JP6927348B2 - Pattern formation method - Google Patents

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Description

本発明は、パターン形成方法に関する。
本願は、2011年12月20日に出願された特願2011−278290号、及び2012年2月7日に出願された特願2012−024058号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
The present invention relates to a pattern forming method.
The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2011-278290 filed on December 20, 2011, and Japanese Patent Application No. 2012-024058 filed on February 7, 2012, the contents of which are hereby set forth. Invite.

露光装置等の基板処理装置は、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。基板処理装置は、照明領域に配置されたマスクMに形成されているパターンの像を、投影領域に配置されている基板等に投影することができる。基板処理装置に用いられるマスクMは、平面状のもの、円筒状のもの等がある。 Substrate processing devices such as exposure devices are used in the manufacture of various devices, for example, as described in Patent Document 1 below. The substrate processing apparatus can project an image of a pattern formed on the mask M arranged in the illumination region onto a substrate or the like arranged in the projection region. The mask M used in the substrate processing apparatus includes a flat one, a cylindrical one, and the like.

また、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。基板は、例えば搬送ローラーの間等において、実質的に平面である状態で処理が施されることがある。また、基板は、例えばローラーの表面上等において、湾曲している状態で処理が施されることもある。 Further, as one of the methods for manufacturing a device, for example, a roll-to-roll method as described in Patent Document 2 below is known. The roll-to-roll method is a method in which a substrate such as a film is conveyed from a roll for delivery to a roll for collection, and various processes are performed on the substrate along a transfer path. The substrate may be treated in a substantially flat state, for example, between transport rollers. Further, the substrate may be treated in a curved state, for example, on the surface of a roller.

特開2007−299918号公報JP-A-2007-299918 国際公開2008/129819号International Publication 2008/129819

上述のような基板処理装置(露光装置)は、例えばマスク上の照明領域と基板上の投影領域の一方又は双方が所定の曲率で湾曲している場合、露光に用いられる投影光学系の結像性能を考慮すると、特に結像光束の主光線の設定には制限が生じてくる。例えば、半径Rの円筒状回転マスクの外周円筒面に形成されたマスクパターンを、投影光学系により、半径Rの円筒回転ドラム(ローラー)に巻き付けられた基板(フィルム、シート、ウェブ等)の表面に結像投影する場合を想定してみる。この場合、一般的には、マスクパターン(円筒面状)から基板の表面(円筒面状)までの結像光束の主光線が、円筒状回転マスクの回転中心軸と円筒回転ドラムの回転中心軸とを直線的に結ぶような光路を形成する投影光学系を設ければ良い。 In the substrate processing apparatus (exposure apparatus) as described above, for example, when one or both of the illumination region on the mask and the projection region on the substrate are curved with a predetermined curvature, the imaging of the projection optical system used for exposure is formed. Considering the performance, there are restrictions on the setting of the main ray of the imaging light beam. For example, the surface of a substrate (film, sheet, web, etc.) in which a mask pattern formed on the outer peripheral cylindrical surface of a cylindrical rotating mask having a radius R is wound around a cylindrical rotating drum (roller) having a radius R by a projection optical system. Let's assume the case of forming an image and projecting on. In this case, in general, the main rays of the imaging light beam from the mask pattern (cylindrical surface shape) to the surface of the substrate (cylindrical surface shape) are the rotation center axis of the cylindrical rotation mask and the rotation center axis of the cylindrical rotation drum. A projection optical system that forms an optical path that linearly connects the two may be provided.

しかしながら、円筒状回転マスクの回転軸方向に関して、マスクパターンの寸法が大きい場合は、そのような投影光学系を回転軸の方向に複数個設けるマルチ化が必要となる場合がある。そのようなマルチ化の場合、複数の投影光学系を回転軸の方向に一列に密に並べたとしても、各投影光学系の投影視野(投影領域)同士は鏡筒等の金物の厚さ分だけ、必ず分離してしまい、もはや、大きなマスクパターンを忠実に露光することができない。 However, when the size of the mask pattern is large with respect to the direction of the rotation axis of the cylindrical rotation mask, it may be necessary to provide a plurality of such projection optical systems in the direction of the rotation axis. In the case of such multi-layering, even if a plurality of projection optical systems are densely arranged in a row in the direction of the rotation axis, the projection fields (projection areas) of each projection optical system are equal to the thickness of a metal object such as a lens barrel. However, it is always separated, and it is no longer possible to faithfully expose a large mask pattern.

また、上述のような基板処理装置は、例えば装置の構成が複雑であると、装置のコストが高くなること、装置のサイズが大型になること等がありえる。結果として、デバイスの製造コストが高くなることがありえる。 Further, in the substrate processing apparatus as described above, for example, if the configuration of the apparatus is complicated, the cost of the apparatus may be high, the size of the apparatus may be large, and the like. As a result, the manufacturing cost of the device can be high.

例えば、精密なパターニングを施す必要があるときは、基板処理装置として、電子デバイスや表示デバイスのパターンが描かれたマスクを照明し、マスクのパターンからの光を感光層(フォトレジスト等)が形成された基板上に投影露光する露光装置が使われる。ロール・ツー・ロール方式により、連続的に搬送される可撓性の長尺基板(フィルム、シート、ウェブ等)にマスクのパターンを繰り返し露光する場合も、長尺の基板の搬送方向を走査方向とし、マスクを円筒状の回転マスクにした走査型露光装置を用いると、生産性を飛躍的に高められるものと期待されている。 For example, when precise patterning is required, a mask on which a pattern of an electronic device or a display device is drawn is illuminated as a substrate processing device, and a photosensitive layer (photoresist or the like) forms light from the mask pattern. An exposure apparatus is used that projects and exposes on the substrate. Even when the mask pattern is repeatedly exposed on a flexible long substrate (film, sheet, web, etc.) that is continuously transported by the roll-to-roll method, the transport direction of the long substrate is scanned in the scanning direction. Therefore, it is expected that productivity can be dramatically improved by using a scanning exposure apparatus in which the mask is a cylindrical rotating mask.

そのような回転マスクには、ガラス等の透明円筒体の外周面に遮光層でパターンを形成した透過方式と、金属性の円筒体(円柱体でもよい)の外周面に反射部と吸収部とでパターンを形成した反射方式とがある。透過型の円筒マスクでは、その円筒マスクの内部に、外周面のパターンに向けた照明光を照射する為の照明光学系(ミラー、レンズ等の光学部材)を組み込む必要があり、円筒マスクの内部中心に回転軸を通すことが難しく、円筒マスクの保持構造や回転駆動系の構成が複雑になることもある。 Such a rotating mask includes a transmission method in which a pattern is formed on the outer peripheral surface of a transparent cylindrical body such as glass with a light-shielding layer, and a reflecting portion and an absorbing portion on the outer peripheral surface of a metallic cylindrical body (which may be a cylindrical body). There is a reflection method in which a pattern is formed by. In the transmission type cylindrical mask, it is necessary to incorporate an illumination optical system (optical members such as a mirror and a lens) for irradiating the illumination light directed to the pattern on the outer peripheral surface inside the cylindrical mask, and the inside of the cylindrical mask. It is difficult to pass the rotation axis through the center, and the holding structure of the cylindrical mask and the configuration of the rotation drive system may become complicated.

一方、反射型の円筒マスクの場合は、金属製の円筒体(又は円柱体)が使えることから、マスクを安価に作成できるものの、円筒マスクの外周空間に、露光用の照明光を照射する照明光学系と、外周面に形成されたパターンからの反射光を基板に向けて投影する投影光学系とを設ける必要があり、要求される解像力や転写忠実度等を満たす為の露光装置側の構成が複雑になることがある。 On the other hand, in the case of a reflective cylindrical mask, since a metal cylinder (or cylinder) can be used, the mask can be produced at low cost, but the outer space of the cylindrical mask is illuminated with illumination light for exposure. It is necessary to provide an optical system and a projection optical system that projects the reflected light from the pattern formed on the outer peripheral surface toward the substrate, and the configuration on the exposure device side to satisfy the required resolution, transfer fidelity, etc. Can be complicated.

本発明の態様は、マスクまたは基板(フィルム、シート、ウェブ等の可撓性基板)の一方又は双方が円筒面状に配置されていたとしても、大きなマスクパターンを忠実に露光可能とする為の投影光学系を搭載した円筒マスク露光装置を提供することを目的とする。他の目的は、大きなマスクパターンを忠実に露光可能とするパターン形成方法を提供することである。 An aspect of the present invention is to allow a large mask pattern to be faithfully exposed even if one or both of the mask or the substrate (flexible substrate such as a film, sheet, web, etc.) is arranged in a cylindrical surface shape. It is an object of the present invention to provide a cylindrical mask exposure apparatus equipped with a projection optical system. Another object is to provide a pattern forming method that allows a large mask pattern to be faithfully exposed.

また、他の目的は、装置の構成をシンプルにできるパターン形成方法を提供することである。また、他の目的は、製造コストを低減できるパターン形成方法を提供することである。 Another object is to provide a pattern forming method that can simplify the configuration of the device. Another object is to provide a pattern forming method capable of reducing the manufacturing cost.

本発明の一態様に従えば、可撓性のシート基板を連続的に長尺方向に送りつつ、そのシート基板上にデバイスの為のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記デバイスのパターンに対応した透過型又は反射型のマスクパターンが、第1中心線から一定半径の円筒面に沿って形成された円筒マスクを、前記第1中心線の周りに回転させると共に、前記第1中心線とほぼ平行に離して設定される第2中心線から一定半径の円筒状の外周面を有する円筒ドラムによって前記シート基板の一部を円筒面状に湾曲させて支持しつつ、前記円筒ドラムを前記第2中心線の周りに回転させて、前記マスクパターンの前記円筒面に沿った速度と前記シート基板の前記外周面に沿った速度とを同期させることと、前記第1中心線又は前記第2中心線が延びる方向から見たときに、前記第1中心線と前記第2中心線とを含む中心面に関して対称的に配置されると共に、前記マスクパターンを物面、前記シート基板の表面を像面としたとき、前記物面から前記像面に向かう結像光束の主光線のうち、前記物面を通る主光線の延長線は前記第1中心線に向かい、前記像面を通る主光線の延長線は前記第2中心線に向かうように配置された1組の投影光学系によって、前記マスクパターンの投影像を前記シート基板に走査露光することと、を含むパターン形成方法が提供される。 According to one aspect of the present invention, it is a pattern forming method for forming a pattern for a device on the sheet substrate while continuously feeding a flexible sheet substrate in a long direction, wherein the pattern of the device is formed. The transmissive or reflective mask pattern corresponding to the above rotates a cylindrical mask formed along a cylindrical surface having a constant radius from the first center line around the first center line, and at the same time, the first center line. The cylindrical drum is supported by bending a part of the sheet substrate into a cylindrical surface shape by a cylindrical drum having a cylindrical outer peripheral surface having a constant radius from the second center line set substantially parallel to the above. Rotating around the second centerline to synchronize the velocity of the mask pattern along the cylindrical surface with the velocity along the outer peripheral surface of the sheet substrate and the first centerline or the second. When viewed from the direction in which the center line extends, the mask pattern is arranged symmetrically with respect to the center surface including the first center line and the second center line, and the mask pattern is an image of the object surface and the surface of the sheet substrate. When it is a surface, among the main rays of the imaging light beam directed from the object surface to the image plane, the extension line of the main ray passing through the object surface is directed to the first center line, and the main ray passing through the image plane. A pattern forming method is provided including scanning and exposing a projected image of the mask pattern onto the sheet substrate by a set of projection optical systems arranged so that the extension line faces the second center line.

本発明の態様によれば、マスクと基板の一方、或いは双方が円筒面状の場合でも、コンパクトな投影光学系を備えた円筒マスク露光装置によって、大きなマスクパターンが忠実に露光可能となる。また、本発明の態様によれば、大きなマスクパターンを忠実に露光可能なパターン形成方法を提供することができる。 According to the aspect of the present invention, even when one or both of the mask and the substrate have a cylindrical surface shape, a large mask pattern can be faithfully exposed by a cylindrical mask exposure apparatus provided with a compact projection optical system. Further, according to the aspect of the present invention, it is possible to provide a pattern forming method capable of faithfully exposing a large mask pattern.

また、本発明の態様によれば、装置の構成をシンプルにできるパターン形成方法を提供することができる。また、本発明の態様によれば、製造コストを低減できるパターン形成方法を提供することができる。 Further, according to the aspect of the present invention, it is possible to provide a pattern forming method that can simplify the configuration of the device. Further, according to the aspect of the present invention, it is possible to provide a pattern forming method capable of reducing the manufacturing cost.

第1実施形態によるデバイス製造システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the device manufacturing system by 1st Embodiment. 第1実施形態による基板処理装置(露光装置)の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the substrate processing apparatus (exposure apparatus) by 1st Embodiment. 図2に示す露光装置のマスク保持装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the mask holding apparatus of the exposure apparatus shown in FIG. 図2に示す露光装置の第1ドラム部材及び照明光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the 1st drum member and the illumination optical system of the exposure apparatus shown in FIG. 図2に示す露光装置における照明領域及び投影領域の配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the illumination area and the projection area in the exposure apparatus shown in FIG. 図2に示す露光装置に適用される投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system applied to the exposure apparatus shown in FIG. 第2実施形態による露光装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus by 2nd Embodiment. 第3実施形態による露光装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus by 3rd Embodiment. 図8に示す露光装置における照明領域の投影領域の位置関係の条件を説明する図である。It is a figure explaining the condition of the positional relationship of the projection area of the illumination area in the exposure apparatus shown in FIG. 図9で説明した条件が円筒マスクの半径に応じて変わることを示すグラフである。It is a graph which shows that the condition described in FIG. 9 changes according to the radius of a cylindrical mask. 第4実施形態による露光装置の全体構成を示す図である。It is a figure which shows the whole structure of the exposure apparatus by 4th Embodiment. 第5実施形態による露光装置の落射照明方式の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the epi-illumination system of the exposure apparatus according to 5th Embodiment. 第6実施形態による投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system by 6th Embodiment. 図13に示す投影光学系をマルチ化した場合の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure in the case of mulching the projection optical system shown in FIG. 図14に示すマルチ化された投影光学系を別の向きから見た図である。It is a figure which looked at the mulched projection optical system shown in FIG. 14 from another direction. 第7実施形態による投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system by 7th Embodiment. 第8実施形態による投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system by 8th Embodiment. 第9実施形態による投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system by 9th Embodiment. 第10実施形態による投影光学系の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the projection optical system by 10th Embodiment. 第11実施形態のデバイス製造システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the device manufacturing system of 11th Embodiment. 第11実施形態の基板処理装置(露光装置)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus (exposure apparatus) of 11th Embodiment. 第11実施形態の光学部材の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical member of 11th Embodiment. 照明領域から投影領域までの光路を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the optical path from an illumination area to a projection area. 第11実施形態の光源装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the light source apparatus of 11th Embodiment. 第11実施形態のフライアイレンズアレイの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the fly eye lens array of 11th Embodiment. 第11実施形態の照明光学系における絞りの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the diaphragm in the illumination optical system of 11th Embodiment. 第11実施形態の光学部材の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the optical member of 11th Embodiment. 第12実施形態のフライアイレンズアレイの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the fly eye lens array of the twelfth embodiment. 第13実施形態のフライアイレンズアレイの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the fly eye lens array of 13th Embodiment. 第14実施形態のフライアイレンズアレイの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the fly eye lens array of 14th Embodiment. 第15実施形態の光源像形成部の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the light source image forming part of 15th Embodiment. 第16実施形態の照明光学系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the illumination optical system of 16th Embodiment. 第16実施形態の照明光学系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the illumination optical system of 16th Embodiment. 第16実施形態の照明光学系の各部を示す図である。It is a figure which shows each part of the illumination optical system of 16th Embodiment. 第16実施形態の照明光学系の各部を示す図である。It is a figure which shows each part of the illumination optical system of 16th Embodiment. 第16実施形態の照明光学系の各部を示す図である。It is a figure which shows each part of the illumination optical system of 16th Embodiment. 第17実施形態の基板処理装置(露光装置)の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the substrate processing apparatus (exposure apparatus) of 17th Embodiment. 第17実施形態の照明領域及び投影領域の配置を示す図である。It is a figure which shows the arrangement of the illumination area and the projection area of 17th Embodiment. 第17実施形態の露光装置の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the exposure apparatus of 17th Embodiment. 第18実施形態の投影光学系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the projection optical system of 18th Embodiment. 第19実施形態の投影光学系の構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the projection optical system of 19th Embodiment. 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。It is a flowchart which shows the device manufacturing method of this embodiment.

[第1実施形態]
図1は、本実施形態のデバイス製造システム1001の構成を示す図である。図1に示すデバイス製造システム1001は、基板Pを供給する基板供給装置1002と、基板供給装置2によって供給された基板Pに対して所定の処理を実行する処理装置1003と、処理装置1003によって処理が施された基板Pを回収する基板回収装置1004と、デバイス製造システム1001の各部を制御する上位制御装置1005とを備える。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the device manufacturing system 1001 of the present embodiment. The device manufacturing system 1001 shown in FIG. 1 is processed by a substrate supply device 1002 that supplies a substrate P, a processing device 1003 that executes a predetermined process on the substrate P supplied by the substrate supply device 2, and a processing device 1003. It is provided with a substrate recovery device 1004 for recovering the substrate P to which the above-mentioned is applied, and a higher-level control device 1005 for controlling each part of the device manufacturing system 1001.

本実施形態において、基板Pは、いわゆるフレキシブル基板等のような可撓性(フレキシビリティ)を有する(シート)基板である。本実施形態のデバイス製造システム1001は、可撓性を有する基板Pによって、可撓性を有するデバイスを製造することができる。基板Pは、例えばデバイス製造システム1001において屈曲した場合に、破断しない程度の可撓性を有するように選択される。 In the present embodiment, the substrate P is a (sheet) substrate having flexibility (flexibility) such as a so-called flexible substrate. In the device manufacturing system 1001 of the present embodiment, the flexible device can be manufactured by the flexible substrate P. The substrate P is selected to be flexible enough not to break when bent, for example, in the device manufacturing system 1001.

なお、デバイス製造時における基板Pの可撓性は、例えば、基板Pの材質、大きさ、厚さ等によって調整することができ、またデバイス製造時の湿度、温度等の環境条件等によって調整することもできる。また、基板Pは、いわゆるリジッド基板等のような可撓性を有していない基板であってもよい。また、基板Pは、フレキシブル基板とリジッド基板を組み合わせた複合基板であってもよい。 The flexibility of the substrate P at the time of device manufacturing can be adjusted by, for example, the material, size, thickness, etc. of the substrate P, and also by the environmental conditions such as humidity and temperature at the time of device manufacturing. You can also do it. Further, the substrate P may be a substrate having no flexibility such as a so-called rigid substrate or the like. Further, the substrate P may be a composite substrate in which a flexible substrate and a rigid substrate are combined.

可撓性を有する基板Pは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属又は合金からなる箔(フォイル)等である。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又は2以上を含む。 The flexible substrate P is, for example, a resin film, a foil made of a metal such as stainless steel, or an alloy. The material of the resin film is, for example, one of polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, and vinyl acetate resin. Or includes 2 or more.

基板Pは、例えば、基板Pに施される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、熱膨張係数等の特性が設定される。基板Pは、一例として、熱膨張係数が顕著に大きくないものを選定することができる。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、プロセス温度等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、酸化ケイ素等でもよい。また、基板Pは、フロート法等で製造された厚さ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記の樹脂フィルム、箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。 For the substrate P, for example, characteristics such as a coefficient of thermal expansion are set so that the amount of deformation due to heat received in various processing steps applied to the substrate P can be substantially ignored. As an example, the substrate P can be selected so that the coefficient of thermal expansion is not remarkably large. The coefficient of thermal expansion may be set smaller than the threshold value according to the process temperature or the like by, for example, mixing an inorganic filler with the resin film. The inorganic filler may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide or the like. Further, the substrate P may be a single layer of ultrathin glass having a thickness of about 100 μm manufactured by a float method or the like, or a laminate obtained by laminating the above resin film, foil or the like on the ultrathin glass. It may be.

本実施形態において、基板Pは、いわゆる多面取り用の基板である。本実施形態のデバイス製造システム1001は、1個のデバイスを製造するための各種の処理を、基板Pに対して繰り返し実行する。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(短尺方向)の寸法が1m〜2m程度であり、長さ方向(長尺方向)の寸法が10m以上である。 In the present embodiment, the substrate P is a so-called multi-chamfering substrate. The device manufacturing system 1001 of the present embodiment repeatedly executes various processes for manufacturing one device on the substrate P. The substrate P subjected to various treatments is divided (diced) for each device into a plurality of devices. The dimensions of the substrate P are, for example, about 1 m to 2 m in the width direction (short direction) and 10 m or more in the length direction (long direction).

なお、基板Pの寸法は、製造するデバイスの寸法等に応じて、適宜設定される。例えば、基板Pの寸法は、幅方向の寸法が1m以下又は2m以上であってもよいし、長尺方向の寸法が10m以下であってもよい。また、基板Pは、多面取り用の基板である場合に、1枚の帯状の基板であってもよいし、複数の基板が継がれた基板であってもよい。また、デバイス製造システム1001は、1個のデバイスごとに独立した基板によって、デバイスを製造してもよい。この場合に、基板Pは、1個のデバイスに相当する寸法の基板であってもよい。 The dimensions of the substrate P are appropriately set according to the dimensions of the device to be manufactured and the like. For example, the dimension of the substrate P may be 1 m or less or 2 m or more in the width direction, or 10 m or less in the long direction. Further, when the substrate P is a substrate for multi-chamfering, it may be a single strip-shaped substrate or a substrate in which a plurality of substrates are connected. Further, the device manufacturing system 1001 may manufacture a device by using an independent substrate for each device. In this case, the substrate P may be a substrate having dimensions corresponding to one device.

本実施形態の基板供給装置1002は、供給用ロール1006に巻かれた基板Pを繰り出すことによって、基板Pを処理装置1003に供給する。基板供給装置1002は、例えば、基板Pを巻きつける軸部、この軸部を回転させる回転駆動部等を含む。本実施形態において、基板Pは、その長尺方向へ搬送されて、処理装置1003へ送られる。すなわち、本実施形態において、基板Pの搬送方向は、基板Pの長尺方向と実質的に同じである。 The substrate supply device 1002 of the present embodiment supplies the substrate P to the processing apparatus 1003 by feeding out the substrate P wound around the supply roll 1006. The substrate supply device 1002 includes, for example, a shaft portion around which the substrate P is wound, a rotation drive portion for rotating the shaft portion, and the like. In the present embodiment, the substrate P is conveyed in the elongated direction thereof and sent to the processing apparatus 1003. That is, in the present embodiment, the transport direction of the substrate P is substantially the same as the elongated direction of the substrate P.

なお、基板供給装置1002は、供給用ロール1006に巻かれた基板Pを覆うカバー部等を含んでいてもよい。また、基板供給装置1002は、例えばニップ式の駆動ローラー等のように、基板Pをその長尺方向に順次送り出す機構を含んでいてもよい。 The substrate supply device 1002 may include a cover portion or the like that covers the substrate P wound around the supply roll 1006. Further, the substrate supply device 1002 may include a mechanism for sequentially feeding the substrate P in the elongated direction thereof, such as a nip-type drive roller or the like.

本実施形態の基板回収装置1004は、処理装置1003を通過した基板Pを回収用ロール1007に巻き取ることによって、基板Pを回収する。基板回収装置1004は、例えば、基板供給装置1002と同様に、基板Pを巻きつける軸部、この軸部を回転させる回転駆動部、回収用ロール1007に巻き取られた基板Pを覆うカバー部等を含む。 The substrate recovery device 1004 of the present embodiment recovers the substrate P by winding the substrate P that has passed through the processing device 1003 on the recovery roll 1007. The substrate recovery device 1004 includes, for example, a shaft portion around which the substrate P is wound, a rotation drive unit for rotating the shaft portion, a cover portion for covering the substrate P wound around the recovery roll 1007, and the like, similarly to the substrate supply device 1002. including.

なお、処理された基板Pが切断装置によって切断され、基板回収装置1004は、切断された基板を回収してもよい。この場合に、基板回収装置1004は、切断後の基板を重ねて回収する装置でもよい。上記の切断装置は、処理装置1003の一部であってもよいし、処理装置1003とは別の装置であってもよく、例えば基板回収装置1004の一部であってもよい。 The processed substrate P may be cut by a cutting device, and the substrate recovery device 1004 may recover the cut substrate. In this case, the substrate recovery device 1004 may be a device for stacking and collecting the cut substrates. The cutting device may be a part of the processing device 1003, may be a device different from the processing device 1003, or may be a part of the substrate recovery device 1004, for example.

処理装置1003は、基板供給装置1002から供給される基板Pを基板回収装置1004へ搬送すると共に、搬送の過程で基板Pの被処理面に対して処理を行う。処理装置1003は、基板Pの被処理面に対して加工処理を行なう加工処理装置1010と、加工処理に対応した条件で基板Pを送る搬送ローラー1008等を含む搬送装置1009とを備える。 The processing device 1003 transports the substrate P supplied from the substrate supply device 1002 to the substrate recovery device 1004, and processes the surface to be processed of the substrate P in the process of transporting the substrate P. The processing device 1003 includes a processing device 1010 that performs processing on the surface to be processed of the substrate P, and a transfer device 1009 including a transfer roller 1008 that feeds the substrate P under conditions corresponding to the processing.

加工処理装置1010は、基板Pの被処理面に対してデバイスを構成する素子を形成するための各種処理を実行する1又は2以上の装置を含む。本実施形態のデバイス製造システム1001は、各種処理を実行する装置が基板Pの搬送経路に沿って適宜設けられ、フレキシブル・ディスプレー等のデバイスをいわゆるロール・ツー・ロール方式で生産可能である。ロール・ツー・ロール方式によれば、デバイスを効率よく生産できる。 The processing apparatus 1010 includes one or more apparatus that executes various processes for forming elements constituting the device with respect to the surface to be processed of the substrate P. In the device manufacturing system 1001 of the present embodiment, devices for executing various processes are appropriately provided along the transport path of the substrate P, and devices such as flexible displays can be produced by a so-called roll-to-roll method. According to the roll-to-roll method, devices can be produced efficiently.

本実施形態において、加工処理装置1010の各種装置は、成膜装置、露光装置、コーターディベロッパー装置、及びエッチング装置を含む。成膜装置は、例えば鍍金装置、蒸着装置、スパッタリング装置等である。成膜装置は、導電膜、半導体膜、絶縁膜等の機能膜を基板Pに成膜する。コーターディベロッパー装置は、成膜装置によって機能膜が形成された基板Pに、フォトレジスト膜等の感光材を形成する。露光装置は、デバイスを構成する膜パターンに応じたパターンの像を感光材が形成された基板Pに投影することによって、基板Pに露光処理を施す。コーターディベロッパー装置は、露光された基板Pを現像する。エッチング装置は、現像された基板Pの感光材をマスクMとして、機能膜をエッチングする。このようにして、加工処理装置1010は、所望のパターンの機能膜を基板Pに形成する。 In the present embodiment, various devices of the processing device 1010 include a film forming device, an exposure device, a coater developer device, and an etching device. The film forming apparatus is, for example, a plating apparatus, a vapor deposition apparatus, a sputtering apparatus, or the like. The film forming apparatus forms a functional film such as a conductive film, a semiconductor film, and an insulating film on the substrate P. The coater developer apparatus forms a photosensitive material such as a photoresist film on the substrate P on which the functional film is formed by the film forming apparatus. The exposure apparatus exposes the substrate P by projecting an image of a pattern corresponding to the film pattern constituting the device onto the substrate P on which the photosensitive material is formed. The coater developer device develops the exposed substrate P. The etching apparatus etches the functional film using the photosensitive material of the developed substrate P as a mask M. In this way, the processing apparatus 1010 forms a functional film having a desired pattern on the substrate P.

なお、加工処理装置1010は、インプリント方式の成膜装置、液滴吐出装置等のように、エッチングによらないで直接的に膜パターンを形成する装置を備えていてもよい。加工処理装置1010の各種装置のうち少なくとも1つは、省略されていてもよい。 The processing apparatus 1010 may include an apparatus for directly forming a film pattern without etching, such as an imprint type film forming apparatus and a droplet ejection apparatus. At least one of the various devices of the processing device 1010 may be omitted.

本実施形態において、上位制御装置1005は、基板供給装置1002を制御して、加工処理装置1010へ基板Pを供給する処理を基板供給装置1002に実行させる。上位制御装置1005は、加工処理装置1010を制御して、基板Pに対する各種処理を加工処理装置1010に実行させる。上位制御装置1005は、基板回収装置1004を制御して、加工処理装置1010が各種処理を施した基板Pを回収する処理を基板回収装置1004に実行させる。 In the present embodiment, the host control device 1005 controls the substrate supply device 1002 to cause the substrate supply device 1002 to perform a process of supplying the substrate P to the processing processing device 1010. The host control device 1005 controls the processing device 1010 to cause the processing device 1010 to perform various processes on the substrate P. The host control device 1005 controls the substrate recovery device 1004 to cause the substrate recovery device 1004 to perform a process of recovering the substrate P to which the processing processing device 1010 has been subjected to various treatments.

次に、本実施形態の基板処理装置の構成について図2、図3、図4を参照して説明する。図2は、本実施形態の基板処理装置1011の全体構成を示す図である。図2に示す基板処理装置1011は、上述したような加工処理装置1010の少なくとも一部である。本実施形態の基板処理装置1011は、露光処理を実行する露光装置EXと、搬送装置1009の少なくとも一部とを含む。 Next, the configuration of the substrate processing apparatus of this embodiment will be described with reference to FIGS. 2, 3, and 4. FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of the substrate processing apparatus 1011 of the present embodiment. The substrate processing apparatus 1011 shown in FIG. 2 is at least a part of the processing apparatus 1010 as described above. The substrate processing device 1011 of the present embodiment includes an exposure device EX that executes an exposure process and at least a part of a transfer device 1009.

本実施形態の露光装置EXは、いわゆる走査露光装置であり、円筒状のマスク(円筒マスク)Mの回転と可撓性の基板Pの送りとを同期駆動させつつ、マスクMに形成されているパターンの像を、投影倍率が等倍(×1)の投影光学系PL(PL1001〜PL1006)を介して基板Pに投影する。なお、図2〜図4において、直交座標系XYZのY軸を円筒状のマスクMの回転中心線(第1の中心線)AX1001と平行に設定し、X軸を走査露光の方向、即ち、露光位置での基板Pの搬送方向に設定する。 The exposure apparatus EX of the present embodiment is a so-called scanning exposure apparatus, and is formed on the mask M while synchronously driving the rotation of the cylindrical mask (cylindrical mask) M and the feeding of the flexible substrate P. The image of the pattern is projected onto the substrate P via the projection optical system PL (PL1001 to PL1006) having a projection magnification of 1 (× 1). In FIGS. 2 to 4, the Y axis of the Cartesian coordinate system XYZ is set parallel to the rotation center line (first center line) AX1001 of the cylindrical mask M, and the X axis is set in the direction of scanning exposure, that is, It is set in the transport direction of the substrate P at the exposure position.

図2に示すように、露光装置EXは、マスク保持装置1012、照明装置1013、投影光学系PL、及び制御装置1014を備える。基板処理装置1011は、マスク保持装置1012に保持されたマスクMを回転移動させるとともに、搬送装置1009によって基板Pを搬送する。照明装置1013は、マスク保持装置1012に保持されたマスクMの一部(照明領域IR)を、照明光束EL1によって均一な明るさで照明する。投影光学系PLは、マスクM上の照明領域IRにおけるパターンの像を、搬送装置1009によって搬送されている基板Pの一部(投影領域PA)に投影する。マスクMの移動に伴って、照明領域IRに配置されるマスクM上の部位が変化し、また基板Pの移動に伴って、投影領域PAに配置される基板P上の部位が変化することによって、マスクM上の所定のパターン(マスクパターン)の像が基板Pに投影される。制御装置1014は、露光装置EXの各部を制御し、各部に処理を実行させる。また、本実施形態において、制御装置1014は、搬送装置1009の少なくとも一部を制御する。 As shown in FIG. 2, the exposure apparatus EX includes a mask holding device 1012, an illumination device 1013, a projection optical system PL, and a control device 1014. The substrate processing device 1011 rotates and moves the mask M held by the mask holding device 1012, and transports the substrate P by the transport device 1009. The illumination device 1013 illuminates a part of the mask M (illumination region IR) held by the mask holding device 1012 with an illumination luminous flux EL1 with uniform brightness. The projection optical system PL projects an image of the pattern in the illumination region IR on the mask M onto a part of the substrate P (projection region PA) transported by the transport device 1009. As the mask M moves, the portion on the mask M arranged in the illumination area IR changes, and as the substrate P moves, the portion on the substrate P arranged in the projection area PA changes. , An image of a predetermined pattern (mask pattern) on the mask M is projected on the substrate P. The control device 1014 controls each part of the exposure apparatus EX, and causes each part to execute the process. Further, in the present embodiment, the control device 1014 controls at least a part of the transfer device 1009.

なお、制御装置1014は、デバイス製造システム1001の上位制御装置1005の一部又は全部であってもよい。また、制御装置1014は、上位制御装置1005に制御され、上位制御装置1005とは別の装置であってもよい。制御装置1014は、例えば、コンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、例えば、CPU及び各種メモリーやOS、周辺機器等のハードウェアを含む。基板処理装置1011の各部の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、各種処理が行われる。コンピュータシステムは、インターネット或いはイントラネットシステムに接続可能な場合、ホームページ提供環境(あるいは表示環境)も含む。また、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD−ROM等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置を含む。コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリーのように、一定時間プログラムを保持しているものも含む。また、プログラムは、基板処理装置1011の機能の一部を実現するためのものでもよく、基板処理装置1011の機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものでもよい。上位制御装置1005は、制御装置1014と同様に、コンピュータシステムを利用して実現することができる。 The control device 1014 may be a part or all of the higher-level control device 1005 of the device manufacturing system 1001. Further, the control device 1014 is controlled by the upper control device 1005 and may be a device different from the upper control device 1005. The control device 1014 includes, for example, a computer system. A computer system includes, for example, a CPU and hardware such as various memories, an OS, and peripheral devices. The operation process of each part of the board processing apparatus 1011 is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and various processes are performed by reading and executing this program by the computer system. The computer system also includes a homepage providing environment (or display environment) when it can be connected to the Internet or an intranet system. The computer-readable recording medium includes a flexible disk, a magneto-optical disk, a portable medium such as a ROM or a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in a computer system. A computer-readable recording medium is one that dynamically holds a program for a short period of time, such as a communication line when a program is transmitted via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line. It also includes programs that hold programs for a certain period of time, such as volatile memory inside a computer system that serves as a server or client. Further, the program may be for realizing a part of the functions of the board processing device 1011 or may be realized by combining the functions of the board processing device 1011 with a program already recorded in the computer system. The host control device 1005 can be realized by using a computer system in the same manner as the control device 1014.

次に、図2の露光装置EXの各部について、図3、図4を参照して詳しく説明する。図3は、マスク保持装置1012の構成を示す図であり、図4は第1ドラム部材1021及び照明光学系ILの構成を示す図である。 Next, each part of the exposure apparatus EX of FIG. 2 will be described in detail with reference to FIGS. 3 and 4. FIG. 3 is a diagram showing the configuration of the mask holding device 1012, and FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the first drum member 1021 and the illumination optical system IL.

図3(図2)に示すように、マスク保持装置1012は、マスクMを保持する第1部材(以下、第1ドラム部材1021という)、第1ドラム部材1021を支持するガイドローラー1023、第1ドラム部材1021を駆動する駆動ローラー1024、第1ドラム部材1021の位置を検出する第1検出器1025、及び第1駆動部1026を備える。 As shown in FIG. 3 (FIG. 2), the mask holding device 1012 has a first member (hereinafter referred to as a first drum member 1021) for holding the mask M, a guide roller 1023 for supporting the first drum member 1021, and a first member. It includes a drive roller 1024 that drives the drum member 1021, a first detector 1025 that detects the position of the first drum member 1021, and a first drive unit 1026.

図4(図2又は図3)に示すように第1ドラム部材1021は、マスクM上の照明領域IRが配置される第1面p1001を形成する。本実施形態において、第1面p1001は、線分(母線)をこの線分に平行な軸(第1中心軸AX1001)周りに回転した面(以下、円筒面という)を含む。円筒面は、例えば、円筒の外周面、円柱の外周面等である。第1ドラム部材1021は、例えばガラスや石英等で構成され、一定の肉厚を有する円筒状であり、その外周面(円筒面)が第1面p1001を形成する。すなわち、本実施形態において、マスクM上の照明領域IRは、回転中心線AX1001から一定の半径r1001(図1参照)を持つ円筒面状に湾曲している。第1ドラム部材1021のうち、第1ドラム部材1021の径方向から見てマスクMのパターンと重なる部分、例えば図3のように第1ドラム部材1021のY軸方向の両端側以外の中央部分は、照明光束EL1001に対して透光性を有する。 As shown in FIG. 4 (FIG. 2 or 3), the first drum member 1021 forms the first surface p1001 on which the illumination region IR on the mask M is arranged. In the present embodiment, the first surface p1001 includes a surface (hereinafter referred to as a cylindrical surface) in which a line segment (generatrix) is rotated around an axis parallel to the line segment (first central axis AX1001). The cylindrical surface is, for example, an outer peripheral surface of a cylinder, an outer peripheral surface of a cylinder, or the like. The first drum member 1021 is made of, for example, glass or quartz, and has a cylindrical shape having a certain wall thickness, and its outer peripheral surface (cylindrical surface) forms the first surface p1001. That is, in the present embodiment, the illumination region IR on the mask M is curved in a cylindrical surface shape having a constant radius r1001 (see FIG. 1) from the rotation center line AX1001. Of the first drum member 1021, the portion of the first drum member 1021 that overlaps the pattern of the mask M when viewed from the radial direction, for example, the central portion of the first drum member 1021 other than both ends in the Y-axis direction as shown in FIG. , It has translucency with respect to the illumination luminous flux EL1001.

マスクMは、例えば平坦性の良い短冊状の極薄ガラス板(例えば厚さ100〜500μm)の一方の面にクロム等の遮光層でパターンを形成した透過型の平面状シートマスクとして作成され、それを第1ドラム部材21の外周面に沿って湾曲させ、この外周面に巻き付けた(貼り付けた)状態で使用される。マスクMは、パターンが形成されていないパターン非形成領域を有し、パターン非形成領域において第1ドラム部材1021に取付けられている。マスクMは、第1ドラム部材1021に対して取り外し(リリース)可能である。 The mask M is created as a transmissive flat sheet mask in which a pattern is formed on one surface of, for example, a strip-shaped ultrathin glass plate (for example, a thickness of 100 to 500 μm) having good flatness with a light-shielding layer such as chromium. It is used in a state of being curved along the outer peripheral surface of the first drum member 21 and wound (pasted) around the outer peripheral surface. The mask M has a pattern non-forming region in which a pattern is not formed, and is attached to the first drum member 1021 in the pattern non-forming region. The mask M can be removed (released) from the first drum member 1021.

なお、マスクMを極薄ガラス板で構成し、そのマスクMを透明円筒母材による第1ドラム部材1021に巻き付ける代わりに、透明円筒母材による第1ドラム部材1021の外周面に直接クロム等の遮光層によるマスクパターンを描画形成して一体化してもよい。この場合も、第1ドラム部材1021がマスク(第1物体)の支持部材として機能する。 The mask M is made of an ultrathin glass plate, and instead of winding the mask M around the first drum member 1021 made of a transparent cylindrical base material, chrome or the like is directly applied to the outer peripheral surface of the first drum member 1021 made of a transparent cylindrical base material. A mask pattern formed by a light-shielding layer may be drawn and formed and integrated. Also in this case, the first drum member 1021 functions as a support member for the mask (first object).

なお、第1ドラム部材1021は、その内周面に薄板状のマスクMを湾曲させて取り付ける構造にしてもよい。また、マスクMは、1個の表示デバイスに対応するパネル用パターンの全体又は一部が形成されていてもよいし、複数個の表示デバイスに対応するパネル用パターンが形成されていてもよい。さらに、マスクMには、パネル用パターンが第1中心軸AX1001の周りの周方向に繰り返し複数個を配置してもよいし、小型のパネル用パターンを第1中心軸AX1001に平行な方向に繰り返し複数配置してもよい。また、マスクMは、第1の表示デバイスのパネル用パターンと、第1の表示デバイスとサイズ等が異なる第2の表示デバイスのパネル用パターンとを含んでいてもよい。また、第1ドラム部材1021の外周面(又は内周面)には、第1中心軸AX1001に平行な方向、或いは周方向に関して、複数の分離した薄板状のマスクMを個別に取り付けられる構造を設けてもよい。 The first drum member 1021 may have a structure in which a thin plate-shaped mask M is curved and attached to the inner peripheral surface thereof. Further, the mask M may be formed with all or a part of the panel pattern corresponding to one display device, or the panel pattern corresponding to a plurality of display devices may be formed. Further, a plurality of panel patterns may be repeatedly arranged on the mask M in the circumferential direction around the first central axis AX1001, or a small panel pattern may be repeatedly arranged in a direction parallel to the first central axis AX1001. Multiple may be arranged. Further, the mask M may include a panel pattern of the first display device and a panel pattern of the second display device having a size or the like different from that of the first display device. Further, on the outer peripheral surface (or inner peripheral surface) of the first drum member 1021, a plurality of separated thin plate-shaped masks M can be individually attached in a direction parallel to the first central axis AX1001 or in a circumferential direction. It may be provided.

図3に示すガイドローラー1023及び駆動ローラー1024は、第1ドラム部材1021の第1中心軸AX1001に対して平行なY軸方向に延びている。ガイドローラー1023及び駆動ローラー1024は、第1中心軸AX1001と平行な軸周りに回転可能に設けられている。ガイドローラー1023及び駆動ローラー1024は、それぞれ、軸方向の端部の外径が他の部分の外形よりも大きくなっており、この端部が第1ドラム部材1021に外接している。このように、ガイドローラー1023及び駆動ローラー1024は、第1ドラム部材1021に保持されているマスクMに接触しないように、設けられている。駆動ローラー1024は、第1駆動部1026と接続されている。駆動ローラー1024は、第1駆動部1026から供給されるトルクを第1ドラム部材1021に伝えることによって、第1ドラム部材1021を第1中心軸AX1001周りに回転させる。 The guide roller 1023 and the drive roller 1024 shown in FIG. 3 extend in the Y-axis direction parallel to the first central axis AX1001 of the first drum member 1021. The guide roller 1023 and the drive roller 1024 are rotatably provided around an axis parallel to the first central axis AX1001. Each of the guide roller 1023 and the drive roller 1024 has an outer diameter at an end portion in the axial direction larger than the outer diameter of the other portion, and this end portion is circumscribed with the first drum member 1021. As described above, the guide roller 1023 and the drive roller 1024 are provided so as not to come into contact with the mask M held by the first drum member 1021. The drive roller 1024 is connected to the first drive unit 1026. The drive roller 1024 rotates the first drum member 1021 around the first central axis AX1001 by transmitting the torque supplied from the first drive unit 1026 to the first drum member 1021.

なお、マスク保持装置1012は、1つのガイドローラー1023と1つの駆動ローラー1024を備えているが、ガイドローラー1023の数は2以上でもよいし、駆動ローラー1024の数は2以上でもよい。ガイドローラー1023と駆動ローラー1024のうち少なくとも1つは、第1ドラム部材1021の内側に配置されており、第1ドラム部材1021と内接していてもよい。また、第1ドラム部材1021のうち、第1ドラム部材1021の径方向から見てマスクMのパターンと重ならない部分(Y軸方向の両端側)は、照明光束EL1に対して透光性を有していてもよいし、透光性を有していなくてもよい。また、ガイドローラー1023及び駆動ローラー1024の一方又は双方は、例えば円錐台状であって、その中心軸(回転軸)が第1中心軸AX1001に対して非平行であってもよい。 The mask holding device 1012 includes one guide roller 1023 and one drive roller 1024, but the number of guide rollers 1023 may be two or more, and the number of drive rollers 1024 may be two or more. At least one of the guide roller 1023 and the drive roller 1024 is arranged inside the first drum member 1021 and may be inscribed in the first drum member 1021. Further, of the first drum member 1021, the portions (both ends in the Y-axis direction) that do not overlap with the pattern of the mask M when viewed from the radial direction of the first drum member 1021 have translucency with respect to the illumination luminous flux EL1. It may or may not have translucency. Further, one or both of the guide roller 1023 and the drive roller 1024 may be, for example, a truncated cone shape, and the central axis (rotational axis) thereof may be non-parallel to the first central axis AX1001.

第1検出器1025は、第1ドラム部材1021の回転位置を光学的に検出する。第1検出器1025は、例えばロータリーエンコーダ等を含む。第1検出器1025は、検出した第1ドラム部材1021の回転位置を示す情報を制御装置1014に供給する。電動モーター等のアクチュエータ含む第1駆動部1026は、制御装置1014から供給される制御信号に従って、駆動ローラー1024を回転させるためのトルクを調整する。制御装置1014は、第1検出器1025の検出結果に基づいて第1駆動部1026を制御することによって、第1ドラム部材1021の回転位置を制御する。換言すると、制御装置1014は、第1ドラム部材1021に保持されているマスクMの回転位置と回転速度の一方又は双方を制御する。 The first detector 1025 optically detects the rotational position of the first drum member 1021. The first detector 1025 includes, for example, a rotary encoder and the like. The first detector 1025 supplies information indicating the detected rotation position of the first drum member 1021 to the control device 1014. The first drive unit 1026 including an actuator such as an electric motor adjusts the torque for rotating the drive roller 1024 according to the control signal supplied from the control device 1014. The control device 1014 controls the rotation position of the first drum member 1021 by controlling the first drive unit 1026 based on the detection result of the first detector 1025. In other words, the control device 1014 controls one or both of the rotation position and the rotation speed of the mask M held by the first drum member 1021.

なお、第1検出器1025には、図3中のY軸方向に関する第1ドラム部材1021の位置を光学的に計測するセンサー(以下、Y方向位置計測センサーとする)を付加することもできる。図2、図3に示した第1ドラム部材1021のY方向位置は基本的には変動しないように拘束されているが、基板P上の被露光領域やアライメントマークとマスクMのパターンとの相対的な位置合せの為に、第1ドラム部材1021(マスクM)をY方向に微動させる機構(アクチュエータ)を組み込むことが考えられる。そのような場合は、Y方向位置計測センサーからの計測情報も利用して、第1ドラム部材1021のY方向微動機構を制御することができる。 A sensor (hereinafter referred to as a Y-direction position measurement sensor) that optically measures the position of the first drum member 1021 in the Y-axis direction in FIG. 3 can be added to the first detector 1025. The Y-direction position of the first drum member 1021 shown in FIGS. 2 and 3 is basically constrained so as not to fluctuate, but the exposed region or alignment mark on the substrate P is relative to the pattern of the mask M. It is conceivable to incorporate a mechanism (actuator) for finely moving the first drum member 1021 (mask M) in the Y direction for proper alignment. In such a case, the measurement information from the Y-direction position measurement sensor can also be used to control the Y-direction fine movement mechanism of the first drum member 1021.

図2に示すように、搬送装置1009は、第1搬送ローラー1030、第1ガイド部材1031、基板P上の投影領域PAが配置される第2面p1002を形成する第2支持部材(以下、第2ドラム部材1022という)、第2ガイド部材1033、第2搬送ローラー1034、第2検出器1035、及び第2駆動部1036を備える。なお、図1に示した搬送ローラー1008は、第1搬送ローラー1030及び第2搬送ローラー1034を含む。 As shown in FIG. 2, the transport device 1009 is a second support member (hereinafter, first) that forms a second surface p1002 on which the first transport roller 1030, the first guide member 1031, and the projection region PA on the substrate P are arranged. It includes a second drum member 1022), a second guide member 1033, a second transport roller 1034, a second detector 1035, and a second drive unit 1036. The transport roller 1008 shown in FIG. 1 includes a first transport roller 1030 and a second transport roller 1034.

本実施形態において、搬送経路の上流から第1搬送ローラー1030へ搬送されてきた基板Pは、第1搬送ローラー1030を経由して第1ガイド部材1031へ搬送される。第1ガイド部材1031を経由した基板Pは、半径r1002の円筒状又は円柱状の第2ドラム部材(円筒体)1022の表面に支持されて、第2ガイド部材1033へ搬送される。第2ガイド部材1033を経由した基板Pは、第2搬送ローラー1034を経由して、搬送経路の下流へ搬送される。なお、第2ドラム部材1022の回転中心線(第2の中心線)AX1002と、第1搬送ローラー1030と第2搬送ローラー1034の各回転中心線とは、何れもY軸と平行になるように設定される。 In the present embodiment, the substrate P transported from the upstream of the transport path to the first transport roller 1030 is transported to the first guide member 1031 via the first transport roller 1030. The substrate P that has passed through the first guide member 1031 is supported by the surface of the cylindrical or cylindrical second drum member (cylindrical body) 1022 having a radius r1002 and is conveyed to the second guide member 1033. The substrate P that has passed through the second guide member 1033 is conveyed downstream of the transfer path via the second transfer roller 1034. The rotation center line (second center line) AX1002 of the second drum member 1022 and the rotation center lines of the first transfer roller 1030 and the second transfer roller 1034 are both parallel to the Y axis. Set.

第1ガイド部材1031及び第2ガイド部材1033は、例えば、基板Pの幅方向と交差する方向に移動(図2中のXZ面内で移動)することによって、搬送経路において基板Pに働くテンション等を調整する。また、第1ガイド部材1031(及び第1搬送ローラー1030)と第2ガイド部材1033(及び第2搬送ローラー1034)は、例えば、基板Pの幅方向(Y方向)に移動可能な構成とすることによって、第2ドラム部材1022の外周に巻き付く基板PのY方向の位置等を調整することができる。なお、搬送装置1009は、投影光学系PLの投影領域PAに沿って基板Pを搬送可能であればよく、その構成を適宜変更可能である。 The first guide member 1031 and the second guide member 1033 move, for example, in a direction intersecting the width direction of the substrate P (moving in the XZ plane in FIG. 2), thereby acting on the substrate P in the transport path, or the like. To adjust. Further, the first guide member 1031 (and the first transport roller 1030) and the second guide member 1033 (and the second transport roller 1034) are configured to be movable in the width direction (Y direction) of the substrate P, for example. Therefore, the position of the substrate P wound around the outer circumference of the second drum member 1022 in the Y direction can be adjusted. The transport device 1009 may be capable of transporting the substrate P along the projection region PA of the projection optical system PL, and its configuration can be changed as appropriate.

第2ドラム部材1022は、投影光学系PLからの結像光束が投射される基板P上の投影領域PAを含む一部分を円弧状に支持する第2面p1002を形成する。本実施形態において、第2ドラム部材1022は、搬送装置1009の一部であるとともに、露光対象の基板Pを支持する支持部材(基板ステージ)を兼ねている。すなわち、第2ドラム部材1022は、露光装置EXの一部であってもよい。 The second drum member 1022 forms a second surface p1002 that supports a part including the projection region PA on the substrate P on which the imaging light flux from the projection optical system PL is projected in an arc shape. In the present embodiment, the second drum member 1022 is a part of the transport device 1009 and also serves as a support member (board stage) for supporting the substrate P to be exposed. That is, the second drum member 1022 may be a part of the exposure apparatus EX.

第2ドラム部材1022は、その中心軸(以下、第2中心軸AX1002という)の周りに回転可能であり、基板Pは、第2ドラム部材1022上の外周面(円筒面)に沿って円筒面状に湾曲し、湾曲した部分の一部に投影領域PAが配置される。 The second drum member 1022 is rotatable around its central axis (hereinafter referred to as the second central axis AX1002), and the substrate P is a cylindrical surface along the outer peripheral surface (cylindrical surface) on the second drum member 1022. It is curved in a shape, and the projection area PA is arranged in a part of the curved portion.

なお、本実施形態では、第1ドラム部材1021の外周面のうちマスクMが巻き付けられる部分の半径r1001と、第2ドラム部材1022の外周面のうち基板Pが巻き付けられる部分の半径r1002とは、実質的に同一に設定される。これは薄板状のマスクMの厚さと基板Pの厚さがほぼ等しい場合を想定したからである。
一方、例えば、第1ドラム部材1021(透過円筒母材)の外周面にクロム層等により直接パターンを形成した場合、そのクロム層の厚さは無視できるので、マスクのパターン面の半径はr1001のままであるのに対し、基板Pの厚さが200μm程度だとすると、投影領域PAにおける基板Pの表面の半径はr1002+200μmになる。そのような場合は、第2ドラム部材1022の外周面のうち基板Pが巻き付けられる部分の半径r1002を、基板Pの厚さ分だけ小さくしておくとよい。
このことから、厳密に条件設定を行なうために、第1ドラム部材1021の外周面に支持されるマスクのパターン面(円筒面)の半径が、第2ドラム部材1022の外周面に支持される基板Pの表面の半径と等しくなるように、第1ドラム部材1021と第2ドラム部材1022の各半径を決めても良い。
In the present embodiment, the radius r1001 of the portion of the outer peripheral surface of the first drum member 1021 around which the mask M is wound and the radius r1002 of the portion of the outer peripheral surface of the second drum member 1022 around which the substrate P is wound are defined as the radius r1001. It is set to be substantially the same. This is because it is assumed that the thickness of the thin plate-shaped mask M and the thickness of the substrate P are substantially equal.
On the other hand, for example, when a pattern is directly formed on the outer peripheral surface of the first drum member 1021 (transmissive cylindrical base material) with a chromium layer or the like, the thickness of the chromium layer can be ignored, so that the radius of the pattern surface of the mask is r1001. On the other hand, if the thickness of the substrate P is about 200 μm, the radius of the surface of the substrate P in the projection region PA is r1002 + 200 μm. In such a case, the radius r1002 of the portion of the outer peripheral surface of the second drum member 1022 around which the substrate P is wound may be reduced by the thickness of the substrate P.
Therefore, in order to set the conditions strictly, the radius of the pattern surface (cylindrical surface) of the mask supported by the outer peripheral surface of the first drum member 1021 is the substrate supported by the outer peripheral surface of the second drum member 1022. The radii of the first drum member 1021 and the second drum member 1022 may be determined so as to be equal to the radius of the surface of P.

本実施形態において、第2ドラム部材1022は、電動モーター等のアクチュエータを含む第2駆動部1036から供給されるトルクによって回転する。第2検出器1035は、例えばロータリーエンコーダ等を含み、第2ドラム部材1022の回転位置を光学的に検出する。第2検出器1035は、検出した第2ドラム部材1022の回転位置を示す情報を制御装置1014に供給する。第2駆動部1036は、制御装置1014から供給される制御信号に従って、第2ドラム部材1022を回転させるトルクを調整する。制御装置1014は、第2検出器1035の検出結果に基づいて第2駆動部1036を制御することによって、第2ドラム部材1022の回転位置を制御し、第1ドラム部材1021と第2ドラム部材1022とを同期移動(同期回転)させる。 In the present embodiment, the second drum member 1022 is rotated by the torque supplied from the second drive unit 1036 including the actuator such as an electric motor. The second detector 1035 includes, for example, a rotary encoder and the like, and optically detects the rotational position of the second drum member 1022. The second detector 1035 supplies the information indicating the detected rotation position of the second drum member 1022 to the control device 1014. The second drive unit 1036 adjusts the torque for rotating the second drum member 1022 according to the control signal supplied from the control device 1014. The control device 1014 controls the rotation position of the second drum member 1022 by controlling the second drive unit 1036 based on the detection result of the second detector 1035, and controls the rotation position of the second drum member 1022, and the first drum member 1021 and the second drum member 1022. And are moved synchronously (synchronized rotation).

ところで、基板Pが薄い可撓性フィルムの場合、第2ドラム部材1022に巻き付くときにシワやねじれが発生することもある。そのため、第2ドラム部材1022の外周面との接触位置まで基板Pをできるだけ真っ直ぐに進入させること、基板Pに与える搬送方向(X方向)のテンションをできるだけ一定にすること等が重要になる。このような観点で、制御装置1014は、第2ドラム部材1022の回転速度ムラが極めて小さくなるように第2駆動部1036を制御する。 By the way, when the substrate P is a thin flexible film, wrinkles and twists may occur when the substrate P is wound around the second drum member 1022. Therefore, it is important that the substrate P enters the substrate P as straight as possible to the contact position with the outer peripheral surface of the second drum member 1022, and that the tension applied to the substrate P in the transport direction (X direction) is as constant as possible. From this point of view, the control device 1014 controls the second drive unit 1036 so that the rotational speed unevenness of the second drum member 1022 becomes extremely small.

なお、本実施形態において、第1ドラム部材1021の第1中心軸AX1001、及び第2ドラム部材1022の第2中心軸AX1002を含む平面を中心面p1003(YZ面と平行)とすると、中心面p1003と円筒状の第1面p1001とが交差する位置付近では、近似的に中心面p1003と第1面p1001とが直交した関係になり、同様に、中心面p1003と円筒状の第2面p1002とが交差する位置付近では、近似的に中心面p1003と第2面p1002とが直交した関係になっている。 In the present embodiment, assuming that the plane including the first central axis AX1001 of the first drum member 1021 and the second central axis AX1002 of the second drum member 1022 is the central surface p1003 (parallel to the YZ surface), the central surface p1003 In the vicinity of the position where and the cylindrical first surface p1001 intersect, the central surface p1003 and the first surface p1001 are approximately orthogonal to each other. Similarly, the central surface p1003 and the cylindrical second surface p1002 Near the intersection of, the central plane p1003 and the second plane p1002 are approximately orthogonal to each other.

本実施形態の露光装置EXは、いわゆる、マルチレンズ方式の投影光学系を搭載することを想定した露光装置である。投影光学系PLは、マスクMのパターンにおける一部の像を投影する複数の投影モジュールを備える。例えば、図2では、中心面p1003の左側に3つの投影モジュール(投影光学系)PL1001,PL1003,PL1005がY方向に一定間隔で配置され、中心面p1003の右側にも3つの投影モジュール(投影光学系)PL1002,PL1004,PL1006がY方向に一定間隔で配置される。 The exposure apparatus EX of the present embodiment is an exposure apparatus that assumes that a so-called multi-lens type projection optical system is mounted. The projection optical system PL includes a plurality of projection modules that project a part of the image in the pattern of the mask M. For example, in FIG. 2, three projection modules (projection optical system) PL1001, PL1003, PL1005 are arranged on the left side of the central surface p1003 at regular intervals in the Y direction, and three projection modules (projection optical system) are also arranged on the right side of the central surface p1003. System) PL1002, PL1004, PL1006 are arranged at regular intervals in the Y direction.

このようなマルチレンズ方式の露光装置EXでは、複数の投影モジュールPL1001〜PL1006によって露光された領域(投影領域PA1001〜PA1006)のY方向の端部を走査によって互いに重ね合わせることによって、所望のパターンの全体像を投影する。このような露光装置EXは、マスクM上のパターンのY方向サイズが大きくなり、必然的にY方向の幅が大きな基板Pを扱う必要性が生じた場合でも、投影モジュールと、それに対応する照明装置1013側のモジュールとをY方向に増設するだけで良いので、容易にパネルサイズ(基板Pの幅)の大型化に適用できると言った利点がある。 In such a multi-lens type exposure apparatus EX, the Y-direction ends of the regions exposed by the plurality of projection modules PL1001 to PL1006 (projection regions PA1001 to PA1006) are superimposed on each other by scanning to obtain a desired pattern. Project the whole picture. Such an exposure apparatus EX has a projection module and corresponding illumination even when the size of the pattern on the mask M in the Y direction becomes large and it is inevitably necessary to handle the substrate P having a large width in the Y direction. Since it is only necessary to add the module on the device 1013 side in the Y direction, there is an advantage that it can be easily applied to increase the panel size (width of the substrate P).

なお、露光装置EXは、マルチレンズ方式でなくてもよい。例えば、基板Pの幅方向の寸法がある程度小さい場合等に、露光装置EXは、1つの投影モジュールによってパターンの全幅の像を基板Pに投影してもよい。また、複数の投影モジュールPL1001〜PL1006は、それぞれ、1個のデバイスに対応するパターンを投影してもよい。すなわち、露光装置EXは、複数個のデバイス用のパターンを、複数の投影モジュールによって並行して投影してもよい。 The exposure apparatus EX does not have to be a multi-lens system. For example, when the dimension in the width direction of the substrate P is small to some extent, the exposure apparatus EX may project an image of the entire width of the pattern onto the substrate P by one projection module. Further, each of the plurality of projection modules PL1001 to PL1006 may project a pattern corresponding to one device. That is, the exposure apparatus EX may project patterns for a plurality of devices in parallel by a plurality of projection modules.

本実施形態の照明装置1013は、光源装置(図示略)及び照明光学系ILを備える。図4に示すように、照明光学系ILは、複数の投影モジュールPL1001〜PL1006の各々に対応してY軸方向に並んだ複数(例えば6つ)の照明モジュールIL1001〜IL1006を備える。光源装置は、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。光源装置が射出する照明光は、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。光源装置から射出された照明光は、照度分布が均一化されて、例えば光ファイバー等の導光部材を介して、複数の照明モジュールIL1001〜IL1006に振り分けられる。 The lighting device 1013 of the present embodiment includes a light source device (not shown) and an illumination optical system IL. As shown in FIG. 4, the illumination optical system IL includes a plurality of (for example, six) illumination modules IL1001 to IL1006 arranged in the Y-axis direction corresponding to each of the plurality of projection modules PL1001 to PL1006. The light source device includes, for example, a lamp light source such as a mercury lamp, or a solid-state light source such as a laser diode or a light emitting diode (LED). The illumination light emitted by the light source device is, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as emission line (g line, h line, i line), KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), and ArF excimer laser light emitted from a lamp light source. (Wavelength 193 nm) and the like. The illumination light emitted from the light source device has a uniform illuminance distribution and is distributed to a plurality of illumination modules IL1001 to IL1006 via a light guide member such as an optical fiber.

なお、光源装置は、第1ドラム部材1021の内側に配置されていてもよいし、第1ドラム部材1021の外側に配置されていてもよい。また、光源装置は、露光装置EXと別の装置(外部装置)であってもよい。 The light source device may be arranged inside the first drum member 1021 or may be arranged outside the first drum member 1021. Further, the light source device may be a device (external device) different from the exposure device EX.

複数の照明モジュールIL1001〜IL1006のそれぞれは、レンズ等の複数の光学部材を含む。本実施形態において、光源装置から出射して複数の照明モジュールIL1001〜IL1006のいずれかを通る光を照明光束EL1という。複数の照明モジュールIL1001〜IL1006のそれぞれは、例えばインテグレータ光学系、ロッドレンズ、フライアイレンズ等を含み、均一な照度分布の照明光束EL1によって照明領域IRを照明する。本実施形態において、複数の照明モジュールIL1001〜IL1006は、第1ドラム部材1021の内側に配置されている。複数の照明モジュールIL1001〜IL1006のそれぞれは、第1ドラム部材1021の内側から第1ドラム部材1021を通して、第1ドラム部材1021の外周面に保持されているマスクM上の各照明領域IR(IR1001〜IR1006)を照明する。 Each of the plurality of illumination modules IL1001 to IL1006 includes a plurality of optical members such as a lens. In the present embodiment, the light emitted from the light source device and passing through any of the plurality of lighting modules IL1001 to IL1006 is referred to as an illumination luminous flux EL1. Each of the plurality of illumination modules IL1001 to IL1006 includes, for example, an integrator optical system, a rod lens, a fly-eye lens, and the like, and illuminates the illumination region IR with an illumination luminous flux EL1 having a uniform illuminance distribution. In this embodiment, the plurality of lighting modules IL1001 to IL1006 are arranged inside the first drum member 1021. Each of the plurality of lighting modules IL1001 to IL1006 passes through the first drum member 1021 from the inside of the first drum member 1021 and is held on the outer peripheral surface of the first drum member 1021. Illuminate IR1006).

本実施形態において、各照明モジュールのことを、−Y側(図2紙面手前側)から+Y側(図2紙面奧側)に向う順に、第1照明モジュールIL1001、第2照明モジュールIL1002、第3照明モジュールIL1003、第4照明モジュールIL1004、第5照明モジュールIL1005、第6照明モジュールIL1006という。すなわち、複数の照明モジュールIL1001〜IL1006のうち、最も−Y側に配置されているのは第1照明モジュールIL1001であり、最も+Y側に配置されているのは第6照明モジュールIL1006である。なお、投影光学系PLが備える投影モジュールの数は、1個以上5個以下でもよいし、7個以上でもよい。 In the present embodiment, the first lighting module IL1001, the second lighting module IL1002, and the third lighting module are arranged in the order from the −Y side (front side of the paper surface in FIG. 2) to the + Y side (back side of the paper surface in FIG. 2). It is called a lighting module IL1003, a fourth lighting module IL1004, a fifth lighting module IL1005, and a sixth lighting module IL1006. That is, among the plurality of lighting modules IL1001 to IL1006, the first lighting module IL1001 is arranged on the most −Y side, and the sixth lighting module IL1006 is arranged on the most + Y side. The number of projection modules included in the projection optical system PL may be 1 or more and 5 or less, or 7 or more.

複数の照明モジュールIL1001〜IL1006は、第1中心軸AX1001と交差する方向(例えば、X軸方向)に関して、互いに干渉しないように離間して配置されている。第1照明モジュールIL1001、第3照明モジュールIL1003、及び第5照明モジュールIL1005は、Y軸方向から見て、互いに重なる位置に配置されている。第1照明モジュールIL1001、第3照明モジュールIL1003、及び第5照明モジュールIL1005は、Y軸方向に互いに離れて配置されている。 The plurality of lighting modules IL1001 to IL1006 are arranged apart from each other in a direction intersecting the first central axis AX1001 (for example, the X-axis direction) so as not to interfere with each other. The first lighting module IL1001, the third lighting module IL1003, and the fifth lighting module IL1005 are arranged at positions where they overlap each other when viewed from the Y-axis direction. The first lighting module IL1001, the third lighting module IL1003, and the fifth lighting module IL1005 are arranged apart from each other in the Y-axis direction.

本実施形態において、第2照明モジュールIL1002は、Y軸方向から見て、中心面p1003に関して第1照明モジュールIL1001と対称的に配置されている。第4照明モジュールIL1004及び第6照明モジュールIL1006は、Y軸方向から見て、第2照明モジュールIL1002と重なる位置に配置されている。第2照明モジュールIL1002、第4照明モジュールIL1004、及び第6照明モジュールIL1006は、Y軸方向には互いに離れて配置されている。 In the present embodiment, the second illumination module IL1002 is arranged symmetrically with respect to the first illumination module IL1001 with respect to the central surface p1003 when viewed from the Y-axis direction. The fourth lighting module IL1004 and the sixth lighting module IL1006 are arranged at positions overlapping with the second lighting module IL1002 when viewed from the Y-axis direction. The second lighting module IL1002, the fourth lighting module IL1004, and the sixth lighting module IL1006 are arranged apart from each other in the Y-axis direction.

複数の照明モジュールIL1001〜IL1006のそれぞれは、第1ドラム部材1021の第1中心軸AX1001に関する放射方向(径方向)のうち、中心面p1003と交差する第1径方向D1001又は第2径方向D1002に向けて照明光束EL1を照射する。各照明モジュールの照明光束EL1の照射方向は、照明モジュールがY軸方向に並ぶ順に交互に、変化している。例えば、第1照明モジュールIL1からの照明光束の照射方向(第1径方向D1001)は、Z軸方向よりも−X側に傾いており、第2照明モジュールIL1002からの照明光束の照射方向(第2径方向D1002)は、−Z軸方向よりも+X側に傾いている。同様にして、第3照明モジュールIL1003及び第5照明モジュールIL1005の各々からの照明光束の照射方向は、第1照明モジュールIL1001の照射方向と実質的に平行であり、第4照明モジュールIL1004及び第6照明モジュールIL1006の各々からの照明光束の照射方向は、第2照明モジュールIL1002の照射方向と実質的に平行である。 Each of the plurality of lighting modules IL1001 to IL1006 is located in the first radial direction D1001 or the second radial direction D1002 intersecting the central surface p1003 in the radial direction (diameter direction) with respect to the first central axis AX1001 of the first drum member 1021. The illumination luminous flux EL1 is irradiated toward. The irradiation direction of the illumination luminous flux EL1 of each illumination module changes alternately in the order in which the illumination modules are arranged in the Y-axis direction. For example, the irradiation direction of the illumination flux from the first illumination module IL1 (first radial direction D1001) is inclined to the −X side with respect to the Z-axis direction, and the irradiation direction of the illumination flux from the second illumination module IL1002 (first). The biaxial direction D1002) is inclined to the + X side with respect to the −Z axis direction. Similarly, the irradiation direction of the illumination luminous flux from each of the third illumination module IL1003 and the fifth illumination module IL1005 is substantially parallel to the irradiation direction of the first illumination module IL1001, and the fourth illumination module IL1004 and the sixth illumination module IL1004. The irradiation direction of the illumination luminous flux from each of the illumination modules IL1006 is substantially parallel to the irradiation direction of the second illumination module IL1002.

図5は、本実施形態における照明領域IR及び投影領域PAの配置を示す図である。なお、図5には、第1ドラム部材1021に配置されたマスクM上の照明領域IRを−Z側から見た平面図(図5中の左図)と、第2ドラム部材1022に配置された基板P上の投影領域PAを+Z側から見た平面図(図5中の右図)とが図示されている。図5中の符号Xsは、第1ドラム部材1021又は第2ドラム部材1022の移動方向(回転方向)を示す。 FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of the illumination region IR and the projection region PA in the present embodiment. Note that FIG. 5 shows a plan view (left view in FIG. 5) of the illumination region IR on the mask M arranged on the first drum member 1021 as viewed from the −Z side, and the illumination region IR arranged on the second drum member 1022. A plan view (right view in FIG. 5) of the projection region PA on the substrate P as viewed from the + Z side is shown. Reference numeral Xs in FIG. 5 indicates a moving direction (rotational direction) of the first drum member 1021 or the second drum member 1022.

第1から第6照明モジュールIL1001〜IL1006は、それぞれ、マスクM上の第1から第6照明領域IR1001〜IR1006を照明する。例えば、第1照明モジュールIL1001は、第1照明領域IR1001を照明し、第2照明モジュールIL1002は第2照明領域IR1002を照明する。 The first to sixth illumination modules IL1001 to IL1006 illuminate the first to sixth illumination regions IR1001 to IR1006 on the mask M, respectively. For example, the first illumination module IL1001 illuminates the first illumination region IR1001, and the second illumination module IL1002 illuminates the second illumination region IR1002.

本実施形態における第1照明領域IR1001は、Y方向に細長い台形状の領域として説明するが、後で説明する投影光学系(投影モジュール)PLの構成によっては、この台形領域を包含する長方形の領域としても良い。第3照明領域IR1003及び第5照明領域IR1005は、それぞれ、第1照明領域IR1001と同様の形状の領域であり、Y軸方向に一定間隔を空けて配置されている。また、第2照明領域IR1002は、中心面p1003に関して第1照明領域IR1001と対称的な台形状(又は長方形)の領域である。第4照明領域IR1004及び第6照明領域IR1006は、それぞれ、第2照明領域IR1002と同様の形状の領域であり、Y軸方向に一定間隔を空けて配置されている。 The first illumination region IR1001 in the present embodiment will be described as a trapezoidal region elongated in the Y direction, but depending on the configuration of the projection optical system (projection module) PL described later, a rectangular region including this trapezoidal region. May be. The third illumination region IR1003 and the fifth illumination region IR1005 are regions having the same shape as the first illumination region IR1001, respectively, and are arranged at regular intervals in the Y-axis direction. The second illumination region IR1002 is a trapezoidal (or rectangular) region symmetrical with the first illumination region IR1001 with respect to the central surface p1003. The fourth illumination region IR1004 and the sixth illumination region IR1006 are regions having the same shape as the second illumination region IR1002, respectively, and are arranged at regular intervals in the Y-axis direction.

図5に示すように、第1から第6照明領域IR1001〜IR1006のそれぞれは、第1面p1001の周方向に沿って見た場合に、隣り合う台形状の照明領域の斜辺部の三角部が重なるように(オーバーラップするように)配置されている。そのため、例えば、第1ドラム部材1021の回転によって第1照明領域IR1001を通過するマスクM上の第1領域A1001は、第1ドラム部材1021の回転によって第2照明領域IR1002を通過するマスクM上の第2領域A1002と一部重複する。 As shown in FIG. 5, each of the first to sixth illumination regions IR1001 to IR1006 has triangular portions on the hypotenuses of adjacent trapezoidal illumination regions when viewed along the circumferential direction of the first surface p1001. They are arranged so that they overlap (overlap). Therefore, for example, the first region A1001 on the mask M passing through the first illumination region IR1001 by the rotation of the first drum member 1021 is on the mask M passing through the second illumination region IR1002 by the rotation of the first drum member 1021. It partially overlaps with the second region A1002.

本実施形態において、マスクMは、パターンが形成されているパターン形成領域A1003と、パターンが形成されていないパターン非形成領域A1004とを有する。そのパターン非形成領域A1004は、パターン形成領域A1003を枠状に囲むように配置されており、照明光束EL1を遮光する特性を有する。マスクMのパターン形成領域A1003は、第1ドラム部材1021の回転に伴って方向Xsに移動し、パターン形成領域A1003のうちのY軸方向の各部分領域は、第1から第6照明領域IR1001〜IR1006のいずれかを通過する。換言すると、第1から第6照明領域IR1001〜IR1006は、パターン形成領域A1003のY軸方向の全幅をカバーするように、配置されている。 In the present embodiment, the mask M has a pattern forming region A1003 in which a pattern is formed and a pattern non-forming region A1004 in which a pattern is not formed. The pattern-non-forming region A1004 is arranged so as to surround the pattern-forming region A1003 in a frame shape, and has a characteristic of blocking the illumination luminous flux EL1. The pattern forming region A1003 of the mask M moves in the direction Xs with the rotation of the first drum member 1021, and each partial region of the pattern forming region A1003 in the Y-axis direction is the first to sixth illumination regions IR1001 to Pass through any of IR1006. In other words, the first to sixth illumination regions IR1001 to IR1006 are arranged so as to cover the entire width of the pattern forming region A1003 in the Y-axis direction.

図2に示すように、投影光学系PLは、Y軸方向に並ぶ複数の投影モジュールPL1001〜PL1006を備える。複数の投影モジュールPL1001〜PL1006のそれぞれは、第1から第6照明モジュールIL1006のそれぞれと1対1で対応しており、対応する照明モジュールによって照明される照明領域IR内に現れるマスクMの部分的なパターンの像を、基板P上の各投影領域PAに投影する。 As shown in FIG. 2, the projection optical system PL includes a plurality of projection modules PL1001 to PL1006 arranged in the Y-axis direction. Each of the plurality of projection modules PL1001 to PL1006 has a one-to-one correspondence with each of the first to sixth illumination modules IL1006, and is a partial mask M appearing in the illumination region IR illuminated by the corresponding illumination module. An image of a pattern is projected onto each projection area PA on the substrate P.

例えば、第1投影モジュールPL1001は、第1照明モジュールIL1001に対応し、第1照明モジュールIL1001によって照明される第1照明領域IR1001(図5参照)におけるマスクMのパターンの像を、基板P上の第1投影領域PA1001に投影する。第3投影モジュールPL1003、第5投影モジュールPL1005は、それぞれ、第3照明モジュールIL1003、第5照明モジュールIL1005と対応している。第3投影モジュールPL1003及び第5投影モジュールPL1005は、Y軸方向から見ると、第1投影モジュールPL1001と重なる位置に配置されている。 For example, the first projection module PL1001 corresponds to the first illumination module IL1001 and displays an image of the mask M pattern in the first illumination region IR1001 (see FIG. 5) illuminated by the first illumination module IL1001 on the substrate P. It is projected onto the first projection area PA1001. The third projection module PL1003 and the fifth projection module PL1005 correspond to the third illumination module IL1003 and the fifth illumination module IL1005, respectively. The third projection module PL1003 and the fifth projection module PL1005 are arranged at positions overlapping with the first projection module PL1001 when viewed from the Y-axis direction.

また、第2投影モジュールPL1002は、第2照明モジュールIL1002に対応し、第2照明モジュールIL1002によって照明される第2照明領域IR1002(図5参照)におけるマスクMのパターンの像を、基板P上の第2投影領域PA1002に投影する。第2投影モジュールPL1002は、Y軸方向から見ると、第1投影モジュールPL1001に対して中心面p1003を挟んで対称的な位置に配置されている。 Further, the second projection module PL1002 corresponds to the second illumination module IL1002, and the image of the mask M pattern in the second illumination region IR1002 (see FIG. 5) illuminated by the second illumination module IL1002 is displayed on the substrate P. It is projected onto the second projection area PA1002. The second projection module PL1002 is arranged symmetrically with respect to the first projection module PL1001 with the central surface p1003 in between when viewed from the Y-axis direction.

第4投影モジュールPL1004、第6投影モジュールPL1006は、それぞれ、第4照明モジュールIL1004、第6照明モジュールIL1006と対応して配置され、第4投影モジュールPL1004及び第6投影モジュールPL1006は、Y軸方向から見て、第2投影モジュールPL1002と重なる位置に配置されている。 The fourth projection module PL1004 and the sixth projection module PL1006 are arranged corresponding to the fourth illumination module IL1004 and the sixth illumination module IL1006, respectively, and the fourth projection module PL1004 and the sixth projection module PL1006 are arranged from the Y-axis direction. As you can see, it is arranged at a position where it overlaps with the second projection module PL1002.

なお、本実施形態において、照明装置1013の各照明モジュールIL1001〜IL1006からマスクM上の各照明領域IR1001〜IR1006に達する光を照明光束EL1とし、各照明領域IR1001〜IR1006中に現れるマスクMの部分パターンに応じた強度分布変調を受けて各投影モジュールPL1001〜PL1006に入射して各投影領域PA1001〜PA1006に達する光を、結像光束EL2とする。 In the present embodiment, the light reaching the respective illumination regions IR1001 to IR1006 on the mask M from the respective illumination modules IL1001 to IL1006 of the illumination device 1013 is defined as the illumination luminous flux EL1, and the portion of the mask M appearing in each of the illumination regions IR1001 to IR1006. The light that is incident on the projection modules PL1001 to PL1006 and reaches the projection regions PA1001 to PA1006 after receiving the intensity distribution modulation according to the pattern is referred to as the imaging luminous flux EL2.

図5中の右図に示すように、第1照明領域IR1001におけるパターンの像は第1投影領域PA1001に投影され、第3照明領域IR1003におけるパターンの像は、第3投影領域PA1003に投影され、第5照明領域IR1005におけるパターンの像は、第5投影領域PA1005に投影される。本実施形態において、第1投影領域PA1001、第3投影領域PA1003及び第5投影領域PA1005は、Y軸方向に一列に並ぶように、配置される。 As shown in the right figure in FIG. 5, the image of the pattern in the first illumination area IR1001 is projected on the first projection area PA1001, and the image of the pattern in the third illumination area IR1003 is projected on the third projection area PA1003. The image of the pattern in the fifth illumination region IR1005 is projected onto the fifth projection region PA1005. In the present embodiment, the first projection region PA1001, the third projection region PA1003, and the fifth projection region PA1005 are arranged so as to line up in the Y-axis direction.

また、第2照明領域IR1002におけるパターンの像は、第2投影領域PA1002に投影される。本実施形態において、第2投影領域PA1002は、Y軸方向から見て、中心面p1003に関して第1投影領域PA1001と対称的に配置される。また、第4照明領域IR1004におけるパターンの像は、第4投影領域PA1004に投影され、第6照明領域IR1006におけるパターンの像は、第6投影領域PA1006に投影される。本実施形態において、第2投影領域PA1002、第4投影領域PA1004及び第6投影領域PA1006は、Y軸方向に一列に並ぶように、配置される。 Further, the image of the pattern in the second illumination region IR1002 is projected on the second projection region PA1002. In the present embodiment, the second projection region PA1002 is arranged symmetrically with respect to the first projection region PA1001 with respect to the central plane p1003 when viewed from the Y-axis direction. Further, the image of the pattern in the fourth illumination area IR1004 is projected on the fourth projection area PA1004, and the image of the pattern in the sixth illumination area IR1006 is projected on the sixth projection area PA1006. In the present embodiment, the second projection region PA1002, the fourth projection region PA1004, and the sixth projection region PA1006 are arranged so as to line up in the Y-axis direction.

第1から第6投影領域PA1001〜PA1006のそれぞれは、第2面p1002の周方向に沿って見た場合に、第2中心軸AX1002に平行な方向において隣り合う投影領域と、端部(台形の三角部分)が重なるように配置されている。そのため、例えば、第2ドラム部材1022の回転によって第1投影領域PA1001を通過する基板P上の第3領域A1005は、第2ドラム部材1022の回転によって第2投影領域PA1002を通過する基板P上の第4領域A1006と一部重複する。
第1投影領域PA1001と第2投影領域PA1002は、第3領域A1005と第4領域A1006が重複する領域での露光量が、重複しない領域の露光量と実質的に同じになるように、それぞれの形状等が設定されている。
Each of the first to sixth projection regions PA1001 to PA1006 has a projection region adjacent to each other in a direction parallel to the second central axis AX1002 and an end portion (trapezoidal) when viewed along the circumferential direction of the second surface p1002. The triangular parts) are arranged so as to overlap. Therefore, for example, the third region A1005 on the substrate P passing through the first projection region PA1001 by the rotation of the second drum member 1022 is on the substrate P passing through the second projection region PA1002 by the rotation of the second drum member 1022. It partially overlaps with the fourth region A1006.
The first projection area PA1001 and the second projection area PA1002 are each so that the exposure amount in the area where the third area A1005 and the fourth area A1006 overlap is substantially the same as the exposure amount in the non-overlapping area. The shape etc. are set.

本実施形態において、基板Pにおける露光対象の領域(以下、露光領域A1007という)は、図5中の右図に示すように、第2ドラム部材1022の回転に伴って方向Xsに移動し、露光領域A1007のうちのY軸方向の各部分領域は、第1から第6投影領域PA1001〜PA1006のいずれかを通過する。換言すると、第1から第6投影領域PA1001〜PA1006は、露光領域A1007のY軸方向の全幅をカバーするように、配置されている。 In the present embodiment, the region to be exposed on the substrate P (hereinafter referred to as the exposure region A1007) moves in the direction Xs with the rotation of the second drum member 1022 and is exposed as shown in the right figure in FIG. Each partial region in the Y-axis direction of the region A1007 passes through any of the first to sixth projection regions PA1001 to PA1006. In other words, the first to sixth projection regions PA1001 to PA1006 are arranged so as to cover the entire width of the exposure region A1007 in the Y-axis direction.

なお、第1投影モジュールPL1001に対する照明光束EL1の照射方向は、例えば第1照明領域IR1001内のいずれかの位置を通る主光線の進行方向としてもよいし、第1照明領域IR1001の中心を通る主光線の進行方向としてもよい。第2から第6投影モジュールPL1002〜PL1006に対する照明光束EL1の照射方向についても同様である。 The irradiation direction of the illumination luminous flux EL1 with respect to the first projection module PL1001 may be, for example, the traveling direction of the main ray passing through any position in the first illumination region IR1001, or the main light beam passing through the center of the first illumination region IR1001. It may be the traveling direction of the light beam. The same applies to the irradiation direction of the illumination luminous flux EL1 with respect to the second to sixth projection modules PL1002 to PL1006.

ところで、第1から第6投影領域PA1001〜PA1006は、そのいずれかを通る基板P上の領域が互いに端部で重複しないように、配置されていてもよい。例えば、第1投影領域PA1001を通る第3領域A1005が、第2投影領域PA1002を通る第4領域A1006と一部重複しなくてもよい。すなわち、マルチレンズ方式であっても各投影モジュールによる継ぎ露光を行なわないこともできる。この場合に、第3領域A1005は、第1のデバイスに対応するパターンが投影される領域であって、第4領域A1006は、第2のデバイスに対応するパターンが投影される領域であってもよい。上記の第2のデバイスは、第1のデバイスと同種のデバイスであって、第4領域A1006に第3領域A1005と同じパターンが投影されてもよい。上記の第2のデバイスは、第1のデバイスと異なる種類のデバイスであって、第4領域A1006に第3領域A1005と異なるパターンが投影されてもよい。 By the way, the first to sixth projection regions PA1001 to PA1006 may be arranged so that the regions on the substrate P passing through any of them do not overlap each other at the ends. For example, the third region A1005 passing through the first projection region PA1001 may not partially overlap with the fourth region A1006 passing through the second projection region PA1002. That is, even in the multi-lens system, it is possible not to perform joint exposure by each projection module. In this case, the third region A1005 is a region on which the pattern corresponding to the first device is projected, and the fourth region A1006 is a region on which the pattern corresponding to the second device is projected. good. The second device may be the same type of device as the first device, and the same pattern as that of the third region A1005 may be projected on the fourth region A1006. The second device is a device of a different type from the first device, and a pattern different from that of the third region A1005 may be projected on the fourth region A1006.

次に、本実施形態の投影光学系PLの詳細構成について図6を参照して説明する。なお、本実施形態において、第2から第6投影モジュールPL1001〜PL1006のそれぞれは、第1投影モジュールPL1001と同様の構成である。そのため、投影光学系PLを代表して、第1投影モジュールPL1001の構成について説明する。 Next, the detailed configuration of the projection optical system PL of the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, each of the second to sixth projection modules PL1001 to PL1006 has the same configuration as the first projection module PL1001. Therefore, the configuration of the first projection module PL1001 will be described on behalf of the projection optical system PL.

図6に示す第1投影モジュールPL1001は、第1照明領域IR1001に配置されたマスクMのパターンの像を中間像面p1007に結像する第1光学系1041と、第1光学系1041が形成した中間像の少なくとも一部を基板Pの第1投影領域PA1001に再結像する第2光学系1042と、中間像が形成される中間像面p1007に配置された第1視野絞り1043とを備える。 The first projection module PL1001 shown in FIG. 6 is formed by the first optical system 1041 and the first optical system 1041 that form an image of the pattern of the mask M arranged in the first illumination region IR1001 on the intermediate image plane p1007. It includes a second optical system 1042 that reimages at least a part of the intermediate image in the first projection region PA1001 of the substrate P, and a first field diaphragm 1043 arranged on the intermediate image plane p1007 on which the intermediate image is formed.

また、第1投影モジュールPL1001は、基板P上に形成されるマスクのパターン像(以下、投影像という)のフォーカス状態を微調整する為のフォーカス補正光学部材1044、投影像を像面内で微少に横シフトさせる為の像シフト補正光学部材1045、投影像の倍率を微少補正する倍率補正用光学部材1047、及び投影像を像面内で微少回転させる為のローテーション補正機構1046、を備える。 Further, the first projection module PL1001 includes a focus correction optical member 1044 for finely adjusting the focus state of a mask pattern image (hereinafter referred to as a projected image) formed on the substrate P, and the projected image is minute in the image plane. It is provided with an image shift correction optical member 1045 for laterally shifting the image, a magnification correction optical member 1047 for finely correcting the magnification of the projected image, and a rotation correction mechanism 1046 for slightly rotating the projected image in the image plane.

フォーカス補正光学部材1044は、第1照明領域IR1001から出射した結像光束EL2が入射する位置に配置され、像シフト補正光学部材1045は、フォーカス補正光学部材1044から出射した結像光束EL2が入射する位置に配置されている。倍率補正用光学部材1047は、第2光学系1042から出射した結像光束EL2が入射する位置に配置されている。 The focus correction optical member 1044 is arranged at a position where the imaging light flux EL2 emitted from the first illumination region IR1001 is incident, and the image shift correction optical member 1045 is incident with the imaging light flux EL2 emitted from the focus correction optical member 1044. It is placed in position. The magnification correction optical member 1047 is arranged at a position where the imaging light flux EL2 emitted from the second optical system 1042 is incident.

マスクMのパターンからの結像光束EL2は、第1照明領域IR1001から法線方向に出射し、フォーカス補正光学部材1044を通って像シフト補正光学部材1045に入射する。像シフト補正光学部材1045を透過した結像光束EL2は、第1光学系1041の要素である第1偏向部材1050の第1反射面(平面鏡)p1004で反射され、第1レンズ群1051を通って第1凹面鏡1052で反射され、再び第1レンズ群1051を通って第1偏向部材1050の第2反射面(平面鏡)p1005で反射されて、第1視野絞り1043に入射する。 The imaged luminous flux EL2 from the pattern of the mask M is emitted from the first illumination region IR1001 in the normal direction, passes through the focus correction optical member 1044, and is incident on the image shift correction optical member 1045. The imaging light beam EL2 transmitted through the image shift correction optical member 1045 is reflected by the first reflecting surface (curved mirror) p1004 of the first deflection member 1050, which is an element of the first optical system 1041, and passes through the first lens group 1051. It is reflected by the first concave mirror 1052, is reflected again by the second reflecting surface (plane mirror) p1005 of the first deflection member 1050 through the first lens group 1051, and is incident on the first field aperture 1043.

第1視野絞り1043を通った結像光束EL2は、第2光学系1042の要素である第2偏向部材1057の第3反射面(平面鏡)p1008で反射され、第2レンズ群1058を通って第2凹面鏡1059で反射され、再び第2レンズ群1058を通って第2偏向部材1057の第4反射面(平面鏡)p1009で反射されて、倍率補正用光学部材1047に入射する。
倍率補正用光学部材1047から出射した結像光束EL2は、基板P上の第1投影領域PA1001に入射し、第1照明領域IR1001内に現れるパターンの像が第1投影領域PA1001に等倍(×1)で投影される。
The imaging light beam EL2 that has passed through the first field aperture 1043 is reflected by the third reflecting surface (curved mirror) p1008 of the second deflection member 1057, which is an element of the second optical system 1042, and passes through the second lens group 1058 to the second. It is reflected by the two concave mirrors 1059, is reflected again by the fourth reflecting surface (plane mirror) p1009 of the second deflection member 1057 through the second lens group 1058, and is incident on the magnification correction optical member 1047.
The image luminous flux EL2 emitted from the magnification correction optical member 1047 is incident on the first projection region PA1001 on the substrate P, and the image of the pattern appearing in the first illumination region IR1001 is the same magnification as the first projection region PA1001 (×). It is projected in 1).

第1光学系1041と第2光学系1042は、例えばダイソン系を変形したテレセントリックな反射屈折光学系である。本実施形態において、第1光学系1041の光軸(以下、第1光軸AX1003という)は、中心面p1003に対して実質的に直交する。第1光学系1041は、第1偏向部材1050、第1レンズ群1051、及び第1凹面鏡1052を備える。像シフト補正光学部材1045から出射した結像光束EL2は、第1偏向部材1050の第1反射面p1004で反射して第1光軸AX1003の一方側(−X側)に向って進行し、第1レンズ群1051を通って瞳面に配置される第1凹面鏡1052に入射する。第1凹面鏡1052で反射した結像光束EL2は、第1光軸AX1003の他方側(+X側)に進行して第1レンズ群1051を通り、第1偏向部材1050の第2反射面p1005で反射して第1視野絞り1043に入射する。 The first optical system 1041 and the second optical system 1042 are, for example, telecentric catadioptric systems obtained by modifying the Dyson system. In the present embodiment, the optical axis of the first optical system 1041 (hereinafter referred to as the first optical axis AX1003) is substantially orthogonal to the central plane p1003. The first optical system 1041 includes a first deflection member 1050, a first lens group 1051, and a first concave mirror 1052. The imaging light beam EL2 emitted from the image shift correction optical member 1045 is reflected by the first reflecting surface p1004 of the first deflection member 1050 and travels toward one side (−X side) of the first optical axis AX1003. It is incident on the first concave mirror 1052 arranged on the pupil surface through one lens group 1051. The imaging light beam EL2 reflected by the first concave mirror 1052 travels to the other side (+ X side) of the first optical axis AX1003, passes through the first lens group 1051, and is reflected by the second reflecting surface p1005 of the first deflection member 1050. Then, it is incident on the first visual field aperture 1043.

第1偏向部材1050は、Y軸方向に延びる三角プリズムである。本実施形態において、第1反射面p1004と第2反射面p1005のそれぞれは、三角プリズムの表面に形成された鏡面(反射膜の表面)を含む。第1照明領域IR1001の中心を通った結像光束EL2の主光線EL3は、中心面p1003に対してXZ面内で傾斜した第1径方向D1001に沿って進行して第1投影モジュールPL1001に入射する。 The first deflection member 1050 is a triangular prism extending in the Y-axis direction. In the present embodiment, each of the first reflecting surface p1004 and the second reflecting surface p1005 includes a mirror surface (surface of the reflecting film) formed on the surface of the triangular prism. The main ray EL3 of the imaging light beam EL2 passing through the center of the first illumination region IR1001 travels along the first radial direction D1001 inclined in the XZ plane with respect to the central plane p1003 and is incident on the first projection module PL1001. do.

第1偏向部材1050は、第1照明領域IR1001から第1反射面p1004に達する主光線EL3と、第2反射面p1005から中間像面p1007に達する主光線EL3(中心面p1003と平行)とが、XZ面内で非平行となる(交差する)ように、結像光束EL2を偏向する。 In the first deflection member 1050, the main ray EL3 reaching the first reflecting surface p1004 from the first illumination region IR1001 and the main ray EL3 (parallel to the central surface p1003) reaching the intermediate image plane p1007 from the second reflecting surface p1005 are formed. The image light beam EL2 is deflected so as to be non-parallel (intersect) in the XZ plane.

以上のような光路を形成する為に、本実施形態では、第1偏向部材1050の第1反射面p1004と第2反射面p1005とが交わる稜線と第1光軸AX1003とを含み、XY面と平行な面をp1006としたとき、この面p1006に対して第1反射面p1004と第2反射面p1005は非対称な角度で配置されている。 In order to form the optical path as described above, in the present embodiment, the ridge line at which the first reflection surface p1004 and the second reflection surface p1005 of the first deflection member 1050 intersect and the first optical axis AX1003 are included, and the XY surface is included. When the parallel surface is p1006, the first reflecting surface p1004 and the second reflecting surface p1005 are arranged at an asymmetric angle with respect to this surface p1006.

第1反射面p1004の面p1006に対する角度をθ1001、第2反射面p1005の面p1006に対する角度をθ1002とすると、本実施形態において、角度(θ1001+θ1002)は、90°未満に設定され、角度θ1001は45°未満、角度θ1002は実質的に45°に設定されている。 Assuming that the angle of the first reflecting surface p1004 with respect to the surface p1006 is θ1001 and the angle of the second reflecting surface p1005 with respect to the surface p1006 is θ1002, the angle (θ1001 + θ1002) is set to less than 90 ° in the present embodiment, and the angle θ1001 is 45. Less than °, the angle θ1002 is set to substantially 45 °.

第1反射面p1004で反射して第1レンズ群1051に入射する主光線EL3を光軸AX1003と平行に設定することにより、その主光線EL3は第1凹面鏡1052の中心、すなわち瞳面の光軸AX1003との交点に通すことができ、テレセントリックな結像状態を確保できる。その為には、図6において、第1照明領域IR1001から第1反射面p1004に達する主光線EL3(第1径方向D1001)の中心面p1003に対する傾き角をθdとしたとき、第1反射面p1004の角度θ1001は、下記の式(1)を満たすように設定すれば良い。
θ1001=45°−(θd/2)・・・(1)
By setting the main ray EL3 reflected by the first reflecting surface p1004 and incident on the first lens group 1051 parallel to the optical axis AX1003, the main ray EL3 is set to the center of the first concave mirror 1052, that is, the optical axis of the pupil surface. It can be passed through the intersection with the AX1003, and a telecentric imaging state can be secured. For this purpose, in FIG. 6, when the inclination angle of the main ray EL3 (first radial direction D1001) reaching the first reflection surface p1004 from the first illumination region IR1001 with respect to the central surface p1003 is θd, the first reflection surface p1004 The angle θ1001 of may be set so as to satisfy the following equation (1).
θ1001 = 45 ° − (θd / 2) ・ ・ ・ (1)

本実施形態において、第1レンズ群1051に属する複数のレンズのそれぞれは、第1光軸AX1003の回りで軸対称な形状である。第1反射面p1004で反射した結像光束EL2は、面p1006に関する一方側(+Z側)から第1レンズ群1051に入射する。第1凹面鏡1052は、第1光学系1041の瞳面の位置又はその近傍に配置されている。 In the present embodiment, each of the plurality of lenses belonging to the first lens group 1051 has an axisymmetric shape around the first optical axis AX1003. The imaged luminous flux EL2 reflected by the first reflecting surface p1004 is incident on the first lens group 1051 from one side (+ Z side) with respect to the surface p1006. The first concave mirror 1052 is arranged at or near the position of the pupil surface of the first optical system 1041.

第1レンズ群1051を通った結像光束EL2の主光線EL3は、第1光軸AX1003と第1凹面鏡1052との交点に入射する。第1凹面鏡1052で反射した結像光束EL2は、第1凹面鏡1052への入射前と比較して、第1レンズ群1051の中を面p1006に関して対称的な光路に沿って進行する。第1凹面鏡1052で反射した結像光束EL2は、第1レンズ群1051の他方側(−Z側)から出射し、第1偏向部材1050の第2反射面p1005で反射して、中心面p1003と平行な主光線EL3に沿って進行する。 The main ray EL3 of the imaging light beam EL2 that has passed through the first lens group 1051 is incident on the intersection of the first optical axis AX1003 and the first concave mirror 1052. The imaging light beam EL2 reflected by the first concave mirror 1052 travels in the first lens group 1051 along an optical path symmetrical with respect to the surface p1006 as compared with before being incident on the first concave mirror 1052. The imaging light beam EL2 reflected by the first concave mirror 1052 is emitted from the other side (−Z side) of the first lens group 1051 and reflected by the second reflecting surface p1005 of the first deflection member 1050 to be the central surface p1003. It travels along the parallel main ray EL3.

第1視野絞り1043は、第1投影領域PA1001の形状を規定する開口を有する。すなわち、第1視野絞り1043の開口の形状が第1投影領域PA1001の形状を規定することになる。従って、図6に示すように、中間像面p1007に視野絞り1043を配置できる場合は、この視野絞り1043の開口形状を先の図5の右図で示したような台形状にすることができ、その場合は、第1から第6照明領域IR1001〜IR1006のそれぞれの形状を、第1から第6投影領域PA1001〜PA1006のそれぞれの形状(台形)と相似にしなくてもよく、各投影領域(視野絞り1043の開口)の台形形状を包含するような長方形にすることができる。 The first field diaphragm 1043 has an opening that defines the shape of the first projection region PA1001. That is, the shape of the opening of the first visual field diaphragm 1043 defines the shape of the first projection region PA1001. Therefore, as shown in FIG. 6, when the field diaphragm 1043 can be arranged on the intermediate image plane p1007, the opening shape of the field diaphragm 1043 can be made into a trapezoidal shape as shown in the right figure of FIG. In that case, the shapes of the first to sixth illumination regions IR1001 to IR1006 do not have to be similar to the respective shapes (trapezoids) of the first to sixth projection regions PA1001 to PA1006, and each projection region ( It can be made into a rectangle that includes the trapezoidal shape of the field diaphragm (opening of 1043).

第2光学系1042は、第1光学系1041と同様の構成であり、第1視野絞り1043を含む中間像面p1007に関して第1光学系1041と対称的に設けられている。第2光学系1042の光軸(以下、第2光軸AX1004という)は、中心面p1003に対して実質的に直交する。第2光学系1042は、第2偏向部材1057、第2レンズ群1058、及び第2凹面鏡1059を備える。第1光学系1041から出射して第1視野絞り1043を通った結像光束EL2は、第2偏向部材1057の第3反射面p1008で反射し、第2レンズ群1058を通って第2凹面鏡1059に入射する。第2凹面鏡1059で反射した結像光束EL2は、再び第2レンズ群1058を通って第2偏向部材1057の第4反射面p1009で反射し、倍率補正用光学部材1047に入射する。 The second optical system 1042 has the same configuration as the first optical system 1041, and is provided symmetrically with respect to the first optical system 1041 with respect to the intermediate image plane p1007 including the first field diaphragm 1043. The optical axis of the second optical system 1042 (hereinafter referred to as the second optical axis AX1004) is substantially orthogonal to the central plane p1003. The second optical system 1042 includes a second deflection member 1057, a second lens group 1058, and a second concave mirror 1059. The imaging light beam EL2 emitted from the first optical system 1041 and passed through the first field diaphragm 1043 is reflected by the third reflecting surface p1008 of the second deflection member 1057, passes through the second lens group 1058, and passes through the second concave mirror 1059. Incident in. The imaging light beam EL2 reflected by the second concave mirror 1059 passes through the second lens group 1058 again, is reflected by the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057, and is incident on the magnification correction optical member 1047.

第2光学系1042の第2偏向部材1057、第2レンズ群1058、第2凹面鏡1059は、それぞれ、第1光学系1041の第1偏向部材1050、第1レンズ群1051、第1凹面鏡1052と同様である。第2偏向部材1057の第3反射面p1008が第2光軸AX1004となす角度θ1003は、第1偏向部材1050の第2反射面p1005が第1光軸AX1003となす角度θ1002と実質的に同じである。また、第2偏向部材1057の第4反射面p1009が第2光軸AX1004となす角度θ1004は、第1偏向部材1050の第1反射面p1004が第1光軸AX1003となす角度θ1001と実質的に同じである。第2レンズ群1058に属する複数のレンズのそれぞれは、第2光軸AX1004の回りで軸対称な形状である。
第2凹面鏡1059は、第2光学系1042の瞳面の位置又はその近傍に配置されている。
The second deflection member 1057, the second lens group 1058, and the second concave mirror 1059 of the second optical system 1042 are the same as the first deflection member 1050, the first lens group 1051, and the first concave mirror 1052 of the first optical system 1041, respectively. Is. The angle θ1003 formed by the third reflecting surface p1008 of the second deflection member 1057 with the second optical axis AX1004 is substantially the same as the angle θ1002 formed by the second reflecting surface p1005 of the first deflection member 1050 with the first optical axis AX1003. be. Further, the angle θ1004 formed by the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057 with the second optical axis AX1004 is substantially the angle θ1001 formed by the first reflecting surface p1004 of the first deflection member 1050 with the first optical axis AX1003. It is the same. Each of the plurality of lenses belonging to the second lens group 1058 has an axisymmetric shape around the second optical axis AX1004.
The second concave mirror 1059 is arranged at or near the position of the pupil surface of the second optical system 1042.

第1視野絞り1043を通った結像光束EL2は、中心面p1003と平行な主光線に沿った方向に進行して第3反射面(平面)p1008に入射する。第3反射面p1008の第2光学系1042の第2光軸AX1004(或いは面p1006や中間像面p1007)に対する傾き角度θ1003はXZ面内で45°であり、ここで反射した結像光束EL2は、第2レンズ群1058の上半分の視野領域に入射する。その第2レンズ群1058に入射する結像光束EL2の主光線EL3は、第2光軸AX1004と平行になり、第2光軸AX1004と第2凹面鏡1059との交点に入射する。 The imaged luminous flux EL2 that has passed through the first visual field diaphragm 1043 travels in the direction along the main ray parallel to the central surface p1003 and is incident on the third reflecting surface (plane) p1008. The tilt angle θ1003 of the third reflecting surface p1008 with respect to the second optical axis AX1004 (or the surface p1006 or the intermediate image plane p1007) of the second optical system 1042 is 45 ° in the XZ plane, and the imaged light beam EL2 reflected here is , The second lens group 1058 is incident on the upper half of the visual field region. The main ray EL3 of the imaging light beam EL2 incident on the second lens group 1058 is parallel to the second optical axis AX1004 and is incident on the intersection of the second optical axis AX1004 and the second concave mirror 1059.

第2凹面鏡1059で反射した結像光束EL2は、第2凹面鏡1059への入射前と比較して、第2光軸AX1004に関して対称的に進行する。第2凹面鏡1059で反射した結像光束EL2は、再び第2レンズ群1058の下半分の視野領域を通って、第2偏向部材1057の第4反射面p1009で反射して、中心面p1003と交差する方向へ進行する。 The imaged luminous flux EL2 reflected by the second concave mirror 1059 travels symmetrically with respect to the second optical axis AX1004 as compared with before the incident on the second concave mirror 1059. The imaging light beam EL2 reflected by the second concave mirror 1059 passes through the visual field region of the lower half of the second lens group 1058 again, is reflected by the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057, and intersects the central surface p1003. Proceed in the direction of

第2光学系1042から出射して第1投影領域PA1001へ向う結像光束EL2の主光線EL3の進行方向は、第1視野絞り1043を含む中間像面p1007に関して、第1照明領域IR1001から第1光学系1041に入射する結像光束EL2の主光線EL3の進行方向と対称的に設定されている。すなわち、XZ面内で見たとき、第2偏向部材1057の第4反射面p1009の第2光軸AX1004に対する角度θ1004は、先の式(1)と同様に、下記の式(2)を満たすように設定される。
θ1004=45°−(θd/2)・・・(2)
これにより、第2光学系1042から出射した結像光束EL2の主光線EL3は、基板P上の第1投影領域PA1001(円筒面状)の法線方向(図2中の回転中心線AX1002に向かう方向)に進む。
The traveling direction of the main ray EL3 of the imaging light beam EL2 emitted from the second optical system 1042 and directed toward the first projection region PA1001 is from the first illumination region IR1001 to the first with respect to the intermediate image plane p1007 including the first field diaphragm 1043. It is set symmetrically with the traveling direction of the main ray EL3 of the imaging light beam EL2 incident on the optical system 1041. That is, when viewed in the XZ plane, the angle θ1004 of the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057 with respect to the second optical axis AX1004 satisfies the following formula (2) as in the previous formula (1). Is set.
θ1004 = 45 ° − (θd / 2) ・ ・ ・ (2)
As a result, the main ray EL3 of the imaging light beam EL2 emitted from the second optical system 1042 is directed to the normal direction of the first projection region PA1001 (cylindrical plane) on the substrate P (toward the rotation center line AX1002 in FIG. 2). Direction).

本実施形態において、フォーカス補正光学部材1044、像シフト補正光学部材1045、ローテーション補正機構1046及び倍率補正用光学部材1047は、第1投影モジュールPL1001の結像特性を調整する結像特性調整機構を構成する。結像特性調整機構を制御することにより、基板P上での投影像の投影条件を投影モジュールごとに調整することができる。ここでいう投影条件は、基板P上での投影領域の並進位置や回転位置、倍率、フォーカスのうちの1以上の項目を含む。投影条件は、同期走査時の基板Pに対する投影領域の位置ごとに定めることができる。投影像の投影条件を調整することによって、マスクMのパターンと比較したときの投影像の歪を補正することが可能である。なお、結像特性調整機構は、その構成を適宜変更可能であり、その少なくとも一部を省略できる。 In the present embodiment, the focus correction optical member 1044, the image shift correction optical member 1045, the rotation correction mechanism 1046, and the magnification correction optical member 1047 constitute an imaging characteristic adjusting mechanism for adjusting the imaging characteristics of the first projection module PL1001. do. By controlling the imaging characteristic adjustment mechanism, the projection conditions of the projected image on the substrate P can be adjusted for each projection module. The projection condition referred to here includes one or more items of the translational position, the rotation position, the magnification, and the focus of the projection area on the substrate P. The projection conditions can be determined for each position of the projection region with respect to the substrate P during synchronous scanning. By adjusting the projection conditions of the projected image, it is possible to correct the distortion of the projected image when compared with the pattern of the mask M. The configuration of the imaging characteristic adjustment mechanism can be changed as appropriate, and at least a part thereof can be omitted.

フォーカス補正光学部材1044は、例えば、2枚のクサビ状のプリズムを逆向き(図6中ではX方向について逆向き)にして、全体として透明な平行平板になるように重ね合わせたものである。この1対のプリズムを互いに対向する面間の間隔を変えずに斜面方向にスライドさせることにより、平行平板としての厚さを可変にする。これによって第1光学系1041の実効的な光路長を微調整し、中間像面p1007及び投影領域PA1001に形成されるパターン像のピント状態が微調整される。 The focus correction optical member 1044 is, for example, formed by superimposing two wedge-shaped prisms in opposite directions (opposite directions in the X direction in FIG. 6) so as to form a transparent parallel flat plate as a whole. By sliding the pair of prisms in the slope direction without changing the distance between the surfaces facing each other, the thickness of the parallel flat plate is made variable. As a result, the effective optical path length of the first optical system 1041 is finely adjusted, and the focus state of the pattern image formed on the intermediate image plane p1007 and the projection region PA1001 is finely adjusted.

像シフト補正光学部材1045は、図6中のXZ面内で傾斜可能な透明な平行平板ガラスと、それと直交する方向に傾斜可能な透明な平行平板ガラスとで構成される。その2枚の平行平板ガラスの各傾斜量を調整することで、中間像面p1007及び投影領域PA1001に形成されるパターン像をX方向やY方向に微少シフトさせることができる。 The image shift correction optical member 1045 is composed of a transparent parallel flat glass that can be tilted in the XZ plane in FIG. 6 and a transparent parallel flat glass that can be tilted in a direction orthogonal to the transparent parallel flat glass. By adjusting the amount of inclination of each of the two parallel flat glass sheets, the pattern image formed on the intermediate image plane p1007 and the projection region PA1001 can be slightly shifted in the X direction and the Y direction.

倍率補正用光学部材1047は、例えば、凹レンズ、凸レンズ、凹レンズの3枚を所定間隔で同軸に配置し、前後の凹レンズは固定して、間の凸レンズを光軸(主光線)方向に移動させるように構成したものである。これによって、投影領域PA1001に形成されるパターン像は、テレセントリックな結像状態を維持しつつ、等方的に微少量だけ拡大または縮小される。なお、倍率補正用光学部材1047を構成する3枚のレンズ群の光軸は、ここを通る傾いた主光線EL3と平行になるようにXZ面内では傾けられている。 In the magnification correction optical member 1047, for example, a concave lens, a convex lens, and a concave lens are coaxially arranged at predetermined intervals, the front and rear concave lenses are fixed, and the convex lens between them is moved in the optical axis (main ray) direction. It is configured in. As a result, the pattern image formed in the projection region PA1001 is isotropically enlarged or reduced by a small amount while maintaining the telecentric imaging state. The optical axes of the three lens groups constituting the magnification correction optical member 1047 are tilted in the XZ plane so as to be parallel to the tilted main ray EL3 passing therethrough.

ローテーション補正機構1046は、例えば、アクチュエータ(図示略)によって、第1偏向部材1050を第1光軸AX1003に平行な軸周りに微少回転させるものである。このローテーション補正機構1046によって、中間像面p1007に形成されるパターン像を、その中間像面p1007内で微少回転させることができる。 The rotation correction mechanism 1046 uses, for example, an actuator (not shown) to slightly rotate the first deflection member 1050 around an axis parallel to the first optical axis AX1003. By this rotation correction mechanism 1046, the pattern image formed on the intermediate image plane p1007 can be slightly rotated in the intermediate image plane p1007.

このように、第1投影モジュールPL1001から出射した結像光束EL2は、第2ドラム部材1022の外周面に配置されている基板Pの第1投影領域PA1001に、第1照明領域IR1001に現れるパターンの像を形成する。本実施形態において、第1照明領域IR1001の中心を通った結像光束EL2の主光線EL3は、第1照明領域IR1001から法線方向に出射し、第1投影領域PA1001に対して法線方向から入射する。このようにして、円筒面状の第1照明領域IR1001に現れるマスクMのパターンの像は、円筒面状の基板P上の第1投影領域PA1001に投影される。また、第2から第6照明領域IR1002〜IR1006のそれぞれに現れるマスクMのパターンの像は、同様にして、円筒面状の基板P上の第2から第6投影領域PA1002〜PA1006のそれぞれに投影される。 In this way, the imaged luminous flux EL2 emitted from the first projection module PL1001 has a pattern that appears in the first illumination region IR1001 in the first projection region PA1001 of the substrate P arranged on the outer peripheral surface of the second drum member 1022. Form an image. In the present embodiment, the main ray EL3 of the imaging light beam EL2 passing through the center of the first illumination region IR1001 is emitted from the first illumination region IR1001 in the normal direction and is emitted from the normal direction with respect to the first projection region PA1001. Incident. In this way, the image of the mask M pattern appearing in the cylindrical first illumination region IR1001 is projected onto the first projection region PA1001 on the cylindrical substrate P. Further, the image of the mask M pattern appearing in each of the second to sixth illumination regions IR1002 to IR1006 is similarly projected on each of the second to sixth projection regions PA1002 to PA1006 on the cylindrical surface substrate P. Will be done.

本実施形態では、図2、図5に示したように、奇数番目の照明領域IR1001、IR1003、IR1005と偶数番目の照明領域IR1002、IR1004、IR1006が中心面p1003に関して対称的な距離に配置されると共に、奇数番目の投影領域PA1001、PA1003、PA1005と偶数番目の投影領域PA1002、PA1004、PA1006も、中心面p1003に関して対称的な距離に配置される。そのため、6つの投影モジュールの各々を全て同じ構成にすることができ、投影光学系の部品の共通化ができ、組立工程、検査工程が簡素化されると共に、各投影モジュールの結像特性(収差等)を一様に揃えることができる。このことは、特に、マルチレンズ方式によって個々の投影モジュールの投影領域間で継ぎ露光を行なう場合に、基板P上に形成されるパネル用パターンの品質(転写忠実度)をパネル内の位置や領域に依らず一定に保つ上で有利である。 In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 5, the odd-numbered illumination regions IR1001, IR1003, IR1005 and the even-numbered illumination regions IR1002, IR1004, and IR1006 are arranged at symmetrical distances with respect to the central plane p1003. At the same time, the odd-numbered projection regions PA1001, PA1003, PA1005 and the even-numbered projection regions PA1002, PA1004, PA1006 are also arranged at symmetrical distances with respect to the central plane p1003. Therefore, each of the six projection modules can have the same configuration, the parts of the projection optical system can be standardized, the assembly process and the inspection process can be simplified, and the imaging characteristics (aberration) of each projection module can be simplified. Etc.) can be uniformly aligned. This means that the quality (transfer fidelity) of the panel pattern formed on the substrate P can be adjusted to the position and region in the panel, especially when the joint exposure is performed between the projection regions of the individual projection modules by the multi-lens method. It is advantageous to keep it constant regardless of.

また、一般的な露光装置は、投影領域が円筒面状に湾曲していると、例えば投影領域に非垂直な方向から結像光束が入射する場合等に、投影領域の位置によってはデフォーカスが大きくなることがある。結果として、露光不良が発生し、不良デバイスが発生することがある。 Further, in a general exposure apparatus, when the projection region is curved in a cylindrical surface shape, defocus may occur depending on the position of the projection region, for example, when the imaged luminous flux is incident from a direction non-vertical to the projection region. It can grow. As a result, poor exposure may occur and defective devices may occur.

本実施形態においては、投影光学系PL(例えば、第1投影モジュールPL1001)の第1偏向部材1050(第1反射面p1004)及び第2偏向部材1057(第4反射面p1009)は、第1照明領域IR1001から法線方向に出射した主光線EL3が第1投影領域PA1001に法線方向から投射されるように、主光線EL3を偏向する。そのため、基板処理装置1011は、投影領域PA1001内での投影像のフォーカス誤差、特に、図5に示した各投影領域PA1001〜PA1006内における投影像のベスト・フォーカス面の全体が、各投影モジュールPL1001〜PL1006の焦点深度(Depth of Focus)の幅から大きく外れることを減らすことができ、露光不良等の発生が抑制される。結果として、デバイス製造システム1001による不良デバイスの発生が抑制される。 In the present embodiment, the first deflection member 1050 (first reflection surface p1004) and the second deflection member 1057 (fourth reflection surface p1009) of the projection optical system PL (for example, the first projection module PL1001) are the first illumination. The main ray EL3 is deflected so that the main ray EL3 emitted from the region IR1001 in the normal direction is projected onto the first projection region PA1001 from the normal direction. Therefore, in the substrate processing apparatus 1011, the focus error of the projected image in the projection region PA1001, in particular, the entire best focus surface of the projected image in each of the projection regions PA1001 to PA1006 shown in FIG. 5 is the entire projection module PL1001. It is possible to reduce the deviation from the depth of focus of PL1006, and the occurrence of poor exposure and the like is suppressed. As a result, the generation of defective devices by the device manufacturing system 1001 is suppressed.

本実施形態において、投影光学系PLは、中間像が形成される位置に配置された第1視野絞り1043を含んでいるので、投影像の形状等を高精度に管理することができる。そのため、基板処理装置1011は、例えば第1から第6投影領域PA1001〜PA1006の重ね誤差を減らすことができ、露光不良等の発生が抑制される。また、第1偏向部材1050の第2反射面p1005は、第1照明領域IR1001からの主光線EL3を視野絞り1043と直交するように偏向する。そのため、基板処理装置1011は、投影像の形状等をさらに高精度に管理することができる。 In the present embodiment, since the projection optical system PL includes the first visual field diaphragm 1043 arranged at the position where the intermediate image is formed, the shape of the projected image and the like can be managed with high accuracy. Therefore, the substrate processing apparatus 1011 can reduce, for example, the overlapping error of the first to sixth projection regions PA1001 to PA1006, and suppresses the occurrence of exposure defects and the like. Further, the second reflecting surface p1005 of the first deflection member 1050 deflects the main ray EL3 from the first illumination region IR1001 so as to be orthogonal to the field diaphragm 1043. Therefore, the substrate processing apparatus 1011 can manage the shape of the projected image and the like with higher accuracy.

また、本実施形態において、第1から第6投影モジュールPL1001〜PL1006のそれぞれは、マスクMのパターンの像を正立像として投影する。そのため、基板処理装置1011は、マスクMのパターンを第1から第6投影モジュールPL1001〜PL1006に分けて投影する場合に、例えば、投影像が投影された領域(例えば第3領域A1005及び第4領域A1006)を一部重ねる継ぎ露光が可能となるので、マスクMを設計することが容易になる。 Further, in the present embodiment, each of the first to sixth projection modules PL1001 to PL1006 projects an image of the pattern of the mask M as an upright image. Therefore, when the substrate processing apparatus 1011 projects the mask M pattern by dividing it into the first to sixth projection modules PL1001 to PL1006, for example, the region on which the projected image is projected (for example, the third region A1005 and the fourth region) Since the joint exposure in which A1006) is partially overlapped is possible, it becomes easy to design the mask M.

本実施形態において、基板処理装置1011は、搬送装置1009が第2面p1002に沿って基板Pを一定速度で連続搬送しながら露光装置EXが基板Pを露光するので、露光処理の生産性を高めることができる。結果として、デバイス製造システム1001は、デバイスを効率よく製造することができる。 In the present embodiment, in the substrate processing apparatus 1011, the exposure apparatus EX exposes the substrate P while the conveying device 1009 continuously conveys the substrate P along the second surface p1002 at a constant speed, thus increasing the productivity of the exposure processing. be able to. As a result, the device manufacturing system 1001 can efficiently manufacture the device.

なお、本実施形態において、第1反射面p1004と第2反射面p1005は、同一の偏向部材(第1偏向部材1050)の表面に配置されているが、異なる部材の表面に配置されていてもよい。また、第1反射面p1004と第2反射面p1005の一方又は双方は、第1偏向部材1050の内面に配置されており、例えば全反射条件によって光が反射する特性を有していてもよい。 In the present embodiment, the first reflecting surface p1004 and the second reflecting surface p1005 are arranged on the surface of the same deflection member (first deflection member 1050), but even if they are arranged on the surfaces of different members. good. Further, one or both of the first reflection surface p1004 and the second reflection surface p1005 may be arranged on the inner surface of the first deflection member 1050, and may have a property of reflecting light under all reflection conditions, for example.

さらに、上述のような第1反射面p1004、第2反射面p1005に関する変形は、第3反射面p1008と第4反射面p1009の一方又は双方に適用することもできる。例えば、第2面p1002の半径r1002を変更した場合等に、第2偏向部材1057の第4反射面p1009は、結像光束EL2が第1投影領域PA1001に対して法線方向から入射するように、角度θ1004を設定すると共に、第1投影領域PA1001の中心点と第2投影領域PA1002の中心点との間の円弧状の周長が、マスクM(半径r1001)上の対応する照明領域IR1001の中心点と照明領域IR1002の中心点との間の円弧状の周長と一致するように配置を設定する。 Further, the above-described modifications relating to the first reflecting surface p1004 and the second reflecting surface p1005 can be applied to one or both of the third reflecting surface p1008 and the fourth reflecting surface p1009. For example, when the radius r1002 of the second surface p1002 is changed, the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057 is such that the imaging light beam EL2 is incident on the first projection region PA1001 from the normal direction. , The angle θ1004 is set, and the arcuate circumference between the center point of the first projection region PA1001 and the center point of the second projection region PA1002 is the corresponding illumination region IR1001 on the mask M (radius r1001). The arrangement is set so as to match the arcuate circumference between the center point and the center point of the illumination area IR1002.

[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、上記の実施形態と同様の構成要素については、上記の実施形態と同じ符号を付してその説明を簡略化または省略することがある。
[Second Embodiment]
Next, the second embodiment will be described. In the present embodiment, the same components as those in the above embodiment may be designated by the same reference numerals as those in the above embodiment to simplify or omit the description thereof.

図7は、本実施形態の基板処理装置1011の構成を示す図である。本実施形態の搬送装置1009は、第1搬送ローラー1030、第1ガイド部材(エア・ターン・バー等)1031、第4搬送ローラー1071、第5搬送ローラー1072、第6搬送ローラー1073、第2ガイド部材(エア・ターン・バー等)1033、及び第2搬送ローラー1034を備える。 FIG. 7 is a diagram showing a configuration of the substrate processing device 1011 of the present embodiment. The transfer device 1009 of the present embodiment includes a first transfer roller 1030, a first guide member (air turn bar, etc.) 1031, a fourth transfer roller 1071, a fifth transfer roller 1072, a sixth transfer roller 1073, and a second guide. A member (air turn bar, etc.) 1033 and a second transfer roller 1034 are provided.

搬送経路の上流から第1搬送ローラー1030へ搬送されてきた基板Pは、第1搬送ローラー1030を経由して第1ガイド部材1031へ搬送される。第1ガイド部材1031を経由した基板Pは、第4搬送ローラー1071を経由して第5搬送ローラー1072へ搬送される。第5搬送ローラー1072は、その中心軸が中心面p1003上に配置されている。第5搬送ローラー1072を経由した基板Pは、第6搬送ローラー1073を経由して、第2ガイド部材1033へ搬送される。
第6搬送ローラー1073は、中心面p1003に関して、第4搬送ローラー1071と対称的に配置されている。第2ガイド部材1033を経由した基板Pは、第2搬送ローラー1034を経由して、搬送経路の下流へ搬送される。第1ガイド部材1031及び第2ガイド部材1033は、先の図2に示した第1ガイド部材1031及び第2ガイド部材1033と同様に、搬送経路において基板Pに働くテンションを調整する。
The substrate P transported from the upstream of the transport path to the first transport roller 1030 is transported to the first guide member 1031 via the first transport roller 1030. The substrate P that has passed through the first guide member 1031 is conveyed to the fifth transfer roller 1072 via the fourth transfer roller 1071. The central axis of the fifth transport roller 1072 is arranged on the central surface p1003. The substrate P that has passed through the fifth transfer roller 1072 is conveyed to the second guide member 1033 via the sixth transfer roller 1073.
The sixth transport roller 1073 is arranged symmetrically with respect to the central surface p1003 with respect to the fourth transport roller 1071. The substrate P that has passed through the second guide member 1033 is conveyed downstream of the transfer path via the second transfer roller 1034. The first guide member 1031 and the second guide member 1033 adjust the tension acting on the substrate P in the transport path in the same manner as the first guide member 1031 and the second guide member 1033 shown in FIG.

図7における第1投影領域PA1001は、第4搬送ローラー1071と第5搬送ローラー1072の間を直線的に搬送されている基板P上に設定される。第4搬送ローラー1071と第5搬送ローラー1072との間で基板Pは搬送方向に所定のテンションが付与されるように支持され、基板Pは平面状の第2面p1002に沿って送られる。 The first projection region PA1001 in FIG. 7 is set on the substrate P which is linearly conveyed between the fourth transfer roller 1071 and the fifth transfer roller 1072. The substrate P is supported between the fourth transport roller 1071 and the fifth transport roller 1072 so that a predetermined tension is applied in the transport direction, and the substrate P is fed along the planar second surface p1002.

第1投影領域PA1001(第2面p1002)は、中心面p1003に対して非垂直となるように、傾斜している。第1投影領域PA1001の法線方向(以下、第1法線方向D1003という)は、中心面p1003と直交する面、例えば、図6にも示した中間像面p1007に関して、第1径方向D1001と対称的に配置される。第1投影モジュールPL1001から出射した結像光束EL2の主光線EL3は、第1投影領域PA1001に対して第1法線方向D1003から入射する。換言すると、第4搬送ローラー1071と第5搬送ローラー1072とに掛け渡された基板Pの第1法線方向D1003が、中心面p1003と直交する中間像面p1007に関して第1径方向D1001と対称的になるように、第4搬送ローラー1071と第5搬送ローラー1072は、配置されている。 The first projection region PA1001 (second plane p1002) is inclined so as to be non-perpendicular to the central plane p1003. The normal direction of the first projection region PA1001 (hereinafter referred to as the first normal direction D1003) is the first radial direction D1001 with respect to the plane orthogonal to the central plane p1003, for example, the intermediate image plane p1007 also shown in FIG. Arranged symmetrically. The main ray EL3 of the imaging light beam EL2 emitted from the first projection module PL1001 is incident on the first projection region PA1001 from the first normal direction D1003. In other words, the first normal direction D1003 of the substrate P spanned by the fourth transport roller 1071 and the fifth transport roller 1072 is symmetrical with respect to the first radial direction D1001 with respect to the intermediate image plane p1007 orthogonal to the central plane p1003. The fourth transport roller 1071 and the fifth transport roller 1072 are arranged so as to be.

第2投影領域PA1002は、第5搬送ローラー1072と第6搬送ローラー1073の間を搬送されている基板P上に設定される。基板Pは、第5搬送ローラー1072と第6搬送ローラー1073の間では一定のテンションが付与されるように支持され、平面状の第2面p1002に沿って送られる。 The second projection region PA1002 is set on the substrate P which is conveyed between the fifth transfer roller 1072 and the sixth transfer roller 1073. The substrate P is supported between the fifth transfer roller 1072 and the sixth transfer roller 1073 so as to apply a constant tension, and is fed along the flat second surface p1002.

第2投影領域PA1002は、中心面p1003に対して非垂直となるように、傾斜している。第2投影領域PA1002の法線方向(第2法線方向D1004)は、中心面p1003と直交する中間像面p1007に関して、第2径方向D1002と対称的である。第2投影モジュールPL1002から出射した結像光束EL2の主光線EL3は、第2投影領域PA1002に対して第2法線方向D1004から入射する。換言すると、第5搬送ローラー1072と第6搬送ローラー1073とに掛け渡された基板Pの第2法線方向D1004が、中心面p1003と直交する中間像面p1007に関して第2径方向D1002と対称的になるように、第5搬送ローラー1072と第6搬送ローラー1073は、配置されている。 The second projection region PA1002 is inclined so as to be non-perpendicular to the central plane p1003. The normal direction of the second projection region PA1002 (second normal direction D1004) is symmetrical with respect to the second radial direction D1002 with respect to the intermediate image plane p1007 orthogonal to the central plane p1003. The main ray EL3 of the imaging light beam EL2 emitted from the second projection module PL1002 is incident on the second projection region PA1002 from the second normal direction D1004. In other words, the second normal direction D1004 of the substrate P spanned by the fifth transport roller 1072 and the sixth transport roller 1073 is symmetrical with respect to the second radial direction D1002 with respect to the intermediate image plane p1007 orthogonal to the central plane p1003. The fifth transfer roller 1072 and the sixth transfer roller 1073 are arranged so as to be.

本実施形態の基板処理装置1011は、第4搬送ローラー1071、第5搬送ローラー1072、及び第6搬送ローラー1073によって、先の図2で示した円筒面状の第2面p1002を近似的な平面に近づけたものであり、各投影領域PA1001〜PA1006において基板P上に投影されるパターン像の転写忠実度は、焦点深度(DOF)の観点からも、さらに向上する。また、先の図2のように、基板Pの支持と搬送の為に半径r1002の第2ドラム部材1022を使う場合と比べて、搬送装置1009全体のZ方向の高さを低く抑えることができ、装置全体を小型にできる。 In the substrate processing apparatus 1011 of the present embodiment, the fourth transfer roller 1071, the fifth transfer roller 1072, and the sixth transfer roller 1073 are used to substantially flatten the cylindrical second surface p1002 shown in FIG. The transfer fidelity of the pattern image projected on the substrate P in each of the projection regions PA1001 to PA1006 is further improved from the viewpoint of the depth of focus (DOF). Further, as shown in FIG. 2, the height of the entire transport device 1009 in the Z direction can be kept low as compared with the case where the second drum member 1022 having a radius r1002 is used for supporting and transporting the substrate P. , The entire device can be made smaller.

また、図7の装置構成において、第4搬送ローラー1071、第5搬送ローラー1072、及び第6搬送ローラー1073は、搬送装置1009の一部であるとともに、露光対象の基板Pを支持する支持部材(露光装置EX側の基板ステージ)を兼ねている。なお、第4搬送ローラー1071と第5搬送ローラー1072の間と、第5搬送ローラー1072と第6搬送ローラー1073の間に、基板Pの裏面側を流体ベアリングにより非接触で平面支持するベル・ヌイ方式のパッド板を設け、各投影領域PA1001〜PA1006が位置する基板Pの部分的な領域の平坦性をより高めるようにしても良い。 Further, in the apparatus configuration of FIG. 7, the fourth transport roller 1071, the fifth transport roller 1072, and the sixth transport roller 1073 are a part of the transport device 1009 and are support members (supporting the substrate P to be exposed). It also serves as a substrate stage on the EX side of the exposure apparatus). Bell Nui supports the back surface side of the substrate P between the 4th transport roller 1071 and the 5th transport roller 1072 and between the 5th transport roller 1072 and the 6th transport roller 1073 in a non-contact manner by a fluid bearing. A pad plate of the type may be provided to further enhance the flatness of a partial region of the substrate P on which the projection regions PA1001 to PA1006 are located.

さらに、図7に示した搬送装置1009の搬送ローラーの少なくとも1つは、投影光学系PLに対して固定されていてもよいし、可動であってもよい。例えば、第5搬送ローラー1072は、X軸方向に平行な並進方向、Y軸方向に平行な並進方向、及びZ軸方向に平行な並進方向の3つの並進方向と、X軸方向平行な軸周りの回転方向、Y軸方向に平行な軸周りの回転方向、及びZ軸方向に平行な軸周りの3つの回転方向とを含む6方向(6自由度)のうち、少なくとも1方向(1自由度)において、微少に移動可能でもよい。或いは、第5搬送ローラー1072に対して、第4搬送ローラー1071と第6搬送ローラー1073の一方又は双方のZ軸方向の相対位置を微調整することによって、第1投影領域PA1001の第1法線方向D1003又は第2投影領域PA1002の第2法線方向D1004と、平面化支持された基板Pの表面とがなす角度を微調整することができる。このように、選択されたローラーを微少移動させることにより、各投影領域PA1001〜PA1006におけるパターン投影像面に対する基板Pの表面の姿勢を高精度に合わせ込むことが可能となる。 Further, at least one of the transfer rollers of the transfer device 1009 shown in FIG. 7 may be fixed to the projection optical system PL or may be movable. For example, the fifth transport roller 1072 has three translational directions parallel to the X-axis direction, a translational direction parallel to the Y-axis direction, and a translational direction parallel to the Z-axis direction, and around an axis parallel to the X-axis direction. Of 6 directions (6 degrees of freedom) including the direction of rotation of, the direction of rotation around the axis parallel to the Y-axis direction, and 3 directions of rotation around the axis parallel to the Z-axis direction, at least one direction (1 degree of freedom). ), It may be slightly movable. Alternatively, by finely adjusting the relative positions of one or both of the fourth transport roller 1071 and the sixth transport roller 1073 in the Z-axis direction with respect to the fifth transport roller 1072, the first normal line of the first projection region PA1001 The angle formed by the second normal direction D1004 of the direction D1003 or the second projection region PA1002 and the surface of the flattened and supported substrate P can be finely adjusted. By slightly moving the selected roller in this way, it is possible to adjust the posture of the surface of the substrate P with respect to the pattern projection image plane in each projection region PA1001 to PA1006 with high accuracy.

[第3実施形態]
次に、第3実施形態について図8を参照して説明する。本実施形態において、上記の各実施形態と同様の構成要素については、上記の各実施形態と同じ符号を付してその説明を簡略化または省略することがある。
[Third Embodiment]
Next, the third embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the same components as those of the above-described embodiments may be designated by the same reference numerals as those of the above-described embodiments to simplify or omit the description thereof.

図8は、本実施形態の基板処理装置1011としての露光装置EXの構成を示し、基本的な構成は先の図7と同じである。但し、図7の構成と比べて、投影光学系PLの各投影モジュールPL1001〜PL1006内に設けられる第2偏向部材1057の第4反射面p1009の光軸AX1004に対する角度θ1004が45°に設定される点、搬送装置1009により搬送される基板Pが各投影領域PA1001〜PA1006の位置において、中心面p1003と直交した平面(図8中のXY面と平行)になるように支持される点、が大きく異なる。 FIG. 8 shows the configuration of the exposure apparatus EX as the substrate processing apparatus 1011 of the present embodiment, and the basic configuration is the same as that of FIG. 7 above. However, as compared with the configuration of FIG. 7, the angle θ1004 of the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057 provided in each projection module PL1001 to PL1006 of the projection optical system PL with respect to the optical axis AX1004 is set to 45 °. A large point is that the substrate P transported by the transport device 1009 is supported at the positions of the projection regions PA1001 to PA1006 so as to be in a plane orthogonal to the central plane p1003 (parallel to the XY plane in FIG. 8). different.

図8の構成において、基板Pは、搬送経路の上流から第1搬送ローラー1030、第1ガイド部材1031(エア・ターン・バー等)、第4搬送ローラー1071を経由して第8搬送ローラー1076へ搬送される。第8搬送ローラー1076を経由した基板Pは、第2ガイド部材1033(エア・ターン・バー等)と第2搬送ローラー1034を経由して搬送経路の下流へ搬送される。
図8のように、第4搬送ローラー1071と第8搬送ローラー1076の間で、基板PはXY面と平行になるように、所定のテンションを伴って支持され、搬送される。この場合、基板Pが支持される第2面p1002は平面となり、その第2面p1002内に各投影領域PA1001〜PA1006が配置される。
In the configuration of FIG. 8, the substrate P is transferred from the upstream of the transfer path to the eighth transfer roller 1076 via the first transfer roller 1030, the first guide member 1031 (air turn bar, etc.), and the fourth transfer roller 1071. Be transported. The substrate P that has passed through the eighth transfer roller 1076 is conveyed downstream of the transfer path via the second guide member 1033 (air turn bar, etc.) and the second transfer roller 1034.
As shown in FIG. 8, the substrate P is supported and conveyed between the fourth transfer roller 1071 and the eighth transfer roller 1076 with a predetermined tension so as to be parallel to the XY plane. In this case, the second surface p1002 on which the substrate P is supported becomes a flat surface, and the projection regions PA1001 to PA1006 are arranged in the second surface p1002.

また、各投影モジュールPL1001〜PL1006を構成する第2光学系1042において、第2偏向部材1057の第3反射面p1008と第4反射面p1009は、第2光学系1042から基板Pに出射する結像光束EL2の主光線EL3が実質的に中心面p1003に平行になるように、配置されている。すなわち、投影光学系PL(投影モジュールPL1001〜PL1006)の第1偏向部材1050及び第2偏向部材1057は、円筒面状の各照明領域IR1001〜IR1006から法線方向に出射した各主光線EL3が、共通の平面上に設定される各投影領域PA1001〜PA1006に法線方向から入射するように、結像光路を偏向する。 Further, in the second optical system 1042 constituting each projection module PL1001 to PL1006, the third reflection surface p1008 and the fourth reflection surface p1009 of the second deflection member 1057 are imaged to be emitted from the second optical system 1042 to the substrate P. The main ray EL3 of the luminous flux EL2 is arranged so as to be substantially parallel to the central surface p1003. That is, in the first deflection member 1050 and the second deflection member 1057 of the projection optical system PL (projection modules PL1001 to PL1006), each of the main rays EL3 emitted in the normal direction from each of the cylindrical illumination regions IR1001 to IR1006 The imaging optical path is deflected so as to enter the projection regions PA1001 to PA1006 set on a common plane from the normal direction.

本実施形態では、マスクMの第1中心軸AX1001に平行な方向から見たXZ面内において、投影領域PA1001(及びPA1003,PA1005)の中心点から投影領域PA1002(及びPA1004,PA1006)の中心点までの第2面p1002(基板Pの表面)に沿った距離DFxは、照明領域IR1001(及びIR1003,IR1005)の中心点から照明領域IR1002(及びIR1004,IR1006)の中心点までの第1面p1001(半径rの円筒面)に沿った距離(弦長、又は周長)DMxと、実質的に等しく設定されている。 In the present embodiment, from the center point of the projection region PA1001 (and PA1003, PA1005) to the center point of the projection region PA1002 (and PA1004, PA1006) in the XZ plane viewed from the direction parallel to the first central axis AX1001 of the mask M. The distance DFx along the second surface p1002 (the surface of the substrate P) up to is the first surface p1001 from the center point of the illumination region IR1001 (and IR1003, IR1005) to the center point of the illumination region IR1002 (and IR1004, IR1006). The distance (string length or circumference) along (cylindrical surface with radius r) is set to be substantially equal to DMx.

ここで、照明領域IRの相互の位置関係と、投影領域PAの相互の位置関係を、模式的に表した図9を参照して、説明する。なお、図9において、符号αは、第1径方向D1001と第2径方向D1002とのなす角度(開き角)[°]を示し、符号rは、第1面p1001の半径[mm]を示す。 Here, the mutual positional relationship of the illumination area IR and the mutual positional relationship of the projection area PA will be described with reference to FIG. 9, which schematically shows the mutual positional relationship. In FIG. 9, reference numeral α indicates an angle (opening angle) [°] formed by the first radial direction D1001 and the second radial direction D1002, and reference numeral r indicates a radius [mm] of the first surface p1001. ..

図9において、XZ面内における照明領域IR1001の中心点から照明領域IR1002の中心点までの周長DMx[mm]は、角度α及び半径rを用いて、下記の式(3)で表される。
DMx=π・α・r/180 ・・・(3)
また、照明領域IR1001の中心点から照明領域IR1002の中心点までの直線的な距離Dsは下記の式(4)で表される。
Ds=2・r・sin(π・α/360) ・・・(4)
In FIG. 9, the circumference DMx [mm] from the center point of the illumination region IR1001 to the center point of the illumination region IR1002 in the XZ plane is expressed by the following equation (3) using the angle α and the radius r. ..
DMx = π ・ α ・ r / 180 ・ ・ ・ (3)
Further, the linear distance Ds from the center point of the illumination region IR1001 to the center point of the illumination region IR1002 is expressed by the following equation (4).
Ds = 2 ・ r ・ sin (π ・ α / 360) ・ ・ ・ (4)

例えば、角度αが30°、半径rが180mmである場合に、周長DMxは約94.248mmになり、距離Dsは約93.175mmになる。すなわち、照明領域IR1001の中心点のX座標と投影領域PA1001の中心点のX座標が一致し、照明領域IR1002の中心点のX座標と投影領域PA1002の中心点のX座標が一致していると仮定すると、マスクMのパターン内で周方向に周長DMxだけ離れた2点を各々投影領域PA1001、PA1002を介して基板Pに投影する場合、その2点は基板P上ではX方向に距離Ds(Ds<DMx)で露光されてしまうことになる。すなわち、先の数値例によると、奇数番の投影領域PA1001、PA1003、PA1005を介して基板P上に露光されるパターンと、偶数番の投影領域PA1002、PA1004、PA1006を介して基板P上に露光されるパターンとが、X方向に関して最大1.073mm程度ずれることを意味する。 For example, when the angle α is 30 ° and the radius r is 180 mm, the circumference DMx is about 94.248 mm and the distance Ds is about 93.175 mm. That is, if the X coordinate of the center point of the illumination area IR1001 and the X coordinate of the center point of the projection area PA1001 match, and the X coordinate of the center point of the illumination area IR1002 and the X coordinate of the center point of the projection area PA1002 match. Assuming that, when two points separated by the circumferential length DMx in the circumferential direction in the pattern of the mask M are projected onto the substrate P via the projection regions PA1001 and PA1002, respectively, the two points are the distance Ds in the X direction on the substrate P. It will be exposed at (Ds <DMx). That is, according to the above numerical example, the pattern exposed on the substrate P via the odd-numbered projection regions PA1001, PA1003, and PA1005 and the exposure on the substrate P via the even-numbered projection regions PA1002, PA1004, and PA1006. It means that the pattern to be formed is deviated by a maximum of about 1.073 mm in the X direction.

そこで本実施態様では、平面化された基板P上において、投影領域PA1001の中心点と投影領域PA1002の中心点との間の直線距離DFxが周長DMxと実質的に等しくなるように、投影光学系PL内の特定の光学部材の配置条件を、先の図6に示した条件から変える。 Therefore, in the present embodiment, the projection optics so that the linear distance DFx between the center point of the projection region PA1001 and the center point of the projection region PA1002 is substantially equal to the peripheral length DMx on the flattened substrate P. The arrangement condition of the specific optical member in the system PL is changed from the condition shown in FIG. 6 above.

具体的には、第2偏向部材1057の第4反射面p1009を、先の図6のような位置から、光軸AX1004(X軸)と平行な方向に少しだけずらし、結果的に直線距離DFxが周長DMxと一致するように設置する。先に挙げた数値例によれば、周長DMxと距離Dsとの差分は1.073mmであり、例えば、奇数番の投影モジュールPL1001、PL1003、PL1005の各々に含まれる第2偏向部材1057の第4反射面p1009の位置を、1mm程度、光軸AX1004に沿って第2凹面鏡1059側に平行移動させて配置することは容易である。 Specifically, the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057 is slightly displaced from the position as shown in FIG. 6 in a direction parallel to the optical axis AX1004 (X axis), and as a result, the linear distance DFx Is installed so that it matches the circumference DMx. According to the numerical example given above, the difference between the circumference DMx and the distance Ds is 1.073 mm. For example, the second deflection member 1057 included in each of the odd-numbered projection modules PL1001, PL1003, and PL1005. It is easy to move the position of the 4 reflecting surface p1009 in parallel with the second concave mirror 1059 side along the optical axis AX1004 by about 1 mm.

しかしながら、それでは、第2偏向部材1057の構成(第4反射面p1009の配置)に関して偶数番の投影モジュールPL1002、PL1004、PL1006と異なる部品が必要になる場合がある。
そこで、全ての投影モジュールPL1001〜PL1006に搭載する第2偏向部材1057の第4反射面p1009の位置を、上記1mmの半分の0.5mm程度だけ光軸AX1004に沿って第2凹面鏡1059側に平行移動させたものとすれば、部品の共通化が図れる。
However, in that case, parts different from the even-numbered projection modules PL1002, PL1004, and PL1006 may be required for the configuration of the second deflection member 1057 (arrangement of the fourth reflecting surface p1009).
Therefore, the position of the fourth reflection surface p1009 of the second deflection member 1057 mounted on all the projection modules PL1001 to PL1006 is parallel to the second concave mirror 1059 side along the optical axis AX1004 by about 0.5 mm, which is half of the above 1 mm. If it is moved, parts can be standardized.

図10は、図9で説明したマスクMのパターン面(第1面p1001)に沿った周長DMxと、奇数番と偶数番の照明領域の中心間の直線的な距離Dsとの差分と、角度αとの相関を示すグラフであり、縦軸は差分を表し、横軸は開き角αを表す。また、図10のグラフ中の複数の曲線は、マスクMのパターン面(円筒状の第1面p1001)の半径rを、180mm、210mm、240mm、300mmと変えた場合を表している。先に数値例を挙げて説明したように、角度αが30°、半径rが180mmである場合に、周長DMxは約94.248mmになり、距離Dsは約93.175mmになるので、図10のグラフの縦軸に示す差分は、約1.073mmになる。 FIG. 10 shows the difference between the circumference DMx along the pattern surface (first surface p1001) of the mask M described with reference to FIG. 9 and the linear distance Ds between the centers of the odd-numbered and even-numbered illumination regions. It is a graph showing the correlation with the angle α, the vertical axis represents the difference, and the horizontal axis represents the opening angle α. Further, the plurality of curves in the graph of FIG. 10 represent a case where the radius r of the pattern surface (cylindrical first surface p1001) of the mask M is changed to 180 mm, 210 mm, 240 mm, and 300 mm. As explained above with a numerical example, when the angle α is 30 ° and the radius r is 180 mm, the circumference DMx is about 94.248 mm and the distance Ds is about 93.175 mm. The difference shown on the vertical axis of the graph of 10 is about 1.073 mm.

図10に示すように、マスクMのパターン面(第1面p1001)上の周長DMxと、照明領域IR1001の中心点から照明領域IR1002の中心点までの直線的な距離Dsとの差分量は、第1面p1001の半径rと角度αに応じて変化するので、図10のグラフの関係に基づいて、第2偏向部材1057の第4反射面p1009の位置を設定すれば良い。 As shown in FIG. 10, the difference between the peripheral length DMx on the pattern surface (first surface p1001) of the mask M and the linear distance Ds from the center point of the illumination region IR1001 to the center point of the illumination region IR1002 is Since it changes according to the radius r and the angle α of the first surface p1001, the position of the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057 may be set based on the relationship of the graph of FIG.

なお、基板P上の直線距離DFxとマスクM上の周長DMxとを実質的に等しくするために、第2偏向部材1057の第4反射面p1009のX方向の位置を最適に配置しても、最終的にサブミクロンオーダーでの合わせ込みは難しいことがあるので、数μm〜数十μm以下の残差分は、先の図6中に示した像シフト補正光学部材1045を利用して投影像をX方向に微少シフトさせることにより、充分な精度で直線距離DFxと周長DMxを一致させることができる。 In order to make the linear distance DFx on the substrate P and the peripheral length DMx on the mask M substantially equal, even if the position of the fourth reflecting surface p1009 of the second deflection member 1057 in the X direction is optimally arranged. Finally, it may be difficult to adjust in the submicron order, so the residual difference of several μm to several tens of μm or less is projected using the image shift correction optical member 1045 shown in FIG. By slightly shifting in the X direction, the linear distance DFx and the circumference DMx can be matched with sufficient accuracy.

このように、像シフト補正光学部材1045を利用して投影像をX方向に微少シフトさせて、マスクパターン面内の走査露光方向に関する2物点の間隔距離(周長)と、その2物点が基板P上に投影されたときの各像点の走査露光方向に関する間隔距離(周長)とがサブミクロンオーダーで等しくなるように、各投影モジュールPL1001〜PL1006を調整する方法は、先の図2〜図6の装置構成、図7の装置構成においても同様に適用できる。 In this way, the projected image is slightly shifted in the X direction by using the image shift correction optical member 1045, and the distance (perimeter) between the two points with respect to the scanning exposure direction in the mask pattern plane and the two points. The method of adjusting each projection module PL1001 to PL1006 so that the interval distance (perimeter) with respect to the scanning exposure direction of each image point when is projected onto the substrate P is equal in the submicron order is shown in the above figure. The same applies to the device configuration of FIGS. 2 to 6 and the device configuration of FIG. 7.

[第4実施形態]
次に、第4実施形態について図11を参照して説明する。図11において、上記の各実施形態と同様の構成要素については、上記の各実施形態と同じ符号を付してその説明を簡略化または省略することがある。
[Fourth Embodiment]
Next, the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 11, components similar to those of the above-described embodiments may be designated by the same reference numerals as those of the above-described embodiments to simplify or omit the description thereof.

図11は、基板処理装置1011としての露光装置EXの構成を示す図である。本実施形態において、基板Pの搬送装置1009の構成は、先の図2に示した搬送装置1009の構成と同じである。図11に示す基板処理装置1011の構成が先の図2、図7、図8の各装置構成と異なる点は、マスクMを回転円筒マスクではなく、通常の透過型の平面マスクにした点、投影光学系PLの各投影モジュールPL1001〜PL1006内に設けられる第1偏向部材1050の第1反射面p1004の光軸AX1003(面p1006)に対する角度θ1001が45°に設定される点等である。 FIG. 11 is a diagram showing a configuration of an exposure apparatus EX as a substrate processing apparatus 1011. In the present embodiment, the configuration of the transport device 1009 on the substrate P is the same as the configuration of the transport device 1009 shown in FIG. The configuration of the substrate processing apparatus 1011 shown in FIG. 11 is different from the configurations of the apparatus of FIGS. 2, 7, and 8 above in that the mask M is not a rotating cylindrical mask but a normal transmissive flat mask. The angle θ1001 with respect to the optical axis AX1003 (plane p1006) of the first reflection surface p1004 of the first deflection member 1050 provided in each projection module PL1001 to PL1006 of the projection optical system PL is set to 45 ° or the like.

図11において、マスク保持装置1012は、平面状のマスクMを保持するマスクステージ1078と、マスクステージ1078を中心面p1003と直交する面内でX方向に沿って走査移動させる移動装置(図示略)とを備える。 In FIG. 11, the mask holding device 1012 includes a mask stage 1078 that holds a flat mask M and a moving device that scans and moves the mask stage 1078 along the X direction in a plane orthogonal to the central plane p1003 (not shown). And.

図11のマスクMのパターン面は実質的にXY面と平行な平面であるので、投影モジュールPL1001〜PL1006のマスクM側の各主光線EL3はXY面と垂直になり、マスクM上の各照明領域IR1001〜IR1006を照明する照明モジュールIL1001〜IL1006の光軸(主光線)もXY面に対して垂直になるように配置される。 Since the pattern plane of the mask M in FIG. 11 is a plane substantially parallel to the XY plane, each main ray EL3 on the mask M side of the projection modules PL1001 to PL1006 becomes perpendicular to the XY plane, and each illumination on the mask M. The optical axes (main rays) of the illumination modules IL1001 to IL1006 that illuminate the regions IR1001 to IR1006 are also arranged so as to be perpendicular to the XY plane.

本実施形態において、投影モジュールPL1001〜PL1006の第1光学系1041に含まれる第1偏向部材1050の第1反射面p1004と第2反射面p1005は、第1光学系1041から出射する結像光束EL2の主光線EL3が実質的に中心面p1003と平行になるように、配置されている。すなわち、投影モジュールPL1001〜PL1006の各々に含まれる第1偏向部材1050及び第2偏向部材1057は、マスクM上の各照明領域IR1001〜IR1006から法線方向に進む主光線EL3が、円筒面に沿った基板P上に形成される各投影領域PA1001〜PA1006に法線方向から入射するように、結像光束EL2を偏向する。 In the present embodiment, the first reflecting surface p1004 and the second reflecting surface p1005 of the first deflection member 1050 included in the first optical system 1041 of the projection modules PL1001 to PL1006 are formed by the imaging light beam EL2 emitted from the first optical system 1041. The main ray EL3 of the above is arranged so as to be substantially parallel to the central surface p1003. That is, in the first deflection member 1050 and the second deflection member 1057 included in each of the projection modules PL1001 to PL1006, the main ray EL3 traveling in the normal direction from each illumination region IR1001 to IR1006 on the mask M is along the cylindrical surface. The imaging light beam EL2 is deflected so as to be incident on the projection regions PA1001 to PA1006 formed on the substrate P from the normal direction.

その為に、第1偏向部材1050の第1反射面p1004と第2反射面p1005は直交するように配置され、第1反射面p1004と第2反射面p1005はいずれも第1光軸AX1003(XY面)に対して実質的に45°に設定される。 Therefore, the first reflection surface p1004 and the second reflection surface p1005 of the first deflection member 1050 are arranged so as to be orthogonal to each other, and the first reflection surface p1004 and the second reflection surface p1005 are both the first optical axis AX1003 (XY). It is set to substantially 45 ° with respect to the surface).

また、第2偏向部材1057の第3反射面p1008は、第2光軸AX1004を含み中心面p1003に直交する面(XY面と平行)に関して第4反射面p1009と非面対称になるように、配置されている。そして、第3反射面p1008が第2光軸AX1004となす角度θ1003は実質的に45°、第4反射面p1009が第2光軸AX1004となす角度θ1004は実質的に45°未満であり、その角度θ1004の設定については先の図6にて説明した通りである。 Further, the third reflecting surface p1008 of the second deflection member 1057 is non-plane symmetric with respect to the fourth reflecting surface p1009 with respect to a plane (parallel to the XY plane) including the second optical axis AX1004 and orthogonal to the central plane p1003. Have been placed. The angle θ1003 formed by the third reflecting surface p1008 with the second optical axis AX1004 is substantially 45 °, and the angle θ1004 formed by the fourth reflecting surface p1009 with the second optical axis AX1004 is substantially less than 45 °. The setting of the angle θ1004 is as described with reference to FIG.

さらに、本実施形態においても、先の図9と同様に、XZ面内で見たとき、マスクM(第1面p1001)上の照明領域IR1001(及びIR1003,IR1005)の中心点から照明領域IR1002(及びIR1004,IR1006)の中心点までの距離は、円筒面状の基板P上の投影領域PA1001(及びPA1003,PA1005)の中心点から第2投影領域PA1002(及びPA1004,PA1006)の中心点までの円筒状の第2面p1002に沿った長さ(周長)と実質的に等しく設定されている。 Further, also in the present embodiment, as in FIG. 9, when viewed in the XZ plane, the illumination region IR1002 is located from the center point of the illumination region IR1001 (and IR1003, IR1005) on the mask M (first surface p1001). The distance to the center point of (and IR1004, IR1006) is from the center point of the projection region PA1001 (and PA1003, PA1005) on the cylindrical substrate P to the center point of the second projection region PA1002 (and PA1004, PA1006). It is set to be substantially equal to the length (perimeter) along the cylindrical second surface p1002.

図11に示す基板処理装置1011においても、先の図2に示した制御装置1014が、マスク保持装置1012の移動装置(走査露光用のリニアモータや微動用のアクチュエータ等)を制御し、第2ドラム部材1022の回転と同期してマスクステージ1078を駆動する。図11に示す基板処理装置1011では、マスクMの+X方向への同期移動で走査露光を行なった後、−X方向の初期位置にマスクMを戻す動作(巻戻し)が必要となる。そのため、第2ドラム部材1022を一定速度で連続回転させて基板Pを等速で送り続ける場合、マスクMの巻戻し動作の間、基板P上にはパターン露光が行なわれず、基板Pの搬送方向に関してパネル用パターンが飛び飛びに(離間して)形成されることになる。しかしながら、実用上、走査露光時の基板Pの速度(ここでは周速)とマスクMの速度は50〜100mm/sと想定されていることから、マスクMの巻戻しの際にマスクステージ1078を、例えば500mm/sの最高速で駆動すれば、基板P上に形成されるパネル用パターン間の基板搬送方向に関する余白を狭くすることができる。 Also in the substrate processing device 1011 shown in FIG. 11, the control device 1014 shown in FIG. 2 controls the moving device (linear motor for scanning exposure, actuator for fine movement, etc.) of the mask holding device 1012, and the second The mask stage 1078 is driven in synchronization with the rotation of the drum member 1022. In the substrate processing apparatus 1011 shown in FIG. 11, it is necessary to perform an operation (rewinding) of returning the mask M to the initial position in the −X direction after performing scanning exposure by synchronously moving the mask M in the + X direction. Therefore, when the second drum member 1022 is continuously rotated at a constant speed and the substrate P is continuously fed at a constant speed, pattern exposure is not performed on the substrate P during the rewinding operation of the mask M, and the transfer direction of the substrate P is not performed. The panel patterns are formed in a discrete manner (separated from each other). However, since it is practically assumed that the speed of the substrate P (here, the peripheral speed) and the speed of the mask M at the time of scanning exposure are 50 to 100 mm / s, the mask stage 1078 is used when rewinding the mask M. For example, if it is driven at a maximum speed of 500 mm / s, the margin regarding the substrate transport direction between the panel patterns formed on the substrate P can be narrowed.

[第5実施形態]
次に、第5実施形態について図12を参照して説明する。図12において、上記の各実施形態と同様の構成要素については、上記の各実施形態と同じ符号を付してその説明を簡略化または省略することがある。
[Fifth Embodiment]
Next, the fifth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 12, the same components as those of the above-described embodiments may be designated by the same reference numerals as those of the above-described embodiments to simplify or omit the description thereof.

図12のマスクMは、先の図2、図7、図8と同様の円筒状のマスクMを用いるが、照明光に対して高反射部分と低反射(光吸収)部分とでパターンを作成した反射型マスクとして構成される。その為、先の各実施態様のような透過型の照明装置1013(照明光学系IL)は利用できず、各投影モジュールPL1001〜PL1006側から反射型のマスクMに向けて照明光を投射する落射照明系のような構成が必要となる。 The mask M in FIG. 12 uses the same cylindrical mask M as in FIGS. 2, 7, and 8, but creates a pattern with a high reflection portion and a low reflection (light absorption) portion with respect to the illumination light. It is configured as a reflective mask. Therefore, the transmissive illumination device 1013 (illumination optical system IL) as in each of the above embodiments cannot be used, and epi-illumination that projects illumination light from each projection module PL1001 to PL1006 toward the reflective mask M. A configuration like a lighting system is required.

図12では、第1光学系1041を構成する第1偏向部材1050の第1反射面p1004と反射型のマスクMの間に、偏光ビームスプリッタPBSと1/4波長板PKを設ける。先の図6に示した各投影モジュールの構成では、その位置にフォーカス補正光学部材1044と像シフト補正光学部材1045が設けられていたが、本実施態様では、フォーカス補正光学部材1044、像シフト補正光学部材1045は中間像面p1007(視野絞り1043)の手前又は後方の空間に移される。 In FIG. 12, a polarizing beam splitter PBS and a 1/4 wave plate PK are provided between the first reflecting surface p1004 of the first deflecting member 1050 constituting the first optical system 1041 and the reflective mask M. In the configuration of each projection module shown in FIG. 6 above, the focus correction optical member 1044 and the image shift correction optical member 1045 are provided at the positions, but in the present embodiment, the focus correction optical member 1044 and the image shift correction are provided. The optical member 1045 is moved to a space in front of or behind the intermediate image plane p1007 (field diaphragm 1043).

偏光ビームスプリッタPBSの波面分割面は、第1偏向部材1050の第1反射面p1004の光軸AX1003(面p6)に対する角度θ1001(<45°)によって、中心面p1003に対し角度α/2(θd)だけ傾いて反射型のマスクM上の照明領域IR1001から径方向(法線方向)に進む主光線EL3に対して、約45°に配置される。 The wave plane splitting surface of the polarizing beam splitter PBS is angled α / 2 (θd) with respect to the central surface p1003 by the angle θ1001 (<45 °) with respect to the optical axis AX1003 (plane p6) of the first reflecting surface p1004 of the first deflecting member 1050. ) Is tilted and is arranged at about 45 ° with respect to the main ray EL3 traveling in the radial direction (normal direction) from the illumination region IR1001 on the reflection type mask M.

照明光束EL1は、例えば偏光特性の良いレーザ光源から射出され、ビーム整形光学系や照度均一化光学系(フライアイレンズやロッド素子等)等を介して、直線偏光(S偏光)となって偏光ビームスプリッタPBSに入射される。偏光ビームスプリッタPBSの波面分割面では照明光束EL1のほとんどが反射され、照明光束EL1は1/4波長板PKを通って円偏光に変換されて、反射型のマスクM上の照明領域IR1001を台形状又は長方形に照射する。 The illumination light beam EL1 is, for example, emitted from a laser light source having good polarization characteristics, and becomes linearly polarized light (S-polarized light) through a beam shaping optical system, an illuminance uniforming optical system (fly-eye lens, rod element, etc.) and the like. It is incident on the beam splitter PBS. Most of the illumination light flux EL1 is reflected on the wave plane dividing surface of the polarizing beam splitter PBS, and the illumination light flux EL1 is converted into circularly polarized light through the 1/4 wave plate PK to set the illumination region IR1001 on the reflection type mask M. Illuminate the shape or rectangle.

マスクMのパターン面(第1面p1001)で反射された光(結像光束)は、再び1/4波長板PKを通って直線偏光(P偏光)に変換され、偏光ビームスプリッタPBSの波面分割面をほとんど透過して、第1偏向部材1050の第1反射面p1004に向かう。その第1反射面p1004以降の構成や結像光束(主光線EL3)の光路は、先の図6で説明したものと同じであり、反射型のマスクM上の照明領域IR1001内に現れる反射部によるパターンの像が投影領域PA1001内に投影される。 The light (imaging light beam) reflected by the pattern plane (first plane p1001) of the mask M is again converted into linearly polarized light (P-polarized light) through the 1/4 wave plate PK, and the wave plane splitting of the polarizing beam splitter PBS. It almost penetrates the surface and faces the first reflecting surface p1004 of the first deflecting member 1050. The configuration after the first reflecting surface p1004 and the optical path of the imaging light beam (main ray EL3) are the same as those described in FIG. 6, and the reflecting portion appearing in the illumination region IR1001 on the reflective mask M. The image of the pattern according to is projected in the projection area PA1001.

以上のように、本実施態様では、投影モジュールPL1001(及びPL1002〜PL1006)の第1光学系1041に偏光ビームスプリッタPBSと1/4波長板PKとを追加するだけで、反射型の円筒状マスクであっても、簡単に落射照明系を実現できる。また、照明光束EL1は、反射型のマスクMで反射した結像光束の主光線EL3の方向に対して交差する方向から偏光ビームスプリッタPBSに入射させ、反射型のマスクMに向けるように構成されている。そのため、偏光ビームスプリッタPBSのP偏光とS偏光の消光比(分離特性)が多少小さい場合でも、迷光として照明光束EL1の一部が偏光ビームスプリッタPBSの波面分割面から直接的に第1偏向部材1050の第1反射面p1004、基板Pの投影領域PA1001に向かうことが無く、基板P上に投影露光される像の質(コントラスト等)を良好に保ち、マスクパターンの忠実な転写が可能となる。 As described above, in the present embodiment, a reflection type cylindrical mask is simply added to the first optical system 1041 of the projection module PL1001 (and PL1002 to PL1006) by adding the polarizing beam splitter PBS and the 1/4 wave plate PK. Even so, the epi-illumination system can be easily realized. Further, the illumination luminous flux EL1 is configured to be incident on the polarizing beam splitter PBS from a direction intersecting the direction of the main ray EL3 of the imaging light beam reflected by the reflection type mask M and directed toward the reflection type mask M. ing. Therefore, even if the extinction ratio (separation characteristic) of the P-polarized light and the S-polarized light of the polarizing beam splitter PBS is slightly small, a part of the illumination luminous flux EL1 as stray light is directly from the wave plane dividing surface of the polarizing beam splitter PBS. The first reflecting surface p1004 of the 1050 does not go toward the projection region PA1001 of the substrate P, the quality (contrast, etc.) of the image projected and exposed on the substrate P is kept good, and the mask pattern can be faithfully transferred. ..

[第6実施形態]
図13は、第6実施形態による投影光学系PL(第1投影モジュールPL1001)の構成を示す図である。第1投影モジュールPL1001は、第3偏向部材(平面ミラー)1120、第1レンズ群(等倍投影)1051、瞳面に配置される第1凹面鏡1052、第4偏向部材(平面ミラー)1121、及び第5光学系(拡大投影系)1122を備える。照明領域IR(第1照明領域IR1001)が配置される第1面p1001は、円筒状の第1ドラム部材1021に保持されるマスクM(透過型または反射型)のパターン面であり、円筒面となっている。また、投影領域PA(第1投影領域PA1001)が配置される基板P上の第2面p1002は、ここでは平面とする。
なお、第1ドラム部材1021(マスク支持部材)に保持されるマスクMが、先の図12のような反射型の場合は、マスクMと第3偏向部材1120の間に、偏光ビームスプリッタと1/4波長板が設けられる。
[Sixth Embodiment]
FIG. 13 is a diagram showing a configuration of a projection optical system PL (first projection module PL1001) according to the sixth embodiment. The first projection module PL1001 includes a third deflection member (plane mirror) 1120, a first lens group (equal magnification projection) 1051, a first concave mirror 1052 arranged on the pupil surface, a fourth deflection member (plane mirror) 1121, and A fifth optical system (magnifying projection system) 1122 is provided. The first surface p1001 on which the illumination region IR (first illumination region IR1001) is arranged is a pattern surface of the mask M (transmissive type or reflective type) held by the cylindrical first drum member 1021 and is a cylindrical surface. It has become. Further, the second surface p1002 on the substrate P on which the projection region PA (first projection region PA1001) is arranged is a flat surface here.
When the mask M held by the first drum member 1021 (mask support member) is a reflection type as shown in FIG. 12, a polarizing beam splitter and 1 are inserted between the mask M and the third deflection member 1120. A / 4 wave plate is provided.

図13において、第1照明領域IR1001から出射した結像光束EL2は、第3偏向部材1120の第5反射面p1017で反射して、第1レンズ群1051に入射する。第1レンズ群1051に入射した結像光束EL2は、第1凹面鏡1052で反射して折り返されて第1レンズ群1051から出射し、第4偏向部材1121の第6反射面p1018に入射する。第1レンズ群1051及び第1凹面鏡1052によって、上記の実施形態と同様にして、第1照明領域IR1001内に現れるマスクMのパターンの中間像が等倍で形成される。 In FIG. 13, the imaged luminous flux EL2 emitted from the first illumination region IR1001 is reflected by the fifth reflecting surface p1017 of the third deflection member 1120 and is incident on the first lens group 1051. The imaged luminous flux EL2 incident on the first lens group 1051 is reflected by the first concave mirror 1052, folded back, emitted from the first lens group 1051, and incident on the sixth reflecting surface p1018 of the fourth deflection member 1121. The first lens group 1051 and the first concave mirror 1052 form an intermediate image of the mask M pattern appearing in the first illumination region IR1001 at the same magnification in the same manner as in the above embodiment.

第6反射面p1018で反射した結像光束EL2は、中間像の形成位置を通って第5光学系1122に入射し、第5光学系1122を通って第1投影領域PA1001に達する。第5光学系1122は、第1レンズ群1051及び第1凹面鏡1052によって形成された中間像を、所定の拡大倍率(例えば2倍以上)で第1投影領域PA1001に再結像する。 The imaged luminous flux EL2 reflected by the sixth reflecting surface p1018 enters the fifth optical system 1122 through the formation position of the intermediate image, and reaches the first projection region PA1001 through the fifth optical system 1122. The fifth optical system 1122 reimages the intermediate image formed by the first lens group 1051 and the first concave mirror 1052 in the first projection region PA1001 at a predetermined magnification (for example, 2 times or more).

図13において、第3偏向部材1120の第5反射面p1017は、図6で説明した第1偏向部材1050の第1反射面p1004に相当し、第4偏向部材1121の第6反射面p1018は、図6で説明した第1偏向部材50の第2反射面p5に相当する。 In FIG. 13, the fifth reflection surface p1017 of the third deflection member 1120 corresponds to the first reflection surface p1004 of the first deflection member 1050 described with reference to FIG. 6, and the sixth reflection surface p1018 of the fourth deflection member 1121 is It corresponds to the second reflecting surface p5 of the first deflection member 50 described with reference to FIG.

図13に示した投影光学系では、第3偏向部材1120とマスクM(円筒状の第1面p1001)の間の主光線EL3の延長線がマスクMの回転中心線AX1001を通るように設定され、平面支持される基板Pの表面(第2面p1002)と垂直な光軸AX1008を有する第2光学系1122と基板P上の投影領域PA1001との間の結像光束EL2の主光線EL3が第2面p1002と垂直になるように、すなわちテレセントリックな結像条件を満たすように設定されている。そのような条件を維持する為に、図13の投影光学系は、第3偏向部材1120又は第4偏向部材1121を図13中のXZ面内で微小回転させる調整機構を備える。 In the projection optical system shown in FIG. 13, the extension line of the main ray EL3 between the third deflection member 1120 and the mask M (cylindrical first surface p1001) is set to pass through the rotation center line AX1001 of the mask M. The main ray EL3 of the imaging light beam EL2 between the second optical system 1122 having the optical axis AX1008 perpendicular to the surface of the substrate P supported in a plane (second surface p1002) and the projection region PA1001 on the substrate P is the first. It is set so as to be perpendicular to the two planes p1002, that is, to satisfy the telecentric imaging condition. In order to maintain such a condition, the projection optical system of FIG. 13 includes an adjusting mechanism that slightly rotates the third deflection member 1120 or the fourth deflection member 1121 in the XZ plane in FIG.

なお、第3偏向部材1120や第4偏向部材1121は、図13中のYZ面内での微小回転の他に、X軸方向やZ軸方向への微小移動、Z軸と平行な軸回りの微小回転を可能とする構成にしてもよい。その場合、投影領域PA1001内に投影される像を、X方向に微小シフトさせたり、XY面内で微小回転させたりすることができる。 The third deflection member 1120 and the fourth deflection member 1121 have a minute rotation in the YZ plane in FIG. 13, a minute movement in the X-axis direction and the Z-axis direction, and an axial rotation parallel to the Z-axis. It may be configured to enable minute rotation. In that case, the image projected in the projection area PA1001 can be finely shifted in the X direction or slightly rotated in the XY plane.

なお、投影モジュールPL1001は、全体として拡大投影光学系であるが、全体として等倍投影光学系にしてもよいし、縮小投影光学系にしてもよい。その場合は、第1レンズ群1051と第1凹面鏡1052からなる第1光学系は等倍系なので、その後段の第5光学系1122の投影倍率を等倍または縮小に変えれば良い。 Although the projection module PL1001 is an enlarged projection optical system as a whole, it may be an equal-magnification projection optical system or a reduced projection optical system as a whole. In that case, since the first optical system including the first lens group 1051 and the first concave mirror 1052 is the same magnification system, the projection magnification of the fifth optical system 1122 in the subsequent stage may be changed to the same magnification or reduction.

[第6実施形態の変形例]
図14は、第6実施形態による投影光学系を利用した変形例の構成をY軸方向から見た図であり、図15は、図14の構成をX軸方向から見た図である。図14、図15に示した投影光学系は、図13の拡大投影光学系を、Y軸方向すなわち円筒状のマスクMの回転中心軸AX1001の軸方向に、複数配置してマルチ化する場合の変形例を示したものである。
[Modified example of the sixth embodiment]
FIG. 14 is a view of the configuration of a modified example using the projection optical system according to the sixth embodiment as viewed from the Y-axis direction, and FIG. 15 is a view of the configuration of FIG. 14 as viewed from the X-axis direction. In the projection optical system shown in FIGS. 14 and 15, a plurality of magnified projection optical systems of FIG. 13 are arranged in the Y-axis direction, that is, in the axial direction of the rotation center axis AX1001 of the cylindrical mask M to be multi-layered. A modified example is shown.

本変形例の投影光学系PLは、図15に示すように、第1投影モジュールPL1001及び第2投影モジュールPL1002を備える。第2投影モジュールPL1002は、第1投影モジュールPL1001と同様の構成であり、図14に示すように、中心面p1003に関して第1投影モジュールPL1001と対照的に配置されるが、図14中のY軸方向については、図15に示すように、互いに離間している。 As shown in FIG. 15, the projection optical system PL of this modification includes a first projection module PL1001 and a second projection module PL1002. The second projection module PL1002 has the same configuration as the first projection module PL1001 and is arranged in contrast to the first projection module PL1001 with respect to the central plane p1003 as shown in FIG. 14, but the Y axis in FIG. As for the directions, as shown in FIG. 15, they are separated from each other.

第1投影モジュールPL1001は、図14に示すように、マスクM上の照明領域IR1001からの結像光束を受ける第3偏向部材1120A、第1レンズ群1051A、第1凹面鏡1052A、第4偏向部材1121A、及び第5光学系(拡大結像系)1122Aを備える。 As shown in FIG. 14, the first projection module PL1001 has a third deflection member 1120A, a first lens group 1051A, a first concave mirror 1052A, and a fourth deflection member 1121A that receive an imaging light flux from the illumination region IR1001 on the mask M. , And a fifth optical system (magnifying imaging system) 1122A.

図14、図15に示す投影モジュールPL1001は、先の各投影光学系(図6や図13)と比べて、マスクMと第3偏向部材1120Aとの間の主光線の傾き方向を変えてある。すなわち、図6の第1偏向部材1050の反射面p1004や図13の第3偏向部材1120の反射面は、マスクMの照明領域IR1001からの主光線EL3を、第1レンズ群1051(1051A)と第1凹面鏡1052(1052A)で構成される第1光学系の光軸AX1003と平行になるように、鈍角(90°以上)で偏向しているのに対し、図14の構成では、照明領域IR1001からの主光線EL3が第1光学系の光軸と平行になるように、鋭角(90°未満)で偏向している。 The projection module PL1001 shown in FIGS. 14 and 15 has a different inclination direction of the main light beam between the mask M and the third deflection member 1120A as compared with the above-mentioned projection optical systems (FIGS. 6 and 13). .. That is, the reflection surface p1004 of the first deflection member 1050 of FIG. 6 and the reflection surface of the third deflection member 1120 of FIG. 13 refer to the main ray EL3 from the illumination region IR1001 of the mask M with the first lens group 1051 (1051A). While it is deflected at an blunt angle (90 ° or more) so as to be parallel to the optical axis AX1003 of the first optical system composed of the first concave mirror 1052 (1052A), in the configuration of FIG. 14, the illumination region IR1001 The main ray EL3 from is deflected at a sharp angle (less than 90 °) so as to be parallel to the optical axis of the first optical system.

第2投影モジュールPL1002も、同様にして、図14に示すように、マスクM上の照明領域IR1002からの結像光束を受ける第3偏向部材1120B、第1レンズ群1051B、第1凹面鏡1052B、第4偏向部材1121B、及び第5光学系(拡大結像系)1122Bを備える。 Similarly, as shown in FIG. 14, the second projection module PL1002 also receives the imaged luminous flux from the illumination region IR1002 on the mask M, the third deflection member 1120B, the first lens group 1051B, the first concave mirror 1052B, and the first The four deflection members 1121B and the fifth optical system (magnifying imaging system) 1122B are provided.

図14、図15に示した投影光学系PL1001,PL1002は、全体として拡大投影光学系であり、図15に示すように、第1照明領域IR1001が配置されるマスクM(第1ドラム部材1021)上の第1領域A1001と、第2照明領域IR1002が配置されるマスクM上(第1ドラム部材1021)上の第2領域A1002とは、Y方向に互いに分離したものとなる。しかしながら、投影光学系PL1001,PL1002の拡大倍率を適切に定めることによって、基板P上の投影領域PA1001に投影される第1領域A1001の第3領域A1005(像領域)と、基板P上の投影領域PA1002に投影される第2領域A1002の第4領域A1006(像領域)とは、YZ面内で見るとY方向に一部重畳するような関係に設定される。これによって、マスクM(第1ドラム部材1021)上の第1領域A1001と第2領域A1002とが、基板P上では、Y方向につながって形成され、大きなパネル用パターンを投影露光することができる。 The projection optical systems PL1001 and PL1002 shown in FIGS. 14 and 15 are magnified projection optical systems as a whole, and as shown in FIG. 15, the mask M (first drum member 1021) in which the first illumination region IR1001 is arranged is arranged. The first region A1001 above and the second region A1002 on the mask M (first drum member 1021) on which the second illumination region IR1002 is arranged are separated from each other in the Y direction. However, by appropriately determining the magnification of the projection optical systems PL1001 and PL1002, the third region A1005 (image region) of the first region A1001 projected onto the projection region PA1001 on the substrate P and the projection region on the substrate P The fourth region A1006 (image region) of the second region A1002 projected on the PA1002 is set so as to partially overlap in the Y direction when viewed in the YZ plane. As a result, the first region A1001 and the second region A1002 on the mask M (first drum member 1021) are formed by being connected in the Y direction on the substrate P, and a large panel pattern can be projected and exposed. ..

以上のように、図14、図15に示した投影光学系PLを備える基板処理装置では、先の図13で示した投影光学系を中心面p1003に対して対称的に配置して、Y軸方向に複数配置する場合と比べて、投影光学系全体のX方向の幅寸法をコンパクトにでき、処理装置としてもX方向のサイズを小さくすることができる。 As described above, in the substrate processing apparatus including the projection optical system PL shown in FIGS. 14 and 15, the projection optical system shown in FIG. 13 is arranged symmetrically with respect to the central plane p1003 and the Y axis. Compared with the case where a plurality of projection optical systems are arranged in the direction, the width dimension of the entire projection optical system in the X direction can be made compact, and the size of the processing device in the X direction can be reduced.

なお、先の図9でも説明したが、XZ面内でみた図14において、マスクM(第1ドラム部材1021)上に規定される照明領域IR1001と照明領域IR1002の各中心点の間の周長DMxと、基板P上の対応する投影領域PA1001、PA1002の各中心点の間の距離DFxとは、投影光学系の拡大倍率をMpとしたとき、DFx=Mp・DMxの関係に設定される。 As described in FIG. 9 above, in FIG. 14 seen in the XZ plane, the peripheral length between the center points of the illumination region IR1001 and the illumination region IR1002 defined on the mask M (first drum member 1021). The distance DFx between the DMx and the respective center points of the corresponding projection regions PA1001 and PA1002 on the substrate P is set in the relationship of DFx = Mp · DMx when the magnification of the projection optical system is Mp.

[第7実施形態]
図16は、第7実施態様による投影光学系の構成を示す図である。円筒状の第1面p1001(マスクパターン面)に形成される第1照明領域IR1001からの結像光束EL2は、第6光学系1131に入射し、第6光学系1131を通って第7偏向部材(平面鏡)1132の第9反射面p1022で反射した結像光束EL2は、第1視野絞り1043が配置される中間像面p1007に達し、この中間像面p1007にマスクMのパターンの像が形成される。
[7th Embodiment]
FIG. 16 is a diagram showing a configuration of a projection optical system according to the seventh embodiment. The imaged luminous flux EL2 from the first illumination region IR1001 formed on the cylindrical first surface p1001 (mask pattern surface) enters the sixth optical system 1131 and passes through the sixth optical system 1131 to the seventh deflection member. The imagerized luminous flux EL2 reflected by the ninth reflecting surface p1022 of the (plane mirror) 1132 reaches the intermediate image plane p1007 on which the first field diaphragm 1043 is arranged, and an image of the mask M pattern is formed on the intermediate image plane p1007. NS.

中間像面p1007を通った結像光束EL2は第8偏向部材(平面鏡)1133の第10反射面p1023で反射し、第7光学系1134を通って円筒状の第2面p1002に沿って支持される基板P上の第1投影領域PA1001に達する。図16の第1投影モジュールPL1001は、第1照明領域IR1001におけるマスクMのパターンの像を、正立像として第1投影領域PA1001に投影する。 The imaged luminous flux EL2 that has passed through the intermediate image plane p1007 is reflected by the tenth reflecting surface p1023 of the eighth deflecting member (plane mirror) 1133, and is supported along the cylindrical second plane p1002 through the seventh optical system 1134. It reaches the first projection region PA1001 on the substrate P. The first projection module PL1001 of FIG. 16 projects an image of the mask M pattern in the first illumination region IR1001 onto the first projection region PA1001 as an upright image.

図16において、第6光学系1131は等倍の結像光学系であり、その光軸AX1010は、第1照明領域IR1001の中心を通った結像光束EL2の主光線と実質的に同軸である。換言すると、光軸AX1010は、図4、または図7〜9に示した第1径方向D1001と実質的に平行である。 In FIG. 16, the sixth optical system 1131 is an imaging optical system having the same magnification, and its optical axis AX1010 is substantially coaxial with the main ray of the imaging luminous flux EL2 passing through the center of the first illumination region IR1001. .. In other words, the optical axis AX1010 is substantially parallel to the first radial direction D1001 shown in FIGS. 4 or 7-9.

第7光学系1134は等倍の結像光学系であり、第6光学系1131が形成した中間像を第1投影領域PA1001に再結像する。第7光学系1134の光軸AX1011は、第1投影領域PA1001の中心を通る円筒状の第2面p1002の第1法線方向(径方向)D1003と実質的に平行である。 The seventh optical system 1134 is an image-forming optical system having the same magnification, and the intermediate image formed by the sixth optical system 1131 is re-imaged in the first projection region PA1001. The optical axis AX1011 of the seventh optical system 1134 is substantially parallel to the first normal direction (diameter direction) D1003 of the cylindrical second surface p1002 passing through the center of the first projection region PA1001.

本実施形態では、2つの偏向部材1132、1133は、図16中のXZ面において中間像面p1007を挟んで対称的に配置される。簡便には、第6光学系1131の光軸AX1010と第7光学系1134の光軸AX1011が交差する位置に中間像面ができるようにし、その中間像面の位置にYZ面と平行な反射面を持つ1枚の平面鏡を配置して、光路を折り曲げることも考えられる。しかしながら、1枚の平面鏡で済ませる場合、図16中のXZ面内で、第6光学系1131の光軸AX1010と第7光学系1134の光軸AX1011の成す角度が90°よりも大きい場合、その1枚の平面鏡の反射面と各光軸AX1010,AX1011とが成す角度が45°未満の鋭角になり、結像特性が余り好ましくないことがある。例えば、光軸AX1010、AX1011の成す角度が140°程度とすると、1枚の平面鏡の反射面と各光軸AX1010,AX1011とが成す角度は20°になる。そこで、図16のように、2枚の偏向部材(平面鏡)1132、1133を使って光路を折り曲げると、そのような問題が緩和される。 In the present embodiment, the two deflection members 1132 and 1133 are symmetrically arranged on the XZ plane in FIG. 16 with the intermediate image plane p1007 in between. For convenience, an intermediate image plane is formed at a position where the optical axis AX1010 of the sixth optical system 1131 and the optical axis AX1011 of the seventh optical system 1134 intersect, and a reflection surface parallel to the YZ plane is formed at the position of the intermediate image plane. It is also conceivable to arrange one plane mirror with an optical path to bend the optical path. However, in the case where one plane mirror is sufficient, if the angle formed by the optical axis AX1010 of the sixth optical system 1131 and the optical axis AX1011 of the seventh optical system 1134 is larger than 90 ° in the XZ plane in FIG. The angle formed by the reflecting surface of one plane mirror and each of the optical axes AX1010 and AX1011 is a sharp angle of less than 45 °, and the imaging characteristics may not be very preferable. For example, if the angle formed by the optical axes AX1010 and AX1011 is about 140 °, the angle formed by the reflecting surface of one plane mirror and the optical axes AX1010 and AX1011 is 20 °. Therefore, as shown in FIG. 16, if the optical path is bent by using the two deflection members (plane mirrors) 1132 and 1133, such a problem is alleviated.

なお、図16の構成において、第6光学系1131を拡大倍率Mfの結像レンズとして、第7光学系1134を縮小倍率1/Mfの結像レンズとし、全体では等倍の投影系としても良い。その逆に、第6光学系1131を縮小倍率1/Mfの結像レンズとして、第7光学系1134を拡大倍率Mfの結像レンズとし、全体では等倍の投影系としても良い。 In the configuration of FIG. 16, the sixth optical system 1131 may be an imaging lens having a magnification of Mf, the seventh optical system 1134 may be an imaging lens having a reduction magnification of 1 / Mf, and the projection system may be the same magnification as a whole. .. On the contrary, the sixth optical system 1131 may be used as an imaging lens having a reduction magnification of 1 / Mf, the seventh optical system 1134 may be used as an imaging lens having a magnification magnification of Mf, and a projection system having the same magnification as a whole may be used.

[第8実施形態]
図17は、第8実施形態による投影光学系PL(第1投影モジュールPL1001)の構成を示す図である。基本的な光学系の構成は、先の図16のものと同じであるが、さらに2つの偏向部材(平面鏡)1140、1143を追加した点が異なる。
[8th Embodiment]
FIG. 17 is a diagram showing a configuration of a projection optical system PL (first projection module PL1001) according to the eighth embodiment. The basic configuration of the optical system is the same as that of FIG. 16 above, except that two deflection members (plane mirrors) 1140 and 1143 are added.

図17において、図16中の結像光学系1131に相当する第8光学系1135は、第3レンズ1139と第4レンズ1141で構成され、その光軸は、円筒状の第1面p1001に沿って支持されるマスクM上の第1照明領域IR1001の中心から法線方向に出射する結像光束EL2の主光線と実質的に平行に設定される。第3レンズ1139と第4レンズ1141の間には、第8光学系1135の瞳面が形成され、その位置に第11偏向部材(平面鏡)1140が設けられている。 In FIG. 17, the eighth optical system 1135 corresponding to the imaging optical system 1131 in FIG. 16 is composed of a third lens 1139 and a fourth lens 1141, and its optical axis is along the cylindrical first surface p1001. It is set substantially parallel to the main ray of the imaging light beam EL2 emitted in the normal direction from the center of the first illumination region IR1001 on the mask M supported by the lens. A pupil surface of the eighth optical system 1135 is formed between the third lens 1139 and the fourth lens 1141, and an eleventh deflection member (plane mirror) 1140 is provided at that position.

第1照明領域IR1001から出射して第3レンズ1139を通った結像光束EL2は、第11偏向部材1140の第13反射面p1026で90°又はそれに近い角度で折り曲げられて、第4レンズ1141に入射し、図16中の偏向部材1132に相当する第9偏向部材(平面鏡)1136の第11反射面p1024で反射されて、中間像面p1007に配置された視野絞り1043に至る。これによって、第8光学系1135は、第1照明領域IR1001内に現れるマスクMのパターンの像を、中間像面p1007の位置に形成する。 The imaged light beam EL2 emitted from the first illumination region IR1001 and passed through the third lens 1139 is bent at the thirteenth reflecting surface p1026 of the eleventh deflecting member 1140 at an angle of 90 ° or close to it, and becomes the fourth lens 1141. It is incident and is reflected by the 11th reflection surface p1024 of the 9th deflection member (plane mirror) 1136 corresponding to the deflection member 1132 in FIG. 16 to reach the field diaphragm 1043 arranged on the intermediate image plane p1007. As a result, the eighth optical system 1135 forms an image of the mask M pattern appearing in the first illumination region IR1001 at the position of the intermediate image plane p1007.

なお、第8光学系1135は等倍の結像光学系であり、中間像面p1007は中心面p1003と直交するように構成される。また、第3レンズ1139の光軸は、第1照明領域IR1001の中心から法線方向(円筒状の第1面p1001の半径方向)に出射する結像光束EL2の主光線と実質的に同軸又は平行である。 The eighth optical system 1135 is an imaging optical system having the same magnification, and the intermediate image plane p1007 is configured to be orthogonal to the central plane p1003. Further, the optical axis of the third lens 1139 is substantially parallel to or substantially coaxial with the main ray of the imaging light beam EL2 emitted in the normal direction (radial direction of the cylindrical first surface p1001) from the center of the first illumination region IR1001. It is parallel.

図17の第9光学系1138は、第8光学系1135と同様の構成であり、第1視野絞り1043を含み中心面p1003と実質的に直交する中間像面p1007に関して、第8光学系1135と対称的に配置されている。第8光学系1135と第9偏向部材1136を経て視野絞り1043を通った結像光束EL2は、第10偏向部材(平面鏡)1137の第12反射面p1025で反射されて、第9光学系1138を構成する第5レンズ1142、瞳位置に配置される第12偏向部材1143、及び第6レンズ1144を通って、円筒状の第2面p1002に沿って支持される基板P上の第1投影領域PA1001に達する。図17の構成において、第6レンズ1144の光軸は、第1投影領域PA1001に対して法線方向(円筒状の第2面p1002の半径方向)に進む結像光束EL2の主光線と実質的に同軸または平行に設定されている。 The ninth optical system 1138 in FIG. 17 has the same configuration as the eighth optical system 1135, and has the same configuration as the eighth optical system 1135 with respect to the intermediate image plane p1007 including the first field diaphragm 1043 and substantially orthogonal to the central plane p1003. They are arranged symmetrically. The imaging light beam EL2 that has passed through the field diaphragm 1043 through the eighth optical system 1135 and the ninth deflection member 1136 is reflected by the twelfth reflection surface p1025 of the tenth deflection member (plane mirror) 1137 to cause the ninth optical system 1138. The first projection region PA1001 on the substrate P supported along the cylindrical second surface p1002 through the fifth lens 1142, the twelfth deflection member 1143 arranged at the pupil position, and the sixth lens 1144. To reach. In the configuration of FIG. 17, the optical axis of the sixth lens 1144 is substantially the main ray of the imaging light beam EL2 traveling in the normal direction (radial direction of the cylindrical second surface p1002) with respect to the first projection region PA1001. Is set coaxially or parallel to.

[第9実施形態]
図18は、第9実施形態による投影光学系PL(第1投影モジュールPL1001)の構成を示す図である。図18の第1投影モジュールPL1001は、いわゆるインライン型の反射屈折型の投影光学系である。第1投影モジュールPL1001は、第4凹面鏡1146と第5凹面鏡1147の2枚で構成される等倍の第10光学系1145、第1視野絞り1043(中間像面p1007)、及び図13、14に示したような第2光学系1122を備える。
[9th Embodiment]
FIG. 18 is a diagram showing a configuration of a projection optical system PL (first projection module PL1001) according to the ninth embodiment. The first projection module PL1001 of FIG. 18 is a so-called in-line type reflection / refraction type projection optical system. The first projection module PL1001 is described in FIGS. 13 and 14 the tenth optical system 1145 having the same magnification, the first field diaphragm 1043 (intermediate image plane p1007), and FIGS. A second optical system 1122 as shown is provided.

第10光学系1145は、円筒状の第1面p1001に沿って支持されるマスクM上の第1照明領域IR1001内に現れるパターンの中間像を、視野絞り1043の位置に形成する。本実施態様において、第10光学系1145は、等倍系の光学系である。第4凹面鏡1146及び第5凹面鏡1147のそれぞれは、例えば、回転楕円面の一部として構成される。この回転楕円面は、楕円の長軸(X軸方向)又は短軸(Z軸方向)の周りに楕円を回転させることによって形成される面である。 The tenth optical system 1145 forms an intermediate image of a pattern appearing in the first illumination region IR1001 on the mask M supported along the cylindrical first surface p1001 at the position of the field diaphragm 1043. In this embodiment, the tenth optical system 1145 is an optical system of the same magnification system. Each of the fourth concave mirror 1146 and the fifth concave mirror 1147 is configured, for example, as part of a rotating ellipsoid. This rotating ellipsoidal surface is a surface formed by rotating an ellipse around a major axis (X-axis direction) or a minor axis (Z-axis direction) of the ellipse.

図18の構成において、第1照明領域IR1001の中央から円筒状の第1面p1001の法線方向(径方向)に出射した結像光束EL2の主光線は、XZ面内でみたとき第1面p1001(第1ドラム部材1021)の回転中心軸AX1001に向かうように設定される。すなわち、マスクM(第1面p1001)から投影モジュールPL1001の第4凹面鏡1146に向かう結像光束EL2の主光線は中心面p1003に対して、XZ面内で傾いたものとなる。 In the configuration of FIG. 18, the main ray of the imaging luminous flux EL2 emitted from the center of the first illumination region IR1001 in the normal direction (diameter direction) of the cylindrical first surface p1001 is the first surface when viewed in the XZ plane. It is set so as to face the rotation center axis AX1001 of p1001 (first drum member 1021). That is, the main light beam of the imaging luminous flux EL2 directed from the mask M (first surface p1001) toward the fourth concave mirror 1146 of the projection module PL1001 is inclined in the XZ plane with respect to the central surface p1003.

第5光学系1122は、例えば図13において説明したような屈折形の拡大投影光学系であり、第10光学系1145によって視野絞り1043の位置に形成された中間像を、平面状の第2面p1002に沿って支持される基板P上の第1投影領域PA1001に投影する。 The fifth optical system 1122 is, for example, a refraction-type magnifying projection optical system as described in FIG. 13, and an intermediate image formed at the position of the field diaphragm 1043 by the tenth optical system 1145 is formed on a planar second surface. It projects onto the first projection region PA1001 on the substrate P supported along p1002.

第10光学系の第4凹面鏡1146及び第5凹面鏡1147は、第1照明領域IR1001から法線方向に出射した結像光束EL2が第5光学系1122を通って第1投影領域PA1001に対して法線方向から入射するように、結像光束EL2を偏向する。このような投影光学系PLを備える基板処理装置は、上記の実施形態において説明した基板処理装置1011と同様に、露光不良の発生を抑制し、忠実な投影露光を可能とする。なお、第5光学系1122は、等倍の投影光学系であってもよいし、縮小系の光学系であってもよい。 In the fourth concave mirror 1146 and the fifth concave mirror 1147 of the tenth optical system, the imaging light beam EL2 emitted in the normal direction from the first illumination region IR1001 passes through the fifth optical system 1122 with respect to the first projection region PA1001. The imaging light beam EL2 is deflected so that it is incident from the linear direction. A substrate processing apparatus provided with such a projection optical system PL suppresses the occurrence of exposure defects and enables faithful projection exposure, similarly to the substrate processing apparatus 1011 described in the above embodiment. The fifth optical system 1122 may be a projection optical system having the same magnification or a reduction optical system.

[第10実施形態]
図19は、第10実施形態の投影光学系PL(第1投影モジュールPL1001)の構成を示す図である。図19の第1投影モジュールPL1001は、パワーを有する反射部材を含まない屈折系の光学系である。第1投影モジュールPL1001は、第11光学系1150、第13偏向部材1151、第1視野絞り1043、第14偏向部材1152、及び第12光学系1153を備える。
[10th Embodiment]
FIG. 19 is a diagram showing a configuration of a projection optical system PL (first projection module PL1001) of the tenth embodiment. The first projection module PL1001 in FIG. 19 is an optical system of a refraction system that does not include a reflecting member having power. The first projection module PL1001 includes an eleventh optical system 1150, a thirteenth deflection member 1151, a first field diaphragm 1043, a fourteenth deflection member 1152, and a twelfth optical system 1153.

本実施形態において、円筒状の第1面p1001に沿って保持されるマスクM上の第1照明領域IR1001から出射した結像光束EL2は、第11光学系1150を通ってクサビ状のプリズムからなる第13偏向部材1151によってXZ面内で偏向されて中間像面p1007に配置された第1視野絞り1043に至り、ここにマスクパターンの中間像が形成される。さらに、第1視野絞り1043を通った結像光束EL2は、クサビ状のプリズムからなる第14偏向部材1152によってXZ面内で偏向されて第12光学系1153に入射し、第12光学系1153を通って、円筒状の第2面p1002に沿って支持される基板P上の第1投影領域PA1001に達する。 In the present embodiment, the imaged luminous flux EL2 emitted from the first illumination region IR1001 on the mask M held along the cylindrical first surface p1001 is composed of a wedge-shaped prism through the eleventh optical system 1150. It is deflected in the XZ plane by the thirteenth deflection member 1151 to reach the first field diaphragm 1043 arranged on the intermediate image plane p1007, and an intermediate image of the mask pattern is formed here. Further, the imaged luminous flux EL2 that has passed through the first field diaphragm 1043 is deflected in the XZ plane by the 14th deflecting member 1152 formed of a wedge-shaped prism and is incident on the 12th optical system 1153 to cause the 12th optical system 1153. Through it, it reaches the first projection region PA1001 on the substrate P supported along the cylindrical second surface p1002.

第11光学系1150の光軸は、例えば第1照明領域IR1001の中心から法線方向(円筒状の第1面p1001の半径方向)に出射した結像光束EL2の主光線と実質的に同軸または平行である。また、第12光学系1153は、第11光学系1150と同様の構成であり、第1視野絞り1043が配置される中間像面p1007(中心面p1003と直交)に関して、第11光学系1150と対称的に配置される。第12光学系1153の光軸は、平面状の第2面p1002の法線に沿って第1投影領域PA1001に入射する結像光束EL2の主光線と実質的に平行に設定される。 The optical axis of the eleventh optical system 1150 is substantially parallel to, for example, the main ray of the imaging light beam EL2 emitted in the normal direction (radial direction of the cylindrical first surface p1001) from the center of the first illumination region IR1001. It is parallel. Further, the twelfth optical system 1153 has the same configuration as the eleventh optical system 1150, and is symmetrical with the eleventh optical system 1150 with respect to the intermediate image plane p1007 (perpendicular to the central plane p1003) in which the first field diaphragm 1043 is arranged. Is arranged. The optical axis of the twelfth optical system 1153 is set substantially parallel to the main ray of the imaging luminous flux EL2 incident on the first projection region PA1001 along the normal line of the planar second surface p1002.

第13偏向部材1151は、第11光学系1150を通った結像光束EL2が入射する第9面p1028と、第9面p1028から入射した結像光束が出射する第10面p1029とを有し、第1視野絞り1043(中間像面p1007)の手前または直前に配置される。本実施形態において、所定の頂角をなす第9面p1028及び第10面p1029のそれぞれは、中心面p1003に直交する面(XY面)に対して傾いており、Y軸方向に延びた平面で構成される。 The thirteenth deflection member 1151 has a ninth surface p1028 in which the image-forming luminous flux EL2 passing through the eleventh optical system 1150 is incident, and a tenth surface p1029 in which the image-forming luminous flux incident from the ninth surface p1028 is emitted. It is arranged in front of or immediately before the first field diaphragm 1043 (intermediate image plane p1007). In the present embodiment, each of the ninth plane p1028 and the tenth plane p1029 forming a predetermined apex angle is a plane that is inclined with respect to a plane (XY plane) orthogonal to the central plane p1003 and extends in the Y-axis direction. It is composed.

第14偏向部材1152は、第13偏向部材1151と同様のプリズム部材であり、第1視野絞り1043が位置する中間像面p1007に関して、第13偏向部材1151と対称的に配置されている。第14偏向部材1152は、第1視野絞り1043を通った結像光束EL2が入射する第11面p1030と、第11面p1030から入射した結像光束EL2が出射する第12面p1031とを有し、第1視野絞り1043(中間像面p1007)の後方または直後に配置される。 The 14th deflection member 1152 is a prism member similar to the 13th deflection member 1151, and is arranged symmetrically with respect to the 13th deflection member 1151 with respect to the intermediate image plane p1007 in which the first field diaphragm 1043 is located. The 14th deflection member 1152 has an eleventh surface p1030 on which the image light flux EL2 incident through the first visual field diaphragm 1043 is incident, and a twelfth surface p1031 on which the imaging light flux EL2 incident from the eleventh surface p1030 is emitted. , Is arranged behind or immediately after the first field diaphragm 1043 (intermediate image plane p1007).

本実施態様において、第13偏向部材1151及び第14偏向部材1152は、第1照明領域IR1001から法線方向に出射した結像光束EL2を、第1投影領域PA1001に対して法線方向から入射するように偏向する。このような投影光学系PLを備える基板処理装置は、上記の実施形態において説明した基板処理装置1011と同様に、露光不良の発生を抑制し、忠実な投影露光を可能とする。 In the present embodiment, the thirteenth deflection member 1151 and the fourteenth deflection member 1152 incident the imaged luminous flux EL2 emitted in the normal direction from the first illumination region IR1001 on the first projection region PA1001 from the normal direction. Bias like. A substrate processing apparatus provided with such a projection optical system PL suppresses the occurrence of exposure defects and enables faithful projection exposure, similarly to the substrate processing apparatus 1011 described in the above embodiment.

なお、第11光学系1150、或いは第12光学系1153は、拡大投影系であってもよいし、縮小投影系であってもよいが、マスクMや基板Pのいずれか一方を円筒面(又は円弧面)に沿って支持した状態で投影露光する場合は、円筒面の周長方向に離れた2つの投影モジュール間において、物面側での視野の間隔(周長距離)と、最終像面側での投影視野の間隔(周長距離)との比が、投影倍率と一致するように設定してもよい。 The eleventh optical system 1150 or the twelfth optical system 1153 may be a magnifying projection system or a reduced projection system, but either the mask M or the substrate P may be a cylindrical surface (or a cylindrical surface). When projection exposure is performed while supporting along the arc plane), the distance between the visual fields on the object surface side (perimeter distance) and the final image plane between the two projection modules separated in the circumferential length direction of the cylindrical plane. The ratio to the distance (perimeter distance) of the projection visual field on the side may be set to match the projection magnification.

[第11実施形態]
図20は、第11実施形態のデバイス製造システム(フレキシブル・ディスプレー製造ライン)の一部の構成を示す図である。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、フィルム等)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。上位制御装置2005は、製造ラインを構成する各処理装置U1〜Unを統括制御する。
[11th Embodiment]
FIG. 20 is a diagram showing a partial configuration of the device manufacturing system (flexible display manufacturing line) of the eleventh embodiment. Here, the flexible substrate P (sheet, film, etc.) drawn out from the supply roll FR1 sequentially passes through n processing devices U1, U2, U3, U4, U5, ... Un, and is a recovery roll. An example of winding up to FR2 is shown. The upper control device 2005 comprehensively controls each of the processing devices U1 to Un constituting the production line.

図20において、直交座標系XYZは、基板Pの表面(又は裏面)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)と直交する幅方向がY方向に設定されるものとする。なお、その基板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、或いは、表面に精密パターニングの為の微細な隔壁構造(凹凸構造)を形成したものでもよい。 In FIG. 20, the Cartesian coordinate system XYZ is set so that the front surface (or back surface) of the substrate P is perpendicular to the XZ plane, and the width direction orthogonal to the transport direction (long direction) of the substrate P is set to the Y direction. It shall be done. The substrate P may be one whose surface is modified and activated by a predetermined pretreatment in advance, or one in which a fine partition wall structure (concavo-convex structure) for precision patterning is formed on the surface.

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DR1によって引き出されて処理装置U1に搬送されるが、基板PのY方向(幅方向)の中心はエッジポジションコントローラEPC1によって、目標位置に対して±十数μm〜数十μm程度の範囲に収まるようにサーボ制御される。 The substrate P wound around the supply roll FR1 is pulled out by the nipped drive roller DR1 and conveyed to the processing device U1, but the center of the substrate P in the Y direction (width direction) is targeted by the edge position controller EPC1. Servo control is performed so that the position falls within the range of ± tens of μm to several tens of μm.

処理装置U1は、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、感光性シランカップリング材、UV硬化樹脂液等)を、基板Pの搬送方向(長尺方向)に関して連続的又は選択的に塗布する塗布装置である。処理装置U1内には、基板Pが巻き付けられる圧胴ローラDR2、この圧胴ローラDR2上で、基板Pの表面に感光性機能液を一様に塗布する為の塗布用ローラ等を含む塗布機構Gp1、基板Pに塗布された感光性機能液に含まれる溶剤または水分を急速に除去する為の乾燥機構Gp2等が設けられている。 The processing apparatus U1 continuously or continuously applies a photosensitive functional liquid (photoresist, photosensitive silane coupling material, UV curable resin liquid, etc.) to the surface of the substrate P in the transport direction (long direction) of the substrate P by a printing method. It is a coating device that selectively coats. A coating mechanism including an impression roller DR2 around which the substrate P is wound, a coating roller for uniformly applying the photosensitive functional liquid on the surface of the substrate P on the impression roller DR2, and the like in the processing device U1. Gp1, a drying mechanism Gp2 for rapidly removing the solvent or water contained in the photosensitive functional liquid applied to the substrate P, and the like are provided.

処理装置U2は、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10〜120℃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する為の加熱装置である。処理装置U2内には、基板Pを折返し搬送する為の複数のローラとエア・ターン・バー、搬入されてきた基板Pを加熱する為の加熱チャンバー部HA1、加熱された基板Pの温度を、後工程(処理装置U3)の環境温度と揃うように下げる為の冷却チャンバー部HA2、ニップされた駆動ローラDR3等が設けられている。 The processing device U2 is a heating device for heating the substrate P conveyed from the processing device U1 to a predetermined temperature (for example, about several 10 to 120 ° C.) to stabilize the photosensitive functional layer coated on the surface. Is. In the processing device U2, a plurality of rollers and an air turn bar for folding back and transporting the substrate P, a heating chamber portion HA1 for heating the carried-in substrate P, and the temperature of the heated substrate P are set. A cooling chamber portion HA2, a nipped drive roller DR3, and the like are provided to lower the temperature so as to be uniform with the environmental temperature of the post-process (processing apparatus U3).

基板処理装置としての処理装置U3は、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、ディスプレー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を照射する露光装置である。処理装置U3内には、基板PのY方向(幅方向)の中心を一定位置に制御するエッジポジションコントローラEPC、ニップされた駆動ローラDR4、基板Pを所定のテンションで部分的に巻き付けて、基板P上のパターン露光される部分を一様な円筒面状に支持する回転ドラムDR5、及び、基板Pに所定のたるみ(あそび)DLを与える為の2組の駆動ローラDR6、DR7等が設けられている。 The processing device U3 as a substrate processing device is an exposure device that irradiates the photosensitive functional layer of the substrate P conveyed from the processing device U2 with ultraviolet patterning light corresponding to a circuit pattern for display and a wiring pattern. be. The edge position controller EPC that controls the center of the substrate P in the Y direction (width direction) to a fixed position, the nipped drive roller DR4, and the substrate P are partially wound in the processing device U3 with a predetermined tension, and the substrate P is partially wound. A rotating drum DR5 that supports the portion exposed to the pattern on the P in a uniform cylindrical surface, and two sets of drive rollers DR6, DR7, etc. for giving a predetermined slack (play) DL to the substrate P are provided. ing.

さらに処理装置U3内には、円筒状のマスクMと、回転ドラムDR5によって円筒面状に支持される基板Pの一部分に、円筒状のマスクMのマスクパターンの一部分の像を投影する投影光学系PLと、投影されたマスクパターンの一部分の像と基板Pとを相対的に位置合せ(アライメント)する為に、基板Pに予め形成されたアライメントマーク等を検出するアライメント顕微鏡AM1、AM2とが設けられている。 Further, in the processing device U3, a projection optical system that projects an image of a part of the mask pattern of the cylindrical mask M onto a part of the cylindrical mask M and the substrate P supported by the rotating drum DR5 in a cylindrical surface shape. Alignment microscopes AM1 and AM2 for detecting an alignment mark or the like formed in advance on the substrate P are provided in order to relatively align the PL with the image of a part of the projected mask pattern and the substrate P. Has been done.

本実施態様においては、円筒状のマスクMを反射型(外周面のパターンが高反射部と無反射部とで形成される)とするので、投影光学系PLの一部の光学素子を介して露光用照明光を円筒状のマスクMに照射する落射照明光学系も設けられる。その落射照明光学系の構成について、詳しくは後述する。 In the present embodiment, since the cylindrical mask M is of the reflective type (the pattern of the outer peripheral surface is formed by the highly reflective portion and the non-reflective portion), the pattern is formed through a part of the optical elements of the projection optical system PL. An epi-illumination optical system that irradiates the cylindrical mask M with the illumination light for exposure is also provided. The configuration of the epi-illumination optical system will be described in detail later.

処理装置U4は、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、無電解メッキ処理等を行なうウェット処理装置である。処理装置U4内には、Z方向に階層化された3つの処理槽BT1、BT2、BT3と、基板Pを折り曲げて搬送する複数のローラと、ニップされた駆動ローラDR8等が設けられている。 The processing device U4 is a wet processing device that performs wet development processing, electroless plating treatment, and the like on the photosensitive functional layer of the substrate P conveyed from the processing device U3. In the processing apparatus U4, three processing tanks BT1, BT2, and BT3 layered in the Z direction, a plurality of rollers for bending and transporting the substrate P, a nipped drive roller DR8, and the like are provided.

処理装置U5は、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加熱乾燥装置であるが、詳細は省略する。その後、幾つかの処理装置を経て、一連のプロセスの最後の処理装置Unを通った基板Pは、ニップされた駆動ローラDR1を介して回収ロールFR2に巻き上げられる。その巻上げの際も、基板PのY方向(幅方向)の中心、或いはY方向の基板端が、Y方向にばらつかないように、エッジポジションコントローラEPC2によって、駆動ローラDR1と回収ロールFR2のY方向の相対位置が逐次補正制御される。 The processing device U5 is a heating / drying device that warms the substrate P conveyed from the processing device U4 and adjusts the water content of the substrate P moistened by the wet process to a predetermined value, but the details will be omitted. After that, the substrate P that has passed through the final processing apparatus Un of the series of processes through several processing apparatus is wound up on the recovery roll FR2 via the nipped drive roller DR1. Even during the winding, the edge position controller EPC2 is used by the edge position controller EPC2 so that the center of the substrate P in the Y direction (width direction) or the edge of the substrate in the Y direction does not fluctuate in the Y direction. The relative position of the direction is sequentially corrected and controlled.

本実施形態で使用される基板Pは、第1実施形態で例示したものと同様のものを用いることができ、ここでは説明を省略する。 As the substrate P used in the present embodiment, the same substrate P as that illustrated in the first embodiment can be used, and the description thereof will be omitted here.

本実施形態のデバイス製造システム2001は、1個のデバイスを製造するための各種の処理を、基板Pに対して繰り返し実行する。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方向)の寸法が10cm〜2m程度であり、長さ方向(長尺となるX方向)の寸法が10m以上である。 The device manufacturing system 2001 of the present embodiment repeatedly executes various processes for manufacturing one device on the substrate P. The substrate P subjected to various treatments is divided (diced) for each device into a plurality of devices. The dimensions of the substrate P are, for example, about 10 cm to 2 m in the width direction (the short Y direction) and 10 m or more in the length direction (the long X direction).

次に、本実施形態の処理装置U3(露光装置)の構成について説明するが、その前に、本実施形態における露光装置の基本的な構成を、図21〜図23を参照して説明する。 Next, the configuration of the processing apparatus U3 (exposure apparatus) of the present embodiment will be described, but before that, the basic configuration of the exposure apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 21 to 23.

図21に示す露光装置U3は、いわゆる走査露光装置であり、回転中心軸AX2001から半径r2001の円周面を有する反射型の円筒状のマスクMと、回転中心軸AX2002から半径r2002の円周面を有する回転ドラム2030(図1中のDR5)とを備える。そして、円筒状のマスクMと回転ドラム2030とを所定の回転速度比で同期回転させることによって、円筒状のマスクMの外周に形成されたパターンの像が、回転ドラム2030の外周面の一部に巻き付けられた基板Pの表面(円筒面に沿って湾曲した面)に連続的に繰り返し投影露光される。 The exposure device U3 shown in FIG. 21 is a so-called scanning exposure device, which is a reflective cylindrical mask M having a circumferential surface having a radius r2001 from the rotation center axis AX2001 and a circumferential surface having a radius r2002 from the rotation center axis AX2002. It is provided with a rotating drum 2030 (DR5 in FIG. 1) having the above. Then, by synchronously rotating the cylindrical mask M and the rotating drum 2030 at a predetermined rotation speed ratio, an image of the pattern formed on the outer circumference of the cylindrical mask M becomes a part of the outer peripheral surface of the rotating drum 2030. The surface of the substrate P wound around the surface (the surface curved along the cylindrical surface) is continuously and repeatedly projected and exposed.

その露光装置U3には、搬送機構2009、マスク保持機構2012、照明光学系IL、投影光学系PL、及び制御装置2013が設けられ、制御装置2013によって、マスク保持機構2012に保持された円筒状のマスクMの回転駆動や回転中心軸AX2001方向の微動、或いは、基板Pを長尺方向に搬送する搬送機構2009の一部を構成する回転ドラム2030の回転駆動や回転中心軸AX2002方向の微動が制御される。 The exposure device U3 is provided with a transport mechanism 2009, a mask holding mechanism 2012, an illumination optical system IL, a projection optical system PL, and a control device 2013, and is held by the control device 2013 in the mask holding mechanism 2012 in a cylindrical shape. The rotation drive of the mask M and the fine movement in the rotation center axis AX2001 direction, or the rotation drive of the rotation drum 2030 and the fine movement in the rotation center axis AX2002 direction, which form a part of the transfer mechanism 2009 that conveys the substrate P in the long direction, are controlled. Will be done.

マスク保持機構2012は、反射型のマスクM(マスクパターン)が外周面に形成された回転ドラム2020に回転中心軸AX2001回りの回転駆動力を与えたり、Y軸と平行な回転中心軸AX2001の方向に回転ドラム2020を微動させたりする為のローラ、歯車、ベルト等の駆動伝達機構2021、2022と、これらの駆動伝達機構2021、2022に必要な駆動力を与える為の回転モータ、微動用のリニアモータやピエゾ素子等を含む第1駆動部2024とを備える。また、回転ドラム2020(マスクM)の回転角度位置や回転中心軸AX2001方向の位置は、ロータリーエンコーダ、レーザ干渉計、ギャップセンサー等を含む第1検出器2023によって計測され、その計測情報はリアルタイムに制御装置2013に送られて、第1駆動部2024の制御に使われる。 The mask holding mechanism 2012 applies a rotational driving force around the rotation center axis AX2001 to the rotation drum 2020 formed on the outer peripheral surface of the reflection type mask M (mask pattern), or the direction of the rotation center axis AX2001 parallel to the Y axis. Drive transmission mechanisms 2021 and 2022 such as rollers, gears, and belts for finely moving the rotary drum 2020, a rotary motor for giving the necessary driving force to these drive transmission mechanisms 2021 and 2022, and a linear for fine movement. It includes a first drive unit 2024 including a motor, a piezo element, and the like. Further, the rotation angle position of the rotation drum 2020 (mask M) and the position in the rotation center axis AX2001 direction are measured by the first detector 2023 including the rotary encoder, the laser interferometer, the gap sensor, etc., and the measurement information is measured in real time. It is sent to the control device 2013 and used to control the first drive unit 2024.

同様に、回転ドラム2030には、回転モータ、微動用のリニアモータやピエゾ素子等を含む第2駆動部2032によって、Y軸と平行な回転中心軸AX2002の回りの回転駆動力や回転中心軸AX2002の方向への微動力が与えられる。回転ドラム2030の回転角度位置や回転中心軸AX2002方向の位置は、ロータリーエンコーダ、レーザ干渉計、ギャップセンサー等を含む第2検出器2031によって計測され、その計測情報はリアルタイムに制御装置2013に送られて、第2駆動部2032の制御に使われる。 Similarly, in the rotary drum 2030, a rotary motor, a linear motor for fine movement, a second drive unit 2032 including a piezo element, etc. A small amount of power is given in the direction of. The rotation angle position of the rotation drum 2030 and the position in the rotation center axis AX2002 direction are measured by a second detector 2031 including a rotary encoder, a laser interferometer, a gap sensor, etc., and the measurement information is sent to the control device 2013 in real time. It is used to control the second drive unit 2032.

ここで、本実施態様では、円筒状のマスクMの回転中心軸AX2001と回転ドラム2030の回転中心軸AX2002とは互いに平行で、YZ面と平行な中心面pc内に位置するものとする。
そして、円筒状のマスクMが形成される円筒状のパターン面p2001上の中心面pcと交わる部分に、露光用照明光の照明領域IRが設定され、回転ドラム2030の外周面p2002に沿って円筒状に巻き付けられる基板P上の中心面pcと交わる部分に、照明領域IR内に現れるマスクパターンの一部分の像を投影する為の投影領域PAが設定されるものとする。
Here, in the present embodiment, it is assumed that the rotation center axis AX2001 of the cylindrical mask M and the rotation center axis AX2002 of the rotation drum 2030 are located in the center plane pc parallel to the YZ plane and parallel to each other.
Then, the illumination region IR of the exposure illumination light is set at the portion intersecting the central surface pc on the cylindrical pattern surface p2001 on which the cylindrical mask M is formed, and the cylinder is formed along the outer peripheral surface p2002 of the rotating drum 2030. It is assumed that a projection region PA for projecting an image of a part of the mask pattern appearing in the illumination region IR is set at a portion intersecting the central surface pc on the substrate P wound in a shape.

本実施態様では、投影光学系PLは、円筒状のマスクM上の照明領域IRに向けて照明光束EL1を射出すると共に、照明領域IR内のマスクパターンで反射回折した光束(結像光束)EL2を入射して、基板P上の投影領域PAにパターンの像を結像するように、照明光学系ILは投影光学系PLの一部の光路を共用する落射方式で構成される。 In the present embodiment, the projection optical system PL emits the illumination light beam EL1 toward the illumination region IR on the cylindrical mask M, and the light beam (imaging light beam) EL2 reflected and diffracted by the mask pattern in the illumination region IR. The illumination optical system IL is configured by an epi-illumination method that shares a part of the optical path of the projection optical system PL so as to form an image of a pattern on the projection region PA on the substrate P.

図21のように、投影光学系PLは、中心面pcに対してXZ面内で45°傾斜し、互いに直交した反射平面2041a、2041bを備えたプリズムミラー2041と、中心面pcと直交した光軸2015aを有し、瞳面pdに配置される凹面鏡2040と複数枚のレンズとで構成された第2光学系2015とを備える。 As shown in FIG. 21, the projection optical system PL is tilted 45 ° in the XZ plane with respect to the central plane pc, and has a prism mirror 2041 provided with reflection planes 2041a and 2041b orthogonal to each other, and light orthogonal to the central plane pc. It includes a second optical system 2015 having a shaft 2015a and composed of a concave mirror 2040 arranged on the pupil surface pd and a plurality of lenses.

ここで、光軸2015aを含み、XY面と平行な平面をp2005とすると、その平面p2005を基準とした反射平面2041aの角度θ2001は+45°であり、平面p2005を基準とした反射平面2041bの角度θ2002は−45°である。 Here, assuming that the plane including the optical axis 2015a and parallel to the XY plane is p2005, the angle θ2001 of the reflection plane 2041a with respect to the plane p2005 is + 45 °, and the angle of the reflection plane 2041b with respect to the plane p2005. θ2002 is −45 °.

投影光学系PLは、例えば、円形イメージフィールドをプリズムミラー2041の上下の反射平面2041a、2041bで分割したハーフ・イメージフィールドタイプの反射屈性型投影光学系(ダイソン光学系の変形タイプ)としてテレセントリックに構成される。その為、照明領域IR内のパターンで反射・回折された結像光束EL2は、プリズムミラー2041の上側の反射平面2041aで反射されて、複数枚のレンズを通って瞳面pdに配置される凹面鏡2040(平面鏡でもよい)に達する。そして、凹面鏡2040で反射された結像光束EL2は、平面p2005に関して対称的な光路を通って、プリズムミラー2041の反射平面2041bに達し、そこで反射されて基板P上の投影領域PAに至り、マスクパターンの像が等倍(×1)で基板P上に結像される。 The projection optical system PL is telecentric as, for example, a half image field type reflective bending type projection optical system (a modified type of the Dyson optical system) in which a circular image field is divided by the upper and lower reflection planes 2041a and 2041b of the prism mirror 2041. It is composed. Therefore, the imaging light beam EL2 reflected / diffracted by the pattern in the illumination region IR is reflected by the reflection plane 2041a on the upper side of the prism mirror 2041 and is a concave mirror arranged on the pupil surface pd through a plurality of lenses. Reach 2040 (may be a plane mirror). Then, the imaging light beam EL2 reflected by the concave mirror 2040 passes through an optical path symmetrical with respect to the plane p2005, reaches the reflection plane 2041b of the prism mirror 2041, is reflected there, reaches the projection region PA on the substrate P, and masks. An image of the pattern is formed on the substrate P at the same magnification (x1).

このような投影光学系PLに対して落射照明方式を適用する為に、本実施態様においては、瞳面pdに配置される凹面鏡2040の反射面p2004の一部に通過部分(窓)を形成し、通過部分を介して面p2003(ガラス面)側から照明光束EL1を入射させるように構成する。
図21では、本実施形態の照明光学系ILのうち、凹面鏡2040の背後に配置される第1光学系2014の一部のみを表し、後述する光源、フライアイレンズ、照明視野絞り等からの照明光のうち、瞳面pdに生成される多数の点光源像の1つの点光源像Sfに係る照明光束EL1のみを示す。
In order to apply the epi-illumination method to such a projection optical system PL, in the present embodiment, a passing portion (window) is formed in a part of the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 arranged on the pupil surface pd. , The illumination light flux EL1 is configured to be incident from the surface p2003 (glass surface) side through the passing portion.
FIG. 21 shows only a part of the first optical system 2014 arranged behind the concave mirror 2040 in the illumination optical system IL of the present embodiment, and is illuminated by a light source, a fly-eye lens, an illumination field aperture, or the like, which will be described later. Of the light, only the illumination light beam EL1 related to one point light source image Sf of a large number of point light source images generated on the pupil surface pd is shown.

点光源像Sfは、例えばフライアイレンズを構成する複数のレンズ素子の各射出側に形成される点光源像(光源の発光点)と光学的に共役な関係に設定されるので、円筒状のマスクM上の照明領域IRは、投影光学系PLの第2光学系2015とプリズムミラー2041の上側の反射平面2041aを介した照明光束EL1によって、ケーラー照明法により一様な照度分布で照明される。 Since the point light source image Sf is set to have an optically conjugate relationship with, for example, a point light source image (light emitting point of the light source) formed on each emission side of a plurality of lens elements constituting the fly-eye lens, it has a cylindrical shape. The illumination region IR on the mask M is illuminated by the Koehler illumination method with a uniform illumination distribution by the illumination light beam EL1 via the second optical system 2015 of the projection optical system PL and the reflection plane 2041a on the upper side of the prism mirror 2041. ..

なお、図21において、照明光学系ILの第1光学系2014の光軸2014aは、投影光学系PLの光軸2015aと同軸に配置され、円筒状のマスクM上の照明領域IRは、円筒状のパターン面p2001の周方向の幅は狭く、回転中心軸AX2001の方向には長くしたスリット状に設定される。 In FIG. 21, the optical axis 2014a of the first optical system 2014 of the illumination optical system IL is arranged coaxially with the optical axis 2015a of the projection optical system PL, and the illumination region IR on the cylindrical mask M is cylindrical. The width of the pattern surface p2001 in the circumferential direction is narrow, and is set in a long slit shape in the direction of the rotation center axis AX2001.

一例として、円筒状のマスクMのパターン面p2001の半径r2001を200mm、基板Pの厚さtfを0.2mmとすると、投影露光する為の条件は、回転ドラム30の外周面の半径r2002がr2002=r2001−tf(199.8mm)となるように設定することができる。 As an example, assuming that the radius r2001 of the pattern surface p2001 of the cylindrical mask M is 200 mm and the thickness tf of the substrate P is 0.2 mm, the conditions for projection exposure are that the radius r2002 of the outer peripheral surface of the rotating drum 30 is r2002. = R2001-tf (199.8 mm) can be set.

また、照明領域IR(或いは投影領域PA)の周方向の幅(走査露光方向の幅)は、狭ければ狭いほど、微細なパターンまで忠実に投影露光できるが、それと反比例して照明領域IR内の単位面積当りの照度を高める必要がある。照明領域IR(或いは投影領域PA)の幅をどの程度に設定するかは、円筒状のマスクMや回転ドラム2030の半径r2001,r2002、転写すべきパターンの微細度(線幅等)、投影光学系PLの焦点深度、等を勘案することで決められる。 Further, the narrower the circumferential width (width in the scanning exposure direction) of the illumination region IR (or projection region PA), the more faithfully the fine pattern can be projected and exposed, but in inverse proportion to that, the inside of the illumination region IR. It is necessary to increase the illuminance per unit area of. The width of the illumination area IR (or projection area PA) is determined by the cylindrical mask M, the radii r2001 and r2002 of the rotating drum 2030, the fineness of the pattern to be transferred (line width, etc.), and the projection optics. It is determined by considering the depth of focus of the system PL, etc.

さて、図21において、光軸2015aが通る凹面鏡2040の反射面p2004上の位置を中心点2044とすると、点光源像Sfは中心点2044から紙面(XZ面)内で−Z方向にずれた位置に形成される為、円筒状のマスクM上の照明領域IRで反射された結像光束EL2(回折光を含む)のうちの正規反射光(0次回折光)は、反射面p2004上の中心点2044に関して点対称の位置に点光源像Sf’を形成するように収斂する。従って、反射面p2004上の点光源像Sf’が位置する部分と、その周囲の±1次回折光が分布する部分とを含む領域を反射部としておけば、照明領域IRからの結像光束EL2は、ほぼ損失なく、第2光学系2015の複数枚のレンズとプリズムミラー2041の反射平面2041bとを介して投影領域PAに達する。 By the way, in FIG. 21, assuming that the position on the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 through which the optical axis 2015a passes is the center point 2044, the point light source image Sf is a position deviated from the center point 2044 in the paper surface (XZ surface) in the −Z direction. The normal reflected light (0th-order diffracted light) of the imaging light beam EL2 (including diffracted light) reflected by the illumination region IR on the cylindrical mask M is the center point on the reflecting surface p2004. It converges so as to form a point light source image Sf'at a position symmetrical with respect to 2044. Therefore, if the region including the portion where the point light source image Sf'is located on the reflection surface p2004 and the portion around which the ± 1st-order diffracted light is distributed is set as the reflection portion, the imaged light beam EL2 from the illumination region IR can be obtained. The projection region PA is reached through the plurality of lenses of the second optical system 2015 and the reflection plane 2041b of the prism mirror 2041 with almost no loss.

その凹面鏡2040は、透過性の光学硝材(石英等)で作られた凹レンズの凹面にアルミニウム等の金属性の反射膜を蒸着して反射面p2004としたものであり、通常、その反射膜の光透過率は極めて小さい。そこで本実施形態では、反射面p2004の裏側の面p2003から照明光束EL1を入射させる為に、反射面p2004を構成する反射膜の一部をエッチング等により除去し、収斂した照明光束EL1が通過(透過)可能な窓を形成する。 The concave mirror 2040 is formed by depositing a metallic reflective film such as aluminum on the concave surface of a concave lens made of a transparent optical glass material (quartz or the like) to form a reflective surface p2004, and usually, the light of the reflective film is obtained. The transmittance is extremely low. Therefore, in the present embodiment, in order to make the illumination light flux EL1 incident from the surface p2003 on the back side of the reflection surface p2004, a part of the reflective film constituting the reflection surface p2004 is removed by etching or the like, and the converged illumination light flux EL1 passes through ( Form a transparent window.

図22は、そのような凹面鏡2040の反射面p2004の様子をX方向から見た図である。図22では、説明を簡単にする為に、反射面p2004上で光軸2015aを含む平面p2005(XY面と平行)から−Z方向に一定量だけずれた位置に、3つの窓部2042a、2042b、2042cがY方向に離間して設けられているものとする。この窓部2042a、2042b、2042cは、反射面p2004を構成する反射膜を選択的なエッチングで除去して作られたものであり、ここでは、各点光源像Sfa,Sfb,Sfc(照明光束EL1a,EL1b,EL1c)を遮らない程度の小さな矩形状にするが、その他の形状(円、楕円、多角形等)でも構わない。3つの点光源像Sfa,Sfb,Sfcは、例えば、照明光学系IL内に設けられるフライアイレンズの複数のレンズ素子のうち、Y方向に並んだ3つのレンズ素子によって作られたものである。 FIG. 22 is a view of the reflection surface p2004 of such a concave mirror 2040 as viewed from the X direction. In FIG. 22, for the sake of simplicity, the three window portions 2042a and 2042b are positioned on the reflection surface p2004 at positions deviated by a certain amount in the −Z direction from the plane p2005 (parallel to the XY surface) including the optical axis 2015a. , 2042c are provided so as to be separated from each other in the Y direction. The windows 2042a, 2042b, and 2042c are formed by removing the reflective film constituting the reflective surface p2004 by selective etching, and here, the light source images Sfa, Sfb, and Sfc (illumination luminous flux EL1a) are used. , EL1b, EL1c) is made into a small rectangular shape that does not block it, but other shapes (circle, ellipse, polygon, etc.) may be used. The three point light source images Sfa, Sfb, and Sfc are, for example, formed by three lens elements arranged in the Y direction among a plurality of lens elements of the fly-eye lens provided in the illumination optical system IL.

反射面p2004内で見たとき、各窓部2042a、2042b、2042cの相互の位置関係は、中心点2044(光軸2015a)に関して点対称ではない関係、即ち非点対称な関係に定められている。ここでは3つの窓部しか示していないが、さらに多くの窓部が作られる場合も、窓部同志は中心点2044に関して互いに非点対称な位置関係に設定される。 When viewed in the reflective surface p2004, the mutual positional relationship of each window portion 2042a, 2042b, 2042c is defined as a non-point symmetric relationship with respect to the center point 2044 (optical axis 2015a), that is, a non-point symmetric relationship. .. Although only three windows are shown here, even when more windows are created, the windows are set in a non-point symmetric positional relationship with respect to the center point 2044.

そして、窓部2042a内に生成される点光源像Sfaからの照明光束EL1aがほぼ平行光束となって円筒状のマスクMの照明領域IRに照射されると、その反射回折光である結像光束EL2aは、凹面鏡2040の反射面p2004上で、中心点2044に関して窓部2042aと点対称な位置に点光源像Sfa’として収斂される。 Then, when the illumination luminous flux EL1a from the point light source image Sfa generated in the window portion 2042a becomes a substantially parallel luminous flux and is irradiated to the illumination region IR of the cylindrical mask M, the imaged luminous flux which is the reflected diffracted light thereof. The EL2a is converged as a point light source image Sfa'at a position point-symmetrical to the window portion 2042a with respect to the center point 2044 on the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040.

同様に、窓部2042b、2042c内に生成される各点光源像Sfb,Sfcからの照明光束EL1b,EL1cもほぼ平行光束となって円筒状のマスクMの照明領域IRに照射されるが、その反射光である結像光束EL2b,EL2cは、凹面鏡2040の反射面p2004上で中心点2044に関して窓部2042b,2042cの各々と点対称な位置に、点光源像Sfb’,Sfc’として収斂される。 Similarly, the illumination luminous fluxes EL1b and EL1c from the point light source images Sfb and Sfc generated in the window portions 2042b and 2042c also become substantially parallel luminous fluxes and irradiate the illumination region IR of the cylindrical mask M. The reflected light fluxes EL2b and EL2c are converged as point light source images Sfb'and Sfc' on the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040 at positions point-symmetrical to each of the windows 2042b and 2042c with respect to the center point 2044. ..

また、図22に示すように、点光源像Sfa’、Sfb’、Sfc’となる結像光束EL2a,EL2b,EL2cには、0次回折光(正反射光)と±1次回折光とが含まれるが、各±1次回折光DLa,DLb,DLcは0次回折光を挟んでZ軸方向とY軸方向に広がって分布する。 Further, as shown in FIG. 22, the imaging luminous fluxes EL2a, EL2b, and EL2c that form the point light source images Sfa', Sfb', and Sfc' include 0th-order diffracted light (specularly reflected light) and ± 1st-order diffracted light. However, each of the ± 1st-order diffracted lights DLa, DLb, and DLc spreads and is distributed in the Z-axis direction and the Y-axis direction with the 0th-order diffracted light in between.

さらに、反射面p2004上に形成される点光源像Sfa’、Sfb’、Sfc’(特に0次回折光)は、円筒状のマスクMの照明領域IRが円筒面となっていることから、図22の紙面(YZ面)内で、照明光束EL1となる各点光源像Sfa、Sfb、Sfcの形状を、Z方向(円筒マスクの周方向)に引き伸ばしたような形状となって分布する。 Further, in the point light source images Sfa', Sfb', and Sfc' (especially the 0th-order diffracted light) formed on the reflecting surface p2004, since the illumination region IR of the cylindrical mask M is a cylindrical surface, FIG. 22 The shapes of the point light source images Sfa, Sfb, and Sfc that serve as the illumination luminous flux EL1 are distributed in the paper surface (YZ surface) as if they were stretched in the Z direction (circumferential direction of the cylindrical mask).

図22のように、各点光源像Sfa、Sfb、Sfcが、中心点2044(光軸2015a)を含む平面p2005よりも下側(−Z方向)に位置する場合、図21に示した紙面内(XZ面内)では、照明光束EL1(EL1a、EL1b、EL1c)は第2光学系2015とプリズムミラー2041の上側の反射平面2041aとを介して円筒状のマスクMに達する。それらの照明光束EL1(EL1a、EL1b、EL1c)は、円筒状のマスクMの直前ではいずれも平行光束ではあるが、中心面pcに対しては僅かに傾いている。その傾き量は、反射面p2004内(瞳面pd内)における点光源像Sf(Sfa、Sfb、Sfc)の中心点2044(光軸2015a)からのZ方向変位量に対応している。 As shown in FIG. 22, when each point light source image Sfa, Sfb, Sfc is located below the plane p2005 including the center point 2044 (optical axis 2015a) (−Z direction), it is within the paper surface shown in FIG. (In the XZ plane), the illumination light beam EL1 (EL1a, EL1b, EL1c) reaches the cylindrical mask M via the second optical system 2015 and the reflection plane 2041a on the upper side of the prism mirror 2041. The illumination light fluxes EL1 (EL1a, EL1b, EL1c) are parallel light fluxes immediately before the cylindrical mask M, but are slightly inclined with respect to the central surface pc. The amount of inclination corresponds to the amount of displacement in the Z direction from the center point 2044 (optical axis 2015a) of the point light source image Sf (Sfa, Sfb, Sfc) in the reflection surface p2004 (inside the pupil surface pd).

照明領域IRで反射・回折する結像光束EL2(EL2a,EL2b,EL2c)は、XZ面内において中心面pcに関して、照明光束EL1(EL1a,EL1b,EL1c)と対称的な傾きを持って、プリズムミラー2041の上側の反射平面2041aに達し、ここで反射して第2光学系2015に入射し、凹面鏡2040の反射面p2004の、平面p2005(中心点2044)よりも上の部分に達する。 The imaging light beam EL2 (EL2a, EL2b, EL2c) reflected and diffracted in the illumination region IR has a gradient symmetrical to the illumination light beam EL1 (EL1a, EL1b, EL1c) with respect to the central plane pc in the XZ plane, and is a prism. It reaches the reflection plane 2041a on the upper side of the mirror 2041, reflects here and enters the second optical system 2015, and reaches the portion of the reflection plane p2004 of the concave mirror 2040 above the plane p2005 (center point 2044).

以上の図21、図22に示した一例では、凹面鏡2040の反射面p2004内で、投影光学系PLの光軸2015aを含むXY面と平行な平面p2005よりも下側(−Z方向)に、照明光束EL1の点光源像(集光点)Sfを分布させたが、先に説明した条件、すなわち、照明光束の点光源像を通す反射面p2004内の窓部2042の相互の位置関係が、中心点2044に関して点対称ではない関係(非点対称な関係)に定められるのであれば、反射面p2004上の点光源像Sf(窓部2042)の位置は自由に設定できる。 In the example shown in FIGS. 21 and 22 above, in the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040, below the plane p2005 parallel to the XY plane including the optical axis 2015a of the projection optical system PL (-Z direction). The point light source image (condensing point) Sf of the illumination light beam EL1 is distributed, but the condition described above, that is, the mutual positional relationship of the window portion 2042 in the reflection surface p2004 through which the point light source image of the illumination light beam is passed is determined. The position of the point light source image Sf (window portion 2042) on the reflecting surface p2004 can be freely set as long as the relationship is not point-symmetrical (non-point-symmetrical relationship) with respect to the center point 2044.

少なくともこのような条件で、照明光束EL1の源となる多数の点光源像Sfが通過する窓部2042を凹面鏡2040の反射面p2004に形成すると、反射面p2004(瞳面pd)上において、照明光束と結像光束とを効率的に空間分離することができる。 When a window portion 2042 through which a large number of point light source images Sf, which is a source of the illumination luminous flux EL1, passes is formed on the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 under at least such a condition, the illumination luminous flux is formed on the reflection surface p2004 (pupil surface pd). And the imaged luminous flux can be efficiently spatially separated.

多数の窓部2042(照明光束の点光源像Sfa、Sfb、Sfc・・・)を反射面p2004内に一様に分布させつつ、照明光束と結像光束との空間的な分離を良好に保つ為には、結像光束EL2の収斂により形成される各点光源像Sfa’、Sfb’、Sfc’・・・の反射面p2004上での大きさ(±1次回折光DLa,DLb,DLcも含む大きさ)が、隣り合う窓部2042のY方向とZ方向の間隔寸法よりも小さくなるように設定するとよい。換言すれば、窓部2042a、2042b、2042c・・・の個々の寸法を出来るだけ小さくするように、照明光束EL1の各点光源像Sfa、Sfb、Sfc・・・の瞳面pd(反射面p2004)内での寸法を出来るだけ小さく絞ることが有効である。 While a large number of window portions 2042 (point light source images Sfa, Sfb, Sfc ...) of the illumination luminous flux are uniformly distributed in the reflection surface p2004, the spatial separation between the illumination luminous flux and the imaged luminous flux is kept good. For this purpose, the magnitudes (including ± primary diffracted light DLa, DLb, DLc) of each point light source image Sfa', Sfb', Sfc' ... formed by the convergence of the imaged luminous flux EL2 on the reflecting surface p2004. The size) may be set to be smaller than the distance between the adjacent window portions 2042 in the Y direction and the Z direction. In other words, the pupil surface pd (reflection surface p2004) of each point light source image Sfa, Sfb, Sfc ... Of the illumination luminous flux EL1 so that the individual dimensions of the window portions 2042a, 2042b, 2042c ... It is effective to narrow down the dimensions in) as small as possible.

本実施態様では、光源として、水銀放電ランプ、メタルハライドランプ、紫外LED等を利用可能であるが、照明光束EL1の点光源像Sfa、Sfb、Sfc・・・を小さく絞る為には、高輝度で発振波長帯域が狭い光を放射するレーザ光源を利用することができる。 In this embodiment, a mercury discharge lamp, a metal halide lamp, an ultraviolet LED, or the like can be used as the light source, but in order to reduce the point light source images Sfa, Sfb, Sfc ... Of the illumination luminous flux EL1, the brightness is high. A laser light source that emits light having a narrow oscillation wavelength band can be used.

ここで、図21、図22に示した照明光学系IL(第1光学系2014)の構成の一例を、図23を参照して説明する。なお、図23において、図21、図22中で説明した部材等と同じものには同じ符号を付し、説明を省略する。また、図23では、図21中のプリズムミラー2041を省略し、円筒状のマスクMの円筒状のパターン面p2001上の照明領域IRと第2光学系2015の間の光路と、回転ドラム2030の外周面(又は基板Pの表面)p2002上の投影領域PAと第2光学系2015の間の光路とを展開して示す。 Here, an example of the configuration of the illumination optical system IL (first optical system 2014) shown in FIGS. 21 and 22 will be described with reference to FIG. 23. In FIG. 23, the same members as those described in FIGS. 21 and 22 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. Further, in FIG. 23, the prism mirror 2041 in FIG. 21 is omitted, and the optical path between the illumination region IR on the cylindrical pattern surface p2001 of the cylindrical mask M and the second optical system 2015 and the rotating drum 2030. The optical path between the projection region PA on the outer peripheral surface (or the surface of the substrate P) p2002 and the second optical system 2015 is shown in an expanded manner.

先に説明したように、照明光学系ILには、光源からの光束EL0(照明光束EL0)が入射して多数の点光源像を生成するフライアイレンズ2062と、多数の点光源像の各々からの光束を照明視野絞り(ブラインド)2064上で重畳させるコンデンサーレンズ2065と、照明視野絞り2064の開口を通過した照明光を投影光学系PL(第2光学系2015)の凹面鏡2040に導くレンズ系2066とが設けられている。ケーラー照明法を適用する為、フライアイレンズ2062の射出側で点光源像が生成される面Epは、コンデンサーレンズ2065、レンズ系2066、凹面鏡2040を構成する硝材(凹レンズ状)によって、凹面鏡2040の反射面が位置する瞳面pdと共役に設定される。 As described above, the illumination optical system IL is subjected to the fly-eye lens 2062 in which the light beam EL0 (illumination light beam EL0) from the light source is incident to generate a large number of point light source images, and from each of the large number of point light source images. 2065, which is a condenser lens that superimposes the light beam of the above on the illumination field aperture (blind) 2064, and 2066, which is a lens system that guides the illumination light that has passed through the opening of the illumination field aperture 2064 to the concave mirror 2040 of the projection optical system PL (second optical system 2015). And are provided. In order to apply the Koehler illumination method, the surface Ep on which the point light source image is generated on the emission side of the fly-eye lens 2062 is the concave mirror 2040 depending on the glass material (concave lens shape) constituting the condenser lens 2065, the lens system 2066, and the concave mirror 2040. It is set to be conjugate with the pupil surface pd in which the reflecting surface is located.

YZ面内において、フライアイレンズ2062の射出端の中心はコンデンサーレンズ2065の光軸2065a上に配置され、その光軸2065a上に照明視野絞り2064(開口部)の中心が配置される。さらに、照明視野絞り2064は、レンズ系2066、凹面鏡2040を構成する硝材(凹レンズ状)、第2光学系2015の複数枚のレンズによって、円筒状のマスクM上の照明領域IR(パターン面p2001)と光学的に共役な面2014bに配置される。 In the YZ plane, the center of the ejection end of the fly-eye lens 2062 is arranged on the optical axis 2065a of the condenser lens 2065, and the center of the illumination field diaphragm 2064 (opening) is arranged on the optical axis 2065a. Further, the illumination field diaphragm 2064 is composed of a lens system 2066, a glass material (concave lens shape) constituting the concave mirror 2040, and a plurality of lenses of the second optical system 2015, and the illumination region IR (pattern surface p2001) on the cylindrical mask M. It is arranged on a surface 2014b that is optically conjugate with the lens.

また、照明光学系ILの第1光学系2014の光軸2014aは投影光学系PL(第2光学系2015)の光軸2015aと同軸に配置されるが、コンデンサーレンズ2065の光軸2065aは第1光学系2014の光軸2014aに対して、図23の紙面(XZ面)内で−Z方向に偏心して配置される。 Further, the optical axis 2014a of the first optical system 2014 of the illumination optical system IL is arranged coaxially with the optical axis 2015a of the projection optical system PL (second optical system 2015), but the optical axis 2065a of the condenser lens 2065 is the first. It is arranged eccentrically in the −Z direction on the paper surface (XZ surface) of FIG. 23 with respect to the optical axis 2014a of the optical system 2014.

ここで、フライアイレンズ2062の射出側の面Epに生成される複数の点光源像のうち、光軸2065aを挟んで、Z方向に非対称に位置する2つの点光源像SPa、SPdを例に、照明光束の振る舞いを説明する。 Here, among the plurality of point light source images generated on the plane Ep on the emission side of the fly-eye lens 2062, two point light source images SPa and SPd located asymmetrically in the Z direction with the optical axis 2065a in between are taken as an example. , The behavior of the illumination light source will be explained.

点光源像SPaからの光束は、コンデンサーレンズ2065によってほぼ平行光束となって照明視野絞り2064を照射する。照明視野絞り2064の開口部(Y方向に細長いスリット状)を透過した照明光束EL1aは、レンズ系2066によって投影光学系PLの凹面鏡2040の反射面に形成された窓内に点光源像Sfaとして収斂される。 The luminous flux from the point light source image SPA becomes a substantially parallel luminous flux by the condenser lens 2065 and irradiates the illumination field diaphragm 2064. The illumination luminous flux EL1a transmitted through the opening (slit-shaped elongated in the Y direction) of the illumination field aperture 2064 converges as a point light source image Sfa in the window formed on the reflection surface of the concave mirror 2040 of the projection optical system PL by the lens system 2066. Will be done.

点光源像Sfaからの照明光束EL1aは、図21で説明したように、投影光学系PLの第2光学系2015を介して、円筒状のマスクMの円筒状のパターン面p2001上の照明領域IRを照明する。その点光源像Sfaからの照明光束EL1aの照射によりパターン面p2001で発生する結像光束EL2aは、第2光学系2015を逆進して凹面鏡2040上に点光源像Sfa’を再結像する。瞳面pd内において、照明光学系ILからの光束によって作られる点光源像Sfaと、結像光束EL2aによって作られる点光源像Sfa’は、瞳面pd内において点対称な関係で位置する。 As described with reference to FIG. 21, the illumination light flux EL1a from the point light source image Sfa is the illumination region IR on the cylindrical pattern surface p2001 of the cylindrical mask M via the second optical system 2015 of the projection optical system PL. Illuminate. The imaging light flux EL2a generated on the pattern surface p2001 by the irradiation of the illumination light source EL1a from the point light source image Sfa reverses the second optical system 2015 and reimages the point light source image Sfa'on the concave mirror 2040. In the pupil surface pd, the point light source image Sfa created by the luminous flux from the illumination optical system IL and the point light source image Sfa'created by the imaging light flux EL2a are located in the pupil surface pd in a point-symmetrical relationship.

同様に、点光源像SPdからの光束は、コンデンサーレンズ2065によってほぼ平行光束となって照明視野絞り2064を照射する。照明視野絞り2064の開口部を透過した照明光束EL1dは、レンズ系2066によって凹面鏡2040の反射面に形成された窓内に点光源像Sfdとして収斂される。点光源像Sfdからの照明光束EL1dは、第2光学系2015を介して、円筒状のパターン面p2001上の照明領域IRを照明する。その点光源像Sfdからの照明光束の照射によりパターン面p2001で発生した結像光束EL2dは、第2光学系2015を逆進して凹面鏡2040上に点光源像Sfd’を再結像する。瞳面pd内において、照明光学系ILからの光束によって作られる点光源像Sfdと、結像光束EL2dによって作られる点光源像Sfd’は、瞳面pd内において点対称な関係で位置する。 Similarly, the luminous flux from the point light source image SPd becomes a substantially parallel luminous flux by the condenser lens 2065 and illuminates the illumination field diaphragm 2064. The illumination luminous flux EL1d transmitted through the opening of the illumination field diaphragm 2064 is converged as a point light source image Sfd in the window formed on the reflection surface of the concave mirror 2040 by the lens system 2066. The illumination light flux EL1d from the point light source image Sfd illuminates the illumination region IR on the cylindrical pattern surface p2001 via the second optical system 2015. The imaged luminous flux EL2d generated on the pattern surface p2001 by the irradiation of the illumination luminous flux from the point light source image Sfd reverses the second optical system 2015 and reimages the point light source image Sfd'on the concave mirror 2040. In the pupil surface pd, the point light source image Sfd created by the luminous flux from the illumination optical system IL and the point light source image Sfd'created by the imaging light flux EL2d are located in the pupil surface pd in a point-symmetrical relationship.

凹面鏡2040の反射面にて点光源像Sfa’、Sfd’を形成した結像光束EL2a、EL2dは、基板P上の円筒状の投影領域PA内に投射され、照明領域IR内のマスクパターンの像が基板Pの投影領域PA内に結像投影される。 The imaged luminous fluxes EL2a and EL2d forming the point light source images Sfa'and Sfd' on the reflecting surface of the concave mirror 2040 are projected into the cylindrical projection area PA on the substrate P, and the image of the mask pattern in the illumination area IR. Is imaged and projected in the projection area PA of the substrate P.

図24は、図23に示した照明光学系ILのフライアイレンズ2062に入射する照明光束EL0を生成する光源装置2055の構成を示す。光源装置2055は、固体光源2057、エキスパンダーレンズ(凹レンズ)2058、集光レンズ2059、及び導光部材2060を備える。固体光源2057は、例えばレーザーダイオード(LD)、発光ダイオード(LED)等を含む。固体光源2057から出射した照明光束LBは、エキスパンダーレンズ2058によって発散光束に変換され、集光レンズ2059によって導光部材2060の入射端面2060aに所定の収斂度合(NA)で集光される。 FIG. 24 shows the configuration of the light source device 2055 that generates the illumination luminous flux EL0 incident on the fly-eye lens 2062 of the illumination optical system IL shown in FIG. The light source device 2055 includes a solid light source 2057, an expander lens (concave lens) 2058, a condenser lens 2059, and a light guide member 2060. The solid-state light source 2057 includes, for example, a laser diode (LD), a light emitting diode (LED), and the like. The illumination light beam LB emitted from the solid-state light source 2057 is converted into a divergent light beam by the expander lens 2058, and is focused by the condenser lens 2059 on the incident end surface 2060a of the light guide member 2060 with a predetermined degree of convergence (NA).

導光部材2060は、例えば光ファイバー等であり、入射端面2060aに入射した照明光束LBは、NA(開口数)を保存して射出端面2060bから射出し、レンズ系2061(コリメータ)によってほぼ平行な照明光束EL0に変換される。レンズ系2061は、フライアイレンズ2062の入射側の面全体を照射するように、照明光束EL0の光束径を調整する。なお、単一の光ファイバーの直径は、例えば300μm程度であるが、固体光源2057からの照明光束LBの光強度が大きい場合は、複数本の光ファイバーを密に束ねたものにしてもよい。 The light guide member 2060 is, for example, an optical fiber, and the illumination luminous flux LB incident on the incident end surface 2060a is emitted from the emission end surface 2060b while preserving the NA (numerical aperture), and is illuminated substantially in parallel by the lens system 2061 (colimeter). It is converted to the luminous flux EL0. The lens system 2061 adjusts the luminous flux diameter of the illumination flux EL0 so as to irradiate the entire surface of the fly-eye lens 2062 on the incident side. The diameter of a single optical fiber is, for example, about 300 μm, but when the light intensity of the illumination luminous flux LB from the solid-state light source 2057 is high, a plurality of optical fibers may be tightly bundled.

図25は、図23中のフライアイレンズ2062の射出側の面Ep(YZ面と平行)に形成される多数の点光源像SPの配列状態を、コンデンサーレンズ2065側から見たものである。YZ面内において、フライアイレンズ2062の射出側の面Epの中心点を2062aとすると、この中心点2062aは、コンデンサーレンズ2065の光軸2065a上に位置する。 FIG. 25 is a view of the arrangement state of a large number of point light source images SP formed on the emission-side surface Ep (parallel to the YZ surface) of the fly-eye lens 2062 in FIG. 23 from the condenser lens 2065 side. Assuming that the center point of the plane Ep on the injection side of the fly-eye lens 2062 is 2062a in the YZ plane, this center point 2062a is located on the optical axis 2065a of the condenser lens 2065.

図25に示すように、本実施形態のフライアイレンズ2062は、コンデンサーレンズ2065の光軸2065aに直交する面に配列された複数のレンズ要素2062Eを含む。複数のレンズ要素2062Eの各々は、Y方向に細長い矩形状の断面を有し、Y方向とZ方向に密に束ねられている。各レンズ要素2062Eの射出端の中心には、点光源像(スポット)SPが形成されるが、これは図24中の導光部材2060(光ファイバー)の射出端面2060bの共役像である。そしてYZ面内で見たとき、各点光源像SPが中心点2062a(光軸2065a)に関して互いに非点対称となるように、複数のレンズ要素2062Eが束ねられている。 As shown in FIG. 25, the fly-eye lens 2062 of the present embodiment includes a plurality of lens elements 2062E arranged on a plane orthogonal to the optical axis 2065a of the condenser lens 2065. Each of the plurality of lens elements 2062E has a rectangular cross section elongated in the Y direction, and is tightly bundled in the Y direction and the Z direction. A point light source image (spot) SP is formed at the center of the emission end of each lens element 2062E, which is a conjugate image of the emission end surface 2060b of the light guide member 2060 (optical fiber) in FIG. 24. A plurality of lens elements 2062E are bundled so that each point light source image SP is astigmatic with respect to the center point 2062a (optical axis 2065a) when viewed in the YZ plane.

図25に示した例では、コンデンサーレンズ2065の光軸2065aを含み、XY面と平行な面をp2006としたとき、この面p2006よりも+Z側に位置するレンズ要素2062Eの組を上部レンズ要素群2062U、面p2006よりも−Z側に位置するレンズ要素2062Eの組を下部レンズ要素群2062Dとすると、上部レンズ要素群2062Uと下部レンズ要素群2062Dの間では、レンズ要素2062EのY方向の寸法の1/2だけ位置をずらしてある。その結果、上部レンズ要素群2062U内に点在する複数の点光源像SPと、下部レンズ要素群2062D内に点在する複数の点光源像SPとは、中心点2062aを通るY軸と平行な線に関しても非対称な配置となる。 In the example shown in FIG. 25, when the optical axis 2065a of the condenser lens 2065 is included and the surface parallel to the XY surface is p2006, the set of lens elements 2062E located on the + Z side of this surface p2006 is the upper lens element group. Assuming that the set of the lens elements 2062E located on the −Z side of the surface p2006 of 2062U is the lower lens element group 2062D, the dimension of the lens element 2062E in the Y direction is between the upper lens element group 2062U and the lower lens element group 2062D. The position is shifted by 1/2. As a result, the plurality of point light source images SP scattered in the upper lens element group 2062U and the plurality of point light source image SPs scattered in the lower lens element group 2062D are parallel to the Y axis passing through the center point 2062a. The arrangement is also asymmetric with respect to the lines.

フライアイレンズ2062の各レンズ要素2062EのYZ面内での断面形状がY方向に延びた長方形に構成されるのは、図23中の照明視野絞り2064のスリット状の開口形状に合わせる為である。その様子を図26も参照して説明する。 The cross-sectional shape of each lens element 2062E of the fly-eye lens 2062 in the YZ plane is formed as a rectangle extending in the Y direction in order to match the slit-shaped aperture shape of the illumination field diaphragm 2064 in FIG. 23. .. The situation will be described with reference to FIG. 26.

図26は、図23中の照明視野絞り2064をYZ面内で見た図である。照明視野絞り2064にはY方向に細長い矩形状(或いは台形状)の開口部2064Aが形成されており、フライアイレンズ2062の各点光源像SPからの光束は、コンデンサーレンズ2065によって照明視野絞り2064上で、開口部2064Aを含む矩形状の照明光束EL1として重畳される。開口部2064Aの開口中心をコンデンサーレンズ2065の光軸2065a上に配置した場合、照明光学系ILの第1光学系2014の光軸2014aは、開口部2064Aの開口中心から+Z方向に偏心した位置を通る。 FIG. 26 is a view of the illumination field diaphragm 2064 in FIG. 23 viewed in the YZ plane. An elongated rectangular (or trapezoidal) opening 2064A is formed in the illumination field diaphragm 2064 in the Y direction, and the luminous flux from each point light source image SP of the fly-eye lens 2062 is collected by the illumination field diaphragm 2064 by the condenser lens 2065. Above, it is superimposed as a rectangular illumination flux EL1 including the opening 2064A. When the opening center of the opening 2064A is arranged on the optical axis 2065a of the condenser lens 2065, the optical axis 2014a of the first optical system 2014 of the illumination optical system IL is positioned eccentrically in the + Z direction from the opening center of the opening 2064A. Pass.

図27は、図25のフライアイレンズ2062によって生成される点光源像SPの分布に用いることができる凹面鏡2040の反射面p2004(瞳面pdに配置)の様子を、投影光学系PLの第2光学系2015側から見たものである。凹面鏡2040の反射面p2004はフライアイレンズ2062の射出側の面Epと共役なので、図25に示した複数の点光源像SP(レンズ要素2062E)の分布は、図27のように反射面p2004(瞳面pd)内では左右・上下が反転した点光源像Sf(黒丸)の分布となる。 FIG. 27 shows the state of the reflection surface p2004 (arranged on the pupil surface pd) of the concave mirror 2040 that can be used for the distribution of the point light source image SP generated by the fly-eye lens 2062 of FIG. It is seen from the optical system 2015 side. Since the reflective surface p2004 of the concave mirror 2040 is conjugate with the surface Ep on the emission side of the fly-eye lens 2062, the distribution of the plurality of point light source images SP (lens element 2062E) shown in FIG. 25 is as shown in FIG. 27. In the pupil surface pd), the distribution of the point light source image Sf (black circle) is inverted left and right and up and down.

先の図22にて説明したように、凹面鏡2040の反射面p2004には、複数の点光源像Sfを透過する為の窓部2042が、中心点2044(光軸2015a)に関して非点対称に配置される。図27の例では、Z方向に一列に並ぶ複数の点光源像Sfからの各照明光束をまとめて透過させるように、窓部2042はZ方向に細長く延びたスリット状に形成される。そして反射面p2004内のスリット状の窓部2042以外は、円筒状のマスクMの照明領域IR内のパターンからの結像光束を効率的に反射させる高反射部となっている。 As described with reference to FIG. 22, window portions 2042 for transmitting a plurality of point light source images Sf are arranged astigmatically symmetrically with respect to the center point 2044 (optical axis 2015a) on the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. Will be done. In the example of FIG. 27, the window portion 2042 is formed in a slit shape elongated in the Z direction so as to collectively transmit the illumination light fluxes from the plurality of point light source images Sf arranged in a row in the Z direction. Except for the slit-shaped window portion 2042 in the reflecting surface p2004, it is a highly reflecting portion that efficiently reflects the imaged luminous flux from the pattern in the illumination region IR of the cylindrical mask M.

複数の点光源像Sfは、第2光学系2015の光軸2015aを含み中心面pc(図21)と直交する平面p2005に関して、非面対称的に配置され、スリット状の各窓部2042のY方向の寸法は、点光源像Sfを遮光しない程度に狭く設定される。図23で説明したように、各窓部2042を通った複数の点光源像Sfの各々からの光束(照明光束EL1)は、第2光学系2015を通って円筒状のマスクMのパターン面p2001上の照明領域IRを重畳して照射する。これにより、照明領域IRは均一な照度分布で照明される。 The plurality of point light source images Sf are arranged non-plane symmetrically with respect to the plane p2005 including the optical axis 2015a of the second optical system 2015 and orthogonal to the central surface pc (FIG. 21), and the Y of each slit-shaped window portion 2042. The dimension in the direction is set so narrow that the point light source image Sf is not shielded from light. As described with reference to FIG. 23, the luminous flux (illumination luminous flux EL1) from each of the plurality of point light source images Sf passing through each window portion 2042 passes through the second optical system 2015 and the pattern surface p2001 of the cylindrical mask M. The upper illumination area IR is superimposed and irradiated. As a result, the illumination region IR is illuminated with a uniform illuminance distribution.

パターン面p2001の照明領域IR内に現れるマスクパターンからの反射光(結像光束EL2)は、凹面鏡2040の反射面p2004に戻ってくるが、その結像光束EL2は反射面p2004にて、再び点光源像Sf’となって分離した分布となる。図22で説明したように、結像光束EL2によって反射面p2004上に生成される多数の点光源像Sf’(特に0次回折光)の分布は、中心点2044に関して、照明光束EL1となる多数の点光源像Sfの分布と点対称の関係となる。 The reflected light (imaging light flux EL2) from the mask pattern appearing in the illumination region IR of the pattern surface p2001 returns to the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040, but the imaging light beam EL2 is again pointed on the reflecting surface p2004. It becomes a light source image Sf'and has a separated distribution. As described with reference to FIG. 22, the distribution of a large number of point light source images Sf'(especially 0th-order diffracted light) generated on the reflection surface p2004 by the imaging light flux EL2 becomes a large number of illumination light flux EL1 with respect to the center point 2044. It has a point-symmetrical relationship with the distribution of the point light source image Sf.

図27のように、照明光束EL1の源となる多数の点光源像Sfが分布する複数の窓部2042と点対称の関係にある反射面p2004上の領域は、全て高反射部となっている為、反射面p2004上に再結像される点光源像Sf’(1次回折光も含む)は殆ど損失なく反射されて、基板Pに達する。 As shown in FIG. 27, all the regions on the reflection surface p2004 having a point-symmetrical relationship with the plurality of window portions 2042 in which a large number of point light source images Sf, which are the sources of the illumination luminous flux EL1, are distributed, are high reflection portions. Therefore, the point light source image Sf'(including the primary diffracted light) reimaged on the reflecting surface p2004 is reflected with almost no loss and reaches the substrate P.

[第11実施形態の変形例1]
なお、図27において、凹面鏡2040の反射面p2004のうち、投影光学系PL(第2光学系2015)の光軸2015aを含む平面p2005(XY面と平行)と交差する線上の部分に、照明光束の源となる点光源像Sfが位置する場合でも、先の配置条件のように、点光源像Sfが位置する部分を窓部2042とし、中心点2044に関して、その窓部2042と点対称の領域を反射部(遮光部)としておけばよい。
[Modification 1 of the eleventh embodiment]
In FIG. 27, the illumination light beam is formed on a line of the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 that intersects the plane p2005 (parallel to the XY plane) including the optical axis 2015a of the projection optical system PL (second optical system 2015). Even when the point light source image Sf that is the source of the point light source image Sf is located, the portion where the point light source image Sf is located is set as the window portion 2042 as in the above arrangement condition, and the region symmetrical to the window portion 2042 with respect to the center point 2044. Should be set as a reflecting part (light-shielding part).

但し、中心点2044に点光源像Sf(窓部2042)が位置するような場合、その点光源像Sfを源とする照明光束が円筒状のマスクM上の照明領域IRを照射すると、そこで反射した結像光束は反射面p2004の中心点2044(窓部2042)において点光源像Sf’を形成するように収斂する為、基板Pに向かう結像光束にはならないことがある。このことから、反射面p2004の中心点2044の付近には、点光源像Sfが位置しないように、フライアイレンズ2062を構成する多数のレンズ要素2062Eの配列を替えたり、中心点2044の位置に対応するレンズ要素2062Eに遮光膜(墨塗り)を施したりするとよい。 However, when the point light source image Sf (window portion 2042) is located at the center point 2044, when the illumination luminous flux originating from the point light source image Sf irradiates the illumination region IR on the cylindrical mask M, it is reflected there. Since the formed image-forming light flux converges so as to form a point light source image Sf'at the center point 2044 (window portion 2042) of the reflecting surface p2004, the image-forming light flux may not be the image-forming light flux toward the substrate P. From this, the arrangement of a large number of lens elements 2062E constituting the fly-eye lens 2062 is changed so that the point light source image Sf is not located near the center point 2044 of the reflection surface p2004, or the position of the center point 2044 is changed. A light-shielding film (black coating) may be applied to the corresponding lens element 2062E.

また本実施態様では、図25と図27で示したように、フライアイレンズ2062の射出側の面Epに形成される点光源像SPの配置(レンズ要素2062Eの配列)と、凹面鏡2040の反射面p2004に形成される窓部2042の配置とを一対一で合わせるようにしたが、必ずしもその必要はない。すなわち、フライアイレンズ2062の射出側の面Epに形成される多数の点光源像SPのうち、凹面鏡2040の裏側の面p2003から入射して反射面p2004(瞳面pd)に到達し得る一部の点光源像Sfに対しては、窓部2042を設けずに反射面のままにして遮光してもよい。その遮光は、凹面鏡2040の裏側の面p2003内で、遮光すべき点光源像Sfが位置する領域に、遮光膜や光吸収層を形成することでも同様に実現できる。 Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 25 and 27, the arrangement of the point light source image SP (arrangement of the lens elements 2062E) formed on the surface Ep on the emission side of the fly-eye lens 2062 and the reflection of the concave mirror 2040. The arrangement of the window portion 2042 formed on the surface p2004 is matched on a one-to-one basis, but this is not always necessary. That is, among a large number of point light source image SPs formed on the emission side surface Ep of the fly-eye lens 2062, a part of the point light source image SP that can enter from the back surface p2003 of the concave mirror 2040 and reach the reflection surface p2004 (pupil surface pd). The point light source image Sf may be shielded from light by leaving the reflecting surface as it is without providing the window portion 2042. The light shielding can be similarly realized by forming a light shielding film or a light absorbing layer in the region where the point light source image Sf to be shielded is located in the surface p2003 on the back side of the concave mirror 2040.

[第11実施形態の変形例2]
投影光学系PLを構成する第2光学系2015から凹面鏡2040に入射する結像光束EL2(多数の点光源像Sf’)は、凹面鏡2040で必ずしも全てを反射させなくてもよい。例えば、凹面鏡2040の反射面p2004には、透過性の窓部2042と反射部の他に、照明光束EL1の源となる複数の点光源像Sfと、結像光束EL2の収斂により形成される複数の点光源像Sf’の一方又は双方の一部の点光源像を遮蔽する遮光部を設けてもよい。
[Modification 2 of the 11th embodiment]
The image luminous flux EL2 (a large number of point light source images Sf') incident on the concave mirror 2040 from the second optical system 2015 constituting the projection optical system PL does not necessarily have to be completely reflected by the concave mirror 2040. For example, on the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040, in addition to the transmissive window portion 2042 and the reflecting portion, a plurality of point light source images Sf that are sources of the illumination luminous flux EL1 and a plurality of points formed by the convergence of the imaging luminous flux EL2. A light-shielding portion may be provided to shield the point light source image of one or a part of the point light source image Sf'.

以上、第11の実施形態について説明したが、本実施形態では、図21または図22に示したように、照明光学系ILからの照明光は、投影光学系PLの瞳面pdに配置される凹面鏡2040の裏側から入射され、投影光学系PLを構成する第2光学系2015とプリズムミラー2041の上側の反射平面2041aとを介して、照明光束EL1として円筒状のマスクM上の照明領域IRに達する。 Although the eleventh embodiment has been described above, in the present embodiment, as shown in FIG. 21 or 22, the illumination light from the illumination optical system IL is arranged on the pupil surface pd of the projection optical system PL. It is incident from the back side of the concave mirror 2040, and enters the illumination region IR on the cylindrical mask M as the illumination light beam EL1 via the second optical system 2015 constituting the projection optical system PL and the reflection plane 2041a on the upper side of the prism mirror 2041. Reach.

本実施態様における投影光学系PLの結像光路を、照明領域IR(物体面)から凹面鏡2040(瞳面pd)までの第1光路と、凹面鏡2040(瞳面pd)から投影領域PA(像面)までの第2光路とに分けてみると、その第1光路が、照明光学系ILからの照明光束を照明領域IRに導く為の落射照明用の光路を兼ねている。 The imaging optical path of the projection optical system PL in this embodiment is the first optical path from the illumination region IR (object surface) to the concave mirror 2040 (pupil surface pd) and the projection region PA (image plane) from the concave mirror 2040 (pupil surface pd). ), The first optical path also serves as an optical path for epi-illumination for guiding the illumination light beam from the illumination optical system IL to the illumination region IR.

このように、本実施形態の処理装置U3(露光装置)では、投影光学系PLの瞳面若しくはその近傍に配置される反射鏡にて、照明光束と結像光束とを効率的に空間分離するような落射照明方式としたので、装置の構成をシンプルにすることができる。また、照明光束と結像光束とを偏光状態の違いにより分離する方式と比較して、大きな偏光ビームスプリッタや波長板等を使う必要が無く、装置構成をシンプルにすることができる。 As described above, in the processing apparatus U3 (exposure apparatus) of the present embodiment, the illumination light flux and the imaging light flux are efficiently spatially separated by the reflecting mirror arranged at or near the pupil surface of the projection optical system PL. Since the epi-illumination method is used, the configuration of the device can be simplified. Further, as compared with the method of separating the illumination luminous flux and the imaging luminous flux according to the difference in the polarization state, it is not necessary to use a large polarization beam splitter, a wave plate, or the like, and the device configuration can be simplified.

さらに、照明光束と結像光束を偏光分離する方式では、波長板による波面の乱れや、偏光ビームスプリッタにおける消光比の問題に起因した投影像の特性(コントラスト、収差等)の劣化に対処する必要がある場合があるが、本実施態様では、そのような原因による投影像の特性劣化はほとんど無く、露光不良の発生を抑制できる。また、本実施形態の露光装置U3は、投影光学系の一部の光路を介して照明光を反射型のマスクMに照射する落射照明方式を組み込んでいる為、透過型のマスクの内部に照明光学系を組み込む場合に比べて、特に照明光学系の設計自由度が高くなる。 Furthermore, in the method of separating the illumination luminous flux and the imaging luminous flux by polarization, it is necessary to deal with the deterioration of the characteristics (contrast, aberration, etc.) of the projected image due to the disturbance of the wave surface due to the wave plate and the problem of the extinction ratio in the polarization beam splitter. However, in the present embodiment, there is almost no deterioration in the characteristics of the projected image due to such a cause, and the occurrence of exposure defects can be suppressed. Further, since the exposure apparatus U3 of the present embodiment incorporates an epi-illumination method of irradiating the reflection type mask M with illumination light through a part of the optical path of the projection optical system, the inside of the transmission type mask is illuminated. Compared with the case of incorporating an optical system, the degree of freedom in designing the illumination optical system is particularly high.

本実施形態において、図24に示した光源装置2055は、点光源像の寸法を小さくできることから、放射光の指向性が強いレーザ光源(例えば、KrF、ArF、XeF等のエキシマレーザ光)を使うことを想定したが、それに限定されるものではない。例えば、g線、h線、i線等の輝線光を放射するランプ光源、又は放射光の指向性が弱いレーザーダイオードや発光ダイオード(LED)等を使っても良い。 In the present embodiment, the light source device 2055 shown in FIG. 24 uses a laser light source having strong synchrotron radiation directivity (for example, excimer laser light such as KrF, ArF, XeF) because the size of the point light source image can be reduced. I assumed that, but it is not limited to that. For example, a lamp light source that emits emission line light such as g-line, h-line, or i-line, or a laser diode or light-emitting diode (LED) having a weak directivity of the radiated light may be used.

本実施形態のデバイス製造システム2001(図20)は、処理装置U3(露光装置)の構成をシンプルにすることができるので、デバイスの製造コストを低減できる。また、処理装置U3は、基板Pを回転ドラム2030の外周面p2002に沿って搬送しながら走査露光する方式なので、露光処理を効率よく実行することができる。結果として、デバイス製造システム2001は、デバイスを効率よく製造することができる。 In the device manufacturing system 2001 (FIG. 20) of the present embodiment, the configuration of the processing device U3 (exposure device) can be simplified, so that the manufacturing cost of the device can be reduced. Further, since the processing device U3 is a system in which the substrate P is scanned and exposed while being conveyed along the outer peripheral surface p2002 of the rotary drum 2030, the exposure processing can be efficiently executed. As a result, the device manufacturing system 2001 can efficiently manufacture the device.

[第12実施形態]
次に、第12実施形態について図28を参照して説明する。本実施形態は先の図25、図27で説明したフライアイレンズ2062の構成と凹面鏡2040の反射面p2004内に形成される点光源像Sfの配置を変更したものであり、上記の実施形態と同様の構成要素については、上記の実施形態と同じ符号を付してその説明を簡略化または省略する。
[12th Embodiment]
Next, the twelfth embodiment will be described with reference to FIG. 28. This embodiment is a modification of the configuration of the fly-eye lens 2062 described with reference to FIGS. 25 and 27 and the arrangement of the point light source image Sf formed in the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. Similar components are designated by the same reference numerals as those in the above embodiment to simplify or omit the description thereof.

図28は、凹面鏡2040の反射面p2004内において、フライアイレンズ2062の複数のレンズ要素2062Eが等価的にどのように配置するかを、投影光学系PLの光軸2015aと直交するYZ面内で見た図である。複数のレンズ要素2062E(点光源像Sf)が、凹面鏡2040の反射面p2004の中心点2044(光軸2015a)に関して、互いに非点対称的な配列になるように、中心点2044に最も近いレンズ要素2062Eの中心は、中心点2044からY方向及びZ方向に変位している。 FIG. 28 shows how the plurality of lens elements 2062E of the fly-eye lens 2062 are equivalently arranged in the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 in the YZ plane orthogonal to the optical axis 2015a of the projection optical system PL. It is a view. The lens element closest to the center point 2044 so that the plurality of lens elements 2062E (point light source image Sf) are arranged in a non-point symmetric arrangement with respect to the center point 2044 (optical axis 2015a) of the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. The center of 2062E is displaced from the center point 2044 in the Y direction and the Z direction.

本実施態様においても、フライアイレンズ2062の各レンズ要素2062Eの断面形状(YZ面内での形状)は、先の図26で説明したように、照明視野絞り2064の矩形の開口部2064Aを包含する長方形と相似形に設定されるが、ここでは、Y方向の断面寸法PyとZ方向の断面寸法Pzの比Py/Pzがほぼ4に設定されているものとする。その為、反射面p2004(瞳面pd)内に分布する多数の点光源像Sfも、Y方向に断面寸法Pyのピッチで並び、Z方向に断面寸法Pzのピッチで並ぶ。 Also in this embodiment, the cross-sectional shape (shape in the YZ plane) of each lens element 2062E of the fly-eye lens 2062 includes the rectangular opening 2064A of the illumination field aperture 2064 as described with reference to FIG. 26 above. Although the shape is set to be similar to the rectangle to be used, here, it is assumed that the ratio Py / Pz of the cross-sectional dimension Py in the Y direction and the cross-sectional dimension Pz in the Z direction is set to approximately 4. Therefore, a large number of point light source images Sf distributed in the reflection surface p2004 (pupil surface pd) are also arranged at a pitch of cross-sectional dimension Py in the Y direction and at a pitch of cross-sectional dimension Pz in the Z direction.

通常のフライアイレンズであれば、各レンズ要素2062Eの中心がY方向とZ方向の両方に真っ直ぐ並べて配置されるが、本実施態様では、Z方向に隣接するレンズ要素2062E同志をY方向にΔYずつ変位させて配置する。この変位量ΔYを、レンズ要素2062EのY方向の断面寸法(配列のピッチ)Pyの1/4程度にすると、各点光源像Sfは、YZ面内において互いに±45度、±135度のいずれかの方向に離れて位置することになる。 In a normal fly-eye lens, the centers of the lens elements 2062E are arranged in a straight line in both the Y direction and the Z direction, but in the present embodiment, the lens elements 2062E adjacent to the Z direction are arranged in the Y direction ΔY. Displace and place them one by one. When this displacement amount ΔY is set to about 1/4 of the cross-sectional dimension (array pitch) Py of the lens element 2062E in the Y direction, the light source images Sf at each point are either ± 45 degrees or ± 135 degrees in the YZ plane. It will be located apart in that direction.

図28において、反射面p2004の中心点2044の直近に位置し、中心点2044を取り囲む4つの点光源像Sfを特定したとき、その4つの点光源像Sfで囲まれる領域(ここでは傾いた長方形になる)の重心位置は中心点2044から変位している。換言すれば、4つの点光源像Sfで囲まれる領域の重心位置は、中心点2044とは異なる位置にある。そのような変位が生ずるように、凹面鏡2040とフライアイレンズ2062のYZ面内での位置関係を設定することによって、全ての点光源像Sfの各々を中心点2044に関して互いに非点対称な関係で配置することができる。このことは、中心点2044に関して各点光源像Sfと点対称な関係となる反射面p2004上の領域を、常に反射部にできることを意味する。 In FIG. 28, when four point light source images Sf located in the immediate vicinity of the center point 2044 of the reflection surface p2004 and surrounding the center point 2044 are specified, a region surrounded by the four point light source images Sf (here, an inclined rectangle). The position of the center of gravity of) is displaced from the center point 2044. In other words, the position of the center of gravity of the region surrounded by the four point light source images Sf is different from the center point 2044. By setting the positional relationship between the concave mirror 2040 and the fly-eye lens 2062 in the YZ plane so that such a displacement occurs, each of all the point light source images Sf is in a non-point symmetric relationship with respect to the center point 2044. Can be placed. This means that a region on the reflecting surface p2004 that has a point-symmetrical relationship with each point light source image Sf with respect to the center point 2044 can always be formed as a reflecting portion.

以上のように配置される点光源像Sfの分布に対応して、凹面鏡2040の反射面p2004内には各点光源像Sfを透過させる窓部2042が形成されるが、その窓部の形状、寸法、配置には幾つかの形態が考えられる。単純には、図28に示すように、ひとつの点光源像Sfだけを透過させるような円形の窓部2042Hを、点光源像Sfの配列に合わせて反射面p2004の全面に分布させる形態である。 Corresponding to the distribution of the point light source image Sf arranged as described above, a window portion 2042 for transmitting each point light source image Sf is formed in the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. There are several possible forms of dimensions and arrangement. Simply, as shown in FIG. 28, a circular window portion 2042H that allows only one point light source image Sf to pass through is distributed over the entire surface of the reflection surface p2004 according to the arrangement of the point light source image Sf. ..

他の形態としては、反射面p2004上でY方向に対して斜め45度方向に一列に並ぶ全ての点光源像Sfをまとめて透過させるようなスロット状の窓部2042Kでもよい。この窓部2042K内に位置する一連の点光源像Sfを源とする照明光束が円筒状のマスクMの照明領域IRを照射したとき、その反射光束(結像光束)は、凹面鏡2040の反射面p2004上では点光源像Sfを透過させる窓部から変位した反射領域2042K’に点光源像Sf’(1次回折像も含む)となって収斂する。その他、Y方向に対して斜め45度方向に並ぶ2つの点光源像Sfを一組にして、まとめて透過させるような小判形状(或いはひょうたん形)の窓部2042Lでもよい。いずれの窓部2042H,2042K,2042Lであっても、各点光源像Sfからの照明光を部分的に遮蔽しない範囲で、極力小さく形成される。 As another form, a slot-shaped window portion 2042K may be used so as to collectively transmit all the point light source images Sf arranged in a line at an angle of 45 degrees with respect to the Y direction on the reflecting surface p2004. When an illumination luminous flux originating from a series of point light source images Sf located in the window portion 2042K irradiates the illumination region IR of the cylindrical mask M, the reflected luminous flux (imaging luminous flux) is the reflecting surface of the concave mirror 2040. On p2004, the point light source image Sf'(including the primary diffraction image) converges in the reflection region 2042K'displaced from the window portion through which the point light source image Sf is transmitted. In addition, an oval-shaped (or gourd-shaped) window portion 2042L may be used in which two point light source images Sf arranged at an angle of 45 degrees with respect to the Y direction are paired and transmitted together. Whichever window portion 2042H, 2042K, 2042L is formed, it is formed as small as possible within a range that does not partially block the illumination light from each point light source image Sf.

以上の第12実施態様において、フライアイレンズ2062のレンズ要素2062EのY方向の変位量ΔYは任意に設定でき、レンズ要素2062Eの断面寸法の比Py/Pzも、必ずしも整数倍にする必要は無い。 In the above twelfth embodiment, the displacement amount ΔY of the lens element 2062E of the fly-eye lens 2062 in the Y direction can be arbitrarily set, and the ratio Py / Pz of the cross-sectional dimensions of the lens element 2062E does not necessarily have to be an integral multiple. ..

[第13実施形態]
次に、第13実施形態について図29を参照して説明する。本実施形態も、図28と同様に、フライアイレンズ2062の構成と凹面鏡2040の反射面p2004内に形成される点光源像Sfの配置の変形に係わるものである。図29の構成では、フライアイレンズ2062の複数のレンズ要素2062Eの中心が、YZ面内においてY方向とZ方向に直線的に配列される。
[13th Embodiment]
Next, the thirteenth embodiment will be described with reference to FIG. 29. Similar to FIG. 28, this embodiment also relates to the configuration of the fly-eye lens 2062 and the modification of the arrangement of the point light source image Sf formed in the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. In the configuration of FIG. 29, the centers of the plurality of lens elements 2062E of the fly-eye lens 2062 are linearly arranged in the Y direction and the Z direction in the YZ plane.

このようなフライアイレンズ2062の場合、各レンズ要素2062Eの射出側に形成される点光源像Sfは、Y方向に断面寸法Pyのピッチで配列され、Z方向に断面寸法Pzのピッチで配列される。このような場合でも、図28の第12実施態様で説明したように、凹面鏡2040の反射面p2004の中心点2044(光軸2015a)の直近に位置し、中心点2044を取り囲む4つの点光源像Sfv1,Sfv2,Sfv3,Sfv4に着目したとき、その4つの点光源像Sfv1〜Sfv4で囲まれる領域(長方形)の重心位置Gcは中心点2044から変位している。換言すれば、重心位置Gcは、中心点2044とは異なる位置にある。 In the case of such a fly-eye lens 2062, the point light source images Sf formed on the emission side of each lens element 2062E are arranged at a pitch of cross-sectional dimension Py in the Y direction and at a pitch of cross-sectional dimension Pz in the Z direction. NS. Even in such a case, as described in the twelfth embodiment of FIG. 28, four point light source images located in the immediate vicinity of the center point 2044 (optical axis 2015a) of the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 and surrounding the center point 2044. When focusing on Sfv1, Sfv2, Sfv3, and Sfv4, the center of gravity position Gc of the region (rectangular) surrounded by the four point light source images Sfv1 to Sfv4 is displaced from the center point 2044. In other words, the center of gravity position Gc is at a position different from the center point 2044.

このような変位が生じるように、凹面鏡2040とフライアイレンズ2062のYZ面内での位置関係を設定することによって、全ての点光源像Sfの各々を中心点2044に関して互いに非点対称な関係で配置することができる。従って、中心点2044に関して各点光源像Sfと点対称な関係となる反射面p2004上の領域は、常に反射部にすることができる。 By setting the positional relationship between the concave mirror 2040 and the fly-eye lens 2062 in the YZ plane so that such a displacement occurs, each of all the point light source images Sf is in a non-point symmetric relationship with respect to the center point 2044. Can be placed. Therefore, the region on the reflecting surface p2004 that has a point-symmetrical relationship with each point light source image Sf with respect to the center point 2044 can always be a reflecting portion.

なお、本実施形態の凹面鏡2040の反射面p2004には、点光源像Sfを個別に透過する為の円形の窓部2042Hが、レンズ要素2062E(点光源像Sf)の配列のピッチに合わせて形成されている。 On the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040 of the present embodiment, circular window portions 2042H for individually transmitting the point light source image Sf are formed in accordance with the pitch of the arrangement of the lens elements 2062E (point light source image Sf). Has been done.

[第14実施形態]
次に、第14実施形態について図30を参照して説明する。本実施形態も、図28、図29と同様に、フライアイレンズ2062の構成と凹面鏡2040の反射面p2004内に形成される点光源像Sfの配置の変形に係わるものである。図30の構成では、フライアイレンズ2062の複数のレンズ要素2062E(断面形状はY方向に細長い長方形)がY方向に断面寸法Pyのピッチで配列され、Z方向に断面寸法Pzのピッチで密に配列されるが、Y方向に並ぶ一列分のレンズ要素2062E群は、Z方向の列毎にPy/2だけ交互にY方向に位置を変えて(ずらして)配列されている。
[14th Embodiment]
Next, the 14th embodiment will be described with reference to FIG. Similar to FIGS. 28 and 29, this embodiment also relates to the configuration of the fly-eye lens 2062 and the modification of the arrangement of the point light source image Sf formed in the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. In the configuration of FIG. 30, a plurality of lens elements 2062E (cross-sectional shape is an elongated rectangle in the Y direction) of the fly-eye lens 2062 are arranged in the Y direction at a pitch of the cross-sectional dimension Py, and are densely arranged in the Z direction at a pitch of the cross-sectional dimension Pz. Although they are arranged, the lens elements 2062E group for one row arranged in the Y direction are arranged by alternately changing (shifting) the position in the Y direction by Py / 2 for each row in the Z direction.

フライアイレンズ2062の場合、点光源像Sfは光源からの照明光(例えば図24中のEL0)を受ける全ての各レンズ要素2062Eの射出端側に生成されるが、その点光源像Sfのうち、凹面鏡2040の反射面p2004の中心点2044に関して、互いに点対称の配置関係になる2つの点光源像Sfの一方を遮蔽するように、対応するレンズ要素2062Eには遮光体2062sが形成される。 In the case of the fly-eye lens 2062, the point light source image Sf is generated on the emission end side of all the lens elements 2062E that receive the illumination light from the light source (for example, EL0 in FIG. 24). The light-shielding body 2062s is formed on the corresponding lens element 2062E so as to shield one of the two point light source images Sf having a point-symmetrical arrangement relationship with respect to the center point 2044 of the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040.

図30の構成では、凹面鏡2040の反射面p2004内において、選択された点光源像Sfがランダムに、且つ、一様に分布するように、対応したレンズ要素2062Eに遮光体2062s(金属薄膜等)が形成される。そのようなフライアイレンズ2062を使う場合も、図30に示すように凹面鏡2040の反射面p2004には、点光源像Sfを透過する為の円形の窓部2042Hが形成される。 In the configuration of FIG. 30, a light-shielding body 2062s (metal thin film or the like) is provided on the corresponding lens element 2062E so that the selected point light source image Sf is randomly and uniformly distributed in the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. Is formed. Even when such a fly-eye lens 2062 is used, as shown in FIG. 30, a circular window portion 2042H for transmitting the point light source image Sf is formed on the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040.

[第15実施形態]
次に、第15実施形態について図31を参照して説明する。本実施形態では、今まで説明してきたフライアイレンズ2062を用いることなく、光源像形成部により凹面鏡2040の反射面p2004内に多数の点光源像Sfを形成する。図31は、XZ面と平行で、光軸2015a(中心点2044)を含む面における凹面鏡2040の断面を示し、点光源像Sf(Sfa)が位置する反射面p2004上には、各々窓部2042Hが形成されている。
[15th Embodiment]
Next, the fifteenth embodiment will be described with reference to FIG. 31. In the present embodiment, a large number of point light source images Sf are formed in the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 by the light source image forming unit without using the fly-eye lens 2062 described so far. FIG. 31 shows a cross section of the concave mirror 2040 on a surface parallel to the XZ surface and including the optical axis 2015a (center point 2044), and the window portion 2042H is shown on the reflection surface p2004 on which the point light source image Sf (Sfa) is located. Is formed.

凹面鏡2040は、例えば低熱膨張率のファインセラミックスやガラスセラミックス製の母材の凹面側には反射膜を形成したものである。その反射膜には先の各実施態様と同様の条件にしたがって複数の窓部2042Hが形成され、本実施形態では、その窓部2042Hの後方の母材に、照明光学系ILの一部である光ファイバーFbsを通す貫通孔(1mm程度の直径)が形成される。 In the concave mirror 2040, for example, a reflective film is formed on the concave side of a base material made of fine ceramics or glass ceramics having a low coefficient of thermal expansion. A plurality of window portions 2042H are formed on the reflective film according to the same conditions as in each of the above embodiments, and in the present embodiment, the base material behind the window portion 2042H is a part of the illumination optical system IL. A through hole (diameter of about 1 mm) through which the optical fiber Fbs is passed is formed.

各光ファイバーFbsの射出端は点光源像として機能し、反射面p2004とほぼ同じ面に設置される。各光ファイバーFbsの入射端に照射される照明光は、光ファイバーFbsの射出端から投射される照明光束(例えばEL1a)が、所定の開口数(発散角度特性)を持つように設定される。また、各光ファイバーFbsの射出端からの照明光束の方向は、その射出端(点光源像)を通る主光線の方向と合うように設定される。 The emission end of each optical fiber Fbs functions as a point light source image and is installed on substantially the same surface as the reflection surface p2004. The illumination light emitted to the incident end of each optical fiber Fbs is set so that the illumination luminous flux (for example, EL1a) projected from the emission end of the optical fiber Fbs has a predetermined numerical aperture (divergence angle characteristic). Further, the direction of the illumination light beam from the emission end of each optical fiber Fbs is set so as to match the direction of the main light beam passing through the emission end (point light source image).

図31に示す構成では、フライアイレンズ2062を用いずに、多数の点光源像Sfの各々を光ファイバーFbsの射出端で生成する為、窓部2042Hの数に応じた光ファイバーが必要となるが、光源から凹面鏡2040に至る系、すなわち照明光学系IL全体をコンパクトにすることができる。 In the configuration shown in FIG. 31, since each of a large number of point light source images Sf is generated at the injection end of the optical fiber Fbs without using the fly-eye lens 2062, optical fibers corresponding to the number of window portions 2042H are required. The system from the light source to the concave mirror 2040, that is, the entire illumination optical system IL can be made compact.

また、凹面鏡2040には、光ファイバーFbsの射出端が貫通する小孔が設けられるが、その小孔の各々に、石英製の細い光パイプ(円柱状ロッド)等を埋設し、その光パイプの各々の入射端側に集光レンズ付の紫外線発光ダイオード(LED)を設置し、各光パイプの射出端側を凹面鏡2040の反射面p2004と揃えておく構成にしてもよい。 Further, the concave mirror 2040 is provided with small holes through which the emission end of the optical fiber Fbs penetrates, and a thin optical pipe (cylindrical rod) made of quartz or the like is embedded in each of the small holes, and each of the optical pipes is embedded. An ultraviolet light emitting diode (LED) with a condensing lens may be installed on the incident end side of the light pipe, and the emission end side of each optical pipe may be aligned with the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040.

[第16実施形態]
次に、第16実施形態について図32A、32B、図33A、33B、33Cを参照して説明する。本実施形態では、照明光学系IL内のフライアイレンズ2062の代わりに、ロッドレンズ(角柱状のガラスや石英)を用いて、円筒状のマスクM上の照明領域IRを均一に照明する。
[16th Embodiment]
Next, the 16th embodiment will be described with reference to FIGS. 32A and 32B and 33A, 33B and 33C. In the present embodiment, instead of the fly-eye lens 2062 in the illumination optical system IL, a rod lens (square columnar glass or quartz) is used to uniformly illuminate the illumination region IR on the cylindrical mask M.

図32Aは、光源の光を導く導光部材2060(光ファイバー)から投影光学系PL(第2光学系2015)までの光路をY軸方向から見た平面図であり、図32Bは図32Aの光路をZ軸方向から見た平面図である。図32A、32Bにおいて、照明視野絞り2064から投影光学系PLに至る光路構成は、先の図23の構成と同じであるので、その部分の説明は省略する。 FIG. 32A is a plan view of the optical path from the light guide member 2060 (optical fiber) that guides the light of the light source to the projection optical system PL (second optical system 2015) from the Y-axis direction, and FIG. 32B is a plan view of the optical path of FIG. 32A. Is a plan view seen from the Z-axis direction. In FIGS. 32A and 32B, the optical path configuration from the illumination field diaphragm 2064 to the projection optical system PL is the same as the configuration of FIG. 23 above, and thus the description of that portion will be omitted.

図32A、32Bに示す照明光学系ILは、図24で説明した導光部材2060、集光レンズ2093、ロッドレンズ2094、照明視野絞り2064、レンズ系2066等を備える。凹面鏡2040以降の投影光学系PL(第2光学系2015)の構成は、先の図21、図23と同様である。 The illumination optical system IL shown in FIGS. 32A and 32B includes a light guide member 2060, a condenser lens 2093, a rod lens 2094, an illumination field aperture 2064, a lens system 2066, and the like described with reference to FIG. 24. The configuration of the projection optical system PL (second optical system 2015) after the concave mirror 2040 is the same as that in FIGS. 21 and 23 above.

導光部材(光ファイバー)2060から出射した照明光束EL0は、集光レンズ2093によって、ロッドレンズ2094の入射端面2094a、或いはその近傍に収斂される。ロッドレンズ2094のYZ面に沿った断面形状(入射端面2094a,射出端面2094b)は、照明視野絞り2064の台形や長方形の開口部2064A(図26)を含むような長方形に成形されている。その断面形状は、先の図25、図28〜図30に示したフライアイレンズ2062のレンズ要素2062Eの断面形状とほぼ相似形である。 The illumination luminous flux EL0 emitted from the light guide member (optical fiber) 2060 is converged by the condenser lens 2093 at or near the incident end surface 2094a of the rod lens 2094. The cross-sectional shape of the rod lens 2094 along the YZ plane (incident end face 2094a, ejection end face 2094b) is formed into a rectangle including the trapezoidal shape of the illumination field diaphragm 2064 and the rectangular opening 2064A (FIG. 26). Its cross-sectional shape is substantially similar to the cross-sectional shape of the lens element 2062E of the fly-eye lens 2062 shown in FIGS. 25 and 28 to 30 above.

ロッドレンズ2094を用いる場合、入射端面2094aで収斂した照明光束EL0は、ロッドレンズ2094の内部において、XZ面と平行な側面2094cとXY面と平行な側面2094dとの間で多数回に渡って内部反射を繰り返して射出端面2094bまで進む。ロッドレンズの場合、照明光の照度分布が最も均一になるのは射出端面2094bであるが、その均一性は内部反射の繰り返し数が多いほど良くなる。従って、その射出端面2094bは円筒状のマスクM上の照明領域IRと共役な面2014bと一致させて配置される。 When the rod lens 2094 is used, the illumination luminous flux EL0 converged on the incident end surface 2094a is inside the rod lens 2094 many times between the side surface 2094c parallel to the XZ surface and the side surface 2094d parallel to the XY surface. The reflection is repeated and the process proceeds to the injection end face 2094b. In the case of a rod lens, the illuminance distribution of the illumination light is most uniform at the emission end face 2094b, but the uniformity becomes better as the number of repetitions of internal reflection increases. Therefore, the ejection end surface 2094b is arranged so as to coincide with the surface 2014b conjugate with the illumination region IR on the cylindrical mask M.

本実施形態のロッドレンズ2094は断面が長方形であることから、対向する側面2094cの間での照明光の反射回数は、対向する側面2094dの間での照明光の反射回数よりも少ない。照明光束EL0がロッドレンズ2094の内面で反射する回数は、照度均一性を高める観点から2回以上になるように、ロッドレンズ2094の長さ等が設定される。なお、ロッドレンズ2094の射出端面2094bの形状が照明領域IRの外縁を規定するので、照明視野絞り2064は省略してもよい。 Since the rod lens 2094 of the present embodiment has a rectangular cross section, the number of times the illumination light is reflected between the opposing side surfaces 2094c is less than the number of times the illumination light is reflected between the opposite side surfaces 2094d. The length of the rod lens 2094 and the like are set so that the number of times the illumination luminous flux EL0 is reflected on the inner surface of the rod lens 2094 is two or more times from the viewpoint of improving the illuminance uniformity. Since the shape of the ejection end face 2094b of the rod lens 2094 defines the outer edge of the illumination region IR, the illumination field diaphragm 2064 may be omitted.

さて、ロッドレンズ2094の入射端面2094aのYZ面内での中心点と、射出端面2094bのYZ面内での中心点とを結ぶ線を中心軸AX2003とすると、この中心軸AX2003は投影光学系PLの光軸2015a(レンズ系2066の光軸2014a)とは平行であるが、Z方向に偏心している。さらに、導光部材2060の射出端は、集光レンズ2093の光軸2093a上に配置されるが、その光軸2093aはロッドレンズ2094の中心軸AX2003に対して、−Y方向に変位して配置される。 Assuming that the line connecting the center point of the incident end surface 2094a of the rod lens 2094 in the YZ plane and the center point of the ejection end surface 2094b in the YZ plane is the central axis AX2003, this central axis AX2003 is the projection optical system PL. Is parallel to the optical axis 2015a (optical axis 2014a of the lens system 2066), but is eccentric in the Z direction. Further, the ejection end of the light guide member 2060 is arranged on the optical axis 2093a of the condenser lens 2093, and the optical axis 2093a is arranged so as to be displaced in the −Y direction with respect to the central axis AX2003 of the rod lens 2094. Will be done.

その−Y方向への変位によって、凹面鏡2040の反射面p2004内に生成される多数の点光源像Sfを、反射面p2004の中心点2044(光軸2015a)に関して非点対称に配置することができる。そのことを、図33A〜33Cにて詳述する。図33Aはロッドレンズ2094の射出端面2094b側からX軸方向に集光レンズ2093を見た図、図33Bはレンズ系2066側からX軸方向にロッドレンズ2094を見た図、図33Cは凹面鏡2040の反射面p2004をX軸方向から見た図である。 Due to the displacement in the −Y direction, a large number of point light source images Sf generated in the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040 can be arranged non-point symmetric with respect to the center point 2044 (optical axis 2015a) of the reflecting surface p2004. .. This will be described in detail with reference to FIGS. 33A to 33C. 33A is a view of the condenser lens 2093 in the X-axis direction from the ejection end surface 2094b side of the rod lens 2094, FIG. 33B is a view of the rod lens 2094 in the X-axis direction from the lens system 2066 side, and FIG. 33C is a concave mirror 2040. It is a figure which looked at the reflection surface p2004 of the above from the X-axis direction.

図33Aに示すように、ロッドレンズ2094の断面は、XY面と平行な側面2094dとXZ面と平行な側面2094cとで規定される矩形であり、ロッドレンズ2094の中心軸AX2003と集光レンズ2093の光軸2093aは、相対的にY方向に偏心している。また、図33Bに示すように、レンズ系2066の光軸2014a(2015a)に対して、ロッドレンズ2094の中心軸AX2003はZ方向に偏心している。 As shown in FIG. 33A, the cross section of the rod lens 2094 is a rectangle defined by a side surface 2094d parallel to the XY plane and a side surface 2094c parallel to the XZ plane, and the central axis AX2003 of the rod lens 2094 and the condenser lens 2093. The optical axis 2093a is relatively eccentric in the Y direction. Further, as shown in FIG. 33B, the central axis AX2003 of the rod lens 2094 is eccentric in the Z direction with respect to the optical axis 2014a (2015a) of the lens system 2066.

このような構成において、凹面鏡2040の母材となる凹レンズとレンズ系2066は、ロッドレンズ2094の射出端面2094bが位置する面2014bのフーリエ変換面(瞳面pd)を、凹面鏡2040の反射面p2004上に形成する。そのため、図33Cに示すように、凹面鏡2040の反射面p2004上には、多数の点光源像SfがY方向にピッチDSy、Z方向にピッチDSzで形成される。それらの点光源像Sfは、ロッドレンズ2094の入射端面2094aで収斂された照明光束EL0のスポット像の虚像として現れる。 In such a configuration, the concave lens and the lens system 2066, which are the base materials of the concave mirror 2040, set the Fourier transform surface (pupil surface pd) of the surface 2014b on which the ejection end surface 2094b of the rod lens 2094 is located on the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. To form. Therefore, as shown in FIG. 33C, a large number of point light source images Sf are formed on the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040 with a pitch DSy in the Y direction and a pitch DSz in the Z direction. These point light source images Sf appear as virtual images of spot images of the illumination luminous flux EL0 converged on the incident end surface 2094a of the rod lens 2094.

複数の点光源像Sfは、ロッドレンズ2094の断面が長方形であることから、その断面の長辺と平行な方向(Y方向)の点光源像Sfの配列のピッチDSyは、短辺と平行な方向(Z方向)の点光源像Sfの配列のピッチDSzよりも長くなる。また、図32A、32Bに示したように、ロッドレンズ2094内での照明光の内部反射回数は、Z方向の方がY方向に比べて多くなる為、凹面鏡2040の反射面p2004上に生成される点光源像Sfの数も、Z方向の方がY方向に比べて多くなる。図33Cの例では、Z方向に5個の点光源像Sfが並び、Y方向には3個の点光源像Sfが並ぶ。 Since the cross section of the rod lens 2094 is rectangular in the plurality of point light source images Sf, the pitch DSy of the arrangement of the point light source images Sf in the direction parallel to the long side of the cross section (Y direction) is parallel to the short side. It is longer than the pitch DSz of the arrangement of the point light source image Sf in the direction (Z direction). Further, as shown in FIGS. 32A and 32B, the number of internal reflections of the illumination light in the rod lens 2094 is larger in the Z direction than in the Y direction, so that it is generated on the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040. The number of point light source images Sf is also larger in the Z direction than in the Y direction. In the example of FIG. 33C, five point light source images Sf are arranged in the Z direction, and three point light source images Sf are arranged in the Y direction.

さらに、ロッドレンズ2094の中心軸AX2003と集光レンズ2093の光軸2093aを相対的にY方向に偏心させたことにより、凹面鏡2040の反射面p2004上に生成される点光源像Sfの分布は、中心点2044(光軸2015a)に対して全体的にY方向に偏心することになり、点光源像Sfの各々を、中心点2044に関して互いに非点対称な関係に配置することができる。 Further, by eccentricizing the central axis AX2003 of the rod lens 2094 and the optical axis 2093a of the condenser lens 2093 in the Y direction relatively, the distribution of the point light source image Sf generated on the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040 is determined. The center point 2044 (optical axis 2015a) is eccentric as a whole in the Y direction, and each of the point light source images Sf can be arranged in a non-point symmetric relationship with respect to the center point 2044.

先の図27に示した実施態様と同様に、凹面鏡2040の反射面p2004には、Z方向に一列に並ぶ複数の点光源像Sfをまとめて透過させるスロット状の窓部2042が、Y方向にピッチDSyで3列形成されている。各窓部2042のY方向の幅は、点光源像Sfを源とする照明光束を遮蔽しない範囲で、出来るだけ小さく設定されている。これらのスロット状の窓部2042も、中心点2044に関して互いに非点対称な配置になるように形成されている。 Similar to the embodiment shown in FIG. 27 above, on the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040, a slot-shaped window portion 2042 that collectively transmits a plurality of point light source images Sf arranged in a row in the Z direction is transmitted in the Y direction. Three rows are formed with a pitch DSy. The width of each window portion 2042 in the Y direction is set as small as possible within a range that does not block the illumination light flux originating from the point light source image Sf. These slot-shaped window portions 2042 are also formed so as to be arranged in a non-point symmetric manner with respect to the center point 2044.

図33Cの構成では、凹面鏡2040の反射面p2004(瞳面pd)上において、中心点2044(光軸2015a)に最も近い点光源像Sfから中心点2044までのY方向の距離(Ykとする)が、Y方向に並ぶ窓部2042の間隔(Ywとする)の半分未満、即ち、Yk<(Yw/2)に設定されるように、ロッドレンズ2094の中心軸AX2003と集光レンズ2093の光軸2093aのY方向の偏心量が設定されている。 In the configuration of FIG. 33C, the distance in the Y direction (Yk) from the point light source image Sf closest to the center point 2044 (optical axis 2015a) on the reflection surface p2004 (pupil surface pd) of the concave mirror 2040 to the center point 2044. Is set to less than half of the distance (referred to as Yw) of the window portions 2042 arranged in the Y direction, that is, the light of the central axis AX2003 of the rod lens 2094 and the light of the condenser lens 2093 so as to be set to Yk <(Yw / 2). The amount of eccentricity of the axis 2093a in the Y direction is set.

このように、円筒状のマスクMの照明領域IRを照射する照明光束EL1の源となる点光源像Sfを凹面鏡2040の反射面p2004(瞳面pd)上に配置すると、円筒状のマスクM上の照明領域IRから発生する結像光束EL2は、図33Cに示すように、反射面p2004上においては、点光源像Sfの回折像Sf’(0次光と±1次回折光等を含む)となって分布する。反射面p2004上において、回折像Sf’と照明光束EL1の源である点光源像Sfは、中心点2044に関して点対称に位置する。 In this way, when the point light source image Sf, which is the source of the illumination luminous flux EL1 that irradiates the illumination region IR of the cylindrical mask M, is arranged on the reflection surface p2004 (pupil surface pd) of the concave mirror 2040, it is placed on the cylindrical mask M. As shown in FIG. 33C, the imaged luminous flux EL2 generated from the illumination region IR of the above is the diffraction image Sf'of the point light source image Sf (including the 0th-order light and the ± 1st-order diffracted light) on the reflecting surface p2004. Is distributed. On the reflecting surface p2004, the diffraction image Sf'and the point light source image Sf which is the source of the illumination luminous flux EL1 are located point-symmetrically with respect to the center point 2044.

本実施形態においては、上記の距離Ykと間隔Ywの関係が、Yk<(Yw/2)に設定されているので、結像光束EL2によって凹面鏡2040(瞳面pd)上に生成される複数の回折像Sf’は、いずれも窓部2042からずれた反射部上に形成される。このようにして、結像光束EL2は殆ど損失することなく、凹面鏡2040の反射部で反射し、先の図21で示したように、外周面p2002に沿って保持される基板P上の投影領域PAに投射される。 In the present embodiment, since the relationship between the distance Yk and the interval Yw is set to Yk <(Yw / 2), a plurality of plurality of images generated on the concave mirror 2040 (pupil surface pd) by the imaging luminous flux EL2. The diffraction image Sf'is formed on the reflection portion deviated from the window portion 2042. In this way, the imaged luminous flux EL2 is reflected by the reflecting portion of the concave mirror 2040 with almost no loss, and as shown in FIG. 21 above, the projected region on the substrate P held along the outer peripheral surface p2002. It is projected on the PA.

以上のように、ロッドレンズ2094を用いる場合でも、ロッドレンズ2094の入射端面2094a上における照明光束EL0の収斂位置を中心軸AX2003から変位させておくことで、多数の点光源像Sfの各々を、凹面鏡2040の反射面p2004の中心点2044に関して、互いに非点対称の関係に設定できる。 As described above, even when the rod lens 2094 is used, by displacing the convergence position of the illumination luminous flux EL0 on the incident end surface 2094a of the rod lens 2094 from the central axis AX2003, each of a large number of point light source images Sf can be obtained. The center point 2044 of the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040 can be set to have an astigmatic relationship with each other.

[第17実施形態]
次に、第17実施形態による処理装置(露光装置)U3の構成を、図34、図35を参照して説明する。本実施形態の露光装置は、円筒状のマスクMのパターン領域のY方向の寸法や、基板P上のパターン露光領域のY方向の寸法が、先の図21に示した投影光学系PLによる照明領域IRや投影領域PAのY方向の寸法よりも大きいことに対応する為に、複数の投影光学系をY方向に並べて、実効的な露光可能範囲をY方向に広げる構成とした。
その為には、円筒状のマスクMのパターンを正立像として基板P上に投影する必要がある。先の図21に示した投影光学系PLでは、基板P上に投影されるマスクパターン像のX方向は正立しているが、Y方向に関しては反転している。そこで、同様の構成の投影光学系をタンデム(シリアル)に設けることによって、Y方向が反転している投影像を再度Y方向に反転させて、結果的に基板P上の投影領域PA内ではX方向とY方向の両方で正立像にする。
[17th Embodiment]
Next, the configuration of the processing apparatus (exposure apparatus) U3 according to the 17th embodiment will be described with reference to FIGS. 34 and 35. In the exposure apparatus of the present embodiment, the Y-direction dimension of the pattern region of the cylindrical mask M and the Y-direction dimension of the pattern exposure region on the substrate P are illuminated by the projection optical system PL shown in FIG. In order to correspond to the size of the region IR and the projection region PA larger than the dimensions in the Y direction, a plurality of projection optical systems are arranged in the Y direction to widen the effective exposure range in the Y direction.
For that purpose, it is necessary to project the pattern of the cylindrical mask M as an upright image on the substrate P. In the projection optical system PL shown in FIG. 21 above, the X direction of the mask pattern image projected on the substrate P is upright, but the Y direction is inverted. Therefore, by providing a projection optical system having the same configuration in tandem (serial), the projection image whose Y direction is inverted is inverted again in the Y direction, and as a result, X is formed in the projection region PA on the substrate P. Make an upright image in both the direction and the Y direction.

図34は、本実施形態による露光装置の全体の概略構成を示し、図35は複数の投影光学系の各々による照明領域IRと投影領域PAの配置関係を示し、各図の直交座標系XYZは、先の図21の実施形態において設定した座標系と合わせてある。また、先の図21、図23に示した露光装置の部材や要素と同等のものには同じ符号を付してある。 FIG. 34 shows the overall schematic configuration of the exposure apparatus according to the present embodiment, FIG. 35 shows the arrangement relationship between the illumination region IR and the projection region PA by each of the plurality of projection optical systems, and the orthogonal coordinate system XYZ of each figure is , It is matched with the coordinate system set in the embodiment of FIG. 21 above. Further, the same reference numerals are given to those equivalent to the members and elements of the exposure apparatus shown in FIGS. 21 and 23 above.

搬送経路の上流から搬送されてくる基板Pは、不図示の搬送ローラやガイド部材等を介して、回転ドラム2030の外周面の一部に巻き付けられた後、不図示のガイド部材や搬送ローラを介して下流へ搬送される。第2駆動部2032は、回転ドラム2030を回転中心軸AX2002の回りに時計回りに回転駆動し、基板Pは一定の速度で送られる。回転ドラム2030の円筒状の外周面のうち、基板Pが巻き付けられる部分には、6つの投影光学系PL2001〜PL2006の各投影領域PA2001〜PA2006が位置する。その6つの投影領域PA2001〜PA2006の各々に対応して、円筒状のマスクMの外周面(円筒状のマスクパターン面)上には、6つの照明領域IR2001〜IR2006が設定される。 The substrate P transported from the upstream of the transport path is wound around a part of the outer peripheral surface of the rotary drum 2030 via a transport roller or a guide member (not shown), and then the guide member or the transport roller (not shown) is moved. It is transported downstream via. The second drive unit 2032 drives the rotary drum 2030 to rotate clockwise around the rotation center axis AX2002, and the substrate P is fed at a constant speed. The projection regions PA2001 to PA2006 of the six projection optical systems PL2001 to PL2006 are located on the portion of the cylindrical outer peripheral surface of the rotating drum 2030 around which the substrate P is wound. Six illumination regions IR2001 to IR2006 are set on the outer peripheral surface (cylindrical mask pattern surface) of the cylindrical mask M corresponding to each of the six projection regions PA2001 to PA2006.

その6つの投影光学系PL2001〜PL2006は、いずれも同一の光学構成であり、円筒状のマスクMの回転中心軸AX2001と回転ドラム2030を回転中心軸AX2002とを含む中心面pc(YZ面と平行)に対して、左側(−X方向)に設置される投影光学系PL2001、PL2003、PL2005(まとめて奇数番の投影光学系PLoとも呼ぶ)と、右側(+X方向)に設置される投影光学系PL2002、PL2004、PL2006(まとめて偶数番の投影光学系PLeとも呼ぶ)とに分かれている。 The six projection optical systems PL2001 to PL2006 all have the same optical configuration, and the central plane pc (parallel to the YZ plane) including the rotation central axis AX2001 of the cylindrical mask M and the rotation drum 2030 and the rotation central axis AX2002. ), The projection optical systems PL2001, PL2003, and PL2005 (collectively referred to as odd-numbered projection optical systems PLo) installed on the left side (-X direction) and the projection optical systems installed on the right side (+ X direction). It is divided into PL2002, PL2004, and PL2006 (collectively referred to as an even-numbered projection optical system PLe).

本実施形態の投影光学系PL2001〜PL2006は、図21に示した投影光学系PLと落射照明用の照明光学系IL2001〜IL2006を備えている。その構成は図21と同様であるので、代表して投影光学系PL2001と照明光学系IL2001について簡単に説明する。照明光学系IL2001は、光源装置2055からの照明光束EL0を入射して、投影光学系PL2001の上段のユニット(図21と同様の投影光学系PL)の瞳面に配置される凹面鏡2040の裏側から、反射面p2004に多数の点光源像Sfを生成する。その点光源像Sfを源とする照明光束EL1は、プリズムミラー2041の上側の反射平面2041aで反射され、円筒状のマスクMの外周面上の照明領域IR2001を照射する。 The projection optical systems PL2001 to PL2006 of the present embodiment include the projection optical system PL shown in FIG. 21 and the illumination optical systems IL2001 to IL2006 for epi-illumination. Since the configuration is the same as that of FIG. 21, the projection optical system PL2001 and the illumination optical system IL2001 will be briefly described as representatives. The illumination optical system IL2001 receives the illumination light beam EL0 from the light source device 2055 and is arranged from the back side of the concave mirror 2040 arranged on the pupil surface of the upper unit of the projection optical system PL2001 (the projection optical system PL similar to FIG. 21). , A large number of point light source images Sf are generated on the reflecting surface p2004. The illumination luminous flux EL1 originating from the point light source image Sf is reflected by the reflection plane 2041a on the upper side of the prism mirror 2041 and illuminates the illumination region IR2001 on the outer peripheral surface of the cylindrical mask M.

照明領域IR2001内のマスクパターンから反射された結像光束EL2は、反射平面2041aで反射された後、凹面鏡2040で反射されて、プリズムミラー2041の下側の反射面(2041b)で反射されて、面p2007(中間像面p2007)にマスクパターンの空間像(中間像)を形成する。
投影光学系PL2001の後段の投影ユニットも、プリズムミラー、複数枚のレンズ素子、瞳面に配置される凹面鏡2078等を備えたハーフ・フィールドの等倍反射屈折投影系であり、中間像面p2007で中間像を形成した結像光束EL2は、凹面鏡2078で反射した後、プリズムミラー(2076)の下側の反射平面2076bで反射して、基板P上の投影領域PA2001に達し、投影領域PA2001内にはマスクパターンの正立正像が生成される。なお、投影光学系PL2001の後段(中間像面から投影領域まで)の投影ユニットは、中間像面p2007に形成される中間像を基板P上の投影領域PA2001に再結像させるだけで良いので、凹面鏡2078の反射面には、凹面鏡2040の反射面p2004に形成されているような窓部2042は設けられていない。
The imaging light beam EL2 reflected from the mask pattern in the illumination region IR2001 is reflected by the reflection plane 2041a, then by the concave mirror 2040, and is reflected by the lower reflection surface (2041b) of the prism mirror 2041. A spatial image (intermediate image) of the mask pattern is formed on the surface p2007 (intermediate image surface p2007).
The projection unit in the subsequent stage of the projection optical system PL2001 is also a half-field 1x reflection refraction projection system equipped with a prism mirror, a plurality of lens elements, a concave mirror 2078 arranged on the pupil surface, etc. The imaging light beam EL2 forming the intermediate image is reflected by the concave mirror 2078, then reflected by the reflection plane 2076b below the prism mirror (2076), reaches the projection region PA2001 on the substrate P, and enters the projection region PA2001. Generates an erect image of the mask pattern. The projection unit in the subsequent stage (from the intermediate image plane to the projection region) of the projection optical system PL2001 only needs to reimage the intermediate image formed on the intermediate image plane p2007 in the projection region PA2001 on the substrate P. The reflective surface of the concave mirror 2078 is not provided with a window portion 2042 as formed on the reflective surface p2004 of the concave mirror 2040.

以上のような構成の投影光学系PL2001(他の投影光学系PL2002〜PL2006も同様)は、いわゆるマルチレンズ方式のひとつの投影系であることから、図21の投影光学系PLのように、照明領域IR内の中心点を通る主光線と投影領域PA2001内の中心点を通る主光線とを、中心面pc内に配置することができないことがある。 Since the projection optical system PL2001 having the above configuration (the same applies to the other projection optical systems PL2002 to PL2006) is one projection system of the so-called multi-lens system, it is illuminated like the projection optical system PL of FIG. It may not be possible to arrange the main ray passing through the center point in the region IR and the main ray passing through the center point in the projection region PA2001 in the center plane pc.

そこで、図34に示すように、照明領域IR2001内の中心点を通る主光線の延長線D2001が円筒状のマスクMの回転中心軸AX2001に向かうように、投影光学系PL2001(PL2003,PL2005も同じ)の上側の投影ユニットのプリズムミラー2041の反射平面2041aの角度θ2001(図21参照)は45°以外の値に設定される。同様に、投影領域PA2001内の中心点を通る主光線の延長線D2001が回転ドラム2030の回転中心軸AX2002に向かうように、投影光学系PL2001の下側の投影ユニットのプリズムミラー2076の反射平面2076bの角度はXY面に対して45°以外の値に設定される。 Therefore, as shown in FIG. 34, the projection optical system PL2001 (PL2003, PL2005 is also the same) so that the extension line D2001 of the main ray passing through the center point in the illumination region IR2001 faces the rotation center axis AX2001 of the cylindrical mask M. The angle θ2001 (see FIG. 21) of the reflection plane 2041a of the prism mirror 2041 of the projection unit on the upper side of) is set to a value other than 45 °. Similarly, the reflection plane 2076b of the prism mirror 2076 of the projection unit below the projection optical system PL2001 so that the extension line D2001 of the main ray passing through the center point in the projection region PA2001 faces the rotation center axis AX2002 of the rotation drum 2030. The angle of is set to a value other than 45 ° with respect to the XY plane.

中心面pcに関して、投影光学系PL2001と対称的に配置される投影光学系PL2002(PL2004、PL2006も同じ)についても同様であり、照明領域IR2002内の中心点を通る主光線の延長線D2002が円筒状のマスクMの回転中心軸AX2001に向かうように、上側の投影ユニットのプリズムミラー2041の反射平面2041aの角度θ2001は45°以外の値に設定され、投影領域PA2002内の中心点を通る主光線の延長線D2002が回転ドラム2030の回転中心軸AX2002に向かうように、後段の投影ユニットにおけるプリズムミラー2076の反射平面2076bの角度は、XY面に対して45°以外の値に設定される。 The same applies to the projection optical system PL2002 (same for PL2004 and PL2006) arranged symmetrically with respect to the central plane pc, and the extension line D2002 of the main ray passing through the central point in the illumination region IR2002 is a cylinder. The angle θ2001 of the reflection plane 2041a of the prism mirror 2041 of the upper projection unit is set to a value other than 45 ° so as to be directed toward the rotation center axis AX2001 of the mask M, and the main ray passing through the center point in the projection region PA2002. The angle of the reflection plane 2076b of the prism mirror 2076 in the subsequent projection unit is set to a value other than 45 ° with respect to the XY plane so that the extension line D2002 of the above is directed toward the rotation center axis AX2002 of the rotation drum 2030.

以上のように、主光線の延長線D2001、D2002が中心面pcに関して対照的に傾いた奇数番の投影光学系PLoと偶数番の投影光学系PLeは、XZ面内で見ると、中心面pcに関して対称的に配置されるが、XY面内で見ると、Y方向にずれて配置される。具体的には、円筒状のマスクMのパターン面上に形成される照明領域IR2001〜IR2006と、基板P上に形成される投影領域PA2001〜PA2006が図35の配置関係となるように、各投影光学系PL2001〜PL2006が設置される。 As described above, the odd-numbered projection optical system PLo and the even-numbered projection optical system PLe in which the extension lines D2001 and D2002 of the main rays are inclined in contrast with respect to the central plane pc are the central plane pc when viewed in the XZ plane. Although they are arranged symmetrically with respect to each other, they are arranged so as to be offset in the Y direction when viewed in the XY plane. Specifically, each projection is such that the illumination regions IR2001 to IR2006 formed on the pattern surface of the cylindrical mask M and the projection regions PA2001 to PA2006 formed on the substrate P have the arrangement relationship shown in FIG. 35. The optical systems PL2001 to PL2006 are installed.

図35は、照明領域IR2001〜IR2006と投影領域PA2001〜PA2006の配置をXY面内で見た図であり、左側の図は、円筒状のマスクM上の照明領域IR2001〜IR2006を、中間像が形成される中間像面p2007側から見たものであり、右側の図は、回転ドラム2030に支持された基板P上の投影領域PA2001〜PA2006を中間像面p2007側から見たものである。また、図35中の符号Xsは、円筒状のマスクM(回転ドラム2020)と回転ドラム2030の移動方向(回転方向)を示す。 FIG. 35 is a view of the arrangement of the illumination areas IR2001 to IR2006 and the projection areas PA2001 to PA2006 in the XY plane, and the figure on the left shows the illumination areas IR2001 to IR2006 on the cylindrical mask M with an intermediate image. It is viewed from the intermediate image plane p2007 side to be formed, and the figure on the right side is a view of the projection regions PA2001 to PA2006 on the substrate P supported by the rotating drum 2030 from the intermediate image plane p2007 side. Further, reference numeral Xs in FIG. 35 indicates a moving direction (rotating direction) of the cylindrical mask M (rotating drum 2020) and the rotating drum 2030.

図35において、各照明領域IR2001〜IR2006は、中心面pc(Y軸と平行)と平行な上底辺と下底辺とを有してY方向に細長い台形状になっている。このことは、図34に示す照明光学系IL2001〜IL2006の各々が、先の図26で示したような照明視野絞り2064を備えていることを意味する。なお、図34の各投影光学系PL2001〜PL2006は、中間像面p2007に中間像を形成するので、そこに台形状の開口を有する視野絞りを配置する場合は、各照明領域IR2001〜IR2006の形状を単なる長方形状(台形状の開口を包含する大きさ)にしても構わない。 In FIG. 35, each of the illumination regions IR2001 to IR2006 has an upper base and a lower base parallel to the central surface pc (parallel to the Y axis) and has an elongated trapezoidal shape in the Y direction. This means that each of the illumination optical systems IL2001 to IL2006 shown in FIG. 34 includes an illumination field diaphragm 2064 as shown in FIG. 26 above. Since each projection optical system PL2001 to PL2006 in FIG. 34 forms an intermediate image on the intermediate image plane p2007, when a field diaphragm having a trapezoidal aperture is arranged there, the shape of each illumination region IR2001 to IR2006. May be a simple rectangular shape (a size that includes a trapezoidal opening).

円筒状のマスクMの外周面上において、奇数番の投影光学系PLoによって形成される照明領域IR2001、IR2003、IR2005の各々の中心点は、中心面pcと平行な面Lo(XY面に垂直)上に位置し、偶数番の投影光学系PLeによって形成される照明領域IR2002、IR2004、IR2006の各々の中心点は、中心面pcと平行な面Le(XY面に垂直)上に位置する。 On the outer peripheral surface of the cylindrical mask M, the center points of the illumination regions IR2001, IR2003, and IR2005 formed by the even-numbered projection optical system PLo are planes Lo parallel to the center plane pc (perpendicular to the XY plane). The center points of the illumination regions IR2002, IR2004, and IR2006, which are located above and are formed by the even-numbered projection optical system PLe, are located on the plane Le (perpendicular to the XY plane) parallel to the center plane pc.

各照明領域IR2001〜IR2006を台形状とし、その下底辺のY方向の寸法をA2002a、上底辺のY方向の寸法をA2002bとすると、奇数番の照明領域IR2001、IR2003、IR2005の各々の中心点はY方向に間隔(A2002a+A2002b)で配置され、偶数番の照明領域IR2002、IR2004、IR2006の各々の中心点もY方向に間隔(A2002a+A2002b)で配置される。但し、奇数番の照明領域IR2001、IR2003、IR2005に対して偶数番の照明領域IR2002、IR2004、IR2006は、Y方向に寸法(A2002a+A2002b)/2だけ相対的にずれている。なお、面Loと面Leの中心面pcからのX方向の距離は互いに等しく設定されている。 Assuming that each illumination region IR2001 to IR2006 has a trapezoidal shape, the dimension of the lower base in the Y direction is A2002a, and the dimension of the upper base in the Y direction is A2002b, the center points of the odd-numbered illumination regions IR2001, IR2003, and IR2005 are They are arranged at intervals (A2002a + A2002b) in the Y direction, and the center points of the even-numbered illumination regions IR2002, IR2004, and IR2006 are also arranged at intervals (A2002a + A2002b) in the Y direction. However, the even-numbered illumination regions IR2002, IR2004, and IR2006 are relatively displaced in the Y direction by the dimension (A2002a + A2002b) / 2 with respect to the odd-numbered illumination regions IR2001, IR2003, and IR2005. The distances in the X direction from the central surface pc of the surface Lo and the surface Le are set to be equal to each other.

本実施形態において、照明領域IR2001〜IR2006のそれぞれは、円筒状のマスクMの外周面の周方向(Xs方向)に沿って見た場合、Y方向に隣り合う照明領域の端部同志(台形の斜辺部)が互いに重なり合う(オーバーラップする)ように構成される。これによって、円筒状のマスクMのパターン領域A2003のY方向の寸法が大きい場合でも、それをカバーする有効露光領域が確保できる。なお、パターン領域A2003は、枠状のパターン非形成領域A2004に囲まれているが、パターン非形成領域A2004は照明光に対して極めて低い反射率(或いは高い光吸収率)を有する材質で構成されている。 In the present embodiment, each of the illumination regions IR2001 to IR2006 has end portions (trapezoidal) of the illumination regions adjacent to each other in the Y direction when viewed along the circumferential direction (Xs direction) of the outer peripheral surface of the cylindrical mask M. The hypotenuses) are configured to overlap (overlap) each other. As a result, even when the size of the pattern region A2003 of the cylindrical mask M in the Y direction is large, an effective exposure region that covers it can be secured. The pattern region A2003 is surrounded by a frame-shaped pattern non-forming region A2004, but the pattern non-forming region A2004 is made of a material having an extremely low reflectance (or high light absorption) with respect to illumination light. ing.

一方、図35の右側に示すように、基板P上の投影領域PA2001〜PA2006は、各照明光学系IL2001〜IL2006の中に図26のような照明視野絞り2064が設けられている場合は、円筒状のマスクMの外周面上に形成される照明領域IR2001〜IR2006の配置と形状を反映したもの(相似の関係)となる。従って、奇数番の投影領域PA2001、PA2003、PA2005の各中心点は面Lo上に位置し、偶数番の投影領域PA2002、PA2004、PA2006の各中心点は面Le上に位置する。 On the other hand, as shown on the right side of FIG. 35, the projection regions PA2001 to PA2006 on the substrate P are cylindrical when the illumination field diaphragm 2064 as shown in FIG. 26 is provided in each illumination optical system IL2001 to IL2006. It reflects the arrangement and shape of the illumination regions IR2001 to IR2006 formed on the outer peripheral surface of the shaped mask M (similar relationship). Therefore, the center points of the odd-numbered projection areas PA2001, PA2003, and PA2005 are located on the surface Lo, and the center points of the even-numbered projection areas PA2002, PA2004, and PA2006 are located on the surface Le.

なお、図35の右側の図において、基板Pは回転ドラム2030の外周面に沿って、周方向(Xs方向)に一定速度で送られるが、同図中の斜線で示した領域A2007は、6つの投影領域PA2001〜PA2006によって、目標露光量(トーズ量)に対して100%で露光された部分である。 In the figure on the right side of FIG. 35, the substrate P is fed at a constant speed in the circumferential direction (Xs direction) along the outer peripheral surface of the rotating drum 2030, but the area A2007 shown by the diagonal line in the figure is 6 It is a portion exposed at 100% with respect to a target exposure amount (tooth amount) by one projection area PA2001 to PA2006.

また、例えば照明領域IR2001に対応した投影領域PA2001によって露光される領域A2005のうち、+Y方向の端部(三角形部分)で露光された部分領域A2005aは、目標露光量に達していない。しかしながら、基板PがXs方向(周方向)に送られて、照明領域IR2002に対応した投影領域PA2002による領域A2006の露光の際に、不足している露光量が積算されて、結果的に部分領域A2005aも目標露光量に対して100%で露光される。 Further, for example, of the region A2005 exposed by the projection region PA2001 corresponding to the illumination region IR2001, the partial region A2005a exposed at the end (triangular portion) in the + Y direction has not reached the target exposure amount. However, when the substrate P is sent in the Xs direction (circumferential direction) and the exposure area A2006 is exposed by the projection area PA2002 corresponding to the illumination area IR2002, the insufficient exposure amount is integrated, and as a result, the partial area is accumulated. A2005a is also exposed at 100% of the target exposure amount.

このようにして、円筒状のマスクMの外周面に形成されたパターン領域A2003の全体の投影像が、円筒状のマスクMの一回転毎に、基板P上の長尺方向に繰り返し等倍で転写されることになる。 In this way, the entire projected image of the pattern region A2003 formed on the outer peripheral surface of the cylindrical mask M is repeated at the same magnification in the long direction on the substrate P for each rotation of the cylindrical mask M. It will be transferred.

なお、円筒状のマスクM上の各照明領域IR2001〜IR2006から投影光学系PL2001〜PL2006に向う各結像光束EL2の主光線のうち、各照明領域IR2001〜IR2006内の中心点を通る主光線の延長線D2001,D2002を、円筒状のマスクMの回転中心軸AX2001と交差するようにしたが、必ずしもその必要は無く、各照明領域IR2001〜IR2006内のいずれかの点を通る主光線が回転中心軸AX2001と交差すれば良い。同様に、各投影光学系PL2001〜PL2006から基板P上の各投影領域PA2001〜PA2006に向かう結像光束EL2に関しても、その主光線のうちのいずれかの主光線を、回転ドラム2030の回転中心軸AX2002と交差する延長線D2001,D2002と一致させておけばよい。 Of the main rays of each imaging light beam EL2 directed from the respective illumination regions IR2001 to IR2006 on the cylindrical mask M toward the projection optical system PL2001 to PL2006, the main rays passing through the center point in each illumination region IR2001 to IR2006. The extension lines D2001 and D2002 are made to intersect the rotation center axis AX2001 of the cylindrical mask M, but it is not always necessary, and the main ray passing through any point in each illumination region IR2001 to IR2006 is the rotation center. It may intersect the axis AX2001. Similarly, with respect to the imaging luminous flux EL2 directed from each projection optical system PL2001 to PL2006 toward each projection region PA2001 to PA2006 on the substrate P, one of the main rays is directed to the rotation center axis of the rotating drum 2030. It may be aligned with the extension lines D2001 and D2002 that intersect with AX2002.

次に、図34に示した投影光学系PL2001〜PL2006と照明光学系IL2001〜IL2006の具体的な構成を、図36を用いて説明する。図36は、代表して、投影光学系PL2001及び照明光学系IL2001の詳細構成を示すが、他の投影光学系PL2002〜PL2006、照明光学系IL2002〜IL2006の構成も同様である。 Next, the specific configurations of the projection optical systems PL2001 to PL2006 and the illumination optical systems IL2001 to IL2006 shown in FIG. 34 will be described with reference to FIG. 36. FIG. 36 typically shows the detailed configurations of the projection optical system PL2001 and the illumination optical system IL2001, but the configurations of the other projection optical systems PL2002 to PL2006 and the illumination optical systems IL2002 to IL2006 are also the same.

図36に示すように、導光部材2060とレンズ系2061を含む光源装置2055(図24参照)からの照明光束EL0は、照明光学系IL2001のフライアイレンズ2062(図25、図28〜30参照)に入射する。フライアイレンズ2062の射出側の面Epに生成される多数の点光源像を源とする照明光束は、コンデンサーレンズ2065によって、照明視野絞り2064が配置されるマスクと共役な面2014bで均一な照度分布にされる。照明視野絞り2064の開口部を通った照明光束は、レンズ系2066、投影光学系PL2001の上側(1段目)の第2光学系2015の凹面鏡2040の母材(石英等)、凹面鏡2040の反射面p2004に形成された窓部(2042)、第2光学系2015を透過し、さらにプリズムミラー2041の上側の反射平面2041aで、延長線D2001に沿う方向に反射され、円筒状のマスクM上の照明領域IRに達する。 As shown in FIG. 36, the illumination luminous flux EL0 from the light source device 2055 (see FIG. 24) including the light guide member 2060 and the lens system 2061 is the fly-eye lens 2062 (see FIGS. 25 and 28 to 30) of the illumination optical system IL2001. ). The illumination luminous flux originating from a large number of point light source images generated on the emission side surface Ep of the fly-eye lens 2062 has a uniform illuminance on the surface 2014b conjugate with the mask on which the illumination field aperture 2064 is arranged by the condenser lens 2065. Be distributed. The illumination light beam passing through the opening of the illumination field aperture 2064 is reflected by the lens system 2066, the base material (quartz, etc.) of the concave mirror 2040 of the second optical system 2015 on the upper side (first stage) of the projection optical system PL2001, and the concave mirror 2040. The window portion (2042) formed on the surface p2004, the second optical system 2015 is transmitted, and the reflection plane 2041a on the upper side of the prism mirror 2041 is reflected in the direction along the extension line D2001, and is reflected on the cylindrical mask M. The illuminated area IR is reached.

先の図23の構成と同様に、凹面鏡2040の反射面p2004は投影光学系PL2001の結像光路中の瞳面pdに配置され、その反射面p2004がフライアイレンズ2062の射出側の面Epと実質的に共役に配置されるので、フライアイレンズ2062の射出端側の面Epに生成される多数の点光源像をリレーしたものが、反射面p2004に形成された窓部2042内に生成される。 Similar to the configuration of FIG. 23 above, the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 is arranged on the pupil surface pd in the imaging optical path of the projection optical system PL2001, and the reflection surface p2004 is the surface Ep on the emission side of the fly-eye lens 2062. Since they are arranged substantially in conjugation, a relay of a large number of point light source images generated on the surface Ep on the emission end side of the fly-eye lens 2062 is generated in the window portion 2042 formed on the reflection surface p2004. NS.

また、図36の具体的な構成では、プリズムミラー2041の上側の反射平面2041aと円筒状のマスクMのパターン面p2001との間には、フォーカス補正光学部材2080と像シフト光学部材2081が、傾斜した延長線D2001に沿って設けられている。フォーカス補正光学部材2080は、例えば、2枚のクサビ状のプリズムを逆向き(図36中ではX方向について逆向き)にして、全体として透明な平行平板になるように重ね合わせたものである。この1対のプリズムをスライドさせて、平行平板としての厚さを可変にすることで、結像光路の実効的な光路長が微調整され、中間像面p2007及び投影領域PA2001に形成されるパターン像のピント状態が微調整される。 Further, in the specific configuration of FIG. 36, the focus correction optical member 2080 and the image shift optical member 2081 are inclined between the reflection plane 2041a on the upper side of the prism mirror 2041 and the pattern surface p2001 of the cylindrical mask M. It is provided along the extension line D2001. The focus correction optical member 2080 is, for example, formed by superimposing two wedge-shaped prisms in opposite directions (opposite directions in the X direction in FIG. 36) so as to form a transparent parallel flat plate as a whole. By sliding this pair of prisms to change the thickness of the parallel flat plate, the effective optical path length of the imaging optical path is finely adjusted, and the pattern formed on the intermediate image plane p2007 and the projection region PA2001. The focus state of the image is fine-tuned.

像シフト光学部材2081は、図36中のXZ面内で傾斜可能な透明な平行平板ガラスと、それと直交する方向に傾斜可能な透明な平行平板ガラスとで構成される。その2枚の平行平板ガラスの各傾斜量を調整することで、中間像面p2007及び投影領域PA2001に形成されるパターン像をX方向やY方向に微少シフトさせることができる。 The image shift optical member 2081 is composed of a transparent parallel flat glass that can be tilted in the XZ plane in FIG. 36 and a transparent parallel flat glass that can be tilted in a direction orthogonal to the transparent parallel flat glass. By adjusting the amount of inclination of each of the two parallel flat glass sheets, the pattern image formed on the intermediate image plane p2007 and the projection region PA2001 can be slightly shifted in the X direction and the Y direction.

さて、照明領域IR2001内に現れるマスクパターンの像は、フォーカス補正光学部材2080、像シフト光学部材2081、プリズムミラー2041の反射平面2041a、投影光学系PL2001の上側(1段目)の第2光学系2015、プリズムミラー2041の反射平面2041bを介して、中間像面p2007に結像される。この中間像面p2007には、投影領域PA2001の形状を図35のように台形状にする視野絞り2075を配置することができる。その場合、照明光学系IL2001に設けられる照明視野絞り2064の開口部は、視野絞り2075の台形状の開口部を包含する矩形(長方形)で構わない。 The image of the mask pattern appearing in the illumination region IR2001 is the focus correction optical member 2080, the image shift optical member 2081, the reflection plane 2041a of the prism mirror 2041, and the second optical system on the upper side (first stage) of the projection optical system PL2001. In 2015, an image is formed on the intermediate image plane p2007 via the reflection plane 2041b of the prism mirror 2041. On the intermediate image plane p2007, a field diaphragm 2075 that makes the shape of the projection region PA2001 trapezoidal as shown in FIG. 35 can be arranged. In that case, the opening of the illumination field diaphragm 2064 provided in the illumination optical system IL2001 may be a rectangle (rectangle) including the trapezoidal opening of the field diaphragm 2075.

視野絞り2075の開口部で中間像となった結像光束は、投影光学系PL2001を構成する下側(2段目)のプリズムミラー2076の反射平面2076a、第2光学系2077、プリズムミラー2076の反射平面2076bを介して、回転ドラム2030の外周面p2002に巻き付けられた基板P上の投影領域PA2001に投影される。第2光学系2077に含まれる凹面鏡2078の反射面は瞳面pdに配置され、プリズムミラー2076の下側の反射平面2076bは、結像光束の主光線が中心面pcに対して傾いた延長線D2001に沿って進むように、XY面に対する角度が45°未満になるように設定されている。 The imaging light beam formed as an intermediate image at the opening of the field aperture 2075 is the reflection plane 2076a of the lower (second stage) prism mirror 2076 constituting the projection optical system PL2001, the second optical system 2077, and the prism mirror 2076. It is projected onto the projection region PA2001 on the substrate P wound around the outer peripheral surface p2002 of the rotating drum 2030 via the reflection plane 2076b. The reflection surface of the concave mirror 2078 included in the second optical system 2077 is arranged on the pupil surface pd, and the reflection plane 2076b below the prism mirror 2076 is an extension line in which the main ray of the imaging light beam is inclined with respect to the central surface pc. The angle with respect to the XY plane is set to be less than 45 ° so as to proceed along D2001.

そして、図36の具体的な構成では、プリズムミラー2076の下側の反射平面2076bと回転ドラム2030に巻き付けられた基板P上の投影領域PA2001との間には、凹レンズ、凸レンズ、凹レンズの3枚を所定間隔で同軸に配置し、前後の凹レンズは固定して、間の凸レンズを光軸(主光線)方向に移動させる倍率補正光学部材2083が設けられる。これによって、投影領域PA2001に形成されるパターン像は、テレセントリックな結像状態を維持しつつ、等方的に微少量だけ拡大または縮小される。 Then, in the specific configuration of FIG. 36, a concave lens, a convex lens, and a concave lens are formed between the reflection plane 2076b on the lower side of the prism mirror 2076 and the projection region PA2001 on the substrate P wound around the rotating drum 2030. Are coaxially arranged at predetermined intervals, the front and rear concave lenses are fixed, and a magnification correction optical member 2083 is provided to move the convex lens between them in the direction of the optical axis (main ray). As a result, the pattern image formed in the projection region PA2001 is isotropically enlarged or reduced by a small amount while maintaining the telecentric imaging state.

なお、図36には示していないが、プリズムミラー2041、又は2076の何れか一方を、Z軸と平行な軸周りに微小回転可能にするローテーション補正機構も設けられている。このローテーション補正機構は、例えば、図35に示した複数の投影領域PA2001〜PA2006(及び投影されるマスクパターン像)の各々をXY面内で微小回転させるものである。 Although not shown in FIG. 36, a rotation correction mechanism is also provided that allows either one of the prism mirrors 2041 and 2076 to be slightly rotated around an axis parallel to the Z axis. In this rotation correction mechanism, for example, each of the plurality of projection regions PA2001 to PA2006 (and the projected mask pattern image) shown in FIG. 35 is minutely rotated in the XY plane.

以上、第17の本実施形態では、図34、図36に示したように、6組の投影光学系PL2001〜PL2006の各々は、円筒状のマスクMの外周面(パターン面)上の各照明領域IR2001〜IR2006を、円筒状のマスクMの回転中心軸AX2001と交差するような主光線を持った照明光で、落射照明することができる。 As described above, in the seventeenth embodiment, as shown in FIGS. 34 and 36, each of the six sets of projection optical systems PL2001 to PL2006 is illuminated on the outer peripheral surface (pattern surface) of the cylindrical mask M. The regions IR2001 to IR2006 can be epi-illuminated with illumination light having a main ray that intersects the rotation center axis AX2001 of the cylindrical mask M.

さらに、各照明領域IR2001〜IR2006から円筒状のマスクMのパターン面p2001の法線方向に進む主光線が、外周面p2002に沿った基板P上の投影領域PA2001〜PA2006の各々にも法線方向から入射するように、結像光束が偏向される。そのため、投影像のデフォーカスを減らすことができ、露光不良等の処理不良の発生が抑制され、結果として不良デバイスの発生が抑制される。 Further, the main light beam traveling from each of the illumination regions IR2001 to IR2006 in the normal direction of the pattern surface p2001 of the cylindrical mask M is also in the normal direction of each of the projection regions PA2001 to PA2006 on the substrate P along the outer peripheral surface p2002. The imaged light beam is deflected so that it is incident from. Therefore, the defocus of the projected image can be reduced, the occurrence of processing defects such as exposure defects is suppressed, and as a result, the occurrence of defective devices is suppressed.

また、投影光学系PL2001〜PL2006の各々は、円筒状のマスクMの外周面からプリズムミラー2041(反射平面2041a)までの間で、結像光束の主光線が中心面pcに対して傾くように構成したので、各投影光学系PL2001〜PL2006の空間的な配置において、互いに干渉(衝突)する条件が緩和される。 Further, in each of the projection optical systems PL2001 to PL2006, the main ray of the imaging light beam is inclined with respect to the central surface pc between the outer peripheral surface of the cylindrical mask M and the prism mirror 2041 (reflection plane 2041a). Since it is configured, the conditions of interference (collision) with each other are alleviated in the spatial arrangement of the projection optical systems PL2001 to PL2006.

なお、投影光学系PL2001〜PL2006の各々の中間像面p2007を通る結像光束の主光線が、中心面pcと平行になるように、プリズムミラー2041の下側の反射平面2041bとプリズムミラー2076の上側の反射平面2076aはXY面に対して45°の角度で設定されている。 The reflection plane 2041b on the lower side of the prism mirror 2041 and the prism mirror 2076 so that the main ray of the imaging light beam passing through the intermediate image planes p2007 of the projection optical systems PL2001 to PL2006 is parallel to the central plane pc. The upper reflection plane 2076a is set at an angle of 45 ° with respect to the XY plane.

[第17実施形態の変形例]
図34〜36に示したマルチレンズ方式の投影光学系を備えた露光装置においては、円筒面状のマスクパターンの像を、円筒面状に支持される基板Pの表面に投影露光したが、マスクMや基板Pは、何れか一方を平面支持してもよいし、両方を平面支持した構成としてもよい。例えば、基板Pは、図34のように回転ドラム2030に巻き付けて円筒面状に支持し、マスクMは、従来のような平行な平面ガラス(石英)に形成してX方向に直線移動させる走査露光方式、逆に、マスクMは、図34のような回転ドラム2020に支持し、基板Pは、平坦な平面ステージやエアパッド式のホルダで支持してX方向に直線的に送る走査露光方式、の何れであっても良い。
[Modified example of the 17th embodiment]
In the exposure apparatus provided with the multi-lens type projection optical system shown in FIGS. 34 to 36, an image of a cylindrical mask pattern was projected and exposed on the surface of the substrate P supported by the cylindrical surface. Either one of the M and the substrate P may be supported in a plane, or both may be supported in a plane. For example, as shown in FIG. 34, the substrate P is wound around a rotating drum 2030 and supported in a cylindrical surface shape, and the mask M is formed on a conventional parallel flat glass (quartz) and linearly moved in the X direction. An exposure method, conversely, a scanning exposure method in which the mask M is supported by a rotating drum 2020 as shown in FIG. 34, and the substrate P is supported by a flat flat stage or an air pad type holder and sent linearly in the X direction. It may be any of.

また、マスクMや基板Pの支持形態が円筒面状であっても平面状であっても、先の各実施形態による投影光学系と照明光学系を適用可能であるが、XY面と平行な平面状に支持される側については、プリズムミラー2041の上側の反射平面2041aやプリズムミラー2076の下側の反射平面2076bのXY面に対する傾き角度を45°にしておけばよい。換言すれば、マスクM上の照明領域IR(物体面)の中心を通る法線や、基板P上の投影領域PA(像面)の中心を通る法線に合わせて、投影光学系の物体面側の主光線や像面側の主光線をXZ面内で傾けておけばよい。 Further, regardless of whether the support form of the mask M or the substrate P is a cylindrical surface shape or a flat surface shape, the projection optical system and the illumination optical system according to each of the above embodiments can be applied, but they are parallel to the XY plane. On the side supported in a plane, the inclination angle of the reflection plane 2041a on the upper side of the prism mirror 2041 and the reflection plane 2076b on the lower side of the prism mirror 2076 with respect to the XY plane may be set to 45 °. In other words, the object surface of the projection optical system is aligned with the normal line passing through the center of the illumination region IR (object surface) on the mask M and the normal line passing through the center of the projection area PA (image plane) on the substrate P. The main ray on the side and the main ray on the image plane side may be tilted in the XZ plane.

[第18実施形態]
図37は、第18実施形態による投影光学系PL(マルチレンズ方式の場合はPL2001)の構成を示す図である。本実施形態の投影光学系PL(PL2001)は、円筒状のマスクMの外周面の照明領域IR(IR2001)内のマスクパターンからの結像光束EL2(主光線をEL6とする)を、平面ミラー2100の反射面2100aで反射させ、瞳面に反射面p2004が配置される凹面鏡2040を有する第2光学系2015(ハーフ・フィールドタイプの反射屈折結像系)を介して、平面ミラー2101の反射面2101aで反射させ、中間像面Imに照明領域IR(IR2001)内に現れるマスクパターンの等倍の中間像を形成する。
[18th Embodiment]
FIG. 37 is a diagram showing a configuration of a projection optical system PL (PL2001 in the case of a multi-lens system) according to the eighteenth embodiment. In the projection optical system PL (PL2001) of the present embodiment, the imaging light beam EL2 (main ray is EL6) from the mask pattern in the illumination region IR (IR2001) on the outer peripheral surface of the cylindrical mask M is a plane mirror. The reflection surface of the plane mirror 2101 is reflected by the reflection surface 2100a of the 2100, and is transmitted through a second optical system 2015 (half-field type reflection / refraction imaging system) having a concave mirror 2040 in which the reflection surface p2004 is arranged on the pupil surface. It is reflected by 2101a to form an intermediate image of the same size as the mask pattern appearing in the illumination region IR (IR2001) on the intermediate image plane Im.

さらに、中間像面Imに形成された中間像は、例えば2倍以上の倍率を有する拡大結像系2102(Z軸と平行な光軸2102aを有する)によって、XY面と平行な外周面p2002に沿って支持された基板P上の投影領域PA(PA2001)に投影される。基板Pは、表面が平坦な流体ベアリング用のパットを備えた平面ホルダHH上に、流体ベアリング層を介して支持される。本実施形態の場合も、投影光学系PL(PL2001)を構成する凹面鏡2040の反射面p2004には、背後の照明光学系IL(IL2001)からの照明光によって生成される多数の点光源像Sfを透過する為の窓部2042が形成されている。 Further, the intermediate image formed on the intermediate image plane Im is formed on the outer peripheral surface p2002 parallel to the XY plane by, for example, the magnifying imaging system 2102 (having an optical axis 2102a parallel to the Z axis) having a magnification of 2 times or more. It is projected onto the projection area PA (PA2001) on the substrate P supported along the line. The substrate P is supported via a fluid bearing layer on a flat holder HH provided with a pad for a fluid bearing having a flat surface. Also in the case of the present embodiment, a large number of point light source images Sf generated by the illumination light from the illumination optical system IL (IL2001) behind are formed on the reflection surface p2004 of the concave mirror 2040 constituting the projection optical system PL (PL2001). A window portion 2042 for transmission is formed.

図37のような拡大投影光学系をマルチレンズ化して、Y方向の寸法が大きいマスクパターンを露光する場合、照明光学系IL(IL2001)と平面ミラー2100、2101を含む投影光学系PL(PL1)の組を、先の図34、図35に示したように、XZ面内では、中心面pcに関して対称に配置し、Y方向に関しては投影領域PA(PA2001)のY方向の端部(三角形部分)で投影像が一部重畳するように、離間させて配置することになる。 When the magnifying projection optical system as shown in FIG. 37 is multilensed to expose a mask pattern having a large dimension in the Y direction, the projection optical system PL (PL1) including the illumination optical system IL (IL2001) and the plane mirrors 2100 and 2101 As shown in FIGS. 34 and 35 above, the pair of lenses is arranged symmetrically with respect to the central plane pc in the XZ plane, and the end portion (triangular portion) of the projection region PA (PA2001) in the Y direction with respect to the Y direction. ), The projected images are arranged so as to be partially overlapped with each other.

本実施形態において、中心面pcが、円筒状のマスクMの回転中心軸AX2001を含み、且つXY面(外周面p2002)と垂直な面だとすると、奇数番の投影光学系PL2001,PL2003・・・の照明領域IR2001,IR2003・・・の各中心点(例えば主光線EL6が通る点)は、マスク側の主光線EL6が中心面pcに対して傾くため、円筒状のマスクMの外周面と中心面pcとの交線から周長では距離DMxだけ離れている。従って、偶数番の投影光学系PL2002,PL2004・・・の照明領域IR2002,IR2004・・・の各中心点も、円筒状のマスクMの外周面と中心面pcとの交線から周長では距離DMxだけ離れることになる。この為、奇数番の照明領域IR2001・・・と偶数番の照明領域IR2002・・・とは、円筒状のマスクM上の周長方向に距離(2DMx)だけ離れる。 In the present embodiment, assuming that the central surface pc includes the rotation central axis AX2001 of the cylindrical mask M and is a surface perpendicular to the XY surface (outer peripheral surface p2002), the odd-numbered projection optical systems PL2001, PL2003 ... At each center point of the illumination regions IR2001, IR2003 ... (For example, the point through which the main ray EL6 passes), the main ray EL6 on the mask side is tilted with respect to the center surface pc, so that the outer peripheral surface and the center surface of the cylindrical mask M The circumference is separated by the distance DMx from the intersection with pc. Therefore, the center points of the illumination regions IR2002, IR2004 ... Of the even-numbered projection optical systems PL2002, PL2004 ... Are also distances in circumference from the line of intersection between the outer peripheral surface and the central surface pc of the cylindrical mask M. Only DMx will be separated. Therefore, the odd-numbered illumination region IR2001 ... and the even-numbered illumination region IR2002 ... are separated by a distance (2DMx) in the circumferential length direction on the cylindrical mask M.

一方、奇数番の投影光学系PL2001,PL2003・・・の投影領域PA2001,PA2003・・・の各中心点(主光線EL6が通る点)は、基板P上で中心面pcからX方向に距離DFxだけ離れるので、奇数番の投影領域PA2001・・・と偶数番の投影領域PA2002・・・とは、基板P上でX方向に、距離(2DFx)だけ離れることになる。従って、円筒状のマスクM上に形成される各照明領域IR2001,IR2002・・・ごとのマスクパターンを、周方向に揃えて形成する場合は、投影光学系PL2001,PL2002・・・の拡大倍率をMpとして、Mp・(2DMx)=2DFxの関係を満たすように定めておく必要がある。機構上の都合から、そのような条件で構成できない場合は、円筒状のマスクM上に形成される奇数番の照明領域IR2001,IR2003・・・用のマスクパターンと、偶数番の照明領域IR2002,IR2004・・・用のマスクパターンを、周方向に相対的にずらして形成すれば良い。 On the other hand, the center points (points through which the main ray EL6 passes) of the projection regions PA2001, PA2003 ... Of the odd-numbered projection optical systems PL2001, PL2003 ... Are distanced DFx in the X direction from the center plane pc on the substrate P. The odd-numbered projection area PA2001 ... and the even-numbered projection area PA2002 ... Are separated by a distance (2DFx) in the X direction on the substrate P. Therefore, when the mask patterns for each of the illumination regions IR2001, IR2002 ... Formed on the cylindrical mask M are aligned in the circumferential direction, the magnification of the projection optical systems PL2001, PL2002 ... Is increased. It is necessary to set Mp so as to satisfy the relationship of Mp · (2DMx) = 2DFx. If it cannot be configured under such conditions due to mechanical reasons, the mask patterns for the odd-numbered illumination areas IR2001, IR2003 ... Formed on the cylindrical mask M and the even-numbered illumination areas IR2002 ... The mask pattern for IR2004 ... may be formed so as to be relatively shifted in the circumferential direction.

[第19実施形態]
図38は、第19実施形態の投影光学系PLの構成を示す図である。本実施形態の投影光学系PLは、レンズ系2103、レンズ系2104、瞳面に配置される凹面鏡(反射光学部材)2040、偏向ミラー2106、2107、及びレンズ系2108で構成される。
[19th Embodiment]
FIG. 38 is a diagram showing the configuration of the projection optical system PL of the 19th embodiment. The projection optical system PL of the present embodiment is composed of a lens system 2103, a lens system 2104, a concave mirror (reflection optical member) 2040 arranged on the pupil surface, a deflection mirror 2106, 2107, and a lens system 2108.

本実施形態において、円筒状のマスクMの外周面上の照明領域IRからの結像光束EL2は、レンズ系2103の光軸2103aに関して、−X側の半分のフィールドを介してレンズ系2103に入射し、レンズ系2104(その光軸2104aは光軸2103aと同軸)に入射する。レンズ系2104を通った結像光束EL2は、凹面鏡2040(その光軸は2104a)の反射面p2004で反射し、偏向ミラー2106の反射面2106aで−X方向に反射され、レンズ系2103、2104、凹面鏡2040によって形成される光路の外に導かれた後、偏向ミラー2107の反射面2107aで−Z方向に反射される。 In the present embodiment, the imaging light beam EL2 from the illumination region IR on the outer peripheral surface of the cylindrical mask M is incident on the lens system 2103 via the half field on the −X side with respect to the optical axis 2103a of the lens system 2103. Then, it is incident on the lens system 2104 (its optical axis 2104a is coaxial with the optical axis 2103a). The imaging light beam EL2 that has passed through the lens system 2104 is reflected by the reflecting surface p2004 of the concave mirror 2040 (its optical axis is 2104a) and is reflected in the −X direction by the reflecting surface 2106a of the deflection mirror 2106. After being guided out of the optical path formed by the concave mirror 2040, it is reflected in the −Z direction by the reflecting surface 2107a of the deflection mirror 2107.

偏向ミラー2107で反射された結像光束EL2は、レンズ系2108を通って投影領域PAに照射される。以上の光路により、投影光学系PLは、円筒状のマスクM上の照明領域IR内に現れるマスクパターンの像を、図37と同様の構成により平面支持される基板P上の投影領域PA内に結像する。本実施形態の投影光学系は、特に拡大投影をコンパクトな系で実現する為に、中間像面を形成しないように設計されている。また、この投影光学系PLの円筒状のマスクM側の主光線EL6の延長線D2001は、円筒状のマスクMの回転中心軸AX2001と交差するように設定され、基板P側の主光線EL6は平面支持される基板Pの表面と垂直に設定される。 The imaged luminous flux EL2 reflected by the deflection mirror 2107 is irradiated to the projection region PA through the lens system 2108. Due to the above optical path, the projection optical system PL causes the image of the mask pattern appearing in the illumination region IR on the cylindrical mask M into the projection region PA on the substrate P which is plane-supported by the same configuration as in FIG. 37. Image image. The projection optical system of the present embodiment is designed so as not to form an intermediate image plane, particularly in order to realize magnified projection in a compact system. Further, the extension line D2001 of the main ray EL6 on the cylindrical mask M side of the projection optical system PL is set so as to intersect the rotation center axis AX2001 of the cylindrical mask M, and the main ray EL6 on the substrate P side is set. It is set perpendicular to the surface of the substrate P supported in a plane.

図38において、照明領域IR内からの結像光束EL2は、主たる拡大倍率を与えるレンズ系2108の光軸2108a(Z軸と平行で基板Pに対して垂直)の−X側を通るように設計することができる。そのため、レンズ系2108の光軸2108aから+X側の部分で、マスクパターンの投影に寄与しない部分は切り取ってある。これによって、投影光学系PLのX方向(基板Pの走査方向)のサイズを小さくできる。 In FIG. 38, the imaged luminous flux EL2 from within the illumination region IR is designed to pass on the −X side of the optical axis 2108a (parallel to the Z axis and perpendicular to the substrate P) of the lens system 2108 that gives the main magnification. can do. Therefore, the portion of the lens system 2108 on the + X side of the optical axis 2108a that does not contribute to the projection of the mask pattern is cut off. As a result, the size of the projection optical system PL in the X direction (scanning direction of the substrate P) can be reduced.

本変形例においても、先の図21、図23、図31、図32A、32B、図37と同様に、照明光学系ILと光源装置2055が凹面鏡2040の裏側に配置され、凹面鏡2040の反射面p2004(瞳面に配置)に形成された窓部(2042)内には多数の点光源像Sfが生成される。その点光源像の反射面p2004上での分布と反射面p2004内の窓部の形状や配置は、先の図22で説明した条件に則って、図27〜30、或いは図33A〜33Cのように設定される。 In this modified example as well, the illumination optical system IL and the light source device 2055 are arranged on the back side of the concave mirror 2040, and the reflecting surface of the concave mirror 2040 is the same as in FIGS. 21, 23, 31, 32A, 32B, and 37. A large number of point light source images Sf are generated in the window portion (2042) formed on p2004 (arranged on the pupil surface). The distribution of the point light source image on the reflection surface p2004 and the shape and arrangement of the window portion in the reflection surface p2004 are as shown in FIGS. 27 to 30 or 33A to 33C according to the conditions described in FIG. 22 above. Is set to.

上述したような各実施形態や各変形例(図12、図21、図34〜38)において、円筒状のマスクMは、金属、セラミックス、ガラス等の円筒母材の表面に、反射部と非反射部によるパターンを直接形成することを想定したが、平坦性の良い短冊状の極薄ガラス板(例えば厚さ100〜500μm)の一方の面に反射膜でパターンを形成したシート状の反射型マスクとし、それを金属性の回転ドラム2020の外周面に沿って湾曲させて巻き付けて構成してもよい。 In each of the above-described embodiments and modifications (FIGS. 12, 21, 34 to 38), the cylindrical mask M has a reflective portion and a non-reflective portion on the surface of a cylindrical base material such as metal, ceramics, and glass. It is assumed that the pattern by the reflective part is directly formed, but a sheet-like reflective type in which a pattern is formed by a reflective film on one surface of a strip-shaped ultrathin glass plate (for example, 100 to 500 μm in thickness) having good flatness. A mask may be used, and the mask may be curved and wound along the outer peripheral surface of the metallic rotating drum 2020.

そのようなシート状の反射型マスクは、回転ドラム2020の外周面に恒久的に貼り付けても良いし、リリース可能(交換可能)に固定することができる。そのシート状の反射型マスクの反射膜は、例えばアルミニウム等のように照明光束EL1に対して高い反射率を有する材質の膜や誘電体多層膜等を含む。その場合、回転ドラム2020は、シート状の反射型マスクの透明部を通った照明光束EL1を吸収する遮光層(膜)を設けておくとよく、その遮光層が迷光の発生も抑制する。 Such a sheet-like reflective mask may be permanently attached to the outer peripheral surface of the rotating drum 2020, or may be releasably (replaceable) fixed. The reflective film of the sheet-shaped reflective mask includes a film made of a material having a high reflectance with respect to the illumination luminous flux EL1 such as aluminum, a dielectric multilayer film, and the like. In that case, the rotating drum 2020 may be provided with a light-shielding layer (film) that absorbs the illumination luminous flux EL1 that has passed through the transparent portion of the sheet-shaped reflective mask, and the light-shielding layer also suppresses the generation of stray light.

また、円筒状のマスクMは、全周に渡って、1個のデバイス(1つの表示パネル)に対応するパターンのみを形成したものでもよいし、1個のデバイス(1つの表示パネル)に対応するパターンの複数個を形成したものでもよい。さらに、円筒状のマスクM上のデバイス・パターンは、外周面の周方向に繰り返し配置されていてもよいし、回転中心軸AX2001と平行な方向に複数配置してもよい。また、円筒状のマスクMには、第1のデバイス製造の為のパターンと、第1のデバイスと異なる第2のデバイスを製造する為のパターンとを設けてもよい。 Further, the cylindrical mask M may have only a pattern corresponding to one device (one display panel) formed over the entire circumference, or may correspond to one device (one display panel). A plurality of patterns to be formed may be formed. Further, the device patterns on the cylindrical mask M may be repeatedly arranged in the circumferential direction of the outer peripheral surface, or may be arranged in a plurality of directions parallel to the rotation center axis AX2001. Further, the cylindrical mask M may be provided with a pattern for manufacturing the first device and a pattern for manufacturing a second device different from the first device.

[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39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。
[Device manufacturing method]
Next, a device manufacturing method will be described. FIG. 39 is a flowchart showing the device manufacturing method of the present embodiment.

図39に示すデバイス製造方法では、まず、例えば有機EL等の自発光素子による表示パネル等のデバイスの機能・性能設計を行い、必要な回路パターンや配線パターンをCAD等で設計する(ステップ201)。次いで、CAD等で設計された各種レイヤー毎のパターン等のデバイスの設計に基づいて、必要なレイヤー分のマスクM(円筒状、又は平面状)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、或いは極薄の金属箔等の基板、又は表示パネルの基材となる可撓性の基板(樹脂フィルム、金属箔膜、プラスチック等)が巻かれたロールを、購入や製造等によって準備しておく(ステップ203)。 In the device manufacturing method shown in FIG. 39, first, the function and performance of a device such as a display panel using a self-luminous element such as an organic EL are designed, and necessary circuit patterns and wiring patterns are designed by CAD or the like (step 201). .. Next, a mask M (cylindrical or planar) for the required layers is manufactured based on the device design such as a pattern for each layer designed by CAD or the like (step 202). In addition, a transparent film or sheet that is the base material of the device, a substrate such as an ultra-thin metal foil, or a flexible substrate (resin film, metal foil film, plastic, etc.) that is the base material of the display panel is wound. The roll is prepared by purchase, manufacturing, or the like (step 203).

なお、このステップ203にて用意しておくロール状の基板は、必要に応じてその表面を改質したもの、下地層(例えばインプリント方式による微小凹凸)を事前形成したもの、光感応性の機能膜や透明膜(絶縁材料)を予めラミネートしたもの、でもよい。 The roll-shaped substrate prepared in step 203 includes a surface modified as necessary, a base layer (for example, microconcavities and convexities formed by an imprint method) preformed, and a light-sensitive substrate. A functional film or a transparent film (insulating material) may be laminated in advance.

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、その基板上に表示パネルデバイス等のデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、半導体膜(薄膜半導体)等のTFT等によって構成されるバックプレーン層を形成するとともに、そのバックプレーン層に積層されるように、表示画素部となる有機EL等の自発光素子による発光層を形成する(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。 Next, the prepared substrate is put into a roll-type or patch-type production line, and the substrate is composed of electrodes, wirings, insulating films, TFTs such as semiconductor films (thin film semiconductors), etc. that constitute devices such as display panel devices. In addition to forming the backplane layer to be formed, a light emitting layer made of a self-luminous element such as an organic EL serving as a display pixel portion is formed so as to be laminated on the backplane layer (step 204). Step 204 typically includes a step of forming a resist pattern on the film on the substrate and a step of etching the film with the resist pattern as a mask. The resist pattern is formed by a step of uniformly forming a resist film on the surface of the substrate, a step of exposing the resist film of the substrate with a patterned exposure light via a mask M according to each of the above embodiments. A step of developing a resist film on which a latent image of a mask pattern is formed by exposure is carried out.

印刷技術等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等)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してパターンを形成する露光工程、機能性感光層の親水性の高い部分にメッキ下地液等を塗工し、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、等が実施される。 In the case of manufacturing a flexible device using printing technology or the like, a step of forming a functional photosensitive layer (photosensitive silane coupling material, etc.) on the surface of a substrate by a coating method, via a mask M according to each of the above embodiments. An exposure process in which the functional photosensitive layer is irradiated with the patterned exposure light to form a pattern by forming a hydrophilic portion and a water-repellent portion on the functional photosensitive layer according to the pattern shape. A step of applying a plating base solution or the like to a highly hydrophilic portion of the layer and precipitating and forming a metallic pattern by electroless plating is carried out.

また、このステップ204には、先の各実施形態で説明した露光装置を用いて、フォトレジスト層を露光する従来のフォトリソグラフィ工程も含まれるが、光感応性の触媒層をパターン露光し無電解メッキ法によって金属膜のパターン(配線、電極等)を形成する湿式工程、或いは、銀ナノ粒子を含有した導電性インク等によってパターンを描画する印刷工程、等による処理も含まれる。 Further, this step 204 also includes a conventional photolithography step of exposing the photoresist layer using the exposure apparatus described in each of the above embodiments, but the photosensitive catalyst layer is pattern-exposed and electroless. It also includes a wet step of forming a metal film pattern (wiring, electrodes, etc.) by a plating method, a printing step of drawing a pattern with a conductive ink containing silver nanoparticles, and the like.

次いで、製造するデバイスに応じて、例えばロール方式で長尺の基板上に連続的に製造される表示パネルデバイス毎に、基板をダイシング、或いはカットすることや、別工程で製造された他の基板、例えば保護フィルム(対環境バリア層)、封止機能を持ったシート状のカラーフィルター、又は薄いガラス基板等を各表示パネルデバイスの表面等に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、表示パネルデバイスが正常に機能するか、所望の性能や特性を満たしているか等、デバイスに検査等の後処理(工程)を行う(ステップ206)。以上のようにして、表示パネル(フレキシブル・ディスプレー)等のデバイスを製造することができる。 Then, depending on the device to be manufactured, for example, for each display panel device continuously manufactured on a long substrate by a roll method, the substrate is diced or cut, or another substrate manufactured in a separate process is used. For example, a step of attaching a protective film (environmental barrier layer), a sheet-shaped color filter having a sealing function, a thin glass substrate, or the like to the surface of each display panel device is carried out, and the device is assembled (step 205). ). Next, post-processing (step) such as inspection is performed on the device, such as whether the display panel device functions normally or satisfies the desired performance and characteristics (step 206). As described above, a device such as a display panel (flexible display) can be manufactured.

なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態あるいは変形例に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態あるいは変形例で説明した構成要素の1つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態あるいは変形例で説明した構成要素は、適宜組み合わせることができる。 The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment or modification. For example, one or more of the components described in the above embodiments or modifications may be omitted. In addition, the components described in the above-described embodiment or modification can be combined as appropriate.

1001・・・デバイス製造システム、1009・・・搬送装置、1011・・・基板処理装置、1021・・・第1ドラム部材、1022・・・第2ドラム部材、1050・・・第1偏向部材、1057・・・第2偏向部材、1078・・・ステージ、1120・・・第3偏向部材、1121・・・第4偏向部材、1132・・・第7偏向部材、1133・・・第8偏向部材、1136・・・第9偏向部材、1137・・・第10偏向部材、1140・・・第11偏向部材、1143・・・第12偏向部材、1151・・・第13偏向部材、1152・・・第14偏向部材、AX1001・・・第1中心軸、AX1002・・・第2中心軸、D1001・・・第1径方向、D1002・・・第2径方向、D1003・・・第1法線方向、D1004・・・第2法線方向、DFx・・・距離、DMx・・・周長、IR・・・照明領域、M・・・マスク、P・・・基板、PA・・・投影領域、PL・・・投影光学系、PL1001〜PL1006・・・投影モジュール、p1001・・・第1面、p1002・・・第2面、p1003・・・中心面、p1007・・・中間像面、2001・・・デバイス製造システム、2005・・・上位制御装置、2013・・・制御装置、2014・・・第1光学系、2015・・・第2光学系、2020・・・回転ドラム、2030・・・回転ドラム、2040・・・凹面鏡、2094・・・ロッドレンズ、U3・・・処理装置(基板処理装置、露光装置)。 1001 ... Device manufacturing system, 1009 ... Conveyor device, 1011 ... Substrate processing device, 1021 ... First drum member, 1022 ... Second drum member, 1050 ... First deflection member, 1057 ... 2nd deflection member, 1078 ... Stage, 1120 ... 3rd deflection member, 1121 ... 4th deflection member, 1132 ... 7th deflection member, 1133 ... 8th deflection member , 1136 ... 9th deflection member, 1137 ... 10th deflection member, 1140 ... 11th deflection member, 1143 ... 12th deflection member, 1151 ... 13th deflection member, 1152 ... 14th deflection member, AX1001 ... 1st central axis, AX1002 ... 2nd central axis, D1001 ... 1st radial direction, D1002 ... 2nd radial direction, D1003 ... 1st normal direction , D1004 ... 2nd normal direction, DFx ... distance, DMx ... circumference length, IR ... illumination area, M ... mask, P ... substrate, PA ... projection area, PL ... Projection optical system, PL1001 to PL1006 ... Projection module, p1001 ... First plane, p1002 ... Second plane, p1003 ... Central plane, p1007 ... Intermediate image plane, 2001 ...・ ・ Device manufacturing system, 2005 ・ ・ ・ Upper control device, 2013 ・ ・ ・ Control device, 2014 ・ ・ ・ 1st optical system, 2015 ・ ・ ・ 2nd optical system, 2020 ・ ・ ・ Rotating drum, 2030 ・ ・ ・Rotating drum, 2040 ... concave mirror, 2094 ... rod lens, U3 ... processing device (board processing device, exposure device).

Claims (12)

可撓性のシート基板を連続的に長尺方向に送りつつ、そのシート基板上にデバイスの為のパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記デバイスのパターンに対応した透過型又は反射型のマスクパターンが、第1中心線から一定半径の円筒面に沿って形成された円筒マスクを、前記第1中心線の周りに回転させると共に、前記第1中心線とほぼ平行に離して設定される第2中心線から一定半径の円筒状の外周面を有する円筒ドラムによって前記シート基板の一部を円筒面状に湾曲させて支持しつつ、前記円筒ドラムを前記第2中心線の周りに回転させて、前記マスクパターンの前記円筒面に沿った速度と前記シート基板の前記外周面に沿った速度とを同期させることと、
前記第1中心線又は前記第2中心線が延びる方向から見たときに、前記第1中心線と前記第2中心線とを含む中心面に関して対称的に配置されると共に、前記マスクパターンを物面、前記シート基板の表面を像面としたとき、前記物面から前記像面に向かう結像光束の主光線のうち、前記物面を通る主光線の延長線は前記第1中心線に向かい、前記像面を通る主光線の延長線は前記第2中心線に向かうように配置された1組の投影光学系によって、前記マスクパターンの投影像を前記シート基板に走査露光することと、
を含むパターン形成方法。
A pattern forming method in which a flexible sheet substrate is continuously fed in a long direction and a pattern for a device is formed on the sheet substrate.
A transmissive or reflective mask pattern corresponding to the pattern of the device rotates a cylindrical mask formed along a cylindrical surface having a certain radius from the first center line around the first center line, and the above-mentioned While supporting a part of the sheet substrate by bending it into a cylindrical surface shape by a cylindrical drum having a cylindrical outer peripheral surface having a constant radius from the second center line set substantially parallel to the first center line, the said Rotating the cylindrical drum around the second centerline to synchronize the velocity of the mask pattern along the cylindrical surface with the velocity of the sheet substrate along the outer peripheral surface.
When viewed from the direction in which the first center line or the second center line extends, the mask pattern is arranged symmetrically with respect to the center surface including the first center line and the second center line, and the mask pattern is used as an object. When the surface of the sheet substrate is used as the image plane, the extension line of the main ray passing through the object surface among the main rays of the imaging light beam directed from the object surface to the image plane is directed toward the first center line. The extension line of the main ray passing through the image plane is obtained by scanning and exposing the projected image of the mask pattern to the sheet substrate by a set of projection optical systems arranged so as to face the second center line.
Pattern forming method including.
請求項1に記載のパターン形成方法であって、
前記マスクパターンの前記シート基板への露光の為に前記円筒マスクに照射される照明光は、前記第1中心線が延びる方向から見たとき、前記円筒マスクの前記円筒面上の周方向に関して前記中心面を挟んだ対称的な位置の各々に設定される1組の照明領域に照射され、
前記第2中心線が延びる方向から見たとき、前記1組の投影光学系は、前記1組の照明領域の各々から発生する前記結像光束を、前記円筒ドラムで円筒面状に支持された前記シート基板上の前記中心面を挟んだ対称的な位置の各々に設定される1組の投影領域に投射する、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to claim 1.
The illumination light applied to the cylindrical mask for exposure of the mask pattern to the sheet substrate is the same with respect to the circumferential direction of the cylindrical mask on the cylindrical surface when viewed from the direction in which the first center line extends. A set of illumination areas set at each of the symmetrical positions across the central plane is illuminated.
When viewed from the direction in which the second center line extends, the set of projection optical systems supports the imaging light flux generated from each of the set of illumination regions in a cylindrical surface shape by the cylindrical drum. Projects onto a set of projection regions set at each of the symmetrical positions on the sheet substrate across the central plane.
Pattern formation method.
請求項2に記載のパターン形成方法であって、
前記1組の投影光学系の各々は、前記結像光束の主光線のうち前記照明領域の中心を通って前記照明領域の法線方向に進む第1の主光線が、前記中心面から前記円筒マスクの周方向に90°未満の所定の傾き角となるように、前記照明領域からの前記結像光束を入射して偏向する第1偏向部材と、
前記結像光束の主光線のうち前記投影領域の中心を通って前記投影領域の法線方向に進む第2の主光線が前記中心面から前記円筒ドラムの周方向に90°未満の所定の傾き角となるように、前記結像光束を前記投影領域に向けて偏向する第2偏向部材と、を備える、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to claim 2.
In each of the set of projection optical systems, among the main rays of the imaged luminous flux, the first main ray that passes through the center of the illumination region and travels in the normal direction of the illumination region is directed from the central surface to the cylinder. A first deflection member that incidents and deflects the imaged light beam from the illumination region so as to have a predetermined tilt angle of less than 90 ° in the circumferential direction of the mask.
Of the main rays of the imaged luminous flux, a second main ray that passes through the center of the projected region and travels in the normal direction of the projected region has a predetermined inclination of less than 90 ° from the central surface in the circumferential direction of the cylindrical drum. A second deflection member that deflects the imaging light beam toward the projection region so as to form an angle is provided.
Pattern formation method.
請求項3に記載のパターン形成方法であって、
前記1組の投影光学系の各々は、
前記中心面と垂直な第1の光軸を有し、前記第1偏向部材で偏向された前記結像光束を入射して、前記パターンの中間像を形成する第1光学系と、
前記中心面と垂直な第2の光軸を有し、前記中間像となった前記結像光束を入射して、前記第2偏向部材に向けて投射することによって、前記中間像を前記投影領域に再結像する第2光学系と、を備え、
前記第1中心線又は前記第2中心線が延びる方向から見たとき、前記第1の光軸と前記第1の主光線とは90°以上の鈍角に設定され、前記第2の光軸と前記第2の主光線とは90°以上の鈍角に設定される、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to claim 3.
Each of the set of projection optical systems
A first optical system having a first optical axis perpendicular to the central surface and incident with the imaged luminous flux deflected by the first deflection member to form an intermediate image of the pattern.
By having a second optical axis perpendicular to the central surface, incident the imaging light flux that has become the intermediate image, and projecting the image beam toward the second deflection member, the intermediate image is projected into the projection region. With a second optical system that reimages
When viewed from the direction in which the first center line or the second center line extends, the first optical axis and the first main ray are set at an obtuse angle of 90 ° or more, and the second optical axis and the second optical axis are set. The second main ray is set at an obtuse angle of 90 ° or more.
Pattern formation method.
請求項4に記載のパターン形成方法であって、
前記1組の投影光学系の各々は、前記照明領域に現れる前記マスクパターンの一部を前記投影領域に等倍で結像し、
前記第1の光軸と前記第1の主光線との90°以上の鈍角と、前記第2の光軸と前記第2の主光線との90°以上の鈍角とを等しく設定した、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to claim 4.
Each of the set of projection optical systems forms a part of the mask pattern appearing in the illumination region in the projection region at the same magnification.
The obtuse angle of 90 ° or more between the first optical axis and the first main ray and the obtuse angle of 90 ° or more between the second optical axis and the second main ray were set equally.
Pattern formation method.
請求項3〜5のいずれか一項に記載のパターン形成方法であって、
前記円筒マスクは反射型マスクであり、
前記1組の投影光学系の各々の前記第1偏向部材と前記円筒マスクの円筒面上の前記照明領域との間に配置される偏光ビームスプリッタと1/4波長板とによって、直線偏光の照明光を円偏光の照明光に変換して前記照明領域に向けて照射すると共に、前記照明領域で反射された円偏光の前記結像光束を直線偏光の結像光束に変換して前記投影光学系に入射させる、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to any one of claims 3 to 5.
The cylindrical mask is a reflective mask.
Linearly polarized illumination is provided by a polarized beam splitter and a 1/4 wavelength plate arranged between the first deflecting member of each of the set of projection optical systems and the illumination region on the cylindrical surface of the cylindrical mask. The projected optical system converts the light into circularly polarized illumination light and irradiates it toward the illumination region, and converts the circularly polarized imaging light beam reflected in the illumination region into linearly polarized imaging light beam. To be incident on
Pattern formation method.
請求項1〜6のいずれか一項に記載のパターン形成方法であって、
前記円筒ドラムの外周面の半径と前記円筒マスクのパターン面の半径とを同一に設定した、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to any one of claims 1 to 6.
The radius of the outer peripheral surface of the cylindrical drum and the radius of the pattern surface of the cylindrical mask were set to be the same.
Pattern formation method.
請求項1〜6のいずれか一項に記載のパターン形成方法であって、The pattern forming method according to any one of claims 1 to 6.
前記円筒ドラムの外周面に円筒状に支持される前記シート基板の表面の半径と前記円筒マスクのパターン面の半径とを同一に設定した、 The radius of the surface of the sheet substrate supported in a cylindrical shape on the outer peripheral surface of the cylindrical drum and the radius of the pattern surface of the cylindrical mask were set to be the same.
パターン形成方法。Pattern formation method.
請求項3〜5のいずれか一項に記載のパターン形成方法であって、
前記円筒マスクは反射型マスクであり、
前記1組の投影光学系の各々に対応して設けられる1組の照明系の各々によって前記1組の照明領域の各々を照明光によって落射照明すると共に、前記投影光学系の各々の光路中に配置される光分離部材によって、前記照明領域の各々に照射される前記照明光と前記照明領域の各々からの前記結像光束とを分離する、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to any one of claims 3 to 5.
The cylindrical mask is a reflective mask.
Each of the set of illumination systems provided corresponding to each of the set of projection optical systems illuminates each of the set of illumination regions with illumination light, and in each optical path of the projection optical system. The light separation member arranged separates the illumination light applied to each of the illumination regions and the imaging light beam from each of the illumination regions.
Pattern formation method.
請求項に記載のパターン形成方法であって、
前記光分離部材は、前記1組の投影光学系の各々の瞳の位置に配置されると共に、前記瞳の面内の互いに異なる領域に反射部分と透過部分とを有し、前記照明光は前記光分離部材の前記透過部分を介して前記照明領域に照射され、前記照明領域からの前記結像光束は前記反射部分によって前記投影領域に向かうように反射される、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to claim 9.
The light separation member is arranged at the position of each pupil of the set of projection optical systems, and has a reflection portion and a transmission portion in different regions in the plane of the pupil, and the illumination light is the illumination light. The illumination region is irradiated through the transmission portion of the light separation member, and the imaging light beam from the illumination region is reflected by the reflection portion toward the projection region.
Pattern formation method.
請求項3〜5のいずれか一項に記載のパターン形成方法であって、
前記1組の投影光学系の各々は、
前記中心面と垂直な第1の光軸を有し、前記第1偏向部材で偏向された前記結像光束を入射して、前記パターンの中間像を形成する第1光学系と、
前記中心面と垂直な第2の光軸を有し、前記中間像となった前記結像光束を入射して、前記第2偏向部材に向けて投射することによって、前記中間像を前記投影領域に再結像する第2光学系と、を備え、
前記第1中心線又は前記第2中心線が延びる方向から見たとき、前記第1の光軸と前記第1の主光線とは90°以上の鈍角に設定され、前記第2の光軸と前記第2の主光線とは90°以上の鈍角に設定される、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to any one of claims 3 to 5.
Each of the set of projection optical systems
A first optical system having a first optical axis perpendicular to the central surface and incident with the imaged luminous flux deflected by the first deflection member to form an intermediate image of the pattern.
By having a second optical axis perpendicular to the central surface, incident the imaging light flux that has become the intermediate image, and projecting the image beam toward the second deflection member, the intermediate image is projected into the projection region. With a second optical system that reimages
When viewed from the direction in which the first center line or the second center line extends, the first optical axis and the first main ray are set at an obtuse angle of 90 ° or more, and the second optical axis and the second optical axis are set. The second main ray is set at an obtuse angle of 90 ° or more.
Pattern formation method.
請求項11に記載のパターン形成方法であって、
前記第1の光軸と前記第1の主光線との90°以上の鈍角と、前記第2の光軸と前記第2の主光線との90°以上の鈍角とを等しく設定した、
パターン形成方法。
The pattern forming method according to claim 11.
The obtuse angle of 90 ° or more between the first optical axis and the first main ray and the obtuse angle of 90 ° or more between the second optical axis and the second main ray were set equally.
Pattern formation method.
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