JP2014102468A - 処理装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】効率よく露光できる処理装置を提供する。
【解決手段】処理装置（ＥＸ）は、第１円筒面（ＤＭ２）における周方向の一部に第１円筒面に沿って湾曲するマスクパターン（Ｍ）を保持する保持領域（Ａ１）、及び中心線に対して保持領域の反対側に配置されて光が通過する通過領域（Ａ２）を有するマスク保持部材（ＤＭ）と、照明領域（ＩＲ）におけるマスクパターンに応じた露光光を、マスク保持部材の内側に向かうように発生させる照明系（ＩＵ）と、マスク保持部材の通過領域に向って凸の第２円筒面（ＤＰ１）に沿うように基板（Ｐ）を湾曲させて支持する基板支持部材（ＤＰ）と、マスク保持部材の内側に配置され、マスクパターンからの露光光を通過領域を介して基板に投射することで、マスクパターンの一部の像を基板上の投影領域（ＰＲ）に拡大投影する投影光学系（ＰＬ）と、を備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、処理装置、及びデバイス製造方法に関する。

露光装置等の処理装置は、例えば下記の特許文献１に記載されているように、各種デバイスの製造に利用されている。デバイスを製造する手法の１つとして、例えば下記の特許文献２に記載されているようなロール・ツー・ロール方式が知られている。ロール・ツー・ロール方式は、送出用のロールから回収用のロールへフィルム等の基板を搬送しながら、搬送経路上において基板に各種処理を行う方式である。

特開２００７−２９９９１８号公報 国際公開２００８／１２９８１９号

露光装置は、例えばロール状に湾曲したマスクパターン（円筒マスク）を回転させながら処理を実行することで基板を効率よく露光できるが、マスクパターンが湾曲していることで露光の精度が低下する可能性がある。結果として、露光不良が発生することがありえる。本発明は、効率よく露光しつつ露光不良の発生を抑制できる処理装置、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、所定の中心線の周りで所定の曲率で湾曲する第１円筒面における周方向の一部に第１円筒面に沿って湾曲するマスクパターンを保持する保持領域、及び中心線に対して保持領域の反対側に配置されて光が通過する通過領域、を有するマスク保持部材と、マスクパターンの周方向の一部に設定される照明領域に照明光を照射し、照明領域におけるマスクパターンに応じた露光光を、マスク保持部材の内側に向かうように発生させる照明系と、マスク保持部材の通過領域に向って凸の第２円筒面を有し、第２円筒面に沿うように基板を湾曲させて支持する基板支持部材と、マスク保持部材の内側に配置され、マスクパターンからの露光光を通過領域を介して基板に投射することで、マスクパターンの一部の像を基板上の投影領域に拡大投影する投影光学系と、を備える処理装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の処理装置によって、マスク保持部材を回転させつつ感応性基板を所定方向に搬送して、感応性基板にマスクパターンを連続的に露光することと、露光された感応性基板の感応層の変化を利用して後続の処理を実施することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、効率よく露光できる処理装置、及びデバイス製造方法を提供できる。

デバイス製造システムの一例を示す図である。 第１実施形態による露光装置を示す図である。 回転ドラムおよびマスクパターンを示す図である。 第２実施形態による露光装置を示す図である。 第３実施形態による露光装置を示す図である。 第４実施形態による露光装置を示す側面図である。 第４実施形態による露光装置を示す正面図である。 照明方法を説明するための図である。 照明光学系の一部を示す図である。 光分離部から投影領域までの光学系を示す図である。 光分離部から投影領域までの光学系を拡大して示す図である。 第５実施形態による露光装置を示す図である。 投影領域の配置の一例を示す図である。 デバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。

［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。図１は、デバイス製造システムＳＹＳ（例えば、フレキシブル・ディスプレー製造ライン）の構成例を示す図である。ここでは、供給ロールＦＲ１から引き出された可撓性の基板Ｐ（シート、フィルムなど）が、順次、ｎ台の処理装置Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，・・・Ｕｎを経て、回収ロールＦＲ２に巻き上げられるまでの例を示している。

図１において、ＸＹＺ直交座標系は、基板Ｐの表面（または裏面）がＸＺ面と垂直となるように設定され、基板Ｐの搬送方向（長尺方向）と直交する方向（幅方向）がＹ軸方向に設定されるものとする。Ｚ軸方向は、例えば鉛直方向に設定され、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向に設定される。なお、説明の便宜上、Ｘ軸方向（搬送方向の下流）から見た図を正面図、Ｙ軸方向（搬送方向に対する幅方向）から見た図を側面図、Ｚ軸方向（鉛直方向の上方）から見た図を上面図ということがある。

供給ロールＦＲ１に巻かれている基板Ｐは、ニップされた駆動ローラによって引き出され、エッジポジションコントローラによってＹ軸方向に位置決めされつつ、処理装置Ｕ１に送られる。

処理装置Ｕ１は、例えば塗布装置であり、印刷方式で基板Ｐの表面に感光性機能液（フォトレジスト、感光性カップリング材、ＵＶ硬化樹脂液など）を、基板Ｐの搬送方向（長尺方向）に関して連続的または選択的に塗布する。処理装置Ｕ２は、例えば加熱装置であり、処理装置Ｕ１から搬送されてきた基板Ｐを所定温度（例えば、数１０から１２０℃程度）まで加熱して、表面に塗布された感光性機能層を安定に定着する。

処理装置Ｕ３は、露光装置を含み、例えば処理装置Ｕ２から搬送されてきた基板Ｐの感光性機能層に対して、ディスプレイ用の回路パターンや配線パターンに対応した紫外線のパターニング光（露光光）を照射する。処理装置Ｕ３において、エッジポジションコントローラＥＰＣは、基板ＰのＹ軸方向（幅方向）の中心を一定位置に制御し、ニップされた駆動ローラＤＲ１は、露光装置の露光領域（処理領域）に基板Ｐを搬入する。駆動ローラＤＲ２、ＤＲ３は、基板Ｐに所定のたるみ（あそび）ＤＬを与えつつ、基板Ｐを搬出する。

また、処理装置Ｕ３において、回転ドラムＤＭは、シート状のマスクパターンＭ（マスク基板）を保持し、回転ドラムＤＰは、回転ドラムＤＭと対向する位置に基板Ｐを支持する。照明装置（照明系）ＩＵは、回転ドラムＤＭに保持されたマスクパターンＭにＹ軸方向に延びたスリット状の露光用の照明光を照射し、マスクパターンＭに応じた露光光を発生させる。投影光学系ＰＬは、回転ドラムＤＭの内側に配置されており、マスクパターンＭに発生した露光光を、回転ドラムＤＰに支持されている基板Ｐに照射することで、マスクパターンＭに形成されている露光パターンを基板Ｐに転写（投影露光）する。アライメント顕微鏡ＡＭは、露光（転写）されるパターンと基板Ｐとを相対的に位置合せ（アライメント）するために、基板Ｐに予め形成されたアライメントマークなどを検出する。

露光パターンを有するマスク体は、例えば、回転ドラムＤＭとマスクパターンＭとがリリース可能なものである。マスク体は、回転ドラムＤＭとマスクパターンＭとがリリース不能なものでもよく、例えば、透明な円筒状の石英管による回転ドラムＤＭの表面にマスクパターンＭを形成したものでもよい。

処理装置Ｕ４は、例えばウェット処理装置であって、処理装置Ｕ３から搬送されてきた基板Ｐの感光性機能層に対して、湿式による現像処理、無電解メッキ処理などのような各種の湿式処理の少なくとも１つを行なう。処理装置Ｕ５は、例えば加熱乾燥装置であって、処理装置Ｕ４から搬送されてきた基板Ｐを暖めて、湿式プロセスで湿った基板Ｐの水分含有量を所定値に調整する。

処理装置Ｕ１〜Ｕ５などによる処理が施された基板Ｐは、一連のプロセスの最後の処理装置Ｕｎを通った後に、ニップされた駆動ローラとエッジポジションコントローラとを介して回収ロールＦＲ２に巻き上げられる。

上位制御装置ＣＯＮＴは、製造ラインを構成する各処理装置Ｕ１からＵｎの運転を統括制御するものであり、各処理装置Ｕ１からＵｎにおける処理状況や処理状態の監視、処理装置間での基板Ｐの搬送状態のモニター、事前・事後の検査・計測の結果に基づくフィードバック補正やフィードフォワード補正なども行なう。

本実施形態で使用される基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼などの金属または合金からなる箔（フォイル）などである。樹脂フィルムの材質は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち１または２以上を含む。

基板Ｐは、各種の処理工程において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数が顕著に大きくないものでもよい。熱膨張係数は、例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって、プロセス温度などに応じた閾値よりも小さく設定されていてもよい。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素などでもよい。また、基板Ｐは、フロート法などで製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上述の樹脂フィルム、箔などを貼り合わせた積層体であってもよい。また、基板Ｐは、予め所定の前処理によって、その表面を改質して活性化したもの、あるいは、表面に精密パターニングのための微細な隔壁構造（凹凸構造）を形成したものでもよい。

図１のデバイス製造システムＳＹＳは、デバイス（ディスプレーパネルなど）製造のための各種の処理を、基板Ｐに対して繰り返し、あるいは連続して実行する。各種の処理が施された基板Ｐは、デバイスごとに分割（ダイシング）されて、複数個のデバイスになる。基板Ｐの寸法は、例えば、幅方向（短尺となるＹ軸方向）の寸法が１０ｃｍから２ｍ程度であり、長さ方向（長尺となるＸ軸方向）の寸法が１０ｍ以上である。なお、上述のデバイス製造システムＳＹＳが備える複数の処理装置のうち少なくとも１つは、省略されることがある。

次に、処理装置Ｕ３（露光装置ＥＸ）について、より詳しく説明する。図２は本実施形態による露光装置ＥＸを示す側面図である。

図２の露光装置ＥＸは、いわゆる走査露光装置であり、照明光Ｌ１によって照明されているマスクパターンＭで発生する露光光Ｌ２によって基板Ｐを走査することにより、マスクパターンＭに形成されているパターンを基板Ｐに転写する。

図２のマスクパターンＭは、例えばシート状に形成された透過型のマスクパターンであり、クロムなどの遮光部材で形成されたパターンを含む。露光装置ＥＸは、マスクパターンＭを保持する回転ドラムＤＭと、回転ドラムＤＭの外側に配置された照明装置ＩＵと、回転ドラムＤＭの内側に配置された投影光学系ＰＬと、マスクパターンＭと対向可能なように基板Ｐを支持する回転ドラムＤＰと、露光装置ＥＸの各部を制御する制御装置１０とを備える。

回転ドラムＤＭは、その周方向の一部に設定される保持領域Ａ１に、マスクパターンＭを円筒面状に湾曲させて保持する。照明装置ＩＵは、回転ドラムＤＭが保持するマスクパターンＭの一部に設定される照明領域ＩＲを、ケーラー照明などによって均一な照度で照明する。このようにして、照明装置ＩＵは、マスクパターンＭのうち照明領域ＩＲに配置されている部分に応じた露光光Ｌ２を、回転ドラムＤＭの内側に向かうように発生させる。

この露光光Ｌ２は、投影光学系ＰＬを通った後に、回転ドラムＤＭのうちマスクパターンＭが配置されていない領域（通過領域Ａ２）を通って、回転ドラムＤＰに支持されている基板Ｐ上に設定される投影領域ＰＲに投射される。投影光学系ＰＬは、拡大系の光学系であり、マスクパターンＭの一部（照明領域ＩＲ）の像を、基板Ｐ上に設定される投影領域ＰＲに拡大投影する。

制御装置１０は、回転ドラムＤＭを回転させることによって、マスクパターンＭのうち照明領域ＩＲに配置される部分の位置を変化させ、かつ、回転ドラムＤＰを回転させることによって、基板Ｐのうち投影領域ＰＲに配置される部分の位置を時間変化させる。このように、露光装置ＥＸは、マスクパターンＭに形成されたパターンのうち投影する部位を変化させながら、露光光Ｌ２で基板Ｐを走査することで、所望のパターンを基板Ｐ上の所望の領域に投影露光する。

図３は、回転ドラムＤＭおよびマスクパターンＭを示す斜視図である。回転ドラムＤＭは、マスクパターンＭを保持するマスク保持部材である。図２および図３に示すように、回転ドラムＤＭは、円筒状の部材ＤＭ１を含み、円筒面状の内周面（図２に示す円筒面ＤＭ２という）を有する。円筒面は、所定の中心線に平行な線分を、この所定の中心線の周りに所定の回転角で回転させることで形成される湾曲面である。円筒面は、例えば、円柱状の部材の外周面の少なくとも一部、円筒状の部材の内周面の少なくとも一部、又は円筒の外周面の少なくとも一部である。

回転ドラムＤＭは、マスクパターンＭを円筒面ＤＭ２に沿うように円筒面状に湾曲させて保持する。回転ドラムＤＭは、その外周面（円筒面）に沿うようにマスクパターンＭを円筒面状に湾曲させて保持するものでもよい。回転ドラムＤＭは、マスクパターンＭを保持した状態で、回転中心軸ＡＸ１の周りで回転可能である。この回転中心軸ＡＸ１は、例えば、円筒面ＤＭ２の中心線とほぼ同軸である。

図２の回転ドラムＤＭは、円筒面ＤＭ２における周方向の一部に配置された保持領域Ａ１と、回転中心軸ＡＸ１に対して保持領域Ａ１の反対側の少なくとも一部に配置された通過領域Ａ２とを有する。回転ドラムＤＭは、保持領域Ａ１にマスクパターンＭを保持し、通過領域Ａ２にマスクパターンＭを保持しない。図２において、回転ドラムＤＭの内周の長さに占める保持領域Ａ１の弧長の割合は、１／２未満である。

通過領域Ａ２は、円筒面ＤＭ２の周方向において保持領域Ａ１と重複しない領域Ａ３（マスク非保持領域）の一部に設定されている。通過領域Ａ２は、保持領域Ａ１に保持されているマスクパターンＭで発生した露光光Ｌ２が、投影光学系ＰＬを介して入射する位置に設定されている。通過領域Ａ２は、例えば、回転ドラムＤＭに設けられた開口ＤＭ３（図３に示す）の内側の領域（空隙）を含むが、通過領域Ａ２には、露光光Ｌ２が透過する部材が配置されていてもよい。

なお、回転ドラムＤＭは、開口ＤＭ３が設けられていること等により、重心が回転中心軸ＡＸ１からずれることもありえる。このような重心のずれにより回転時の振動が許容できない場合などには、重量物を配置すること等で重心バランスをとることもできる。また、図３などにおいて、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１の方向（Ｙ軸方向）には２つのマスクパターンＭが配置されているが、１つの回転ドラムＤＭに配置されるマスクパターンの数は、１つでもよいし、２以上でもよい。

図２の照明装置ＩＵは、回転ドラムＤＭの外部に配置されており、回転ドラムＤＭの外部からマスクパターンＭを照明することで、照明領域ＩＲにおけるマスクパターンＭに応じた露光光Ｌ２を、回転ドラムＤＭの内側に向かうように発生させる。

照明装置ＩＵは、光を発する光源１１と、光源１１からの光が入射する位置に配置された照明光学系ＩＬとを備える。光源１１は、例えば水銀ランプ等のランプ光源、又はレーザーダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を含む。光源１１が射出する光は、例えば、ランプ光源から射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等である。

照明光学系ＩＬは、例えば、照明光Ｌ１の源になる複数の光源像を形成するとともに、複数の光源像からの光束を照明領域ＩＲに重畳することで、照明領域ＩＲにおける照度を均一化する。照明光学系ＩＬは、例えば、光出射側がテレセントリックな光学系であり、照明光学系ＩＬから出射する照明光Ｌ１は、Ｘ軸方向に分布する主光線が互いにほぼ平行、かつＹ軸方向に分布する主光線が互いにほぼ平行である。

なお、照明装置ＩＵ（照明系）は、少なくとも照明光学系ＩＬを含んでいればよく、光源１１を含んでいなくてもよい。例えば、照明装置ＩＵは、外部装置としての光源１１から供給される光を、照明光学系ＩＬを介して照明領域ＩＲに照射する構成でもよい。

投影光学系ＰＬは、照明領域ＩＲから回転ドラムＤＭの内側に向かう露光光Ｌ２が入射するように、回転ドラムＤＭの内側に配置されている。投影光学系ＰＬは、回転ドラムＤＭに同伴した回転を行わないように（回転ドラムＤＭの外部に対して回転しないように）、回転ドラムＤＭの外部から支持されている。

投影光学系ＰＬは、マスクパターンＭにおいて照明光Ｌ１が入射する物体面（照明領域ＩＲ）に対して、光学的に共役な像面（投影領域ＰＲ）を形成する。投影光学系ＰＬを通った露光光Ｌ２は、回転ドラムＤＭの通過領域Ａ２を介して基板Ｐに照射される。

投影光学系ＰＬは、拡大光学系であり、物体面（視野）に対する像面（像野）の倍率（以下、拡大倍率βという）が１よりも大きい（β＞１）。投影光学系ＰＬは、マスクパターンＭの一部の像を、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１に平行な方向（Ｙ軸方向）と回転中心軸ＡＸ１に垂直な方向（Ｘ軸方向）とで、ほぼ等方的に拡大する。

図２の投影光学系ＰＬは、パワーを有する反射部材を含んでいない屈折系であり、１または２以上のレンズ要素を含む。投影光学系ＰＬのレンズ要素の少なくとも一つは、球面レンズ、非球面レンズのような所定軸の周りで回転対称な形状でもよいし、この回転対称な形状のうち所定軸周りの一部を除いた形状（レンズカットされた形状）でもよい。このような所定軸を、適宜、投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａという。ここでは、投影光学系ＰＬの光路には、照明光学系ＩＬが形成する光源像と共役な面（いわゆる瞳面）が形成され、投影光学系ＰＬのレンズ要素のうち瞳面よりも像面側（基板Ｐ側）に配置されるレンズ要素がレンズカットされている。

図２において、投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａは、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１の方向（Ｙ軸方向）から見たときに、回転中心軸ＡＸ１を通るように配置されている。照明領域ＩＲは、回転中心軸ＡＸ１の周方向において投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａからずれている。照明領域ＩＲは、投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａおよび回転中心軸ＡＸ１を含む面（ＹＺ面）に関して−Ｘ側に配置されている。照明領域ＩＲは、投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａと回転ドラムＤＭとの交点ＤＭ４から、Ｙ軸を中心とする反時計回りに回転した位置に配置されている。

照明領域ＩＲに対応する投影光学系ＰＬの像面（投影領域ＰＲ）は、回転中心軸ＡＸ１の周方向において投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａからずれている。投影領域ＰＲは、ＹＺ面に関して＋Ｘ側に配置されている。投影領域ＰＲは、回転中心軸ＡＸ１に関して照明領域ＩＲと反対側の領域に配置されている。投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａと回転ドラムＤＭとの交点ＤＭ５（回転中心軸ＡＸ１に関して、交点ＤＭ４とは反対側の交点）から、Ｙ軸を中心とする反時計回りに回転した位置に配置されている。回転ドラムＤＭの通過領域Ａ２は、このような投影領域ＰＲと投影光学系ＰＬとの間の露光光Ｌ２の光路を含む領域である。

回転中心軸ＡＸ１に垂直な面（ＸＺ面）において、投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａから照明領域ＩＲの中心までのずれ量（物体高）をＤ１とすると、投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａから投影領域ＰＲの中心までのずれ量Ｄ２（像高）は、投影光学系ＰＬの拡大倍率をβ、として、例えば、下記の式（１）で表される。
Ｄ２＝β・Ｄ１ ・・・（１）

回転ドラムＤＰは、基板Ｐを支持する基板支持部材である。回転ドラムＤＰは、円筒面状の外周面（以下、円筒面ＤＰ１という）を有し、円筒面ＤＰ１で基板Ｐを支持する。回転ドラムＤＰは、基板Ｐが円筒面ＤＰ１に沿って湾曲するように、基板Ｐを支持する。回転ドラムＤＰは、回転中心軸ＡＸ２の周りで回転可能なように設けられている。回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２は、例えば回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１とほぼ平行に設定される。基板Ｐは、回転ドラムＤＰが回転することで、回転ドラムＤＰに巻きつけられるように搬送される。回転ドラムＤＰは、エアベアリングなどによって基板Ｐを非接触に支持するものでもよい。

図２に示す露光装置ＥＸは、回転ドラムＤＭを回転させる駆動部１２、及び回転ドラムＤＰを回転させる駆動部１３を備える。駆動部１２及び駆動部１３は、マスクパターンＭと基板Ｐとを相対移動させるための移動装置１４を構成する。この移動装置１４は、照明領域ＩＲに対してマスクパターンＭを相対移動させ、投影領域ＰＲに対して基板Ｐを相対移動させる。露光装置ＥＸは、移動装置１４（走査装置）によるマスクパターンＭの相対移動と基板Ｐの相対移動とによって、露光光Ｌ２で基板Ｐを走査する。

回転ドラムＤＭの回転位置は、エンコーダ等の検出部１５によって検出され、検出部１５による検出の結果に基づいて制御される。一方、回転ドラムＤＰの回転位置は、エンコーダ等の検出部１６によって検出され、検出部１６による検出の結果に基づいて制御される。

制御装置１０は、検出部１５から取得した検出結果に基づいて駆動部１２を制御することにより、回転ドラムＤＭの回転位置を制御する。換言すると、制御装置１０は、回転ドラムＤＭに保持されているマスクパターンＭの回転位置を制御できる。また、制御装置１０は、検出部１６から取得した検出結果に基づいて駆動部１３を制御することにより、回転ドラムＤＰの回転位置を制御する。換言すると、制御装置１０は、回転ドラムＤＰの回転に伴って移動する基板Ｐの位置を、制御できる。

制御装置１０は、駆動部１２および駆動部１３を制御することによって、マスクパターンＭと基板Ｐとの相対位置を制御し、マスクパターンＭのうち照明領域ＩＲと重なる部分で発生した露光光Ｌ２で基板Ｐを走査する。露光装置ＥＸにおいて露光光Ｌ２により基板Ｐが走査される走査方向は、回転中心軸ＡＸ１（Ｙ軸方向）とほぼ垂直な方向（Ｘ軸方向）である。

制御装置１０は、マスクパターンＭの各部の像が基板Ｐ上の所望の位置に投影されるように、回転ドラムＤＭの曲率、回転ドラムＤＰの曲率、および投影光学系ＰＬの拡大倍率βに基づいて、各回転ドラムの回転速度（角速度）を制御する。一般に、投影光学系ＰＬの拡大倍率βには横倍率と縦倍率とがあり、横倍率は、物面上のパターンのサイズが像面側でβ倍に拡大されることを意味し、縦倍率は、物面側でパターンが光軸方向にΔＺｍだけ変位したときに、投影像のフォーカス位置がΔＺｍ・β^２だけ光軸方向に変位することを意味する。本実施形態では、ＸＺ面内においてマスクパターンＭが円筒面の一部である為、横倍率（β）の２乗が縦倍率（β^２）の関係から、マスクパターンＭの投影像はＸＺ面内において厳密には２次曲線の一部となる。しかしながら、照明領域ＩＲや投影領域ＰＲの走査露光方向の幅が狭い範囲では、マスクパターンＭの曲率半径と、拡大された投影像の最良像面の近似的な曲率半径は、拡大倍率βによらず、ほぼ等しくなる。従って、回転ドラムＤＭと回転ドラムＤＰとで曲率（直径）を等しくすることができ、その場合に、制御装置１０は、回転ドラムＤＰの角速度が回転ドラムＤＭの角速度（又は周速度）のβ倍になるように、各回転ドラムの回転速度を制御する。

なお、駆動部１２は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の少なくとも１方向において、回転ドラムＤＭを移動可能であってもよい。この場合に、検出部１５は、駆動部１２が回転ドラムＤＭを移動させる方向において、回転ドラムＤＭの位置を検出してもよく、制御装置１０は、検出部１５の検出結果に基づいて駆動部１２を制御することで、任意の方向のおける回転ドラムＤＭの位置を制御してもよい。

このような回転ドラムＤＭの位置調整は、Ｘ軸の周りの回転方向とＺ軸の周りの回転方向との一方又は双方において、可能であってもよい。また、回転ドラムＤＭの位置調整は、回転ドラムＤＰに適用してもよい。露光装置ＥＸは、回転ドラムＤＭと回転ドラムＤＰの一方または双方の位置を制御することで、回転ドラムＤＭと回転ドラムＤＰの相対位置を制御することができる。これにより、露光装置ＥＸは、照明領域ＩＲと基板Ｐとの相対位置を、走査方向以外の方向においても調整できる。

以上のような構成の露光装置ＥＸは、円筒面状に湾曲したマスクパターンＭを一方向に回転させながら基板Ｐを移動させることで、各デバイス用の露光処理を繰り返し実行することができ、効率よく露光できる。ところで、照明領域ＩＲ（投影光学系ＰＬの物体面）は、投影光学系ＰＬと同じ側（−Ｚ側）が凹んだ円筒面状であり、投影領域ＰＲ（投影光学系ＰＬの像面）は、−Ｚ側（投影光学系ＰＬと反対側）が凹んだ円筒面状になる。露光装置ＥＸにおいて、回転ドラムＤＰに支持されている基板Ｐは−Ｚ側（投影光学系ＰＬと反対側）が凹んだ円筒面状であるので、投影光学系ＰＬが形成する物体面（投影領域ＰＲ）と基板Ｐとで凹んでいる向きが同じ（いずれも−Ｚ側が凹）になる。そのため、露光装置ＥＸは、回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２の周方向においてデフォーカス量を揃えやすくなり、マスクパターンＭの像を基板Ｐに精度よく投影することができる。

また、上記の式（１）を満たすように、ずれ量Ｄ１およびずれ量Ｄ２（図２参照）が設定されていると、回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２の周方向においてデフォーカス量を最小化することができる。投影領域ＰＲの位置が上記の式（１）を満たさない場合については、式（１）を満たす位置関係を基準として、投影領域ＰＲが投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａに近づく側（反時計回り側）に設定されていると、投影光学系ＰＬの光軸ＰＬａから離れる側（時計周り側）に設定されているよりも、デフォーカス量が小さくなる。そのため、ずれ量Ｄ１とずれ量Ｄ２が下記の式（２）を満たしていてもよく、この場合にもデフォーカス量を減らすことができる。
Ｄ２＜β・Ｄ１ ・・・（２）

ところで、露光装置ＥＸは、マスクパターンＭで発生した露光光Ｌ２を回転ドラムＤＭの通過領域Ａ２を通すように、回転ドラムＤＭの周方向の一部においてマスクパターンＭが配置されていない。本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬがマスクパターンＭの像を拡大投影するので、露光処理を効率よく実行できる。

また、投影光学系ＰＬの瞳面よりも像面側（投影領域ＰＲ側）に配置されるレンズ要素は、投影光学系ＰＬが拡大系であるので、投影光学系ＰＬの瞳面よりも物体面側（照明領域ＩＲ側）に配置されるレンズ要素よりも有効口径が大きくなる。そのため、投影光学系ＰＬの瞳面よりも像面側に配置されるレンズ要素をレンズカットすることで、投影光学系ＰＬの小型化、軽量化などができる。

なお、投影光学系ＰＬの瞳面よりも物体面側に配置されるレンズ要素の少なくとも１つがレンズカットされていてもよい。また、投影光学系ＰＬの瞳面よりも像面側に配置されるレンズ要素の少なくとも１つがレンズカットされていなくてもよい。また、投影光学系ＰＬのレンズ要素は、いずれもレンズカットされていなくてもよい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。

図４は、本実施形態による露光装置ＥＸを示す図である。図４の照明領域ＩＲは、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１を含む面（ＹＺ面）と回転ドラムＤＭの円筒面ＤＭ２とが交わる位置に配置されている。照明領域ＩＲにおけるマスクパターンＭには、回転ドラムＤＭの外部からの照明光Ｌ１によって、回転ドラムＤＭの内側に向かう露光光Ｌ２が発生する。

図４の投影光学系ＰＬは、反射屈折系の光学系であり、レンズ群２０、レンズ群２１、反射鏡２２、偏向部材２３、偏向部材２４、及びレンズ群２５を含む。照明領域ＩＲから出射した露光光Ｌ２は、レンズ群２０及びレンズ群２１を通って反射鏡２２に入射し、反射鏡２２で反射した後にレンズ群２１を通って偏向部材２３に入射する。偏向部材２３に入射した露光光Ｌ２は、偏向部材２３で反射して進行方向が折れ曲がり、偏向部材２４に入射する。偏向部材２４に入射した露光光Ｌ２は、偏向部材２４で反射して進行方向が折れ曲がり、レンズ群２５を通った後に、通過領域Ａ２を通って投影領域ＰＲに入射する。

投影光学系ＰＬにおいて、レンズ群２０及びレンズ群２１を含む第１光学系２６は、照明光Ｌ１の源になる光源像と光学的に共役な第１共役面２７を形成する。第１共役面２７は、投影光学系ＰＬのいわゆる瞳面である。レンズ群２０及びレンズ群２１は、例えば、所定軸の周りで回転対称なレンズ要素を含み、この所定軸が第１光学系２６の光軸２６ａ（投影光学系ＰＬの入射側の光軸）に相当する。第１光学系２６の光軸２６ａは、Ｚ軸にほぼ平行であって、回転中心軸ＡＸ１から−Ｘ側にずれた位置に設定されている。マスクパターンＭからの露光光Ｌ２は、第１光学系２６の光軸２６ａを含む面Ｐｙｚに関してレンズ群２０の一方側（＋Ｘ側）を通った後に、レンズ群２１を通って反射鏡２２に入射する。

反射鏡２２は、例えば球面状に湾曲した凹面鏡であり、第１共役面２７の位置又はその近傍に配置されている。反射鏡２２で反射した露光光Ｌ２は、レンズ群２１を通った後、面Ｐｙｚに関して他方側（−Ｘ側）に進行する。このようにして、反射鏡２２で反射した露光光Ｌ２は、レンズ群２０とレンズ群２１との間において、反射鏡２２に向かう露光光Ｌ２と別の光路を進行する。

偏向部材２３及び偏向部材２４は、反射鏡２２で反射した後にレンズ群２１を通った露光光Ｌ２を、レンズ群２５に導く導光部材である。偏向部材２３及び偏向部材２４は、例えば平面鏡を含み、露光光Ｌ２を反射により偏向する。

偏向部材２３は、レンズ群２０とレンズ群２１との間において、第１光学系２６の光軸２６ａを含む面Ｐｙｚに関して−Ｘ側のみに配置されている。偏向部材２３は、照明領域ＩＲから反射鏡２２に向かう露光光Ｌ２を通すとともに、反射鏡２２で反射した後にレンズ群２１を通った露光光Ｌ２を、レンズ群２０に入射しないように遮光する。

換言すると、レンズ群２０とレンズ群２１との間の光路には、第１光学系２６の光軸２６ａ方向（Ｚ軸方向）の一方側（例えば−Ｚ側）に向かう露光光Ｌ２を通す通過部２８（通過領域）と、他方側（例えば＋Ｚ側）に向かう露光光Ｌ２を遮る遮光部２９（遮光領域）とが設けられている。通過部２８及び遮光部２９は、第１光学系２６の光軸２６ａ方向の一方側に向かう露光光Ｌ２と、他方側（例えば＋Ｚ側）に向かう露光光Ｌ２とを分離するための光分離部３０として機能する。図４の光分離部３０は、偏向部材２３を含み、偏向部材２３の少なくとも一部が遮光部２９であり、偏向部材２３が配置されていない部分（空隙）が通過部２８であるが、通過部２８は露光光Ｌ２が透過する部材であってもよい。

偏向部材２３は、第１光学系２６の光軸２６ａに対して非垂直に傾いている。反射鏡２２で反射した露光光Ｌ２は、概ね＋Ｚ側に進行した後に偏向部材２３で反射することで、概ね＋Ｘ側に進行して偏向部材２４に入射する。偏向部材２３からの露光光Ｌ２は、偏向部材２４で反射することで概ね−Ｚ側に進行し、レンズ群２５に入射する。

投影光学系ＰＬにおいて、レンズ群２１及びレンズ群２５を含む第２光学系３１は、照明領域ＩＲと共役な第２共役面３２を形成する。図４のレンズ群２５は、レンズ群２１よりも＋Ｘ側に配置されている。レンズ群２５の少なくとも一つは、球面レンズ、非球面レンズのような所定軸の周りで回転対称な形状でもよいし、この回転対称な形状のうち所定軸周りの一部を除いた形状（レンズカットされた形状）でもよい。このような所定軸を、適宜、レンズ群２５の光軸２５ａ（投影光学系ＰＬの出射側の光軸）という。レンズ群２５の光軸２５ａは、第１光学系２６の光軸２６ａとほぼ平行であって、第１光学系２６の光軸２６ａから＋Ｘ側にずれている（偏心している）。

投影光学系ＰＬは、その光路が折り曲げられており、レンズ群２５の少なくとも一部は、Ｘ軸方向から見てレンズ群２１と反射鏡２２の一方又は双方と重なるように配置されている。換言すると、レンズ群２５の少なくとも一部は、レンズ群２１と反射鏡２２の一方又は双方とＺ軸方向の位置（座標）が重なっている。レンズ群２５が有するレンズ要素の少なくとも１つは、レンズ群２１及び反射鏡２２のいずれとも干渉（衝突）しないように、レンズカットされている。このようにすることで、投影光学系ＰＬの光路を直線状に展開した状態と比べて、投影光学系ＰＬをコンパクトにすることができる。

回転ドラムＤＰは、回転ドラムＤＰ上の基板Ｐの表面と第２共役面３２とがほぼ同じ位置になるように、配置される。すなわち、マスクパターンＭのうち照明領域ＩＲに配置されている部分の像は、第２共役面３２（投影領域ＰＲ）に形成される。第２共役面３２は、照明領域ＩＲと共役であることから＋Ｚ側に向かって凸の円筒面状であり、回転ドラムＤＰの円筒面ＤＰ１に沿う形状である。ここでは、投影領域ＰＲは、回転ドラムＤＰの径方向Ｒと円筒面ＤＰ１との交点の近傍（Ｚ軸方向の最も上端部を含む領域）に配置される。この径方向Ｒは、投影光学系ＰＬの出射側の光軸（レンズ群２５の光軸２５ａ）に平行、かつ回転中心軸ＡＸ２に直交する方向である。

ここでは、投影光学系ＰＬの入射側の光軸（第１光学系２６の光軸２６ａ）から照明領域ＩＲの中心までのＸ軸方向の距離（ずれ量Ｄ１）、投影光学系ＰＬの倍率β、投影光学系ＰＬの出射側の光軸（レンズ群２５の光軸２５ａ）から投影領域ＰＲの中心までのＸ軸方向の距離（ずれ量Ｄ２）は、Ｄ２＝β×Ｄ１の関係を満たしている。また、投影光学系ＰＬの入射側の光軸から出射側の光軸までのＸ軸方向の距離Ｄ３とすると、照明領域ＩＲの中心から投影領域ＰＲの中心までのＸ軸方向の距離Ｄ４は、Ｄ４＝Ｄ３＋（β―１）×Ｄ１の関係を満たしている。

以上のような構成の露光装置ＥＸは、第１実施形態で説明したように、マスクパターンＭの像を基板Ｐに精度よく投影することができるとともに、基板Ｐを効率よく露光できる。また、一般的に拡大光学系は大型になりやすいが、図４の投影光学系ＰＬは、第２光学系３１の光路が折り曲げられることでコンパクトになっており、回転ドラムＤＭの内側に収容しやすい。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。

図５は、本実施形態による露光装置ＥＸを示す図である。図５の露光装置ＥＸにおいて、投影光学系ＰＬの入射側の光軸（第１光学系２６の光軸２６ａ）は、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１を含む面Ｐｙｚ１上で回転中心軸ＡＸ１を通るように配置され、照明領域ＩＲは、この面Ｐｙｚ１の一方側（＋Ｘ側）に配置されている。また、投影光学系ＰＬの出射側の光軸（レンズ群２５の光軸２５ａ）は、回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２を含む面Ｐｙｚ２上で回転中心軸ＡＸ２を通るように配置され、投影領域ＰＲは、この面Ｐｙｚ２の一方側（＋Ｘ側）に配置されている。

以上のような構成の露光装置ＥＸは、第１実施形態で説明したように、マスクパターンＭの像を基板Ｐに精度よく投影するできるとともに、基板Ｐを効率よく露光できる。また、図５の露光装置ＥＸは、照明領域ＩＲと投影領域ＰＲの双方が面Ｐｙｚ１の一方側に配置されているので、マスクパターンＭを回転ドラムＤＭの円筒面ＤＭ２の半周以上にわたって配置しながら露光することができる。そのため、この露光装置ＥＸは、基板Ｐを効率よく露光できる。

なお、投影光学系ＰＬの入射側の光軸は、図５において回転中心軸ＡＸ１を含む面Ｐｙｚ１上に配置されているが、回転中心軸ＡＸ１からＸ軸方向の一方側又は他方側にずれていてもよく、この構成においても照明領域ＩＲを面Ｐｙｚ１の一方側（＋Ｘ側）に配置することはできる。投影光学系ＰＬの出射側の光軸は、図５において回転中心軸ＡＸ２を含む面Ｐｙｚ２上に配置されているが、回転中心軸ＡＸ２からＸ軸方向の一方側又は他方側にずれていてもよく、この構成でも投影領域ＰＲを面Ｐｙｚ１の一方側（＋Ｘ側）に配置することはできる。このように、投影光学系ＰＬの入射側の光軸が面Ｐｙｚ１からずれている場合、投影光学系ＰＬの出射側の光軸が面Ｐｙｚ２からずれている場合のいずれにおいても、照明領域ＩＲと投影領域ＰＲの双方を面Ｐｙｚ１に対して同じ側に配置することは可能である。

［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。

図６は本実施形態による露光装置ＥＸを示す側面図、図７は露光装置ＥＸを示す正面図である。図６及び図７において、マスクパターンＭは、反射性のマスクパターンである。図６の照明光学系ＩＬは、その少なくとも一部（レンズ群２０）が回転ドラムＤＭの内側に配置されており、投影光学系ＰＬの一部（レンズ群２０）を介してマスクパターンＭを落射照明する。

照明光Ｌ１は、回転ドラムＤＭの内側からマスクパターンＭに照射され、照明光Ｌ１がマスクパターンＭで反射回折することで、回転ドラムＤＭの内側に向かう露光光Ｌ２が発生する。この露光光Ｌ２は、投影光学系ＰＬ（レンズ群２０、レンズ群２１、レンズ群２５）を通り、通過領域Ａ２を介して基板Ｐに投射される。このようにして、マスクパターンＭの像は、基板Ｐに投影露光される。

ここで、本実施形態による照明方法について説明する。図８は、本実施形態による照明方法を説明するための図である。図８において、照明光Ｌ１の主光線Ｌ１ａの照明領域ＩＲに対する入射角は、円筒面ＤＭ２の周方向における主光線Ｌ１ａの入射位置に応じて異なっている。すなわち、一般的なケーラー照明法では、照明対象物（マスクパターンＭ）に入射する照明光の主光線を互いに平行にするが、図８の照明方法では、照明光Ｌ１の主光線Ｌ１ａが円筒面ＤＭ２の半径ｒ１のほぼ半分の位置Ｐｚで交差するように、回転ドラムＤＭの周方向に分布する照明光Ｌ１の主光線を互いに非平行にしている。位置Ｐｚは、回転中心軸ＡＸ１から位置Ｐｚまでの距離をｒ２としたときに、ｒ２＝ｒ１／２を満たす位置である。このようにすると、照明領域ＩＲ内の各点で発生する反射光束（露光光Ｌ２）の主光線Ｌ２ａは、円筒面ＤＭ２の周方向に関して互いに平行な状態（テレセントリック）になる。

このような露光光Ｌ２において、照明領域ＩＲ上の各点で発生した主光線Ｌ２ａは、例えば、互いに平行な関係で照明領域ＩＲから出射する。回転中心軸ＡＸ１の方向から見たとき（図８参照）の各主光線Ｌ２ａの進行方向は、例えば、各主光線Ｌ２ａの照明領域ＩＲ上の発生位置と回転中心軸ＡＸ１とを結ぶ線（径方向）に対して交差する方向である。また、回転中心軸ＡＸ１の方向から見たときの各主光線Ｌ２ａの進行方向は、投影光学系ＰＬの入射側の光軸２６ａと非垂直に交差する方向である。

上述のように、回転ドラムＤＭの周方向に分布する照明光Ｌ１の主光線Ｌ１ａについては、互いに非平行な関係にしているが、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１の方向（Ｙ軸方向）に分布する照明光Ｌ１の主光線Ｌ１ｂ（図７参照）については、互いにほぼ平行な関係にしている。これにより、照明領域ＩＲ（マスクパターンＭ）から出射する際の露光光Ｌ２の主光線Ｌ２ｂは、互いにほぼ平行な関係となる。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックな光学系として構成され、投影光学系ＰＬを通った露光光Ｌ２のうち、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１の方向に分布する主光線は、互いにほぼ平行な関係で投影領域ＰＲに入射する。

次に、本実施形態による露光装置ＥＸについて、より詳しく説明する。図７の照明装置ＩＵは、光源１１、照明光学系ＩＬ、及び偏向ミラー４０を含み、照明光学系ＩＬは、均一化光学系４１及びレンズ群２０を含む。

図７に示すように、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１の方向（Ｙ軸方向）において、光源１１及び均一化光学系４１は回転ドラムＤＭの外側に配置されており、偏向ミラー４０及びレンズ群２０は回転ドラムＤＭの内側に配置されている。光源１１からの照明光Ｌ１は、均一化光学系４１を通った後に概ねＹ軸方向に進行して偏向ミラー４０に入射する。図６に示すように、偏向ミラー４０で反射した照明光Ｌ１は、概ねＸ軸方向に進行した後に、偏向部材２３で反射することによって概ねＺ軸方向（＋Ｚ側）に進行し、照明領域ＩＲに導かれる。

図７の例では、投影光学系ＰＬは、１つの回転ドラムＤＭに対して２つ設けられており、Ｙ軸方向に並んでいる。投影光学系ＰＬのそれぞれは、光源１１及び均一化光学系４１を含む照明ユニット４２と１対１の対応で設けられている。ここでは、回転ドラムＤＭの外側の−Ｙ側と＋Ｙ側のそれぞれに照明ユニット４２が設けられている。−Ｙ側の照明ユニット４２は、回転ドラムＤＭの内側において−Ｙ側に配置されている投影光学系ＰＬに対応しており、＋Ｙ側の照明ユニット４２は、回転ドラムＤＭの内側において＋Ｙ側に配置されている投影光学系ＰＬに対応している。これら二つの照明ユニット４２は、ほど同様の構成であって、ＸＺ面に平行かつ回転ドラムＤＭの中心を通る面に関して、対称的に設けられている。

照明光学系ＩＬのうち均一化光学系４１は、照明光Ｌ１の源になる光源像を形成するとともに照明領域ＩＲにおける照度分布を均一化する。均一化光学系４１の一例として、フライアイレンズに複数の光源像（一次光源像）を形成し、複数の光源像を照明領域ＩＲに重畳する光学系がある。また、均一化光学系４１の他の例として、インプットレンズにより光源像を角柱状の光学ロッド部材の入射端またはその近傍に形成し、その光学ロッド部材内での多重反射により光学ロッド部材の出射端で照度を均一化する光学系もある。

図９は、均一化光学系４１による光源像の位置Ｐｙ１から偏向ミラー４０までの光学系を示す上面図（＋Ｚ側から見た平面図）である。光源像の位置Ｐｙ１は、例えば均一化光学系４１のフライアイレンズの射出側の端面（一次光源像の位置）に相当する。

光源像の位置Ｐｙ１から偏向ミラー４０までの光路には、第１絞り部材４３、レンズ群４４、シリンドリカルレンズ４５、第２絞り部材４６、及びレンズ群４７が配置されている。複数の一次光源像からの光は、レンズ群４４及びシリンドリカルレンズ４５によって第２絞り部材４６の位置に重畳され、第２絞り部材４６における照度が均一化される。

第１絞り部材４３は、いわゆる開口絞りであり、光源像の位置またはその近傍に配置される。例えば、第１絞り部材４３は、均一化光学系４１のフライアイレンズの射出端面またはその近傍に配置される。

レンズ群４４は、第１絞り部材４３を通った光が入射する位置に配置される。レンズ群４４は、例えばフライアイレンズに形成される複数の一次光源像からの光束を、第２絞り部材４６の位置に重畳する。

シリンドリカルレンズ４５は、回転ドラムＤＭの円筒面ＤＭ２の周方向に対応したパワーが、回転中心軸ＡＸ１に平行な方向に対応したパワーよりも大きい光学部材である。ここでは、シリンドリカルレンズ４５は、ＹＺ面上を広がる光を集光するが、ＸＹ面上を広がる光をほとんど集光しない。

第２絞り部材４６は、いわゆる視野絞りであり、照明領域ＩＲの位置及び形状を規定する。第２絞り部材４６は、例えば、照明領域ＩＲと共役な位置またはその近傍に配置される。

レンズ群４７は、例えば、所定の軸を回転中心とする軸対称な複数のレンズで構成される。レンズ群４７は、Ｘ軸方向から見たときに第１絞り部材４３と光学的に共役な面（いわゆる瞳面４８）を形成する。瞳面４８上には、照明領域ＩＲに照射される照明光Ｌ１の源になる光源像（二次光源像）が形成される。レンズ群４７は、一次光源像上の１点からの光束のうちＸ軸方向（回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１に対応する方向）に広がる成分を、瞳面４８上の１点に集光する。

ここで、シリンドリカルレンズ４５のパワーがＸ軸方向とＺ軸方向とで異なっていることから、一次光源像（第１絞り部材４３の開口４３ａ）の各点からＺ軸方向（回転ドラムＤＭの周方向に対応する方向）に広がる成分は、瞳面４８上の１点には収斂しない。換言すると、瞳面４８は、Ｚ軸方向から見たときに第１絞り部材４３と光学的に共役な関係であり、Ｘ軸方向から見たときに第１絞り部材４３と光学的に共役でなくてよい。

レンズ群４７を通った照明光Ｌ１は、概ねＹ軸方向に進行して、偏向ミラー４０に入射する。図６に示すように、偏向ミラー４０で反射した照明光Ｌ１は、進行方向が折れ曲がり、概ねＸ軸方向に進行して光分離部３０に入射する。光分離部３０を経由した照明光Ｌ１は、レンズ群２０を通って照明領域ＩＲに入射する。

照明光学系ＩＬは、シリンドリカルレンズ４５のように軸非対称な光学部材を含むことによって、回転ドラムＤＭの周方向に分布する主光線に対応する光源像の共役面（図８の位置Ｐｚ）と、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１の方向に分布する主光線に対応する光源像の共役面（図９の瞳面４８）とを別の位置に形成する。これにより、照明光Ｌ１のうち、回転ドラムＤＭの周方向に分布する主光線Ｌ１ａ（図８参照）は互いに非平行な関係になり、回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１の方向に分布する主光線Ｌ１ｂ（図８参照）は、互いにほぼ平行な関係になる。

なお、照明光学系ＩＬは、例えば投影光学系ＰＬが視野絞りを備えている場合に、第２絞り部材４６を備えていなくてもよい。また、均一化光学系は、フライアイレンズの代わりにロッドレンズを用いて構成することもでき、この場合に、照明光学系ＩＬの構成は、ロッドレンズにおいて光の出射する出射端面が照明領域ＩＲと光学的に共役になるように、適宜変更される。

次に、光分離部３０から投影領域ＰＲまでの光学系について説明する。図１０は光分離部３０から投影領域ＰＲまでの光学系を示す図、図１１はこの光学系を拡大して示す図である。

図１１に示すように、光分離部３０は、照明領域ＩＲに向かう照明光Ｌ１が反射する反射部５０と、照明領域ＩＲからの露光光Ｌ２が通過する通過部５１とを有する。図１１において、偏向部材２３は、反射鏡２２で反射してレンズ群２１を通った露光光Ｌ２をレンズ群２５に導くための部材と、光分離部３０の反射部５０とを兼ねている。

偏向部材２３は、照明光Ｌ１が入射する反射面２３ａと、反射面２３ａの反対を向く反射面２３ｂとを有する。光分離部３０の反射部５０は、反射面２３ａを含む。図９に示した均一化光学系４１からの照明光Ｌ１は、偏向ミラー４０で反射した後に、偏向部材２３の反射面２３ａで反射して照明領域ＩＲに入射する。また、照明領域ＩＲで発生した露光光Ｌ２は、レンズ群２０及びレンズ群２１を通った後に反射鏡２２で反射し、レンズ群２１を再度通った後に偏向部材２３の反射面２３ｂで反射して、レンズ群２５へと導かれる。レンズ群２５を通った露光光Ｌ２は、通過領域Ａ２を介して基板Ｐに投射される。

以上のような構成の露光装置ＥＸは、第１実施形態で説明したように、マスクパターンＭの像を基板Ｐに精度よく投影することができるとともに、基板Ｐを効率よく露光できる。また、図６の投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの光路が折り曲げられていることでコンパクトになっており、回転ドラムＤＭの内側に収容しやすい。

また、照明光学系ＩＬは、照明領域ＩＲに入射する際の照明光Ｌ１の主光線を互いに非平行にして、照明領域ＩＲから出射する際の露光光Ｌ２の主光線を互いに平行にしている。そのため、投影光学系ＰＬを複雑にすることなく、マスクパターンの像を基板Ｐに精度よく投影露光することができる。特に、基板Ｐの表面に形成される電子デバイスの積層構造やプロセスの影響によって、基板Ｐの表面の段差や凹凸が大きくなった場合でも、基板Ｐに達する露光光Ｌ２の各主光線が平行であることから、マスクパターンを投影光学系の拡大倍率βで拡大した正確なサイズで投影露光することができる。

また、露光装置ＥＸは、照明装置ＩＵの少なくとも一部が回転ドラムＤＭの外部に配置されており、偏向ミラー４０が回転ドラムＤＭの外部からの照明光Ｌ１を照明領域ＩＲに導くので、回転ドラムＤＭの内側のスペースを投影光学系ＰＬなどの配置スペースに利用することができる。また、偏向部材２３は、照明光学系ＩＬにおいて照明光Ｌ１を照明領域ＩＲに導く部材と、投影光学系ＰＬにおいて反射鏡２２からの露光光Ｌ２をレンズ群２５に導く部材とを兼ねているので、例えば部品数を減らすことなどができる。

［第５実施形態］
次に、第５実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。

図１２は本実施形態による露光装置ＥＸを示す図、図１３は投影領域の配置を示す図である。図１２の露光装置ＥＸは、いわゆるマルチレンズ方式の露光装置である。露光装置ＥＸは、回転ドラムＤＭ及び投影光学系ＰＬを含む投影モジュールＰＭを複数備えている。複数の投影モジュールＰＭは、基板Ｐを支持する回転ドラムＤＰの周方向に並んでいる。以下の説明において、複数の投影モジュールＰＭのそれぞれを符号ＰＭａ、ＰＭｂ、ＰＭｃ・・・と表し、各投影モジュールＰＭによる投影領域ＰＲを符号ＰＲａ、ＰＲｂ、ＰＲｃ・・と表すことがある。図１３の矢印は、Ｚ軸方向から見た走査方向（基板Ｐの搬送方向）を示す。

図１３に示すように、第１から第３の投影モジュールＰＭａ〜ＰＭｃは、回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２に平行な方向の位置が互いにずれている。第１の投影モジュールＰＭａと第２の投影モジュールＰＭｂは、第１の投影モジュールＰＭａからの露光光Ｌ２が入射する第１の投影領域ＰＲａと、第２の投影モジュールＰＭｂからの露光光Ｌ２が入射する第２の投影領域ＰＲｂとが、円筒面ＤＰ１の周方向に並ぶように、配置されている。第２の投影領域ＰＲｂの一部は、回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２に平行な方向の位置（座標）が、第１の投影領域ＰＲａの一部と重複する。

以上のような構成の露光装置ＥＸにおいて、基板Ｐは、回転ドラムＤＰの回転に伴って、その一部の領域がいずれかの投影領域ＰＲを通過する。基板Ｐ上の領域のうち投影領域ＰＲを通過した領域（部分露光領域）は、回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２に平行な方向（Ｙ軸方向）に継がれることで、大判の露光領域ＥＰＡになる。このように、露光装置ＥＸは、回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２に平行な方向において露光領域を広げることができ、結果として、大型のデバイス用の基板Ｐを露光すること、デバイスを形成するための領域がＹ軸方向に複数並んだ大判の基板Ｐを露光すること等ができる。

なお、通過領域Ａ２は、投影光学系ＰＬを通って回転ドラムＤＭの外側へ向かう露光光Ｌ２の少なくとも一部が通る領域に設定されていればよく、回転ドラムＤＭの周方向のうち、保持領域Ａ１を除いた領域Ａ３の一部は、光を遮光する遮光領域であってもよい。例えば、回転ドラムＤＭの周方向において保持領域Ａ１を除いた領域、すなわちマスクパターンＭが保持されていない領域Ａ３のうち、−Ｚ側の端部のみに通過領域Ａ２が設けられており、保持領域Ａ１及び通過領域Ａ２を除いた領域の少なくとも一部が遮光領域であってもよい。このような遮光領域は、迷光が回転ドラムＤＭの外部に漏れることを抑制するように、設けられていてもよい。この遮光領域は、例えば遮光部材を配置することで規定され、この遮光部材は、回転ドラムＤＭに設けられていてもよいし、回転ドラムＤＭに同伴することなく同じ位置を保つように、回転ドラムＤＭの外部に支持されていてもよい。

［デバイス製造方法］
次に、デバイス製造方法について説明する。図１４は、本実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。

図１４に示すデバイス製造方法では、まず、例えば液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルなどのデバイスの機能・性能設計を行う（ステップ２０１）。次いで、デバイスの設計に基づいて、マスクパターンＭを製作する（ステップ２０２）。また、デバイスの基材である透明フィルムやシート、あるいは極薄の金属箔などの基板を、購入や製造などによって準備しておく（ステップ２０３）。

次いで、準備した基板をロール式、パッチ式の製造ラインに投入し、その基板上にデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、半導体膜などのＴＦＴバックプレーン層や、画素部となる有機ＥＬ発光層を形成する（ステップ２０４）。ステップ２０４には、典型的には、基板上の膜の上にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクにして上記膜をエッチングする工程とが含まれる。レジストパターンの形成には、レジスト膜を基板表面に一様に形成する工程、上記の各実施形態に従って、マスクパターンＭを経由してパターン化された露光光で基板のレジスト膜を露光する工程、その露光によってマスクパターンの潜像が形成されたレジスト膜を現像する工程、が実施される。

印刷技術などを併用したフレキシブル・デバイス製造の場合は、基板表面に機能性感光層（感光性シランカップリング材など）を塗布式により形成する工程、上記の各実施形態に従って、マスクパターンＭを経由してパターン化された露光光を機能性感光層に照射し、機能性感光層にパターン形状に応じて親水化した部分と撥水化した部分を形成する工程、機能性感光層の親水性の高い部分にメッキ下地液などを塗工し、無電解メッキにより金属性のパターンを析出形成する工程、などが実施される。

次いで、製造するデバイスに応じて、例えば、基板をダイシング、あるいはカットすることや、別工程で製造された他の基板、例えば封止機能を持ったシート状のカラーフィルターや薄いガラス基板などを貼り合せる工程が実施され、デバイスを組み立てる（ステップ２０５）。次いで、デバイスに検査などの後処理を行う（ステップ２０６）。以上のようにして、デバイスを製造することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態で説明した要素の１つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態で説明した要素は、適宜組み合わせることができる。

Ｍ・・・マスクパターン、Ｐ・・・基板、、Ａ１・・・保持領域、Ａ２・・・通過領域、ＤＭ・・・回転ドラム、ＤＰ・・・回転ドラム、ＥＸ・・・露光装置、ＩＬ・・・照明光学系、ＩＲ・・・照明領域、Ｌ１・・・照明光、Ｌ１ａ、Ｌ１ｂ・・・主光線、Ｌ２・・・露光光、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ・・・主光線、ＰＬ・・・投影光学系、ＰＲ・・・投影領域、Ｕ３・・・処理装置、ＤＭ２・・・円筒面、ＤＰ１・・・円筒面、ＳＹＳ・・・デバイス製造システム

Claims (22)

1. 所定の中心線の周りで所定の曲率で湾曲する第１円筒面における周方向の一部に前記第１円筒面に沿って湾曲するマスクパターンを保持する保持領域、及び前記中心線に対して前記保持領域の反対側に配置されて光が通過する通過領域、を有するマスク保持部材と、
   前記マスクパターンの周方向の一部に設定される照明領域に照明光を照射し、前記照明領域における前記マスクパターンに応じた露光光を、前記マスク保持部材の内側に向かうように発生させる照明系と、
   前記マスク保持部材の通過領域に向って凸の第２円筒面を有し、前記第２円筒面に沿うように基板を湾曲させて支持する基板支持部材と、
   前記マスク保持部材の内側に配置され、前記マスクパターンからの前記露光光を前記通過領域を介して前記基板に投射することで、前記マスクパターンの一部の像を前記基板上の投影領域に拡大投影する投影光学系と、を備える処理装置。
2. 前記第１円筒面の周方向における前記照明領域の中心は、前記投影光学系の光入射側の光軸と前記第１円筒面との第１交点から、前記第１円筒面の周方向にずれており、
   前記第１円筒面の周方向における前記通過領域の中心は、前記投影光学系の光出射側の光軸と前記第１円筒面との第２交点から、前記第１円筒面の周方向にずれている
   請求項１記載の処理装置。
3. 前記第１交点から前記照明領域の中心からへの前記第１円筒面の周方向に沿った回転の向きは、前記第２交点から前記通過領域の中心への前記第１円筒面の周方向に沿った回転の向きと同じ向きである
   請求項２記載の処理装置。
4. 前記照明領域の中心と前記第１交点との前記第１円筒面の周方向における位置の第１ずれ量は、前記投影領域の中心と前記第２交点との前記第１円筒面の周方向における位置の第２のずれ量よりも大きい
   請求項３記載の処理装置。
5. 前記第２のずれ量は、前記第１のずれ量に前記投影光学系の投影倍率を乗算した量以下である
   請求項４記載の処理装置。
6. 前記投影光学系は、
   前記照明領域から前記露光光が入射し、前記照明光の源になる光源像と光学的に共役な第１共役面を形成する第１光学系と、
   前記第１光学系から前記露光光が入射し、前記照明領域と共役な第２共役面を形成する第２光学系と、を備える
   請求項１〜５のいずれか一項記載の処理装置。
7. 前記第１光学系の光軸が前記投影光学系の光入射側の光軸であり、前記第２光学系の光軸が前記投影光学系の光出射側の光軸である
   請求項６記載の処理装置。
8. 前記第２光学系の光軸は、前記第１光学系の光軸と平行であって、前記第１光学系の光軸から該光軸に垂直な方向にずれている
   請求項６又は７記載の処理装置。
9. 前記投影光学系は、
   前記第１共役面の位置またはその近傍に配置され、前記第１光学系からの前記露光光が反射する凹面鏡と、
   前記凹面鏡からの前記露光光を偏向して前記第２光学系に導く偏向部材と、を備える
   請求項６〜８のいずれか一項記載の処理装置。
10. 前記マスクパターンは、反射性のマスクパターンであって、
    前記照明系は、その少なくとも一部が前記マスク保持部材の内側に配置されており、前記投影光学系の一部を介して前記マスクパターンを落射照明する
    請求項９記載の処理装置。
11. 前記照明系は、前記投影光学系の光路に配置された光分離部を備え、
    前記光分離部は、前記照明領域に向かう前記照明光が反射する反射部と、前記照明領域からの前記露光光が通過する通過部とを有する
    請求項１０記載の処理装置。
12. 前記光分離部の反射部は、前記偏向部材の一部を含む
    請求項１１記載の処理装置。
13. 前記偏向部材は、前記凹面鏡からの前記露光光が入射する第１反射面と、前記第１反射面の反対を向く第２反射面とを有し、
    前記光分離部の反射部は、前記第２反射面を含む
    請求項１２記載の処理装置。
14. 前記照明系は、前記照明光の源になる光源像を形成するとともに、前記光源像と光学的に共役な第３共役面を、前記第１円筒面と前記中心線との間に形成する
    請求項１０〜１３のいずれか一項記載の処理装置。
15. 前記第３共役面の少なくとも一部は、前記照明領域と前記中心線との中央に配置される
    請求項１４記載の処理装置。
16. 前記照明系は、
    前記マスク保持部材の外側に配置され、前記照明光を発する光源と、
    前記光源からの前記照明光を前記マスク保持部材の内側に導く導光部材を備える
    請求項１０〜１５のいずれか一項記載の処理装置。
17. 前記照明系は、前記照明光の源になる光源像を形成するとともに前記照明領域における照度分布を均一化するための均一化光学系を備える
    請求項１６記載の処理装置。
18. 前記均一化光学系は、前記マスク保持部材の外側に配置されており、
    前記導光部材は、前記均一化光学系からの前記照明光を偏向して前記照明領域に導く
    請求項１７記載の処理装置。
19. 前記マスクパターンは、透過性のマスクパターンであって、
    前記照明系は、前記マスク保持部材の外側から前記マスクパターンを照明する
    請求項１〜９のいずれか一項記載の処理装置。
20. 前記マスク保持部材及び前記投影光学系を含む投影モジュールを複数備え、
    第１の前記投影モジュールと第２の前記投影モジュールは、前記第２円筒面の中心線に平行な方向の位置が互いにずれており、前記第１の投影モジュールからの前記露光光が入射する第１投影領域と前記第２の投影モジュールからの前記露光光が入射する第２投影領域とが前記第２円筒面の周方向に並ぶように、配置されている
    請求項１〜１９のいずれか一項記載の処理装置。
21. 前記第２投影領域の一部は、前記第２円筒面の中心線に平行な方向の位置が前記第１投影領域の一部と重複する
    請求項２０記載の処理装置。
22. 請求項１〜２１のいずれか一項記載に処理装置によって、前記マスク保持部材を回転させつつ前記感応性基板を所定方向に搬送して、前記感応性基板に前記マスクパターンを連続的に露光することと、
    該露光された感応性基板の感応層の変化を利用して後続の処理を実施することと、を含むデバイス製造方法。

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