TWI815848B - 曝光裝置及曝光方法 - Google Patents

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Abstract

設置有：光源2A（2B、2C），其為了對光罩基板M進行照明而產生包含複數個明線波長（g射線、h射線、i射線等）之光；第1照明光學系統，其具有：射入來自光源2A（2B、2C）之光且將包含複數個明線波長中之至少1個特定明線波長（i射線）而限制為既定之波長寬度之照明光束抽出的波長選擇部6A（6B、6C）、及調整照明光束之發散角的數值孔徑可變部8A（8B、8C）；以及第2照明光學系統（ILn），其包含用以伴隨與發散角對應之數值孔徑而以同樣之照度對光罩基板上照射照明光束的光學積分器（複眼透鏡系統FEn）；並且於波長選擇部安裝第1波長選擇元件（干涉濾光器SWb），其一面將特定明線波長（i射線）之旁邊出現之長波長側之明線及短波長側之明線去除，一面將特定明線波長之光譜成分及分布於特定明線波長之底部附近的低亮度之光譜成分抽出。

Description

曝光裝置及曝光方法
本發明係關於一種將光罩之圖案轉印於基板之曝光裝置、以及曝光方法。
以往，於用以製造液晶顯示元件、半導體元件、薄膜磁頭等電子元件之光微影步驟中，使用如下之曝光裝置，其將來自光源之照明光照射至透射型或反射型之光罩基板，將來自形成於光罩基板之元件圖案（電子元件用圖案）之透射光或反射光，透過投影光學系統而投影曝光於塗佈有光阻劑等感光劑之板等被曝光基板。作為現有之曝光裝置，已知例如日本特開2012-049332號公報所揭示，設置如下之照明系統（照明裝置）：將來自2個水銀燈等光源部之各照明光，以入口側聚集為圓形狀且出口側聚集為長方形（狹縫狀）之成束光纖合成後，藉由複眼透鏡光學系統等所包含之積分器，以均勻之照度分布對光罩基板上之狹縫狀之照明區域進行柯勒照明。
於使用水銀燈（超高壓水銀放電燈等）作為光源之情形時，水銀燈之放電弧光中包含複數個明線，選擇其中之特定明線波長來作為曝光用照明光（光罩基板之照明光）。光微影步驟中，考慮到光阻劑之感光波長特性、投影光學系統之光學性能（解析力、色差特性）等，主要使用水銀燈之明線波長中的紫外波長區域之g射線（中心波長為435.835 nm）、h射線（中心波長為404.656 nm）、i射線（中心波長為365.015 nm）。以可進行投影曝光之最小線寬值表示之解析力R係於將投影光學系統之像側（被曝光基板側）之數值孔徑設為NAp，照明光之波長設為λ（nm），程序常數設為k（0＜k≦1）時，由R＝k・（λ/NAp）來定義。因此，藉由使用3個明線波長中波長最短之i射線，可進行更微細之光罩圖案之投影曝光（高解析曝光）。然而，近年來，與正型相比，針對感度低之負型之光阻劑層（光感應層）之曝光步驟增加，因此產生設定較長曝光時間之必要性，擔憂被曝光基板之每單位時間之處理片數之下降（生產性之下降）。
依據本發明之第1形態，提供一種曝光裝置，其係將光罩之圖案投影曝光於光感應性之基板，其具備：光源，其為了對光罩進行照明而產生包含複數個明線波長之光；第1照明光學系統，其具有：射入來自上述光源之光且將包含上述複數個明線波長中之至少1個特定明線波長而限制為既定之波長寬度之照明光束抽出的波長選擇部、及調整上述照明光束之發散角的數值孔徑可變部；以及第2照明光學系統，其包含光學積分器，其射入上述發散角經調整之上述照明光束，隨著與上述發散角對應之數值孔徑而以同樣之照度對上述光罩上照射上述照明光束；並且於上述波長選擇部安裝第1波長選擇元件，其一面將上述特定明線波長之旁邊出現之長波長側之明線及短波長側之明線去除，一面將上述特定明線波長之光譜成分及分布於上述特定明線波長之底部附近的低亮度之光譜成分抽出。
依據本發明之第2形態，提供一種曝光方法，其係將光罩之圖案投影曝光於光感應性之基板，其包括：以如下方式進行波長選擇，即，與由產生包含複數個明線波長之光之光源而來之光中的至少1個特定明線波長之波峰狀之光譜成分一併，亦將不包含上述特定明線波長之旁邊出現之長波長側之明線及短波長側之明線，而分布於上述特定明線波長之底部附近的低亮度之光譜成分抽出；以及將經上述波長選擇之光譜成分之照明光束以同樣之照度照射至上述光罩上，透過在上述低亮度之光譜成分之波長寬度中不產生色差之鏡面投射方式、或者於上述低亮度之光譜成分之波長寬度中色差得到修正之反射折射方式之投影光學系統，將上述光罩之圖案投影曝光於上述基板。
依據本發明之第3形態，提供一種曝光方法，其係將由光源裝置產生之包含明線波長之光中的包含由波長選擇部所選擇之特定明線波長之光譜分布之光，藉由照明光學系統而照射至擔載電子元件用圖案之光罩上，且利用射入由上述光罩產生之曝光用光束之投影光學系統，將上述圖案之像投影曝光於光感應性之基板，其包括：藉由上述波長選擇部，從由上述光源裝置產生之光中抽出波長帶域不同之第1光譜分布之光及第2光譜分布之光；以及為了利用上述照明光學系統對上述光罩進行柯勒照明，而於上述照明光學系統內之光瞳面上，將因上述第1光譜分布之光而於二維範圍分布之第1光源像、與因上述第2光譜分布之光而於二維範圍分布之第2光源像重疊地形成。
依據本發明之第4形態，提供一種曝光方法，其係藉由利用既定之波長分布之照明光對光罩圖案進行照明，將由上述光罩圖案產生之成像光束射入而投射於基板上之投影光學系統，而將上述光罩圖案之像投影曝光於上述基板上，其包括：將上述照明光之波長分布中之特定中心波長設為λ，上述投影光學系統之上述基板之側之數值孔徑設為NAp，且程序常數設為k（0＜k≦1），將與由k・（λ/NAp）所定義之解析力R決定之可解析之最小線寬尺寸接近之大小的正方形、或者矩形之孔圖案之投影像投影於上述基板時，以變形為橢圓狀之上述孔圖案之投影像之短軸長相對於長軸長之比成為80%以上、較理想為成為90%以上之方式，設定包含上述中心波長λ之上述照明光之波長分布之寬度；以及藉由所設定之上述寬度之波長分布之照明光，對形成有電子元件用圖案之光罩進行照明，於上述基板上投影曝光上述電子元件用圖案。
關於本發明之形態之曝光裝置，揭示較佳實施方式，以下一面參照隨附之圖式一面進行詳細說明。此外，本發明之形態並不限定於該等實施方式，亦包含加以多種變更或者改良。即，以下記載之構成要素中，包含本發明所屬技術領域中具有通常知識者可容易設想者、實質相同者，以下記載之構成要素可適當組合。又，可於不脫離本發明之要旨之範圍內，進行構成要素之各種省略、置換或者變更。
[第1實施方式] 圖1係表示依據第1實施方式之掃描型投影曝光裝置EX之概略性整體構成之立體圖，圖2係表示併入圖1之投影曝光裝置EX中之部分投影光學系統PLn之光學構件之配置之圖。圖1、圖2中，正交座標系XYZ之Z軸所延伸之方向表示重力方向，X軸所延伸之方向表示作為被曝光基板（光感應性基板）之板P與光罩基板M為了掃描曝光而移動之掃描移動方向，Y軸所延伸之方向表示板P之步進移動之方向。本實施方式之投影曝光裝置EX係作為對於包含反射折射方式之6個部分投影光學系統PL1～PL6之投影光學系統，一面使平坦之光罩基板M與塗佈有光感應層（光阻劑等）之平板狀板P於X方向上同步移動，一面將形成於光罩基板M上之電子元件用圖案之像轉印於板P之步進掃描方式之曝光裝置而進行說明。此外，圖1、圖2所示之投影曝光裝置EX由於與例如國際公開第2009/128488號小冊子、或者日本特開2010-245224號公報中揭示之構成相同，故而對圖1、圖2所示之裝置構成之說明簡單進行。
[投影光學系統之構成] 設定於光罩基板M上之6個照明區域IA1～IA6（參照圖1）分別設定為掃描方向亦即X方向之尺寸相對於步進移動方向亦即Y方向之尺寸較短之長方形狀。對於照明區域IA1～IA6之各個，由後述照明裝置來投射經調整為均勻之照度分布（例如±5%以內之均勻性）的曝光用之照明光。6個照明區域IA1～IA6分別設定於6個部分投影光學系統PL1～PL6之各自之物面側之位置。例如，若於照明區域IA1內出現光罩基板M之圖案部分，則由該圖案部分產生之透射光於稜鏡PMa之上側之反射面上反射而射入部分投影光學系統PL1中。部分投影光學系統PL1將來自圖案部分之透射光（成像光束、曝光用之光束），如圖2所示，透過包含沿著光軸AXa而配置之透鏡系統Ga1、Ga2、Ga3、凹面鏡Ga4之第1成像系統PL1a，而於稜鏡PMa之下側之反射面上反射，藉此，於中間像面IM1上等倍地成像為照明區域IA1之中間像。
於中間像面IM1上，如圖1所示，配置具有使Y方向之兩端邊緣部傾斜之梯形之開口部的視野光闌板FA1。從視野光闌板FA1之開口部中透射之成像光束於稜鏡PMb之上側之反射面上反射，如圖2所示，透過包含沿著光軸AXb而配置之透鏡系統Gb1、Gb2、Gb3、凹面鏡Gb4之第2成像系統PL1b，而於稜鏡PMb之下側之反射面上向板P之方向（-Z方向）反射。藉此，於設定於板P上之梯形之投影區域EA1內，形成於視野光闌板FA1之開口部中之中間像再成像而等倍地成像。部分投影光學系統PL1藉由第1成像系統PL1a及第2成像系統PL1b，將照明區域IA1內之圖案部分之像於投影區域EA1內，以等倍之正立正像之關係而遠心地成像。
如圖2所示，第1成像系統PL1a係於光瞳面Epa上配置凹面鏡Ga4之反射折射方式之半視野類型之成像系統，第2成像系統PL1b亦為於光瞳面Epb上配置凹面鏡Gb4之反射折射方式之半視野類型之成像系統。光瞳面Epa、Epb光學性地相互成為共軛關係，於光瞳面Epa、Epb之各個形成光源像（2次光源像），其形成於對照明區域IA1進行照明之照明裝置內。又，於部分投影光學系統PL1之成像光路中，於光罩基板M與稜鏡PMa之間設置焦點調整光學構件FC1，其用以將投影於板P上之投影區域EA1中之像之聚焦狀態（焦點狀態）進行微調整。進而，於視野光闌板FA1與稜鏡PMb之間設置像偏移光學構件SC1，其用以將投影於板P上之投影區域EA1之位置，於X方向及Y方向上分別獨立地進行微調整；且於稜鏡PMb與板P之間設置倍率調整光學構件MC1，其用以將投影於投影區域EA1中之圖案部分之像之大小於±數十ppm左右之範圍內進行微調整。關於焦點調整光學構件FC1、像偏移光學構件SC1、倍率調整光學構件MC1，例如揭示於國際公開第2013/094286號小冊子中，因此省略關於構成或功能之詳細說明。
本實施方式中，如圖2所示，部分投影光學系統PL1包括：第1成像系統PL1a、第2成像系統PL1b、稜鏡PMa、PMb、視野光闌板FA1、焦點調整光學構件FC1、像偏移光學構件SC1、以及倍率調整光學構件MC1，其他之部分投影光學系統PL2～PL6亦同樣地構成。因此，其他之部分投影光學系統PL2～PL6亦分別於設定於板P上之梯形之投影區域EA2～EA6之各個，將光罩基板M之圖案部分之像等倍地成像。藉此，若將光罩基板M與板P於X方向上以相同速度來一維移動而進行掃描曝光，則於6個投影區域EA1～EA6之各個，曝光於板P之光感應層上之圖案部分於Y方向上拼接。此外，於不需要特別加以區別之情形時，以上所說明之部分投影光學系統PL1～PL6、照明區域IA1～IA6、投影區域EA1～EA6分別亦稱為部分投影光學系統PLn、照明區域IAn、投影區域EAn（n＝1～6）。
[照明裝置之構成] 圖3係表示用以對設定於光罩基板M上之6個照明區域IA1～IA6之各個投射曝光用照明光之照明裝置之概略性整體構成的立體圖，正交座標系XYZ係設定為與上述圖1、圖2相同。本實施方式之照明裝置中，如日本特開2010-245224號公報所揭示，具備同一規格之3個水銀燈（短電弧型之超高壓水銀放電燈）2A、2B、2C（光源裝置）來作為光源。光源裝置中之燈之個數係以投射於照明區域IAn之各個之照明光成為所需照度值之方式，根據部分投影光學系統PLn之數量決定，但只要為2個以上即可。超高壓水銀放電燈藉由將封入放電管中之水銀之蒸氣壓設為106 Pa（帕斯卡）以上，而產生高亮度的紫外波長區域之明線亦即g射線（波長435.835 nm）、h射線（波長404.656 nm）、i射線（波長365.015 nm）。水銀放電燈2A、2B、2C之各自之發光點（電弧放電部）分別配置於橢圓鏡4A、4B、4C之第1焦點之位置，於橢圓鏡4A、4B、4C各自之內側之反射面上反射之光束BM係朝向橢圓鏡4A、4B、4C各自之第2焦點之位置而聚光（收斂）。
從橢圓鏡4A、4B、4C分別向-Z方向放射之光束BM係以如下方式來分離：藉由配置於第2焦點之近前之雙色鏡DM，曝光用之紫外波長區域之光譜成分（例如460 nm以下之短波長區域）向+X方向反射，且較其更長之波長區域之光譜成分透射。由雙色鏡DM之各個所反射之曝光用之紫外波長區域之光束係於橢圓鏡4A、4B、4C各自之第2焦點之位置，光束直徑成為最細，於該第2焦點之位置之各個配置轉動式快門5A、5B、5C。從轉動式快門5A、5B、5C之各個通過之曝光用之紫外波長區域之光束分別一面發散一面射入至波長選擇部6A、6B、6C。波長選擇部6A、6B、6C之各個具備複數個透鏡元件及波長選擇用干涉濾光器，僅使所射入之曝光用之紫外波長區域之光束中的所需之明線波長部分透射。設置於波長選擇部6A、6B、6C之各個之干涉濾光器係設置為：可根據應曝光之光罩基板M之圖案之微細度（解析度）、或應對板P之光感應層賦予之曝光量（劑量），而與若干具有不同波長選擇特性者交換（切換）。關於該干涉濾光器之波長選擇特性之差異，後文進行詳細說明，但可將投射於光罩基板M上之照明區域IAn中的曝光用照明光之波長特性（波長分布），切換為適合於以更高解析來進行圖案曝光之特性、以及適合於為了提昇生產性而提高照度來進行圖案曝光之特性。為此，干涉濾光器預先準備具有以下特性者：使g射線（波長435.835 nm）、h射線（波長404.656 nm）、i射線（波長365.015 nm）中之任一個明線波長成分透射之特性；使g射線、h射線、i射線中之連續之2個明線波長成分（g射線＋h射線、或者i射線＋h射線）透射之特性；或者使g射線、h射線、i射線之全部明線波長成分透射之特性等。
從波長選擇部6A、6B、6C之各個射出之光束射入至倍率可變部8A、8B、8C中，該倍率可變部8A、8B、8C係用以將對後段之光分配部10之入射側之3個光纖束（光導纖維、光傳輸元件）12A、12B、12C之各個射入之照明光束BMa、BMb、BMc之數值孔徑（主光線之最大傾斜角）或者直徑方向之尺寸（直徑）進行調整。倍率可變部8A、8B、8C之各個具備複數個透鏡元件，其係為了可將射入至光纖束12A、12B、12C之各個之照明光束BMa、BMb、BMc之數值孔徑（NA）於一定範圍內連續調整，而可於光軸方向上移動。藉由倍率可變部8A、8B、8C之各個，結果可將分布於圖2所示之部分投影光學系統PLn之各個光瞳面Epa、Epb上之光源像（2次光源像）的從光軸AXa、AXb起之半徑尺寸連續地改變。即，倍率可變部8A、8B、8C之各個可於將部分投影光學系統PLn之最大數值孔徑設為NAp，對照明區域IAn投射之照明光束之數值孔徑設為NAi時，對由作為數值孔徑之比的NAi/NAp所決定之照明σ值（0＜σ≦1）進行調整。因此，倍率可變部8A、8B、8C之各個亦稱為可將照明σ值（照明光束之數值孔徑NPi）連續調整之數值孔徑可變部。此外，圖3所示之從橢圓鏡4A至倍率可變部8A之構成、從橢圓鏡4B至倍率可變部8B之構成、以及從橢圓鏡4C至倍率可變部8C之構成之各個亦統稱為第1照明光學系統，其功能之詳情如後。
光分配部10係以將從3個入射側之光纖束12A、12B、12C之各個所射入之照明光束BMa、BMb、BMc，分配於與6個照明區域IAn之各個對應而配置之第2照明光學系統IL1～IL6之各個之方式，分成6個出射側之光纖束FG1～FG6。第2照明光學系統IL1～IL6之各個係將光纖束FG1～FG6之射出端作為光源像（多數個點光源聚集而成之2次光源像），而各照明區域IAn進行柯勒照明。此外，於不需要特別加以區別之情形時，以上所說明之第2照明光學系統IL1～IL6、光纖束FG1～FG6之各個亦稱為第2照明光學系統ILn、光纖束FGn（n＝1～6）。
[第1照明光學系統] 圖4係表示配置於從圖3所示之水銀燈2A至入射側之光纖束12A為止之光路上之第1照明光學系統之詳細構成的立體圖，正交座標系XYZ係設定為與上述圖1～圖3相同。又，從水銀燈2B至入射側之光纖束12B為止之第1照明光學系統、與從水銀燈2C至入射側之光纖束12C為止之第1照明光學系統亦成為與圖4相同之構成。如圖4所示，從橢圓鏡4A之射出開口（-Z方向之端部）中沿著光軸AX1而射出後即刻之光束BM係藉由橢圓鏡4A之上側（+Z方向）之開口部及水銀燈2A之下側電極部，而成為以光軸AX1為中心之環帶狀強度分布，即，中心部之照度極低之中空狀態之分布。光束BM係朝向轉動式快門5A之旋轉葉片所配置的橢圓鏡4A之第2焦點之位置PS1而聚光，但由於水銀燈2A之電極間所產生之電弧放電部細長地分布於光軸AX1之方向上，故而於位置PS1上未聚光為點狀，而成為具有有限大小（直徑）之光束腰。
於波長選擇部6A上設置有：透鏡系統（準直透鏡）6A1，其將從第2焦點之位置PS1發散而行進之光束BM射入而轉換為大致平行之光束；滑動機構FX，其保持具有相互不同之波長選擇特性之2片干涉濾光器（波長選擇構件、波長選擇元件、帶通濾光器）SWa、SWb，且將該干涉濾光器SWa、SWb中之任一者以於光路中插拔之方式進行切換；以及透鏡系統6A2，其將從干涉濾光器SWa、SWb中之任一者中透射之光束BMa聚光（收斂）於焦點位置PS2（與位置PS1光學性共軛之位置）上。滑動機構FX具有干涉濾光器SWa、SWb分別容易卸除或安裝之構成。於利用具有與干涉濾光器SWa、SWb中之任一者均不同之波長選擇特性之第3干涉濾光器（波長選擇構件、波長選擇元件、帶通濾光器）時，只要於由轉動式快門5A遮蔽來自水銀燈2A之光束BM的狀態下，從滑動機構FX上卸除干涉濾光器SWa、SWb中之任一者，且代替其而安裝第3干涉濾光器即可。此外，於不設置滑動機構之情形時，安裝可將干涉濾光器SWa、SWb等簡單地拆裝之安裝機構。
從波長選擇部6A中射出之光束BMa於焦點位置PS2上成為光束腰後，以發散之狀態射入至倍率可變部8A中。於焦點位置PS2上，形成由水銀燈2A之電弧放電部（發光點）之模糊像所引起之圓形光源像。倍率可變部8A具有可將沿著光軸AX1之位置進行調整之2個透鏡系統8A1、8A2。藉由透鏡系統8A1、8A2，從焦點位置PS2發散而行進之光束BMa係以既定之光束直徑、或者既定之數值孔徑來投射，而聚光於入射側之光纖束12A之入射端FBi上。光纖束12A之入射端FBi基本上係以與焦點位置PS2光學性地成為共軛關係之方式來配置，但亦可藉由倍率可變部8A之透鏡系統8A1、8A2之位置調整，刻意地解除其共軛關係。2個透鏡系統8A1、8A2作為變倍中繼系統而發揮功能，隨著照明光束BMa之數值孔徑之變化，結果，聚光於光纖束12A之入射端FBi上之光束BMa之直徑相對於入射端FBi之有效最大直徑而變小或變大。
[藉由干涉濾光器之波長選擇] 此處，參照圖5～圖8，對藉由可安裝於波長選擇部6A之滑動機構FX上之干涉濾光器來進行的波長選擇之一例進行說明。圖5係示意性表示藉由水銀燈（超高壓水銀放電燈）之電弧放電而產生之光束BM之波長特性（光譜分布）之一例的圖表。又，圖6係示意性表示藉由i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa，從圖5之光譜分布中選擇抽出包含i射線之窄波長寬度之光之狀態的圖表，圖7係示意性表示藉由i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb，從圖5之光譜分布中選擇抽出包含i射線及其底部附近之低亮度部分的比較廣之波長寬度之光之狀態的圖表，而且，圖8係示意性表示藉由i射線＋h射線-干涉濾光器SWc（第3干涉濾光器），從圖5之光譜分布中選擇抽出包含i射線及h射線之兩者之廣波長寬度之光之狀態的圖表。圖5～圖8中之任一圖表均為橫軸表示波長（nm），且縱軸表示相對強度（%）。此外，圖5（以及圖6～圖8）中所示之來自超高壓水銀放電燈之光束BM之波長特性（光譜分布）中，作為主要明線之g射線、h射線、i射線、j射線各自之波峰狀光譜部分係作為利用波長解析度不太高之分光器來測量之情形時之波長寬度而圖示，實際之波峰狀光譜部分之波長寬度於以半高寬（成為波峰強度之一半之強度之寬度）來規定之情形時，為數nm～十幾nm左右。
本實施方式中，如圖6～圖8所示，準備3種干涉濾光器SWa、SWb、SWc。i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa係如圖6所示，具有如下之波長選擇特性：於波長為約354 nm～約380 nm之間，透射率成為10%以上；且於波長為約359 nm～約377 nm之間，透射率成為90%以上。因此，由i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa所選擇之波長寬度之半高寬包含i射線之明線波長（365.015 nm）而成為約22 nm。又，i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb係如圖7所示，具有如下之波長選擇特性：於波長為約344 nm～約398 nm之間，透射率成為10%以上；且於波長為約350 nm～約395 nm之間，透射率成為90%以上。因此，由i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb所選擇之波長寬度之半高寬包含i射線之明線波長（365.015 nm）而成為約49 nm。i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa與i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb均僅選擇i射線之明線波長帶而作為曝光用照明光，但由於i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa之波長選擇之帶寬狹窄，故而圖6中之斜線部所表示之i射線（窄）之單色性較由i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb所選擇之圖7中之斜線部所表示之i射線（寬）而言變得良好，由部分投影光學系統PLn之色差特性所引起之影響降低，可進行更高解析之圖案曝光。
然而，與由i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb所獲得之i射線（寬）之光量（圖7中之斜線部之面積）相比，由i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa所獲得之i射線（窄）之光量（圖6中之斜線部之面積）小，因此必須使掃描曝光時之光罩基板M與板P之移動速度略微下降，導致生產性之下降。與此相對，由i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb所獲得之i射線（寬）包含從i射線之明線波長（365.015 nm）至位於長波長側之旁邊的h射線為止之間的低亮度之底部附近部分、以及至位於短波長側之旁邊的比較強之波峰波長為止之間的低亮度之底部附近部分之光譜成分，故而可一面進行高解析之圖案曝光，一面可使光量增大數%以上，可提高生產性。利用i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb的波長選擇之帶寬（以半高寬計，約49 nm）係由基於部分投影光學系統PLn之色差特性而求出之最小線寬之圖案投影像之對比值決定。部分投影光學系統PLn之色差中存在倍率（橫）色差及軸上（縱）色差，例如於僅專用於i射線之明線波長之投影光學系統中，修正為具有如下傾向（二次函數之傾向）之色差特性：色差量於i射線之明線波長處大致成為零，於較其而言之短波長側及長波長側，像差量增大。又，於容許使用i射線及h射線之2個明線波長之投影光學系統中，修正為如下傾向之色差特性：於i射線與h射線之大致中間之波長處使色差量大致為零，且於i射線與h射線之各明線波長之間減小色差量之變化率。
於使用i射線及h射線之2個明線波長之情形時，將i射線＋h射線-干涉濾光器SWc安裝於滑動機構FX上，且使用圖8中之斜線部所示之光譜分布之光i射線＋h射線。i射線＋h射線-干涉濾光器SWc係如圖8所示，具有如下之波長選擇特性：於波長為約344 nm～約420 nm之間，透射率成為10%以上；且於波長為約350 nm～約415 nm之間，透射率成為90%以上。因此，由i射線＋h射線-干涉濾光器SWc所選擇之波長寬度之半高寬包含i射線之明線波長（365.015 nm）及h射線之明線波長（404.656 nm）而成為約70 nm。於使用i射線及h射線之2個明線波長之圖案曝光中，與僅使用i射線之圖案曝光相比，可解析之最小線寬變大，但由i射線＋h射線-干涉濾光器SWc所獲得之i射線＋h射線之光量（圖8中之斜線部之面積）若與圖6之i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa或圖7之i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb之情形相比，則壓倒性地增大，生產性飛躍提高。因此，於投影曝光於板P之光感應層上的光罩基板M之圖案中，不包含微細度高之臨界線寬之圖案之情形時，藉由使用i射線＋h射線-干涉濾光器SWc，可進行生產性高之圖案曝光。
[光分配部10] 圖9係示意性表示設置於圖3所示之照明裝置中之作為光分配部10之光纖束之整體構成、入射側之光纖束12A、12B、12C各自之入射端FBi之形狀、及出射側之光纖束FG1～FG6各自之射出端FBo之形狀的立體圖，正交座標系XYZ係設定為與圖3相同。入射側之光纖束12A、12B、12C各自之入射端FBi係將多數個光纖線聚集而成型為端面整體之直徑成為數十mm以上之圓形。光纖束12A、12B、12C各自之多數個光纖線係於光分配部10內之線分配部10a中，以6個光纖束FG1～FG6分別包含大致均等之線數之方式分開。光纖束FG1～FG6各自之射出端FBo之形狀係將多數個光纖線聚集而成型為與光罩基板M上之照明區域IAn之形狀相似之長方形。1個光纖束FGn係以包含大致相同數量之由入射側之光纖束12A、12B、12C分別而來之光纖線之方式來聚集。例如，於光纖束12A、12B、12C分別將12萬根之光纖線聚集而構成之情形（總計為36萬根）時，1個光纖束FGn係將6萬根之光纖線聚集而構成。光纖束FGn之6萬根之光纖線中，約每2萬根係由從入射側之光纖束12A、12B、12C分別而來之光纖線所構成。此外，1根光纖線係外形（包層）之直徑為0.2 mm左右之石英光纖。
光纖線係於將照射至入射端之光束之數值孔徑（收斂角或發散角）加以維持之狀態下，從射出端射出光束。因此，照射至光纖束12A之入射端FBi上之照明光束BMa從光纖束FGn之射出端FBo中成為照明光束BSa而射出時之數值孔徑（收斂角或發散角）係成為與照明光束BMa之數值孔徑相同，照射至光纖束12B之入射端FBi上之照明光束BMb從光纖束FGn之射出端FBo中成為照明光束BSb而射出時之數值孔徑（收斂角或發散角）係成為與照明光束BMb之數值孔徑相同，照射至光纖束12C之入射端FBi上之照明光束BMc從光纖束FGn之射出端FBo中成為照明光束BSc而射出時之數值孔徑（收斂角或發散角）係成為與照明光束BMc之數值孔徑相同。因此，於將照射至光纖束12A、12B、12C各自之入射端FBi上之照明光束BMa、BMb、BMc之各數值孔徑（收斂角）設為NAia、NAib、NAic，且以成為NAia＝NAib＝NAic之方式，將圖3（圖4）所示之倍率可變部8A、8B、8C分別進行調整之情形時，從各光纖束FGn之射出端FBo中射出之照明光束BSa、BSb、BSc之各數值孔徑（發散角）彼此成為相同。於以照明光束BMa、BMb、BMc之各數值孔徑（收斂角）NAia、NAib、NAic成為彼此不同之方式，對倍率可變部8A、8B、8C分別進行調整之情形時，從各光纖束FGn之射出端FBo中射出之照明光束BSa、BSb、BSc之各數值孔徑（發散角）成為彼此不同之值。
[第2照明光學系統ILn] 圖10係示意性表示將由圖3（圖9）所示之6個光纖束FGn（FG1～FG6）之各自之射出端FBo而來之照明光束（BSa、BSb、BSc），照射至光罩基板M上之各照明區域IAn中之第2照明光學系統ILn（IL1～IL6）之構成的立體圖，正交座標系XYZ設定為與圖3或圖9相同。第2照明光學系統ILn具備：第1電容器透鏡系統CFn（CF1～CF6），其為了將形成於光纖束FGn之射出端FBo上之多數個點光源像作為柯勒照明之光源像，而以前側焦點之位置與射出端FBo一致之方式來配置；複眼透鏡系統FEn（FE1～FE6），其於電容器透鏡系統CFn之後側焦點之位置設定入射面poi；以及第2電容器透鏡系統CPn（CP1～CP6），其為了將形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上之光源像（2次光源像）作為柯勒照明之光源像，而將前側焦點之位置設定於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上，且於後側之焦點之位置設定照明區域IAn（IA1～IA6）。
電容器透鏡系統CFn與電容器透鏡系統CPn係沿著與Z軸平行之光軸AX2而配置，光軸AX2係以從光纖束FGn之長方形之射出端FBo之幾何學中心點、以及複眼透鏡系統FEn之XY面內之幾何學中心點通過之方式設定。複眼透鏡系統FEn係以於XY面內看時，與長方形之照明區域IAn成為相似形狀之方式，將具有以Y方向作為長邊、以X方向作為短邊之長方形之剖面的透鏡元件Le之複數個，以於X方向及Y方向上堆砌之方式接合而構成。於透鏡元件Le之入射面poi側及射出面epi側，分別形成有具有既定之焦點距離之凸面（球面透鏡）。又，複眼透鏡系統FEn之射出面epi成為第2照明光學系統ILn之照明光瞳之位置，複眼透鏡系統FEn之XY面內之整體之外形範圍係以大致包含照明光瞳（圓形）之直徑的方式設定。
進而，複眼透鏡系統FEn之射出面epi係設定為與光纖束FGn之射出端FBo光學性共軛之關係（成像關係），複眼透鏡系統FEn之入射面poi係設定為與照明區域IAn（光罩基板M之圖案面）光學性共軛之關係（成像關係）。因此，形成於光纖束FGn之射出端FBo上之多數個點光源像係於複眼透鏡系統FEn之複數個透鏡元件Le之各自之射出面epi側再成像，照明區域IAn係以與透鏡元件Le之剖面之形狀即長方形相似之形狀來照明（成像）。
圖11（A）及圖11（B）係示意性表示從圖10所示之光纖束FGn之射出端FBo至複眼透鏡系統FEn為止之光路中之照明光束之狀態的圖，正交座標系XYZ設定為與圖10相同。圖11（A）係從Y軸方向（步進移動方向）來看該光路之圖，圖11（B）係從X軸方向（掃描移動方向）來看該光路之圖。此處，將作為從圖9所示之光纖束FGn之射出端FBo中射出之照明光束BSa、BSb、BSc各自之源的光纖線之射出端之微細之圓形發光點（0.2 mm以下之直徑）作為點光（點光源像）SPa、SPb、SPc。進而，由點光SPa、SPb、SPc分別而來之照明光束BSa、BSb、BSc之數值孔徑設為相同。因此，於光纖束FGn之射出端FBo與第1電容器透鏡系統CFn之間，與光軸AX2平行之照明光束BSa、BSb、BSc之從各中心光線之發散角與X方向、Y方向均成為相同之角度θbo。
形成於光纖束FGn之射出端FBo上之多數個點光SPa、SPb、SPc之各個而來之照明光束BSa、BSb、BSc，藉由第1電容器透鏡系統CFn，而如圖11（A）、圖11（B）般，於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上全部重疊，以均勻之照度分布對入射面poi進行照明。因此，光纖束FGn及第1電容器透鏡系統CFn係作為對於複眼透鏡系統FEn之第1光學積分器而發揮功能。
圖12係示意性表示於圖11所示之光纖束FGn之射出端FB上，對每個光纖線形成之多數個點光（點光源像）SPa、SPb、SPc之排列之一例的圖，正交座標系XYZ係設定為與圖11相同。於Y方向長之長方形之射出端FBo上，以白圓表示之點光（點光源像）SPa、以黑圓表示之點光（點光源像）SPb、以及以雙重圓表示之點光（點光源像）SPc分別以相同數量且以同樣之分布來配置於X方向及Y方向上。圖12中，將3個點光SPa、SPb、SPc表示為於XY方向上有規則（週期性）地分布，但實際上為隨機地密集分布。如先前所例示，於入射側之光纖束12A、12B、12C分別包含12萬根光纖線之情形時，於光纖束FGn之射出端FBo上，點光SPa、SPb、SPc分別隨機地各分布約2萬。作為一例，於射出端FBo之XY方向之尺寸之比率、複眼透鏡系統FEn之1個透鏡元件Le之XY方向之尺寸之比率、以及照明區域IAn之XY方向之尺寸之比率均設定為約1：3之情形時，若將光纖線之外形直徑設為0.2 mm，則於射出端FBo之X方向上排列約143根，且於Y方向上排列約420根光纖線（總數為143×420≒6萬根）。於此情形時，射出端FBo之X方向之尺寸成為約28.6 mm（0.2 mm×143），且Y方向之尺寸成為約84 mm（0.2 mm×420）。
圖13係表示於構成圖11所示之複眼透鏡系統FEn的複數個透鏡元件Le之各自之射出面epi上所形成之多數個點光源像（點光SPa'、SPb'、SPc'）之排列狀態的圖，正交座標系XYZ設定為與圖11（或圖12）相同。圖13中，形成於各透鏡元件Le之射出面epi上之多數個點光SPa'、SPb'、SPc'係形成於光纖束FGn之射出端FBo上之多數個點光SPa、SPb、SPc再成像者，於每個透鏡元件Le上形成約6萬個之點光SPa'、SPb'、SPc'。因此，於複眼透鏡系統FEn之整體之射出面epi上，分布亦達到透鏡元件Le之個數×約6萬個程度之無數個點光SPa'、SPb'、SPc'。
圖14（A）及圖14（B）係示意性表示從圖10所示之複眼透鏡系統FEn至光罩基板M上之照明區域IAn為止之光路中之照明光之狀態的圖，正交座標系XYZ設定為與圖10（或圖11）相同。圖14（A）係從X方向（掃描移動方向）來看自複眼透鏡系統FEn至照明區域IAn為止之光路的圖，圖14（B）係表示從Y方向（步進移動方向）來看自複眼透鏡系統FEn至照明區域IAn為止之光路的圖。形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上之無數個點光SPa'、SPb'、SPc'中，如圖14（A）所示，從位於在Y方向上與光軸AX2最遠之距離ΔHy的點光SPa'、SPb'、SPc'發散而行進之照明光束BSa'、BSb'、BSc'藉由第2電容器透鏡系統CPn而成為平行光束，並且於其中心光線（主光線）從光軸AX2起傾斜角度θhy之狀態下，投射於照明區域IAn之Y方向之整體。從於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上排列於Y方向上之其他點光SPa'、SPb'、SPc'分別發散而行進之照明光束BSa'、BSb'、BSc'亦藉由第2電容器透鏡系統CPn，而同樣地關於Y方向而成為平行光束，投射（重疊）於照明區域IAn之Y方向之整體。
形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上之無數個點光SPa'、SPb'、SPc'中，如圖14（B）所示，從位於在X方向上與光軸AX2最遠之距離ΔHx的點光SPa'、SPb'、SPc'發散而行進之照明光束BSa'、BSb'、BSc'藉由第2電容器透鏡系統CPn而成為平行光束，並且於其中心光線（主光線）從光軸AX2起傾斜角度θhx之狀態下，投射於照明區域IAn之X方向之整體。從於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上排列於X方向上之其他點光SPa'、SPb'、SPc'分別發散而行進之照明光束BSa'、BSb'、BSc'亦藉由第2電容器透鏡系統CPn，而同樣地關於X方向而成為平行光束，投射（重疊）於照明區域IAn之X方向之整體。因此，複眼透鏡系統FEn與第2電容器透鏡系統CPn係作為以均勻之照度分布之照明光來對照明區域IAn進行照射之第2光學積分器而發揮功能。
對照明區域IAn照射之照明光束BSa'、BSb'、BSc'之Y方向之最大傾斜角亦即角度θhy以及X方向之最大傾斜角亦即角度θhx係設定為大致相同之值，照明光束BSa'、BSb'、BSc'在與軸AX2平行且與照明區域IAn垂直之主光線之周圍具有等向性發散角θi（＝θhy＝θhx）。因此，對照明區域IAn照射之照明光束BSa'、BSb'、BSc'之數值孔徑NAi成為sin（θi）。此外，如圖14（A）、圖14（B）所明示，若減小照射於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上的照明光束BSa、BSb、BSc之圓形照射區域之自光軸AX2起之半徑，則形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上之無數個點光SPa'、SPb'、SPc'中，與光軸AX2最遠之距離ΔHx、ΔHy亦縮短，因此發散角θi（＝θhy＝θhx）亦減小，結果，照明光束BSa'、BSb'、BSc'之數值孔徑NAi減小，照明σ值亦減小。
[倍率可變部8A、8B、8C之功能] 圖15（A）及圖15（B）係對藉由圖4所示之倍率可變部（數值孔徑可變部）8A（8B、8C），將照射至入射側之光纖束12A（12B、12C）之入射端FBi上之照明光束BMa（BMb、BMc）之數值孔徑（發散角）加以調整之狀態進行說明之圖。圖15（A）、圖15（B）中，焦點位置PS2如圖4所示，係通過波長選擇部6A（6B、6C）之來自水銀燈2A（2B、2C）之光束BMa（BMb、BMc）以最小之直徑收斂（聚光）之面，於焦點位置PS2上，形成由水銀燈2A（2B、2C）之電弧放電部之模糊像所引起之圓形之光源像LDa。藉由透鏡系統8A1（8B1、8C1）及透鏡系統8A2（8B2、8C2），光源像LDa於入射側之光纖束12A（12B、12C）之入射端FBi上，再成像為光源像LDb。
於將透鏡系統8A1（8B1、8C1）設為負光焦度（折射力），將透鏡系統8A2（8B2、8C2）設為正光焦度（折射力），且如圖15（A）般將透鏡系統8A1（8B1、8C1）與透鏡系統8A2（8B2、8C2）分離而配置之情形時，以如下方式進行再成像：形成光源像LDb之光束BMa（BMb、BMc）之數值孔徑（發散角）NAα成為最大，並且光源像LDb於光纖束12A（12B、12C）之入射端FBi上成為最小直徑。又，於如圖15（B）般，使透鏡系統8A1（8B1、8C1）與透鏡系統8A2（8B2、8C2）接近而配置之情形時，以如下方式進行再成像：形成光源像LDb之光束BMa（BMb、BMc）之數值孔徑（發散角）NAβ成為最小，並且光源像LDb於光纖束12A（12B、12C）之入射端FBi上成為最大直徑。藉由適當調整2個透鏡系統8A1（8B1、8C1）、透鏡系統8A2（8B2、8C2）各自之光軸AX1方向之位置，可將形成光源像LDb之光束BMa（BMb、BMc）之數值孔徑（發散角）於最大之NAα至最小之NAβ之間進行調整。此外，於圖15（A）之情形時，光源像LDb之直徑可以較光纖束12A（12B、12C）之入射端FBi之有效直徑而言僅略微減小之方式設定，於圖15（B）之情形時，光源像LDb之直徑可以較光纖束12A（12B、12C）之入射端FBi之有效直徑而言僅略微增大之方式設定。
於光纖束12A（12B、12C）之入射端FBi內，於形成光源像LDb之範圍，亦即光束BMa（BMb、BMc）所照射之範圍存在之多數個光纖線之從各個入射端射入之光束BMa（BMb、BMc）係如圖9或圖11中所說明，從形成於位於射出側之光纖束FGn之射出端FBo上的光纖線之各個射出端之點光SPa、SPb、SPc，成為將入射側之數值孔徑（最大數值孔徑NAα～最小數值孔徑NAβ之範圍之值）加以保持之狀態之照明光束BSa、BSb、BSc而射出。
於藉由圖4所示之3個倍率可變部8A、8B、8C之各個，將投射於入射側之光纖束12A、12B、12C之各入射端FBi上的各光束BMa、BMb、BMc之數值孔徑（發散角）設為相同之情形時，從射出側之光纖束FGn之射出端FBo中射出之3個照明光束BSa、BSb、BSc各自之數值孔徑（與圖11所示之角度θbo相當）成為相同之值。然而，若藉由倍率可變部8A、8B、8C之各個，使入射側之各光束BMa、BMb、BMc之數值孔徑（發散角）不同，亦可使從射出端FBo射出之3個照明光束BSa、BSb、BSc各自之數值孔徑不同。根據圖16，對此進行說明。
圖16係示意性表示對圖9所示之光纖束之入射側之光纖束12A、12B、12C射入之光束BMa、BMb、BMc之狀態、以及從射出側之光纖束FGn（FG1～FG6）中射出之照明光束BSa、BSb、BSc之狀態的圖。圖16中，將投射於光纖束12A之入射端FBi上的光束BMa之數值孔徑（廣角）設為NAia，將投射於光纖束12B之入射端FBi上的光束BMb之數值孔徑（廣角）設為NAib，且將投射於光纖束12C之入射端FBi上的光束BMc之數值孔徑（廣角）設為NAic，從而設定為NAia＞NAib＞NAic之關係。於此情形時，從形成於射出側之光纖束FG1之射出端FBo上的多數個點光SPa之各個發散而行進之照明光束BSa成為數值孔徑NAia，從多數個點光SPb之各個發散而行進之照明光束BSb成為數值孔徑NAib，從多數個點光SPc之各個發散而行進之照明光束BSc成為數值孔徑NAic。從其他光纖束FG2～FG6之各自之射出端FBo中亦同樣，數值孔徑不同之照明光束BSa、BSb、BSc同時射出。
圖17係為了對從光纖束FGn之射出端FBo發散而行進之照明光束BSa、BSb、BSc之於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上之照射分布之差異進行說明，而從X方向（掃描移動方向）來看從射出端FBo至複眼透鏡系統FEn之入射面poi為止之光路的示意圖，正交座標系XYZ係設定為與圖11（B）相同。圖17中，從形成於光纖束FGn之射出端FBo（與光瞳面相當）上的多數個點光SPa之各個發散而行進之照明光束BSa係藉由電容器透鏡系統CPn而轉換為大致平行之光束，於複眼透鏡系統FEn之入射面poi內之以光軸AX1為中心之圓形之區域CFa中重疊而照射。同樣，從多數個點光SPb之各個發散而行進之照明光束BSb係藉由電容器透鏡系統CPn而轉換為大致平行之光束，於複眼透鏡系統FEn之入射面poi內之以光軸AX1為中心之圓形之區域CFb中重疊而照射，從多數個點光SPc之各個發散而行進之照明光束BSc係藉由電容器透鏡系統CPn而轉換為大致平行之光束，於複眼透鏡系統FEn之入射面poi內之以光軸AX1為中心之圓形之區域CFc中重疊而照射。
由於為光纖束FGn之射出端FBo配置於電容器透鏡系統CPn之前側焦點之位置（光瞳面）上，且複眼透鏡系統FEn之入射面poi配置於電容器透鏡系統CPn之後側焦點之位置上的柯勒照明方式，故而不論多數個點光SPa、SPb、SPc之各個位於射出端FBo上之何處，來自點光SPa之照明光束BSa均照射至圓形區域CFa內之整體，來自點光SPb之照明光束BSb照射至圓形區域CFb內之整體，且來自點光SPc之照明光束BSc照射至圓形區域CFc內之整體。
圖18係於XY面內來看分布於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上的圖17中之圓形區域CFa、CFb、CFc之狀態的圖，正交座標系XYZ係設定為與圖17相同。由於照明光束BSa、BSb、BSc之數值孔徑（發散角）NAia、NAib、NAic成為NAia＞NAib＞NAic之關係，故而如圖18般，若將以光軸AX2為中心之區域CFa之半徑設為Ria，將區域CFb之半徑設為Rib，且將區域CFc之半徑設為Ric，則成為Ria＞Rib＞Ric之關係。進而，於半徑為Ric之區域CFc內，3個照明光束BSa、BSb、BSc全部重疊而分布，於區域CFb內之從半徑Ric至半徑Rib之間之環帶狀區域內，2個照明光束BSa、BSb重疊而分布，於區域CFa內之從半徑Rib至半徑Ria之間之環帶狀區域內，僅分布照明光束BSa。此外，圖18中以虛線表示之圓形區域CCA表示照明σ值成為1.0（NAi＝NAp）之邊界範圍，照明光束BSa、BSb、BSc各自之數值孔徑NAia、NAib、NAic之最大值係設定為與區域CCA之半徑對應之數值孔徑以下。進而，與圖18所示之3個半徑Ria、Rib、Ric中之最大半徑Ria相應地，於Y方向及X方向上分別從光軸AX2離開之位置係與上述圖14（A）、圖14（B）中所說明之距離ΔHy、ΔHx對應。
如以上所述，藉由圖4、圖15所示之倍率可變部（數值孔徑可變部）8A、8B、8C之各自之調整，可將於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上分布為圓形之3個照明光束BSa、BSb、BSc之各自之區域CFa、CFb、CFc之半徑Ria、Rib、Ric自由調整，使形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上之無數個點光SPa'、SPb'、SPc'，具有與從光軸AX2起之半徑方向之距離相應之強度分布。
圖19（A）及圖19（B）係表示與圖18所示之照明光束BSa、BSb、BSc各自之區域CFa、CFb、CFc相對應，而形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi（照明光瞳面）上之無數個點光SPa'、SPb'、SPc'之強度分布（光源像）之一例。圖19（A）係從X方向（掃描移動方向）來看複眼透鏡系統FEn之圖，圖19（B）係從Y方向（步進移動方向）來看複眼透鏡系統FEn之圖。形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上之無數個點光SPa'係於入射面poi上之與照明光束BSa所照射之圓形區域CFa（半徑為Ria）對應之部分上產生，形成於射出面epi上之無數個點光SPb'係於入射面poi上之與照明光束BSb所照射之圓形區域CFb（半徑為Rib）對應之部分上產生，形成於射出面epi上之無數個點光SPc'係於入射面poi上之與照明光束BSc所照射之圓形區域CFc（半徑為Ric）對應之部分上產生。
於3個照明光束BSa、BSb、BSc各自之波長特性相同之情形時，例如於將安裝於圖3、圖4所示之波長選擇部6A、6B、6C之各個之干涉濾光器均設為圖6所示之i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa之情形時，於複眼透鏡系統FEn之射出面epi（照明系統之光瞳面）之與半徑為Ric之圓形區域CFc對應之部分，具有圖6所示之i射線（窄）之光譜分布的3個點光SPa'、SPb'、SPc'全部重疊地形成。又，於射出面epi（照明系統之光瞳面）之與從半徑Ric至半徑Rib之環帶狀區域對應之部分，形成具有i射線（窄）之光譜分布之2個點光SPa'、SPb'，且於射出面epi（照明系統之光瞳面）之與從半徑Rib至半徑Ria之環帶狀區域對應之部分，僅形成具有i射線（窄）之光譜分布之1個點光SPa'。此外，形成於圖19（A）、圖19（B）所示之複眼透鏡系統FEn之射出面epi（照明系統之光瞳面）上之多數個點光（點光源像）SPa'、SPb'、SPc'於圖18之圓形區域CCA內並不均等地分布，其原因在於，為了進行倍率可變部（數值孔徑可變部）8A、8B、8C之功能說明，而將射入至光纖束12A、12B、12C之各個之光束BMa、BMb、BMc之數值孔徑NAia、NAib、NAic有意地設為NAia＞NAib＞NAic之關係。通常之圖案曝光中，光束BMa、BMb、BMc之數值孔徑NAia、NAib、NAic設定為NAia＝NAib＝NAic之關係。
如圖19（A）、圖19（B）所示，於使多數個點光（點光源像）SPa'、SPb'、SPc'分布於複眼透鏡系統FEn之射出面epi（照明系統之光瞳面）上，且將成為點光SPa'、SPb'、SPc'各自之源的光束BMa、BMb、BMc（照明光束BSa、BSb、BSc）之波長特性設為相同之情形時，照射於光罩基板M之照明區域IAn中之照明光係如圖20所示，具有根據數值孔徑而照度不同之特性。圖20係示意性表示對照明區域IAn上之點OP照射之照明光束Irn之配向特性（發散角之特性），由於為遠心之照明條件（柯勒照明），故而通過點OP之照明光束Irn之主光線Lpi成為與照明區域IAn之面（光罩基板M之圖案面）垂直。照明光束Irn係以與數值孔徑NAia對應之從主光線Lpi起之發散角θia成為最大數值孔徑之方式來配向。該發散角θia中之與數值孔徑NAic對應之發散角θic內，照明光束Irn之照度成為將3個照明光束BSa、BSb、BSc相加之強度，於從與數值孔徑NAib對應之發散角θib至發散角θic之間，照明光束Irn之照度成為將2個照明光束BSa、BSb相加之強度，而且於發散角θia至發散角θib之間，照明光束Irn之照度成為僅1個照明光束BSa之強度。即，照明光束Irn之整體之發散角（圖20中為θia）中，中心附近之發散角（圖20中為θic）之強度較高，可賦予隨著發散角增大而強度降低之分布。
補充說明，光罩基板M上之照明區域IAn（IA1～IA6）之各個與板P上之投影區域EAn（EA1～EA6）之各個成為共軛關係（成像關係），因此投射於投影區域EAn中之任意1點的曝光用成像光束（繞射光）具有與圖20相同之配向特性（發散角之特性）。
如上所述，藉由利用倍率可變部（數值孔徑可變部）8A、8B、8C，將對入射側之光纖束12A、12B、12C各自之入射端FBi所投射的光束BMa、BMb、BMc各自之數值孔徑（發散角）進行調整，可將投射於光罩基板M上之照明區域IAn中的照明光束Irn之整體之數值孔徑（圖20中為NAia）改變而變更照明σ值，或可在與照明光束Irn之整體之數值孔徑對應之發散角度之範圍內具有照度分布。進而，利用倍率可變部（數值孔徑可變部）8A、8B、8C，可使光束BMa、BMb、BMc各自之直徑相對於光纖束12A、12B、12C之入射端FBi之直徑而言增大或減小，因此亦可調整圖9或圖16所示之3個照明光束BSa、BSb、BSc各自之照度（點光SPa、SPb、SPc之各自之亮度）。
[波長選擇部6A、6B、6C之功能] 於上述圖3、圖4所示之波長選擇部6A、6B、6C各自之滑動機構FX中，例如，能夠以可交換之方式安裝如圖6～圖8分別所示之具有波長選擇特性之3種干涉濾光器SWa、SWb、SWc中之任一個來進行波長選擇。本實施方式中，可藉由於3個波長選擇部6A、6B、6C之各個安裝之干涉濾光器之組合方式，而根據光罩基板M上之應曝光之圖案之特質（特性），來調整對光罩基板M之照明區域IAn進行照射之照明光之波長特性。
圖21係將於3個波長選擇部6A、6B、6C之各個安裝之圖6之i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa、圖7之i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb、及圖8之i射線＋h射線-干涉濾光器SWc之組合例加以歸納之表。圖21之表中，左端之欄為稱呼3種干涉濾光器SWa、SWb、SWc之組合的代碼，右邊3行之波長光譜i射線（窄）、i射線（寬）、i射線＋h射線之欄中記載之○記號之數量表示產生該波長光譜之水銀燈之數量。此外，以下使用圖21之說明中，3個倍率可變部8A、8B、8C之各個係以對入射側之光纖束12A、12B、12C各自之入射端FBi所投射之光束BMa、BMb、BMc之各數值孔徑NAia、NAib、NAic成為相同值之方式設定。
圖21中，濾光器組合之代碼A0、A1、A2、A3、A4、T係於3個波長選擇部6A、6B、6C之任一者中必定安裝i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa之組合，濾光器組合之代碼B0、B1、B2係於3個波長選擇部6A、6B、6C之任一者中均不安裝i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa，而安裝i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb與i射線＋h射線-干涉濾光器SWc的組合，濾光器組合之代碼C0係於3個波長選擇部6A、6B、6C之全部中安裝i射線＋h射線-干涉濾光器SWc之組合。該等組合中，代碼A0由於在3個波長選擇部6A、6B、6C之全部中安裝i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa，故而光罩基板M上之照明區域IAn之照明光束Irn之光量係作為僅將由3個水銀燈2A、2B、2C之各個而來之i射線（窄）之光譜分布（參照圖6）之光量乘以約3倍而得之值來獲得，可於比較高之照度下進行高解析之圖案曝光。又，代碼A1係於3個波長選擇部6A、6B、6C中之2個中安裝i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa，且於其餘之1個中安裝i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb之情形，光罩基板M上之照明區域IAn之照明光束Irn之光量係將由3個水銀燈2A、2B、2C中之2根而來之i射線（窄）之光譜分布（參照圖6）之光量之約2倍，與由3個水銀燈2A、2B、2C中之1根而來之i射線（寬）之光譜分布（參照圖7）之光量相加而得，與代碼A0之組合相比，一面維持高解析之圖案曝光之性能，一面照明光束Irn之光量僅增加數%左右。
圖21中，組合代碼T意指於3個波長選擇部6A、6B、6C之各個安裝分別不同之干涉濾光器SWa、SWb、SWc，組合代碼B0意指於3個波長選擇部6A、6B、6C之全部中僅安裝i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb，而且組合代碼C0意指於3個波長選擇部6A、6B、6C之全部中僅安裝i射線＋h射線-干涉濾光器SWc。如由圖21之表所明示，不論為哪一種組合代碼，均於照射於照明區域IAn中之照明光束Irn中包含大致100%之由3個水銀燈2A、2B、2C之各個而來之i射線之明線成分。然而，根據干涉濾光器SWa、SWb、SWc之組合方式，例如可設為使i射線之明線成分與h射線之明線成分之強度比不同於水銀燈之本來之強度比（參照圖5）之光譜分布。
圖22係示意性表示根據圖21之表中之組合代碼B2而獲得之照明光束Irn之波長特性的圖表。組合代碼B2中，於3個波長選擇部6A、6B、6C中之1個中安裝i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb，且於其餘之2個波長選擇部之各個中安裝i射線＋h射線-干涉濾光器SWc。於此情形時，將圖8所示之i射線＋h射線之光譜分布乘以2倍而得之光量、與圖7所示之i射線（寬）之光譜分布之光量相加而得者成為照明光束Irn之波長光譜分布。因此，於組合代碼B2之情形時，i射線之明線成分之光量成為1根水銀燈之光量之3倍，h射線之明線成分之光量成為1根水銀燈光量之2倍，可變更照明光束Irn之波長光譜分布中之i射線之明線成分與h射線之明線成分之光量平衡，即，可根據來自水銀燈之光之光譜特性之傾向（參照圖5）而變更照明光束Irn之光譜特性。
關於以上之實施方式，補充說明，可成為如下之曝光方法：將由光源裝置（水銀放電燈2A、2B、2C）產生之包含明線波長（例如i射線、h射線、g射線）之光中，由波長選擇部（6A、6B、6C）所選擇之包含特定明線波長之光譜分布之光，利用照明光學系統（圖3）來對擔載電子元件用圖案之光罩基板M上之照明區域IAn（IA1～IA6）進行照射，利用將由光罩基板M（照明區域IAn）產生之曝光用光束（成像光束）射入之投影光學系統（部分投影光學系統PL1～PL6），而將圖案之像投影曝光於光感應性之基板（板P）上時，如圖21之組合代碼A1～A4、T、B0～B2般，藉由波長選擇部，從由光源裝置產生之光中抽出波長帶域不同之第1光譜分布之光（例如由i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa所選擇之光譜成分）及第2光譜分布之光（例如由i射線＋h射線-干涉濾光器SWc所選擇之光譜成分）之至少2個，並且為了利用照明光學系統對光罩基板M進行柯勒照明，而於照明光學系統內之光瞳面（複眼透鏡系統FEn之射出面epi）上，將因第1光譜分布之光而於二維範圍分布之第1光源像（例如圖13中之多數個點光源像SPa'之集合）、以及因第2光譜分布之光而於二維範圍分布之第2光源像（例如圖13中之多數個點光源像SPb'之集合）重疊地形成，藉此，如圖20中所說明，在與照射至光罩基板M上之照明光束Irn之最大數值孔徑對應之角度範圍（圖20中之入射角度θia）內，根據該角度而使波長與強度之平衡（波長強度特性）不同。
[波長選擇部與倍率可變部之協作] 以上之說明中，將由倍率可變部8A、8B、8C之各個所設定的投射於光纖束12A、12B、12C各自之入射端FBi上的光束BMa、BMb、BMc之各數值孔徑NAia、NAib、NAic設為相同值，但可藉由一面將光束BMa、BMb、BMc之各數值孔徑NAia、NAib、NAic設定為不同值，一面使安裝於波長選擇部6A、6B、6C中之干涉濾光器不同，如上述圖20所示，根據照明光束Irn之發散角（θia、θib、θic）來賦予照度差，並且可對波長特性賦予差異。例如，將圖20所示之數值孔徑NAia、NAib、NAic設定為NAia＝NAib＞NAic之關係（將圖18、圖19所示之半徑Rib設為與半徑Ria相等之關係），如圖21之組合代碼A2般，於波長選擇部6A、6B之各個安裝i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa，且於波長選擇部6C中安裝i射線＋h射線-干涉濾光器SWc。於該情形時，於圖19所示之複眼透鏡系統FEn之射出面epi上，遍及半徑為Ria（＝Rib）之圓形區域CFa內之整體，具有i射線（窄）之光譜分布（圖6）之無數個點光SPa'、SPb'同樣地排列，於半徑為Ric之圓形區域CFc內，進而，具有i射線＋h射線之光譜分布（圖8）之無數個點光SPc'同樣地排列。
因此，依據本實施方式，可使於成為第2照明光學系統ILn之照明光瞳面的複眼透鏡系統FEn之射出面epi上所形成之2次光源像（無數個點光SPa'、SPb'、SPc'之聚集像）之分布範圍內之波長特性，根據與光軸AX2之直徑方向之位置而變化。於此情形時，成為於圖20所示之對光罩基板M進行照明之照明光束Irn的從主光線Lpi起之發散角θic之範圍（數值孔徑NAic）內之光線中，包括包含i射線及h射線之兩者之明線波長的光譜，於發散角θic至發散角θia（＝θib）之間之環帶狀範圍（數值孔徑NAic～NAia）內之光線中，僅包含i射線（寬）之光譜。如上所述，若使形成於第2照明光學系統ILn之照明光瞳面上的2次光源像之波長特性於直徑方向上變化，則形成於光罩基板M上之圖案可抑制由半色調圖案或相位偏移圖案之情形時之圖案製造誤差等之影響所造成之投影像之品質下降。
通常，半色調圖案或相位偏移圖案係以於特定波長之照明光之照射下使用為前提，以該特定波長下之振幅透射率成為既定條件之方式，於光罩基板形成管理膜厚之位移層而製作。然而，於該膜厚產生誤差之情形、或者改變照明光之數值孔徑（照明σ值）之情形時，位移層之振幅透射率從所需條件產生變動（劣化），產生如無法按目標來獲得投影曝光之圖案像之對比度、無法獲得作為目標之微細度之成像性能之下降。本實施方式中，即便於使用如上所述之半色調圖案或相位偏移圖案之光罩基板之情形時，亦可使二維地形成於對光罩基板M進行照明之照明光學系統（第2照明光學系統ILn）之照明光瞳面上之光源像之波長特性（光譜）於直徑方向上不同，因此於位移層之膜厚產生誤差之情形、或改變照明光之數值孔徑（照明σ值）之情形時，亦可抑制由位移層之振幅透射率之變動（劣化）所造成之成像性能之下降。
[變形例1] 以上，於第1實施方式中，將3個水銀燈2A、2B、2C設為相同規格之超高壓水銀放電燈，主要將i射線之明線波長及h射線之明線波長用於圖案曝光，但亦可進而將g射線之明線波長用於圖案曝光。於此情形時，使用於包含i射線、h射線、g射線之3種明線之廣波長範圍內經色差修正之投影光學系統。此外，如日本特開2012-049332號公報中所揭示，對於搭載有將大凹面鏡與小凸面鏡加以組合之鏡面投射方式之投影光學系統的投影曝光裝置，亦可應用本實施方式之照明裝置（第1照明光學系統、第2照明光學系統ILn）。鏡面投射方式之投影光學系統由於不使用折射力強之透鏡元件，故而基本上不產生由照明光之波長之差異所引起之色差，可容易使用水銀燈之i射線、h射線、g射線之3種明線波長。又，雖將3個水銀燈2A、2B、2C設為相同規格之超高壓水銀放電燈，但就來自電弧放電部之光之波長特性而言，亦可將i射線、h射線、g射線各自之波峰強度之比率與圖5所示之比率不同之高壓水銀放電燈、與超高壓水銀放電燈進行組合，視情形，亦可將短電弧型之低壓水銀放電燈與超高壓水銀放電燈加以組合。從水銀燈2至入射側之光纖束12為止之第1照明光學系統之數量若為2以上即可，例如，於部分投影光學系統PLn之數量為6以上之情形時，為了確保照明光束Irn之照度，只要設置4個水銀燈2A～2D、4個第1照明光學系統、及4個入射側之光纖束12A～12D即可。
[變形例2] 安裝於上述圖3、圖4所示之波長選擇部6A、6B、6C中之干涉濾光器係設為具有圖6～圖8分別所示之波長特性之i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa、i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb、i射線＋h射線-干涉濾光器SWc之3種，但於投影光學系統（部分投影光學系統PLn）可使用至g射線之波長之情形時，可準備g射線-窄頻帶干涉濾光器或g射線-寬頻帶干涉濾光器、超寬頻帶域用i射線＋h射線＋g射線-干涉濾光器，安裝於滑動機構FX上。又，為了僅包含h射線之明線波長，亦可準備h射線-窄頻帶干涉濾光器或h射線-寬頻帶干涉濾光器。於準備僅包含h射線之明線波長之干涉濾光器之情形時，例如，將i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa或i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb之一者安裝於波長選擇部6A、6B之各個，且將h射線-窄頻帶干涉濾光器或h射線-寬頻帶干涉濾光器之一者安裝於波長選擇部6C上。而且，對倍率可變部8A、8B、8C之各個進行調整，將射入至光纖束12A之光束BMa（i射線）之數值孔徑NAia、與射入至光纖束12B之光束BMb（i射線）之數值孔徑NAib，以照明σ值成為大值（例如0.7以上）之方式設定為相同值，射入至光纖束12C之光束BMc（h射線）之數值孔徑NAic係以成為NAia＝NAib＞NAic之關係之方式設定。
於此情形時，於成為第2照明光學系統ILn之照明光瞳面的複眼透鏡系統FEn之射出面epi上形成之2次光源像（無數個點光SPa'、SPb'、SPc'之集合像）中，包含：在與數值孔徑NAia（＝NAib）對應之半徑為Ria（＝Rib）之區域CFa（＝CFb）內之整體中散布的僅包含i射線之明線波長之無數個點光SPa'、SPb'；以及僅在與數值孔徑NAic對應之半徑為Ric之區域CFc內散布的僅包含h射線之明線波長之無數個點光SPc'。因此，形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上之2次光源像係設定為如下之波長分布特性：與遍及半徑為Ria之區域CFa（與最大之數值孔徑NAia對應）之整體而以大致一定之強度分布之i射線之明線波長之光譜成分，並且包含僅分布於內側之半徑為Ric（＜Ria）之區域CFc內的h射線之明線波長之光譜成分。
又，於準備h射線-窄頻帶干涉濾光器或h射線-寬頻帶干涉濾光器之情形時，亦可藉由倍率可變部8A、8B、8C各自之調整，將形成於第2照明光學系統ILn之照明光瞳面上之2次光源像之波長分布特性設定為與上述相反。即，亦可將形成於第2照明光學系統ILn之照明光瞳面（射出面epi）上之2次光源像之半徑為Ria之區域CFa（與最大之數值孔徑NAia對應）之整體作為h射線之明線波長之光譜成分，且僅將內側之半徑為Ric（＜Ria）之區域CFc內作為i射線之明線波長之光譜成分。此外，干涉濾光器係將既定之波長寬度之光譜成分抽出之帶通濾光器，亦可將透射較截止波長更長之波長成分的低通濾光器、與透射較截止波長更短之波長成分的高通濾光器串聯地排列者，安裝於透鏡系統6A1、6A2之間。於該情形時，準備截止波長設定為350 nm～360 nm附近之低通濾光器、以及截止波長約為375 nm之第1高通濾光器及截止波長約為395 nm之第2高通濾光器，以可交換之方式設置第1高通濾光器及第2高通濾光器。藉此，低通濾光器與第1高通濾光器之組合中，抽出如圖6所示之i射線（窄）之光譜成分，於低通濾光器與第2高通濾光器之組合中，抽出如圖7所示之i射線（寬）之光譜成分。
[變形例3] 於顯示面板之基板或電子零件安裝用電路基板等元件之製造階段、或者安裝於蒸鍍裝置內而用以將被處理基板上之蒸鍍部分加以劃分之精細金屬光罩（所謂模板光罩）之製造階段等中，存在對以通常厚度（0.5～1.5 μm）之數倍～10倍左右之厚度塗佈於板P上之負型光阻劑層（光感應層）進行圖案曝光之情形。負型光阻劑與正型光阻劑相比，感光度小者較多，曝光用照明光束Irn所照射之部分具有對顯影液成為不溶解性而殘膜之特性。進而，負型光阻劑存在對曝光用照明光束Irn之波長之感度或吸收率具有大的差異之情形。圖23係表示於橫軸上表示照明光束Irn之波長（nm），且於縱軸上表示經標準化之吸收率（0～1）的負型光阻劑之光吸收特性之一例的圖表。於圖23之光阻劑之情形時，於波長320 nm附近存在吸收之波峰，具有於波長320 nm～450 nm之間，吸收率大致線形地減少之特性（吸收率之波長依存性），i射線之明線波長365 nm之吸收率成為約0.5，且h射線之明線波長405 nm之吸收率成為約0.15。該圖23之特性為一例，根據抗蝕劑之材料物質而大為不同。於具有如圖23之特性的負型光阻劑層之厚度為10 μm以上之情形時，若利用包含i射線之明線波長及h射線之明線波長之兩者的照明光束Irn來進行圖案曝光，則根據吸收率之波長依存性，i射線之明線波長之光於抗蝕劑層之表面部分被大量吸收，對抗蝕劑層之底側（板P側）未賦予充分之光量。與此相對，h射線之明線波長之光由於抗蝕劑層中之吸收少，故而對抗蝕劑層之底側（板P側）亦賦予充分之光量。
由於抗蝕劑層之厚度大、以及存在吸收率之波長依存性，故而若於波長選擇部6A、6B、6C之各個安裝圖8所示之i射線＋h射線-干涉濾光器SWc（選擇圖21之表中之組合代碼C0），將光罩基板M之圖案投影曝光於板P上，則可將顯影後殘膜之抗蝕劑層之圖案（抗蝕劑像）之邊緣部（側壁）設為與板P之表面不垂直而傾斜之狀態。圖24係示意性表示顯影後殘膜之抗蝕劑像之邊緣部（側壁）之傾斜的剖面圖。圖24中，於板P（此處於表面形成有鎳等金屬膜）之表面上，負型抗蝕劑層Luv係以厚度RT（10 μm以上）來形成，顯影後將抗蝕劑層Luv之未曝光部（非照射部）去除而於邊緣部Ewa、Ewb之間形成開口部HL。於製作精細金屬光罩之情形時，於該開口部HL中露出之板P上，藉由電鍍而堆積金屬層（鎳或銅等）。成為抗蝕劑層Luv之邊緣部Ewa、Ewb的側壁於此處形成為朝向開口部HL側而傾斜之狀態，即所謂倒錐狀。
如上所述，為了將成為抗蝕劑像之邊緣部Ewa、Ewb的側壁之傾斜量控制為所需之值，可藉由安裝於波長選擇部6A、6B、6C之各個之干涉濾光器之組合，來調整照明光束Irn中所包含之i射線之明線波長之光量（與圖6或圖7中之斜線部之面積相當）與h射線之明線波長之光量之平衡；或者可藉由倍率可變部8A、8B、8C之各個，來獨立地調整照明光束Irn中所包含之i射線之明線波長之照明光束之數值孔徑、及h射線之明線波長之照明光束之數值孔徑等。此外，對成為顯影後之抗蝕劑像之邊緣部Ewa、Ewb的側壁賦予所需之傾斜量，並不限定於負型光阻劑，對於正型光阻劑亦同樣可進行。
於將抗蝕劑層Luv作為精細金屬光罩製造時或配線層之形成時之鍍敷步驟中的掩蔽層之情形時，亦可利用由東京應化工業股份有限公司作為鍍敷用光阻劑來銷售之商品名PMER P-CS系列、PMER P-LA系列、PMER P-HA系列、PMER P-CE系列、或者萘醌型或化學增幅型PMER P-WE系列、PMER P-CY系列之光阻劑、商品名PMER-N-HC600PY之負型光阻劑等。此外，亦可利用由山榮化學股份有限公司所銷售之商品名為SPR-558C-1、SPR-530CMT-A之鍍敷用抗蝕劑。又，亦可將於圖案曝光時之照明光束Irn之波長區域中具有適當之光吸收率，以紫外線硬化型單體・寡聚物（環氧丙烯酸酯、丙烯酸胺基甲酸酯、聚酯丙烯酸酯）、光聚合起始劑、光增感劑、添加劑等作為組成的紫外線硬化型樹脂設為光感應層來作為抗蝕劑層Luv。
[變形例4] 於僅使用i射線-窄頻帶干涉濾光器或i射線-寬頻帶干涉濾光器，且將曝光用照明光束Irn設為僅包含i射線之明線波長之光的情形時，可進行圖案曝光時之高解析化，但隨著高解析化（照明光束之短波長化），焦點深度（DOF：Depth of Focus）亦減少。因此，為了於高解析之狀態下抑制DOF之減少，亦存在如將形成於照明光學系統之照明光瞳面上之光源像（2次光源像）之形狀設為環帶狀、設為於照明光瞳面內之以光軸為中心之點對稱之位置（區域）上偏在之4極狀之情形。於該情形時，於複眼透鏡系統FEn之射出面epi之位置或者其附近之位置，設置形成有環帶狀、或者4極狀之透光部之光闌板（照明開口光闌）。
圖25（A）與圖25（B）分別為示意性表示形成有環帶狀透光部之光闌板APa、及形成有4極狀透光部之光闌板APb之XY面內之形狀的圖，正交座標系XYZ係與上述圖18相符。光闌板APa係將蒸鍍於石英之平行平板之表面上之鉻等遮光層藉由蝕刻而去除為環帶狀，如圖25（A）般形成有環帶狀透光部TPa。光闌板APb亦同樣地，將石英之平行平板之表面之遮光層藉由蝕刻而去除為4極狀，如圖25（B）般，於以光軸AX2為原點之XY座標之4個象限之各個形成有扇形透光部TPb。此外，光闌板APb亦可僅設為使於X方向及Y方向上延伸之遮光帶於光軸AX2之位置上十字狀地交叉之遮光部。
[變形例5] 於上述圖4所示之第1照明光學系統中所包含之波長選擇部6A（6B、6C）上，設置有：透鏡系統（準直透鏡）6A1，其將從橢圓鏡4A（4B、4C）之第2焦點之位置PS1發散而行進之光束BM射入，來轉換為大致平行之光束；以及透鏡系統6A2，其將大致平行之光束收斂於焦點位置PS2上。於透鏡系統6A1、6A2之間之光路中安裝有干涉濾光器SWa、SWb、SWc等中之任一個，但亦可合併設置如圖25（A）般之環帶狀光闌板。圖26係表示於第1照明光學系統之波長選擇部6A上配置有環帶狀光闌板APa'之狀態的圖，對與圖4所示之構件相同者標註相同符號。
圖26中，環帶狀光闌板APa'係將以下之層形成於石英之平板上而構成：底部附近遮光層，其將與藉由透鏡系統6A1而大致成為平行光束之光束BM之最大直徑對應而規定的外輪直徑之外側遮蔽；以及圓形之中央遮光層，其將以光軸AX1為中心之內輪直徑之內側遮蔽。光闌板APa'係與干涉濾光器SWa（或者SWb、SWc等）同樣，安裝於滑動機構FX上，設置為可於光路中插拔。從環帶狀光闌板APa'之環帶狀透光部TPa中透射之照明光束BMa藉由透鏡系統6A2而收斂於焦點位置PS2上後，再次發散而朝向後段之倍率可變部8A。光闌板APa'之外輪直徑係規定照明光束BMa之最大數值孔徑NAd1，光闌板APa'之內輪直徑係規定在照明光束BMa之剖面內，於圓形中強度分布成為零之中空範圍之數值孔徑NAd2。
由光闌板APa'來設為環帶狀之強度分布的照明光束BMa係藉由後段之倍率可變部8A，而調整射入至光纖束12A之入射端FBi時之整體之數值孔徑，但對光纖束12A之入射端FBi之各個光纖線所射入之光束成為保持最大數值孔徑NAd1與中空範圍之數值孔徑NAd2之比率者。如上述圖16所說明，各個光纖線係於保存入射光之數值孔徑（發散角）之狀態下進行光傳輸，因此從射出側之光纖束FGn之各自之射出端FBo中射出之光束BSa之數值孔徑成為與從光纖束12A之入射端FBi中射入之光束BMa之數值孔徑相同。因此，於本變形例之情形時，從光纖束FGn之各自之射出端FBo中射出之光束BSa（由形成於射出端FBo上之點光SPa而來之發散光束）具有保持最大數值孔徑NAd1與中空範圍之數值孔徑NAd2之比率的環帶狀分布。從形成於光纖束FGn之各自之射出端FBo上之多數個點光SPa之各個發散而行進之照明光束BSa係如上述圖17所說明，於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上重疊，但由於照明光束BSa自身具有環帶狀之強度分布，故而於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上，以維持最大數值孔徑NAd1與中空範圍之數值孔徑NAd2之比率（環帶比）之狀態的環帶狀分布來重疊。同樣，於其他波長選擇部6B、6C之光路中，亦以可插拔之方式設置環帶狀光闌板APa'。
如以上所述，本變形例中，可將於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上重疊而照射之照明光束BSa、BSb、BSc中之至少1個，設為具有以光軸AX2為中心之所需環帶比之環帶狀強度分布。因此，藉由倍率可變部8A、8B、8C之調整，形成於複眼透鏡系統FEn之射出面epi上之無數個點光SPa'、SPb'、SPc'中，例如點光SPa'及SPb'可分布於圖18或圖19所示之半徑為Ric之區域CFc之外側之環帶狀範圍內，點光SPc'可分布於圖18或圖19所示之半徑為Ric之區域CFc內。此時，藉由適當選定於波長選擇部6A、6B、6C之各個安裝之干涉濾光器之組合，例如，可使分布於半徑為Ric之區域CFc之外側之環帶狀範圍內的點光SPa'及SPb'具有i射線（窄）之光譜，且可使分布於半徑為Ric之區域CFc內之點光SPc'具有h射線（窄）之光譜。即，可將形成於第2照明光學系統ILn之照明光瞳面（複眼透鏡系統FEn之射出面epi）上之光源像之波長特性，根據從光軸AX2起之距離（與數值孔徑對應）而改變為完全不同之波長。
此外，如圖26所示，環帶狀光闌板APa'設置於波長選擇部6A（6B、6C）內之光路中，但亦可設置於倍率可變部8A（8B、8C）內之光路中。進而，亦可安裝與如圖25（B）所示之4極狀光闌板APb同樣之光闌板APb'，來代替圖26中之環帶狀光闌板APa'。於該情形時，照射於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上之照明光束BSa（或者BSb、BSc）係如圖25（B）之透光部TPb般重疊於4處扇狀之區域。又，本變形例中，由於照射於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上之照明光束BSa（或者BSb、BSc）與包含光軸AX2之通常之圓形、不包含光軸AX2之環帶狀、或者4極狀之區域重疊，故而若與僅利用如上述圖25（A）、圖25（B）所示之光闌板APa、APb來遮蔽2次光源像（點光SPa'、SPb'、SPc'）之一部分的情形相比，亦具有將照明光量之損失抑制為小之優點。
[第2實施方式] 圖27係表示依據第2實施方式之曝光裝置之概略性整體構成的圖，正交座標系XYZ之Z軸設定為重力方向。如圖27般之曝光裝置之詳細構成例如揭示於國際公開第2013/094286號小冊子、國際公開第2014/073535號小冊子中，因此簡單進行以下裝置構成之說明。圖27之曝光裝置係為了對可撓之長條片狀基板FS掃描曝光光罩之圖案，而從與Y軸平行設定之中心線CC1起以一定之半徑來彎曲為圓筒面狀，且於在Y方向上具有既定長度（與片狀基板FS之Y方向之寬度對應之長度）之外周面上形成反射型之圖案，從而安裝繞中心線CC1旋轉之圓筒光罩DMM。進而，圖27之曝光裝置中，設有具有從與Y軸平行之中心線CC2起以一定之半徑來彎曲為圓筒面狀之外周面，且於該外周面上，在長條方向上密接支持片狀基板FS，繞中心線CC2旋轉之轉筒DR。於在Z方向上隔開之圓筒光罩DMM與轉筒DR之間設置具有與上述圖2所示之構成大致相同之構成的奇數號之等倍成像之部分投影光學系統PL1（以及未圖示之部分投影光學系統PL3、PL5……）、以及偶數號之等倍成像之部分投影光學系統PL2（以及未圖示之部分投影光學系統PL4、PL6……）。
而且，於圓筒光罩DMM之外周面與奇數號之部分投影光學系統PL1、PL3、PL5……之各個之間，設置落射照明用之偏光分光鏡PBSa。於各偏光分光鏡PBSa之圓筒光罩DMM側之面安裝有1/4波長板（或膜體）。於圓筒光罩DMM之外周面上設定Y方向上細長之長方形照明區域IAn之各個，由具有與上述圖10所示之第2照明光學系統ILn大致相同之構成的奇數號之第2照明光學系統IL1、IL3、IL5……與偶數號之第2照明光學系統IL2、IL4、IL6……之各個而來之曝光用照明光束，透過偏光分光鏡PBSa、PBSb而投射。偏光分光鏡PBSa、PBSb（以及1/4波長板）根據偏光狀態，將朝向圓筒光罩DMM之照明區域IAn之照明光束、與照明區域IAn內出現之來自光罩圖案之反射光束分離，但為此，必須預先使投射於偏光分光鏡PBSa、PBSb上之照明光束成為直線偏光。因此，於第2照明光學系統ILn之照明光路中之適當位置，例如從圖10所示之射出側之光纖束FGn至第2電容器透鏡系統CPn之間之位置，或者圖4所示之第1照明光學系統之波長選擇部6A、6B、6C內或倍率可變部8A、8B、8C之前後之位置上，設置偏光板。
若將包含圓筒光罩DMM之中心線CC1及轉筒DR之中心線CC2且與YZ面平行之面設為中心面CCp，則當於XZ面內（圖27之紙面內）來看時，奇數號之部分投影光學系統PL1、PL3、PL5……與奇數號之第2照明光學系統IL1、IL3、IL5……之套組，以及偶數號之部分投影光學系統PL2、PL4、PL6……與偶數號之第2照明光學系統IL2、IL4、IL6……之套組，係相對於中心面CCp而對稱配置。又，將由圓筒光罩DMM上之照明區域IAn之各個所產生之圖案之反射光束射入的部分投影光學系統PLn之各自之圓筒光罩DMM側之主光線，係以其延長線朝向中心線CC1之方式設定；於部分投影光學系統PLn之各自之轉筒DR側，對設定於片狀基板FS上之投影區域EAn之各個投射之成像光束之主光線，係以其延長線朝向中心線CC2之方式設定。
本實施方式中，由於部分投影光學系統PLn之投影倍率為等倍（1：1），故而將圓筒光罩DMM之外周面（圖案形成面）之從中心線CC1起之半徑、與轉筒DR之外周面之從中心線CC2起之半徑（嚴格而言為加上片狀基板FS之厚度的半徑）設為相等，使圓筒光罩DMM與轉筒DR以同一旋轉速度來旋轉，使從於圓筒光罩DMM上由高反射部及低反射部所形成之元件用圖案而來之反射光束於片狀基板FS上掃描曝光。此時，於圓筒光罩DMM之圖案形成面上，形成由單層或複數層所形成之膜體，其對於來自第2照明光學系統ILn之照明光束，高反射部具有儘可能高之反射率，且低反射部具有儘可能低之反射率（理想而言，反射率為零）。作為反射型之光罩圖案之製作方法之一例，有如下方法：將曝光用照明光束之波長光譜中成為高反射率（例如80%以上，較理想為90%以下）之第1膜體（金屬薄膜等），蒸鍍於圓筒光罩DMM之圖案形成面之整個面上後，將曝光用照明光束之波長光譜中成為低反射率（例如10%以上，較理想為5%以下）之第2膜體（金屬薄膜或介電體多層膜等）積層於第1膜體之表面，藉由利用光微影法等之圖案化，第2膜體中之成為低反射部之部分殘留，作為高反射部之部分藉由蝕刻而去除，使基底之第1膜體露出。此外，與該方法相反，亦可為如下方法：將成為低反射率之第2膜體最初蒸鍍於圓筒光罩DMM之圖案形成面之整個面上後，於該第2膜體之表面上積層成為高反射率之第1膜體，保留第1膜體中之成為高反射部之部分，藉由蝕刻而去除作為低反射部之部分，使基底之第2膜體露出。
又，與透射型光罩基板中所採用之半色調方式或相位偏移方式同樣地，於反射型圖案之情形時，亦可設為反射型位移圖案，其於積層於圖案形成面上之反射膜之表面，形成與照明光束之波長對應之微細階差，設為於階差之上表面及下表面上所產生之反射光彼此之振幅強度相互抵消之相位差。於此情形時，於圓筒光罩DMM之圖案形成面之整個面上一樣地形成高反射率之膜體，於該膜體之表面上使反射光減少之圖案部分，形成由對反射光賦予180度之相位差（使振幅反射率為零）之微細階差所構成之繞射光柵狀或者方格棋狀之凹凸圖案。於設為對反射光賦予180度以外之相位差之階差構造之情形時，由於振幅反射率成為零以外之有限值，故而亦可獲得中間之反射率。
於使用如以上所述之反射型光罩之曝光裝置中，伴隨光罩（圓筒光罩DMM）之交換，存在反射型圖案之反射率產生不均之情況。尤其於反射型位移圖案中，由於形成於膜體之表面的微細之階差之製造誤差，而引起欲使反射光之強度實質上為零之圖案部分之反射率不充分減小之現象。又，即便於單純由高反射部及低反射部所構成之反射型圖案之情形時，若如圖27般形成於圓筒光罩DMM之外周面，圖案面向圓筒光罩DMM之圓周方向彎曲，因此根據照明區域IAn內之圓周方向之位置，照明光束之主光線之入射角度輕微變化，亦存在照明區域IAn內之反射率產生差異之可能性。
因此，本實施方式中，如上述第1實施方式或其變形例中所說明，將安裝於波長選擇部6A、6B、6C之各個之干涉濾光器之組合加以變更，或藉由倍率可變部8A、8B、8C各自之調整而將投射於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上之照明光束BSa、BSb、BSc各自之直徑（數值孔徑）加以變更，或者使投射於複眼透鏡系統FEn之入射面poi上之照明光束BSa、BSb、BSc之各自之區域（形狀）變化，藉此，可減輕由反射型圖案之製造誤差所引起之反射率之不均或由於彎曲之圖案面而可能產生之反射率之不均。尤其如圖20或圖26中所說明，於投射於照明區域IAn中之照明光束Irn之最大之發散角（最大數值孔徑）之範圍內，可調整每個波長之強度分布或數值孔徑，因此即便於反射型之光罩圖案中產生反射率之變動或不均之情形時，亦具有可容易進行其修正之優點。
[i射線-寬頻帶干涉濾光器] 如上述圖6所示，通常之i射線用干涉濾光器SWa係設定為以i射線之明線波長為中心，以儘量窄之帶寬（例如±10 nm寬度以下）抽出（透射）i射線光譜。與此相對，i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb係設定為僅包含i射線之明線波長，以儘量寬之帶寬抽出（透射）i射線光譜。i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb之帶寬係依存於上述各實施方式中所說明之反射折射方式之部分投影光學系統PLn（以下，亦僅稱為投影光學系統）之色差特性而設定。圖28表示利用較測量圖5之波長特性之分光器而言波長解析度更高之分光器，來測量上述圖5所示之由超高壓水銀放電燈之電弧放電部所產生之光之波長特性而獲得之詳細分光特性。由超高壓水銀放電燈之水銀所引起之主要明線為波長435.835 nm之g射線、波長404.656 nm之h射線、波長365.015 nm之i射線、波長312.566 nm之j射線，但藉由燈內之其他物質，於i射線之明線波長與j射線之明線波長之間亦產生明線Sxw（波長為約330 nm）。
另一方面，作為反射折射方式之投影光學系統PLn，於主要對i射線之明線波長進行色差修正之投影光學系統之情形時，其色差特性例如成為如圖29所示之傾向。圖29係於橫軸上取波長，且於縱軸上取色差量（倍率色差、或者軸上色差）之色差特性之圖表。於對i射線之明線波長進行色差修正之情形時，構成投影光學系統之透鏡元件係由分散或折射率不同之2種以上之玻璃材料來製作，以於i射線之明線波長中色差量實質成為零之方式進行光學設計。然而，色差特性於相對於i射線之明線波長而言長之波長區域側及短之波長區域側，產生大的色差量。因此，就該色差特性而言，設定如下之波長寬度ΔWi：作為色差量而成為所容許之容許量ΔCAi以內，並且不包含i射線以外之其他明顯之明線波長。如圖28所示，於i射線之明線波長之短波長側之旁邊存在明線Sxw，且於長波長側之旁邊存在h射線，但於波長340 nm～400 nm之間無明顯之明線。因此，i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb係設為於波長為約350 nm～約390 nm之間，透射率成為90%以上之特性。即，i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb設為如下之波長選擇特性（透射特性）：不包含i射線之明線波長之短波長側及長波長側之各個中出現之強烈明線之波峰狀光譜成分，將i射線之明線波長之光譜波峰及分布於其底部附近之低亮度之光譜成分抽出（透射）。此外，於使用對其他明線波長（h射線或g射線）進行色差修正之投影光學系統之情形時，或多或少具有如圖29所示之色差特性，因此可以同樣之方式來製作h射線-寬頻帶干涉濾光器或g射線-寬頻帶干涉濾光器。
[其他變形例] 如圖4、圖15所示，為了對投射至入射側之光纖束12A、12B、12C各自之入射端FBi上的照明光束BMa、BMb、BMc各自之最大發散角（最大數值孔徑）進行控制，而設置具有可調整光軸AX1之方向之位置的2組透鏡系統8A1、8A2的倍率可變部8A、8B、8C，但亦可設為將透鏡系統8A1、8A2中之至少一者與其他透鏡系統交換而固定地切換倍率（數值孔徑）之方式。又，於上述之前組之透鏡系統8A1與後組之透鏡系統8A2之間，如美國專利第5,719,704號說明書所揭示，亦可設置2個圓錐狀之稜鏡狀光學構件（旋轉三稜鏡光學系統）。此時，於進行通常照明之情形時，使該2個圓錐狀之稜鏡狀光學構件於光軸AX1方向上密接，於進行環帶照明之情形時，亦可調整該2個圓錐狀之稜鏡狀光學構件之光軸AX1方向之間隔，而將於透鏡系統8A1與透鏡系統8A2之間通過之照明光束BMa之剖面形狀設為大小可變之環帶狀。於此情形時，不需要如使用上述圖26來說明之變形例5般，於照明光束之光路中配置環帶狀光闌板APa'，因此可進而改善進行環帶照明之情形時之照明光之利用效率。
又，上述各實施方式或變形例中，使用複眼透鏡系統FEn作為光學積分器，但亦可代替其而使用微透鏡陣列、或者棒狀積分器等。進而，於上述各實施方式中，使用水銀燈（超高壓水銀放電燈）2A、2B、2C作為光源裝置，但亦可使用其他任意之放電類型之燈。又，作為光源裝置，亦可使用：發光二極體（LED）、固體雷射、氣體雷射、或者半導體雷射等雷射光源；或者將種光之雷射光增幅而由波長轉換元件來產生種光之諧波（紫外波長區域）的雷射光源。
進而補充說明，作為產生種光之諧波的雷射光源，例如作為如日本特開2001-085771號公報中所揭示之光纖放大器雷射光源，可利用中心波長355 nm之脈衝雷射光來作為照明光束。於該情形時，組裝入光纖放大器雷射光源等中之諧波發生用波長轉換元件係作為與干涉濾光器SWa、SWb、SWc相同之波長選擇部（波長選擇元件）而發揮功能。又，作為光源裝置，亦可將水銀放電燈（超高壓水銀放電燈）與雷射光源併用。例如，亦可將來自水銀放電燈之光中，包含由i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa、或者i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb所抽出之i射線（中心波長365 nm）的光譜成分之光，與從光纖放大器雷射光源射出之中心波長355 nm之脈衝雷射光併用。
於使用如上所述之雷射光源之情形時，為了將照明光束之發散角（數值孔徑）設定為大，作為一例，亦可於從雷射光源中作為平行光束而射出之雷射束之光路上，配置由石英等玻璃材料所形成之波帶片繞射光柵，其形成有於直徑方向而間距逐漸減小之微細同心圓狀（波帶片狀）之相位型之凹凸。波帶片繞射光柵之最小間距係根據投射於光纖束12A、12B、12C之各自之入射端FBi上的照明光束BMa、BMb、BMc之各自之所需發散角（數值孔徑）設定。
上述各實施方式中，曝光裝置係以具有複數個部分投影光學系統PLn之多透鏡方式之掃描型曝光裝置為例進行說明，但亦可為於使光罩基板M及板P靜止之狀態下，對光罩基板M之圖案進行曝光，使板P依序步進移動之步進重複型之曝光裝置。照明裝置之光源並不限定於3個水銀燈或3個雷射光源，亦可具備1個、2個、或者4個以上之光源。又，上述實施方式中，使用具有6個射出端FBo之6根光纖束FGn，但於由1個第2照明光學系統ILn且1個投影光學系統PLn所構成之曝光裝置之情形時，光纖束FGn亦可為1個。
進而，於將由1個光源（水銀燈2A等）及1個第1照明光學系統（包含波長選擇部6A及倍率可變部8A）來製作之照明光束BMa，透過1個第2照明光學系統IL1而投射於光罩基板M上，且將光罩基板M之圖案透過1個部分投影光學系統PL1而投影曝光於板P上之情形時，亦可不設置光纖束12A～12C、FGn，而將來自倍率可變部8A之照明光束BMa，直接透過第2照明光學系統IL1之第1電容器透鏡系統CF1而射入至複眼透鏡系統FE1中。
依據以上所說明之第1實施方式或其變形例、或者第2實施方式，以從由至少2個第1光源及第2光源（水銀燈2A～2C中之2個）之各自所發出之光束BM中，抽出既定之波長寬度之光譜分布之方式，設置：第1波長選擇部及第2波長選擇部（6A～6C中之2個），其與第1光源及第2光源之各個對應而設置；如下機構（滑動機構FX、或安裝機構），其以可交換之方式，將設置於第1波長選擇部及第2波長選擇部之各個且用以變更所抽出之波長區域或者波長寬度等光譜分布之波長選擇元件（干涉濾光器SWa、SWb、SWc等）配置於光路中；以及光合成構件（光纖束FGn），其用以將由第1波長選擇部所抽出之第1照明光束及由第2波長選擇部所抽出之第2照明光束之各個，於利用數值孔徑可變部（8A～8C中之2個）而各別設定之數值孔徑之狀態下進行光合成，於包含光學積分器之照明光學系統之照明光瞳面上形成2次光源像。因此，可根據光罩基板上之圖案之種別（二元光罩、相位偏移光罩、半色調光罩等）之差異、應曝光之圖案之微細度、對顯影後之抗蝕劑層之邊緣部賦予之錐傾斜量、或者反射型之光罩圖案之情形時之反射率之變動或不均等各種條件（曝光配方），於2次光源像之分布內賦予不同之波長分布特性（每個光譜之強度根據照明光瞳面內之位置而不同之特性），或以與對光罩基板之照明光束之最大數值孔徑對應之發散角而使波長分布不同。進而，亦可藉由改變（切換）照明光瞳面上之波長分布，來控制（抑制）投影光學系統自身之照射變動（投影倍率變動、焦點變動、像差變動等），其係由從將光罩基板之圖案進行投影曝光之投影光學系統（部分投影光學系統PLn）中通過之成像光束之能量而產生。
以下，參照圖30，對來自水銀放電燈之光之波長特性（分光特性）進行補充。各實施方式或變形例中，主要使用短電弧型之超高壓水銀放電燈（2A、2B、2C），但作為電子元件用圖案曝光裝置之光源，亦使用放電管（發光管）內之水銀蒸氣壓達到約105 Pa～106 Pa左右之高壓水銀放電燈。通常，超高壓水銀放電燈藉由將放電管內之水銀蒸氣壓提高至約106 Pa～數107 Pa左右，而使適合於光微影之明線波長之i射線、h射線、g射線之各光譜寬度與高壓水銀放電燈相比略微擴展，或使i射線、h射線、g射線之各波峰強度之相對平衡與高壓水銀放電燈不同。於水銀放電燈之放電管內，例如，如日本特開2009-193768號公報中所揭示，除了點亮時之水銀蒸氣壓達到150氣壓～300氣壓之水銀（0.15 mg/mm3 以上）以外，還以約13 kPa之氬氣（稀有氣體）與水銀或其他金屬之化合物之形態而封入碘、溴、氯等鹵素。進而，來自超高壓水銀放電燈之光中，與高壓水銀放電燈相比，於各明線波長i射線、g射線、h射線之間之波長帶中，亦相對於明線波長之光強度之峰值而存在相對而言為數%、或者10～20%左右之低亮度之光譜分布（底部附近部）。
圖30係對高壓水銀放電燈與超高壓水銀放電燈之各波長特性之差異進行說明之圖表，圖30（A）表示來自高壓水銀放電燈之光之波長特性之一例，圖30（B）表示來自超高壓水銀放電燈之光之波長特性之一例。於圖30（A）、圖30（B）之各個，橫軸表示波長（nm），縱軸表示將明線波長之i射線之強度之峰值設為100%時之光譜之相對強度（%）。圖30（A）、（B）之各波長特性雖根據燈製造商之差異或燈之額定電力之差異而存在多少變化，但當著眼於包含i射線之波長（365 nm）的波長350～400 nm之光譜分布時，高壓水銀放電燈中，如圖30（A）般，基本上未出現相對強度達到數%以上、較理想為10%以上之底部附近部。與此相對，超高壓水銀放電燈中，如圖30（B）般，出現相對強度為數%以上，大致達到10%左右之底部附近部（低亮度之光譜成分）。
圖30（B）中之i射線之底部附近部之相對強度之程度可根據封入放電管內之水銀之量、其他稀有氣體或鹵素之種類或含量、水銀蒸氣壓而變化，成為數%～20%左右。又，明線波長之i射線、h射線、g射線之各光譜寬度成為圖30（B）之超高壓水銀放電燈比圖30（A）之高壓水銀放電燈略微擴展（變粗）之傾向。此外，上述圖5所示之波長特性中，成為i射線之波長（365 nm）之底部附近的波長350～400 nm之範圍內之光譜成分係相對於i射線之波峰強度而相對達到20%左右之強度。
因此，以僅包含水銀之明線波長中之i射線之方式，使用上述圖7所示之i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb來進行波長選擇之照明光束（BSa、BSb、BSc），若與使用上述圖6所示之i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa來進行波長選擇之照明光束相比，則光能量之量提高。即便相對於i射線之波峰強度，i射線之底部附近部（350 nm～365 nm與365 nm～400 nm之範圍）之相對強度如圖30（B）般為約10%左右，對板P之抗蝕劑層提供之每單位時間之光能量之量（劑量）僅大致增大由底部附近部之強度與波長寬度之積所決定之量，因此曝光量提高大約20%左右（1.1×1.1≒1.2倍）。因此，當利用上述圖1所示之曝光裝置EX，將光罩基板M之圖案掃描曝光於板P之抗蝕劑層上時，可使光罩基板M與板P之掃描速度加快20%左右，其結果為，可將利用i射線之高解析之圖案曝光之步驟之生產性提昇20%左右。
因此，將圖30（A）所示之由高壓水銀放電燈所放射之i射線之光譜分布之相對強度10%下之波長寬度、或者圖6所示之i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa中所設定之波長選擇範圍（帶寬）設為BWi（nm），將由超高壓水銀放電燈所放射之i射線之光譜分布中的以達到波峰強度之波長成為中心之方式設定之波長寬度（帶寬）BWi之外側（短波長側及長波長側），且到達旁邊之明線波長之光譜為止作為底部附近部之情形時，可使用以該底部附近部之平均相對強度成為數%～10%左右（較理想為20%以上）之方式，來調整水銀量及水銀蒸氣壓、稀有氣體之氣壓或成分量、鹵素之成分量等之超高壓水銀放電燈。此外，並不限定於i射線之光譜分布，於利用來自超高壓水銀放電燈之h射線或g射線之光譜分布之情形時，亦同樣與來自高壓水銀放電燈之h射線或g射線相比，於相對強度成為數%之底部附近部產生擴展，因此只要準備具有包含該底部附近部之波長選擇特性的h射線-寬頻帶干涉濾光器或g射線-寬頻帶干涉濾光器即可。
繼而，對光罩之變形例進行補充。以上之各實施方式或其變形例中，前提為使用固定地形成（擔載）有光罩圖案之透射型、或反射型之光罩基板（或圓筒光罩）之曝光裝置，但對於可變光罩方式之曝光裝置（由於不使用固定之光罩圖案，而亦稱為無光罩曝光裝置）亦同樣可應用各實施方式中所說明之照明系統（圖3～圖20等），上述可變光罩方式之曝光裝置係藉由使用將微米級別之多數個微小鏡子二維地排列之DMD（Digital Mirror Device）等，根據應曝光之圖案之資料（CAD資料）來高速切換各鏡子之各自之角度，從而於板P上投影圖案像。可變光罩方式之曝光裝置中，可由1個DMD形成於板P上之投影區域係與圖1所示之投影區域EA1同樣，限定為長方形之小區域，因此設置複數個DMD、以及將來自各DMD之反射光投影於板P上之複數個投影透鏡系統。於此情形時，複數個DMD之各自之反射面（多數個微小鏡子所排列之面）係於根據CAD資料而各別控制光之反射方向的多數個微小鏡子之分布的形態下，擔載有電子元件用圖案。而且，複數個DMD之各自之反射面配置在與圖1～圖3中所示之照明區域IA1～IA6相當之位置，由強度分布於例如±2%以內均勻化之照明光束（與圖14所示之BSa'、BSb'、BSc'相當）而照射。
因此，可使由DMD之多數個微小鏡子中的以照明光束射入至投影透鏡系統中之方式設定了角度之微小鏡子反射，且透過投影透鏡系統而投射於板P上之投影光束（照明光束），具有與如圖20所示之配向特性（發散角之特性）相同之特性。進而，亦可藉由圖21所示之干涉濾光器之組合，而在與從DMD之各個微小鏡子而照射於板P上之投影光束之最大數值孔徑所對應之發散角內，使波長分布不同。此外，亦可代替DMD而使用空間光調變元件（SLM：Spatial Light Modulator），其藉由使二維排列之多數個微小鏡子之各反射面（通常全部設定於同一平面上）中的經選擇之微小鏡子向與反射面垂直之方向位移，而對反射光束賦予相位差。
其次，對投影曝光裝置之其他形態進行補充。以上之實施方式或變形例中，前提為具有複數個部分投影光學系統PLn（PL1～PL6）、以及與其對應之複數個第2照明光學系統ILn（IL1～IL6）的所謂多透鏡方式之曝光裝置，但即便假設為具備單一之投影光學系統及單一之第2照明光學系統的曝光裝置，亦可僅藉由略微改變上述實施方式中之構成而容易具有同樣之功能。具體而言，於上述圖9所示之光分配部10內之線分配部10a中，將入射側之光纖束12A、12B、12C之各個所包含之多數個光纖線不分配於6個光纖束FG1～FG6之各個，而聚集為單一光纖束，以成為與將該單一光纖束之射出端FBo設定於光罩基板M上之單一照明區域之形狀相似之矩形之方式來成型即可。
其次，對光源裝置之變形例進行補充。上述圖3之構成中，使用複數個（2個以上）之水銀放電燈2A、2B、2C作為光源裝置，但於使用單一之超高壓水銀放電燈之情形時，亦可僅藉由略微改變上述實施方式中之構成而容易具有同樣之功能。具體而言，設置雙色鏡，其係於來自單一之超高壓水銀放電燈之光藉由圖4中之透鏡系統（準直透鏡）6A1而轉換為大致平行光束後，例如將不包含i射線之光譜成分之波長區域，而包含h射線之光譜成分及g射線之光譜成分的波長帶域之光透射，將包含i射線之光譜成分之短波長帶域之光反射。進而，針對從該雙色鏡中透射之光，設置如圖4（或圖3）所示之波長選擇部6A（例如包含將h射線之光譜成分抽出之干涉濾光器）及倍率可變部8A，針對由該雙色鏡反射之光，設置波長選擇部6B（包含i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa、或者i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb）及倍率可變部8B。如此一來，與圖22之說明同樣，可使於第2照明光學系統ILn內之照明光瞳面（與複眼透鏡系統FEn之射出面epi相當）上具有二維之擴展（範圍）而形成之光源像（點光源像之聚集）之波長特性，根據所選擇設定之干涉濾光器之特性而設為可變。
其次，對利用i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb之波長選擇特性之設定進行補充。如上述圖30（B）所示，來自超高壓水銀放電燈之i射線之光譜成分之底部附近部之寬度（例如相對於i射線之中心波長處之波峰強度而成為10%左右之強度的範圍）與圖30（A）所示之來自高壓水銀放電燈之i射線之光譜成分之底部附近部之寬度相比，具有2倍以上之擴展。如上述圖1、圖2所示之曝光裝置EX之部分投影光學系統PL1（PL2～PL6）係於光瞳面（光闌位置）Epa、Epb上配置有反射鏡Ga4、Gb4之反射折射方式之半視野類型之成像系統。此種成像系統與全折射方式（所有光學元件僅由透鏡等折射元件所構成）之成像系統相比，具有色差修正變得容易之優點，於使用包含複數個明線光譜（例如i射線光譜成分及h射線光譜成分）的照明光，將光罩M之圖案投影曝光於基板P上之情形時，亦可減少由色差引起之投影像之劣化（像畸變）。
然而，即便僅利用透過i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa而窄頻帶化之單一之i射線光譜成分之照明光來進行投影曝光，若形成於光罩M上之圖案變得微細，則亦由於投影光學系統PL1（PL2～PL6）所具有之各種像差而使投影像（像強度分布）產生畸變。明顯出現之該畸變係稱為孔圖案之微細之孤立矩形（大致正方形）之圖案。
圖31係示意性表示形成於光罩M上之正方形之孔圖案，與使用i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa而將孔圖案投影於基板P上時所獲得之投影像（光強度分布）之形狀、或者藉由曝光後之抗蝕劑層之顯影而出現之抗蝕劑像之形狀之關係的圖，X軸及Y軸係與上述圖1～圖3中之正交座標系XYZ對應。此處，圖31（A）示意性表示以較由投影光學系統PL1（PL2～PL6）所解析之最小線寬值而言充分大之尺寸Dx×Dy，形成於光罩M上之孔圖案CHA之情形時所獲得之投影像（抗蝕劑像）Ima之形狀；圖31（B）示意性表示以最小線寬值之2倍左右之大小而形成於光罩M上之孔圖案CHB之情形時所獲得之投影像（抗蝕劑像）Imb之形狀；圖31（C）示意性表示以與最小線寬值接近之大小而形成於光罩M上之孔圖案CHC之情形時所獲得之投影像（抗蝕劑像）Imc之形狀。圖31中，孔圖案CHA、CHB、CHC均設為於由影線表示之周圍之遮光部中作為孤立之透明部而形成，但亦可為相反之情形，即，作為孤立之遮光部而形成於周圍之透明部中。此外，作為可由投影光學系統PLn（n＝1～6）來投影之最小線寬值而表示之解析力R通常藉由投影光學系統PLn之像側之數值孔徑NAp、照明光之波長λ（nm）、程序常數k（0＜k≦1），而以R＝k・（λ/NAp）來定義。
如圖31（A）所示，於可由投影光學系統PLn進行投影之最小線寬值而言為數倍以上之尺寸Dx×Dy之大正方形之孔圖案CHA之情形時，其四角之直角之角落部分主要藉由投影光學系統PLn之像側之數值孔徑NAp之值，即MTF（Modulation Transfer Function），未充分解析而呈圓弧。此種現象於使用對於中心波長λ之光譜分布之擴展極其狹窄之照明光（例如，光譜寬度不滿1 nm之雷射光等）之情形時亦產生。尤其如圖31（C）所示，在與投影光學系統PLn之可解析之最小線寬值接近之尺寸之正方形之孔圖案CHC之情形時，其投影像（抗蝕劑像）Imc之形狀大致成為圓形。於此種投影光學系統PLn之特性下，若使用利用如上述圖7所示之i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb，以相對於i射線之中心波長而廣泛包含光譜分布之底部附近部之方式抽出之照明光，將圖31（C）所示之孔圖案CHC進行投影曝光之情形時，由於投影光學系統PLn之色差特性，投影像（抗蝕劑像）Imc由圓形變化為橢圓形。
圖32係將如上所述畸變為橢圓形之投影像Imc之狀態誇大而表示，圖32中之虛線表示成為大致正確之圓形的投影像Imc'。該投影像Imc'之圓形之直徑亦可根據投影光學系統PLn之基本性光學諸特性來理論性地推定。將由於色差之影響而畸變為橢圓形之投影像Imc之Y軸方向之短軸長設為CHy，將X軸方向之長軸長設為CHx，且將橢圓形之扁率（橢圓度）Δf設為Δf＝CHy/CHx時，就元件製造上之容許範圍而言，扁率（橢圓度）Δf宜設定為80%以上、較理想為90%以上。即，由i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb所抽出之i射線之光譜分布之底部附近部之擴展範圍係規定為：與可解析之最小線寬值接近之尺寸之正方形之孔圖案CHC之投影像Imc之從圓形起之形狀畸變限制為80%以上、較理想為90%以上之扁率（橢圓率）之橢圓。
又，圖32中，於投影像Imc之向橢圓之變形中，長軸方向表示為X方向，短軸方向表示為Y方向，長軸與短軸之各方向有時如圖33所示，於XY面內朝向任意之方向。圖33中，變形為橢圓形之孔圖案之投影像Imc之長軸與短軸係相對於X軸、Y軸而旋轉Δρ。因此，為了精密地判斷由i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb所抽出之i射線之光譜分布之底部附近部之擴展範圍之適當與否，而藉由測試曝光等，將與可解析之最小線寬值接近之尺寸之正方形之孔圖案CHC之投影像Imc曝光於基板P上，利用檢查裝置等，對顯影後之與投影像Imc對應之抗蝕劑像進行觀察，且利用圖像分析軟體而進行與投影像Imc對應之抗蝕劑像之形狀特定（長軸、短軸之方向之決定），從而測量長軸方向之長軸長CHx與短軸方向之短軸長CHy。而且，只要判定根據其測量結果而求出之扁率（橢圓率）Δf是否為容許範圍（80%以上，較理想為90%以上）即可。
但，如上述圖2所示，於投影光學系統PLn（n＝1～6）之成像光路中之像空間（配置於中間像面IM1上之視野光闌板FA1之下方最近處）中，設置像偏移光學構件SC1。像偏移光學構件SC1係如例如國際公開第2013/094286號小冊子所揭示，由可於圖2中之XZ面內傾斜之透明之平行平板玻璃（石英板）、以及可在與其正交之方向上傾斜之透明之平行平板玻璃（石英板）構成。藉由調整該2片石英板之各自之傾斜量，可使投影於基板P上之投影區域EA1（EA2～EA6）內之圖案像於XY面內之任意方向上略微位移。此外，像偏移光學構件SC1之配置並不限定為圖2所示之視野光闌板FA1之下方最近處，可與配置於像空間中之作為其他修正光學系統之焦點調整光學構件FC1或倍率調整光學構件MC1中之任一者之配置進行更換。
構成像偏移光學構件SC1之2片平行平板狀之石英板之各個從紫外波長區域（190 nm左右）至可見波長區域，具有高透射率，但於合成石英之情形時，作為一例，如圖34所示，存在從波長500 nm以下之短波長區域，尤其從波長400～3000 nm之附近至短波長側，折射率依存於波長而大幅度變化之傾向。圖34中，橫軸表示波長（nm），縱軸表示合成石英之折射率。因此，例如，於使用來自超高壓水銀放電燈（或者高壓水銀放電燈）之光中，包含中心波長約為365 nm之i射線光譜成分、及中心波長約為405 nm之h射線光譜成分之兩者的照明光，來投影光罩M之圖案之情形時，產生根據像偏移光學構件SC1之石英板之傾斜量，以i射線光譜成分而投影於基板P上之像、與以h射線光譜成分而投影於基板P上之像於XY面內略微位置偏移之現象。
圖35係示意性表示於構成配置於視野光闌板FA1之下的像偏移光學構件SC1之2片石英板中，使像向X方向位移之石英板SCx中之成像光束之動作的圖。石英板SCx係以透射視野光闌板FA1之開口部之成像光束所射入之入射面Stp與成像光束所射出之射出面Sbp相互平行地以間隔（厚度）Dpx而對向之方式構成，設置為可繞與Y軸平行之旋轉中心線旋轉（傾斜）。圖35中，僅圖示出成像光束中的從作為中間像而成像於視野光闌板FA1之開口部之中心點上的像點Poc發散而行進之成像光束之主光線LPr，線Lss表示主光線LPr與入射面Stp相交之點上之入射面Stp之法線，線LPr'表示射入至入射面Stp上之前之主光線LPr之延長線。相對於石英板SCx之入射面Stp與所射入之主光線LPr正交之初始姿勢之狀態（石英板SCx之傾斜度為零之狀態），若石英板SCx於XZ面內傾斜角度Δθx，則依據司乃耳定律，主光線LPr從射出面Sbp上向X方向，相對於延長線LPr'，平行偏移位移量δx而射出。
通常，由折射率nx之平行平板玻璃之傾斜所引起之光線之位移量δx可應用司乃耳定律，以δx≒Dpx・Δθx（1－1/nx）來算出，但於成像光束中包含i射線光譜成分（波長365 nm）及h射線光譜成分（波長405 nm）之情形時，石英板SCx之折射率相對於各自之波長而表示略微不同之值。因此，若將石英板SCx之i射線光譜成分（波長365 nm）中之折射率設為ni，h射線光譜成分（波長405 nm）中之折射率設為nh，由i射線光譜成分（波長365 nm）所引起之像之位移量設為δxi，由h射線光譜成分（波長405 nm）所引起之像之位移量設為δxh，則位移量δxi係以δxi≒Dpx・Δθx（1－1/ni）來算出，位移量δxh係以δxh≒Dpx・Δθx（1－1/nh）來算出。因此，若將由波長之差異（色偏移）所引起之位移量之差分量設為δx（i－h），則差分量δx（i－h）成為 δx（i－h）≒Dpx・Δθx[（1－1/ni）－（1－1/nh）]。
作為一例，若將石英板SCx之厚度Dpx設為10 mm，將i射線光譜成分（波長365 nm）之折射率ni設為1.4746，且將h射線光譜成分（波長405 nm）之折射率nh設為1.4696，來求出相對於角度Δθx（0°～10°）而言之差分量δx（i－h）之變化，則成為如圖36所示之圖表般之線形特性。圖36之圖表中，橫軸表示石英板SCx之傾斜角Δθx[deg.]，縱軸表示差分量δx（i－h）[μm]。石英板SCx配置於形成中間像之像空間中，投影光學系統PLn之投影倍率為等倍（×1），因此，圖36中之差分量δx（i－h）直接成為由投影於基板P上之i射線光譜成分所引起之圖案像與由h射線光譜成分所引起之圖案像的相對之位置偏移量。例如，於石英板SCx之傾斜角Δθx為5°之情形時，由色偏移所引起之差分量δx（i－h）於x方向上成為2 μm左右，經投影曝光之圖案產生畸變，或線寬產生誤差。
以上所說明之由石英板SCx所引起之色偏移之影響於使投影像向Y方向輕微位移之其他石英板（設為SCy）上亦同樣發生，若使石英板SCy於與X軸平行之旋轉中心線之周圍從水平之初期狀態起傾斜傾斜角Δθ，則於Y方向上產生由色偏移所引起之差分量δy（i－h）。如上所述，於藉由包含i射線光譜成分（波長365 nm）及h射線光譜成分（波長405 nm）之兩者的照明光謀求照度提高之情形時，為了利用投影光學系統PLn（n＝1～6）之各個將投影於基板P上之圖案像間之連續精度維持為良好而必需之像偏移光學構件SC1所引起之像偏移範圍，存在根據色偏移所引起之差分量δx（i－h）、δy（i－h）之程度而受限制之情形。
與此相對，如上述各實施方式或變形例般，藉由使用i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb，可將如圖7般來自超高壓水銀放電燈之i射線光譜成分之底部附近部，於不包含旁邊之長波長側之明線成分（h射線）或短波長側之明線成分之範圍內廣泛抽出，且相對於使用i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa時之照度，可一面謀求數%～十幾%左右之照度提高，一面將由於像偏移光學構件SC1之石英板SCx、SCy之傾斜而產生之色偏移誤差[與差分量δx（i－h）、δy（i－h）相當之誤差]抑制為小。
又，上述圖32、圖33中所說明之孔圖案CHC之投影像Imc畸變為橢圓形時之扁率（橢圓度）Δf、或者長軸/短軸之XY面內之方向性亦隨著像偏移光學構件SC1之石英板SCx、SCy之傾斜角之程度而變化。因此，如圖2所示之投影光學系統PLn般，於設置有使用可傾斜之平行平板玻璃（石英板SCx、SCy）之像偏移光學構件SC1之情形時，由像偏移光學構件SC1所引起之與標稱之像偏移最大量對應的平行平板玻璃（石英板SCx、SCy）之最大傾斜角Δθx、Δθy中，亦可以與可解析之最小線寬值（解析力R）接近之孔圖案CHC之投影像Imc之扁率（橢圓度）Δf於理論上或者實際曝光時成為80%以上（較理想為90%以上）之方式，設定i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb之波長選擇範圍。
根據以上，於圖31～圖36中所說明之實施方式中，藉由以既定之波長分布之照明光（例如來自超高壓水銀放電燈之光）對光罩圖案（透射型或者反射型）進行照明，且將由光罩圖案產生之成像光束射入而投射於基板上之投影光學系統，將光罩圖案之像投影曝光於基板上之投影曝光方法中，將照明光之波長分布中之特定中心波長設為λ（例如i射線之中心波長），將投影光學系統之基板側之數值孔徑設為NAp，且將程序常數設為k（0＜k≦1），將與由k・（λ/NAp）所定義之解析力R決定之可解析之最小線寬尺寸接近之大小之正方形或矩形之孔圖案之投影像投影於基板時，以變形為橢圓狀之孔圖案之投影像之短軸長（CHy）相對於長軸長（CHx）之比（CHy/CHx）成為80%（0.8）以上、較理想為90%（0.9）以上之方式，設定包含中心波長λ之照明光之波長分布之寬度（例如由干涉濾光器所選擇之波長寬度），藉此可一面提高對光罩圖案照射之照明光之照度，一面可進行高解析之圖案曝光。此外，孔圖案之尺寸係設定為換算為投影於基板側之像之尺寸，大於由解析力R所決定之尺寸且小於解析力R之2倍之尺寸的尺寸。
從其他觀點換言之，作為將由包含複數個明線而發光之光源（水銀放電燈等）而來之光，濾波為具有適合於光罩圖案之投影曝光的波長寬度之照明光的干涉濾光器，於曝光裝置之照明系統中併入以如下方式設定濾波之波長寬度的干涉濾光器：將照明光之波長分布中之特定明線之中心波長設為λ（例如i射線之中心波長），投影光學系統之基板側之數值孔徑設為NAp，程序常數設為k（0＜k≦1），由k・（λ/NAp）所定義之解析力R決定的可解析之最小線寬尺寸接近之大小之正方形或矩形之孔圖案之投影像投影於基板時，變形為橢圓狀之孔圖案之投影像之短軸長CHy相對於長軸長CHx之比CHy/CHx成為80%（0.8）以上、較理想為90%（0.9）以上。
2A、2B、2C‧‧‧水銀燈 4A、4B、4C‧‧‧橢圓鏡 5A、5B、5C‧‧‧轉動式快門 6A、6B、6C‧‧‧波長選擇部 6A1、6A2‧‧‧透鏡系統 8A、8B、8C‧‧‧倍率可變部 8A1、8A2、8B1、8B2、8C1、8C2‧‧‧透鏡系統 10‧‧‧光分配部 10a‧‧‧線分配部 12A、12B、12C‧‧‧光纖束 APa、APb‧‧‧光闌板 APa'‧‧‧環帶狀光闌板 AX1、AX2、AXa、AXb‧‧‧光軸 BM、BMa、BMb、BMc‧‧‧光束 BSa、BSa'、BSb、BSb'、BSc、BSc'‧‧‧照明光束 CC1、CC2‧‧‧中心線 CCA‧‧‧圓形區域 CCp‧‧‧中心面 CFn(CF1~CF6)‧‧‧電容器透鏡系統 CFa、CFb、CFc‧‧‧區域 CHA、CHB、CHC‧‧‧孔圖案 CHx‧‧‧長軸長 CHy‧‧‧短軸長 CPn(CP1~CP6)‧‧‧電容器透鏡系統 DM‧‧‧雙色鏡 DMM‧‧‧圓筒光罩 Dpx‧‧‧厚度 DR‧‧‧轉筒 EA1‧‧‧投影區域 Epa、Epb‧‧‧光瞳面 epi‧‧‧射出面 Ewa、Ewb‧‧‧邊緣部 EX‧‧‧曝光裝置 FA1‧‧‧視野光闌板 FBi‧‧‧入射端 FBo‧‧‧射出端 FC1‧‧‧焦點調整光學構件 FEn(FE1~FE6)‧‧‧複眼透鏡系統 FGn(FG1~FG6)‧‧‧光纖束 FS‧‧‧片狀基板 FX‧‧‧滑動機構 Ga1、Ga2、Ga3、Gb1、Gb2、Gb3‧‧‧透鏡系統 Ga4、Gb4‧‧‧凹面鏡 HL‧‧‧開口部 IAn(IA1~IA6)‧‧‧照明區域 ILn(IL1~IL6)‧‧‧照明光學系統 IM1‧‧‧中間像面 Ima、Imb、Imc、Imc'‧‧‧投影像 Irn‧‧‧照明光束 LDa、LDb‧‧‧光源像 Le‧‧‧透鏡元件 Lpi、LPr‧‧‧主光線 LPr'‧‧‧延長線 Lss‧‧‧線 Luv‧‧‧抗蝕劑層 M‧‧‧光罩基板 MC1‧‧‧倍率調整光學構件 NAd1‧‧‧最大數值孔徑 NAd2‧‧‧中空範圍之數值孔徑 NAia、Naib、NAic、NAα、NAβ‧‧‧數值孔徑 OP‧‧‧點 P‧‧‧板 PBSa、PBSb‧‧‧偏光分光鏡 PL1~PL6‧‧‧部分投影光學系統 PL1a‧‧‧第1成像系統 PL1b‧‧‧第2成像系統 PMa、PMb‧‧‧稜鏡 Poc‧‧‧像點 poi‧‧‧入射面 PS1、PS2‧‧‧焦點位置 Ria、Rib、Ric‧‧‧半徑 RT‧‧‧厚度 Sbp‧‧‧射出面 SC1‧‧‧相位偏移光學構件 SCx‧‧‧石英板 SPa、SPa'、SPb、SPb'、SPc、SPc'‧‧‧點光 Stp‧‧‧入射面 SWa、SWb、SWc‧‧‧i射線＋h射線-干涉濾光器 Sxw‧‧‧明線 TPa‧‧‧環帶狀透光部 TPb‧‧‧扇形透光部 ΔCAi‧‧‧容許量 ΔHx、ΔHy‧‧‧距離 ΔWi‧‧‧波長寬度δx‧‧‧位移量
圖1係表示依據第1實施方式之掃描型投影曝光裝置之概略性構成之立體圖。 圖2係表示併入圖1所示之投影曝光裝置中之投影光學系統之光學構件之配置的圖。 圖3係表示用以對裝填於圖1所示之投影曝光裝置中之光罩基板照射曝光用照明光之照明裝置之概略性整體構成的立體圖。 圖4係示意性表示圖3所示之照明裝置中的從水銀燈至光導纖維（光纖束）為止之第1照明光學系統之構成的立體圖。 圖5係示意性表示藉由超高壓水銀放電燈之電弧放電而產生之光之波長特性（光譜分布）之一例的圖表。 圖6係示意性表示藉由i射線-窄頻帶干涉濾光器，從圖5所示之波長特性（光譜分布）中選擇性地抽出包含i射線之窄波長寬度之光之狀態的圖表。 圖7係示意性表示藉由i射線-寬頻帶干涉濾光器，從圖5所示之波長特性（光譜分布）中選擇性地抽出包含i射線及其底部附近部之廣波長寬度之光之狀態的圖表。 圖8係示意性表示藉由i射線＋h射線-干涉濾光器，從圖5所示之波長特性（光譜分布）中選擇性地抽出包含i射線及h射線之兩者之廣波長寬度之光之狀態的圖表。 圖9係示意性表示設置於圖3所示之照明裝置中之光導纖維（光纖束）之整體構成、及入射端與射出端各自之形狀的立體圖。 圖10係示意性表示圖3所示之照明裝置中，將來自光纖束之射出端之照明光照射至光罩基板上之照明區域中之第2照明光學系統之構成的立體圖。 圖11係示意性表示從圖10所示之光纖束之射出端至複眼透鏡系統為止之光路中之照明光之狀態的圖。 圖12係示意性表示於圖11所示之光纖束之射出端，於每個光纖線上形成之多數個點光源像之排列之一例的圖。 圖13係表示於構成圖11所示之複眼透鏡系統之複數個透鏡元件之各自之射出端所形成之多數個點光源像之排列狀態的圖。 圖14係示意性表示從圖10所示之複眼透鏡系統至光罩基板上之照明區域為止之光路中之照明光之狀態的圖。 圖15係對藉由圖4所示之倍率可變部（數值孔徑可變部），來調整對光纖束之入射端照射之照明光束之數值孔徑（發散角）之作用進行說明的圖。 圖16係示意性表示對圖9所示之光纖束之入射側之3個光纖束射入之光束、及從射出側之6個光纖束中射出之照明光束之狀態的圖。 圖17係從X方向（掃描移動方向）來看從光纖束之射出端至複眼透鏡系統之入射面為止之光路的示意圖。 圖18係於XY面內來看分布於複眼透鏡系統之入射面上之圖17中之圓形之區域CFa、CFb、CFc之狀態的圖。 圖19（A）係從X方向（掃描移動方向）來看形成於複眼透鏡系統之射出面上之點光（點光源像）之分布的圖，圖19（B）係從Y方向（步進移動方向）來看形成於複眼透鏡系統之射出面上之點光（點光源像）之分布的圖。 圖20係示意性表示對光罩基板上之照明區域上之點OP照射之照明光束Irn之配向特性（發散角之特性）的圖。 圖21係將於3個波長選擇部6A、6B、6C之各個安裝之圖6之i射線-窄頻帶干涉濾光器SWa、圖7之i射線-寬頻帶干涉濾光器SWb、以及圖8之i射線＋h射線-干涉濾光器SWc之組合例加以歸納之表。 圖22係示意性表示藉由根據圖21之表中之組合代碼B2所代表的干涉濾光器之組合而獲得之光罩基板之照明光束之波長特性的圖表。 圖23係為了變形例3之說明而示出負型光阻劑之依存於波長之光吸收特性之一例的圖表。 圖24係為了變形例3之說明而示意性表示於顯影後殘膜之抗蝕劑像之邊緣部（側壁）產生之傾斜的剖面圖。 圖25（A）係表示變形例4之構成，且表示形成有環帶狀透光部之光闌板APa之形狀的圖，圖25（B）係表示變形例4之構成，且表示形成有4極狀透光部之光闌板APb之形狀的圖。 圖26係表示變形例5之構成，且表示於第1照明光學系統之波長選擇部6A上配置有環帶狀光闌板之狀態的圖。 圖27係表示第2實施方式之曝光裝置之概略性整體構成的圖。 圖28係表示利用波長解析度高之分光器，來測量上述圖5所示之超高壓水銀放電燈之波長特性之情形時所獲得之詳細分光特性的圖表。 圖29係表示投影光學系統之色差特性與水銀燈之i射線之明線波長之關係的圖表。 圖30係對高壓水銀放電燈與超高壓水銀放電燈之各波長特性之差異進行說明之圖表。 圖31係對將形成於光罩上之尺寸不同之孔圖案投影於基板時所獲得之投影像之形狀之畸變進行說明的圖。 圖32係對孔圖案之投影像畸變為橢圓形之情形時之扁率（橢圓度）之求出方法進行說明的圖。 圖33係對圖32所示之畸變為橢圓形之孔圖案之投影像之傾斜進行說明的圖。 圖34係表示隨著波長而變化之合成石英之折射率之變化特性之一例的圖表。 圖35係對由作為像偏移光學構件而設置之平行平板狀之石英板所引起之像偏移之狀態進行示意性說明之圖。 圖36係表示隨著像偏移光學構件之石英板之傾斜角而變化之由i射線形成之投影像與由h射線形成之投影像之相對位置偏移而導致之差分量之一例的圖表。
AXa、AXb‧‧‧光軸
EA1‧‧‧投影區域
EX‧‧‧曝光裝置
FA1‧‧‧視野光闌板
IA1~IA6‧‧‧照明區域
M‧‧‧光罩基板
P‧‧‧板
PL1~PL6‧‧‧部分投影光學系統
PMa、PMb‧‧‧稜鏡

Claims (24)

  1. 一種曝光裝置，其係將光罩之圖案投影曝光於光感應性之基板，其具備：第1照明光學系統，其具有：射入包含複數個明線之光且使包含上述複數個明線中之至少1個明線之照明光透過的波長選擇部、及調整透過上述波長選擇部之上述照明光之發散角的數值孔徑可變部；以及第2照明光學系統，其包含光學積分器，其將從上述第1照明光學系統射入之上述發散角經調整之上述照明光，伴隨與上述發散角對應之數值孔徑，而以同樣之照度對上述光罩上照射；並且上述波長選擇部具有第1波長選擇元件，其使包含上述至少1個明線之第1波長寬度之光透過；第2波長選擇元件，將上述至少1個明線之旁邊出現之長波長側之明線及短波長側之明線去除，使波長寬度比上述第1波長寬度廣之第2波長寬度之光透過。
  2. 如請求項1所述之曝光裝置，其中透過上述波長選擇部之上述照明光之中，包含於上述第2波長寬度且不包含於上述第1波長寬度之光之各波長之光之強度，相對於上述至少1個明線之光之強度為10%以上。
  3. 如請求項2所述之曝光裝置，其中上述波長選擇部可將裝設於包含上述複數個明線之光之光路中之波長選擇元件交換為上述第1波長選擇元件或上述第2波長選擇元件。
  4. 如請求項3所述之曝光裝置，其中上述波長選擇部，進一步具有第3波長選擇元件，使包含鄰接於上述至少1個明線之至少1個其他明線、及上述至少1個明線之兩者之第3波長寬度之光透過， 可將裝設於上述光路中之波長選擇元件交換為上述第3波長選擇元件。
  5. 如請求項4所述之曝光裝置，其中包含於上述第2波長寬度之波長中最短之波長，比包含於上述第1波長寬度之波長中最短之波長短，包含於上述第2波長寬度之波長中最長之波長，比包含於上述第1波長寬度之波長中最長之波長長。
  6. 一種曝光裝置，其係將光罩之圖案投影曝光於光感應性之基板，其具備：第1照明光學系統，其具有：射入包含複數個明線之光，使包含上述複數個明線中之至少1個明線之照明光透過的波長選擇部、及調整透過上述波長選擇部之上述照明光之發散角的數值孔徑可變部；以及第2照明光學系統，其包含光學積分器，其將從上述第1照明光學系統射入之上述發散角經調整之上述照明光，伴隨與上述發散角對應之數值孔徑，而以同樣之照度對上述光罩上照射；並且上述波長選擇部具有使寬頻帶波長寬度的光透過之寬頻帶波長選擇元件，上述寬頻帶波長寬度不包含上述至少1個明線之旁邊出現之長波長側之明線及短波長側之明線，而包含上述至少1個明線、與各波長之光之強度相對於上述至少1個明線之光之強度成為10%以上之光。
  7. 如請求項6所述之曝光裝置，其中上述波長選擇部具有窄頻帶波長選擇元件，其使包含上述至少1個明線且比上述寬頻帶波長寬度之光窄之波長寬度之窄頻帶波長寬度之光透過，可將裝設於包含上述複數個明線之光之光路中之波長選擇元件交換為上述寬頻帶波長選擇元件或上述窄頻帶波長選擇元件。
  8. 如請求項7所述之曝光裝置，其中 上述波長選擇部，進一步具有超寬頻帶波長選擇元件，使包含鄰接於上述至少1個明線之至少1個其他明線、及上述至少1個明線之兩者之超寬頻帶波長寬度之光透過，可將裝設於上述光路中之波長選擇元件交換為上述超寬頻帶波長選擇元件。
  9. 如請求項1~8中任一項所述之曝光裝置，其中上述發散角是從射入上述第2照明光學系統之照明光之中心光線起算之角度。
  10. 一種曝光方法，其係將光罩之圖案投影曝光於光感應性之基板，其包括：選擇第1波長選擇元件與第2波長選擇元件中任一者之步驟；該第1波長選擇元件，係使包含複數個明線之光中包含至少1個明線之既定波長寬度之第1波長寬度之光透過；該第2波長選擇元件，使包含上述至少1個明線，將鄰接於上述至少1個明線之長波長側之明線及短波長側之明線去除，波長寬度比上述第1波長寬度廣之第2波長寬度之光透過；以及將透過被選擇之上述第1波長選擇元件或上述第2波長選擇元件之任一者之照明光對上述光罩照射，經由投影光學系統將上述光罩之圖案投影曝光於上述基板的步驟。
  11. 如請求項10所述之曝光方法，其中透過上述波長選擇部之上述照明光之中，包含於上述第2波長寬度且不包含於上述第1波長寬度之光之各波長之強度，相對於上述至少1個明線之光之強度為10%以上。
  12. 如請求項11所述之曝光方法，其中產生包含上述複數個明線之光之光源為水銀放電燈，上述至少1個明線是i 射線、h射線、g射線中之任一者。
  13. 一種曝光方法，其係將由光源裝置產生之光，藉由照明光學系統而照射至具有電子元件用圖案之光罩上，經由投影光學系統，將上述圖案之像投影曝光於光感應性之基板；其包括：第1步驟，使從上述光源裝置產生之光之一部分射入第1波長選擇部，使第1選擇波長寬度之第1照明光透過；第2步驟，使與從上述光源裝置產生之光之上述一部分不同之另一部分射入第2波長選擇部，使與上述第1選擇波長寬度不同之第2選擇波長寬度之第2照明光透過；以及照射步驟，將透過上述第1波長選擇部之上述第1照明光與透過上述第2波長選擇部之上述第2照明光重疊，將重疊之照明光經由光學積分器對上述光罩照射。
  14. 如請求項13所述之曝光方法，其中上述第1波長選擇部及上述第2波長選擇部之至少1個具有：第1波長選擇元件，使包含從上述光源裝置產生之複數個明線中之至少1個明線之第1波長寬度之光透過；以及第2波長選擇元件，將鄰接於上述至少1個明線之長波長側之明線及短波長側之明線去除，使與上述第1波長寬度不同之第2波長寬度之光透過。
  15. 如請求項13所述之曝光方法，其中在上述照射步驟中，藉由透過上述第1波長選擇部之上述第1照明光從上述光學積分器之瞳面之中心於第1半徑之圓形區域形成像，於上述瞳面藉由透過上述第2波長選擇部之上述第2照明光從上述光學積分器之瞳面之中心於第2半徑之圓形區域形成像。
  16. 如請求項15所述之曝光方法，其中 上述第1半徑與上述第2半徑不同。
  17. 如請求項13項所述之曝光方法，其中包含數值孔徑調整步驟，藉由數值孔徑可變部將透過上述第1波長選擇部之上述第1照明光之數值孔徑調整為第1數值孔徑，將透過上述第2波長選擇部之上述第2照明光之數值孔徑調整為第2數值孔徑；在上述照射步驟中，使在上述數值孔徑調整步驟中被調整為上述第1數值孔徑之上述第1照明光與被調整為上述第2數值孔徑之上述第2照明光重疊，將重疊之照明光經由光學積分器對上述光罩之照射區域照射。
  18. 如請求項13至17中之任一項所述之曝光方法，其中上述光源裝置包含：第1光源，其產生要透過上述第1波長選擇部之光；以及第2光源，其產生要透過上述第2波長選擇部之光。
  19. 如請求項18所述之曝光方法，其中上述第1光源與上述第2光源，是水銀放電燈。
  20. 如請求項19所述之曝光方法，其中上述水銀放電燈為將放電管內之水銀蒸氣壓設為106Pa(帕斯卡)以上之超高壓水銀放電燈。
  21. 如請求項20所述之曝光方法，其中上述第1波長選擇部及上述第2波長選擇部之至少1個具有：i射線-窄頻帶干涉濾光器，使由上述水銀放電燈產生之光中所包含之複數個明線中，僅包含i射線之i射線-窄頻帶波長寬度之光透過；以及i射線-寬頻帶干涉濾光器，使上述複數個明線中，僅包含i射線且波長寬度比上述i射線-窄頻帶波長寬度廣之i射線-寬頻帶波長寬度之光透過。
  22. 如請求項21所述之曝光方法，其中上述第1選擇波長寬度與上述第2選擇波長寬度中之一者是上述i射線-寬頻 帶波長寬度。
  23. 如請求項22所述之曝光方法，其中透過上述第1波長選擇部之上述第1照明光或透過上述第2波長選擇部之上述第2照明光之中，包含於上述i射線-寬頻帶波長寬度但不包含於上述i射線-窄頻帶波長寬度之光之各波長之光之強度，相對於i射線之光之強度為10%以上。
  24. 如請求項18所述之曝光方法，其中上述第1光源是水銀放電燈，上述第2光源是諧波雷射光源。
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