JP7070598B2 - 走査露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスクのパターンを基板に投影し、該基板に該パターンを露光する走査露光方法、及びデバイス製造方法に関する。

液晶ディスプレイ等の表示デバイスや、半導体等、各種デバイスを製造するデバイス製造システムがある。デバイス製造システムは、露光装置等の基板処理装置を備えている。基板処理装置は、照明領域に配置されたマスク（或いはレチクル）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し、基板に当該パターンを露光する。基板処理装置に用いられるマスクは、平面状のものが一般的であるが、基板上に複数のデバイスパターンを連続して走査露光する為に、円筒状にしたものも知られている（特許文献１）。

また、基板処理装置としては、特許文献２に記載されている投影露光装置がある。特許文献２に記載の投影露光装置は、１次元移動方向に関して感光基板の表面と投影光学系によって投影されたパターン像の最良結像面とが相対的に一定量だけ傾くように感光基板を基板ステージ上に保持する基板ホルダと、走査露光の間は感光基板が傾いた方向に沿って移動するように、基板ステージの１次元方向の移動に連動して基板ホルダを投影光学系の光軸の方向に移動させるホルダ駆動手段とを有する。投影露光装置は、上記構成により、１次元方向の走査露光の位置によって、感光基板の露光面に投射される光束のフォーカス状態を変化させることができる。

国際公開第２００８／０２９９１７号 特許第２８３０４９２号公報

特許文献２に記載されているように、フォーカス状態を変化させつつ、露光を行うことで、マスクと基板との相対関係のズレまたは光学系のズレ等により投影光学系が投射する光束と露光面との関係に変化が生じた場合もベストフォーカス位置を含むフォーカス状態で露光を行うことができる。これにより、感光基板（フォトレジスト層）に露光される像コントラストの変化を抑制することができる。

しかしながら、特許文献２に記載の投影露光装置は、基板ホルダを用いて投影光学装置（投影光学系）に対して基板を傾斜させる。このため、相対位置の調整（制御）が複雑となる。特に、基板上の複数の露光領域（ショット）毎に、マスクと基板とを相対走査しては基板をステップ移動させるステップアンドスキャン方式においては、基板上の各露光領域の走査露光毎に基板ホルダの傾斜とフォーカス方向への移動とを高速に繰返し制御する必要があり、制御が複雑になると共に、振動の発生を招くことになる。

また、走査露光方式の基板処理装置は、走査露光方向における基板上の露光領域の幅が小さいと、感光基板に与えられる露光量が少なくなる。このため、基板上の露光領域に投射される露光光の単位面積当りの照度を大きくしたり、走査露光の速度を遅くしたりする必要がある。逆に、走査露光方向における基板上の露光領域の幅を大きくすると、形成されるパターンの品質（転写忠実度）が低下する場合がある。

本発明の態様は、高い生産性で高い品質の基板を生産することができる走査露光方法及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、可撓性を有する長尺の基板とマスクパターンとを投影光学系に対して走査露光方向に移動させて、前記マスクパターンを前記基板の表面に露光する走査露光方法であって、第１軸から所定半径で前記走査露光方向に湾曲した第１の円周面に沿って前記マスクパターンを保持する円筒状マスクを、前記第１軸の回りに回転させることと、前記第１軸と平行に設定される第２軸から所定半径で円筒状に湾曲した第２の円周面に沿って前記基板の長尺方向の一部を前記走査露光方向に湾曲させて支持する回転ドラムを、前記第２軸の回りに回転させて、前記基板を長尺方向に移動させることと、前記マスクパターン上で、前記第１軸の方向に細長い矩形状又は長方形に設定されると共に、前記第１の円周面の前記走査露光方向に対応した周方向に所定の幅を有するように設定される照明領域に向けて照明光を照射することと、投影光学系によって、前記照明領域内に現れる前記マスクパターンからの投影光束を前記照明領域に対応した前記基板側の投影領域に向けて投射することにより、前記マスクパターンの像を、前記第１の円周面の半径に応じて前記走査露光方向に湾曲した投影像面に沿って結像させると共に、湾曲した前記投影像面と湾曲した前記基板の表面とが前記投影領域内の前記走査露光方向に離れた２ヶ所の各々で交わるように、前記投影像面と前記基板の表面とのフォーカス方向の位置関係を設定することと、を含む走査露光方法が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、シート状の可撓性を有する長尺の基板上に電子デバイスのパターンを形成するデバイス製造方法であって、前記基板の表面に感光性機能層を形成する第１の工程と、第１の態様の走査露光方法によって、前記湾曲した基板の表面に形成された前記感光性機能層に前記電子デバイスのパターンに対応したマスクパターンの投影像を走査露光する第２の工程と、前記露光された感光性機能層に対して湿式処理を行って、前記電子デバイスのパターンを形成する第３の工程と、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、基板の露光面の走査露光方向において、ベストフォーカス位置が２箇所含まれる光束を投影領域に投射することで、高い生産性で高い品質の基板を生産することができる。

図１は、第１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。 図２は、第１実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。 図３は、図２に示す露光装置の照明領域及び投影領域の配置を示す図である。 図４は、図２に示す露光装置の照明光学系及び投影光学系の構成を示す図である。 図５は、マスクにおける照明光束及び投影光束の振る舞いを誇張して示す図である。 図６Ａは、マスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係を示す説明図である。 図６Ｂは、露光幅内でのデフォーカス量の変化の様子を示すグラフである。 図７は、第２実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。 図８は、マスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係を示す説明図である。 図９は、露光座標とデフォーカスとの関係の一例を示すグラフである。 図１０は、デフォーカスと点像強度との関係の一例を示すグラフである。 図１１は、デフォーカス量の変化と強度差との関係の一例を示すグラフである。 図１２は、デフォーカス量とＬ／Ｓのコントラスト変化との関係の一例を示すグラフである。 図１３は、デフォーカス量とＬ／Ｓのコントラスト比の変化との関係の一例を示すグラフである。 図１４は、デフォーカス量とＬ／ＳのＣＤ及びスライスレベルとの関係の一例を示すグラフである。 図１５は、デフォーカス量と孤立線のコントラスト変化との関係の一例を示すグラフである。 図１６は、デフォーカス量と孤立線のコントラスト比の変化との関係の一例を示すグラフである。 図１７は、デフォーカス量と孤立線のＣＤ及びスライスレベルとの関係の一例を示すグラフである。 図１８は、第３実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。 図１９は、第４実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。 図２０は、マスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係を示す説明図である。 図２１は、露光方法を示すフローチャートである。 図２２は、デバイス製造方法を示すフローチャートである。

本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換または変更を行うことができる。例えば、以下の実施形態では、デバイスとしてフレキシブル・ディスプレイを製造する場合として説明するがこれに限定されない。デバイスとしては、配線基板、半導体基板等を製造することもできる。

［第１実施形態］
第１実施形態は、基板に露光処理を施す基板処理装置が露光装置である。また、露光装置は、露光後の基板に各種処理を施してデバイスを製造するデバイス製造システムに組み込まれている。先ず、デバイス製造システムについて説明する。

＜デバイス製造システム＞
図１は、第１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。図１に示すデバイス製造システム１は、デバイスとしてのフレキシブル・ディスプレイを製造するライン（フレキシブル・ディスプレイ製造ライン）である。フレキシブル・ディスプレイとしては、例えば有機ＥＬディスプレイ等がある。このデバイス製造システム１は、可撓性の基板Ｐをロール状に巻回した供給用ロールＦＲ１から、該基板Ｐを送り出し、送り出された基板Ｐに対して各種処理を連続的に施した後、処理後の基板Ｐを可撓性のデバイスとして回収用ロールＦＲ２に巻き取る、いわゆるロール・ツー・ロール（Ｒｏｌｌ ｔｏ Ｒｏｌｌ）方式となっている。第１実施形態のデバイス製造システム１では、フィルム状のシートである基板Ｐが供給用ロールＦＲ１から送り出され、供給用ロールＦＲ１から送り出された基板Ｐが、順次、ｎ台の処理装置Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，…Ｕｎを経て、回収用ロールＦＲ２に巻き取られるまでの例を示している。先ず、デバイス製造システム１の処理対象となる基板Ｐについて説明する。

基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属または合金からなる箔（フォイル）等が用いられる。樹脂フィルムの材質としては、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち１または２以上を含んでいる。

基板Ｐは、例えば、基板Ｐに施される各種処理において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数が顕著に大きくないものを選定することが望ましい。熱膨張係数は、例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって、プロセス温度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。

このように構成された基板Ｐは、ロール状に巻回されることで供給用ロールＦＲ１となり、この供給用ロールＦＲ１が、デバイス製造システム１に装着される。供給用ロールＦＲ１が装着されたデバイス製造システム１は、１個のデバイスを製造するための各種の処理を、供給用ロールＦＲ１から送り出される基板Ｐに対して繰り返し実行する。このため、処理後の基板Ｐは、複数のデバイスが連なった状態となる。つまり、供給用ロールＦＲ１から送り出される基板Ｐは、多面取り用の基板となっている。なお、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）をインプリント法（マイクロスタンパー）等で形成したものでも良い。

処理後の基板Ｐは、ロール状に巻回されることで回収用ロールＦＲ２として回収される。回収用ロールＦＲ２は、図示しないダイシング装置に装着される。回収用ロールＦＲ２が装着されたダイシング装置は、処理後の基板Ｐを、デバイスごとに分割（ダイシング）することで、複数個のデバイスにする。基板Ｐの寸法は、例えば、幅方向（短尺となる方向）の寸法が１０ｃｍ～２ｍ程度であり、長さ方向（長尺となる方向）の寸法が１０ｍ以上である。なお、基板Ｐの寸法は、上記した寸法に限定されない。

次に、図１を参照し、デバイス製造システム１について説明する。図１では、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向が直交する直交座標系となっている。Ｘ方向は、水平面内において供給用ロールＦＲ１及び回収用ロールＦＲ２を結ぶ方向であり、図１における左右方向である。Ｙ方向は、水平面内においてＸ方向に直交する方向であり、図１における前後方向である。Ｙ方向は、供給用ロールＦＲ１及び回収用ロールＦＲ２の軸方向となっている。Ｚ方向は、鉛直方向であり、図１における上下方向である。

デバイス製造システム１は、基板Ｐを供給する基板供給装置２と、基板供給装置２によって供給された基板Ｐに対して各種処理を施す処理装置Ｕ１～Ｕｎと、処理装置Ｕ１～Ｕｎ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４と、デバイス製造システム１の各装置を制御する上位制御装置５とを備える。

基板供給装置２には、供給用ロールＦＲ１が回転可能に装着される。基板供給装置２は、装着された供給用ロールＦＲ１から基板Ｐを送り出す駆動ローラＲ１と、基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）における位置を調整するエッジポジションコントローラＥＰＣ１とを有する。駆動ローラＲ１は、基板Ｐの表裏両面を挟持しながら回転し、基板Ｐを供給用ロールＦＲ１から回収用ロールＦＲ２へ向かう搬送方向に送り出すことで、基板Ｐを処理装置Ｕ１～Ｕｎに供給する。このとき、エッジポジションコントローラＥＰＣ１は、基板Ｐの幅方向の端部（エッジ）における位置が、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、基板Ｐを幅方向に移動させて、基板Ｐの幅方向における位置を修正する。

基板回収装置４には、回収用ロールＦＲ２が回転可能に装着される。基板回収装置４は、処理後の基板Ｐを回収用ロールＦＲ２側に引き寄せる駆動ローラＲ２と、基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）における位置を調整するエッジポジションコントローラＥＰＣ２とを有する。基板回収装置４は、駆動ローラＲ２により基板Ｐの表裏両面を挟持しながら回転し、基板Ｐを搬送方向に引き寄せると共に、回収用ロールＦＲ２を回転させることで、基板Ｐを巻き上げる。このとき、エッジポジションコントローラＥＰＣ２は、エッジポジションコントローラＥＰＣ１と同様に構成され、基板Ｐの幅方向の端部（エッジ）が幅方向においてばらつかないように、基板Ｐの幅方向における位置を修正する。

処理装置Ｕ１は、基板供給装置２から供給された基板Ｐの表面に感光性機能液を塗布する塗布装置である。感光性機能液としては、例えば、フォトレジスト、感光性シランカップリング材（親撥液性改質材）、感光性メッキ還元材、ＵＶ硬化樹脂液等が用いられる。処理装置Ｕ１は、基板Ｐの搬送方向の上流側から順に、塗布機構Ｇｐ１と乾燥機構Ｇｐ２とが設けられている。塗布機構Ｇｐ１は、基板Ｐが巻き付けられる圧胴ローラＤＲ１と、圧胴ローラＤＲ１に対向する塗布ローラＤＲ２とを有する。塗布機構Ｇｐ１は、供給された基板Ｐを圧胴ローラＤＲ１に巻き付けた状態で、圧胴ローラＤＲ１及び塗布ローラＤＲ２により基板Ｐを挟持する。そして、塗布機構Ｇｐ１は、圧胴ローラＤＲ１及び塗布ローラＤＲ２を回転させることで、基板Ｐを搬送方向に移動させながら、塗布ローラＤＲ２により感光性機能液を塗布する。乾燥機構Ｇｐ２は、熱風またはドライエアー等の乾燥用エアーを吹き付け、感光性機能液に含まれる溶質（溶剤または水）を除去し、感光性機能液が塗布された基板Ｐを乾燥させることで、基板Ｐ上に感光性機能層を形成する。

処理装置Ｕ２は、基板Ｐの表面に形成された感光性機能層を安定にすべく、処理装置Ｕ１から搬送された基板Ｐを所定温度（例えば、数１０～１２０℃程度）まで加熱する加熱装置である。処理装置Ｕ２は、基板Ｐの搬送方向の上流側から順に、加熱チャンバＨＡ１と冷却チャンバＨＡ２とが設けられている。加熱チャンバＨＡ１は、その内部に複数のローラ及び複数のエア・ターンバーが設けられており、複数のローラ及び複数のエア・ターンバーは、基板Ｐの搬送経路を構成している。複数のローラは、基板Ｐの裏面に転接して設けられ、複数のエア・ターンバーは、基板Ｐの表面側に非接触状態で設けられる。複数のローラ及び複数のエア・ターンバーは、基板Ｐの搬送経路を長くすべく、蛇行状の搬送経路となる配置になっている。加熱チャンバＨＡ１内を通る基板Ｐは、蛇行状の搬送経路に沿って搬送されながら所定温度まで加熱される。冷却チャンバＨＡ２は、加熱チャンバＨＡ１で加熱された基板Ｐの温度が、後工程（処理装置Ｕ３）の環境温度と揃うようにすべく、基板Ｐを環境温度まで冷却する。冷却チャンバＨＡ２は、その内部に複数のローラが設けられ、複数のローラは、加熱チャンバＨＡ１と同様に、基板Ｐの搬送経路を長くすべく、蛇行状の搬送経路となる配置になっている。冷却チャンバＨＡ２内を通る基板Ｐは、蛇行状の搬送経路に沿って搬送されながら冷却される。冷却チャンバＨＡ２の搬送方向における下流側には、駆動ローラＲ３が設けられ、駆動ローラＲ３は、冷却チャンバＨＡ２を通過した基板Ｐを挟持しながら回転することで、基板Ｐを処理装置Ｕ３へ向けて供給する。尚、加熱チャンバＨＡ１による基板Ｐの加熱は、基板ＰがＰＥＴ（ポリエチレン・テレフタレート）やＰＥＮ（ポリエチレン・ナフタレート）等の樹脂フィルムの場合、そのガラス転移温度を超えないように設定するのが良い。

処理装置（基板処理装置）Ｕ３は、処理装置Ｕ２から供給された、表面に感光性機能層が形成された基板（感光基板）Ｐに対して、ディスプレイ用の回路または配線等のパターンを投影露光する露光装置である。詳細は後述するが、処理装置Ｕ３は、反射型のマスクＭに照明光束を照明し、照明光束がマスクＭにより反射されることで得られる投影光束を基板Ｐに投影露光する。処理装置Ｕ３は、処理装置Ｕ２から供給された基板Ｐを搬送方向の下流側に送る駆動ローラＲ４と、基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）における位置を調整するエッジポジションコントローラＥＰＣ３とを有する。駆動ローラＲ４は、基板Ｐの表裏両面を挟持しながら回転し、基板Ｐを搬送方向の下流側に送り出すことで、基板Ｐを露光位置で支持する基板支持ドラム（回転ドラムと呼ぶこともある）へ向けて供給する。

エッジポジションコントローラＥＰＣ３は、エッジポジションコントローラＥＰＣ１と同様に構成され、露光位置（基板支持ドラム）における基板Ｐの幅方向が目標位置となるように、基板Ｐの幅方向における位置を修正する。また、処理装置Ｕ３は、露光後の基板Ｐにたるみを与えた状態で、基板Ｐを搬送方向の下流側へ送る２組の駆動ローラＲ５、Ｒ６を有する。駆動ローラＲ５は先の駆動ローラＲ４と協働して、基板Ｐの搬送方向に所定のテンションを付与する。２組の駆動ローラＲ５、Ｒ６は、基板Ｐの搬送方向に所定の間隔を空けて配置されている。駆動ローラＲ５は、搬送される基板Ｐの上流側を挟持して回転し、駆動ローラＲ６は、搬送される基板Ｐの下流側を挟持して回転することで、基板Ｐを処理装置Ｕ４へ向けて供給する。このとき、基板Ｐは、たるみが与えられているため、駆動ローラＲ６よりも搬送方向の下流側において生ずる搬送速度の変動を吸収でき、搬送速度の変動による基板Ｐへの露光処理の影響を縁切りすることができる。また、処理装置Ｕ３内には、マスクＭの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が設けられている。

処理装置Ｕ４は、処理装置Ｕ３から搬送された露光後の基板Ｐ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湿式処理装置である。処理装置Ｕ４は、その内部に、鉛直方向（Ｚ方向）に階層化された３つの処理槽ＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３と、基板Ｐを搬送する複数のローラと、を有する。複数のローラは、３つの処理槽ＢＴ１、ＢＴ２、ＢＴ３の内部を、基板Ｐが順に通過する搬送経路となるように配置される。処理槽ＢＴ３の搬送方向における下流側には、駆動ローラＲ７が設けられ、駆動ローラＲ７は、処理槽ＢＴ３を通過した基板Ｐを挟持しながら回転することで、基板Ｐを処理装置Ｕ５へ向けて供給する。

図示は省略するが、処理装置Ｕ５は、処理装置Ｕ４から搬送された基板Ｐを乾燥させる乾燥装置である。処理装置Ｕ５は、処理装置Ｕ４において湿式処理された基板Ｐに付着する液滴やミストを除去すると共に、基板Ｐの水分含有量を、所定の水分含有量に調整する。処理装置Ｕ５により乾燥された基板Ｐは、幾つかの処理装置を経て、処理装置Ｕｎに搬送される。そして、処理装置Ｕｎで処理された後、基板Ｐは、基板回収装置４の回収用ロールＦＲ２に巻き上げられる。

上位制御装置５は、基板供給装置２、基板回収装置４及び複数の処理装置Ｕ１～Ｕｎを統括制御する。上位制御装置５は、基板供給装置２及び基板回収装置４を制御して、基板Ｐを基板供給装置２から基板回収装置４へ向けて搬送させる。また、上位制御装置５は、基板Ｐの搬送に同期させながら、複数の処理装置Ｕ１～Ｕｎを制御して、基板Ｐに対する各種処理を実行させる。

＜露光装置（基板処理装置）＞
次に、第１実施形態の処理装置Ｕ３としての露光装置（基板処理装置）の構成について、図２から図４を参照して説明する。図２は、第１実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。図３は、図２に示す露光装置の照明領域及び投影領域の配置を示す図である。図４は、図２に示す露光装置の照明光学系及び投影光学系の構成を示す図である。以下、処理装置Ｕ３を露光装置Ｕ３という。

図２に示す露光装置Ｕ３は、いわゆる走査露光装置であり、基板Ｐを搬送方向に搬送しながら、円筒状のマスクＭの外周面に形成されたマスクパターンの像を、基板Ｐの表面に投影露光する。なお、図２では、Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向が直交する直交座標系となっており、図１と同様の直交座標系となっている。

先ず、露光装置Ｕ３に用いられるマスクＭについて説明する。マスクＭは、例えば金属製の円筒体を用いた反射型のマスクとなっている。マスクＭは、Ｙ方向に延びる第１軸ＡＸ１を中心とする曲率半径Ｒｍとなる外周面（円周面）を有する円筒体に形成され、径方向に一定の肉厚を有している。マスクＭの円周面は、所定のマスクパターンが形成された面Ｐ１となっている。マスクＭの面Ｐ１は、所定方向に光束を高い効率で反射する高反射部と所定方向に光束を反射しないまたは低い効率で反射する反射抑制部とを含む。マスクパターンは、高反射部及び反射抑制部により形成されている。ここで、反射抑制部は、所定方向に反射する光が少なくなればよい。このため、反射抑制部は、光を吸収しても、透過しても、所定方向以外に反射（例えば乱反射）してもよい。ここで、マスクＭは、反射抑制部を、光を吸収する材料や、光を透過する材料で構成することができる。露光装置Ｕ３は、上記構成のマスクＭとして、金属の円筒体で作成したマスクを用いることができる。このため、露光装置Ｕ３は、安価なマスクを用いて露光を行うことができる。

なお、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また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。また、マスクＭは、パネル用パターンが第１軸ＡＸ１の周りの周方向に繰り返し複数個形成されていてもよいし、小型のパネル用パターンが第１軸ＡＸ１に平行な方向に繰り返し複数形成されてもよい。さらに、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が形成されていてもよい。また、マスクＭは、第１軸ＡＸ１を中心とする曲率半径Ｒｍとなる円周面を有していればよく、円筒体の形状に限定されない。例えば、マスクＭは、円周面を有する円弧状の板材であってもよい。また、マスクＭは、薄板状であってもよく、薄板状のマスクＭを湾曲させて、円周面に倣うように円筒部材に貼り付てもよい。

次に、図２に示す露光装置Ｕ３について説明する。露光装置Ｕ３は、上記した駆動ローラＲ４～Ｒ６、エッジポジションコントローラＥＰＣ３及びアライメント顕微鏡ＡＭ１、ＡＭ２の他に、マスク保持機構１１と、基板支持機構１２と、照明光学系ＩＬと、投影光学系ＰＬと、下位制御装置１６と、を有する。露光装置Ｕ３は、光源装置１３から射出された照明光を照明光学系ＩＬと、投影光学系ＰＬと、で案内することで、マスク保持機構１１で保持したマスクＭのパターンの光束を基板支持機構１２で保持した基板Ｐに投射する。

下位制御装置１６は、露光装置Ｕ３の各部を制御し、各部に処理を実行させる。下位制御装置１６は、デバイス製造システム１の上位制御装置５の一部又は全部であってもよい。また、下位制御装置１６は、上位制御装置５に制御され、上位制御装置５とは別の装置であってもよい。下位制御装置１６は、例えば、コンピュータを含む。

マスク保持機構１１は、マスクＭを保持するマスク保持ドラム（マスク保持部材）２１と、マスク保持ドラム２１を回転させる第１駆動部２２とを有している。マスク保持ドラム２１は、マスクＭの第１軸ＡＸ１が回転中心となるようにマスクＭを保持する。第１駆動部２２は、下位制御装置１６に接続され、第１軸ＡＸ１を回転中心にマスク保持ドラム２１を回転させる。

なお、マスク保持機構１１は、円筒体のマスクＭをマスク保持ドラム２１で保持したが、この構成に限らない。マスク保持機構１１は、マスク保持ドラム２１の外周面に倣って薄板状のマスクＭを巻き付けて保持してもよい。また、マスク保持機構１１は、円弧状の板材となるマスクＭをマスク保持ドラム２１の外周面において保持してもよい。

基板支持機構１２は、基板Ｐを円筒状の外周面で支持して回転可能な基板支持ドラム２５と、基板支持ドラム２５を回転させる第２駆動部２６と、一対のエア・ターンバーＡＴＢ１、ＡＴＢ２と、一対のガイドローラ２７、２８とを有している。基板支持ドラム２５は、Ｙ方向に延びる第２軸ＡＸ２を中心とする曲率半径Ｒｐとなる外周面（円周面）を有する円筒形状に形成されている。ここで、第１軸ＡＸ１と第２軸ＡＸ２とは互いに平行になっており、第１軸ＡＸ１及び第２軸ＡＸ２を通る面を中心面ＣＬとしている。基板支持ドラム２５の円周面の一部は、基板Ｐを支持する支持面Ｐ２となっている。つまり、基板支持ドラム２５は、その支持面Ｐ２に基板Ｐが巻き付けられることで、基板Ｐを支持する。第２駆動部２６は、下位制御装置１６に接続され、第２軸ＡＸ２を回転中心に基板支持ドラム２５を回転させる。

一対のエア・ターンバーＡＴＢ１，ＡＴＢ２は、基板支持ドラム２５を挟んで、基板Ｐの搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。一対のエア・ターンバーＡＴＢ１，ＡＴＢ２は、基板Ｐの表面側に設けられ、鉛直方向（Ｚ方向）において基板支持ドラム２５の支持面Ｐ２よりも下方側に配置されている。一対のガイドローラ２７、２８は、一対のエア・ターンバーＡＴＢ１，ＡＴＢ２を挟んで、基板Ｐの搬送方向の上流側及び下流側にそれぞれ設けられている。一対のガイドローラ２７、２８は、その一方のガイドローラ２７が駆動ローラＲ４から搬送された基板Ｐをエア・ターンバーＡＴＢ１に案内し、その他方のガイドローラ２８がエア・ターンバーＡＴＢ２から搬送された基板Ｐを駆動ローラＲ５に案内する。

従って、基板支持機構１２は、駆動ローラＲ４から搬送された基板Ｐを、ガイドローラ２７によりエア・ターンバーＡＴＢ１に案内し、エア・ターンバーＡＴＢ１を通過した基板Ｐを、基板支持ドラム２５に導入する。基板支持機構１２は、第２駆動部２６により基板支持ドラム２５を回転させることで、基板支持ドラム２５に導入した基板Ｐを、基板支持ドラム２５の支持面Ｐ２で支持しながら、エア・ターンバーＡＴＢ２へ向けて搬送する。基板支持機構１２は、エア・ターンバーＡＴＢ２に搬送された基板Ｐを、エア・ターンバーＡＴＢ２によりガイドローラ２８に案内し、ガイドローラ２８を通過した基板Ｐを、駆動ローラＲ５に案内する。

このとき、第１駆動部２２及び第２駆動部２６に接続された下位制御装置１６は、マスク保持ドラム２１と基板支持ドラム２５とを所定の回転速度比で同期回転させることによって、マスクＭの面Ｐ１に形成されたマスクパターンの像が、基板支持ドラム２５の支持面Ｐ２に巻き付けられた基板Ｐの表面（円周面に倣って湾曲した面）に連続的に繰り返し投影露光される。

光源装置１３は、マスクＭに照明される照明光束ＥＬ１を出射する。光源装置１３は、光源３１と導光部材３２とを有する。光源３１は、所定の波長の光を射出する光源である。光源３１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）等である。光源３１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。ここで、光源３１は、ｉ線（３６５ｎｍの波長）以下の波長を含む照明光束ＥＬ１を射出することが好ましい。光源３１は、ｉ線以下の波長となる照明光束ＥＬ１として、ＹＡＧレーザ（第３高調波レーザ）から射出されるレーザ光（３５５ｎｍの波長）、ＹＡＧレーザ（第４高調波レーザ）から射出されるレーザ光（２６６ｎｍの波長）、またはＫｒＦエキシマレーザから射出されるレーザ光（２４８ｎｍの波長）等を用いることができる。

導光部材３２は、光源３１から出射された照明光束ＥＬ１を照明光学系ＩＬに導く。導光部材３２は、光ファイバ、またはミラーを用いたリレーモジュール等で構成される。また、導光部材３２は、照明光学系ＩＬが複数設けられている場合、光源３１からの照明光束ＥＬ１を複数に分離し、複数の照明光束ＥＬ１を複数の照明光学系ＩＬに導く。導光部材３２は、光源３１から射出された照明光束ＥＬ１を所定の偏光状態の光として偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射させる。ここで、本実施形態の偏光ビームスプリッタＰＢＳは、Ｓ偏光の直線偏光となる光束を反射し、Ｐ偏光の直線偏光となる光束を透過する。このため、光源装置１３は、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する照明光束ＥＬ１が直線偏光（Ｓ偏光）の光束となる照明光束ＥＬ１を出射する。

光源装置１３は、偏光ビームスプリッタＰＢＳに波長及び位相が揃った偏光レーザを出射する。例えば、光源装置１３は、光源３１から射出される光束が偏光された光である場合、導光部材３２として、偏波面保存ファイバを用い、光源装置１３から出力されたレーザ光の偏光状態を維持したまま導光する。また、例えば、光源３１から出力された光束を光ファイバで案内し、光ファイバから出力された光を偏光板で偏光させてもよい。つまり光源装置１３は、ランダム偏光の光束が案内されている場合、ランダム偏光の光束を偏光板で偏光してもよいし、偏光ビームスプリッタＰＢＳを用いてＰ偏向とＳ偏向の各光束に分岐させ、その偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過した光を一方の系統の照明光学系ＩＬに入射させ、その偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射した光を別の系統の照明光学系ＩＬに入射させる光束として用いてもよい。また光源装置１３は、レンズ等を用いたリレー光学系により、光源３１から出力された光束を案内してもよい。

ここで、図３に示すように、第１実施形態の露光装置Ｕ３は、いわゆるマルチレンズ方式を想定した露光装置である。なお、図３には、マスク保持ドラム２１に保持されたマスクＭ上の照明領域ＩＲを－Ｚ側から見た平面図（図３の左図）と、基板支持ドラム２５に支持された基板Ｐ上の投影領域ＰＡを＋Ｚ側から見た平面図（図３の右図）とが図示されている。図３の符号Ｘｓは、マスク保持ドラム２１及び基板支持ドラム２５の移動方向（回転方向）を示す。マルチレンズ方式の露光装置Ｕ３は、マスクＭ上の複数（第１実施形態では例えば６つ）の照明領域ＩＲ１～ＩＲ６に照明光束ＥＬ１をそれぞれ照明し、各照明光束ＥＬ１が各照明領域ＩＲ１～ＩＲ６に反射されることで得られる複数の投影光束ＥＬ２を、基板Ｐ上の複数（第１実施形態では例えば６つ）の投影領域ＰＡ１～ＰＡ６に投影露光する。

先ず、照明光学系ＩＬにより照明される複数の照明領域ＩＲ１～ＩＲ６について説明する。図３に示すように、複数の照明領域ＩＲ１～ＩＲ６は、中心面ＣＬを挟んで、回転方向の上流側のマスクＭ上に第１照明領域ＩＲ１、第３照明領域ＩＲ３及び第５照明領域ＩＲ５が配置され、回転方向の下流側のマスクＭ上に第２照明領域ＩＲ２、第４照明領域ＩＲ４及び第６照明領域ＩＲ６が配置される。各照明領域ＩＲ１～ＩＲ６は、マスクＭの軸方向（Ｙ方向）に延びる平行な短辺及び長辺を有する細長い台形状の領域となっている。このとき、台形状の各照明領域ＩＲ１～ＩＲ６は、その短辺が中心面ＣＬ側に位置し、その長辺が外側に位置する領域となっている。第１照明領域ＩＲ１、第３照明領域ＩＲ３及び第５照明領域ＩＲ５は、軸方向に所定の間隔を空けて配置されている。また、第２照明領域ＩＲ２、第４照明領域ＩＲ４及び第６照明領域ＩＲ６は、軸方向に所定の間隔を空けて配置されている。このとき、第２照明領域ＩＲ２は、軸方向において、第１照明領域ＩＲ１と第３照明領域ＩＲ３との間に配置される。同様に、第３照明領域ＩＲ３は、軸方向において、第２照明領域ＩＲ２と第４照明領域ＩＲ４との間に配置される。第４照明領域ＩＲ４は、軸方向において、第３照明領域ＩＲ３と第５照明領域ＩＲ５との間に配置される。第５照明領域ＩＲ５は、軸方向において、第４照明領域ＩＲ４と第６照明領域ＩＲ６との間に配置される。各照明領域ＩＲ１～ＩＲ６は、マスクＭの周方向からみて、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。なお、第１実施形態において、各照明領域ＩＲ１～ＩＲ６は、台形状の領域としたが、長方形状の領域でもあってよい。

また、マスクＭは、マスクパターンが形成されるパターン形成領域Ａ３と、マスクパターンが形成されないパターン非形成領域Ａ４とを有する。パターン非形成領域Ａ４は、照明光束ＥＬ１を吸収する反射し難い領域であり、パターン形成領域Ａ３を枠状に囲んで配置されている。第１～第６照明領域ＩＲ１～ＩＲ６は、パターン形成領域Ａ３のＹ方向の全幅をカバーするように、配置されている。

照明光学系ＩＬは、複数の照明領域ＩＲ１～ＩＲ６に応じて複数（第１実施形態では例えば６つ）設けられている。複数の照明光学系（分割照明光学系）ＩＬ１～ＩＬ６には、光源装置１３からの照明光束ＥＬ１がそれぞれ入射する。各照明光学系ＩＬ１～ＩＬ６は、光源装置１３から入射された各照明光束ＥＬ１を、各照明領域ＩＲ１～ＩＲ６にそれぞれ導く。つまり、第１照明光学系ＩＬ１は、照明光束ＥＬ１を第１照明領域ＩＲ１に導き、同様に、第２～第６照明光学系ＩＬ２～ＩＬ６は、照明光束ＥＬ１を第２～第６照明領域ＩＲ２～ＩＲ６に導く。複数の照明光学系ＩＬ１～ＩＬ６は、中心面ＣＬを挟んで、第１、第３、第５照明領域ＩＲ１、ＩＲ３、ＩＲ５が配置される側（図２の左側）に、第１照明光学系ＩＬ１、第３照明光学系ＩＬ３及び第５照明光学系ＩＬ５が配置される。第１照明光学系ＩＬ１、第３照明光学系ＩＬ３及び第５照明光学系ＩＬ５は、Ｙ方向に所定の間隔を空けて配置される。また、複数の照明光学系ＩＬ１～ＩＬ６は、中心面ＣＬを挟んで、第２、第４、第６照明領域ＩＲ２、ＩＲ４、ＩＲ６が配置される側（図２の右側）に、第２照明光学系ＩＬ２、第４照明光学系ＩＬ４及び第６照明光学系ＩＬ６が配置される。第２照明光学系ＩＬ２、第４照明光学系ＩＬ４及び第６照明光学系ＩＬ６は、Ｙ方向に所定の間隔を空けて配置される。このとき、第２照明光学系ＩＬ２は、軸方向において、第１照明光学系ＩＬ１と第３照明光学系ＩＬ３との間に配置される。同様に、第３照明光学系ＩＬ３、第４照明光学系ＩＬ４、第５照明光学系ＩＬ５は、軸方向において、第２照明光学系ＩＬ２と第４照明光学系ＩＬ４との間、第３照明光学系ＩＬ３と第５照明光学系ＩＬ５との間、第４照明光学系ＩＬ４と第６照明光学系ＩＬ６との間に配置される。また、第１照明光学系ＩＬ１、第３照明光学系ＩＬ３及び第５照明光学系ＩＬ５と、第２照明光学系ＩＬ２、第４照明光学系ＩＬ４及び第６照明光学系ＩＬ６とは、Ｙ方向からみて対称に配置されている。

次に、図４を参照して、各照明光学系ＩＬ１～ＩＬ６の詳細な構成について説明する。なお、各照明光学系ＩＬ１～ＩＬ６は、同様の構成となっているため、第１照明光学系ＩＬ１（以下、単に照明光学系ＩＬという）を例に説明する。

照明光学系ＩＬは、照明領域ＩＲ（第１照明領域ＩＲ１）を均一な照度で照明すべく、光源装置１３からの照明光束ＥＬ１を多数の点光源が面状に集合した面光源像に変換するケーラー照明法を適用している。また、照明光学系ＩＬは、偏光ビームスプリッタＰＢＳを用いた落射照明系となっている。照明光学系ＩＬは、光源装置１３からの照明光束ＥＬ１の入射側から順に、照明光学モジュールＩＬＭと、偏光ビームスプリッタＰＢＳと、１／４波長板４１とを有する。

図４に示すように、照明光学モジュールＩＬＭは、照明光束ＥＬ１の入射側から順に、コリメータレンズ５１と、フライアイレンズ５２と、複数のコンデンサーレンズ５３と、シリンドリカルレンズ５４と、照明視野絞り５５と、複数のリレーレンズ５６とを含んでおり、第１光軸ＢＸ１上に設けられている。コリメータレンズ５１は、光源装置１３の導光部材３２の出射側に設けられている。コリメータレンズ５１の光軸は、第１光軸ＢＸ１上に配置される。コリメータレンズ５１は、フライアイレンズ５２の入射側の面全体を照射する。フライアイレンズ５２は、コリメータレンズ５１の出射側に設けられている。フライアイレンズ５２の出射側の面の中心は、第１光軸ＢＸ１上に配置される。フライアイレンズ５２は、コリメータレンズ５１からの照明光束ＥＬ１を多数の点光源に分割し、各点光源からの光を重畳させて後述のコンデンサーレンズ５３に入射させる。

このとき、点光源像が生成されるフライアイレンズ５２の出射側の面は、フライアイレンズ５２から照明視野絞り５５を介して後述する投影光学系ＰＬの第１凹面鏡７２に至る各種レンズによって、第１凹面鏡７２の反射面が位置する瞳面と光学的に共役となるように配置される。コンデンサーレンズ５３は、フライアイレンズ５２の出射側に設けられ、その光軸は、第１光軸ＢＸ１上に配置される。コンデンサーレンズ５３は、フライアイレンズ５２の各点光源からの光（照明光束ＥＬ１）を、シリンドリカルレンズ５４を介して照明視野絞り５５上で重畳するように照射する。シリンドリカルレンズ５４が無い場合、照明視野絞り５５上の各点に到達する照明光束ＥＬ１の主光線は、いずれも第１光軸ＢＸ１と平行となる。しかしながら、シリンドリカルレンズ５４の作用によって、照明視野絞り５５を照射する照明光束ＥＬ１の各主光線は、図４中のＹ方向では互いに平行（第１光軸ＢＸ１とも平行）なテレセントリックな状態となり、ＸＺ面内では、像高位置に応じて第１光軸ＢＸ１に対する傾きが順次異なる非テレセントリックな状態になる。

シリンドリカルレンズ５４は、入射側が平面となり出射側が凸円筒面となる平凸シリンドリカルレンズであり、照明視野絞り５５の入射側に隣接して設けられる。シリンドリカルレンズ５４の光軸は、第１光軸ＢＸ１上に配置され、シリンドリカルレンズ５４の出射側の凸円筒面の母線は図４中のＹ軸と平行になるように設けられる。これによって、シリンドリカルレンズ５４を通った直後の照明光束ＥＬ１の各主光線は、Ｙ方向に関しては互いに第１光軸ＢＸ１と平行となり、ＸＺ面内においては第１光軸ＢＸ１上のある点（厳密には、第１光軸ＢＸ１と直交するＹ方向に延びる線）に向けて収れんする。

照明視野絞り５５の開口部は、照明領域ＩＲと同様の形状となる台形状（矩形）に形成されており、照明視野絞り５５の開口部の中心は、第１光軸ＢＸ１上に配置される。このとき、照明視野絞り５５は、照明視野絞り５５からマスクＭの円筒状の面Ｐ１の間のリレーレンズ（結像系）５６、偏光ビームスプリッタＰＢＳ、１／４波長板４１等によって、マスクＭ上の照明領域ＩＲと光学的に共役な面に配置される。リレーレンズ５６は、照明視野絞り５５の出射側に設けられている。リレーレンズ５６の光軸は、第１光軸ＢＸ１上に配置される。リレーレンズ５６は、照明視野絞り５５の開口部を通った照明光束ＥＬ１を、偏光ビームスプリッタＰＢＳと１／４波長板４１とを介してマスクＭの円筒状の面Ｐ１（照明領域ＩＲ）に照射する。

偏光ビームスプリッタＰＢＳは、照明光学モジュールＩＬＭと中心面ＣＬとの間に配置されている。偏光ビームスプリッタＰＢＳは、波面分割面でＳ偏光の直線偏光となる光束を反射し、Ｐ偏光の直線偏光となる光束を透過する。ここで、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射する照明光束ＥＬ１は、Ｓ偏光の直線偏光となる光束であり、偏光ビームスプリッタＰＢＳに入射するマスクＭからの反射光（投影光束ＥＬ２）は、１／４波長板４１によってＰ偏光の直線偏光となる光束である。

これにより、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、照明光学モジュールＩＬＭから波面分割面に入射された照明光束ＥＬ１を反射する一方で、マスクＭで反射され波面分割面に入射された投影光束ＥＬ２を透過する。偏光ビームスプリッタＰＢＳは、波面分割面に入射された照明光束ＥＬ１の全てを反射することが好ましいが、波面分割面に入射された照明光束ＥＬ１の大部分を反射し、一部を波面分割面で透過または吸収してもよい。同様に、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、波面分割面に入射された投影光束ＥＬ２の全てを透過することが好ましいが、波面分割面に入射された投影光束ＥＬ２の大部分を透過し、一部を反射または吸収してもよい。

１／４波長板４１は、偏光ビームスプリッタＰＢＳとマスクＭとの間に配置され、偏光ビームスプリッタＰＢＳで反射された照明光束ＥＬ１を直線偏光（Ｓ偏光）から円偏光に変換する。円偏光された照明光束ＥＬ１は、マスクＭに照射される。１／４波長板４１は、マスクＭで反射された円偏光の投影光束ＥＬ２を直線偏光（Ｐ偏光）に変換する。

ここで、照明光学系ＩＬは、マスクＭの面Ｐ１上の照明領域ＩＲで反射される投影光束ＥＬ２の主光線が、Ｙ方向とＸＺ面内のいずれにおいても、テレセントリックな状態となるように、マスクＭの照明領域ＩＲに照明光束ＥＬ１を照明する。その状態を、図５を参照して説明する。

図５は、マスクＭ上の照明領域ＩＲに照射される照明光束ＥＬ１と、照明領域ＩＲで反射された投影光束ＥＬ２との振る舞いを、ＸＺ面（第１軸ＡＸ１と垂直な面）内で誇張して示した図である。図５に示すように、上記した照明光学系ＩＬは、マスクＭの照明領域ＩＲで反射される投影光束ＥＬ２の主光線がテレセントリック（平行系）となるように、マスクＭの照明領域ＩＲに照射される照明光束ＥＬ１の主光線を、ＸＺ面では意図的に非テレセントリックな状態にし、Ｙ方向に関してはテレセントリックな状態にする。

照明光束ＥＬ１のそのような特性は、図４中に示したシリンドリカルレンズ５４によって与えられる。具体的には、マスクＭの面Ｐ１上の照明領域ＩＲの周方向の中央の点Ｑ１を通って第１軸ＡＸ１に向かう線と、マスク面Ｍの面Ｐ１の半径Ｒｍの１／２の円（Ｒｍ／２）との交点Ｑ２を設定したとき、照明領域ＩＲを通る照明光束ＥＬ１の各主光線が、ＸＺ面では交点Ｑ２に向かうように、シリンドリカルレンズ５４の凸円筒面の曲率を設定する。このようにすると、照明領域ＩＲ内で反射した投影光束ＥＬ２の各主光線は、ＸＺ面内では、第１軸ＡＸ１、点Ｑ１、交点Ｑ２を通る直線と平行（テレセントリック）な状態となる。もちろん、マスクＭの面Ｐ１のＹ方向に関する曲率は無限大とみなせるので、投影光束ＥＬ２の各主光線はＹ方向に関してもテレセントリックな状態となっている。

次に、投影光学系ＰＬにより投影露光される複数の投影領域（露光領域）ＰＡ１～ＰＡ６について説明する。図３に示すように、基板Ｐ上の複数の投影領域ＰＡ１～ＰＡ６は、マスクＭ上の複数の照明領域ＩＲ１～ＩＲ６と対応させて配置されている。つまり、基板Ｐ上の複数の投影領域ＰＡ１～ＰＡ６は、中心面ＣＬを挟んで、搬送方向の上流側の基板Ｐ上に第１投影領域ＰＡ１、第３投影領域ＰＡ３及び第５投影領域ＰＡ５が配置され、搬送方向の下流側の基板Ｐ上に第２投影領域ＰＡ２、第４投影領域ＰＡ４及び第６投影領域ＰＡ６が配置される。各投影領域ＰＡ１～ＰＡ６は、基板Ｐの幅方向（Ｙ方向）に延びる短辺及び長辺を有する細長い台形状の領域となっている。このとき、台形状の各投影領域ＰＡ１～ＰＡ６は、その短辺が中心面ＣＬ側に位置し、その長辺が外側に位置する領域となっている。第１投影領域ＰＡ１、第３投影領域ＰＡ３及び第５投影領域ＰＡ５は、幅方向に所定の間隔を空けて配置されている。また、第２投影領域ＰＡ２、第４投影領域ＰＡ４及び第６投影領域ＰＡ６は、幅方向に所定の間隔を空けて配置されている。このとき、第２投影領域ＰＡ２は、軸方向において、第１投影領域ＰＡ１と第３投影領域ＰＡ３との間に配置される。同様に、第３投影領域ＰＡ３は、軸方向において、第２投影領域ＰＡ２と第４投影領域ＰＡ４との間に配置される。第４投影領域ＰＡ４は、軸方向において、第３投影領域ＰＡ３と第５投影領域ＰＡ５との間に配置される。第５投影領域ＰＡ５は、軸方向において、第４投影領域ＰＡ４と第６投影領域ＰＡ６との間に配置される。各投影領域ＰＡ１～ＰＡ６は、各照明領域ＩＲ１～ＩＲ６と同様に、基板Ｐの搬送方向からみて、隣り合う台形状の投影領域ＰＡ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。このとき、投影領域ＰＡは、隣り合う投影領域ＰＡの重複する領域での露光量が、重複しない領域での露光量と実質的に同じになるような形状になっている。そして、第１～第６投影領域ＰＡ１～ＰＡ６は、基板Ｐ上に露光される露光領域Ａ７のＹ方向の全幅をカバーするように、配置されている。

ここで、図２において、ＸＺ面内で見たとき、マスクＭ上の奇数番の照明領域ＩＲ１(及びＩＲ３，ＩＲ５)の中心点から偶数番の照明領域ＩＲ２（及びＩＲ４，ＩＲ６）の中心点までの周長距離は、基板支持ドラム２５の支持面Ｐ２に倣った基板Ｐ上の奇数番の投影領域ＰＡ１（及びＰＡ３，ＰＡ５）の中心点から偶数番の投影領域ＰＡ２（及びＰＡ４，ＰＡ６）の中心点までの周長距離と、実質的に等しく設定されている。これは、各投影光学系ＰＬ１～ＰＬ６の投影倍率を等倍（×１）としたからである。

投影光学系ＰＬは、複数の投影領域ＰＡ１～ＰＡ６に応じて複数（第１実施形態では例えば６つ）設けられている。複数の投影光学系（分割投影光学系）ＰＬ１～ＰＬ６には、複数の照明領域ＩＲ１～ＩＲ６から反射された複数の投影光束ＥＬ２がそれぞれ入射する。各投影光学系ＰＬ１～ＰＬ６は、マスクＭで反射された各投影光束ＥＬ２を、各投影領域ＰＡ１～ＰＡ６にそれぞれ導く。つまり、第１投影光学系ＰＬ１は、第１照明領域ＩＲ１からの投影光束ＥＬ２を第１投影領域ＰＡ１に導き、同様に、第２～第６投影光学系ＰＬ２～ＰＬ６は、第２～第６照明領域ＩＲ２～ＩＲ６からの各投影光束ＥＬ２を第２～第６投影領域ＰＡ２～ＰＡ６に導く。複数の投影光学系ＰＬ１～ＰＬ６は、中心面ＣＬを挟んで、第１、第３、第５投影領域ＰＡ１、ＰＡ３、ＰＡ５が配置される側（図２の左側）に、第１投影光学系ＰＬ１、第３投影光学系ＰＬ３及び第５投影光学系ＰＬ５が配置される。第１投影光学系ＰＬ１、第３投影光学系ＰＬ３及び第５投影光学系ＰＬ５は、Ｙ方向に所定の間隔を空けて配置される。また、複数の投影光学系ＰＬ１～ＰＬ６は、中心面ＣＬを挟んで、第２、第４、第６投影領域ＰＡ２、ＰＡ４、ＰＡ６が配置される側（図２の右側）に、第２投影光学系ＰＬ２、第４投影光学系ＰＬ４及び第６投影光学系ＰＬ６が配置される。第２投影光学系ＰＬ２、第４投影光学系ＰＬ４及び第６投影光学系ＰＬ６は、Ｙ方向に所定の間隔を空けて配置される。このとき、第２投影光学系ＰＬ２は、軸方向において、第１投影光学系ＰＬ１と第３投影光学系ＰＬ３との間に配置される。同様に、第３投影光学系ＰＬ３、第４投影光学系ＰＬ４、第５投影光学系ＰＬ５は、軸方向において、第２投影光学系ＰＬ２と第４投影光学系ＰＬ４との間、第３投影光学系ＰＬ３と第５投影光学系ＰＬ５との間、第４投影光学系ＰＬ４と第６投影光学系ＰＬ６との間に配置される。また、第１投影光学系ＰＬ１、第３投影光学系ＰＬ３及び第５投影光学系ＰＬ５と、第２投影光学系ＰＬ２、第４投影光学系ＰＬ４及び第６投影光学系ＰＬ６とは、Ｙ方向からみて対称に配置されている。

次に、図４を参照して、各投影光学系ＰＬ１～ＰＬ６の詳細な構成について説明する。なお、各投影光学系ＰＬ１～ＰＬ６は、同様の構成となっているため、第１投影光学系ＰＬ１（以下、単に投影光学系ＰＬという）を例に説明する。

投影光学系ＰＬは、マスクＭ上の照明領域ＩＲ（第１照明領域ＩＲ１）におけるマスクパターンの像を、基板Ｐ上の投影領域ＰＡに投影する。投影光学系ＰＬは、マスクＭからの投影光束ＥＬ２の入射側から順に、上記の１／４波長板４１と、上記の偏光ビームスプリッタＰＢＳと、投影光学モジュールＰＬＭとを有する。

１／４波長板４１及び偏光ビームスプリッタＰＢＳは、照明光学系ＩＬと兼用となっている。換言すれば、照明光学系ＩＬ及び投影光学系ＰＬは、１／４波長板４１及び偏光ビームスプリッタＰＢＳを共有している。

照明領域ＩＲで反射された投影光束ＥＬ２は、１／４波長板４１により円偏光から直線偏光（Ｐ偏光）に変換された後、偏光ビームスプリッタＰＢＳを透過し、テレセントリックな結像光束となって投影光学系ＰＬ（投影光学モジュールＰＬＭ）に入射する。

投影光学モジュールＰＬＭは、照明光学モジュールＩＬＭに対応して設けられている。つまり、第１投影光学系ＰＬ１の投影光学モジュールＰＬＭは、第１照明光学系ＩＬ１の照明光学モジュールＩＬＭによって照明される第１照明領域ＩＲ１のマスクパターンの像を、基板Ｐ上の第１投影領域ＰＡ１に投影する。同様に、第２～第６投影光学系ＰＬ２～ＰＬ６の投影光学モジュールＰＬＭは、第２～第６照明光学系ＩＬ２～ＩＬ６の照明光学モジュールＩＬＭによって照明される第２～第６照明領域ＩＲ２～ＩＲ６のマスクパターンの像を、基板Ｐ上の第２～第６投影領域ＰＡ２～ＰＡ６に投影する。

図４に示すように、投影光学モジュールＰＬＭは、照明領域ＩＲにおけるマスクパターンの像を中間像面Ｐ７に結像する第１光学系６１と、第１光学系６１により結像した中間像の少なくとも一部を基板Ｐの投影領域ＰＡに再結像する第２光学系６２と、中間像が形成される中間像面Ｐ７に配置された投影視野絞り６３とを備える。また、投影光学モジュールＰＬＭは、フォーカス補正光学部材６４と、像シフト用光学部材６５と、倍率補正用光学部材６６と、ローテーション補正機構６７と、偏光調整機構（偏光調整手段）６８とを備える。

第１光学系６１及び第２光学系６２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。第１光学系６１は、その光軸（以下、第２光軸ＢＸ２という）が中心面ＣＬに対して実質的に直交する。第１光学系６１は、第１偏向部材７０と、第１レンズ群７１と、第１凹面鏡７２とを備える。第１偏向部材７０は、第１反射面Ｐ３と第２反射面Ｐ４とを有する三角プリズムである。第１反射面Ｐ３は、偏光ビームスプリッタＰＢＳからの投影光束ＥＬ２を反射させ、反射させた投影光束ＥＬ２を第１レンズ群７１を通って第１凹面鏡７２に入射させる面となっている。第２反射面Ｐ４は、第１凹面鏡７２で反射された投影光束ＥＬ２が第１レンズ群７１を通って入射し、入射した投影光束ＥＬ２を投影視野絞り６３へ向けて反射する面となっている。第１レンズ群７１は、各種レンズを含み、各種レンズの光軸は、第２光軸ＢＸ２上に配置されている。第１凹面鏡７２は、フライアイレンズ５２により生成された多数の点光源が、フライアイレンズ５２から照明視野絞り５５を介して第１凹面鏡７２に至る各種レンズによって結像する瞳面に配置されている。

偏光ビームスプリッタＰＢＳからの投影光束ＥＬ２は、第１偏向部材７０の第１反射面Ｐ３で反射され、第１レンズ群７１の上半分の視野領域を通って第１凹面鏡７２に入射する。第１凹面鏡７２に入射した投影光束ＥＬ２は、第１凹面鏡７２で反射され、第１レンズ群７１の下半分の視野領域を通って第１偏向部材７０の第２反射面Ｐ４に入射する。第２反射面Ｐ４に入射した投影光束ＥＬ２は、第２反射面Ｐ４で反射され、フォーカス補正光学部材６４及び像シフト用光学部材６５を通過し、投影視野絞り６３に入射する。

投影視野絞り６３は、投影領域ＰＡの形状を規定する開口を有する。すなわち、投影視野絞り６３の開口の形状によって投影領域ＰＡの形状を規定することができる。従って、図４に示した照明光学系ＩＬ内の照明視野絞り５５の開口形状を、投影領域ＰＡの形状（台形）と相似形にできる場合は、投影視野絞り６３を省略することができる。また、照明視野絞り５５の開口形状を、投影領域ＰＡを包含するような長方形とした場合は、台形状の投影領域ＰＡを規定する投影視野絞り６３が必要となる。

第２光学系６２は、第１光学系６１と同様の構成であり、中間像面Ｐ７を挟んで第１光学系６１と対称に設けられている。第２光学系６２は、その光軸（以下、第３光軸ＢＸ３という）が中心面ＣＬに対して実質的に直交し、第２光軸ＢＸ２と平行になっている。第２光学系６２は、第２偏向部材８０と、第２レンズ群８１と、第２凹面鏡８２とを備える。第２偏向部材８０は、第３反射面Ｐ５と第４反射面Ｐ６とを有する。第３反射面Ｐ５は、投影視野絞り６３からの投影光束ＥＬ２を反射させ、反射させた投影光束ＥＬ２を第２レンズ群８１を通って第２凹面鏡８２に入射させる面となっている。第４反射面Ｐ６は、第２凹面鏡８２で反射された投影光束ＥＬ２が第２レンズ群８１を通って入射し、入射した投影光束ＥＬ２を投影領域ＰＡへ向けて反射する面となっている。第２レンズ群８１は、各種レンズを含み、各種レンズの光軸は、第３光軸ＢＸ３上に配置されている。第２凹面鏡８２は、第１凹面鏡７２において結像した多数の点光源像が、第１凹面鏡７２から投影視野絞り６３を介して第２凹面鏡８２に至る各種レンズによって結像する瞳面に配置されている。

投影視野絞り６３からの投影光束ＥＬ２は、第２偏向部材８０の第３反射面Ｐ５で反射され、第２レンズ群８１の上半分の視野領域を通って第２凹面鏡８２に入射する。第２凹面鏡８２に入射した投影光束ＥＬ２は、第２凹面鏡８２で反射され、第２レンズ群８１の下半分の視野領域を通って第２偏向部材８０の第４反射面Ｐ６に入射する。第４反射面Ｐ６に入射した投影光束ＥＬ２は、第４反射面Ｐ６で反射され、倍率補正用光学部材６６を通過し、投影領域ＰＡに投射される。これにより、照明領域ＩＲにおけるマスクパターンの像は、投影領域ＰＡに等倍（×１）で投影される。

フォーカス補正光学部材６４は、第１偏向部材７０と投影視野絞り６３との間に配置されている。フォーカス補正光学部材６４は、基板Ｐ上に投影されるマスクパターンの像のフォーカス状態を調整する。フォーカス補正光学部材６４は、例えば、２枚のクサビ状のプリズムを逆向き（図４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みを可変にする。これによって第１光学系６１の実効的な光路長を微調整し、中間像面Ｐ７及び投影領域ＰＡに形成されるマスクパターンの像のピント状態が微調整される。

像シフト用光学部材６５は、第１偏向部材７０と投影視野絞り６３との間に配置されている。像シフト用光学部材６５は、基板Ｐ上に投影されるマスクパターンの像を像面内において微少移動可能に調整する。像シフト用光学部材６５は、図４のＸＺ面内で傾斜可能な透明な平行平板ガラスと、図４のＹＺ面内で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Ｐ７及び投影領域ＰＡに形成されるマスクパターンの像をＸ方向やＹ方向に微少シフトさせることができる。

倍率補正用光学部材６６は、第２偏向部材８０と基板Ｐとの間に配置されている。倍率補正用光学部材６６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ＰＡに形成されるマスクパターンの像は、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６６を構成する３枚のレンズ群の光軸は、投影光束ＥＬ２の主光線と平行になるようにＸＺ面内では傾けられている。

ローテーション補正機構６７は、例えば、アクチュエータ（図示略）によって、第１偏向部材７０を第２光軸ＢＸ２と垂直でＺ軸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６７は、第１偏向部材７０を回転させることによって、中間像面Ｐ７に形成されるマスクパターンの像を、その中間像面Ｐ７内で微少回転させることができる。

偏光調整機構６８は、例えば、アクチュエータ（図示略）によって、１／４波長板４１を、板面に直交する軸周りに回転させて、偏光方向を調整するものである。偏光調整機構６８は、１／４波長板４１を回転させることによって、投影領域ＰＡに投射される投影光束ＥＬ２の照度を微調整することができる。

このように構成された投影光学系ＰＬにおいて、マスクＭからの投影光束ＥＬ２は、その各主光線が照明領域ＩＲ内のマスクＭの面Ｐ１からテレセントリックな状態で出射し、１／４波長板４１及び偏光ビームスプリッタＰＢＳを通って第１光学系６１に入射する。第１光学系６１に入射した投影光束ＥＬ２は、第１光学系６１の第１偏向部材７０の第１反射面（平面鏡）Ｐ３で反射され、第１レンズ群７１を通って第１凹面鏡７２で反射される。第１凹面鏡７２で反射された投影光束ＥＬ２は、再び第１レンズ群７１を通って第１偏向部材７０の第２反射面（平面鏡）Ｐ４で反射されて、フォーカス補正光学部材６４及び像シフト用光学部材６５を透過して、投影視野絞り６３に入射する。投影視野絞り６３を通った投影光束ＥＬ２は、第２光学系６２の第２偏向部材８０の第３反射面（平面鏡）Ｐ５で反射され、第２レンズ群８１を通って第２凹面鏡８２で反射される。第２凹面鏡８２で反射された投影光束ＥＬ２は、再び第２レンズ群８１を通って第２偏向部材８０の第４反射面（平面鏡）Ｐ６で反射されて、倍率補正用光学部材６６に入射する。倍率補正用光学部材６６から出射した投影光束ＥＬ２は、基板Ｐ上の投影領域ＰＡに入射し、照明領域ＩＲ内に現れるマスクパターンの像が投影領域ＰＡに等倍（×１）で投影される。

＜マスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係＞
次に、第１実施形態の露光装置Ｕ３におけるマスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係について、図６Ａ、及び図６Ｂを参照して説明する。図６Ａは、マスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係を示す説明図である。図６Ｂは、投影領域内に投影されるパターン像のフォーカス位置（デフォーカス量）の変化を概略的に示す説明図である。

露光装置Ｕ３は、投影光学系ＰＬによって投影光束ＥＬ２が結像されることで、マスクＭのパターンの投影像面Ｓｍが形成される。投影像面Ｓｍは、マスクＭのパターンが結像される位置であり、ベストフォーカスとなる位置である。ここで、マスクＭは、上述したように曲率半径Ｒｍの曲面（ＺＸ平面において曲線）で配置されている。これにより投影像面Ｓｍも曲率半径Ｒｍの曲面となる。また、露光装置Ｕ３は、基板Ｐの表面が露光面Ｓｐとなる。ここで、露光面Ｓｐとは、基板Ｐの表面である。基板Ｐは、上述したように円筒形状の基板支持ドラム２５に保持されている。これにより、露光面Ｓｐは、曲率半径Ｒｐの曲面（ＺＸ平面において曲線）となる。また、投影像面Ｓｍと露光面Ｓｐは、走査露光方向に直交する方向が曲面の軸となる。

このため、図６Ａに示すように投影像面Ｓｍと露光面Ｓｐは、走査露光方向（基板支持ドラム２５の外周面の周方向）に対して曲がった面となる。従って、投影像面Ｓｍは、投影領域ＰＡの走査露光方向における露光幅Ａの両端位置と中心位置とで、投影光束ＥＬ２の主光線の方向に最大ΔＦｍの面位置差を伴って湾曲し、露光面Ｓｐは、投影領域ＰＡの走査露光方向における露光幅Ａの両端位置と中心位置とで、投影光束ＥＬ２の主光線の方向に最大ΔＦｐの面位置差を伴って湾曲している。ここで、露光装置Ｕ３は、図６Ａのように、投影像面Ｓｍに対して、実際の露光時に位置する露光面Ｓｐ（基板Ｐの表面）が実露光面Ｓｐａとなるように、マスクＭの第１軸ＡＸ１と基板支持ドラム２５の第２軸ＡＸ２とが露光装置本体に軸支される。

実露光面Ｓｐａは、走査露光方向において、投影像面Ｓｍと異なる２つの位置ＦＣ１、ＦＣ２で交わる。なお、露光装置Ｕ３は、投影光学系ＰＬの各光学部材の位置を調整したり、マスク保持機構１１及び基板支持機構１２のいずれか一方によりマスクＭと基板Ｐとの間隔を微調整したり、或いはフォーカス補正光学部材６４を調整することで、投影像面Ｓｍに対する実露光面Ｓｐａの法線方向（フォーカス調整方向）の位置を変化させることができる。

投影像面Ｓｍと実露光面Ｓｐａは、投影領域ＰＡの走査露光方向の露光幅Ａ内において、異なる２つの位置ＦＣ１、ＦＣ２の各々で交わるように設定される。従って、露光幅Ａ内の位置ＦＣ１と位置ＦＣ２の各々では、マスクＭのパターン像が基板Ｐの表面にベストフォーカス状態で投影露光される。また、露光幅Ａ内の位置ＦＣ１と位置ＦＣ２との間の領域では、投影されるパターン像のベストフォーカス面（投影像面Ｓｍ）が実露光面Ｓｐａよりも後方に位置する後ピント状態となり、位置ＦＣ１と位置ＦＣ２との間よりも外側の領域では、投影されるパターン像のベストフォーカス面（投影像面Ｓｍ）が実露光面Ｓｐａよりも前方に位置する前ピント状態となっている。

即ち、実露光面Ｓｐａに沿って基板Ｐの表面が、露光幅Ａの一方の端部Ａｓから他方の端部Ａｅに向かう場合、基板Ｐ上のパターン像は、露光開始時の端部Ａｓの位置では所定のデフォーカス量を伴って露光され、その後、時間と共にデフォーカス量が減少し、位置ＦＣ１ではベストフォーカス（デフォーカス量がゼロ）で露光される。位置ＦＣ１でのベストフォーカス状態を過ぎると、デフォーカス量は逆方向に増加し、露光幅Ａの中心位置ＦＣ３で最大のデフォーカス量となる。露光幅Ａの中心位置ＦＣ３を変曲点として、その後はデフォーカス量が減少し、位置ＦＣ２で再びベストフォーカス状態でパターン像が基板Ｐ上に露光される。位置ＦＣ２でのベストフォーカス状態を過ぎると、デフォーカス量が再び増加し、他方の端部Ａｅでパターン像の露光が終わる。このように、位置ＦＣ１と位置ＦＣ２の間の領域と、位置ＦＣ１と位置ＦＣ２の間よりも外側の領域とでは、デフォーカスの方向、即ち、デフォーカスの符合が異なる。

以上のように、基板Ｐが投影領域ＰＡの露光幅Ａの端部Ａｓから端部Ａｅに渡って一定の周速度で移動している間、基板Ｐ上に投影されるパターン像中の各点は、図６Ｂに示すように、前ピント状態（位置Ａｓ）で露光が開始され、ベストフォーカス状態（位置ＦＣ１）、後ピント状態（位置ＦＣ３）、ベストフォーカス状態（位置ＦＣ２）、前ピント状態（位置Ａｅ）の順で連続的に変化しながら基板Ｐ上に露光される。図６Ｂの縦軸のフォーカス位置（又はデフォーカス量）のゼロは、投影像面Ｓｍの位置と実露光面Ｓｐａの位置との差分（Ｓｍ－Ｓｐａ）がゼロとなるベストフォーカス状態である。尚、図６Ｂの横軸は、露光幅Ａの直線的な位置を表すが、基板支持ドラム２５の外周面の周長方向の位置としても良い。

露光幅Ａの端部Ａｓ、Ａｅでの前ピント状態（正方向）でのデフォーカス量、中心位置ＦＣ３での後ピント状態（負方向）でのデフォーカス量は、投影光学系ＰＬの結像性能（解像力、焦点深度）、投影領域ＰＡの露光幅Ａ、投影すべきマスクパターンの最小寸法、マスクＭの面Ｐ１（投影像面Ｓｍ）の曲率半径Ｒｍ、基板支持ドラム２５の外周面（基板Ｐ上の露光面Ｓｐａ）の曲率半径Ｒｐによって好適な範囲が決まる。具体的な数値例は後述するが、このように、露光幅Ａに渡る走査露光の間に、フォーカス状態を連続的に変えることにより、マスクパターン中の、特に単独の細い線や離散的なコンタクトホール（ビアホール）等の孤立パターンの見かけ上の焦点深度を拡大することができる。

また、本実施形態では、マスクＭの面Ｐ１と基板Ｐの表面を円筒形状にすることで、マスクパターンが基板Ｐ側に投影される走査露光方向の投影像面と、露光される基板の露光面とに円筒形状差をつけることができる。そのため、露光装置Ｕ３は、マスクＭと基板支持ドラム２５の回転運動だけで、投影領域ＰＡ内の走査露光方向の位置に応じて、フォーカス状態を連続的に変化させることができ、さらに、実質的なフォーカスに対する像コントラスト変化を抑制することができる。また、本実施形態では、投影領域ＰＡ内で、走査露光方向の２箇所でベストフォーカスとなるように露光幅Ａを設定するので、露光幅Ａ内での平均的なデフォーカス量を小さくしつつ、露光幅Ａを大きくすることができる。これにより、投影光束ＥＬ２の照度を小さくした場合、或いは、走査露光方向のマスクＭや基板Ｐの走査速度を早くした場合も、適正な露光量を確保することができ、これにより、高い生産効率で基板を処理することができる。また、露光幅に対して平均的なデフォーカス量を小さくできるため、品質も維持することができる。

本実施形態では、露光幅Ａの座標位置（周長位置）に応じてフォーカス位置が異なって露光され、結果的に、露光幅Ａに渡って異なるフォーカス状態で基板Ｐ上に投影されたパターン像の積算された像が、基板Ｐの露光面上に形成される最終的な像強度分布になる。ここで、積算された像に関して説明するが、簡単のため、まずは、点像強度分布でその概念を説明する。概ね点像強度分布は、そのコントラストと相関関係にある。光軸方向（フォーカス変化方向）にｚだけデフォーカスした位置での点像強度分布Ｉ（ｚ）は次式となる。ここで、λを照明光束ＥＬ１の波長、ＮＡを投影光学系ＰＬの基板側の開口数、Ｉ_０を理想のベストフォーカス位置での強度分布とし、
ΔＤｚ＝（π／２／λ）×ＮＡ^２×ｚ、
とすると、点像強度分布Ｉ（ｚ）は、
Ｉ（ｚ）＝[ｓｉｎ（ΔＤｚ）／（ΔＤｚ）]^２×Ｉ_０
となる。

このような点像強度分布Ｉ（ｚ）を用いると、露光幅Ａ分の積算値（または平均値）を求め、更に、実際の中心位置（図６Ａ中の中心位置ＦＣ３）でのデフォーカス量を横軸に取って、各デフォーカス量毎の強度分布をシミュレーションとして求めることができる。これに基づいて、露光装置Ｕ３がフォーカス状態（投影像面Ｓｍと実露光面Ｓｐａの位置関係）を調整することで、露光の際に得られるパターン像の強度分布（像コントラスト）を最適な状態に調整することができる。

また、一般に投影光学系ＰＬの解像力Ｒと焦点深度ＤＯＦは、次式のように表される。
Ｒ＝ｋ１・λ／ＮＡ （０＜ｋ１≦１）
ＤＯＦ＝ｋ２・λ／ＮＡ^２ （０＜ｋ２≦１）
ここで、ｋ１、ｋ２は、露光条件や感光材料（フォトレジスト等）、或いは露光後の現像処理や成膜処理によっても変わり得る係数であるが、解像力Ｒのｋ１ファクターは、おおよそ０．４≦ｋ１≦０．８の範囲であり、焦点深度ＤＯＦのｋ２ファクターは、おおよそｋ２≒１と表すことができる。

そのような投影光学系ＰＬの焦点深度ＤＯＦの定義に基づき、本実施形態では、近似的に以下の関係式を満たすように調整しておくことが好ましい。

ここで、ΔＲｍ、ΔＲｐは、投影像面Ｓｍ（マスクＭの面Ｐ１）の曲率半径Ｒｍ、基板Ｐの表面（実露光面Ｓｐａ）の曲率半径Ｒｐ、及び露光幅Ａに基づいて、それぞれ以下の式で求められる。

この式から明らかなように、ΔＲｍとΔＲｐは、各々、図６Ａで示したΔＦｍ、ΔＦｐを表す。また、上記の関係式１は、さらには、ＤＯＦ＜（ΔＲｍ＋ΔＲｐ）を満たすことが好ましい。本実施形態の露光装置Ｕ３では、上記の関係式１を満足するように露光幅Ａ、曲率半径Ｒｍ、Ｒｐが決定されるが、上記の関係式１を満たすことによって、基板Ｐ上に形成される表示パネル用の各種パターンの品質（線幅精度、位置精度、重ね精度等）を維持しつつ、生産性を高めることができる。この点については、第２実施形態で詳細に説明する。

また、本実施形態では、露光幅Ａ内でのデフォーカス量の変化範囲、すなわち、図６Ｂに示した端部Ａｓ、Ａｅでの正方向のデフォーカス量と、露光幅Ａの中心位置ＦＣ３での負方向のデフォーカス量との差をΔＤＡとしたとき、投影光学系ＰＬの焦点深度ＤＯＦとの関係から、０．５≦（ΔＤＡ／ＤＯＦ）≦３の関係を満たすように設定することもが好ましく、さらには、１≦（ΔＤＡ／ＤＯＦ）を満たすことが好ましい。この関係を満たすように露光装置Ｕ３を設定することにより、基板Ｐ上に形成される表示パネル用の各種パターンの品質（線幅精度、位置精度、重ね精度等）を維持しつつ、生産性を高めることができる。この点についても、第２実施形態で詳細に説明する。

また、露光装置Ｕ３は、本実施形態の図６Ｂのように、マスクＭのパターンの投影像面Ｓｍと、基板Ｐの実露光面Ｓｐａとの走査露光方向に関する差が、投影領域ＰＡの露光幅Ａの中心位置ＦＣ３を軸として線対称（図６Ｂでは左右対称）に変化するように設定されることが好ましい。

また、本実施形態では、図６Ｂに示すように、投影領域ＰＡの露光幅Ａ内で、デフォーカス量が正となる端部Ａｓから位置ＦＣ１までの区間と位置ＦＣ２から端部Ａｅまでの区間とにおいて、正方向のデフォーカス量を積分した値（絶対値）と、デフォーカス量が負となる位置ＦＣ１から位置ＦＣ２までの区間において、負方向のデフォーカス量を積分した値（絶対値）とを比較し、両者がほぼ等しくなるように、投影像面Ｓｍと実露光面Ｓｐａの位置関係を設定しても良い。

本実施形態の露光装置Ｕ３は、複数の投影光学モジュールＰＬＭを走査露光方向に少なくとも２列で配置し、走査露光方向と直交するＹ方向においては、隣接する投影光学モジュールＰＬＭの投影領域ＰＡの端部（三角形部分）同士をオーバーラップさせて、マスクＭのパターンをＹ方向に継いで露光するようにした。これにより、Ｙ方向に隣接する２つの投影領域ＰＡ間の継ぎ部（オーバーラップ領域）でのパターン像のコントラストや、露光量が異なることによる帯状のムラの発生が抑制される。本実施形態では、それに加えて、実露光面Ｓｐａ（基板Ｐの表面）上の投影領域ＰＡ内の走査露光方向に関して、ベストフォーカス位置が２箇所（位置ＦＣ１、ＦＣ２）できるように、投影像面Ｓｍと実露光面Ｓｐａとの位置関係を設定したので、走査露光中に投影像面Ｓｍと実露光面Ｓｐａとの位置関係が多少変動する動的なデフォーカスで生じる像コントラストの変化を小さくすることができる。その為、隣接する投影領域ＰＡ間のオーバーラップ領域で発生する像コントラストの差も小さくすることができ、継ぎ部が目立たない高品質なフレキシブル表示パネルを製造することができる。

本実施形態のように、複数の投影光学モジュールＰＬＭの各投影領域ＰＡを、走査露光方向（Ｘ方向）と直交するＹ方向に並べる際、各投影領域ＰＡの走査露光方向の幅に渡って基板Ｐ上での照度（露光光の強度）を積算した積算値は、走査露光方向に直交するＹ方向のどの位置においても略一定となることが好ましい。なお、Ｙ方向に隣接する２つの投影領域ＰＡの端部が一部重なる部分（三角形のオーバーラップ領域）でも、一方の三角形の領域での積算値と他方の三角形の領域での積算値との合計が、オーバーラップしない領域での積算値と同じになるように設定される。これによって、走査露光方向に直交する方向において露光量が変化することを抑制することができる。

また、露光装置Ｕ３は、投影像面Ｓｍ及び露光面Ｓｐ（実露光面Ｓｐａ）を円筒面とすることで、本実施形態のように複数の投影光学モジュールＰＬＭを走査露光方向に複数配置（奇数番と偶数番の２列を配置）しても、それぞれの投影光学モジュールＰＬＭで投影像面Ｓｍと露光面Ｓｐ（実露光面Ｓｐａ）との関係が、どれも同じになる為、それらの関係を共に調整することができる。通常のマルチレンズ方式の投影露光装置のように、投影像面及び露光面が平面である場合、例えば、奇数番の投影光学モジュールの投影領域において、焦点深度を広げるべく投影像面に対して露光面（平面基板の表面）を傾斜させると、偶数番の投影光学モジュールの投影領域では、許容し難い大きなデフォーカスが発生してしまう。これに対して、本実施形態のように、投影像面Ｓｍ及び露光面Ｓｐ（実露光面Ｓｐａ）を円筒面とすることで、走査露光方向に並んだ２列の投影光学モジュールＰＬＭの各投影領域ＰＡでのフォーカス調整は、円筒状のマスクＭの回転中心の第１軸ＡＸ１と基板支持ドラム２５の回転中心の第１軸ＡＸ１とのＺ方向の間隔、或いは個々の投影光学モジュールＰＬＭ内の倍率補正用光学部材６６の調整で簡単に実現可能である。これにより、簡単な装置構成で、デフォーカスに対する像コントラスト変化を抑制することができる。像コントラストの変化を抑制しつつ、走査露光領域における露光幅を大きく出来るため、生産効率も向上させることができる。

［第２実施形態］
次に、図７参照して、第２実施形態の露光装置Ｕ３ａについて説明する。なお、重複する記載を避けるべく、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と同様の構成要素については、第１実施形態と同じ符号を付して説明する。図７は、第２実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。第１実施形態の露光装置Ｕ３は、円筒状の基板支持ドラム２５で、投影領域ＰＡを通過する基板Ｐを保持する構成であったが、第２実施形態の露光装置Ｕ３ａは、基板Ｐを平面状に支持して移動可能な基板支持機構１２ａに保持する構成となっている。

第２実施形態の露光装置Ｕ３ａにおいて、基板支持機構１２ａは、平面状に基板Ｐを保持する基板ステージ１０２と、基板ステージ１０２を中心面ＣＬ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。従って、基板Ｐはフレキシブルな薄いシート（ＰＥＴ、ＰＥＮ等の樹脂フィルム、極薄の曲がるガラスシート、薄い金属製のフォイル等）の他に、ほとんど曲がらない枚葉のガラス基板であっても良い。

図７の基板Ｐの支持面Ｐ２は実質的にＸＹ面と平行な平面（曲率半径∞）であるので、マスクＭから反射され、各投影光学モジュールＰＬＭを通過し、基板Ｐに投射される投影光束ＥＬ２の主光線は、ＸＹ面と垂直になる。

また、第２実施形態においても、先の図２と同様に、ＸＺ面内で見たとき、円筒状のマスクＭ上の照明領域ＩＲ１(及びＩＲ３，ＩＲ５)の中心点から照明領域ＩＲ２（及びＩＲ４，ＩＲ６）の中心点までの周長は、支持面Ｐ２に倣った基板Ｐ上の投影領域ＰＡ１（及びＰＡ３，ＰＡ５）の中心点から第２投影領域ＰＡ２（及びＰＡ４，ＰＡ６）の中心点までのＸ方向の直線距離と、実質的に等しく設定されている。

図７の露光装置Ｕ３ａにおいても、下位制御装置１６が、基板支持機構１２ａ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、マスク保持ドラム２１の回転と同期して基板ステージ１０２を駆動する。

次に、第２実施形態の露光装置Ｕ３ａにおけるマスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係について、図８を参照して説明する。図８は、マスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係を示す説明図である。

露光装置Ｕ３ａは、投影光学系ＰＬによって投影光束ＥＬ２が結像されることで、マスクＭのパターンの投影像面Ｓｍ１を形成する。投影像面Ｓｍ１は、マスクＭの円筒状のマスクパターン面がベストフォーカス状態で結像される面であり、円筒面となる。ここで、マスクＭ上の照明領域ＩＲは、上述したように曲率半径Ｒｍ１の曲面（ＸＺ面内では円弧）の一部であるから、投影像面Ｓｍ１も曲率半径Ｒｍ１の曲面（ＸＺ面内では円弧）の一部となる。また、マスクパターンの像が投影される基板Ｐの平面状の表面が露光面Ｓｐ１（曲率半径∞）となる。このため、図８に示すように、奇数番の投影領域ＰＡの投影像面Ｓｍ１（左側）と偶数番の投影領域ＰＡの投影像面Ｓｍ１（右側）は、いずれも走査露光方向（Ｘ方向）に関して円筒状に湾曲し、先の図６Ａで示したのと同様に、投影領域ＰＡの走査露光方向における露光幅Ａ内において、両端のフォーカス位置と露光幅Ａの中心でのフォーカス位置との差分である面位置差（フォーカス変化幅）ΔＦｍを持つ。ここで、走査露光時に、基板Ｐの表面は実露光面Ｓｐａ１に配置されるものとする。露光面Ｓｐ１及び実露光面Ｓｐａ１は、平面であるため、投影領域ＰＡの走査露光方向における露光幅Ａ内では、Ｚ方向の面位置の変化量が０となる。実露光面Ｓｐａ１は、投影像面Ｓｍ１上で走査露光方向に離れた異なる２つの位置ＦＣ１、ＦＣ２で交わるように設定される。すなわち、露光装置Ｕ３ａは、投影光学系ＰＬ内の倍率補正用光学部材６６等を調整したり、マスク保持機構１１（第１軸ＡＸ１）及び基板ステージ１０２のいずれか一方をＺ方向に微動させたりすることで、投影像面Ｓｍ１と実露光面Ｓｐａ１の相対位置関係を所定の状態に設定する。

２つの位置ＦＣ１、ＦＣ２の各々は、その位置において、投影像面Ｓｍ１内のマスクパターン像をベストフォーカス状態で露光する位置である。

これにより、本実施形態においても、円筒状のマスクＭの回転運動により、走査露光方向の露光幅Ａ内で、フォーカス状態を所定の範囲内で連続的に変化させる走査露光ができ、さらに、実質的なフォーカス変動に対する像コントラスト変化を抑制することができる。このように、露光面Ｓｐ１（実露光面Ｓｐａ１）が平面であっても、投影像面Ｓｍ１を走査露光方向に湾曲した円筒面状にすることにより、基板Ｐを傾けることなく、基板Ｐ上に露光されるマスクパターン像の焦点深度を見かけ上で拡大する効果が得られると共に、像コントラストの変化を抑制することができる。このような作用効果は、通常の平面マスクからのパターン像を円筒面状に支持される基板の表面（露光面）に投影露光する場合でも同様に得られる。

ところで、本実施形態の場合、図８に示した面位置差（フォーカス変化幅）ΔＦｍは、先の式２のΔＲｍと同じであるので、

で求められる。そこで、この式２をベースとして、図７の露光装置Ｕ３ａにおける投影状態や結像特性等の各種シミュレーションを行ってみると、図９～図１７のような結果が得られる。

なお、そのシミュレーションに際して、円筒状のマスクＭの面Ｐ１（投影像面Ｓｍ１）の半径Ｒｍを２５０ｍｍ（直径φで５００ｍｍ）、露光用の照明光束ＥＬ１の波長λをｉ線（３６５ｎｍ）、投影光学系ＰＬを開口数ＮＡが０．０８７５の等倍の理想投影系とし、露光面Ｓｐ１（実露光面Ｓｐａ１）は曲率半径が∞の平面とした。プロセスに依存する焦点深度ＤＯＦのｋ２ファクターを１．０とすると、そのような投影光学系ＰＬの焦点深度ＤＯＦは、λ／ＮＡ^２より、幅で約４８μｍ（ベストフォーカス面に対してほぼ±２４μｍの範囲）となる。尚、以下のシミュレーションでは、便宜上、焦点深度ＤＯＦを幅で４０μｍ（ベストフォーカス面に対してほぼ±２０μｍの範囲）とする場合もある。

さて、図９は、そのような投影光学系ＰＬによる露光幅Ａ内でのデフォーカス特性Ｃｍを示し、横軸は露光幅Ａの中心位置を原点としたＸ方向の座標を表し、縦軸はベストフォーカス位置を原点（ゼロ点）とした投影像面Ｓｍ１のデフォーカス量を表す。この図９のグラフは、先の式２において、露光幅Ａを２０ｍｍとし、その幅Ａの座標位置を－１０ｍｍから＋１０ｍｍの間で変化させて得られる面位置差ΔＲｍをプロットしたものでもある。図９のグラフのように、マスクＭの面Ｐ１（投影像面Ｓｍ１）が走査露光方向に円筒面状に湾曲することに起因して、露光幅Ａ内でのデフォーカス特性Ｃｍは、円弧状に変化する。

図１０は、図９に示したデフォーカス特性Ｃｍにおいて、その点像強度が焦点深度ＤＯＦの幅の変化に対して、どのように変化するかをシミュレーションしたグラフであり、横軸は、基板Ｐの表面やマスクパターン面の面精度の誤差、投影光学系ＰＬの像面方向の収差等により発生し得るフォーカス方向のボケ量（デフォーカス特性Ｃｍに対する基板Ｐの表面のフォーカス方向のズレ）を表し、縦軸は点像強度の値を表す。図１０においては、図９中のデフォーカス特性Ｃｍの下で、焦点深度ＤＯＦが０×ＤＯＦの場合に算出される点像強度分布のうち、露光幅Ａの中心（原点）での点像強度を１．０として規格化してある。図１１は、露光幅Ａ内で円弧状に変化する図９のデフォーカス特性Ｃｍの変化量と強度差（強度変化量）との関係の一例をシミュレーションしたグラフである。図１２は、装置が設定したベストフォーカス時と装置で発生するデフォーカスを２４μｍとした時の、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍと、ラインアンドスペース（Ｌ／Ｓ、Ｌ＆Ｓ）パターンのコントラスト変化との関係の一例をシミュレーションしたグラフである。図１３は、同様に露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性ＣｍとＬ／Ｓパターンのコントラスト比の変化との関係の他の例をシミュレーションしたグラフである。図１４は、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性ＣｍとＬ／ＳパターンのＣＤ値（クリチカル・ディメンジョン）及びスライスレベルとの関係の一例をシミュレーションしたグラフである。図１５は、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍと孤立線（ＩＳＯパターン）のコントラスト変化との関係の一例をシミュレーションしたグラフである。図１６は、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍと孤立線のコントラスト比の変化との関係の他の例をシミュレーションしたグラフである。図１７は、露光幅内Ａで円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍと孤立線のＣＤ値及びスライスレベルとの関係の一例をシミュレーションしたグラフである。

まず、上記条件の下で、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍを、焦点深度ＤＯＦ単位で振った場合に生じるデフォーカス量に対する点像強度分布Ｉ（ｚ）を、図１０のように求める。点像強度分布は先に説明した式、
Ｉ（ｚ）＝[ｓｉｎ（ΔＤｚ）／（ΔＤｚ）]^２×Ｉ_０、
ΔＤｚ＝（π／２／λ）×ＮＡ^２×ｚ
にて求められる。

次に、仮にデフォーカス量の平均をベストフォーカスとなるように基板を調整した場合の点像強度分布を露光幅Ａ内で円弧上に変化するデフォーカス幅を種々の値、例えば、０，１×ＤＯＦ，２ＤＯＦ，３×ＤＯＦ，４×ＤＯＦとした場合について、算出する。また、露光幅Ａ内で円弧上に変化するデフォーカス幅が種々の場合について、当該デフォーカス量及びそのスリット幅を基準として、その位置からデフォーカスさせた場合の点像強度分布を算出する。このようにして、算出した露光幅Ａで一義的に決まる各露光幅Ａ内で円弧上に変化するデフォーカス幅時の点像強度分布とデフォーカスの関係をまとめた。具体的には、露光装置Ｕ３ａで露光幅内で円弧上に変化するデフォーカス幅を、０，０．５×ＤＯＦ，１×ＤＯＦ，１．５×ＤＯＦ，２×ＤＯＦ，２．５×ＤＯＦ，３×ＤＯＦ，３．５×ＤＯＦ，４×ＤＯＦとした場合のそれぞれについて、点像強度分布と露光時に想定されるフォーカス誤差、デフォーカスの関係を算出した。

次に、仮にデフォーカス量の平均をベストフォーカスとなるように基板Ｐを調整した場合の点像強度分布を、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍを種々の値、例えば、０×ＤＯＦ，１×ＤＯＦ，２×ＤＯＦ，３×ＤＯＦ，４×ＤＯＦとした場合について、算出する。また、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍが種々の場合について、当該デフォーカス量及びそのスリット幅を基準として、その位置からデフォーカスさせた場合の点像強度分布を算出する。このようにして、算出した露光幅Ａで一義的に決まる各デフォーカス特性Ｃｍ時の点像強度分布とデフォーカスの関係をまとめた。具体的には、露光装置Ｕ３ａとしてシミュレーション上で設定される図９のようなデフォーカス特性Ｃｍを、０×ＤＯＦ，０．５×ＤＯＦ，１×ＤＯＦ，１．５×ＤＯＦ，２×ＤＯＦ，２．５×ＤＯＦ，３×ＤＯＦ，３．５×ＤＯＦ，４×ＤＯＦとした場合のそれぞれについて、点像強度分布と、露光時に想定されるフォーカス誤差（設定される投影像面Ｓｍ１と基板Ｐの表面との設定すべき位置関係からのズレ）の関係を算出した。これが、図１０のグラフに相当する。

図１０において、横軸をデフォーカス量［μｍ］とし、縦軸を規格化した点像強度値とした。なお、露光装置Ｕ３ａは、円筒状のマスクパターン面、即ち、投影像面Ｓｍ１の回転運動を行って、投影光束ＥＬ２を基板Ｐ上に投射するので、露光時に想定されるフォーカス誤差が２次的な変化をする。そのため、デフォーカスのプラス側とマイナス側で点像の振る舞いが若干異なる。本実施形態では、デフォーカスが＋４０μｍとなる位置の像強度と－４０μｍとなる位置の像強度とが対称の強度となる位置をベストフォーカスとしている。図１０のグラフに示すように、回転による振り幅が大きくなるにしたがって、つまり、露光領域内で、図９のようなデフォーカス特性Ｃｍに沿ってデフォーカス幅が大きくなるにしたがって、ベストフォーカス時の点像強度が低くなり、デフォーカス時の点像強度の変化も小さくなっている。

次に、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍを変えた場合の各々についての点像強度変化、すなわち点像強度の最大値と最小値との差を算出し、さらに露光幅Ａ内でデフォーカス特性Ｃｍが０．５ＤＯＦだけ異なる２つの点における点像強度変化の差を算出した。その算出結果を図１１に示す。図１１の縦軸は、２つの点像強度変化の差分量を表し、横軸は、０．５ＤＯＦ毎にデフォーカス特性Ｃｍを変化させたときに差分量を求める対象を表す。すなわち、図１１の横軸において、例えば、一番左の点像強度差（約０．０２）は、デフォーカス特性Ｃｍを０×ＤＯＦ変化させたときと、０．５×ＤＯＦ変化させたときとの差分である。この図１１のシミュレーション結果によると、点像強度変化の差は、デフォーカス特性Ｃｍが０．５×ＤＯＦ分変化した状態から１×ＤＯＦ分変化した状態へ遷移するときと、デフォーカス特性Ｃｍが２．５×ＤＯＦ分変化した状態から３×ＤＯＦ分変化した状態に遷移するときに、総じて差が大きい。つまり、０．５×ＤＯＦから３×ＤＯＦの範囲は、デフォーカス量の変化に対して点像強度変化が緩やかになる効果が高いことになる。したがって、デフォーカス特性Ｃｍに沿ったデフォーカス量は、焦点深度ＤＯＦの０．５倍から３倍までの振り幅になるように設定するのが、効果が高いことがわかる。

なお、図１０に示すグラフにおいて、基板Ｐの表面に感光層としてフォトレジストが一定の厚さで塗布されている場合、そのフォトレジスト上に像として形成される点像強度の値は、使用するレジスト等により異なるが、実験によると解像力のｋ１ファクターが０．５程度の場合、点像強度が概ね０．６以上となれば、像として形成することができる。
ここで、露光装置として見込むフォーカス誤差を、焦点深度ＤＯＦの定義式λ／ＮＡ^２までのデフォーカス幅（本実施形態では、±２４μｍ）とすると、露光領域内でのデフォーカスの振り幅であるデフォーカス幅を２．５×ＤＯＦとすることで、像強度の変化が少なく、良好にマスクパターンの像を形成することができる。

次に、投影すべきマスクパターンをＬ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターンとした場合について各種演算を行った。ここで、以下では、デフォーカスの考慮対象を焦点深度の定義式の範囲、つまり、本実施形態では、±２４μｍとする。Ｌ／Ｓ（ラインアンドスペース）パターンは、線幅２．５μｍの線状パターンの複数本が、線幅方向に２．５μｍ間隔で格子状に配列されたパターンとした。さらに、結像状態は、照明条件によっても異なるため、本実施形態では、照明光学系ＩＬによる照明条件である照明開口数σを０．７とした。

まず、図９に示したデフォーカス特性Ｃｍを種々に変化させた場合、即ち上記と同様に、０×ＤＯＦ、０．５×ＤＯＦ、１×ＤＯＦ、１．５×ＤＯＦ、２×ＤＯＦ、２．５×ＤＯＦ、３×ＤＯＦ、３．５×ＤＯＦ、４×ＤＯＦと、０．５ＤＯＦ単位で変化させた場合について、ベストフォーカス状態のＬ／Ｓパターン像の光強度分布と、ＤＯＦ／２のデフォーカス状態、つまり＋２４μｍまたは－２４μｍでデフォーカスした状態のＬ／Ｓパターン像の光強度分布を算出した。

その算出結果に基づいて、ベストフォーカス状態と、ＤＯＦ／２のデフォーカス状態との各々でコントラストの変化を算出し、それをプロットしたものが図１２である。図１２の横軸は、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍのデフォーカス幅を表し、縦軸はコントラストを表し、ベストフォーカス状態のコントラスト変化を０μｍ（ＢｅｓｔＦ）、デフォーカス状態のコントラスト変化を±２４μｍＤｅｆとした。また、図１２に示す結果に基づいて、ベストフォーカス状態のコントラスト〔０μｍ（ＢｅｓｔＦ）〕とＤＯＦ／２デフォーカス状態のコントラスト〔±２４μｍＤｅｆ〕との比、つまり〔０μｍ（ＢｅｓｔＦ）〕／〔±２４μｍＤｅｆ〕を算出した結果を、図１３に示す。図１３は、横軸を露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍのデフォーカス幅とし、縦軸をコントラストとした。

また、各露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍのデフォーカス幅におけるＣＤ（Critical Dimension）値［μｍ］と、フォトレジストを想定したスライスレベル（像の光強度）を算出した。なお、ＣＤ値は、デフォーカスが±２４μｍの場合、スライスレベルは、ベストフォーカスの場合として算出した。その算出結果を図１４に示す。図１４の横軸は、露光幅Ａ内での円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍ上のデフォーカス幅を表し、縦軸の左側はＣＤ値を表し、右側はスライスレベルの相対光強度を表す。

図１４に示すように、投影すべき像がＬ／Ｓパターンの場合、露光領域内におけるデフォーカスの振り幅の変化に対して、線幅の変化（ＣＤ値の変化）は少ない、先の図１２に示したように、コントラストは大きく変化する。しかしながら、図１３に示したように、デフォーカスの振り幅が大きくなるにつれて、ベストフォーカス状態でのコントラストと±２４μｍデフォーカス状態でのコントラストの比は、１に近づくことが判る。このように、円筒面状の投影像面Ｓｍ１の周方向に沿って露光幅Ａを設定した走査露光方式においては、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍによるデフォーカス幅を大きくすることで、コントラスト比を１に近づけて、ベストフォーカス状態の像コントラストとデフォーカス状態の像コントラストとの差を小さくすることができる。これにより、円筒状のマスクＭ（円筒状の投影像面Ｓｍ１）の場合は、回転運動のみによって、ベストフォーカス時のコントラストとデフォーカス時のコントラストの変化を小さく抑えて、露光されるパターンの線幅の変化を抑制しつつ、投影像面Ｓｍ１と基板Ｐの表面とのフォーカス方向（円筒面の径方向）の変動マージンを大きくした走査露光が可能となる。

次に、マスクのパターンを孤立線パターンとした場合について各種演算を行った。ここで、以下でも、デフォーカスの考慮対象を焦点深度ＤＯＦの定義式の範囲、つまり、本実施形態では、±２４μｍとする。孤立線のパターンは、線幅２．５μｍの線状パターンとした。さらに、結像状態は、照明条件によっても異なるため、照明条件としての照明開口数σを０．７とした。

先にシュミレーションしたＬ／Ｓパターンの場合と同様に、まず、図９に示したデフォーカス特性Ｃｍを種々に変化させた場合、即ち上記と同様に、０×ＤＯＦ、０．５×ＤＯＦ、１×ＤＯＦ、１．５×ＤＯＦ、２×ＤＯＦ、２．５×ＤＯＦ、３×ＤＯＦ、３．５×ＤＯＦ、４×ＤＯＦと、０．５ＤＯＦ単位で変化させた場合について、ベストフォーカス状態の孤立線パターン像の光強度分布と、ＤＯＦ／２のデフォーカス状態、つまり＋２４μｍまたは－２４μｍでデフォーカスした状態の孤立線パターン像の光強度分布を算出した。その算出結果に基づいて、図１５に示すような０．５ＤＯＦ毎のデフォーカス幅の変化に対する像コントラストの変化特性が求められる。

図１５の横軸は、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍのデフォーカス幅を表し、縦軸は孤立線パターン像のコントラストを表す。また、図１５に示す結果に基づいて、先の図１３と同様にして、ベストフォーカス状態のコントラスト〔０μｍ（ＢｅｓｔＦ）〕とＤＯＦ／２デフォーカス状態のコントラスト〔±２４μｍＤｅｆ〕との比、つまり〔０μｍ（ＢｅｓｔＦ）〕／〔±２４μｍＤｅｆ〕を算出した結果を、図１６に示す。図１６は、横軸を露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍのデフォーカス幅とし、縦軸をコントラスト比とした。

また、各露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍのデフォーカス幅におけるＣＤ（Critical Dimension）値［μｍ］と、フォトレジストを想定したスライスレベル（像の光強度）を算出した。なお、ＣＤ値は、デフォーカスが±２４μｍの場合、スライスレベルは、ベストフォーカスの場合として算出した。その算出結果を図１７に示す。図１７の横軸は、露光幅Ａ内での円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍ上のデフォーカス幅を表し、縦軸の左側はＣＤ値を表し、右側はスライスレベルの相対光強度を表す。図１７に示すように、パターンが孤立線の場合、露光領域内におけるデフォーカスの振り幅の変化に対するコントラストの変化は、Ｌ／Ｓパターンの場合よりも小さい。これに対して、パターンが孤立線の場合、デフォーカス量の変化に対して線幅（ＣＤ値）の変化が大きいことがわかる。

したがって、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍによるデフォーカス幅を、例えば２．５×ＤＯＦ、或いは３．０×ＤＯＦと大きくすることで、設定したフォーカス位置に変動が生じても、基板Ｐに露光されるパターンの線幅変化を抑制することが可能となる。すなわち、露光時に種々の理由によって、予め設定される投影像面Ｓｍ１と基板Ｐの表面とのフォーカス方向の相対位置関係が変動しても、そのフォーカス変動に対する線幅の変化を抑制することができ、基板Ｐ上に順次製造される表示パネルや電子デバイスの品質を良好に保つことができる。また、ベストフォーカス時の線幅２．５μｍの孤立線が、２．５μｍとなるスライスレベルは、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍによるデフォーカス幅を大きくするにつれて大きな値となることがわかり、結果的にデフォーカスに対して線幅の変化も小さくなる。

また、先の図１４と図１７とを用いて、パターンの違いによるスライスレベルの違いを比較すると、露光幅Ａ内で円弧上に変化するデフォーカス特性Ｃｍによるデフォーカス幅を、２．２５×ＤＯＦとすると、Ｌ／Ｓパターンと孤立線パターンの両者に対するスライスレベル（光強度）がほぼ一致する。したがって、デフォーカス特性Ｃｍによるデフォーカス幅を、２．２５×ＤＯＦの範囲とすることで、Ｌ／Ｓパターンと孤立線パターンが混在するマスクパターンの場合でも、高い品質の基板が製造できる。これにより、Ｌ／Ｓパターンと孤立線パターンとでスライスレベルが一致しない場合に必要とされている、マスクパターンの線幅修正（ＯＰＣ、線幅オフセット）等を考慮することなく、両者を共存させることができる。また、線幅修正（ＯＰＣ、オフセット）のために、マスクの作り直しが発生したり、調整のためにマスクを複数枚製造する必要がなくなったりするため、製造の手間とコストを低減することができる。また、線幅にオフセットを設定し、マスクパターンの一部分の線幅を変えることにより、その部分で逆に焦点深度が狭くなる等の不都合が生じることを抑制することもできる。

［第３実施形態］
次に、図１８を参照して、第３実施形態の露光装置Ｕ３ｂについて説明する。なお、重複する記載を避けるべく、第２実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第２実施形態と同様の構成要素については、第２実施形態と同じ符号を付して説明する。図１８は、第３実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。第２実施形態の露光装置Ｕ３ａは、マスクを反射した光が投影光束となる反射型マスクを用いる構成であったが、第３実施形態の露光装置Ｕ３ｂは、マスクを透過した光が投影光束となる透過型マスクを用いる構成となっている。

第３実施形態の露光装置Ｕ３ｂにおいて、マスク保持機構１１ａは、マスクＭＡを保持するマスク保持ドラム２１ａと、マスク保持ドラム２１ａを支持するガイドローラ９３と、マスク保持ドラム２１ａを駆動する駆動ローラ９４と、駆動部９６と、を備える。

マスク保持ドラム２１ａは、マスクＭＡ上の照明領域ＩＲが配置されるマスク面を形成する。本実施形態において、マスク面は、線分（母線）をこの線分に平行な軸（円筒形状の中心軸）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。マスク保持ドラム２１ａ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）がマスク面を形成する。すなわち、本実施形態において、マスクＭＡ上の照明領域ＩＲは、中心線から一定の曲率半径Ｒｍを持つ円筒面状に湾曲している。マスク保持ドラム２１ａのうち、マスク保持ドラム２１ａの径方向から見てマスクＭＡのパターンと重なる部分、例えばマスク保持ドラム２１ａのＹ軸方向の両端側以外の中央部分は、照明光束ＥＬ１に対して透光性を有する。

マスクＭＡ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、それをマスク保持ドラム２１ａの外周面に倣って湾曲させ、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ＭＡ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マスク保持ドラム２１ａに取付けられている。マスクＭＡは、マスク保持ドラム２１ａに対してリリース可能である。マスクＭＡは、第１実施形態のマスクＭと同様に、透明円筒母材によるマスク保持ドラム２１ａに巻き付ける代わりに、透明円筒母材によるマスク保持ドラム２１ａ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、マスク保持ドラム２１ａがマスクの支持部材として機能する。

ガイドローラ９３及び駆動ローラ９４は、マスク保持ドラム２１ａの中心軸に対して平行なＹ軸方向に延びている。ガイドローラ９３及び駆動ローラ９４は、中心軸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９３及び駆動ローラ９４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、この端部がマスク保持ドラム２１ａに外接している。このように、ガイドローラ９３及び駆動ローラ９４は、マスク保持ドラム２１ａに保持されているマスクＭＡに接触しないように、設けられている。駆動ローラ９４は、駆動部９６と接続されている。駆動ローラ９４は、駆動部９６から供給されるトルクをマスク保持ドラム２１ａに伝えることによって、マスク保持ドラム２１ａを中心軸周りに回転させる。

なお、マスク保持機構１１ａは、１つのガイドローラ９３を備えているが数は限定されず、２以上でもよい。同様にマスク保持機構１１ａは、１つの駆動ローラ９４を備えているが数は限定されず、２以上でもよい。ガイドローラ９３と駆動ローラ９４のうち少なくとも１つは、マスク保持ドラム２１ａの内側に配置されており、マスク保持ドラム２１ａと内接していてもよい。また、マスク保持ドラム２１ａのうち、マスク保持ドラム２１ａの径方向から見てマスクＭＡ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９３及び駆動ローラ９４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）が中心軸に対して非平行であってもよい。

本実施形態の光源装置１３ａは、光源（図示略）及び照明光学系ＩＬａを備える。照明光学系ＩＬａは、複数の投影光学系ＰＬ１～ＰＬ６の各々に対応してＹ軸方向に並んだ複数（例えば６つ）の照明光学系ＩＬａ１～ＩＬａ６を備える。光源は、上述した各種光源装置１３ａと同様に各種光源を用いることができる。光源から射出された照明光は、照度分布が均一化されて、例えば光ファイバ等の導光部材を介して、複数の照明光学系ＩＬａ１～ＩＬａ６に振り分けられる。

複数の照明光学系ＩＬａ１～ＩＬａ６のそれぞれは、レンズ等の複数の光学部材を含む。複数の照明光学系ＩＬａ１～ＩＬａ６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、複数の照明光学系ＩＬａ１～ＩＬａ６は、マスク保持ドラム２１ａの内側に配置されている。複数の照明光学系ＩＬ１～ＩＬ６のそれぞれは、マスク保持ドラム２１ａの内側からマスク保持ドラム２１ａを通して、マスク保持ドラム２１ａの外周面に保持されているマスクＭＡ上の各照明領域を照明する。

光源装置１３ａは、照明光学系ＩＬａ１～ＩＬａ６によって光源から射出された光を案内し、案内された照明光束ＥＬ１をマスク保持ドラム２１ａ内部からマスクＭＡに照射する。光源装置１３は、マスク保持機構１１ａに保持されたマスクＭＡ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。なお、光源は、マスク保持ドラム２１ａの内側に配置されていてもよいし、マスク保持ドラム２１ａの外側に配置されていてもよい。また、光源は、露光装置Ｕ３ｂと別の装置（外部装置）であってもよい。

露光装置Ｕ３ｂは、マスクとして透過型マスクを用いた場合も、露光装置Ｕ３，Ｕ３ａと同様に、投影像面と露光面との関係が上述したように露光面にベストフォーカス状態となる位置が２箇所ある関係とすることで、上記と同様の効果を得ることができる。

［第４実施形態］
次に、図１９を参照して、第４実施形態の露光装置Ｕ３ｃについて説明する。なお、重複する記載を避けるべく、第１実施形態と異なる部分についてのみ説明し、第１実施形態と同様の構成要素については、第１実施形態と同じ符号を付して説明する。図１９は、第４実施形態の露光装置（基板処理装置）の全体構成を示す図である。第１実施形態の露光装置Ｕ３は、円筒状の反射型のマスクＭを、回転可能なマスク保持ドラム２１に保持する構成であったが、第４実施形態の露光装置Ｕ３ｃは、平板状の反射型マスクＭＢを、移動可能なマスク保持機構１１ｂに保持する構成となっている。

第４実施形態の露光装置Ｕ３ｃにおいて、マスク保持機構１１ｂは、平面状のマスクＭＢを保持するマスクステージ１１０と、マスクステージ１１０を中心面ＣＬ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。

図１９のマスクＭＢの面Ｐ１は実質的にＸＹ面と平行な平面であるので、マスクＭＢから反射された投影光束ＥＬ２の主光線は、ＸＹ面と垂直になる。このため、マスクＭＢ上の各照明領域ＩＲ１～ＩＲ６を照明する照明光学系ＩＬ１～ＩＬ６からの照明光束ＥＬ１の主光線もＸＹ面に対して垂直になるように配置される。

マスクＭＢに照明される照明光束ＥＬ１の主光線がＸＹ面と垂直になる場合、偏光ビームスプリッタＰＢＳは、１／４波長板４１に入射する照明光束ＥＬ１の主光線の入射角θ１がブリュースター角θＢとなり、１／４波長板４１で反射した照明光束ＥＬ１の主光線がＸＹ面と垂直になるように配置される。この偏光ビームスプリッタＰＢＳの配置の変更に伴って、照明光学モジュールＩＬＭの配置も適宜変更される。

また、マスクＭＢから反射される投影光束ＥＬ２の主光線がＸＹ面と垂直になる場合、投影光学モジュールＰＬＭの第１光学系６１に含まれる第１偏向部材７０の第１反射面Ｐ３は、偏光ビームスプリッタＰＢＳからの投影光束ＥＬ２を反射させ、反射させた投影光束ＥＬ２を第１レンズ群７１を通って第１凹面鏡７２に入射させる角度にされる。具体的に、第１偏向部材７０の第１反射面Ｐ３は、第２光軸ＢＸ２（ＸＹ面）に対して実質的に４５°に設定される。

また、第４実施形態においても、先の図２と同様に、ＸＺ面内で見たとき、マスクＭＢ上の照明領域ＩＲ１(及びＩＲ３，ＩＲ５)の中心点から照明領域ＩＲ２（及びＩＲ４，ＩＲ６）の中心点までの周長は、支持面Ｐ２に倣った基板Ｐ上の投影領域ＰＡ１（及びＰＡ３，ＰＡ５）の中心点から第２投影領域ＰＡ２（及びＰＡ４，ＰＡ６）の中心点までの周長と、実質的に等しく設定されている。

図１９の露光装置Ｕ３ｃにおいても、下位制御装置１６が、マスク保持機構１１ｂ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、基板支持ドラム２５の回転と同期してマスクステージ１１０を駆動する。図１９の露光装置Ｕ３ｃでは、マスクＭＢ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ＭＢを戻す動作（巻戻し）が必要となる。そのため、基板支持ドラム２５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ＭＢ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ＭＢの速度は５０～１００ｍｍ／ｓと想定されていることから、マスクＭＢの巻戻しの際にマスクステージ１１０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搬送方向に関する余白を狭くすることができる。

次に、第４実施形態の露光装置Ｕ３ｃにおけるマスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係について、図２０を参照して説明する。図２０は、マスクのパターンの投影像面と基板の露光面との関係を示す説明図である。

露光装置Ｕ３ｃは、投影光学系ＰＬによって投影光束ＥＬ２が結像されることで、マスクＭＢのパターンの投影像面Ｓｍ２が形成される。投影像面Ｓｍ２は、マスクＭＢのパターンが結像される位置であり、ベストフォーカスとなる位置である。ここで、マスクＭＢは、上述したように平面で配置されている。これにより投影像面Ｓｍ２も平面（ＺＸ平面において直線）となる。また、露光装置Ｕ３ｃは、基板Ｐの表面が露光面Ｓｐとなる。ここで、露光面Ｓｐとは、基板Ｐの表面である。基板Ｐは、上述したように円筒形状の基板支持ドラム２５に保持されている。これにより、露光面Ｓｐは、曲率半径Ｒｐの曲面（ＺＸ平面において曲線）となる。また、露光面Ｓｐは、走査露光方向に直交する方向が曲面の軸となる。このため、図２０に示すように露光面Ｓｐは、走査露光方向に対して曲がった曲線となる。露光面Ｓｐは、投影領域ＰＡの走査露光方向における露光幅Ａにおける位置の変化量がΔｐとなる。投影像面Ｓｍ２は、平面である。このため投影像面Ｓｍ２は、投影領域ＰＡの走査露光方向における露光幅Ａにおける位置の変化量が０となる。ここで、露光装置Ｕ３ｃは、投影像面Ｓｍ２に対する露光面Ｓｐの位置を実露光面Ｓｐａとする。実露光面Ｓｐａは、走査露光方向において、投影像面Ｓｍ２と異なる２つの位置Ｐａ２、Ｐｂ２で交わる。なお、露光装置Ｕ３ｃは、投影光学系ＰＬの各光学部材の位置を調整したり、マスク保持機構１１ｂ及び基板支持機構１２のいずれか一方によりマスクＭＢと基板Ｐとの間隔を調整したりすることで、投影像面Ｓｍ２に対する露光面の位置を変化させることができる。

露光装置Ｕ３ｃは、投影像面Ｓｍ２と実露光面Ｓｐａとが、異なる２つの位置Ｐａ２、Ｐｂ２で交わることで、露光幅Ａ内において、実露光面Ｓｐａ上の位置Ｐａ２でフォーカス状態がベストフォーカスとなり、実露光面Ｓｐａ上の位置Ｐｂ２でフォーカス状態がベストフォーカスとなる。

露光装置Ｕ３ｃは、マスクＭｂの表面を平面とし、基板Ｐの表面を円筒形状としても露光装置Ｕ３、Ｕ３ａ、Ｕ３ｂと同様に、マスクパターンが基板Ｐ側に投影される走査露光方向の投影像面Ｓｍ２と、露光される基板Ｐの露光面Ｓｐとに円筒形状差をつけることができる。さらに、露光装置Ｕ３ｃは、投影像面Ｓｍ２と実露光面Ｓｐａとが、異なる２つの位置Ｐａ２、Ｐｂ２で交わり、異なる２つの位置で露光面のフォーカス状態がベストフォーカスとなる。

これにより、露光装置Ｕ３ｃも、マスク保持ドラム２１の回転運動により、走査露光方向の露光幅Ａ内で、フォーカス状態を連続的に変化させることができ、さらに、実質的なフォーカスに対する像コントラスト変化を抑制することができる。また、露光装置Ｕ３ｃは、露光装置Ｕ３と同様の各種効果を得ることができる。このように、投影像面と露光面（基板Ｐの表面）との一方のみを曲面とした場合でも、投影像面と露光面との両方を曲面とした場合と同様の効果を得ることができる。

ここで、露光装置Ｕ３ｃは、露光幅Ａ内で円弧上に変化するデフォーカス幅Δを、上述した式の基板Ｐの走査露光方向の投影像面Ｓｍ２の円筒半径ｒ_１を０とした下記式で求めることができる。
Δ＝ｒ_２－（（ｒ_２ ^２）－（Ａ／２）^２）^１／２
ここで、露光装置Ｕ３ｃにおいては、マスクパターンの投影像面Ｓｍ２の曲率半径が∞であることから、露光幅Ａ内で円弧状に変化するデフォーカス特性Ｃｍは、先の式３のみで求められる。すなわち、露光装置Ｕ３ｃの場合のデフォーカス特性Ｃｍ（＝ΔＲｐ）は、

で求められる。

なお、本実施形態の露光装置は、マスク保持機構と基板支持機構のうち、曲面で保持する方が第１支持部材となり、曲面または平面で支持する方が第２支持部材となる。

＜露光方法＞
次に、図２１を参照して、露光方法について説明する。図２１は、露光方法を示すフローチャートである。

図２１に示す露光方法では、まず、基板支持機構で支持面Ｐ２に基板Ｐを支持し（ステップＳ１０１）、マスク保持機構で面Ｐ１にマスクＭを支持する（ステップＳ１０２）。これにより、マスクＭと基板Ｐとが対面した状態となる。なお、ステップＳ１０１とステップＳ１０２の順番は逆でもよい。また、面Ｐ１、支持面Ｐ２のいずれか一方が第１面となり、他方が第２面となる。第１面は、所定曲率で円筒面状に湾曲した形状である。

ついで、露光面に対するフォーカス位置を調整する（ステップＳ１０３）。具体的には、基板Ｐの表面に設定される投影領域ＰＡの露光幅Ａ内において、ベストフォーカス位置が走査露光方向に２箇所含まれる位置に、フォーカス位置を設定する。

フォーカス位置の調整が完了したら、基板ＰとマスクＭとの走査露光方向の相対移動（回動）を開始させる（ステップＳ１０４）。つまり、基板支持機構及びマスク保持機構の少なくとも一方によって、基板ＰとマスクＭの少なくとも一方を走査露光方向に移動させる動作を開始する。

相対移動を開始させたら、投影領域ＰＡ内への投影光束の投射を開始させる（ステップＳ１０５）。つまり、照明光の照明領域ＩＲに配置されるマスクのパターンからの光束を、基板Ｐが配置される投影領域ＰＡに投射する。これにより、図２１に示す露光方法は、基板Ｐの露光面において、ベストフォーカス位置が走査露光方向に２箇所含まれる光束を投影領域に投射する。

露光方法は、以上のようにして、フォーカス位置を調整した光束を投射させることで、基板の露光面において、ベストフォーカス位置が走査露光方向に２箇所含まれる光束を投影領域に投射することができる。これにより、上述した各種効果を得ることができる。なお、本実施形態では、フォーカス位置を調整する場合として説明したが、装置の設定によって、ベストフォーカス位置が走査露光方向に２箇所含まれる位置がフォーカス位置となるようにしてもよい。

＜デバイス製造方法＞
次に、図２２を参照して、デバイス製造方法について説明する。図２２は、デバイス製造システムによるデバイス製造方法を示すフローチャートである。

図２２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Ｓ２０１）。次いで、ＣＡＤ等で設計された各種レイヤー毎のパターンに基づいて、必要なレイヤー分のマスクＭを製作する（ステップＳ２０２）。また、表示パネルの基材となる可撓性の基板Ｐ（樹脂フィルム、金属箔膜、プラスチック等）が巻かれた供給用ロールＦＲ１を準備しておく（ステップＳ２０３）。なお、このステップＳ２０３にて用意しておくロール状の基板Ｐ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、でも良い。

次いで、基板Ｐ上に表示パネルデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、ＴＦＴ（薄膜半導体）等によって構成されるバックプレーン層を形成すると共に、そのバックプレーンに積層されるように、有機ＥＬ等の自発光素子による発光層（表示画素部）が形成される（ステップＳ２０４）。このステップＳ２０４には、先の各実施形態で説明した露光装置Ｕ３、Ｕ３ａ、Ｕ３ｂ、Ｕ３ｃのいずれかを用いた露光処理を行う。露光処理には、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、フォトレジストの代わりに感光性シランカップリング材を塗布した基板Ｐをパターン露光して表面に親撥水性によるパターンを形成したり、無電解メッキの為に光感応性の触媒層をパターン露光する工程も含まれる。従来のフォトリソグラフィ工程ではフォトレジストの現像工程が行われ、無電解メッキ法では金属膜のパターン（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、等が実施される。

次いで、ロール方式で長尺の基板Ｐ上に連続的に製造される表示パネルデバイス毎に、基板Ｐをダイシングしたり、各表示パネルデバイスの表面に、保護フィルム（対環境バリア層）やカラーフィルターシート等を貼り合せたりして、デバイスを組み立てる（ステップＳ２０５）。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の検査工程が行なわれる（ステップＳ２０６）。以上のようにして、表示パネル（フレキシブル・ディスプレイ）を製造することができる。

１ デバイス製造システム
２ 基板供給装置
４ 基板回収装置
５ 上位制御装置
１１ マスク保持機構
１２ 基板支持機構
１３ 光源装置
１６ 下位制御装置
２１ マスク保持ドラム
２５ 基板支持ドラム
３１ 光源
３２ 導光部材
４１ １／４波長板
５１ コリメータレンズ
５２ フライアイレンズ
５３ コンデンサーレンズ
５４ シリンドリカルレンズ
５５ 照明視野絞り
５６ リレーレンズ
６１ 第１光学系
６２ 第２光学系
６３ 投影視野絞り
６４ フォーカス補正光学部材
６５ 像シフト用光学部材
６６ 倍率補正用光学部材
６７ ローテーション補正機構
６８ 偏光調整機構
７０ 第１偏向部材
７１ 第１レンズ群
７２ 第１凹面鏡
８０ 第２偏向部材
８１ 第２レンズ群
８２ 第２凹面鏡
１１０ マスクステージ
Ｐ 基板
ＦＲ１ 供給用ロール
ＦＲ２ 回収用ロール
Ｕ１～Ｕｎ 処理装置
Ｕ３ 露光装置（基板処理装置）
Ｍ マスク
ＭＡ マスク
ＡＸ１ 第１軸
ＡＸ２ 第２軸
Ｐ１ マスク面
Ｐ２ 支持面
Ｐ７ 中間像面
ＥＬ１ 照明光束
ＥＬ２ 投影光束
Ｒｍ 曲率半径
Ｒｐ 曲率半径
ＣＬ 中心面
ＰＢＳ 偏光ビームスプリッタ
ＩＲ１～ＩＲ６ 照明領域
ＩＬ１～ＩＬ６ 照明光学系
ＩＬＭ 照明光学モジュール
ＰＡ１～ＰＡ６ 投影領域
ＰＬＭ 投影光学モジュールF

Claims (10)

1. 可撓性を有する長尺の基板と反射型のマスクパターンとを投影光学系に対して走査露光方向に移動させて、前記マスクパターンを前記基板の表面に露光する走査露光方法であって、
   第１軸から所定半径で前記基板側に凸となるように前記走査露光方向に湾曲した第１の円周面に沿って前記マスクパターンを保持する円筒状マスクを、前記第１軸の回りに回転させることと、
   前記第１軸と平行に設定される第２軸から所定半径で前記マスクパターン側に凸となるように円筒状に湾曲した第２の円周面に沿って前記基板の長尺方向の一部を前記走査露光方向に湾曲させて支持する回転ドラムを、前記第２軸の回りに回転させて、前記基板を長尺方向に移動させることと、
   前記マスクパターン上で、前記第１軸の方向に細長い矩形状又は長方形に設定されると共に、前記第１の円周面の前記走査露光方向に対応した周方向に所定の幅を有するように設定される照明領域に向けて、前記回転ドラムの外側から照明光を照射することと、
   投影光学系によって、前記照明領域内に現れる前記マスクパターンからの投影光束を前記照明領域に対応した前記基板側の投影領域に向けて投射することにより、前記マスクパターンの像を、前記第１の円周面の半径に応じて前記基板側に凸となるように前記走査露光方向に湾曲した投影像面に沿って結像させると共に、前記基板側に凸となるように湾曲した前記投影像面と前記マスクパターン側に凸となるように湾曲した前記基板の表面とが前記投影領域内の前記走査露光方向に離れた２ヶ所の各々で交わるように、前記投影像面と前記基板の表面とのフォーカス方向の位置関係を設定することと、
   を含む走査露光方法。
2. 請求項１に記載の走査露光方法であって、
   前記湾曲した投影像面と前記湾曲した基板の表面とは、前記フォーカス方向に関して互いに逆向きに湾曲している、
   走査露光方法。
3. 請求項１又は請求項２に記載の走査露光方法であって、
   前記投影光学系によって前記基板に投射される前記投影光束の前記１つの投影領域の前記走査露光方向の中点におけるデフォーカス量をΔＤＡとし、前記投影光学系の焦点深度をＤＯＦとしたとき、０．５＜ΔＤＡ／ＤＯＦ≦３を満たすように、前記投影光学系、前記円筒状マスク、前記回転ドラムの各々を設定した、
   走査露光方法。
4. 請求項３に記載の走査露光方法であって、
   前記デフォーカス量ΔＤＡと前記焦点深度をＤＯＦとの関係において、１≦ΔＤＡ／ＤＯＦを満たすように設定される、
   走査露光方法。
5. 請求項３に記載の走査露光方法であって、
   前記投影光学系によって前記１つの投影領域内にベストフォーカスで投影される前記マスクパターンの前記湾曲した投影像面と、前記湾曲した基板の表面とのフォーカス方向の距離の差は、前記走査露光方向における前記１つの投影領域の前記中点の位置を軸として前記走査露光方向に線対称に変化するように設定される、
   走査露光方法。
6. シート状の可撓性を有する長尺の基板上に電子デバイスのパターンを形成するデバイス製造方法であって、
   前記基板の表面に感光性機能層を形成する第１の工程と、
   請求項１～５のいずれか一項に記載の走査露光方法によって、前記湾曲した基板の表面に形成された前記感光性機能層に前記電子デバイスのパターンに対応したマスクパターンの投影像を走査露光する第２の工程と、
   前記露光された感光性機能層に対して湿式処理を行って、前記電子デバイスのパターンを形成する第３の工程と、
   を含むデバイス製造方法。
7. 請求項６に記載のデバイス製造方法であって、
   前記第１の工程は、フォトレジスト、感光性の親撥液性改質材、感光性メッキ還元材、ＵＶ硬化樹脂のいずれか１つの感光性機能液を前記基板の表面に塗布する塗布装置によって前記感光性機能層を形成する、
   デバイス製造方法。
8. 請求項７に記載のデバイス製造方法であって、
   前記第２の工程は、前記円筒状マスクと前記回転ドラムとを所定の回転速度比で同期回転させる露光装置によって、前記マスクパターンの像を前記基板の前記感光性機能層に走査露光する、
   デバイス製造方法。
9. 請求項８に記載のデバイス製造方法であって、
   前記第３の工程は、前記感光性機能層に対して湿式処理を行う湿式処理装置と、湿式処理された前記基板に付着する液滴やミストを除去して前記基板の水分含有量を調整する乾燥装置とに前記基板を通すことによって、前記電子デバイスのパターンを前記基板上に形成する、
   デバイス製造方法。
10. 請求項９に記載のデバイス製造方法であって、
    前記基板は、前記塗布装置、前記露光装置、前記湿式処理装置、及び前記乾燥装置の順に前記長尺方向に連続して通される、
    デバイス製造方法。

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