JP2021056259A - 光源装置、照明装置、露光装置及び物品の製造方法 - Google Patents

光源装置、照明装置、露光装置及び物品の製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】 ＬＥＤアレイを有する光源装置において被照射面の光強度分布を均一化する。【解決手段】 基板と、基板上に配置された複数のＬＥＤチップと、電源とを含む回路を備えたＬＥＤアレイを有し、ＬＥＤアレイからの光を所定面に照明する光源装置において、回路において同列に配置された第１のＬＥＤチップ及び第１のＬＥＤチップとは異なる第２のＬＥＤチップに関して、第１のＬＥＤチップの配置角度と、第２のＬＥＤチップの配置角度を互いに異ならせる。【選択図】 図２

Description

本発明は、光源装置、照明装置、露光装置及び物品の製造方法に関する。
半導体デバイスやフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）の製造工程において露光装置が用いられている。露光装置は、リソグラフィ工程において、原版（レチクル又はマスク）のパターンを、投影光学系を介して感光性の基板（表面にレジスト層が形成されたウエハやガラスプレート等）に転写する。
投影露光装置の光源として、例えば水銀ランプが用いられているが、近年、水銀ランプの代わりに、省エネルギーである発光ダイオード（ＬＥＤ）へ置換することが期待されている。ＬＥＤは発光を制御する基板回路に電流を流してから、光の出力が安定するまでの時間が短く、水銀ランプのように常時発光させる必要がないため、長寿命でもある。
ただし、ＬＥＤの１個当たりの光出力は水銀ランプのそれと比べて極めて小さい。そこで、水銀ランプの代わりに光源としてＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤを基板に複数整列させたＬＥＤアレイを用いて光の総出力を大きくすることが求められる。
特許文献１は、ＬＥＤを光源として用いた発光装置を開示しており、複数のＬＥＤ素子の配置角度を互いに異ならせることで、被照射面上の明暗を目立たなくする技術を開示している。
特開２０１８−２２８８４号公報
本発明は、ＬＥＤ素子に不具合が生じた際に、被照射面上において光の明暗が生じ得るという課題認識を契機としたものである。つまり、ＬＥＤアレイを構成するＬＥＤ素子に不具合が生じて当該ＬＥＤ素子の発光が停止すると、当該ＬＥＤ素子と同列に配置されたＬＥＤ素子に電流が流れなくなり、これらのＬＥＤ素子も同様に発光を停止する。
同列に同一の配置角度で配置された複数のＬＥＤ素子を含むＬＥＤアレイにおいて、ＬＥＤ素子の発光停止が生じると、被照射面上における被照射面における光学特性が変化するおそれがある。特許文献１にはこのような課題認識が存在せず、ＬＥＤの発光を制御する基板回路の具体的な構成を開示していない。
本発明は、ＬＥＤアレイを備えた光源装置において、被照射面における光強度分布の均一化に有利な技術を提供することを目的としている。
上記課題を解決する本発明の一側面としての光源装置は、基板と、前記基板上に配置された複数のＬＥＤチップと、電源とを含む回路を備えたＬＥＤアレイを有し、当該ＬＥＤアレイからの光を所定面に照明する光源装置であって、前記回路において同列に配置された第１のＬＥＤチップ及び前記第１のＬＥＤチップとは異なる第２のＬＥＤチップに関して、前記第１のＬＥＤチップの配置角度と、前記第２のＬＥＤチップの配置角度は互いに異なることを特徴とする。
本発明によれば、ＬＥＤアレイを備えた光源装置において、被照射面における光強度分布の均一化に有利な技術を提供することができる。
光源ユニットの概略断面図である。 ＬＥＤアレイの平面図である。 ＬＥＤアレイユニットの平面図である。 ＬＥＤアレイユニットの平面図である。 照明光学系の概略図である。 フライアイ光学系の概略図である。 開口絞りを示す図である。 計測ユニットの概略図である。 瞳面における光強度分布を示す図である。 露光装置の概略図である。 露光装置の別の例を示す図である。
以下に、本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
図１を用いて光源ユニット（光源装置）１を説明する。図１は、光源ユニットの概略断面図である。光源ユニット１は基板５１、ＬＥＤチップ（ＬＥＤ素子）５２、集光レンズ５３、５４及び制御部５５を有する。基板５１上には複数のＬＥＤチップ５２が配置されており、これらをＬＥＤアレイユニットと呼ぶ。基板５１には、ＬＥＤチップを駆動するための回路が形成されており、回路に電流を流すと、それぞれのＬＥＤチップから所定の波長の光が出力される。制御部５５は、電源を含み、各ＬＥＤチップ５２に流れる電流を制御し、各ＬＥＤチップ５２から出力される光の輝度（強度）を制御する。
集光レンズ５３および５４は、各ＬＥＤチップに対応して設けられた各レンズを有するレンズアレイである。集光レンズ５３の各レンズは各ＬＥＤ上に設けられている。レンズは、図１のような平凸レンズであっても良いし、その他のパワーがついた形状をとっても良い。レンズアレイとしては、エッチングや切削等で連続的にレンズを形成したレンズアレイや、個々のレンズを接合したレンズアレイを用いることができる。ＬＥＤチップから出た光は、半角で５０°〜７０°程度の広がりを持っているが、集光レンズ５３、５４によって、それらは３０°以下程度に変換される。集光レンズ５３はＬＥＤチップから所定の間隔だけ離されて設けられ、基板５１とともに一体的に固定されていてもよい。
次に、光源ユニット１に含まれるＬＥＤアレイについて説明する。図２（ａ）は、本実施形態におけるＬＥＤアレイ１００の平面図である。ＬＥＤアレイ１００は、基板に対して角度Ａで配置されたＬＥＤチップ、角度Ｂで配置されたＬＥＤチップ、角度Ｃで配置されたＬＥＤチップ、角度Ｄで配置されたＬＥＤチップを、それぞれ１２個有している。ここで、角度Ｂは角度Ａに対して４５°傾けた角度であり、角度Ｃ及びＤは、それぞれ角度Ａに対して±２２．５°傾けた角度である。以下、角度Ａで配置されたＬＥＤチップをＬＥＤチップＡ、角度Ｂで配置されたＬＥＤチップをＬＥＤチップＢ、角度Ｃで配置されたＬＥＤチップをＬＥＤチップＣ、角度Ｄで配置されたＬＥＤチップをＬＥＤチップＤと記載する。なお、各ＬＥＤチップは四角形状である。
図２（ａ）のＬＥＤアレイ１００では、複数のＬＥＤチップを備えるチップ列を並列回路上に複数含む。具体的には、４列のチップ列が形成されており、各列には、ＬＥＤチップＡ、ＬＥＤチップＢ、ＬＥＤチップＣ、ＬＥＤチップＤが、それぞれ３個ずつ含まれる。
図２（ｂ）は、比較例としてのＬＥＤアレイ１０１の平面図である。図２（ｂ）においても、４列のチップ列が形成されており、第１列にはＬＥＤチップＡが１２個配置され、第２列にはＬＥＤチップＢが１２個配置されている。また、第３列にはＬＥＤチップＣが１２個配置され、第４列にはＬＥＤチップＤが１２個配置されている。
図２（ａ）、（ｂ）において、「チップ列」は、並列回路において同列に直列に配置された複数のＬＥＤチップを意味する。また、図２（ｅ）を用いて後述するように、１つの直列回路中に直列に配置された複数のＬＥＤチップも本実施形態における「チップ列」に相当する。つまり、「チップ列」は、電気的に直列に配置された複数のＬＥＤチップを意味している。
ここで、図２（ｂ）のＬＥＤアレイ１０１において、第１列の１つのＬＥＤチップＡに不具合が生じ、発光が停止された状態を考える。このとき、第１列に配置された他のＬＥＤチップＡに電流が流れなくなり、第１列に配置されたすべてのＬＥＤチップＡの発光が停止する状況が生じ得る。このとき、ＬＥＤアレイ１０１において、ＬＥＤチップＢ、ＬＥＤチップＣ、ＬＥＤチップＤは全て発光している一方で、全てのＬＥＤチップＡの発光が停止する。これにより、被照射面における光強度分布が不均一となってしまう。
次に、本発明の効果について詳細に説明する。本実施形態におけるＬＥＤアレイ１００において、ある列の１つのＬＥＤチップに不具合が生じ、発光が停止された状態を考える。このとき、同列に配置された他のＬＥＤチップに電流が流れなくなり、当該列に配置されたすべてのＬＥＤチップの発光が停止し得る。
しかしながら、不具合が生じたＬＥＤチップを含まない他の３つの列には、ＬＥＤチップＡ、ＬＥＤチップＢ、ＬＥＤチップＣ、ＬＥＤチップＤが、それぞれ３個ずつ含まれる。そのため、ＬＥＤアレイ１００全体としての発光強度は低下するものの、被照射面における光強度分布の均一性は維持される。
ＬＥＤチップの配置に関しては、図２（ａ）に示した配置に限られず、ＬＥＤチップに不具合が生じた際に、被照射面における光強度分布の均一性が保持されるような配置であればよい。例えば、図２（ｃ）、（ｄ）で示したようにＬＥＤアレイを構成しても良い。図２（ｃ）で示したＬＥＤアレイ１０２では、４列のチップ列が形成されており、各列には、ＬＥＤチップＡ、ＬＥＤチップＢが、それぞれ６個ずつ含まれる。図２（ｄ）で示したＬＥＤアレイ１０３では、４列のチップ列が形成されており、各列には、ＬＥＤチップＣ、ＬＥＤチップＤが、それぞれ６個ずつ含まれる。
このように、ＬＥＤアレイの基板回路を構成する各列に配置される複数のＬＥＤチップに関して、配置角度を異ならせることにより、ＬＥＤアレイが被照射面において形成する光強度分布の均一化を図ることができる。なお、本実施形態ではＬＥＤチップの配置角度を２パターンまたは４パターンとしているが、これに限らず、ＬＥＤチップの配置角度のバリエーションを増やしても良い。
図２（ｅ）は、４つの直列回路から構成されたＬＥＤアレイ１０４の平面図である。各直列回路に流す電流を制御する制御部（５０１〜５０４）が、直列回路ごとに設けられている。また、各直列回路に複数のＬＥＤチップが配置されたチップ列が含まれる。
図３は、複数のＬＥＤアレイ１００を並べたＬＥＤアレイユニット６００の平面図である。各ＬＥＤアレイ１００は保持機構６１０により保持されている。各ＬＥＤアレイ１００にそれぞれ制御部が設けられており、各ＬＥＤアレイ１００に印加される電流は、各制御部によって個別に制御される。
図４は、複数のＬＥＤアレイ１０２と複数のＬＥＤアレイ１０３を並べたＬＥＤアレイユニット６０１の平面図である。図３と同様に、各ＬＥＤアレイにはそれぞれ制御部が設けられており、各ＬＥＤアレイに印加される電流は、各制御部によって個別に制御される。ＬＥＤアレイ１０２に印加する電流と、ＬＥＤアレイ１０３に印加する電流を別個に制御することにより、後述するように、ＬＥＤアレイユニット６０１が被照射面に形成する光強度分布を適宜変化させることができる。
次に、図５を用いて照明光学系（照明装置）の例を説明する。図５は照明光学系の概略断面図である。照明光学系２００は、光源ユニット１、コンデンサレンズ２、フライアイ光学系３、コンデンサレンズ４、視野絞り６、結像光学系７を有する。
光源ユニット１から出た光束は、コンデンサレンズ２を通過して、フライアイ光学系３に至る。コンデンサレンズ２は、光源ユニット１の射出面位置とフライアイ光学系３の入射面位置が、光学的にフーリエ共役面になるように設計されている。このような照明系をケーラー照明とよぶ。コンデンサレンズ２は、図５では平凸レンズ１枚を描いているが、実際は複数のレンズ群で構成されることが多い。
図６に、フライアイ光学系３の概略断面図を示す。フライアイ光学系３は、２つのレンズ群３１、３２と、開口絞り３３を有する。各レンズ群は、複数の平凸レンズを、そのコバ面が同一平面状になるように貼り合わせたレンズ群である。レンズ群３１、３２は、個々の平凸レンズの焦点位置に、対となる平凸レンズが位置するように配置されている。このようなフライアイ光学系３を用いることにより、フライアイ光学系３の射出面位置には、光源ユニット１の射出面と共役な複数の二次光源像が形成される。
フライアイ光学系３の近傍には、図７に示す開口絞り３３が構成されている。開口絞り３３は光が透過する部分６２（開口）と、光を遮断する部分６１が備わっている。フライアイ光学系３の射出面から射出され、開口絞り３３の光透過部分６２を通過した光は、コンデンサレンズ４を介して照明面５に至る。
コンデンサレンズ４は、フライアイ光学系３の射出面と照明面５が光学的にフーリエ共役面になるように設計されており、フライアイ光学系３の射出面またはその共役面は照明光学系の瞳面となる。この場合、レンズ群３２の射出面に形成されたそれぞれの二次光源からの光強度分布が照明面５において重畳的に足し合わされて、ほぼ均一な光強度分布を作成することができる。
フライアイ光学系３は、光強度分布を均一化させる機能を有し、オプティカルインテグレータと呼ばれる。オプティカルインテグレータとして、マイクロレンズアレイやハエの目レンズがあり、エッチング等で連続的にレンズを形成したレンズアレイや、個々のレンズを接合したレンズアレイを用いることができる。また、入射端面からの光を内面で複数回反射させて均一な光強度分布を反射端面から射出する内面反射型のオプティカルインテグレータにも適用できる。内面反射型のオプティカルインテグレータとしては、オプティカルロッドやオプティカルパイプがある。
照明面５の近傍には、視野絞り６が配置されている。視野絞り６の開口部から射出した光束は、結像光学系７によって被照明面８に結像する。結像光学系７は所望の倍率を持っており、視野絞り６によって切り取られた照明領域は被照明面８に投影される。
照明光学系２００は、瞳面における光強度分布（有効光源分布）を計測する計測ユニット（計測器）４００を有する。計測ユニット４００は計測の際に光路内に配置され、瞳面における光強度分布を計測する。図８（ａ）に、計測ユニット４００の概略図を示す。計測ユニット４００は、強度分布を計測したい瞳面（例えば、図５におけるＡ面）の後側に配置させ、Ａ面に入射する光束の一部を検出する。Ａ面近傍にピンホールを有するピンホール板４０１が配置され、ピンホール板４０１から、ある角度分布で射出した光束は、偏向ミラー４０２にて９０°折り曲げられる。光束はその後、正のパワーを有するレンズ４０３にて屈折し、ほぼ平行光に変換され、ＣＣＤカメラ等の検出器４０４に入射する。検出器４０４で検出される光分布は電気信号に変換され、コンピュータ等のデータ処理装置に取り込まれる。
また、瞳面における光強度分布を計測する計測ユニット４１０を被照明面８の前側に配置して、Ｂ面に入射する光束の一部を検出してもよい。図８（ｂ）に、計測ユニット４１０の概略図を示す。被照明面８に入射する光束の一部は、被照明面８に入射する前に偏向ミラー４１１にて９０°折り曲げられる。折り曲げなかった場合の被照明面８に相当する光路長位置にピンホールを有するピンホール板４１２が配置されている。ピンホール板４１２から、ある角度分布で射出した光束は、正のパワーを有するレンズ４１３にて屈折し、ほぼ平行光に変換され、ＣＣＤカメラ等の検出器４１４に入射する。
計測ユニット４００、４１０は光学素子の構成が異なるものの、本質的には同じ原理の計測ユニットである。なお、ピンホールとＣＣＤ面の距離がピンホール径に比べて極めて大きい場合は、レンズ４０３およびレンズ４１３を省略することもできる。
続いて、ＬＥＤアレイが被照射面に形成する光強度分布について説明する。光源ユニット１として、図９（ａ）に示したＬＥＤアレイ９００を構成した場合、光強度分布は図９（ｂ）に示す分布１５０のようになる。図９（ｂ）に実線で示す円は、照明光学系の瞳面における有効径に対応する円である。つまり、この円の内側にある強度分布が、被照明面８のある点を照明する角度分布に相当する。分布１５０は、瞳面内における縦横方向に比べて斜め方向の強度が強く、方向（方位、向き）間で強度の差が生じている。これは、ＬＥＤチップの形状が四角なので、その外形が部分的に投影されるからである。縦横方向の強度は、ＬＥＤチップの辺の外側に相当する部分で強度が低下しているが、斜め４５°方向の強度は、ＬＥＤチップの角に相当する部分まで強度がある程度維持されている。
光源ユニット１として、図２（ｃ）に示したＬＥＤアレイ１０２を構成した場合、光強度分布は図９（ｂ）に示す分布１５１のようになる。分布１５１は、ＬＥＤチップＡからの光とＬＥＤチップＢからの光が合成された光強度分布になっている。このようにＬＥＤチップの配置角度を互いに異ならせることで、分布１５１は、分布１５０に比べて、縦横方向と斜め方向とにおいて強度の差（偏り）を小さくすることができている。
光源ユニット１として、図２（ｄ）に示すＬＥＤアレイ１０３を構成した場合、瞳面における光強度分布は図９（ｂ）に示す分布１５２のようになる。分布１５２は、ＬＥＤチップＣからの光とＬＥＤチップＤからの光が合成された光強度分布になっている。
光源ユニット１として、図２（ａ）に示したＬＥＤアレイ１００を構成した場合、光強度分布は図９（ｂ）に示す分布１５３のようになる。分布１５３は、ＬＥＤチップＡ、ＬＥＤチップＢ、ＬＥＤチップＣ、ＬＥＤチップＤからの光が合成された光強度分布になっており、分布１５１及び分布１５２と比較して、より均一な光強度分布が得られることがわかる。
上述の光源装置や照明光学系は各種照明装置に適用でき、光硬化性樹脂を照明する装置、被検物を照明して検査する装置、リソグラフィ装置などにも用いることができる。例えば、マスクのパターンを基板に露光する露光装置、マスクレス露光装置、型を用いて基板にパターンを形成するインプリント装置、又は、平坦層形成装置に適用することできる。
次に、図１０を用いて露光装置の例を説明する。図１０に、露光装置の概略図を示す。露光装置３００は、フォトマスク１０を照明する照明光学系２００、フォトマスク１０のパターンをウエハ１２上に投影する投影光学系１１を有する。投影光学系１１はレンズからなる投影レンズや、ミラーを用いた反射型投影系でもよい。なお、図１０には図示していないが、フォトマスク１０、ウエハ（基板）１２を保持して駆動するステージが用いられる。
照明光学系２００（露光手段）の被照明面の近傍にはフォトマスク１０が配置されている。フォトマスク１０には、クロム等の金属膜で、微細なパターンが形成されている。フォトマスク１０に照射された照明光は、フォトマスク１０のパターンに応じて回折する。回折光は投影光学系１１（露光手段）により、ウエハ１２上に結像される。
ここで、図４で示したように、ＬＥＤチップの配置角度を異ならせたＬＥＤアレイを照明光学系２００の光源ユニットとして用いた場合には、各ＬＥＤアレイへの印加電流を制御することで、光源ユニットが所定面に形成する光強度分布を調整可能である。一般的には、瞳面における光強度分布は面内において回転対称で均一であることが望ましいが、以下に示す理由で、照明光学系の瞳における光強度分布を調整する必要が生じ得る。
当該理由について説明する。実際の露光装置の結像性能には、照明光学系の瞳面における光強度分布以外に多くの影響要因が考えられ、例えば、投影光学系１１の収差や瞳面における光強度分布、露光装置の振動、熱による影響、露光プロセスによる影響などである。これらの要因が複雑に足し合わされ、結像性能が決まる。そこで、照明光学系の瞳面における光強度分布を所望の分布に調整することで、照明光学系の瞳面における光強度分布以外の要因で発生している結像性能の低下を抑えることができる。
例えば、露光装置３００で露光される縦横パターンと斜めパターンとで線幅差がみられる場合には、照明光学系の瞳面における光強度分布を、縦横方向と斜め方向に強度差が生じる分布とする。これにより、照明光学系の瞳面における光強度分布以外の要因で発生している縦横パターンと斜めパターンの線幅差が低減するように補正することができる。
図４の例では、ＬＥＤアレイ１０２による光強度分布は図９（ｂ）に示す分布１５１となり、ＬＥＤアレイ１０３による光強度分布は図９（ｂ）に示す分布１５２となる。そこで、ＬＥＤアレイ１０２に印加する電流と、ＬＥＤアレイ１０３に印加する電流を個別に制御することで、ＬＥＤアレイ１０２及びＬＥＤ１０３が形成する光強度分布を調整可能である。
なお、照明光学系の制御部が目標となる強度分布を設定し、計測ユニットで計測された強度分布に基づいて、実際の瞳面における光強度分布が目標の強度分布となるようにＬＥＤアレイの各ＬＥＤの出力を制御してもよい。
瞳面における光強度分布の調整量や調整する方向は、調整と、パターン結像特性の計測を繰り返すトライアンドエラーにより決定してもよいし、ウエハの感光材の特性やその他のプロセス条件を鑑み、像シミュレーションによって決定してもよい。
以上説明したように、同一回路におけるＬＥＤチップの配置角度を適切に設定することで、特定のＬＥＤチップの発光が停止された場合においても、被照射面において光強度分布が均一なＬＥＤアレイが得られる。当該ＬＥＤアレイを備えた光源装置を用いることで、被照射面における光強度分布の均一化を実現することができる。
図１１に露光装置の別の例を示す。図１１の露光装置ｎ１００では、マスクＭを照明する照明光学系と、マスクのパターンを基板Ｓに投影する投影光学系を有する。マスクＭはマスクステージに移動可能に保持され、基板Ｓは基板ステージに移動可能に保持される。
照明光学系は、光源ｎ１からの光を用いて、Ｙ方向に沿って並ぶ複数の照明領域ｎ１０ａ、ｎ１０ｂ、ｎ１０ｃをマスクＭの上に形成する。
光源ｎ１としては、上述のＬＥＤアレイを有する光源ユニット１を適用することができる。光源ｎ１からの光は、レンズｎ２を介してライトガイドｎ３の入射端に入射する。ライトガイドｎ３は、ランダムに束ねられた光ファイバーで構成され、その出射端ｎ３ａ、ｎ３ｂのそれぞれで均一な光強度分布を形成する。ライトガイドｎ３の出射端ｎ３ａから出射した光束は、リレーレンズｎ４ａを介して、フライアイレンズｎ５ａに入射する。フライアイレンズｎ５ａの射出面側には、複数の二次光源が形成される。
複数の二次光源からの光は、二次光源形成位置に前側焦点が位置するように設けられたコンデンサレンズｎ６ａを介して、矩形状の開口部を有する視野絞りｎ７ａを均一に照明する。視野絞りｎ７ａの開口部からの光は、リレー光学系ｎ８ａを介して、ミラーｎ９ａによって光路が９０度偏向され、マスクＭを照明する。リレー光学系ｎ８ａは、視野絞りｎ７ａとマスクＭとを光学的に共役にする光学系であり、視野絞りｎ７ａの開口部の像である照明領域ｎ１０ａを形成する。
ライトガイドｎ３の出射端ｎ３ｂから出射した光束は、リレーレンズｎ４ｂを介して、フライアイレンズｎ５ｂに入射する。フライアイレンズｎ５ｂの射出面側には、複数の二次光源が形成される。複数の二次光源からの光は、二次光源形成位置に前側焦点が位置するように設けられたコンデンサレンズｎ６ｂを介して、矩形状の開口部を有する視野絞りｎ７ｂを均一に照明する。
視野絞りｎ７ｂの開口部からの光は、リレー光学系ｎ８ｂを介して、ミラーｎ９ｂによって光路が９０度偏向され、マスクＭを照明する。リレー光学系ｎ８ｂは、視野絞りｎ７ｂとマスクＭとを光学的に共役にする光学系であり、視野絞りｎ７ｂの開口部の像である照明領域ｎ１０ｂを形成する。
照明領域ｎ１０ｃを形成する照明光学系ＩＬも上記と同様の光学系で構成されうる。ライトガイドｎ３の出射端は、照明領域の数に対応して設けられ、これらの照明領域には、複数の照明光学系を介して、ライトガイドｎ３の出射端から照明光がそれぞれ供給される。視野絞りの開口部は矩形状に限定されず、台形状や菱形状であってもよい。また、照明領域の数は３つに限定されず、４つ以上であっても良い。
次に、投影光学系について説明する。投影光学系は、照明光学系により形成される照明領域の数に対応した数の投影光学系モジュールを有し、等倍かつ正立正像の光学系で構成される。各投影光学系モジュールの構成は同じである。各投影光学系モジュールは、２組のダイソン型光学系（第１の部分光学系と第２の部分光学系）を組み合わせた構成を有する。
各部分光学系は、マスクＭに面して４５°の傾斜で配置された反射面を持つ直角プリズムと、マスクＭの面内方向に沿った光軸を有するレンズ群と、レンズ群を通過した光を反射する球面反射鏡と、を有する。
マスクＭを通過した照明領域ｎ１０ａからの光は、直角プリズムｎ１１ａによって光路が９０°偏向され、レンズ群ｎ１２ａに入射する。直角プリズムｎ１１ａからの光はレンズ群ｎ１２ａにより屈折して球面反射鏡ｎ１３ａに達して反射する。反射された光は、レンズ群ｎ１２ａを通して直角プリズムｎ１１ａに到達する。レンズ群ｎ１２ａからの光は、直角プリズムｎ１１ａにより光路が９０°偏向されて、直角プリズムｎ１１ａの射出面側にマスクＭの１次像を形成する。ここで、第１の部分光学系が形成するマスクＭの１次像は、Ｘ方向の横倍率が正であり、かつＹ方向の横倍率が負である等倍像である。
１次像からの光は、第２の部分光学系を介して、マスクＭの２次像を基板Ｓの表面上に形成する。第２の部分光学系の構成は第１の部分光学系と同一である。直角プリズムｎ１４ａによって光路が９０°偏向され、レンズ群ｎ１５ａに入射する。直角プリズムｎ１４ａからの光はレンズ群ｎ１５ａにより屈折して球面反射鏡ｎ１６ａに達して反射する。反射された光は、レンズ群ｎ１５ａを通して直角プリズムｎ１４ａに到達する。
レンズ群ｎ１５ａからの光は、直角プリズムｎ１４ａにより光路が９０°偏向されて、直角プリズムｎ１４ａの射出面側にマスクＭの２次像を形成する。第２の部分光学系は第１の部分光学系と同じく、Ｘ方向が正かつＹ方向が負となる等倍像を形成する。したがって、基板Ｓ上に形成される２次像は、マスクＭの等倍の正立像となり、露光領域ｎ１７ａが形成される。
照明領域ｎ１０ｃについても同様に、直角プリズムｎ１１ｃによって光路が９０°偏向され、レンズ群ｎ１２ｃに入射する。直角プリズムｎ１１ｃからの光はレンズ群ｎ１２ａにより屈折して球面反射鏡ｎ１３ｃに達して反射する。反射された光は、レンズ群ｎ１２ｃを通して直角プリズムｎ１１ｃに到達する。レンズ群ｎ１２ｃからの光は、直角プリズムｎ１１ｃにより光路が９０°偏向されて、直角プリズムｎ１１ｃの射出面側にマスクＭの１次像を形成する。そして、直角プリズムｎ１４ｃによって光路が９０°偏向され、レンズ群ｎ１５ｃに入射する。
直角プリズムｎ１４ｃからの光はレンズ群ｎ１５ｃにより屈折して球面反射鏡ｎ１６ｃに達して反射する。反射された光は、レンズ群ｎ１５ｃを通して直角プリズムｎ１４ｃに到達する。レンズ群ｎ１５ｃからの光は、直角プリズムｎ１４ｃにより光路が９０°偏向されて、直角プリズムｎ１４ｃの射出面側にマスクＭの２次像を形成する。基板Ｓ上には露光領域ｎ１７ｃが形成される。
照明領域ｎ１０ｂについても同様な構成の投影光学系モジュールにより基板上に投影され、基板Ｓ上には露光領域ｎ１７ｂが形成される。これにより、基板Ｓ上には、各投影光学系モジュールによって、Ｙ方向に沿って並ぶ３つの露光領域ｎ１７ａ、ｎ１７ｂ、ｎ１７ｃが形成される。
露光装置ｎ１００は、マスクＭと基板Ｓを相対的にＸ軸方向に移動させて、基板Ｓの走査露光を行う。基板Ｓは露光領域ｎ１７ａ、ｎ１７ｂ、ｎ１７ｃによって露光され、各露光領域によって側端部が重なり合い、基板Ｓを隙間なく露光することができる。
光源ｎ１として、上述のＬＥＤアレイを有する光源ユニット１を適用することで、被照射面における光強度分布の均一化を実現できる。
（物品製造方法）
次に、前述の露光装置を利用した物品（半導体ＩＣ素子、液晶表示素子、カラーフィルタ、ＭＥＭＳ等）の製造方法を説明する。物品は、前述の露光装置を使用して、感光剤が塗布された基板（ウエハ、ガラス基板等）を露光する工程と、その基板（感光剤）を現像する工程と、現像された基板を他の周知の加工工程で処理することにより製造される。他の周知の工程には、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等が含まれる。本製造方法によれば、従来よりも高品位の物品を製造することができる。

Claims (12)

  1. 基板と、前記基板上に配置された複数のＬＥＤチップと、電源とを含む回路を備えたＬＥＤアレイを有し、当該ＬＥＤアレイからの光を所定面に照明する光源装置であって、
    前記回路において同列に配置された第１のＬＥＤチップ及び前記第１のＬＥＤチップとは異なる第２のＬＥＤチップに関して、前記第１のＬＥＤチップの配置角度と、前記第２のＬＥＤチップの配置角度は互いに異なることを特徴とする光源装置。
  2. 前記回路は、複数のＬＥＤチップが配置されたチップ列を複数含み、
    それぞれのチップ列に配置されたＬＥＤチップの数は等しいことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  3. 前記回路は、複数のＬＥＤチップが配置されたチップ列を複数含み、
    それぞれのチップ列に配置された前記第１のＬＥＤチップの数と、前記第２のＬＥＤチップの数は等しいことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  4. 前記回路は、複数のＬＥＤチップが配置されたチップ列を複数含み、
    第１のチップ列に配置された前記第１のＬＥＤチップの数と、前記第１のチップ列とは異なる第２のチップ列に配置された前記第１のＬＥＤチップの数は等しいことを特徴とする請求項１に記載の光源装置。
  5. 第１のチップ列に配置された前記第２のＬＥＤチップの数と、前記第２のチップ列に配置された前記第２のＬＥＤチップの数は等しいことを特徴とする請求項４に記載の光源装置。
  6. 複数のＬＥＤチップの各々に対応してレンズが設けられたレンズアレイを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光源装置。
  7. 前記第１のＬＥＤチップ及び前記第２のＬＥＤチップとは異なる配置角度で配置された第３のＬＥＤチップと、電源とを含む回路を備えた第２のＬＥＤアレイをさらに含み、
    前記ＬＥＤアレイ及び前記第２のＬＥＤアレイそれぞれからの光強度分布は、所定面において重ね合わされることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光源装置。
  8. 照明装置であって、
    請求項１乃至７のいずれか１項に記載の光源装置と、
    コンデンサレンズと、
    オプティカルインテグレータと、を有し、
    前記光源装置の複数のＬＥＤチップのそれぞれからの光強度分布を、前記コンデンサレンズを介して、前記オプティカルインテグレータの入射面において重ね合わせることを特徴とする照明装置。
  9. 前記オプティカルインテグレータはレンズ群を有することを特徴とする請求項８に記載の照明装置。
  10. 照明装置であって、
    請求項７に記載の光源装置と、
    前記照明装置の瞳面における光強度分布を計測する計測器を有し、
    前記計測器によって計測された前記光強度分布に基づいて、前記ＬＥＤアレイに印加する電流と前記第２のＬＥＤアレイに印加する電流を個別に制御することで、前記所定面における光強度分布を調整することを特徴とする照明装置。
  11. 基板を露光する露光装置であって、
    マスクを照明する照明装置であり、請求項８乃至１０のいずれか１項に記載された照明装置と、
    前記マスクのパターンを基板に露光する露光手段を有することを特徴とする露光装置。
  12. 物品の製造方法であって、
    請求項１１に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
    露光された基板を現像する工程と、を有し、
    現像された基板から物品を得ることを特徴とする物品の製造方法。
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