方向对应的所述外周面的周向移动，

以使弯曲的所述投影像面与弯曲的所述基板的表面在所述投影区域内的所述扫描曝光方向上分离的两处分别相交的方式，设定了所述光罩保持筒、所述基板支承筒、以及所述投影光学系统。

2.如权利要求1所述的扫描曝光装置，其特征在于，

在将由所述投影光学系统投射在所述基板上的所述光束的所述投影区域的在所述扫描曝光方向上的中点的散焦量设为Δ、且将所述投影光学系统的焦点深度设为DOF时，以满足0.5<Δ/DOF≤3的方式分别设定了所述投影光学系统、所述光罩保持筒、以及所述基板支承筒。

3.如权利要求2所述的扫描曝光装置，其特征在于，

被设定为使所述散焦量Δ与所述焦点深度DOF之间的关系满足1≤Δ/DOF。

4.如权利要求2所述的扫描曝光装置，其特征在于，

通过所述投影光学系统以最佳聚焦而投影在所述投影区域内的所述光罩图案的所述投影像面与所述基板的表面的散焦量被设定为，以所述扫描曝光方向上的所述投影区域的所述中点的位置为轴而在所述扫描曝光方向上呈线对称地变化。

5.如权利要求1～4中任一项所述的扫描曝光装置，其特征在于，

所述投影光学系统具有多个分割投影光学系统，

所述分割投影光学系统在所述第一轴和所述第二轴各自延伸的方向即与所述扫描曝光方向正交的方向上配置成列状，向各个所述分割投影光学系统所对应的所述投影区域投射所述光束。

6.如权利要求5所述的扫描曝光装置，其特征在于，

多个所述分割投影光学系统在所述扫描曝光方向上至少配置有两列，且被配置成在与所述扫描曝光方向正交的方向上相邻的所述分割投影光学系统各自所对应的所述投影区域的端部彼此重叠。

7.如权利要求6所述的扫描曝光装置，其特征在于，

配置成在对多个所述分割投影光学系统各自所对应的所述投影区域的所述扫描曝光方向上的曝光宽度进行累计计算的情况下该累计计算值在与所述扫描曝光方向正交的方向上为恒定。

8.如权利要求6或者7所述的扫描曝光装置，其特征在于，

多个所述分割投影光学系统分别通过将来自所述光罩图案的所述光束的光路偏转的多个偏转构件、透镜组、和配置于光瞳面的凹面镜而构成为使戴森系统变形而得到的远心的反射折射光学系统。

9.如权利要求1～4中任一项所述的扫描曝光装置，其特征在于，

在将所述扫描曝光方向上的所述投影区域的曝光宽度设为A、将弯曲的所述投影像面的半径设为r₁、将弯曲的所述基板的表面的半径设为r₂、将所述投影光学系统的数值孔径设为NA、并将所述照明光的波长设为λ时，被设定为满足0.5×(λ/NA²)<r₁-((r₁ ²)-(A/2)²)^1/2+r₂-((r₂ ²)-(A/2)²)^1/2≤3×λ/NA²的关系。

10.如权利要求9所述的扫描曝光装置，其特征在于，

所述曝光宽度A、所述半径r₁、所述半径r₂、所述数值孔径NA、以及所述波长λ还被设定为满足(λ/NA²)<r₁-((r₁ ²)-(A/2)²)^1/2+r₂-((r₂ ²)-(A/2)²)^1/2的关系。

11.一种扫描曝光方法，使挠性的基板和光罩图案相对于投影光学系统在扫描曝光方向移动，将所述光罩图案曝光于所述基板的表面，所述扫描曝光方法的特征在于，

包括：

在沿着从光罩保持筒的第一轴以规定半径弯曲的第一圆周面保持所述光罩图案的状态下，以所述第一轴为中心使所述光罩保持筒旋转；

在沿着从被设定为与基板支承筒的所述第一轴平行的第二轴以规定半径弯曲的第二圆周面使所述基板弯曲来支承所述基板的状态下，以所述第二轴为中心使所述基板支承筒旋转；

朝向照明区域照射照明光，其中，所述照明区域在所述光罩图案上以在所述第一轴的方向被设定为细长的矩形状或长方形、并且在与所述第一圆周面的所述扫描曝光方向对应的周向上具有规定的宽度的方式设定；

通过投影光学系统将来自出现在所述照明区域内的所述光罩图案的光束朝向与所述照明区域对应的所述基板侧的投影区域投射，由此，使所述光罩图案的像沿着根据所述第一圆周面的半径而在所述扫描曝光方向上弯曲的投影像面成像，并且以使弯曲的所述投影像面与弯曲的所述基板的表面在所述投影区域内的所述扫描曝光方向上分离的两处分别相交的方式，设定所述投影像面与所述基板的表面在聚焦方向上的位置关系。

12.如权利要求11所述的扫描曝光方法，其特征在于，

弯曲的所述投影像面与弯曲的所述基板的表面在所述聚焦方向上彼此朝相反方向弯曲。

13.如权利要求11或者12所述的扫描曝光方法，其特征在于，

在将由所述投影光学系统投射在所述基板上的所述光束的所述投影区域的在所述扫描曝光方向上的中点的散焦量设为Δ、且将所述投影光学系统的焦点深度设为DOF时，以满足0.5<Δ/DOF≤3的方式分别设定了所述投影光学系统、所述光罩保持筒、以及所述基板支承筒。

14.如权利要求13所述的扫描曝光方法，其特征在于，

被设定为使所述散焦量Δ与所述焦点深度DOF之间的关系满足1≤Δ/DOF。

15.如权利要求13所述的扫描曝光方法，其特征在于，

通过所述投影光学系统以最佳聚焦而投影在所述投影区域内的所述光罩图案的弯曲的所述投影像面与弯曲的所述基板的表面的散焦量被设定为，以所述扫描曝光方向上的所述投影区域的所述中点的位置为轴而在所述扫描曝光方向上呈线对称地变化。