JP2018045060A - 照明装置、露光装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被照明面において円弧状の領域を照明するのに有利な照明装置を提供する。
【解決手段】被照明面と光学的に共役な面に、第１方向に沿って長手方向を有し、前記第１方向に直交する第２方向に沿って短手方向を有する矩形状の照明領域を形成する光学系を有し、円弧状の開口をカバーする前記照明領域を形成する第１インテグレータ及び第２インテグレータと、を含み、前記第１インテグレータは、前記第１方向に第１長さを有し、前記第２方向に第２長さを有する第１照明領域を形成し、前記第２インテグレータは、前記第１方向に前記第１長さより短い第３長さを有し、前記第２方向に前記第２長さより短い第４長さを有する第２照明領域を、前記第１照明領域の前記第１方向に沿った辺のうちの前記円弧状の開口の凸側の辺と前記第２照明領域の前記第１方向に沿った辺のうちの前記円弧状の開口の凸側の辺とが一致するように形成する。
【選択図】図５

Description

本発明は、照明装置、露光装置及び物品の製造方法に関する。

液晶ディスプレイ装置やプラズマディスプレイ装置などのフラットパネルディスプレイ装置のＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のパネルを製造する装置として、露光装置が使用されている（特許文献１参照）。このような露光装置では、マスクのパターンを、投影光学系を介して、ステージ上の基板に転写している。投影光学系は、例えば、凸面ミラーや凹面ミラーを含み、軸外の円弧領域に良像域を形成する反射光学系で構成されている。

近年、フラットパネルディスプレイ装置のパネルの大型化が進み、例えば、第８世代の基板（縦２２００ｍｍ×横２４００ｍｍ）を露光する場合、その露光回数によって１ショットあたりの露光領域が変化する。例えば、かかる基板を縦に２分割、横に２分割して４ショットで露光する場合、１ショットあたりの露光領域は、縦１１００ｍｍ×横１２００ｍｍとなる。また、かかる基板を縦に２分割、横に３分割して６ショットで露光する場合、１ショットあたりの露光領域は、縦１１００ｍｍ×横８００ｍｍとなる。

露光装置には、露光領域の拡大とともに、スループットの向上も要求されている。露光領域を拡大する場合、その露光領域全体に与えられる単位時間あたりのエネルギーが同じであるとすると、照度が落ちるため、スループットが低下してしまう。従って、光源の出力アップや多灯化、照明効率の向上によって照度を落とさずに（即ち、スループットを低下させずに）露光することが求められている。

また、露光領域が変化する場合に、その露光領域に応じてオプティカルインテグレータを切り替えることで、照明効率の低下を抑制する技術が提案されている（特許文献２参照）。

特開平８−３０６６１８号公報 特開平３−１６５０２３号公報

しかしながら、特許文献２には、特許文献１に開示されているような円弧状の露光領域に対して、その露光領域が変化する場合において照明効率の低下を抑制するための具体的な方法が開示されていない。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、被照明面において円弧状の領域を照明するのに有利な照明装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一側面としての照明装置は、光源からの光で被照明面を照明する照明装置であって、前記被照明面と光学的に共役な面に、第１方向に沿って長手方向を有し、前記第１方向に直交する第２方向に沿って短手方向を有する矩形状の照明領域を形成する光学系を有し、前記光学系は、前記被照明面と光学的に共役な面に配置され、円弧状の開口を有するスリットと、前記光の光路に交換可能に配置され、前記円弧状の開口をカバーする前記照明領域を形成する第１インテグレータ及び第２インテグレータと、を含み、前記第１インテグレータは、前記第１方向に第１長さを有し、前記第２方向に第２長さを有する第１照明領域を形成し、前記第２インテグレータは、前記第１方向に前記第１長さより短い第３長さを有し、前記第２方向に前記第２長さより短い第４長さを有する第２照明領域を、前記第１照明領域の前記第１方向に沿った辺のうちの前記円弧状の開口の凸側の辺と前記第２照明領域の前記第１方向に沿った辺のうちの前記円弧状の開口の凸側の辺とが一致するように形成することを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、被照明面において円弧状の領域を照明するのに有利な照明装置を提供することができる。

本発明の一側面としての露光装置の構成を示す概略図である。 円弧状の露光領域と矩形状の照明領域との関係を示す図である。 図１に示す露光装置における照明領域の変更を説明するための図である。 図１に示す露光装置における第１インテグレータの構成及び照明領域を示す図である。 図１に示す露光装置における第２インテグレータの構成及び照明領域を示す図である。 図１に示す露光装置における第２インテグレータの構成を示す図である。 第２マイクロレンズ上でのレンズ境界と光の広がりとの関係を示す図である。 図１に示す露光装置における第２インテグレータの構成を示す図である。 図１に示す露光装置における第２インテグレータの構成を示す図である。 図１に示す露光装置における第２インテグレータの構成を示す図である。 図１に示す露光装置における第２インテグレータの構成を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一側面としての露光装置１００の構成を示す概略図である。露光装置１００は、光源部ＬＵからの光を用いて基板１５を露光してパターンを形成するリソグラフィ装置である。露光装置１００は、本実施形態では、ステップ・アンド・スキャン方式を採用し、マスク１２と基板１５とを走査しながらマスク１２のパターンを基板１５に転写する。図１では、走査方向に垂直な方向（紙面に垂直な方向）をｘ軸とし、走査方向にｙ軸とし、それらと直交する方向をｚ軸とする座標系を定義している。

露光装置１００は、コンデンサーレンズ５と、複数のオプティカルインテグレータ６と、開口絞り７と、コンデンサーレンズ８と、スリット９と、マスキングブレード１０と、コンデンサーレンズ１１とを有する。更に、露光装置１００は、マスクステージ１３と、投影光学系１４と、基板ステージ１６とを有する。コンデンサーレンズ５、複数のオプティカルインテグレータ６、開口絞り７、コンデンサーレンズ８、スリット９、マスキングブレード１０及びコンデンサーレンズ１１は、光源１からの光で被照明面（マスク１２や基板１５）を照明する照明装置ＩＬを構成する。

光源部ＬＵは、例えば、ハロゲンランプなどの紫外線（光）を射出する光源１と、集光ミラー２とを含む。集光ミラー２は、本実施形態では、楕円形状を有する。集光ミラー２（楕円）の第１焦点３の近傍には、光源１の発光部が配置され、光源１からの光は、集光ミラー２の第２焦点４に集光（結像）される。

コンデンサーレンズ５は、第２焦点４に集光された光を、複数のオプティカルインテグレータ６のうち光源１からの光の光路に配置されたオプティカルインテグレータ（の入射面）に集光する。複数のオプティカルインテグレータ６は、光源１からの光の光路に交換可能に配置され、本実施形態では、１ショットあたりの露光領域の変動に応じて光路に配置するオプティカルインテグレータを選択可能な構造（ターレットなど）を有する。また、複数のオプティカルインテグレータ６は、互いに異なる面積の照明領域を形成する。本実施形態では、複数のオプティカルインテグレータ６は、第１インテグレータ６ａと、第２インテグレータ６ｂとを含む。第１インテグレータ６ａ及び第２インテグレータ６ｂの詳細な構成は後述する。

開口絞り７は、光源１からの光の光路に配置された第１インテグレータ６ａ又は第２インテグレータ６ｂの射出面の近傍に配置されている。第１インテグレータ６ａ又は第２インテグレータ６ｂを通過した光は、開口絞り７及びコンデンサーレンズ８を介して、投影光学系１４に入射する光の形状を規定するスリット９及び露光領域を規定するマスキングブレード１０をケーラー照明する。スリット９及びマスキングブレード１０は、被照明面（マスク１２や基板１５）と光学的に共役な面の近傍に配置すればよく、図１に示す位置に配置することに限定されるものではない。スリット９及びマスキングブレード１０を通過した光は、コンデンサーレンズ１１を介して、投影光学系１４の物体面に配置されたマスク１２を照明する。

投影光学系１４は、マスク１２のパターンを、投影光学系１４の像面に配置された基板１５に投影する光学系であって、反射光学系又は反射屈折光学系を含む。マスク１２と基板１５とは、投影光学系１４に関して、光学的に共役な関係に配置される。

マスクステージ１３は、マスク１２を保持して移動するステージであって、例えば、マスク１２を走査方向に移動させる（走査する）機能を実現する。基板ステージ１６は、基板１５を保持して移動するステージであって、例えば、基板１５を走査方向に移動させる（走査する）機能を実現する。マスクステージ１３及び基板ステージ１６によってマスク１２と基板１５とを走査しながらスリット状の光で基板１５を露光する。

投影光学系１４は、本実施形態では、反射光学系として具現化され、図２（ａ）に示すように、円弧状の露光領域を形成する。このような円弧状の露光領域は、図２（ｂ）に示すように、オプティカルインテグレータ６及びコンデンサーレンズ８によってケーラー照明された矩形状の光（照明領域）３０を、円弧状の開口を有するスリット９で切り出すことで形成される。

フラットパネルディスプレイ装置のパネルの製造では、１つの基板を露光する際に作成するデバイス（例えば、画面サイズ）に応じて、露光するショットサイズ、即ち、１ショットあたりの露光領域を変更する。このような場合、照明効率の観点では、露光領域の変更に合わせて、被照明面に形成する照明領域も変更することが好ましい。

図３（ａ）乃至図３（ｃ）を参照して、露光装置１００における１ショットあたりの露光領域の変更に応じた照明領域の変更について説明する。ここでは、露光領域の非走査方向の露光幅として必要な長さが、長い場合を長さＸａ、短い場合を長さＸｂとする。また、照明装置ＩＬは、第１方向（ｘ軸方向）に沿って長手方向を有し、第１方向に直交する第２方向（ｙ軸方向）に沿って短手方向を有する矩形状の照明領域を形成する。

露光領域の非走査方向の長さが長さＸａである場合には、図３（ａ）に示すように、長手方向に長さ（第１長さ）Ｘａを有し、短手方向に長さ（第２長さ）Ｙａを有する照明領域（第１照明領域）３０ａを形成する。また、露光領域の非走査方向の長さが長さＸｂである場合には、図３（ｂ）に示すように、長手方向に長さ（第１長さより短い第３長さ）Ｘｂを有し、短手方向に長さ（第２長さより短い第４長さ）Ｙｂを有する照明領域（第２照明領域）３０ｂを形成する。照明領域３０ａ及び３０ｂは、スリット９の円弧状の開口、即ち、円弧状の露光領域（円弧領域）をカバーするように形成される。また、照明領域３０ａと照明領域３０ｂの左端を揃える、即ち、照明領域３０ａのｘ軸方向に沿った辺のうちの円弧領域の凸側の辺ＳＸａと照明領域３０ｂのｘ軸方向に沿った辺のうちの円弧領域の凸側の辺ＳＸｂとが一致するように形成する必要がある。従って、図３（ｃ）に示すように、照明領域３０ａの中心（中心位置）３１ａと照明領域３０ｂの中心（中心位置）３１ｂとを、走査方向（ｙ軸方向）において、Δｙ＝（Ｙａ−Ｙｂ）／２だけずらしている（シフトさせている）。

このような照明領域の変更及び照明領域の中心位置のシフトを、本実施形態では、第１インテグレータ６ａ及び第２インテグレータ６ｂによって実現する。例えば、第１インテグレータ６ａは、露光領域の非走査方向の長さが長い場合に用いられ（光源１からの光の光路に配置され）、長手方向（ｘ軸方向）に長さＸａを有し、短手方向（ｙ軸方向）に長さＹａを有する照明領域３０ａ（図３（ａ））を形成する。また、第２インテグレータ６ｂは、露光領域の非走査方向の長さが短い場合に用いられ（光源１からの光の光路に配置され）、長手方向（ｘ軸方向）に長さＸｂを有し、短手方向（ｙ軸方向）に長さＹｂを有する照明領域３０ｂ（図３（ｂ））を形成する。

図４（ａ）及び図４（ｂ）は、第１インテグレータ６ａの構成及び第１インテグレータ６ａによって形成される照明領域３０ａを示す図である。図４（ａ）は、ｘｚ方向の断面図を示し、図４（ｂ）は、ｙｚ方向の断面図を示している。第１インテグレータ６ａは、光の進行方向に沿って順に、光の入射側の面に複数のマイクロレンズが配列されたフライアイレンズ６１ａと、光の射出側の面に複数のマイクロレンズが配列されたフライアイレンズ６２ａとを含む。図４（ａ）及び図４（ｂ）では、フライアイレンズ６１ａ及び６２ａとして、複数のマイクロレンズのうちの一対のマイクロレンズだけを図示しているが、実際には、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに多数のマイクロレンズが配置されている。フライアイレンズ６１ａ及び６２ａは、被照明面に形成される照明領域３０ａの形状と略相似となる断面形状を有する。第１インテグレータ６ａを構成するフライアイレンズ６１ａ及び６２ａの各マイクロレンズを通過した光が２次光源を形成する。第１インテグレータ６ａから射出された光は、コンデンサーレンズ８を介して、被照明面を均一に照明する。

図５（ａ）及び図５（ｂ）は、第２インテグレータ６ｂの構成及び第２インテグレータ６ｂによって形成される照明領域３０ｂを示す図である。図５（ａ）は、ｘｚ方向の断面図を示し、図５（ｂ）は、ｙｚ方向の断面図を示している。第２インテグレータ６ｂは、光の進行方向に沿って順に、光の入射側の面に複数の第１マイクロレンズが配列された第１フライアイレンズ６１ｂと、光の射出側の面に複数の第２マイクロレンズが配列された第２フライアイレンズ６２ｂとを含む。第２インテグレータ６ｂが形成する照明領域３０ｂは、第１インテグレータ６ａが形成する照明領域３０ａに対して、ｘ軸方向及びｙ軸方向に小さくなる。従って、第１フライアイレンズ６１ｂ及び第２フライアイレンズ６２ｂのそれぞれのマイクロレンズのサイズは、フライアイレンズ６１ａ及び６２ｂのそれぞれのマイクロレンズのサイズより小さくなっている。図５（ａ）及び図５（ｂ）では、第１フライアイレンズ６１ｂ及び第２フライアイレンズ６２ｂとして、一対のマイクロレンズだけを図示しているが、実際には、ｘ軸方向及びｙ軸方向のそれぞれに多数のマイクロレンズが配置されている。

図５（ｂ）に示すように、第１フライアイレンズ６１ｂの複数の第１マイクレンズのそれぞれの光の入射側の面のｙ軸方向における中心（中心位置）を６１Ｃｂとする。また、複数の第１マイクロレンズのそれぞれに対応する、第２フライアイレンズ６２ｂの複数の第２マイクロレンズのそれぞれの光の射出側の面のｙ軸方向における中心（中心位置）を６２Ｃｂとする。本実施形態では、各第１マイクロレンズの中心６１Ｃｂと各第２マイクロレンズの中心６２Ｃｂとがｙ軸方向に相対的にずれる（シフトする）ように、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとが配置されている。これにより、第２フライアイレンズ６２ｂから射出される主光線の角度が傾くことになるため、被照明面に形成される照明領域３０ｂの中心位置をシフトさせることが可能となる。従って、第１インテグレータ６ａによって形成される照明領域３０ａのｙ軸方向の中心３１ａに対して、第２インテグレータ６ｂによって形成される照明領域３０ｂのｙ軸方向の中心３１ｂをｙ軸方向にΔｙだけシフトさせることができる（図３（ｃ））。ここで、照明領域３０ｂの中心３１ｂのシフト量Δｙは、コンデンサーレンズ８の焦点距離をｆ、第２インテグレータ６ｂから射出される主光線の傾き角をθとすると、Δｙ＝ｆ×ｓｉｎθで表すことができる。

このように、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｙ軸方向に相対的にシフトさせることで、照明領域の中心位置のシフトを実現することができる。従って、露光装置１００（照明装置ＩＬ）では、露光領域を変更する場合において、効率的な照明を実現することができる。なお、本実施形態では、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｙ軸方向に相対的にシフトさせた状態で第２インテグレータ６ｂを、例えば、ターレットなどに組み込むことを想定している。但し、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｙ軸方向に相対的にシフトさせるシフト機構を設けてもよい。

また、図５（ａ）及び図５（ｂ）では、光源１からの光は、第２インテグレータ６ｂに対して平行光として入射している。しかしながら、実際には、図６（ａ）乃至図６（ｃ）に示すように、光源１からの光は、第２インテグレータ６ｂに対して集光光として（即ち、角度を有して）入射する。第２インテグレータ６ｂに対する光の入射角度は、照明装置ＩＬの設計条件によって変化する。本実施形態では、第２インテグレータ６ｂの射出面、即ち、第２フライアイレンズ６２ｂの第２マイクロレンズのそれぞれにおいて、ｙ軸方向のレンズ境界まで光が広がっている場合を例に説明する。

図６（ａ）は、第２インテグレータ６ｂにおいて、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｙ軸方向に相対的にシフトさせていない、即ち、照明領域３０ｂの中心をシフトさせない場合を示している。図６（ａ）に示す場合において、第２フライアイレンズ６２ｂの第２マイクロレンズ上でのレンズ境界と光６０の広がりとの関係を図７（ａ）に示す。図７（ａ）を参照するに、第２インテグレータ６ｂに集光光として入射した光６０は、第２フライアイレンズ６２ｂのマイクロレンズのｙ軸方向のレンズ境界まで広がっている。

図６（ｂ）は、第２インテグレータ６ｂにおいて、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｙ軸方向に相対的にシフトさせた、即ち、照明領域３０ｂの中心をシフトさせた場合を示している。図６（ｂ）に示す場合において、第２フライアイレンズ６２ｂの第２マイクロレンズ上でのレンズ境界と光６０の広がりとの関係を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）を参照するに、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｙ軸方向に相対的にシフトさせているため、第２マイクロレンズのレンズ境界において、第２インテグレータ６ｂに入射した光６０の一部にけられが生じている。第２マイクロレンズのレンズ境界でけられた光は、例えば、隣接する第２マイクロレンズ（不図示）に入射し、被照明面に対する照明には利用されない不要な光となるため、光量ロスとなり、スループットの低下を招くことになる。

そこで、このような光量ロスを改善するために、図６（ｃ）に示すように、光源１と第１フライアイレンズ６１ｂとの間、即ち、第１フライアイレンズ６１ｂの入射側に、偏向部材７５を配置する。偏向部材７５は、楔状の光学部材であって、第２インテグレータ６ｂに集光光として入射する光６０をｙ軸方向に偏向する。また、偏向部材７５は、偏向部材７５を配置していない場合と比較して、第１フライアイレンズ６１ｂから射出して第２フライアイレンズ６２ｂに入射する光が増加するように、光６０をｙ軸方向に偏向するように構成されている。これにより、図７（ｃ）に示すように、第２マイクロレンズのレンズ境界での光６０のけられが抑制されるため、光量ロスを抑えて所期のスループットを維持することができる。なお、本実施形態では、偏向部材７５を、第２インテグレータ６ｂとともに、例えば、ターレットなどに組み込むことを想定しているが、光源１からの光の光路に対して偏向部材７５を挿脱する機構を設けてもよい。

また、図８に示すように、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｘ軸回りに傾かせる（回転させる）ことで、第２インテグレータ６ｂによって形成される照明領域の中心位置をシフトさせることも可能である。図８を参照するに、第１フライアイレンズ６１ｂの第１マイクレンズ及び第２フライアイレンズ６２ｂの第２マイクロレンズのそれぞれは、各レンズの外形中心上に曲率中心を有し、且つ、それらは相対的にシフトせずに同軸上に配置されている。また、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとがｘ軸回りに傾きを有するように配置されている。換言すれば、第１マイクロレンズの中心６１Ｃｂと第２マイクロレンズの中心６２Ｃｂとを結ぶ直線Ｌ１と、光軸ＯＡとが交差するように、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとが配置されている。ここで、光軸ＯＡは、ｘ軸方向（第１方向）及びｙ軸方向（第２方向）に直交するｚ軸方向（第３方向）と平行となるように設定されている。これにより、第２インテグレータ６ｂから射出される主光線の角度が傾くことになるため、被照明面に形成される照明領域３０ｂの中心位置をシフトさせることが可能となる。また、上述したように、第１フライアイレンズ６１ｂの入射側に偏向部材７５を配置することで、第２マイクロレンズのレンズ境界での光６０のけられを抑制することができる。

なお、本実施形態では、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｘ軸回りに傾かせた状態で第２インテグレータ６ｂを、例えば、ターレットなどに組み込むことを想定している。但し、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｘ軸回りに回転させる回転機構を設けてもよい。

また、図５（ａ）及び図５（ｂ）や図８に示す第２インテグレータ６ｂを、図９に示す第２インテグレータ９０に置換することも可能である。第２インテグレータ９０は、光の進行方向に沿って順に、光の入射側の面に複数の第１マイクロレンズが配列された第１フライアイレンズ９１と、光の射出側の面に複数の第２マイクロレンズが配列された第２フライアイレンズ９２とを含む。図９に示すように、第１フライアイレンズ９１の複数の第１マイクレンズのそれぞれの光の入射側の面のｙ軸方向における中心（中心位置）を９１Ｃとする。また、複数の第１マイクロレンズのそれぞれに対応する、第２フライアイレンズ９２の複数の第２マイクロレンズのそれぞれの光の射出側の面のｙ軸方向における中心（中心位置）を９２Ｃとする。本実施形態では、各第１マイクロレンズの中心９１Ｃと各第２マイクロレンズの中心９２Ｃとがｚ軸方向に沿った同じ軸上に存在するように、第１フライアイレンズ９１と第２フライアイレンズ９２とが配置されている。第１フライアイレンズ９１の複数の第１マイクロレンズのそれぞれは、光の入射側の面が曲面で構成され、かかる曲面の頂点９３と中心９１Ｃとが一致している。また、第２フライアイレンズ９２の複数の第２マイクロレンズのそれぞれは、光の射出側の面が曲面で構成され、かかる曲面の頂点９４を中心９２Ｃからｙ軸方向にずれた位置に有する。換言すれば、第２マイクロレンズの曲面の頂点９４をｙ軸方向にシフト（偏心）させている。

図９では、第２インテグレータ９０に入射する光として、平行光を実線で示し、集光光を点線で示している。第２マイクロレンズの曲面の頂点９４がｙ軸方向にシフトしているため、第２インテグレータ９０に入射した平行光は、第２フライアイレンズ９２から傾いて射出される。また、第１マイクロレンズの中心９１Ｃと第２マイクロレンズの中心９２Ｃとが同軸上に配置されているため、第２インテグレータ９０に入射した集光光は、第２フライアイレンズ９２でけられることがない。従って、第２インテグレータ９０は、光量ロスを生じさせることなく、被照明面に形成される照明領域の中心位置のシフトを実現することが可能である。

また、図９において、第２フライアイレンズ９２から射出される光の傾き角度をθ、第１フライアイレンズ９１の第１マイクロレンズの曲面の頂点９３に対する第２フライアイレンズ９２の第２マイクロレンズの曲面の頂点９４のｙ軸方向へのシフト量をｄｙとする。また、図１０に示すように、第２フライアイレンズ９２の第２マイクロレンズの射出面の曲率半径をＲ、その屈折率をｎとする。この場合、シフト量ｄｙと傾き角度θとの関係は、以下の式で表される。
ｎ×ｓｉｎθ’＝ｓｉｎ（θ＋θ’）
ｄｙ＝Ｒ×ｓｉｎθ’
なお、図８では、第１フライアイレンズ６１ｂと第２フライアイレンズ６２ｂとをｘ軸回りに傾かせた角度θが、第２インテグレータ６ｂから射出する光の傾き角度と一致する。

また、図５（ａ）及び図５（ｂ）や図８に示す第２インテグレータ６ｂを、図１１に示す第２インテグレータ１１０に置換することも可能である。第２インテグレータ１１０は、光の進行方向に沿って順に、光の入射側の面に複数の第１マイクロレンズが配列された第１フライアイレンズ１１１と、光の射出側の面に複数の第２マイクロレンズが配列された第２フライアイレンズ１１２とを含む。図１１に示すように、第１フライアイレンズ１１１の複数の第１マイクレンズのそれぞれの光の入射側の面のｙ軸方向における中心（中心位置）を１１１Ｃとする。また、複数の第１マイクロレンズのそれぞれに対応する、第２フライアイレンズ１１２の複数の第２マイクロレンズのそれぞれの光の射出側の面のｙ軸方向における中心（中心位置）を１１２Ｃとする。本実施形態では、各第１マイクロレンズの中心１１１Ｃと各第２マイクロレンズの中心１１２Ｃとがｚ軸方向に沿った同じ軸上に存在するように、第１フライアイレンズ１１１と第２フライアイレンズ１１２とが配置されている。また、第１フライアイレンズ１１１の複数の第１マイクロレンズのそれぞれは、光の入射側の面が曲面で構成され、かかる曲面の頂点と中心１１１Ｃとが一致している。同様に、第２フライアイレンズ１１２の複数の第２マイクロレンズのそれぞれは、光の射出側の面が曲面で構成され、かかる曲面の頂点と中心１１２Ｃとが一致している。

第１フライアイレンズ１１１は、第２フライアイレンズ１１２の側の面１１４が平面（第１平面）で構成され、かかる平面は、ｘ軸方向及びｙ軸方向に直交するｚ軸方向に直交する。また、第２フライアイレンズ１１２は、第１フライアイレンズ１１１の側の面１１５が平面（第２平面）で構成され、かかる平面は、面１１４に対して傾いている。換言すれば、第２フライアイレンズ１１２の面１１５は、ｘ軸回りに傾いた楔状となっている。

図１１では、第２インテグレータ１１０に入射する光として、平行光を実線で示し、集光光を点線で示している。第２フライアイレンズ１１２の面１１５がｘ軸回りに傾いた楔状であるため、第２インテグレータ１１０に入射した平行光は、第２フライアイレンズ１１２から傾いて射出される。また、第１マイクロレンズの中心１１１Ｃと第２マイクロレンズの中心１１２Ｃとが同軸上に配置されているため、第２インテグレータ１１０に入射した集光光は、第２フライアイレンズ１１２でけられることがない。従って、第２インテグレータ１１０は、光量ロスを生じさせることなく、被照明面に形成される照明領域の中心位置のシフトを実現することが可能である。

このように、本実施形態の露光装置１００によれば、円弧状の露光領域に対して、その露光領域が変化する場合においても照明光率の低下を抑制し、高いスループットで基板１５を露光することができる。

本発明の実施形態における物品の製造方法は、例えば、デバイス（半導体素子、磁気記憶媒体、液晶表示素子など）、カラーフィルターなどの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、露光装置１００を用いて、感光剤が塗布された基板を露光する工程と、露光された基板を現像する工程を含む。また、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど）を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性及び生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１００：露光装置 ６ａ：第１インテグレータ ６ｂ：第２インテグレータ ９：スリット ＩＬ：照明装置

Claims (10)

1. 光源からの光で被照明面を照明する照明装置であって、
   前記被照明面と光学的に共役な面に、第１方向に沿って長手方向を有し、前記第１方向に直交する第２方向に沿って短手方向を有する矩形状の照明領域を形成する光学系を有し、
   前記光学系は、
   前記被照明面と光学的に共役な面に配置され、円弧状の開口を有するスリットと、
   前記光の光路に交換可能に配置され、前記円弧状の開口をカバーする前記照明領域を形成する第１インテグレータ及び第２インテグレータと、
   を含み、
   前記第１インテグレータは、前記第１方向に第１長さを有し、前記第２方向に第２長さを有する第１照明領域を形成し、
   前記第２インテグレータは、前記第１方向に前記第１長さより短い第３長さを有し、前記第２方向に前記第２長さより短い第４長さを有する第２照明領域を、前記第１照明領域の前記第１方向に沿った辺のうちの前記円弧状の開口の凸側の辺と前記第２照明領域の前記第１方向に沿った辺のうちの前記円弧状の開口の凸側の辺とが一致するように形成することを特徴とする照明装置。
2. 前記第２インテグレータは、前記光の進行方向に沿って順に、前記光の入射側の面に複数の第１マイクロレンズが配列された第１フライアイレンズと、前記光の射出側の面に複数の第２マイクロレンズが配列された第２フライアイレンズと、を含み、
   前記複数の第１マイクロレンズのそれぞれの前記光の入射側の面の前記第２方向における中心位置と前記複数の第１マイクロレンズのそれぞれに対応する前記複数の第２マイクロレンズのそれぞれの前記光の射出側の面の前記第２方向における中心位置とが前記第２方向に相対的にずれるように、前記第１フライアイレンズと前記第２フライアイレンズとが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
3. 前記第２インテグレータは、前記光の進行方向に沿って順に、前記光の入射側の面に複数の第１マイクロレンズが配列された第１フライアイレンズと、前記光の射出側の面に複数の第２マイクロレンズが配列された第２フライアイレンズと、を含み、
   前記複数の第１マイクロレンズのそれぞれの前記光の入射側の面の前記第２方向における中心位置と前記複数の第１マイクロレンズのそれぞれに対応する前記複数の第２マイクロレンズのそれぞれの前記光の射出側の面の前記第２方向における中心位置とを結ぶ直線と、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向とが交差するように、前記第１フライアイレンズと前記第２フライアイレンズとが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
4. 前記光は、集光光として前記第１フライアイレンズに入射し、
   前記光学系は、前記光路に前記第２インテグレータが配置される場合に、前記光源と前記第１フライアイレンズとの間に配置される偏向部材を更に有し、
   前記偏向部材は、前記光を前記第２方向に偏向することを特徴とする請求項２又は３に記載の照明装置。
5. 前記偏向部材は、前記偏向部材を前記光路に配置していない場合と比較して、前記第１フライアイレンズから射出して前記第２フライアイレンズに入射する光が増加するように、前記光を前記第２方向に偏向することを特徴とする請求項４に記載の照明装置。
6. 前記第２インテグレータは、前記光の進行方向に沿って順に、前記光の入射側の面に複数の第１マイクロレンズが配列された第１フライアイレンズと、前記光の射出側の面に複数の第２マイクロレンズが配列された第２フライアイレンズと、を含み、
   前記複数の第１マイクロレンズのそれぞれの前記光の入射側の面の前記第２方向における中心位置と前記複数の第１マイクロレンズのそれぞれに対応する前記複数の第２マイクロレンズのそれぞれの前記光の射出側の面の前記第２方向における中心位置とが前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿った同じ軸上に存在するように、前記第１フライアイレンズと前記第２フライアイレンズとが配置され、
   前記複数の第２マイクロレンズのそれぞれは、前記光の射出側の面が曲面で構成され、前記複数の第２マイクロレンズのそれぞれの前記光の射出側の面の前記第２方向における中心位置から前記第２方向にずれた位置に前記曲面の頂点を有することを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
7. 前記第２インテグレータは、前記光の進行方向に沿って順に、前記光の入射側の面に複数の第１マイクロレンズが配列された第１フライアイレンズと、前記光の射出側の面に複数の第２マイクロレンズが配列された第２フライアイレンズと、を含み、
   前記複数の第１マイクロレンズのそれぞれの前記光の入射側の面の前記第２方向における中心位置と前記複数の第１マイクロレンズのそれぞれに対応する前記複数の第２マイクロレンズのそれぞれの前記光の射出側の面の前記第２方向における中心位置とが前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に沿った同じ軸上に存在するように、前記第１フライアイレンズと前記第２フライアイレンズとが配置され、
   前記第１フライアイレンズは、前記第２フライアイレンズの側の面が第１平面で構成され、
   前記第２フライアイレンズは、前記第１フライアイレンズの側の面が第２平面で構成され、
   前記第１平面は、前記第１方向及び前記第２方向に直交する第３方向に直交し、
   前記第２平面は、前記第１平面に対して傾いていることを特徴とする請求項１に記載の照明装置。
8. 基板を露光する露光装置であって、
   マスクを照明する請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の照明装置と、
   前記照明装置によって照明された前記マスクのパターンを前記基板に投影する投影光学系と、
   を有することを特徴とする露光装置。
9. 前記投影光学系は、反射光学系又は反射屈折光学系であることを特徴とする請求項８に記載の露光装置。
10. 請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    露光した前記基板を現像する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

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