WO2013179977A1 - 照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法 Download PDF

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unit
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武利 根岸
福井　達雄
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    • G03F7/70216—Mask projection systems

Definitions

  • the present invention relates to an illumination apparatus, a processing apparatus, and a device manufacturing method.
  • a processing apparatus such as an exposure apparatus is used.
  • a liquid crystal display panel is manufactured by forming various film patterns such as a transparent thin film electrode on a glass plate using a lithography technique using an exposure apparatus, an etching technique, and the like.
  • a lithography technique a technique has been proposed in which an image of a mask pattern is projected and exposed onto a sheet-like substrate wound in a roll shape instead of a glass plate (see, for example, Patent Document 1 below).
  • a processing apparatus such as an exposure apparatus is expected to widen the processing range from the viewpoint of making it possible to manufacture a device efficiently.
  • the illumination apparatus used in such a processing apparatus has a moving direction of an object to be processed. It is expected to expand the irradiation range of light in the direction perpendicular to.
  • An aspect of the present invention aims to provide an illumination device, a processing device, and a device manufacturing method that can expand a processing range.
  • the first light source unit, the second light source unit having a light emission direction different from that of the first light source unit, the light from the first light source unit and the first light source unit.
  • a deflecting unit that deflects at least a part of the light so as to align the traveling direction of the light from the two light source units, and each of the first light source unit and the second light source unit includes each light source.
  • an illuminating device that is arranged at a different position in the predetermined direction so that the illumination areas that are emitted from the unit and incident through the deflecting unit are continuously arranged in the predetermined direction.
  • a processing apparatus for transferring a pattern formed on a mask pattern onto a substrate having a sensitive layer, the illumination apparatus according to the first aspect for illuminating the mask pattern,
  • a processing apparatus comprising: a moving device that relatively moves a mask pattern and the substrate in a direction perpendicular to the predetermined direction.
  • the processing apparatus continuously transfers the pattern to the substrate while relatively moving the mask pattern and the substrate, and the pattern is transferred. Performing a subsequent process using a change in the sensitive layer of the substrate, and a device manufacturing method.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a device manufacturing system SYS (flexible display manufacturing line).
  • the flexible substrate P sheet, film, etc. drawn out from the supply roll FR1 is sequentially passed through n processing devices U1, U2, U3, U4, U5,. The example until it winds up to FR2 is shown.
  • the XYZ orthogonal coordinate system is set so that the front surface (or back surface) of the substrate P is perpendicular to the XZ plane, and the direction (width direction) orthogonal to the transport direction (long direction) of the substrate P is Y. It shall be set in the axial direction.
  • the Z-axis direction is set to the vertical direction
  • the X-axis direction and the Y-axis direction are set to the horizontal direction.
  • a diagram viewed from the X-axis direction is a front view
  • a diagram viewed from the Y-axis direction is a side view
  • a Z-axis direction is a side view
  • the view seen from above is sometimes referred to as a top view.
  • the substrate P wound around the supply roll FR1 is pulled out by the nipped drive roller DR1, and sent to the processing device U1 while being positioned in the Y direction by the edge position controller EPC1.
  • the processing device U1 continuously or selects a photosensitive functional liquid (photoresist, photosensitive coupling material, UV curable resin liquid, etc.) on the surface of the substrate P by a printing method with respect to the transport direction (long direction) of the substrate P. It is the coating device which coats automatically.
  • a coating mechanism Gp1 including a letterpress or intaglio plate cylinder roller for selectively applying the liquid, a drying mechanism Gp2 for rapidly removing the solvent or moisture contained in the photosensitive functional liquid applied to the substrate P, and the like are provided. It has been.
  • the processing device U2 heats the substrate P conveyed from the processing device U1 to a predetermined temperature (for example, about several tens to 120 ° C.) to stably fix the photosensitive functional layer applied on the surface.
  • a predetermined temperature for example, about several tens to 120 ° C.
  • the processing device U3 as an exposure device includes an exposure device that irradiates the photosensitive functional layer of the substrate P conveyed from the processing device U2 with ultraviolet patterning light corresponding to a circuit pattern or a wiring pattern for display. .
  • an edge position controller EPC2 that controls the center of the substrate P in the Y direction (width direction) to a fixed position, a nipped drive roller DR4, and the back surface of the substrate P that is conveyed in the X direction with a predetermined tension
  • a substrate stage ST substrate support member that supports the substrate P with a plane or cylindrical curved surface with an air bearing layer, and two sets of driving rollers DR6 and DR7 for giving a predetermined slack (play) DL to the substrate P, etc. Is provided.
  • a sheet-like mask substrate (hereinafter referred to as a mask pattern M) is wound around the outer peripheral surface, and the rotating drum 14 rotates around a center line parallel to the Y direction.
  • An illumination device IU that irradiates the wound mask pattern M with slit-shaped exposure illumination light extending in the Y direction to transfer the pattern of the mask pattern M to a portion of the substrate P supported in a planar shape by the substrate stage ST.
  • an alignment microscope AM for detecting an alignment mark or the like formed in advance on the substrate P is provided.
  • the processing apparatus U3 in FIG. 1 includes a so-called proximity-type exposure apparatus, and uses a rotating drum 14 around which a mask pattern M is wound as a mask body, and a predetermined gap (within several tens of ⁇ m) between the mask body and the substrate P. Then, the pattern on the mask body is transferred to the substrate P.
  • the pattern transfer method by the processing apparatus U3 is not limited, and may be a method in which an image of a mask pattern is projected by a projection optical system, or a contact method in which the substrate P is wound around the outer periphery of a cylindrical mask body.
  • the rotary drum 14 and the mask pattern M may be releasable or may not be releasable.
  • the mask body may have a mask pattern M formed on the surface of the rotary drum 14.
  • the processing apparatus U4 is a wet processing apparatus that performs at least one of various wet processes such as a wet development process and an electroless plating process on the photosensitive functional layer of the substrate P conveyed from the process apparatus U3. It is.
  • the processing apparatus U5 is a heating and drying apparatus that warms the substrate P transported from the processing apparatus U4 and adjusts the moisture content of the substrate P wetted by the wet process to a predetermined value, but the details are omitted. Thereafter, the substrate P that has passed through several processing devices and passed through the last processing device Un of the series of processes is wound up on the collection roll FR2 via the nipped drive roller DR9 and the edge position controller EPC3. *
  • the host control device CONT controls the operation of each processing device U1 to Un constituting the production line, and monitors the processing status and processing status in each processing device U1 to Un, and the substrate P between the processing devices. It also monitors the conveyance status, and performs feedback correction and feedforward correction based on the results of prior and subsequent inspections and measurements.
  • the substrate P used in the present embodiment is, for example, a foil (foil) made of a metal or an alloy such as a resin film or stainless steel.
  • the material of the resin film is, for example, one of polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, polystyrene resin, and vinyl acetate resin. Or two or more.
  • the thermal expansion coefficient may be set smaller than a threshold corresponding to the process temperature or the like, for example, by mixing an inorganic filler with a resin film.
  • the inorganic filler may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide or the like.
  • the substrate P may be a single layer of ultrathin glass having a thickness of about 100 ⁇ m manufactured by a float process or the like, or a laminate in which the above resin film, foil, etc. are bonded to the ultrathin glass. It may be.
  • the substrate P may be a substrate whose surface is modified and activated in advance by a predetermined pretreatment, or a substrate having a fine partition structure (uneven structure) for precise patterning.
  • the device manufacturing system SYS in FIG. 1 repeatedly or continuously executes various processes for manufacturing a device (display panel or the like) on the substrate P.
  • the substrate P that has been subjected to various types of processing is divided (diced) for each device to form a plurality of devices.
  • the dimension of the substrate P for example, the dimension in the width direction (short Y-axis direction) is about 10 cm to 2 m, and the dimension in the length direction (long X-axis direction) is 10 m or more.
  • FIG. 2 is a side view of an exposure apparatus EX as the processing apparatus U3
  • FIG. 3 is a front view of the exposure apparatus EX.
  • the exposure apparatus EX shown in FIG. 2 is a so-called scanning exposure apparatus, which moves the substrate P (photosensitive sheet) and the mask pattern M relative to each other, and scans the substrate P with the exposure light from the mask pattern M.
  • the exposure pattern formed on M is transferred to the substrate P.
  • the transport direction of the substrate P on the substrate stage ST is substantially the same as the direction in which the exposure light emitted from the mask pattern M scans on the substrate P (scanning direction).
  • the exposure apparatus EX is a proximity type exposure apparatus, and the mask pattern M is illuminated by the illumination light L from the illumination apparatus IU while the substrate P and the mask pattern M are brought close to each other. By irradiating the substrate P with exposure light emitted from the mask pattern M, the exposure pattern is transferred to the substrate P without passing through the projection optical system.
  • the exposure apparatus EX relatively moves the substrate P and the mask pattern M, the illumination apparatus IU that illuminates the mask pattern M, and the relative alignment of the transferred exposure pattern and the substrate P.
  • An alignment microscope AM alignment optical system
  • an illuminance monitor device 11 measuring device that detects the illuminance (light intensity) of the illumination light L applied to the substrate P from the illumination device IU, and each part of the exposure apparatus EX are controlled.
  • a control device 12 a control device 12.
  • the moving device 10 includes a transport unit 13 that transports the substrate P, a rotary drum 14 that can rotate while holding the mask pattern M, and a drive unit 15 that rotationally drives the rotary drum 14.
  • the transport unit 13 includes the driving roller DR4 and the driving roller DR6 shown in FIG. 1, and moves the substrate P linearly on the substrate stage ST.
  • the position of the substrate P being transported is detected by the position detection sensor 16.
  • the control device 12 controls the position of the substrate P being transported by the transport unit 13 by controlling the transport unit 13 based on the detection result of the position detection sensor 16.
  • the rotary drum 14 has a cylindrical outer peripheral surface (hereinafter also referred to as a cylindrical surface 14a), and holds the transmissive mask pattern M curved in a cylindrical surface along the cylindrical surface 14a.
  • the cylindrical surface is a surface curved with a predetermined radius around a predetermined center line, and is, for example, at least a part of an outer peripheral surface of a column or a cylinder.
  • the rotating drum 14 is arranged so that the tangent plane of the cylindrical surface 14a is substantially parallel to the substrate P on the substrate stage ST.
  • the rotary drum 14 is provided so as to be rotatable around a predetermined rotation center axis AX1.
  • the rotation center axis AX1 of the rotary drum 14 is set, for example, so as to be substantially orthogonal to the movement direction of the substrate P when being transported on the substrate stage ST (so as to be substantially parallel to the width direction of the substrate P). .
  • the driving unit 15 rotates the rotating drum 14 around the rotation center axis AX1.
  • the rotation position of the rotary drum 14 is detected by a rotation detection sensor 17.
  • the control device 12 controls the rotational position of the rotary drum 14 rotated by the drive unit 15 by controlling the drive unit 15 based on the detection result of the rotation detection sensor 17.
  • the moving device 10 is controlled by the control device 12 to drive the substrate P and the mask pattern M synchronously.
  • the control device 12 controls the transport unit 13 and the drive unit 15 so that the moving speed (transport speed) of the substrate P and the moving speed (circumferential speed) of the mask pattern M held on the rotary drum 14 are substantially the same. Control.
  • the moving device 10 can also adjust the relative position between the substrate P on the substrate stage ST and the rotating drum 14 in one or both of the Y-axis direction and the Z-axis direction.
  • the illumination device IU is disposed inside the rotating drum 14 and illuminates a part of the mask pattern M (illumination region IR) with the illumination light L from the inside of the rotating drum 14.
  • the illumination area IR is, for example, a band-shaped area whose longitudinal direction is a direction orthogonal to the transport direction of the substrate P on the substrate stage ST. That is, the illumination device IU irradiates the mask pattern M with slit-shaped illumination light L (line light) whose longitudinal direction is substantially parallel to the rotation center axis AX1 of the rotary drum 14.
  • the emission direction of the illumination light L from the illumination device IU is set, for example, in the radial direction of the rotary drum 14.
  • the illumination device IU irradiates the rotary drum 14 with the illumination light L from the substantially normal direction of the mask pattern M to the mask pattern M along the outer peripheral surface.
  • the illumination device IU irradiates the mask pattern M with illumination light L that can be regarded as substantially parallel light, for example.
  • an aperture member 18 is provided in the optical path between the rotary drum 14 (mask pattern M) and the substrate stage ST (substrate P).
  • the diaphragm member 18 is a so-called field diaphragm, and defines an incident range of light on the substrate P by defining a passing range of light emitted from the illumination device IU and passing through the mask pattern M.
  • the alignment microscope AM is provided on one side (+ Y side) and the other side ( ⁇ Y side) of the rotation center axis AX1, for example, below the substrate stage ST.
  • alignment marks are provided on the rotary drum 14 (mask pattern M) and the substrate stage ST (substrate P) on the + Y side and the ⁇ Y side.
  • the alignment microscope AM detects at least one of a position in the X-axis direction, a position in the Y-axis direction, and a rotational position around the Z-axis by detecting these alignment marks.
  • the illuminance monitor device 11 is arranged, for example, below the substrate stage ST so that the illumination light L emitted from the illumination device IU enters.
  • the illuminance monitor device 11 can measure the illuminance distribution in the illumination area IR.
  • the illuminance monitor device 11 measures the illuminance distribution in the direction parallel to the rotation center axis AX1 by measuring the illuminance in a part of the illumination area IR while moving in a direction parallel to the rotation center axis AX1. To do.
  • the illuminating device IU includes a plurality of illumination modules 20, and illuminates each illumination module 20 with an illumination area having a predetermined direction as a longitudinal direction by joining the illumination areas in a predetermined direction (Y-axis direction) orthogonal to the transport direction of the substrate P. Illuminate the IR.
  • the illumination area for each illumination module 20 is appropriately referred to as a partial illumination area IRa.
  • the plurality of illumination modules 20 are arranged so as to be aligned in a predetermined direction (Y-axis direction) when viewed from the transport direction (X-axis direction) of the substrate P.
  • the illumination modules 20 are arranged close to each other in a predetermined direction so that the end portions of the partial illumination regions IRa overlap the end portions of the partial illumination regions IRa of the other illumination modules 20.
  • the illumination module 20 includes a light source unit 21 that emits the illumination light L and a deflection unit 22 that deflects the illumination light L emitted from the light source unit 21.
  • the plurality of light source units 21 are arranged so that spots (partial illumination regions IRa) of the illumination light L emitted from the deflection unit 22 are continuous in a predetermined direction.
  • the plurality of light source units 21 are close to each other in a predetermined direction (Y-axis direction) so that a part of the partial illumination region IRa overlaps. Therefore, as shown in FIG. 2, the plurality of light source units 21 are transported in the substrate P (Y-axis direction) so that at least a part of the light source unit 21 does not interfere (physical collision) with other light source units 21. ) Are shifted in position.
  • the first light source unit 21a included in the first illumination module 20a is a second light source included in the second illumination module 20b disposed next to the first illumination module 20a when viewed from the transport direction of the substrate P. The position of the substrate P in the transport direction is shifted from the portion 21b.
  • the emission direction of the light L is set in a plurality of directions intersecting each other when viewed from a predetermined direction.
  • the emission directions of the illumination light L from the plurality of light source units 21 are two directions, and the light source unit 21 from which the illumination light L is emitted in the first direction of the two directions is the first light source unit 21.
  • the light source unit 21a and the light source unit 21 from which the illumination light L is emitted in the second direction out of the two directions are referred to as a second light source unit 21b.
  • the first light source unit 21a and the second light source unit 21b are arranged symmetrically with respect to the YZ plane.
  • the light source unit 21 of the illumination module 20 in which the arrangement order from one end to the other end is an odd number is viewed from a predetermined direction.
  • the light source unit 21 of the illumination module 20 in which the arrangement order is an even number is arranged, for example, at the position of the second light source unit 21b illustrated in FIG. 2 when viewed from a predetermined direction.
  • the even-numbered illumination modules 20 in this arrangement order are arranged so that, for example, the principal ray of the illumination light L (beam) from the light source unit 21 has an angle of + ⁇ with respect to the normal direction of the substrate P.
  • the odd numbered illumination modules 20 are arranged such that, for example, the principal ray of the illumination light L from the light source unit 21 has an angle of ⁇ with respect to the normal direction of the substrate P.
  • the first light source unit 21a and the second light source unit 21b are configured such that the emission directions of the illumination light L intersect each other so that the illumination light L is incident on substantially the same region when viewed from a predetermined direction. Is set.
  • the first light source unit 21a is provided to emit the illumination light L from the ⁇ X side to the + X side with respect to the YZ plane
  • the second light source unit 21b is from the + X side to the ⁇ X side with respect to the YZ plane. It is provided so that the illumination light L is emitted toward.
  • the deflecting unit 22 deflects the illumination light L so that the traveling direction of the illumination light L emitted from the first light source unit 21a is aligned with the traveling direction of the illumination light L emitted from the second light source unit 21b.
  • the deflecting unit 22 is an intersection of the traveling direction of the illumination light L from the first light source unit 21a and the traveling direction of the illumination light L of the second light source unit 21b. Located in the vicinity.
  • the lighting device IU (lighting module 20) will be described in more detail.
  • the first lighting module 20a and the second lighting module 20b shown in FIG. 2 have the same configuration and are arranged symmetrically with respect to the YZ plane. Therefore, here, the first illumination module 20a will be described as a representative of the plurality of illumination modules 20.
  • FIG. 4A is a side view of the first illumination module 20a as viewed from the direction of the rotation center axis AX1 (Y-axis direction), and FIG. 4B is a view of the first illumination module 20a from the transport direction (X-axis direction) of the substrate P.
  • FIG. 4A is a side view of the first illumination module 20a as viewed from the direction of the rotation center axis AX1 (Y-axis direction)
  • FIG. 4B is a view of the first illumination module 20a from the transport direction (X-axis direction) of the substrate P.
  • Each of the plurality of illumination modules 20 includes a light source unit 21 that emits the illumination light L, and a deflection member 22a that deflects the illumination light L emitted from the light source unit 21.
  • a plurality of deflection members 22a are arranged in a predetermined direction (Y-axis direction), and the deflection unit 22 is constituted by a plurality of deflection members 22a.
  • the deflecting member 22a is made of quartz or the like having a high transmittance for light in the ultraviolet region.
  • the light source unit 21 includes a light source 23 that emits illumination light L, a line generator 24 (optical member) that spreads the illumination light L (beam) emitted from the light source 23 in a predetermined direction (Y-axis direction), and a line generator 24.
  • a collimator 25 (a collimating member) that collimates the spread illumination light L.
  • the light source 23 includes, for example, a solid light source such as a laser diode and a light emitting diode (LED), an excimer laser light source, and a lamp light source.
  • Illumination light L emitted from the light source 23 is, for example, far ultraviolet light (DUV light) such as KrF excimer laser light (wavelength 248 nm), ArF excimer laser light (wavelength 193 nm), or an emission region in the ultraviolet region (g Line, h line, i line).
  • DUV light far ultraviolet light
  • the light source unit 21 may be configured to guide the light from the light source 23 to the line generator 24 via a light guide member such as an optical fiber.
  • the light source 23 may be disposed on the outer side of the rotating drum 14 or may be disposed on the inner side.
  • the light source unit 21 may be configured to guide light to the line generator 24 after collimating light from the emission end face of the optical fiber with a collimator or the like.
  • the line generator 24 extends the beam from the light source 23 in one direction (predetermined direction).
  • the illumination light L that has passed through the line generator 24 has a larger spread angle (radiation angle) in a predetermined direction (Y-axis direction) as shown in FIG. 4B and spreads in a direction orthogonal to the predetermined direction as shown in FIG. 4A.
  • the corner hardly changes.
  • the line generator 24 includes, for example, a Powell lens as described in US Pat. No. 4,826,299, US Pat. No. 5,283,694, and the like.
  • the Powell lens for example, spatially divides a light beam from the light source 23 in a predetermined direction, and spreads each of the divided light beams in a predetermined direction.
  • the Powell lens deflects each of the divided light beams so that portions with relatively low illuminance among the divided light beams are superimposed on each other.
  • the Powell lens divides the light beam with the vicinity of the peak of the illuminance distribution as a boundary, and splits the light beam corresponding to the bottom of the Gaussian distribution. Deflects the emitted light beam. Therefore, the illumination light L formed by the Powell lens has a so-called top hat type illuminance distribution, and the illuminance distribution in a predetermined direction is made uniform.
  • the line generator 24 may be configured to widen the beam by a cylindrical lens, for example.
  • the light source unit 21 may include an optical member for making the illuminance distribution of the illumination light L emitted from the line generator 24 uniform.
  • the line generator 24 may include a diffractive optical element, and may be configured to expand the beam by diffraction.
  • the line generator 24 may include a reflecting member such as a convex mirror, and may be configured to expand the beam by reflection.
  • the collimator 25 collimates the light beam spreading in a predetermined direction (Y-axis direction).
  • the light beam emitted from the line generator 24 spreads in the Y-axis direction as shown in FIG. 4B, and hardly spreads in the plane orthogonal to the Y-axis direction as shown in FIG. 4A.
  • the collimator 25 is configured by an optical member that has power in a plane including a predetermined direction (Y-axis direction), for example, and has no power in a plane orthogonal to the plane, such as a cylindrical lens.
  • the collimator 25 shown in FIG. 4B has a symmetric shape with respect to a symmetry plane substantially parallel to the XZ plane.
  • the principal ray of the beam (illumination light L) emitted from the light source unit 21 propagates substantially parallel to the symmetry plane.
  • the illumination light L emitted from the light source 23 is spread in a predetermined direction by the line generator 24 and then collimated by the collimator 25, so that the spot when entering the deflecting member 22a has a predetermined direction. It becomes a strip with a long length.
  • the deflection member 22a shown in FIGS.
  • the deflecting member 22a deflects the illumination light L from the light source unit 21 by refraction at the interface 26a.
  • the illumination light L incident on the interface 26a passes (transmits) through the deflection member 22a, exits from the deflection member 22a, and enters the illumination region IR (mask pattern M).
  • the deflecting member 22a deflects the illumination light L so that the illumination light L is incident on the illumination region IR on the mask pattern M from a substantially normal direction.
  • the traveling direction see FIGS.
  • the light source unit 21 is inclined to the ⁇ X side from the Z-axis direction (normal direction of the substrate P), and the illumination light L from the light source unit 21 is changed to the Z-axis direction.
  • the interface 26a of the deflecting member 22a is set so that the normal direction thereof is inclined to the + X side from the Z-axis direction.
  • the deflection member 22a bends the traveling direction of the illumination light L emitted from the light source unit 21 in the XZ plane orthogonal to the predetermined direction (Y-axis direction), and as shown in FIG. It is provided so that the traveling direction of the illumination light L is not substantially changed in the direction (Y-axis direction).
  • FIG. 5 is a perspective view showing the deflecting unit 22.
  • the deflection section 22 shown in FIG. 5 has a structure in which deflection members 22a are arranged in a predetermined direction (Y-axis direction).
  • the plurality of deflection members 22a are integrated by, for example, being bonded to each other.
  • the interfaces (interface 26a and interface 26b, first surface and second surface) where the illumination light L is incident on the deflection unit 22 are such that the emission direction of the illumination light L is the first light source unit 21a and the second light source unit 21b. Since they are different, they are inclined in different directions depending on the posture of the light source unit 21 from which the light incident on the interfaces 26a and 26b is emitted.
  • the deflecting unit 22 includes an interface 26a on which the illumination light L is incident from the first light source unit 21a and an interface 26b on which the illumination light L is incident from the second light source unit 21b.
  • the deflection member 22a is provided in a one-to-one correspondence with the light source unit 21, and the interface 26a is a deflection member corresponding to the first light source unit 21a.
  • the interface 26b is an interface of the deflection member 22a corresponding to the second light source unit 21b.
  • the normal direction of the interface 26a is a direction inclined to the + X side from the Z-axis direction (normal direction of the substrate P), and the normal direction of the interface 26b is ⁇ from the Z-axis direction (normal direction of the substrate P) ⁇
  • the direction is inclined to the X side.
  • the interface 26c is, for example, disposed in substantially the same plane (substantially flush) with the plurality of deflection members 22a, and is disposed substantially perpendicular to the normal direction of the substrate P.
  • deviation part 22 is comprised, for example so that the illumination light L may not be deflected by the interface 26c, you may deflect the illumination light L by the interface 26c.
  • FIG. 6 is a top view showing the deflecting unit 22.
  • each of the interface 26a and the interface 26b has a trapezoidal shape and is disposed adjacent to a predetermined direction (Y-axis direction).
  • the interface 26a and the interface 26b have substantially the same shape, but are arranged so as to be in an inverted relationship with respect to the YZ plane. That is, the long side of the interface 26a is arranged to be aligned with the short side of the interface 26b, and similarly, the long side of the interface 26b is arranged to be aligned with the short side of the interface 26a.
  • the boundary 27 (the trapezoid hypotenuse) between the interface 26a and the interface 26b is in a predetermined direction (Y-axis direction). And are configured to intersect non-vertically.
  • the portion 27a of the polarizing member 22a adjacent to the boundary 27 at the interface 26a overlaps the portion 27b of the polarizing member 22a adjacent to the boundary 27 at the interface 26b when viewed from the X-axis direction, and is in a predetermined direction (Y-axis direction).
  • the illumination light L incident on the portion 27a of the interface 26a from the first light source portion 21a is the Y-axis direction of the illumination light L incident on the portion 27b of the interface 26b from the second light source portion 21b and the illumination region IR.
  • this area is an area where the partial illumination area IRa (see FIG. 3) by the illumination light L passing through the interface 26a overlaps with the partial illumination area IRa by the illumination light L passing through the interface 26b (referred to as an overlap area).
  • This overlapping region is illuminated with light obtained by mixing a part of the illumination light L from the first light source unit 21a and a part of the illumination light L from the second light source unit 21b.
  • the mixing ratio continuously changes as the boundary 27 is inclined with respect to the predetermined direction. As a result, even if the brightness of the illumination light L is different between the first light source unit 21a and the second light source unit 21b, the illuminance distribution of the illumination region IR may change discontinuously in the predetermined direction. It is suppressed.
  • the illuminating device IU arranges a plurality of illumination modules 20 in a predetermined direction (Y-axis direction) substantially perpendicular to the scanning direction (X-axis direction) of the substrate P, thereby exposing a transfer pattern in a predetermined direction perpendicular to the scanning direction.
  • Y-axis direction substantially perpendicular to the scanning direction (X-axis direction) of the substrate P
  • X-axis direction scanning direction
  • the illumination device IU shown in FIG. 2 uses the filter 28 for adjusting the illuminance distribution by the illumination light L emitted from the deflecting unit 22 so as to ensure the uniformity of the illuminance distribution in a predetermined direction. It is configured.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the illuminance distribution in the predetermined direction in the illumination region IR and an example of the filter 28, and FIG. 8 is a diagram illustrating another example of the illuminance distribution in the predetermined direction in the illumination region IR and the filter 28.
  • the illuminance distribution of the illumination light L is schematically shown by emphasizing the change in illuminance. It was shown to.
  • the horizontal axis indicates a position in a predetermined direction (Y-axis direction).
  • Reference numeral 30a represents the illuminance distribution in the illumination area IR of the illumination light L from the first light source section 21a
  • reference numeral 30b represents the illuminance distribution in the illumination area IR of the illumination light L from the second light source section 21b.
  • 30c is the illuminance distribution in the illumination region IR by the illumination light L from the first light source unit 21a and the illumination light L from the second light source unit 21b
  • 30d is the filter 28 in the direction corresponding to the predetermined direction.
  • the transmittance distribution is shown.
  • the illuminance distribution (illuminance distribution 30a and illuminance distribution 30b) by the illumination light L for each light source unit 21 is a so-called top-hat type distribution.
  • the plurality of light source units 21 are arranged so that the end of the partial illumination region IRa overlaps the end of the adjacent partial illumination region IRa, and the partial illumination regions IRa are arranged such that the ends of the adjacent partial illumination regions IRa are mutually connected. It has an overlapping region IRb that overlaps and a non-overlapping region IRc where adjacent partial illumination regions IRa do not overlap each other.
  • the illuminance distribution 30c is substantially the same as the illuminance distribution 30a or the illuminance distribution 30b by the illumination light L from the first light source unit 21a or the second light source unit 21b.
  • the illuminance is substantially uniform. is there.
  • the illuminance distribution 30c is a distribution obtained by adding the illuminance distribution 30a and the illuminance distribution 30b.
  • the illuminance of the illuminance distribution 30c in the overlapping area IRb decreases as the pitch Py (center distance) in the predetermined direction (Y-axis direction) of the partial illumination area IRa increases, and increases as the pitch Py decreases.
  • the pitch Py in the predetermined direction (Y-axis direction) of the partial illumination region IRa can be adjusted by, for example, the pitch of the light source unit 21 in the predetermined direction.
  • the pitch Py in the predetermined direction is also narrowed.
  • the illuminance of the illuminance distribution 30c in the overlapping region IRb can be adjusted to the same level as the illuminance of the illuminance distribution 30c in the non-overlapping region IRc by adjusting the pitch Py of the partial illumination region IRa. For example, a difference of about several percent may occur with respect to the illuminance in the overlapping region IRc.
  • the illuminance is smaller than the non-overlapping region IRc at the joint portion (overlapping region IRb) of the illumination module 20. In the example shown in FIG. It is higher than IRc.
  • Such non-uniformity (variation) in illuminance need not be corrected, for example, when it falls within an allowable range according to the use of the illumination device IU, but here is corrected from the viewpoint of increasing exposure accuracy. Shall.
  • the transmittance in the optical path of light incident on a relatively high illuminance area in the illumination area IR is set to be relatively low, and the illumination area IR Among them, the transmittance in the optical path of the light incident on the region where the illuminance is relatively low may be made relatively high.
  • the transmittance distribution 30d of the filter 28 passes light incident on the overlapping area IRb.
  • the transmittance in the optical path is set higher than the transmittance in the optical path through which the light incident on the non-overlapping region IRc passes.
  • the transmittance distribution 30d of the filter 28 passes light incident on the overlapping region IRb.
  • the transmittance in the optical path is set lower than the transmittance in the optical path through which the light incident on the non-overlapping region IRc passes.
  • the cause of the non-uniformity of the illuminance distribution is, for example, the variation in the amount of light for each illumination module 20 (light source unit 21) (first cause), and the amount of light at the junction of the illumination module 20 (deflection unit 22). Variations (second cause), variations in illuminance within each illumination module 20 (third cause), and the like can be mentioned. To alleviate or eliminate the non-uniformity of the illuminance distribution, it is possible to deal with each type of these causes. In addition to using the filter 28 as a method for making the illuminance distribution uniform, there is a method for adjusting the shape and arrangement of members. Hereinafter, a countermeasure against the non-uniformity of the illuminance distribution will be described for each cause of the non-uniformity of the illuminance distribution.
  • the first cause includes factors such that the illuminance of the illumination light L emitted from each light source unit 21 varies among the plurality of light source units 21 due to manufacturing tolerances of components of the illumination module 20 (for example, the light source 23).
  • the illumination device IU shown in FIGS. 2 and 3 includes a light amount correction filter 28a disposed between the light source 23 and the line generator 24 as a filter 28, and the light amount correction filter 28a causes variations in the illumination light L for each light source 23. Reduced.
  • the light amount correction filter 28 a has a relatively low transmittance at a portion where the illumination light L from the light source 23 having a relatively high output with respect to a predetermined power among the plurality of light sources 23 is incident.
  • the transmittance is relatively high in the portion where the illumination light L from the light source 23 having a relatively low output with respect to the predetermined power is incident.
  • the variation in the amount of illumination light L for each light source 23 can be reduced by the driving method of the light source 23.
  • the power supplied to the light source 23 having a relatively high output is relatively low and the power supplied to the light source 23 having a relatively low output is set so that the amount of the illumination light L is uniform. It may be relatively high.
  • Such a driving method may be realized by providing an electric filter in a driving circuit or the like, or may be realized by a program for driving the light source 23 or the like.
  • the non-uniformity of the illuminance distribution due to the second cause is that the illumination light spread by the line generator 24 is adjusted by adjusting the prism shape of the deflecting member 22a, adjusting the pitch Py of the partial illumination region IRa (the pitch of the illumination module 20). It can be alleviated or eliminated by increasing the width of L (the dimension of the spot in a predetermined direction). However, when the inclination of the end of the partial illumination region IRa is deviated from linear in the illuminance distribution 30b and the illuminance distribution 30c for each light source unit 21, unevenness in the illuminance distribution may remain.
  • 2 and 3 includes a joint correction filter 28b disposed between the light source unit 21 and the cylindrical surface 14a (mask pattern M) of the rotating drum 14, and the non-contact by the joint correction filter 28b. Correction is performed so as to reduce the difference in illuminance between the overlapping region IRc and the overlapping region IRb.
  • the third cause includes, for example, that the aberration in the illumination module 20 remains, and that the variation of the illuminance distribution is expanded in a predetermined direction by expanding the illumination light L by the line generator 24.
  • the latter is more likely to occur as the width of the illumination light L spread by the line generator 24 is increased, for example, when the number of illumination modules 20 is reduced while maintaining the dimension of the illumination area IR in a predetermined direction.
  • the non-uniformity of the illuminance distribution due to the third cause is that the illumination light L spread by the line generator 24 by increasing the number of the optical members, increasing the number of the illumination modules 20, etc. in the illumination module 20. It can be alleviated or eliminated by reducing the width.
  • the 2 and 3 includes an illuminance distribution correction filter 28c disposed between the light source unit 21 and the cylindrical surface 14a (mask pattern M) of the rotary drum 14, and the illuminance distribution correction filter 28c allows each of the illuminance distribution correction filters 28c.
  • the illuminance distribution in the illumination module 20 is made uniform.
  • the illuminance distribution correction filter 28c is provided for each illumination module 20, for example. By using such an illuminance distribution correction filter 28c, for example, the uniformity of the illuminance distribution can be improved while maintaining the number of illumination modules 20, and the uniformity of the illuminance distribution can be improved while reducing the number of illumination modules 20. It can also be maintained.
  • the transmittance of various filters as described above may be fixed or variable.
  • a filter with variable transmittance can be realized, for example, by providing a filter whose transmittance changes in the scanning direction (X-axis direction) so as to be movable in the scanning direction.
  • the illumination device IU can adjust the illuminance distribution of the illumination region IR by moving a filter having a variable transmittance.
  • the illumination device IU can finely adjust the illuminance distribution to be uniform based on the illuminance distribution measured by the illuminance monitor device 11 shown in FIGS. Further, such adjustment of the illuminance distribution may be performed, for example, when the characteristics of the illumination module 20 change over time, or when at least a part of the illumination module 20 (for example, the light source unit 21) is replaced.
  • the illumination device IU arranges a plurality of illumination modules 20 in a predetermined direction, and continuously arranges the partial illumination areas IRa of the illumination modules 20 in a predetermined direction, whereby the predetermined illumination area IR is determined.
  • the dimension in the direction can be expanded to a desired value. Therefore, the processing device U3 (exposure device EX) can widen the width of the transfer pattern in the direction perpendicular to the scanning direction, and can efficiently process a large substrate, for example.
  • the device manufacturing system can efficiently manufacture a device such as a large flat panel display, and can efficiently manufacture a device using a large-sized multi-sided substrate.
  • the illumination device IU arranges the plurality of light source units 21 whose positions in the scanning direction are shifted so that the emission directions of the illumination light L viewed from a predetermined direction intersect, and the illumination light L from the plurality of light source units 21
  • the illumination light L is deflected by the deflecting unit 22 so as to align the traveling direction of. For this reason, the degree of freedom of arrangement of the plurality of light source units 21 is increased, and for example, interference (collision) of the plurality of light source units 21 can be avoided.
  • the illumination region IR is expanded in the predetermined direction while maintaining the number of illumination modules 20, and the illumination region It is possible to reduce the number of lighting modules 20 while maintaining the size of IR.
  • the illuminating device IU performs a deformation in which the illuminating light L (beam) is stretched in one direction, so that the spread angle of the illuminating light L is a predetermined direction perpendicular to the scanning direction (X-axis direction) of the substrate P and the scanning direction.
  • Different configurations in the Y-axis direction
  • the line width of the transferred pattern on the mask pattern M is uniform, the line width of the transferred pattern on the substrate P is different between the scanning direction and the predetermined direction.
  • the mask pattern M is designed in consideration of the line width on the mask pattern M according to the anisotropy of the spread angle of the illumination light L. do it.
  • the illumination device IU may be configured such that the divergence angle of the illumination light L is isotropic between the scanning direction (X-axis direction) of the substrate P and a predetermined direction (Y-axis direction).
  • the illuminance monitor device 11 may be installed as a part of the illumination device IU, or one or both of the illuminance monitor device 11 and the alignment microscope AM may be arranged inside the rotating drum 14. In addition, at least a part of the illumination optical system including the plurality of illumination modules 20 may be disposed outside the rotary drum 14.
  • FIG. 9 is a side view showing the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX) according to the present embodiment
  • FIG. 10 is a perspective view showing the illumination apparatus IU
  • FIG. 11 is a top view showing the illumination apparatus.
  • the exposure apparatus EX shown in FIG. 9 differs from the first embodiment in the configuration of the substrate support member (rotary drum 35) that supports the substrate P and the configuration of the illumination device IU.
  • An exposure apparatus EX shown in FIG. 9 includes a rotating drum 35 instead of the substrate stage ST shown in FIG.
  • the rotary drum 35 is provided to be rotatable around the rotation center axis AX2.
  • the rotation center axis AX2 of the rotation drum 35 is set substantially parallel to the rotation center axis AX1 of the rotation drum 14.
  • the rotary drum 35 is rotationally driven by a drive unit (not shown), and conveys the substrate P by supporting and rotating the substrate P.
  • the lighting device IU includes a plurality of lighting modules 20 as shown in FIG. 10 and the like, but one lighting module 20 is representatively shown in FIG.
  • the illumination area IR of the illumination device IU is set in the vicinity of the portion of the rotary drum 14 that is closest to the rotary drum 35.
  • the exposure apparatus EX controls the mask pattern M held on the rotating drum 14 from the illumination apparatus IU while rotating the rotating drum 14 and the rotating drum 35 in synchronization with the control apparatus 12 as shown in FIG. Illuminate with illumination light L.
  • the illumination light L incident on the mask pattern M becomes light (exposure light) corresponding to the pattern to be transferred, and the exposure light scans the substrate P transported to the rotary drum 35.
  • the region where the exposure light is incident on the substrate P (exposure region PR) is set near the portion of the rotating drum 35 that is closest to the rotating drum 14.
  • the scanning direction of the exposure light with respect to the substrate P is substantially perpendicular to the rotation center axis AX2 (Y-axis direction) of the rotary drum 35 and substantially parallel to the tangential plane of the exposure region PR (X-axis direction).
  • the illumination device IU shown in FIGS. 10 and 11 has a configuration in which a plurality of illumination modules 20 are arranged in a predetermined direction (Y-axis direction).
  • the plurality of illumination modules 20 have the same configuration, but are arranged so that the postures about the YZ plane are alternately reversed in the order in which they are arranged in the Y-axis direction.
  • the illumination module 20 shown in FIG. 9 includes a first light source unit 21a and a deflection member 22a provided in a one-to-one correspondence with the light source unit 21.
  • the light source unit 21 includes a light source 23 that emits illumination light L, an optical rod member 36 that receives illumination light L from the light source 23, a relay lens 37 and a relay lens that receive illumination light L that has passed through the optical rod member 36. 38.
  • the light source unit 21 emits the illumination light L from a direction inclined with respect to the normal direction (Z-axis direction) of the illumination region IR.
  • the first light source unit 21a of the first illumination module 20a emits the illumination light L from a direction inclined to the ⁇ X side from the normal direction (Z-axis direction) of the illumination region IR.
  • the second light source unit 21b of the second illumination module 20b (see FIG. 11) arranged next to the first illumination module 20a when viewed from the scanning direction of the exposure light (X-axis direction) is an illumination region.
  • the illumination light L is emitted from a direction inclined to the + X side from the normal direction of the IR.
  • the first lighting module 20a and the second lighting module 20b are arranged so that the light emission directions from the light source unit 21 when viewed from a predetermined direction intersect.
  • the light source part 21 of the 1st illumination module 20a and the light source part 21 of the 2nd illumination module 20b are arrange
  • the member having the largest dimension in the predetermined direction among the light source units 21 is the relay lens 38, and the plurality of light source units 21 are adjacent to each other when viewed from the X-axis direction.
  • the relay lens 38 is displaced so that the relay lens 38 does not interfere with the relay lens 38 of the other light source unit 21 in a predetermined direction (Y-axis direction).
  • FIG. 12 is a top view showing the light source 23
  • FIGS. 13A and 13B are views showing the optical rod member 36
  • FIG. 14 is a plan view showing the relay lens 38
  • FIG. 15 is a side view showing the deflecting member 22a
  • FIG. FIG. 13A is a diagram viewed from the Z-axis direction
  • FIG. 13B is a diagram viewed from the Y-axis direction.
  • the light source 23 shown in FIG. 12 includes a plurality of solid light sources 40 and a light guide member 41 provided in each of the solid light sources 40.
  • the solid light source 40 is, for example, a laser diode.
  • the light guide member 41 is, for example, an optical fiber, and guides the illumination light L from the solid light source 40 to the optical rod member 36 (see FIG. 11).
  • the plurality of light guide members 41 are bundled in a bundle shape and have one emission end face 41a.
  • the illumination light L that has passed through the optical fiber is an isotropic light whose spread angle is determined by the diameter ( ⁇ ) of the optical fiber.
  • the optical rod member 36 shown in FIGS. 13A and 13B is formed of, for example, quartz glass, and the like.
  • the incident end surface 36a on which the illumination light L is incident from the light source 23 the inner surface 36b on which the illumination light L incident on the incident end surface 36a is reflected, And an emission end face 36c from which the illumination light L reflected by the inner face 36b is emitted.
  • a light source image is formed for each light guide member 41 on the emission end surfaces 41a of the plurality of light guide members 41, and the illuminance distribution of the illumination light L is nonuniform on the emission end surfaces 41a.
  • Such illumination light L is repeatedly reflected by the inner surface 36b of the optical rod member 36, whereby the spread within the spread angle is averaged, and the illuminance distribution on the exit end face 36c is made uniform.
  • the illumination light L emitted from the optical rod member 36 is light that spreads isotropically with the divergence angle almost unchanged from that before entering the optical rod member 36.
  • the illumination module 20 is configured such that the illumination region IR is conjugate with the exit end face 36c of the optical rod member 36. Therefore, the emission end surface 36c of the optical rod member 36 is set to have the same shape as the partial illumination region IRa, for example.
  • the output end face 36c is set such that the dimension in the Y-axis direction corresponding to the predetermined direction is larger than the dimension in the Z-axis direction corresponding to the scanning direction. That is, the light source unit 21 is configured such that the partial illumination region IRa is longer in the predetermined direction than in the scanning direction.
  • a diaphragm member 42 is provided at a position where the illumination light L from the emission end face 36c of the optical rod member 36 enters.
  • the diaphragm member 42 is a so-called field diaphragm, and defines the shape of the partial illumination region IRa.
  • the diaphragm member 42 has an opening 42a through which the illumination light L passes. The planar shape of the opening 42a will be described later.
  • the relay optical system including the relay lens 37 and the relay lens 38 forms an image of the emission end face 36 c of the optical rod member 36.
  • the illumination area IR is set at or near the position of the surface on which the image of the emission end face 36c of the optical rod member 36 is formed.
  • the magnification is set so as to adjust the spread angle of the illumination light L when emitted from the light source unit 21.
  • the spread angle of the illumination light L when entering the mask pattern M is set according to the line width of the pattern, and the relay optical system including the relay lens 37 and the relay lens 38 so as to have such a spread angle. Is set.
  • the relay lens 38 (see FIG. 14) has a predetermined direction (Y-axis direction) longer than the orthogonal direction when viewed in plan from the direction of the optical axis.
  • the relay lens 38 is set, for example, to a shape corresponding to the partial illumination region IRa by appropriately omitting a portion 38b through which the illumination light L does not pass from a lens shape 38a that is rotationally symmetric about its optical axis. Thereby, interference with the relay lens 38 and other components can be avoided.
  • a diaphragm member 43 is disposed in the optical path from the relay lens 37 to the relay lens 38.
  • the diaphragm member 43 is a so-called aperture diaphragm ( ⁇ diaphragm), and limits the spread angle (so-called numerical aperture NA) of the illumination light L.
  • the aperture member 43 has an opening through which the illumination light L passes, and the diameter of the opening is set so that the spreading angle of the illumination light L that has passed through the relay lens 37 and the relay lens 38 becomes a predetermined value.
  • a mirror 44 is disposed in the optical path from the relay lens 37 to the relay lens 38.
  • the mirror 44 is a so-called bending mirror and deflects the illumination light L emitted from the relay lens 37.
  • the illumination light L emitted from the light source 23 travels in a direction substantially parallel to the X-axis direction, is reflected by the mirror 44, and is tilted to the ⁇ X side or + X side with respect to the Z-axis direction. Proceed to.
  • the light source part 21 can be made compact, for example, it becomes easy to arrange the light source part 21 inside the rotating drum 14.
  • the illumination light L emitted from the plurality of light source units 21 as described above is incident on the deflection unit 22 and deflected by the deflection unit 22 as shown in FIG.
  • the deflection unit 22 includes a plurality of deflection members 22a arranged in a predetermined direction.
  • the plurality of deflecting members 22a have the same shape, but are arranged so that their postures with respect to the YZ plane are alternately reversed in the order in which they are arranged in the Y-axis direction (see FIGS. 10 and 11).
  • the deflection member 22a (see FIG. 15) has an interface 26a on which the illumination light L is incident and an interface 26c on which the illumination light L is emitted.
  • the interface 26a and the interface 26c are each inclined with respect to the normal direction (Z-axis direction) of the illumination region IR. That is, the deflecting member 22a deflects the illumination light L by refracting the illumination light L at the interface 26a and the interface 26c.
  • the illumination light L emitted from the deflecting member 22a enters the partial illumination region IRa, and the plurality of partial illumination regions IRa are connected in a predetermined direction, whereby the illumination device IU The illumination area IR whose longitudinal direction is a predetermined direction is illuminated.
  • the illuminance distribution in the predetermined direction of the illumination region IR may be non-uniform.
  • the deflection unit 22 (see FIG. 11) is provided such that a boundary 27 between a pair of deflection members 22a adjacent in a predetermined direction obliquely intersects the predetermined direction.
  • the non-uniformity of the illuminance distribution in the predetermined direction in the illumination region IR is alleviated or eliminated.
  • such non-uniformity of the illuminance distribution can be alleviated or eliminated by adjusting the shape of the aperture through which the illumination light L passes in the diaphragm member 42 shown in FIGS. 13A and 13B.
  • the illumination light L incident on the overlapping region IRb is used. It is effective to increase the amount of light and decrease the amount of illumination light L incident on the non-overlapping region IRc.
  • the aperture member 42 (see FIGS. 13A and 13B) has a shape of the opening 42a through which the illumination light L passes.
  • the aperture 42a of the diaphragm member 42 shown in FIG. 16 has a first portion 42b through which light incident on the overlapping region IRb passes in the partial illumination region IRa (see FIG. 7) and a non-overlapping region IRc in the partial illumination region IRa. And a second portion 42c through which incident light passes. Since the positions of the overlapping region IRb and the non-overlapping region IRc are different in the predetermined direction (Y-axis direction), the first portion 42b and the second portion 42c are different positions in the direction corresponding to the predetermined direction (Y-axis direction). Is arranged.
  • the first portion 42b and the second portion 42c have different dimensions in the direction (Z-axis direction) on the diaphragm member 42 corresponding to the direction perpendicular to the predetermined direction in the illumination region IR.
  • the amount of illumination light L passing through the unit length region is different.
  • the diaphragm member 42 shown in FIG. 16 assumes an illuminance distribution with relatively low illuminance in the overlapping region IRb as shown in FIG.
  • the inner dimension h1 of the first part 42b and the inner dimension h2 of the second part 42c are set, the inner dimension h1 of the first part is larger than the inner dimension h2 of the second part. ing. Therefore, in the first portion 42b, the amount of illumination light L passing through the unit length region in the Y-axis direction is larger than that in the second portion 42c, and as a result, the illuminance distribution in the predetermined direction in the illumination region IR is made uniform.
  • the illuminance of the overlapping region IRb is 5% lower than the illuminance of the non-overlapping region IRc.
  • the inner dimension h1 of the first part 42b is set to 102.5% with respect to the inner dimension h2 of the second part, for example.
  • the opening 42a of the aperture member 42 is formed so that the inner dimension in the X-axis direction continuously changes between the first portion 42b and the second portion 42c. Therefore, it is possible to suppress the illuminance from changing discontinuously between the overlapping region IRb and the non-overlapping region IRc.
  • the light source 23 shown in FIG. 12 can use 20 laser diodes that emit laser light in the ultraviolet region having a wavelength of 403 nm as the plurality of solid light sources 40. Further, as the light guide member 41, an optical fiber having a diameter of 0.125 mm can be used, and 20 of these can be bundled to form a bundle having a diameter of 0.65 mm. In this case, the spread angle of the illumination light L when emitted from the light guide member 41 is 0.2 in terms of NA.
  • the optical rod member 36 shown in FIGS. 13A and 13B has, for example, a dimension in the X-axis direction of 100 mm, a dimension in the Y-axis direction of 10 mm, and a dimension in the Z-axis direction of 1.4 mm.
  • the spread angle of the illumination light L emitted from the optical rod member 36 is substantially the same as the spread angle of the illumination light L emitted from the light guide member 41, and is 0.2 in terms of NA.
  • the outer dimension in the Z-axis direction is the same (1.4 mm) as the emission end face 36c of the optical rod member 36.
  • the dimensions of the aperture 42a of the aperture member 42 are, for example, a dimension in the Y-axis direction of 10 mm, an internal dimension h1 of the first part of 1 mm, and an internal dimension h2 of the second part of 1.025 mm.
  • the divergence angle of the illumination light L when entering the mask pattern M is set to 0.04 in terms of NA.
  • the divergence angle of the illumination light L emitted from the optical rod member 36 is 0.2, and the relay lens 37 and the relay lens 38 enlarge the image of the emission end surface 36c of the optical rod member 36 five times to increase the illumination region IR. Project to. Therefore, the value obtained by converting the divergence angle of the illumination light L when entering the illumination region IR into NA is 1 of the value (0.2) obtained by converting the divergence angle of the illumination light L emitted from the optical rod member 36 into NA. / 5 times, 0.04.
  • the focal length (f1) of the relay lens 37 is set to 20 mm, for example, and the focal length (f2) of the relay lens 38 is set to 100 mm, for example.
  • the aperture member 43 has an aperture diameter ( ⁇ ) of 8 mm so that the divergence angle of the illumination light L that has passed through the relay lens 37 and the relay lens 38 is equivalent to 0.04 in terms of NA.
  • the deflecting member 22a shown in FIG. 15 is made of quartz or the like having a high transmittance for light in the ultraviolet region.
  • the apex angle ⁇ 1 is 20.51 °
  • the base angle ⁇ 2 is 80 °
  • the base angle ⁇ 3 is 79.49. Set to °.
  • the angle ⁇ formed by the optical axis of the relay lens 38 and the Z-axis direction is, for example, 10 °.
  • a distance S (see FIG. 9) from the intersection of the optical axis of the relay lens 38 and the deflection member 22a to the illumination region IR (mask pattern M) is, for example, 16 mm.
  • the partial illumination region IRa by the illumination module 20 having such specifications has a dimension in the X-axis direction of about 5 mm and a dimension in the Y-axis direction of about 50 mm.
  • the illumination device IU includes five sets of such illumination modules 20, and the illumination region IR has a dimension in the X-axis direction of about 5 mm and a dimension in the Y-axis direction of about 250 mm.
  • the light power per laser diode of the light source 23 is 0.5 W
  • the transmittance of the optical fiber is 0.7
  • the light utilization efficiency by the diaphragm member 42 is 1 / 1.4
  • the light is deflected from the optical rod member 36.
  • the transmittance up to the member 22a is set to 0.8. In this case, when the light intensity power per illumination module 20 is 4 W and the size of the partial illumination region IRa of the illumination module 20 is 5 mm ⁇ 50 mm, the illuminance is estimated to be 1600 mW / cm 2 .
  • the spread angle of the illumination light L when entering the illumination area IR is, for example, 2.3 ° (NA conversion 0.04), and about 0.6 mm from the Z axis in the illumination area IR. Misalignment occurs. This positional deviation amount is sufficiently smaller than the width (5 mm) of the illumination area IR in the scanning direction, and can be ignored when performing the exposure process. Further, when calculated under this condition, the astigmatism in the illumination region IR is 0.84 mm. Therefore, the illumination device IU can be designed and manufactured so that the focus plane matches the position in the Z-axis direction where the light beam in the XZ plane forms an image.
  • the light beam in the YZ plane has a spread of about 0.07 mm at the focus position, but this level can be ignored in performing the exposure process. It is needless to say that the specifications of the illumination device IU shown here are merely examples and can be changed as appropriate.
  • the illumination device IU of the present embodiment as described above can illuminate the illumination region IR with the illumination light L that isotropically spread, and the line width of the transferred pattern and the line width of the transferred latent image Since the ratio is isotropic, for example, the design cost of the mask pattern M can be reduced.
  • FIG. 17 is a side view showing the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX) according to this embodiment
  • FIG. 18 is a top view showing the exposure apparatus EX.
  • the illumination device IU shown in FIGS. 17 and 18 is different from the first embodiment in the configuration of the deflecting unit 22. 17 and 18 includes a plurality of mirrors 45 (deflection members) arranged in the Y-axis direction, and the illumination light L from the light source unit 21 is reflected by the mirror 45 so that the illumination light L is deflected. To do.
  • the normal direction of the illumination region IR is the Z-axis direction
  • the angle between the emission direction of the illumination light L from the light source unit 21 and the Z-axis direction viewed from the predetermined direction (Y-axis direction) is ⁇
  • the mirror 45 is disposed to be inclined by an angle ⁇ / 2 from the Z-axis direction.
  • ⁇ is 90 °
  • the angle formed by the normal direction of the mirror 45 and the Z-axis direction is set to 45 °.
  • Mirror 45 includes a reflective surface having a trapezoidal outer shape, for example.
  • the mirror 45 shown in FIG. 18 has a boundary 46 between a pair of adjacent mirrors 45 in the Y-axis direction so as to cross obliquely with respect to the scanning direction (X-axis direction) in which the substrate P is scanned with the illumination light L. Has been placed. Thereby, the illumination distribution in the predetermined direction of the illumination area IR can be made uniform.
  • the illuminating device IU has a configuration in which the deflecting unit 22 deflects by reflection, for example, light loss can be reduced.
  • FIG. 19 is a side view showing the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX) according to the present embodiment
  • FIG. 20 is a top view showing the exposure apparatus EX
  • FIG. 21 is an illumination view showing the deflecting unit 22.
  • 19 and 20 is different from the first embodiment in the configuration of the deflection unit 22 in the illumination device IU shown in FIGS. 19 deflects the illumination light L from the first light source unit 21a and reflects the illumination light L from the second light source unit 21b so that the traveling direction of the illumination light L is aligned. It is configured.
  • the first light source unit 21a is arranged in the normal direction (Z-axis direction) of the illumination region IR, and the illumination light L from the first light source unit 21a is not deflected by the deflecting unit 22, It enters the illumination area IR from the normal direction.
  • the second light source unit 21b is arranged so as to form an angle ⁇ with the Z-axis direction when viewed from a predetermined direction (Y-axis direction), and the illumination light L from the second light source unit 21b is The light is deflected by the deflecting unit 22 and enters the illumination area IR from the normal direction.
  • the angle ⁇ is set to 90 °, but the angle ⁇ can be arbitrarily set as long as the absolute value is greater than 0 ° and smaller than 180 °.
  • the 21 includes a passing part 46 through which the illumination light L from the first light source part 21a passes and a reflection part 47 from which the illumination light L from the second light source part 21b is reflected.
  • the passing portions 46 and the reflecting portions 47 are alternately and repeatedly arranged in a predetermined direction (Y-axis direction).
  • the light transmittance at the passage portion 46 is substantially uniform (the transmittance gradient in the Y-axis direction is substantially zero), and the light reflectance at the reflection portion 47 is substantially uniform (in the Y-axis direction).
  • the gradient of the reflectance is almost 0).
  • An intermediate part 48 is arranged between the passing part 46 and the reflecting part 47.
  • the intermediate portion 48 is set so that the reflectance of the illumination light L is higher than that of the passage portion 46 and the reflectance of the illumination light L is lower than that of the reflection portion 47.
  • the reflectance of the illumination light L in the intermediate portion 48 is set to increase continuously or stepwise from the passing portion 46 side toward the reflecting portion 47 side.
  • the transmittance of the illumination light L in the intermediate portion 48 is set lower than that of the passing portion 46 and higher than that of the reflecting portion 47.
  • the transmittance of the illumination light L in the intermediate portion 48 is set to decrease continuously or stepwise from the passing portion 46 side toward the reflecting portion 47 side.
  • the illumination light L from the first light source unit 21 a is incident on the passing part 46 and the two intermediate parts 48 adjacent to the passing part 46.
  • the illumination light L from the second light source unit 21 b is incident on the reflection unit 47 and the two intermediate units 48 adjacent to the reflection unit 47. Therefore, the illumination light L enters the intermediate portion 48 from each of the first light source unit 21a and the second light source unit 21b.
  • the intermediate unit 48 has a function of combining the illumination light L from the first light source unit 21a and the illumination light L from the second light source unit 21b.
  • a region where the illumination light L emitted from the intermediate portion 48 is incident (overlapping region IRb in FIG. 7) is an illuminance caused by part of the illumination light L from the first light source unit 21a and the second light source.
  • the illuminance is obtained by adding the illuminance of a part of the illumination light L from the portion 21b. Therefore, the illuminance of the overlapping region IRb shown in FIG. 7 can be prevented from being discontinuous with the illuminance of the non-overlapping region IRc.
  • Such a deflecting unit 22 (beam combining unit) is joined by, for example, one triangular prism 49 (see FIG. 19) whose longitudinal direction is a predetermined direction (Y-axis direction).
  • the triangular prism 49 has a right-angled triangle in cross section perpendicular to the longitudinal direction, and has a hypotenuse 49a that forms an angle of 45 ° with two sides perpendicular to each other.
  • the pair of triangular prisms 49 is formed into a prismatic prism by joining the oblique side 49a of the triangular prism 49 and the inclined surface including the longitudinal direction to each other.
  • a reflective material such as aluminum is formed by vapor deposition or the like to form a reflective film.
  • the reflectivities of the passing portion 46, the reflecting portion 47, and the intermediate portion 48 are adjusted by, for example, the density distribution of the reflecting film.
  • the density of the reflective film is expressed, for example, by the ratio of the coating area of the reflective film to the area of the unit area, and the region having a relatively high density of the reflective film among the triangular prisms is defined as the reflective portion 47 and is reflected more than the reflective portion.
  • the region where the density of the film is low may be the intermediate portion 48, and the region where the density of the reflective film is lower than that of the intermediate portion 48 may be the passing portion 46.
  • the deflecting unit 22 As a method for forming the deflecting unit 22, for example, after forming a reflective film on the slope of the triangular prism, the reflective film is partially removed by etching or the like, and the part from which the reflective film has been removed is passed through part 46 or intermediate part 48. A method in which a portion where the reflective film is not removed is used as the reflective portion 47 is exemplified. In the method of forming such a deflecting portion 22, the density distribution of the reflection film as described above can be realized by making the etching conditions such as the etching time different between the passage portion 46 and the intermediate portion 48.
  • a reflective film is partially formed on the slope of the triangular prism, and the reflective film is formed on the reflective film 47 or the intermediate part 48, and the reflective film is formed on the reflective film.
  • a portion where no film is formed is used as the passage portion 46.
  • the reflection film density distribution as described above can be realized by making the film formation conditions of the reflection film, for example, the film formation time, different between the reflection unit 47 and the intermediate unit 48.
  • the intermediate portion 48 is provided between the passage portion 46 and the reflection portion 47 in the deflection portion 22 so as to succeed the partial illumination region IRa.
  • the illuminance distribution in the direction can be made uniform.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment.
  • one or more of the elements described in the above embodiments may be omitted.
  • the elements described in the above embodiments can be combined as appropriate.
  • the disclosures of all published publications and US patents cited in the above-described embodiments are incorporated as part of the description of the text.
  • the substrate stage ST that supports the substrate P in a plane is used as the substrate support member.
  • a substrate support member can also be applied to other embodiments.
  • the rotary drum 35 is used as a substrate support member.
  • such a substrate support member can also be applied to other embodiments.
  • the cylindrical mask pattern M is used.
  • a so-called endless belt-like mask pattern M may be used, or a planar mask pattern M may be used.
  • the form of the mask holding member can be appropriately changed according to the form of the mask pattern M.
  • the light source unit 21 of the illumination device IU spreads the beam by the line generator 24.
  • a light source unit 21 can be applied to other embodiments.
  • the light source part 21 of the illuminating device IU equalizes the illumination intensity distribution of each illumination module 20 with the optical rod member 36, such a light source part 21 is also in other embodiment. Applicable.
  • the deflecting unit 22 of the illumination device IU deflects the illumination light L by reflection, but other embodiments can be applied to such a deflecting unit 22.
  • the direction in which the deflecting unit 22 deflects the illumination light L can be appropriately changed according to the emission direction of the illumination light L from the light source unit 21.
  • the emission directions of the illumination light L from the plurality of light source units 21 are set to two directions, but the emission directions of the illumination light L from the plurality of light source units 21 are three or more directions. In this case, the direction in which the deflecting unit 22 deflects the illumination light L is appropriately changed.
  • the exposure apparatus EX may be a multi-lens or microlens array projection exposure apparatus.
  • the above-described illumination apparatus IU is applied to at least one of a plurality of illumination optical systems. it can.
  • the illumination device IU of this embodiment can also be incorporated into a mirror projection type scanning exposure apparatus that scans and moves. In that case, for example, instead of arranging the plurality of deflecting members 22a shown in FIGS.
  • the illumination area IR on the mask is in an arc-shaped projection field of view. What is necessary is just to curve and arrange so that it may approximate.
  • the apex angles in the XY plane of the side end face portions 27a and 27b forming the boundary 27 between the deflection members 22a adjacent to each other may be different.
  • the illumination device IU is applied to the exposure apparatus EX.
  • the illumination device IU can be applied to, for example, an annealing apparatus.
  • FIG. 22 is a flowchart showing the device manufacturing method of this embodiment.
  • step 201 function / performance design of a device such as a liquid crystal display panel or an organic EL display panel is performed (step 201).
  • step 202 a mask pattern M is manufactured based on the device design (step 202).
  • a substrate such as a transparent film or sheet, which is a base material of the device, or an ultrathin metal foil is prepared by purchasing or manufacturing (step 203).
  • Step 204 typically includes a step of forming a resist pattern on a film on the substrate and a step of etching the film using the resist pattern as a mask.
  • a step of uniformly forming a resist film on the substrate surface a step of exposing the resist film of the substrate with exposure light patterned through the mask pattern M according to each of the above embodiments, A step of developing the resist film on which the latent image of the mask pattern is formed by the exposure is performed.
  • a process of forming a functional photosensitive layer (photosensitive silane coupling material, etc.) on the substrate surface by a coating method, via the mask pattern M according to each of the above embodiments The step of irradiating the functional photosensitive layer with patterned exposure light to form a hydrophilic portion and a water-repellent portion according to the pattern shape on the functional photosensitive layer, the hydrophilicity of the functional photosensitive layer
  • a step of applying a plating base solution or the like to a high portion and depositing and forming a metallic pattern by electroless plating is performed.
  • the substrate is diced or cut, or another substrate manufactured in a separate process, for example, a sheet-like color filter having a sealing function or a thin glass substrate is attached.
  • the combining process is performed to assemble the device (step 205).
  • post-processing such as inspection is performed on the device (step 206).
  • a device can be manufactured as described above.

Landscapes

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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
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Abstract

　照明装置（ＩＵ）は、第１の光源部（２１ａ）と、第１の光源部と光の出射方向が異なる第２の光源部（２１ｂ）と、第１の光源部からの光と第２の光源部からの光の進行方向を揃えるように、光の少なくとも一部を偏向する偏向部（２２）と、を備える。第１の光源部と第２の光源部は、各光源部から出射して偏向部を経由した光が入射する照明領域が所定方向に連続して並ぶように、所定方向において異なる位置に配置されている。

Description

照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法
　本発明は、照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法に関する。
　本願は、２０１２年５月２９日の米国仮出願６１／６５２，７１９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　近年、テレビなどの表示装置として、例えば液晶表示パネルなどのフラットパネルディスプレイが多用されている。フラットパネルディスプレイのような各種のデバイスの製造には、露光装置などの処理装置が利用される。例えば、液晶表示パネルは、露光装置によるリソグラフィ手法、エッチング技術などを利用して、ガラスプレート上に透明薄膜電極などの各種の膜パターンを形成することによって、製造される。リソグラフィ手法としては、ガラスプレートの替わりにロール状に巻き取られたシート状の基板に、マスクパターンの像を投影露光する手法が提案されている（例えば、下記の特許文献１参照）。
日本国特開２００７-１１４３８５号公報
　露光装置などの処理装置は、効率よくデバイスを製造可能にするなどの観点で処理範囲を広げることが期待されており、このような処理装置に用いられる照明装置には、被処理物の移動方向に垂直な方向の光の照射範囲を広げることが期待されている。
　本発明に係る態様は、処理範囲を広げることを可能にする照明装置、処理装置、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、第１の光源部と、前記第１の光源部と光の出射方向が異なる第２の光源部と、前記第１の光源部からの光と前記第２の光源部からの光との進行方向を揃えるように、該光の少なくとも一部を偏向する偏向部と、を備え、前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、各光源部から出射して前記偏向部を経由した光が入射する照明領域が所定方向に連続して並ぶように、前記所定方向において異なる位置に配置されている照明装置が提供される。
　本発明の第２の態様に従えば、感応層を有する基板に、マスクパターンに形成されたパターンを転写する処理装置であって、前記マスクパターンを照明する第１の態様の照明装置と、前記マスクパターンと前記基板とを、前記所定方向に垂直な方向に相対移動させる移動装置と、を備える処理装置が提供される。
　本発明の第３の態様に従えば、第２の態様の処理装置によって、前記マスクパターンと前記基板とを相対移動させながら前記基板に前記パターンを連続的に転写することと、前記パターンが転写された前記基板の感応層の変化を利用して後続の処理を実施することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
　本発明に係る態様によれば、処理範囲を広げることを可能にする照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法を提供することができる。
デバイス製造システムの一例を示す図である。 第１実施形態による処理装置（露光装置）を示す側面図である。 第１実施形態による処理装置（露光装置）を示す正面図である。 第１実施形態による照明モジュールを示す図である。 第１実施形態による照明モジュールを示す図である。 第１実施形態による偏向部を示す斜視図である。 第１実施形態による偏向部を示す上面図である。 照度分布およびフィルタの一例を示す図である。 照度分布およびフィルタの他の例を示す図である。 第２実施形態による処理装置（露光装置）を示す側面図である。 第２実施形態による照明装置を示す斜視図である。 第２実施形態による照明装置を示す上面図である。 第２実施形態による照明装置の光源を示す上面図である。 第２実施形態による照明装置の光学ロッド部材を示す図である。 第２実施形態による照明装置の光学ロッド部材を示す図である。 第２実施形態による照明装置のリレーレンズを示す平面図である。 第２実施形態による照明装置の偏向部を示す図である。 第２実施形態による照明装置の絞り部材を示す図である。 第３実施形態による処理装置（露光装置）を示す側面図である。 第３実施形態による処理装置（露光装置）を示す上面図である。 第４実施形態による処理装置（露光装置）を示す側面図である。 第４実施形態による処理装置（露光装置）を示す正面図である。 第４実施形態による照明装置の偏向部を示す正面図である。 デバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。
［第１実施形態］
　図１は、デバイス製造システムＳＹＳ（フレキシブル・ディスプレー製造ライン）の構成例を示す図である。ここでは、供給ロールＦＲ１から引き出された可撓性の基板Ｐ（シート、フィルムなど）が、順次、ｎ台の処理装置Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，・・・Ｕｎを経て、回収ロールＦＲ２に巻き上げられるまでの例を示している。
　図１において、ＸＹＺ直交座標系は、基板Ｐの表面（または裏面）がＸＺ面と垂直となるように設定され、基板Ｐの搬送方向（長尺方向）と直交する方向（幅方向）がＹ軸方向に設定されるものとする。Ｚ軸方向は、例えば鉛直方向に設定され、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向に設定される。なお、説明の便宜上、Ｘ軸方向（搬送方向の下流）から見た図を正面図、Ｙ軸方向（回転中心軸の方向）から見た図を側面図、Ｚ軸方向（鉛直方向の上方）から見た図を上面図ということがある。
　供給ロールＦＲ１に巻かれている基板Ｐは、ニップされた駆動ローラＤＲ１によって引き出され、エッジポジションコントローラＥＰＣ１によってＹ方向に位置決めされつつ、処理装置Ｕ１に送られる。
　処理装置Ｕ１は、印刷方式で基板Ｐの表面に感光性機能液（フォトレジスト、感光性カップリング材、ＵＶ硬化樹脂液など）を、基板Ｐの搬送方向（長尺方向）に関して連続的または選択的に塗布する塗布装置である。処理装置Ｕ１内には、基板Ｐが巻き付けられる圧胴ローラＤＲ２、この圧胴ローラＤＲ２上で、基板Ｐの表面に感光性機能液を一様に塗布するための塗布用ローラ、或いは感光性機能液を選択的に塗布する凸版又は凹版の版胴ローラなどを含む塗布機構Ｇｐ１、基板Ｐに塗布された感光性機能液に含まれる溶剤または水分を急速に除去するための乾燥機構Ｇｐ２などが設けられている。
　処理装置Ｕ２は、処理装置Ｕ１から搬送されてきた基板Ｐを所定温度（例えば、数１０から１２０℃程度）まで加熱して、表面に塗布された感光性機能層を安定に定着するための加熱装置である。処理装置Ｕ２内には、基板Ｐを折返し搬送するための複数のローラとエア・ターン・バー、冷却チャンバー部ＨＡ２、ニップされた駆動ローラＤＲ３などが設けられている。
　露光装置としての処理装置Ｕ３は、処理装置Ｕ２から搬送されてきた基板Ｐの感光性機能層に対して、ディスプレー用の回路パターンや配線パターンに対応した紫外線のパターニング光を照射する露光装置を含む。処理装置Ｕ３内には、基板ＰのＹ方向（幅方向）の中心を一定位置に制御するエッジポジションコントローラＥＰＣ２、ニップされた駆動ローラＤＲ４、所定のテンションでＸ方向に搬送される基板Ｐの裏面をエアベアリングの層で平面又は円筒状の湾曲面で支持する基板ステージＳＴ（基板支持部材）、及び、基板Ｐに所定のたるみ（あそび）ＤＬを与えるための２組の駆動ローラＤＲ６、ＤＲ７などが設けられている。
　さらに処理装置Ｕ３内には、外周面にシート状のマスク基板（以下、マスクパターンＭという）が巻き付けられて、Ｙ方向と平行な中心線の回りに回転する回転ドラム１４、その回転ドラム１４に巻き付けられたマスクパターンＭにＹ方向に延びたスリット状の露光用照明光を照射してマスクパターンＭのパターンを、基板ステージＳＴによって平面状に支持される基板Ｐの一部分に転写する照明装置ＩＵ、転写されるパターンと基板Ｐとを相対的に位置合せ（アライメント）するために、及び基板Ｐに予め形成されたアライメントマークなどを検出するアライメント顕微鏡ＡＭが設けられている。
　図１の処理装置Ｕ３は、いわゆるプロキシミティ方式の露光装置を含み、マスクパターンＭが巻きつけられた回転ドラム１４をマスク体とし、マスク体と基板Ｐとを所定の間隙（数十μｍ以内）で近接させ、マスク体上のパターンを基板Ｐに転写する。処理装置Ｕ３によるパターンの転写方式に限定はなく、投影光学系によってマスクパターンの像を投影する方式、あるいは、円筒状のマスク体の外周に基板Ｐを巻付けるコンタクト方式であってもよい。また、マスク体は、回転ドラム１４とマスクパターンＭとがリリース可能でもよいし、リリース不能でもよい。例えば、マスク体は、回転ドラム１４の表面にマスクパターンＭが形成されたものでもよい。
　処理装置Ｕ４は、処理装置Ｕ３から搬送されてきた基板Ｐの感光性機能層に対して、湿式による現像処理、無電解メッキ処理などのような各種の湿式処理の少なくとも１つを行なうウェット処理装置である。
　処理装置Ｕ５は、処理装置Ｕ４から搬送されてきた基板Ｐを暖めて、湿式プロセスで湿った基板Ｐの水分含有量を所定値に調整する加熱乾燥装置であるが、詳細は省略する。その後、幾つかの処理装置を経て、一連のプロセスの最後の処理装置Ｕｎを通った基板Ｐは、ニップされた駆動ローラＤＲ９とエッジポジションコントローラＥＰＣ３を介して回収ロールＦＲ２に巻き上げられる。　　
　上位制御装置ＣＯＮＴは、製造ラインを構成する各処理装置Ｕ１からＵｎの運転を統括制御するものであり、各処理装置Ｕ１からＵｎにおける処理状況や処理状態の監視、処理装置間での基板Ｐの搬送状態のモニター、事前・事後の検査・計測の結果に基づくフィードバック補正やフィードフォワード補正なども行なう。
　本実施形態で使用される基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼などの金属または合金からなる箔（フォイル）などである。樹脂フィルムの材質は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち１または２以上を含む。
　基板Ｐは、各種の処理工程において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数が顕著に大きくないものを選定するのが望ましい。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、プロセス温度など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、酸化ケイ素などでもよい。また、基板Ｐは、フロート法などで製造された厚さ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、箔などを貼り合わせた積層体であってもよい。また、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、あるいは、表面に精密パターニングのための微細な隔壁構造（凹凸構造）を形成したものでもよい。
　図１のデバイス製造システムＳＹＳは、デバイス（ディスプレーパネルなど）製造のための各種の処理を、基板Ｐに対して繰り返し、あるいは連続して実行する。各種の処理が施された基板Ｐは、デバイスごとに分割（ダイシング）されて、複数個のデバイスになる。基板Ｐの寸法は、例えば、幅方向（短尺となるＹ軸方向）の寸法が１０ｃｍから２ｍ程度であり、長さ方向（長尺となるＸ軸方向）の寸法が１０ｍ以上である。
　次に、処理装置Ｕ３の構成について、より詳しく説明する。図２は、処理装置Ｕ３としての露光装置ＥＸの側面図、図３はその露光装置ＥＸの正面図である。
　図２に示す露光装置ＥＸは、いわゆる走査露光装置であり、基板Ｐ（感光シート）とマスクパターンＭとを相対移動させ、マスクパターンＭからの露光光で基板Ｐを走査することで、マスクパターンＭに形成されている露光パターンを基板Ｐに転写する。基板ステージＳＴ上における基板Ｐの搬送方向は、マスクパターンＭから出射した露光光が基板Ｐ上を走査する方向（走査方向）とほぼ同じである。
　また、露光装置ＥＸは、プロキシミティ方式の露光装置であり、基板ＰとマスクパターンＭとを互いに接近させた状態で、照明装置ＩＵからの照明光ＬでマスクパターンＭを照明し、照明されているマスクパターンＭから出射する露光光を基板Ｐに照射することによって、投影光学系を介することなく露光パターンを基板Ｐに転写する。
　露光装置ＥＸは、基板ＰとマスクパターンＭとを相対移動させる移動装置１０と、マスクパターンＭを照明する照明装置ＩＵと、転写される露光パターンと基板Ｐとを相対的に位置合せするためのアライメント顕微鏡ＡＭ（アライメント光学系）と、照明装置ＩＵから基板Ｐに照射される照明光Ｌの照度（光強度）を検出する照度モニター装置１１（計測装置）と、露光装置ＥＸの各部を制御する制御装置１２とを備える。
　移動装置１０は、基板Ｐを搬送する搬送部１３と、マスクパターンＭを保持して回転可能な回転ドラム１４と、回転ドラム１４を回転駆動する駆動部１５とを備える。
　搬送部１３は、図１に示した駆動ローラＤＲ４、駆動ローラＤＲ６などを含み、基板ステージＳＴ上で基板Ｐを直線的に移動させる。搬送されている基板Ｐの位置は、位置検出センサー１６によって検出される。制御装置１２は、位置検出センサー１６の検出結果に基づいて搬送部１３を制御することにより、搬送部１３によって搬送されている基板Ｐの位置を制御する。
　回転ドラム１４は、円筒面状の外周面（以下、円筒面１４ａともいう）を有し、透過型のマスクパターンＭを円筒面１４ａに沿うように円筒面状に湾曲させて保持する。円筒面は、所定の中心線の回りに所定半径で湾曲した面のことであり、例えば、円柱又は円筒の外周面の少なくとも一部である。
　回転ドラム１４は、円筒面１４ａの接平面が基板ステージＳＴ上の基板Ｐとほぼ平行になるように、配置されている。回転ドラム１４は、所定の回転中心軸ＡＸ１に周りで回転可能なように設けられている。回転ドラム１４の回転中心軸ＡＸ１は、例えば、基板ステージＳＴ上を搬送される際の基板Ｐの移動方向とほぼ直交するように（基板Ｐの幅方向とほぼ平行になるように）設定される。
　駆動部１５は、回転中心軸ＡＸ１の周りで回転ドラム１４を回転する。回転ドラム１４の回転位置は、回転検出センサー１７によって検出される。制御装置１２は、回転検出センサー１７の検出結果に基づいて駆動部１５を制御することにより、駆動部１５によって回転している回転ドラム１４の回転位置を制御する。
　移動装置１０は、制御装置１２によって制御されて、基板ＰとマスクパターンＭとを同期駆動する。制御装置１２は、基板Ｐの移動速度（搬送速度）と回転ドラム１４に保持されているマスクパターンＭの移動速度（周速度）とがほぼ同じになるように、搬送部１３および駆動部１５を制御する。なお、移動装置１０は、Ｙ軸方向およびＺ軸方向の一方または双方において、基板ステージＳＴ上の基板Ｐと回転ドラム１４との相対位置を調整することもできる。
　照明装置ＩＵは、回転ドラム１４の内側に配置されており、回転ドラム１４の内側から照明光ＬでマスクパターンＭの一部（照明領域ＩＲ）を照明する。照明領域ＩＲは、例えば基板ステージＳＴ上における基板Ｐの搬送方向に直交する方向を長手方向とする帯状の領域である。すなわち、照明装置ＩＵは、回転ドラム１４の回転中心軸ＡＸ１とほぼ平行な方向を長手とするスリット形状の照明光Ｌ（ライン光）を、マスクパターンＭに照射する。
　照明装置ＩＵからの照明光Ｌの出射方向は、例えば回転ドラム１４の径方向に設定される。この場合に、照明装置ＩＵは、回転ドラム１４に外周面に沿ったマスクパターンＭに、マスクパターンＭのほぼ法線方向から照明光Ｌを照射することになる。照明装置ＩＵは、例えば、ほぼ平行光とみなせる照明光ＬをマスクパターンＭに照射する。
　露光装置ＥＸにおいて、回転ドラム１４（マスクパターンＭ）と基板ステージＳＴ（基板Ｐ）との間の光路には、絞り部材１８が設けられている。絞り部材１８は、いわゆる視野絞りであり、照明装置ＩＵから出射してマスクパターンＭを経由した光の通過範囲を規定することによって、基板Ｐ上の光の入射範囲を規定する。
　図３に示すように、アライメント顕微鏡ＡＭは、例えば、基板ステージＳＴの下方において、回転中心軸ＡＸ１の一方側（＋Ｙ側）と他方側（－Ｙ側）とに設けられる。回転ドラム１４（マスクパターンＭ）と基板ステージＳＴ（基板Ｐ）には、例えば、＋Ｙ側と－Ｙ側とにアライメントマークが設けられている。アライメント顕微鏡ＡＭは、これらアライメントマークを検出することによって、基板ＰのＸ軸方向の位置、Ｙ軸方向の位置、Ｚ軸周りの回転位置のうち少なくとも１つを検出する。
　照度モニター装置１１は、照明装置ＩＵから出射した照明光Ｌが入射するように、例えば基板ステージＳＴの下方に配置される。照度モニター装置１１は、照明領域ＩＲにおける照度分布を計測できる。照度モニター装置１１は、例えば、回転中心軸ＡＸ１と平行な方向に移動しながら、照明領域ＩＲの一部の領域における照度を計測することで、回転中心軸ＡＸ１と平行な方向における照度分布を計測する。
　照明装置ＩＵは、複数の照明モジュール２０を備え、照明モジュール２０ごとの照明領域を基板Ｐの搬送方向と直交する所定方向（Ｙ軸方向）に継ぎ合わせることで、所定方向を長手とする照明領域ＩＲを照明する。以下の説明において、照明モジュール２０ごとの照明領域を、適宜、部分照明領域ＩＲａという。
　複数の照明モジュール２０は、基板Ｐの搬送方向（Ｘ軸方向）から見て所定方向（Ｙ軸方向）に並ぶように、配置されている。照明モジュール２０は、その部分照明領域ＩＲａの端部が他の照明モジュール２０の部分照明領域ＩＲａの端部と重なるように、所定方向において互いに接近して配置されている。
　図２に示すように、照明モジュール２０は、照明光Ｌを射出する光源部２１と、光源部２１から射出された照明光Ｌを偏向する偏向部２２とを備える。複数の光源部２１（図３参照）は、偏向部２２から出射した照明光Ｌのスポット（部分照明領域ＩＲａ）が所定方向において連続するように配列されている。
　複数の光源部２１は、部分照明領域ＩＲａの一部が重なるように所定方向（Ｙ軸方向）において互いに接近している。そのため、複数の光源部２１は、図２に示すように、光源部２１の少なくとも一部が他の光源部２１と干渉（物理的な衝突）しないように、基板Ｐの搬送方向（Ｙ軸方向）における位置をずらして配置されている。例えば、第１の照明モジュール２０ａが有する第１の光源部２１ａは、基板Ｐの搬送方向から見て第１の照明モジュール２０ａの隣に配置される第２の照明モジュール２０ｂが有する第２の光源部２１ｂに対して、基板Ｐの搬送方向の位置がずれている。
　複数の光源部２１の位置を基板Ｐの搬送方向（照明光Ｌによる基板Ｐの走査方向）をずらしつつ、部分照明領域ＩＲａを継ぐことを可能にするために、複数の光源部２１からの照明光Ｌの出射方向は、所定方向から見て互いに交差する複数の方向に設定されている。ここでは、説明の便宜上、複数の光源部２１からの照明光Ｌの出射方向が２方向であるとし、この２方向のうち第１方向に向って照明光Ｌが出射する光源部２１を第１の光源部２１ａ、この２方向のうち第２方向に向って照明光Ｌが出射する光源部２１を第２の光源部２１ｂとする。
　ここでは、第１の光源部２１ａと第２の光源部２１ｂは、ＹＺ面に関して対称的に配置されている。基板Ｐの搬送方向から見た照明モジュール２０（図３参照）の配列において、一端から他端に向かう並び順が奇数番目である照明モジュール２０の光源部２１は、所定方向から見た場合に、例えば図２に示した第１の光源部２１ａの位置に配置される。また、この並び順が偶数番目である照明モジュール２０の光源部２１は、所定方向から見た場合に、例えば図２に示した第２の光源部２１ｂの位置に配置される。
　この並び順が偶数番目の照明モジュール２０は、例えば、光源部２１からの照明光Ｌ（ビーム）の主光線が、基板Ｐの法線方向に対して＋θの角度をもつように配置される。また、この並び順が奇数番目の照明モジュール２０は、例えば、光源部２１からの照明光Ｌの主光線が、基板Ｐの法線方向に対して－θの角度をもつように配置される。
　このような第１の光源部２１ａと第２の光源部２１ｂは、所定方向から見た際に照明光Ｌがほぼ同じ領域に入射するように、照明光Ｌの出射方向が互いに交差するように設定されている。例えば、第１の光源部２１ａは、ＹＺ面に関して－Ｘ側から＋Ｘ側に向けて照明光Ｌを射出するように設けられ、第２の光源部２１ｂは、ＹＺ面に関して＋Ｘ側から－Ｘ側に向けて照明光Ｌを射出するように設けられる。
　偏向部２２は、第１の光源部２１ａから出射した照明光Ｌの進行方向と第２の光源部２１ｂから出射した照明光Ｌの進行方向とを揃えるように、照明光Ｌを偏向する。偏向部２２は、所定方向（Ｙ軸方向）から見たときに、第１の光源部２１ａからの照明光Ｌの進行方向と第２の光源部２１ｂの照明光Ｌの進行方向との交差点の付近に配置されている。
　次に、照明装置ＩＵ（照明モジュール２０）について、より詳しく説明する。図２に示した第１の照明モジュール２０ａと第２の照明モジュール２０ｂは、同様の構成であり、ＹＺ面に関して対称的に配置されている。そのため、ここでは複数の照明モジュール２０を代表して、第１の照明モジュール２０ａについて説明する。
　図４Ａは、第１の照明モジュール２０ａを回転中心軸ＡＸ１の方向（Ｙ軸方向）から見た側面図、図４Ｂは、第１の照明モジュール２０ａを基板Ｐの搬送方向（Ｘ軸方向）から見た正面図である。
　複数の照明モジュール２０は、それぞれ、照明光Ｌを射出する光源部２１と、光源部２１から射出された照明光Ｌを偏向する偏向部材２２ａを備える。ここでは、偏向部材２２ａが所定方向（Ｙ軸方向）に複数配列されており、偏向部２２は、複数の偏向部材２２ａで構成されている。偏向部材２２ａは紫外域の光に対する透過率が高い石英等で作られる。
　図４Ａ及び４Ｂに示す光源部２１は、偏向部材２２ａに入射する際の照明光Ｌのスポットが所定方向（Ｙ軸方向）を長手とする形状となるように、構成されている。光源部２１は、照明光Ｌを射出する光源２３と、光源２３から射出された照明光Ｌ（ビーム）を所定方向（Ｙ軸方向）において広げるラインジェネレータ２４（光学部材）と、ラインジェネレータ２４によって広げられた照明光Ｌを平行化するコリメータ２５（平行化部材）とを備える。
　光源２３は、例えばレーザーダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）などの固体光源、エキシマレーザ光源、ランプ光源を含む。光源２３から発せられる照明光Ｌは、例えば、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）などの遠紫外光（ＤＵＶ光）、水銀ランプなど射出する紫外域の輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）でもよい。
　なお、光源部２１は、光源２３からの光を、光ファイバなどの導光部材を介して、ラインジェネレータ２４に導く構成でもよい。この場合に、光源２３は、回転ドラム１４の外側に配置されていてもよいし、内側に配置されていてもよい。また、光源部２１は、光ファイバの出射端面からの光をコリメータなどで平行化した後に、ラインジェネレータ２４に導く構成でもよい。
　ラインジェネレータ２４は、光源２３からのビームを一方向（所定方向）に引き伸ばすものである。ラインジェネレータ２４を通った照明光Ｌは、図４Ｂに示すように所定方向（Ｙ軸方向）の広がり角（放射角）が大きくなるとともに、図４Ａに示すように所定方向と直交する方向において広がり角がほとんど変化しない。
　ラインジェネレータ２４は、例えば、米国特許第４８２６２９９号、米国特許第５２８３６９４号などに記載されているようなパウエルレンズを含む。図４Ｂに示すように、パウエルレンズは、例えば光源２３からの光束を所定方向において空間的に分割し、分割された光束のそれぞれを所定方向に広げる。また、パウエルレンズは、分割された光束のうち相対的に照度が低い部分が互いに重畳されるように、分割された光束のそれぞれを偏向する。例えば、光源２３からの光の照度分布がガウス分布に従うとすると、パウエルレンズは、照度分布のピーク付近を境目として光束を分割し、ガウス分布の裾に相当する光束が重畳されるように、分割された光束を偏向する。そのため、パウエルレンズによって形成された照明光Ｌは、いわゆるトップハット型の照度分布になり、所定方向の照度分布が均一化される。
　ラインジェネレータ２４は、例えばシリンドリカルレンズによってビームを広げる構成でもよい。この場合に、光源部２１は、ラインジェネレータ２４から出射した照明光Ｌの照度分布を均一化するための光学部材を含んでいてもよい。また、ラインジェネレータ２４は、回折光学素子を含んでいてもよく、回折によってビームを広げる構成でもよい。また、ラインジェネレータ２４は、凸面鏡などの反射部材を含んでいていてもよく、反射によってビームを広げる構成でもよい。
　コリメータ２５は、所定方向（Ｙ軸方向）に広がる光束を平行化する。ここでは、ラインジェネレータ２４から出射した光束は、図４Ｂに示すようにＹ軸方向に広がり、かつ図４Ａに示すようにＹ軸方向と直交する面内でほとんど広がらない。そのため、コリメータ２５は、例えば所定方向（Ｙ軸方向）を含む面内でパワーを有するとともに、この面と直交する面内でパワーを有していない光学部材、例えばシリンドリカルレンズなどで構成される。図４Ｂに示すコリメータ２５は、ＸＺ面にほぼ平行な対称面に関して対称な形状である。光源部２１から出射するビーム（照明光Ｌ）の主光線は、対称面とほぼ平行に伝播する。
　このようにして、光源２３から出射した照明光Ｌは、ラインジェネレータ２４によって所定方向に広げられた後、コリメータ２５によって平行化されることで、偏向部材２２ａに入射する際のスポットが所定方向を長手とする帯状になる。
　図４Ａ及び４Ｂに示す偏向部材２２ａは、光学プリズムとして機能し、光源部２１から照明光Ｌが入射してくる傾いた界面２６ａを有する。偏向部材２２ａは、この界面２６ａでの屈折によって光源部２１からの照明光Ｌを偏向する。界面２６ａに入射した照明光Ｌは、偏向部材２２ａの内部を通過（透過）して偏向部材２２ａから出射し、照明領域ＩＲ（マスクパターンＭ）に入射する。偏向部材２２ａは、例えば、照明光ＬがマスクパターンＭ上の照明領域ＩＲにほぼ法線方向から入射するように、照明光Ｌを偏向する。ここでは、照明光ＬがマスクパターンＭに入射する際の進行方向（図２および図３参照）は、マスクパターンＭから出射した照明光Ｌ（露光光）が基板Ｐ（露光領域）に入射する際の進行方向とほぼ同じであり、ほぼＺ軸方向に平行である。
　図４Ａに示す照明モジュール２０においては、光源部２１がＺ軸方向（基板Ｐの法線方向）から－Ｘ側に傾いており、このような光源部２１からの照明光ＬをＺ軸方向とほぼ平行な方向に進行させるために、偏向部材２２ａの界面２６ａは、その法線方向がＺ軸方向から＋Ｘ側に傾くように設定されている。
　偏向部材２２ａは、図４Ａに示すように、光源部２１から出射した照明光Ｌの進行方向を所定方向（Ｙ軸方向）に直交するＸＺ面内で折り曲げるとともに、図４Ｂに示すように、所定方向（Ｙ軸方向）において照明光Ｌの進行方向をほぼ変化させないように、設けられている。
　図５は、偏向部２２を示す斜視図である。図５に示す偏向部２２は、偏向部材２２ａが所定方向（Ｙ軸方向）に配列された構造である。偏向部２２において複数の偏向部材２２ａは、例えば、互いに接着されることで一体化されている。
　偏向部２２において照明光Ｌが入射する界面（界面２６ａおよび界面２６ｂ、第１面および第２面）は、第１の光源部２１ａと第２の光源部２１ｂとで照明光Ｌの出射方向が異なることから、各界面２６ａ、２６ｂに入射する光が出射する光源部２１の姿勢に応じて、異なる方向に傾いている。
　詳しくは、偏向部２２は、第１の光源部２１ａから照明光Ｌが入射する界面２６ａと、第２の光源部２１ｂから照明光Ｌが入射する界面２６ｂとを有する。ここでは、各照明モジュール２０（図４Ａ及び４Ｂ参照）において、偏向部材２２ａは、光源部２１と１対１の対応で設けられており、界面２６ａは第１の光源部２１ａに対応する偏向部材２２ａの界面であり、界面２６ｂは第２の光源部２１ｂに対応する偏向部材２２ａの界面である。界面２６ａの法線方向は、Ｚ軸方向（基板Ｐの法線方向）から＋Ｘ側に傾いた方向であり、界面２６ｂの法線方向は、Ｚ軸方向（基板Ｐの法線方向）から－Ｘ側に傾いた方向である。
　図５に示す偏向部２２は、照明光ＬがマスクパターンＭに向って出射する界面２６ｃを有する。界面２６ｃは、例えば、複数の偏向部材２２ａでほぼ同一の平面に（ほぼ面一に）配置されており、基板Ｐの法線方向に対してほぼ垂直に配置される。このように、偏向部２２は、例えば、界面２６ｃで照明光Ｌを偏向しないように構成されるが、界面２６ｃで照明光Ｌを偏向してもよい。
　図６は、偏向部２２を示す上面図である。図６に示すように、界面２６ａおよび界面２６ｂは、それぞれ台形状であり、所定方向（Ｙ軸方向）に隣接して配置されている。界面２６ａと界面２６ｂは、ほぼ同じ形状であるが、ＹＺ面に関して互いに反転した関係になるように、配置されている。すなわち、界面２６ａの長辺は界面２６ｂの短辺と並ぶように配置され、同様に、界面２６ｂの長辺は界面２６ａの短辺と並ぶように配置されている。
　このように偏向部２２は、偏向部２２からの照明光Ｌの出射方向（Ｚ軸方向）から見ると、界面２６ａと界面２６ｂとの境界２７（台形の斜辺）が所定方向（Ｙ軸方向）と非垂直に交差するように、構成されている。換言すると、界面２６ａにおいて境界２７に隣接する偏光部材２２ａの部分２７ａは、界面２６ｂにおいて境界２７に隣接する偏光部材２２ａの部分２７ｂとＸ軸方向から見て重なっており、所定方向（Ｙ軸方向）の位置が部分２７ｂとほぼ同じである。すなわち、境界２７を挟んで互いに隣接する偏光部材２２ａの部分２７ａ、部分２７ｂは、ＸＹ面内では同じ頂角となっている。
　そのため、第１の光源部２１ａから界面２６ａの部分２７ａに入射した照明光Ｌは、第２の光源部２１ｂから界面２６ｂの部分２７ｂに入射した照明光Ｌと、照明領域ＩＲのうちＹ軸方向の位置がほぼ同じ領域に入射する。すなわち、この領域は、界面２６ａを経由した照明光Ｌによる部分照明領域ＩＲａ（図３参照）と、界面２６ｂを経由した照明光Ｌによる部分照明領域ＩＲａとが重複する領域（重複領域という）になる。この重複領域は、第１の光源部２１ａからの照明光Ｌの一部と第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌの一部とを混合した光で照明されることになり、その光量の混合比は、境界２７が所定方向に対して斜めになっていることにより、連続的に変化する。結果として、仮に第１の光源部２１ａと第２の光源部２１ｂとで照明光Ｌの明るさが異なる場合であっても、照明領域ＩＲの照度分布が所定方向において不連続に変化することが抑制される。
　ところで、照明装置ＩＵは、照明モジュール２０を基板Ｐの走査方向（Ｘ軸方向）にほぼ垂直な所定方向（Ｙ軸方向）に複数並べることで、走査方向に垂直な所定方向の転写パターンの露光幅を広げることを可能としているが、走査方向に垂直な所定方向の照度分布に不均一性が生じる可能性がある。そこで、図２（図３）に示す照明装置ＩＵは、偏向部２２から出射する照明光Ｌによる照度分布を調整するためのフィルタ２８によって、所定方向の照度分布の均一性を確保するように、構成されている。
　図７は、照明領域ＩＲにおける所定方向の照度分布およびフィルタ２８の一例を示す図、図８は、照明領域ＩＲにおける所定方向の照度分布およびフィルタ２８の他の例を示す図である。図７および図８のそれぞれには、偏向部２２を照明光Ｌの出射方向から見た平面図（図上段）と、フィルタ２８を設けない構成において偏向部２２から出射した照明光Ｌの照度分布をシミュレーションした結果を示すグラフ（（図中段）と、フィルタ２８の透過率を示すグラフ（図下段）とを関連付けて示した。照明光Ｌの照度分布は、照度の変化を強調して模式的に示した。
　図７および図８において、横軸は、所定方向（Ｙ軸方向）の位置を示す。また、符号３０ａは、第１の光源部２１ａからの照明光Ｌの照明領域ＩＲでの照度分布を示し、符号３０ｂは第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌの照明領域ＩＲでの照度分布、符号３０ｃは第１の光源部２１ａからの照明光Ｌと第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌによる照明領域ＩＲでの照度分布、符号３０ｄは、所定方向に対応する方向におけるフィルタ２８の透過率分布を示す。
　図７に示す例において、光源部２１ごとの照明光Ｌによる照度分布（照度分布３０ａおよび照度分布３０ｂ）は、それぞれ、いわゆるトップハット型の分布になっている。複数の光源部２１は、部分照明領域ＩＲａの端部が隣の部分照明領域ＩＲａの端部と重なるように配置されており、部分照明領域ＩＲａは、隣り合う部分照明領域ＩＲａの端部が互いに重なる重複領域ＩＲｂと、隣り合う部分照明領域ＩＲａが互いに重ならない非重複領域ＩＲｃとを有する。
　非重複領域ＩＲｃにおいて、照度分布３０ｃは、第１の光源部２１ａまたは第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌによる照度分布３０ａまたは照度分布３０ｂとほぼ同じになり、ここでは照度がほぼ均一である。
　また、重複領域ＩＲｂにおいて、照度分布３０ｃは、照度分布３０ａおよび照度分布３０ｂを足し合わせたような分布になる。重複領域ＩＲｂにおける照度分布３０ｃの照度は、部分照明領域ＩＲａの所定方向（Ｙ軸方向）のピッチＰｙ（中心間距離）を広くするほど低くなり、このピッチＰｙを狭くするほど高くなる。部分照明領域ＩＲａの所定方向（Ｙ軸方向）のピッチＰｙは、例えば、光源部２１の所定方向のピッチによって調整可能であり、光源部２１の所定方向のピッチを狭くするほど部分照明領域ＩＲａの所定方向のピッチＰｙも狭くなる。
　このように、重複領域ＩＲｂにおける照度分布３０ｃの照度は、部分照明領域ＩＲａのピッチＰｙを調整することで、非重複領域ＩＲｃにおける照度分布３０ｃの照度と同程度に調整することができるが、非重複領域ＩＲｃにおける照度に対して例えば数％程度の差が生じることがある。例えば、図７に示す例において、照度は、照明モジュール２０の接ぎ部（重複領域ＩＲｂ）で非重複領域ＩＲｃよりも減少しており、図８に示す例においては、重複領域ＩＲｂで非重複領域ＩＲｃよりも増加している。
　このような照度の不均一性（ばらつき）は、例えば照明装置ＩＵの用途に応じた許容範囲に収まる場合などには補正しなくてもよいが、ここでは露光精度を高めるなどの観点で補正するものとする。
　上述のような所定方向の照度分布を均一化するフィルタ２８としては、照明領域ＩＲのうち照度が相対的に高い領域に入射する光の光路における透過率を相対的に低く設定し、照明領域ＩＲのうち照度が相対的に低い領域に入射する光の光路における透過率を相対的に高くすればよい。
　例えば、図７に示す例では、部分照明領域ＩＲａのうち重複領域ＩＲｂの照度が非重複領域ＩＲｃの照度よりも低いので、フィルタ２８の透過率分布３０ｄは、重複領域ＩＲｂに入射する光が通る光路における透過率を、非重複領域ＩＲｃに入射する光が通る光路における透過率よりも高く設定する。
　また、図８に示す例では、部分照明領域ＩＲａのうち重複領域ＩＲｂの照度が非重複領域ＩＲｃの照度よりも高いので、フィルタ２８の透過率分布３０ｄは、重複領域ＩＲｂに入射する光が通る光路における透過率を、非重複領域ＩＲｃに入射する光が通る光路における透過率よりも低く設定する。
　ところで、照度分布の不均一性が生じる原因としては、例えば、照明モジュール２０（光源部２１）ごとの光量のばらつき（第１の原因）、照明モジュール２０（偏向部２２）の接ぎ部で光量のばらつき（第２の原因）、各照明モジュール２０内での照度のばらつき（第３の原因）などが挙げられる。照度分布の不均一性を緩和あるいは解消するには、これらの原因の種類ごとに対処することができる。また、照度分布を均一化する手法としては、フィルタ２８を用いる他にも、部材の形状、配置などを調整する手法もある。以下、照度分布の不均一性に対する対処法について、照度分布の不均一性が生じる原因ごとに説明する。
　第１の原因は、照明モジュール２０の構成要素（例えば光源２３）の製造公差などによって、各光源部２１から出射する照明光Ｌの照度が複数の光源部２１でばらつくことなどの要因を含む。図２および図３に示す照明装置ＩＵは、光源２３とラインジェネレータ２４との間に配置された光量補正フィルタ２８ａをフィルタ２８として備え、光量補正フィルタ２８ａによって光源２３ごとの照明光Ｌのばらつきを低減している。
　光量補正フィルタ２８ａは、例えば、複数の光源２３のうち所定の電力に対する出力が相対的に高い光源２３からの照明光Ｌが入射する部分において透過率が相対的に低く、複数の光源２３のうち所定の電力に対する出力が相対的に低い光源２３からの照明光Ｌが入射する部分において透過率が相対的に高い。
　なお、光源２３ごとの照明光Ｌの光量のばらつきは、光源２３の駆動方法によって減らすこともできる。例えば、複数の光源２３において、照明光Ｌの光量が揃うように、相対的に出力が高い光源２３に供給する電力を相対的に低くし、相対的に出力が低い光源２３に供給する電力を相対的に高くしてもよい。このような駆動方法は、駆動回路などに電気的なフィルタを設けることで実現してもよいし、光源２３を駆動するためのプログラムなどで実現してもよい。
　第２の原因による照度分布の不均一性は、偏向部材２２ａのプリズム形状を調整すること、部分照明領域ＩＲａのピッチＰｙ（照明モジュール２０のピッチ）を調整すること、ラインジェネレータ２４により広げる照明光Ｌの幅（スポットの所定方向の寸法）を増すことなどで緩和あるいは解消できる。しかしながら、光源部２１ごとの照度分布３０ｂ、照度分布３０ｃにおいて部分照明領域ＩＲａの端部の傾斜が線形からずれている場合などには、照度分布の不均一性が残る可能性がある。図２および図３に示す照明装置ＩＵは、光源部２１と回転ドラム１４の円筒面１４ａ（マスクパターンＭ）との間に配置された接ぎ部補正フィルタ２８ｂを備え、接ぎ部補正フィルタ２８ｂによって非重複領域ＩＲｃと重複領域ＩＲｂの照度の差を減らすように補正している。
　第３の原因は、例えば、照明モジュール２０における収差が残ってしまうこと、ラインジェネレータ２４で照明光Ｌを広げることにより照度分布のばらつきが所定方向に伸張されること等を含む。後者は、例えば照明領域ＩＲの所定方向の寸法を維持しつつ照明モジュール２０の数を減らす場合などに、ラインジェネレータ２４により広げる照明光Ｌの幅を大きくするほど発生しやすくなる。換言すると、第３の原因による照度分布の不均一性は、照明モジュール２０において収差を減らすように光学部材を増やすこと、照明モジュール２０の数を増すことなどでラインジェネレータ２４により広げる照明光Ｌの幅を小さくすることなどで緩和あるいは解消できる。
　図２および図３に示す照明装置ＩＵは、光源部２１と回転ドラム１４の円筒面１４ａ（マスクパターンＭ）との間に配置された照度分布補正フィルタ２８ｃを備え、照度分布補正フィルタ２８ｃによって各照明モジュール２０内での照度分布を均一化している。照度分布補正フィルタ２８ｃは、例えば、照明モジュール２０ごとに設けられる。このような照度分布補正フィルタ２８ｃを用いると、例えば、照明モジュール２０の数を維持しつつ照度分布の均一性を向上させることができ、また照明モジュール２０の数を減らしつつ照度分布の均一性を維持することもできる。
　上述のような各種のフィルタは、透過率が固定であってもよいし、可変であってもよい。透過率が可変のフィルタは、例えば、走査方向（Ｘ軸方向）に透過率が変化するフィルタを走査方向に移動可能に設けておくことで実現できる。照明装置ＩＵは、透過率が可変のフィルタを移動させることで、例えば、照明領域ＩＲの照度分布を調整可能になる。例えば、照明装置ＩＵは、図２および図３に示した照度モニター装置１１で計測した照度分布に基づいて、照度分布を均一化するように微調整することができる。また、このような照度分布の調整は、例えば、照明モジュール２０の特性が経時変化した場合、照明モジュール２０の少なくとも一部（例えば光源部２１）を交換した場合などに行ってもよい。
　上述のような本実施形態の照明装置ＩＵは、複数の照明モジュール２０を所定方向に配列し、照明モジュール２０の部分照明領域ＩＲａを所定方向に連続的に配列することで、照明領域ＩＲの所定方向の寸法を所望の値に広げることができる。そのため、処理装置Ｕ３（露光装置ＥＸ）は、転写パターンの走査方向に垂直な方向の幅を広げることができ、例えば、大判の基板を効率よく処理することができる。結果として、デバイス製造システムは、大型のフラットパネルディスプレイなどのデバイスを効率よく製造すること、大判の多面取り用の基板を用いてデバイスを効率よく製造することなどができる。
　また、照明装置ＩＵは、走査方向の位置をずらした複数の光源部２１を、所定方向から見た照明光Ｌの出射方向が交差するように配置し、複数の光源部２１からの照明光Ｌの進行方向を揃えるように偏向部２２によって照明光Ｌを偏向する。そのため、複数の光源部２１の配置自由度が高くなり、例えば複数の光源部２１の干渉（衝突）を避けることなどができる。
　また、光源部２１は、偏向部２２において所定方向を長手とする形状のスポットの照明光Ｌを射出するので、照明モジュール２０の数を維持しつつ照明領域ＩＲを所定方向に広げること、照明領域ＩＲの大きさを維持しつつ照明モジュール２０の数を減らすことなどができる。
　なお、照明装置ＩＵは、照明光Ｌ（ビーム）を一方向へ引き伸ばす変形を行うことによって、照明光Ｌの広がり角が、基板Ｐの走査方向（Ｘ軸方向）と走査方向に垂直な所定方向（Ｙ軸方向）とで異なる構成でもよい。この構成においては、転写されるパターンのマスクパターンＭ上での線幅が揃っていると、転写されるパターンの基板Ｐ上での線幅は、走査方向と所定方向とで異なることになる。転写されるパターンの基板Ｐ上での線幅を揃えるには、例えば、照明光Ｌの広がり角の異方性に応じたマスクパターンＭ上での線幅を考慮して、マスクパターンＭを設計すればよい。また、照明装置ＩＵは、基板Ｐの走査方向（Ｘ軸方向）と所定方向（Ｙ軸方向）とで照明光Ｌの広がり角が等方的になるように、構成されていてもよい。
　なお、照度モニター装置１１は、照明装置ＩＵの一部として設置してもよいし、照度モニター装置１１とアライメント顕微鏡ＡＭの一方または双方を、回転ドラム１４の内側に配置してもよい。また、複数の照明モジュール２０から構成される照明光学系の少なくとも一部は、回転ドラム１４の外側に配置されていてもよい。
［第２実施形態］
　次に、第２実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
　図９は本実施形態による処理装置Ｕ３（露光装置ＥＸ）を示す側面図、図１０は照明装置ＩＵを示す斜視図、図１１は照明装置を示す上面図である。図９に示す露光装置ＥＸは、基板Ｐを支持する基板支持部材（回転ドラム３５）の構成と、照明装置ＩＵの構成が第１実施形態と異なる。
　図９に示す露光装置ＥＸは、図２に示した基板ステージＳＴの代わりに回転ドラム３５を備え、回転ドラム３５で基板Ｐを支持する。回転ドラム３５は、回転中心軸ＡＸ２の周りで回転可能に設けられている。回転ドラム３５の回転中心軸ＡＸ２は、回転ドラム１４の回転中心軸ＡＸ１とほぼ平行に設定される。回転ドラム３５は、図示略の駆動部によって回転駆動され、基板Ｐを支持して回転することで基板Ｐを搬送する。
　照明装置ＩＵは、図１０などに示すような複数の照明モジュール２０を備えるが、図９には１つの照明モジュール２０が代表的に図示されている。照明装置ＩＵの照明領域ＩＲは、回転ドラム１４のうち回転ドラム３５に最も接近した部分の付近に設定されている。
　露光装置ＥＸは、例えば図２に示したような制御装置１２によって、回転ドラム１４と回転ドラム３５とを同期して回転させながら、回転ドラム１４に保持されたマスクパターンＭを照明装置ＩＵからの照明光Ｌで照明する。これによって、マスクパターンＭに入射した照明光Ｌは、転写されるパターンに応じた光（露光光）になり、この露光光が回転ドラム３５に搬送されている基板Ｐを走査する。露光光が基板Ｐに入射する領域（露光領域ＰＲ）は、回転ドラム３５のうち回転ドラム１４と最も接近した部分の付近に設定されている。露光光が基板Ｐを走査方向は、回転ドラム３５の回転中心軸ＡＸ２（Ｙ軸方向）にほぼ垂直であって、露光領域ＰＲの接平面とほぼ平行な方向（Ｘ軸方向）である。
　次に、照明装置ＩＵについてより詳しく説明する。図１０および図１１に示す照明装置ＩＵは、複数の照明モジュール２０が所定方向（Ｙ軸方向）に配列された構成である。複数の照明モジュール２０は、いずれも同様の構成であるが、Ｙ軸方向に並ぶ順にＹＺ面に関する姿勢が交互に反転するように配置されている。
　図９に示す照明モジュール２０は、第１の光源部２１ａと、光源部２１と１対１の対応で設けられた偏向部材２２ａとを備える。光源部２１は、照明光Ｌを射出する光源２３と、光源２３からの照明光Ｌが入射する光学ロッド部材３６と、光学ロッド部材３６を通った照明光Ｌが入射するリレーレンズ３７およびリレーレンズ３８と、を備える。
　光源部２１は、照明領域ＩＲの法線方向（Ｚ軸方向）に対して傾いた方向から照明光Ｌを射出する。例えば、図１０に示すように、第１の照明モジュール２０ａの第１の光源部２１ａは、照明領域ＩＲの法線方向（Ｚ軸方向）から－Ｘ側に傾いた方向から照明光Ｌを射出する。また、露光光の走査方向（Ｘ軸方向）から見て第１の照明モジュール２０ａの隣に配置されている第２の照明モジュール２０ｂ（図１１参照）の第２の光源部２１ｂは、照明領域ＩＲの法線方向から＋Ｘ側に傾いた方向から照明光Ｌを射出する。
　このように、第１の照明モジュール２０ａと第２の照明モジュール２０ｂは、所定方向から見たときの光源部２１からの光の出射方向が交差するように、配置されている。これにより、第１の照明モジュール２０ａの光源部２１と第２の照明モジュール２０ｂの光源部２１は、互いに干渉しないように配置される。
　例えば、図１１に示すように、光源部２１のうち所定方向の寸法が最も大きい部材は、リレーレンズ３８であり、複数の光源部２１は、Ｘ軸方向から見たときに隣り合う光源部２１のリレーレンズ３８の位置がずれていることによって、所定方向（Ｙ軸方向）においてリレーレンズ３８が他の光源部２１のリレーレンズ３８と干渉しないように、配置される。
　次に、照明モジュール２０についてより詳しく説明する。図１２は光源２３を示す上面図、図１３Ａ及び１３Ｂは光学ロッド部材３６を示す図、図１４はリレーレンズ３８を示す平面図、図１５は偏向部材２２ａを示す側面図、図１６は絞り部材４２を示す平面図である。図１３ＡにはＺ軸方向から見た図、図１３ＢにはＹ軸方向から見た図を示した。
　図１２に示す光源２３は、複数の固体光源４０と、固体光源４０のそれぞれに設けられた導光部材４１とを備える。固体光源４０は、例えばレーザーダイオードである。導光部材４１は、例えば光ファイバであり、固体光源４０からの照明光Ｌを光学ロッド部材３６（図１１参照）に導く。複数の導光部材４１は、バンドル状に束ねられており、１つの出射端面４１ａを有している。光ファイバ通った照明光Ｌは、その広がり角が光ファイバの径（φ）によって定まり、等方的に広がる光である。
　図１３Ａ及び１３Ｂに示す光学ロッド部材３６は、例えば石英ガラスなどで形成され、光源２３から照明光Ｌが入射する入射端面３６ａと、入射端面３６ａに入射した照明光Ｌが反射する内面３６ｂと、内面３６ｂで反射した照明光Ｌが出射する出射端面３６ｃとを有する。光源２３において、複数の導光部材４１の出射端面４１ａには、導光部材４１ごとに光源像が形成されており、照明光Ｌの照度分布は、出射端面４１ａにおいて不均一になっている。このような照明光Ｌは、光学ロッド部材３６の内面３６ｂで反射を繰り返すことで広がり角内の広がりが平均化され、出射端面３６ｃでの照度分布が均一化される。光学ロッド部材３６から出射する際の照明光Ｌは、光学ロッド部材３６への入射前と広がり角がほとんど変化せず、等方的に広がる光である。
　このように光学ロッド部材３６の出射端面３６ｃでは照度分布が均一になっていることから、照明モジュール２０は、照明領域ＩＲが光学ロッド部材３６の出射端面３６ｃと共役になるように構成される。そのため、光学ロッド部材３６の出射端面３６ｃは、例えば部分照明領域ＩＲａと同様の形状に設定される。ここでは、出射端面３６ｃは、所定方向に対応するＹ軸方向の寸法が走査方向に対応するＺ軸方向の寸法よりも大きく設定されている。すなわち、光源部２１は、部分照明領域ＩＲａが所定方向において走査方向よりも長手になるように、構成されている。
　図１３Ａ及び１３Ｂにおいて、光学ロッド部材３６の出射端面３６ｃからの照明光Ｌが入射する位置に、絞り部材４２が設けられている。絞り部材４２は、いわゆる視野絞りであり、部分照明領域ＩＲａの形状を規定する。絞り部材４２は、照明光Ｌが通る開口４２ａを有している。開口４２ａの平面形状については、後述する。
　図９に示したリレーレンズ３７およびリレーレンズ３８を含むリレー光学系は、光学ロッド部材３６の出射端面３６ｃの像を形成する。照明領域ＩＲは、光学ロッド部材３６の出射端面３６ｃの像が形成される面の位置またはその近傍に設定される。リレーレンズ３７およびリレーレンズ３８を含むリレー光学系は、例えば、光源部２１から出射する際の照明光Ｌの広がり角を調整するように、倍率が設定される。例えば、マスクパターンＭに入射する際の照明光Ｌの広がり角は、パターンの線幅などに応じて設定され、このような広がり角になるようにリレーレンズ３７およびリレーレンズ３８を含むリレー光学系の倍率が設定される。
　リレーレンズ３８（図１４参照）は、その光軸の方向から平面視すると、所定方向（Ｙ軸方向）がその直交方向よりも長手の形状に形成されている。リレーレンズ３８は、例えば、その光軸の周りで回転対称なレンズ形状３８ａから、照明光Ｌが通過しない部分３８ｂを適宜省いた形状、すなわち部分照明領域ＩＲａに応じた形状に設定される。これにより、リレーレンズ３８と他の構成要素との干渉を避けることができる。
　図９および図１０に示すように、リレーレンズ３７からリレーレンズ３８に至る光路に絞り部材４３が配置されている。絞り部材４３は、いわゆる開口絞り（σ絞り）であり、照明光Ｌの広がり角（いわゆる、開口数ＮＡ）を制限する。絞り部材４３は、照明光Ｌが通る開口を有し、リレーレンズ３７およびリレーレンズ３８を通った照明光Ｌの広がり角が所定値になるように、開口の径が設定される。
　また、リレーレンズ３７からリレーレンズ３８に至る光路には、ミラー４４が配置されている。ミラー４４は、いわゆる折り曲げミラーであり、リレーレンズ３７から出射した照明光Ｌを偏向する。図１０に示すように、光源２３から出射した照明光Ｌは、Ｘ軸方向とほぼ平行な方向に進行してミラー４４で反射し、Ｚ軸方向よりも－Ｘ側または＋Ｘ側に傾いた方向に進行する。これにより、光源部２１をコンパクトにすることができ、例えば光源部２１を回転ドラム１４の内側に配置しやすくなる。
　上述のような複数の光源部２１から出射した照明光Ｌは、図１０に示すように、偏向部２２に入射し、偏向部２２で偏向することによって進行方向が揃えられる。偏向部２２は、所定方向に配列された複数の偏向部材２２ａを含む。複数の偏向部材２２ａは、いずれも同様の形状であるが、Ｙ軸方向に並ぶ順にＹＺ面に対する姿勢が交互に反転するように（図１０および図１１参照）配置されている。
　偏向部材２２ａ（図１５参照）は、照明光Ｌが入射する界面２６ａと、照明光Ｌが出射する界面２６ｃとを有する。ここでは、界面２６ａおよび界面２６ｃは、それぞれ、照明領域ＩＲの法線方向（Ｚ軸方向）に対して傾いている。すなわち、偏向部材２２ａは、照明光Ｌが界面２６ａおよび界面２６ｃでそれぞれ屈折することで、照明光Ｌを偏向する。
　図１０に示すように、偏向部材２２ａ（照明モジュール２０）から出射した照明光Ｌは、部分照明領域ＩＲａに入射し、複数の部分照明領域ＩＲａが所定方向に継がれることによって、照明装置ＩＵは、所定方向を長手とする照明領域ＩＲを照明する。
　ところで、図７および図８を参照して説明したように、照明領域ＩＲの所定方向における照度分布は、不均一になることがある。ここでは、偏向部２２（図１１参照）は、所定方向に隣り合う１対の偏向部材２２ａの境界２７が所定方向に対して斜めに交差するように、設けられている。これにより、照明領域ＩＲにおける所定方向の照度分布の不均一性が緩和あるいは解消される。
　また、このような照度分布の不均一性は、図１３Ａ及び１３Ｂに示した絞り部材４２において照明光Ｌが通過する開口の形状を調整することで、緩和あるいは解消することもできる。図７に示した例では、重複領域ＩＲｂの照度が非重複領域ＩＲｃの照度よりも低いので、このような照度の不均一性を減らすためには、例えば、重複領域ＩＲｂに入射する照明光Ｌの光量を増加させること、非重複領域ＩＲｃに入射する照明光Ｌの光量を減少させることなどが有効である。このような光量調整のために、絞り部材４２（図１３Ａ及び１３Ｂ参照）は、照明光Ｌが通過する開口４２ａの形状が設定されている。
　図１６に示す絞り部材４２の開口４２ａは、部分照明領域ＩＲａ（図７参照）のうち重複領域ＩＲｂに入射する光が通過する第１部分４２ｂと、部分照明領域ＩＲａのうち非重複領域ＩＲｃに入射する光が通過する第２部分４２ｃとを有する。重複領域ＩＲｂと非重複領域ＩＲｃの位置が所定方向（Ｙ軸方向）で異なっていることから、第１部分４２ｂと第２部分４２ｃは、所定方向に対応する方向（Ｙ軸方向）で異なる位置に配置されている。第１部分４２ｂと第２部分４２ｃは、照明領域ＩＲにおいて所定方向に垂直な方向に対応する絞り部材４２上の方向（Ｚ軸方向）の寸法が異なっていることで、それぞれのＹ軸方向の単位長さの領域を通る照明光Ｌの光量が異なっている。
　図１６に示す絞り部材４２は、図７に示したように重複領域ＩＲｂにおいて相対的に照度が低い照度分布を想定したものである。Ｙ軸方向に直交するＺ軸方向において、第１部分４２ｂの内寸ｈ１、第２部分４２ｃの内寸ｈ２とすると、第１部分の内寸ｈ１は第２部分の内寸ｈ２よりも大きくなっている。そのため、第１部分４２ｂは、Ｙ軸方向の単位長さの領域を通る照明光Ｌの光量が第２部分４２ｃよりも多くなり、結果として、照明領域ＩＲにおける所定方向の照度分布が均一化される。例えば、重複領域ＩＲｂの照度が非重複領域ＩＲｃの照度に対して５％低下しているとする。この場合に、第１部分４２ｂの内寸ｈ１は、例えば、第２部分の内寸ｈ２に対して１０２．５％に設定される。
　ここでは、絞り部材４２の開口４２ａは、第１部分４２ｂと第２部分４２ｃとの間でＸ軸方向の内寸が連続的に変化するように、形成されている。そのため、重複領域ＩＲｂと非重複領域ＩＲｃとで照度が不連続に変化することが抑制される。
　次に、照明装置ＩＵの諸元の一例を説明する。
　図１２に示した光源２３は、複数の固体光源４０として、波長が４０３ｎｍの紫外域のレーザー光を射出するレーザーダイオードを、２０個を用いることができる。また、導光部材４１として、φが０．１２５ｍｍの光ファイバを用いることでき、これを２０本束ねてφが０．６５ｍｍのバンドルにすることができる。この場合に、導光部材４１から出射する際の照明光Ｌの広がり角は、ＮＡ換算で０．２である。
　図１３Ａ及び１３Ｂに示した光学ロッド部材３６は、例えば、Ｘ軸方向の寸法が１００ｍｍ、Ｙ軸方向の寸法が１０ｍｍ、Ｚ軸方向の寸法が１．４ｍｍである。光学ロッド部材３６から出射した照明光Ｌの広がり角は、導光部材４１から出射した照明光Ｌの広がり角とほぼ同じであり、ＮＡ換算で０．２である。
　図１６に示した絞り部材４２は、例えば、Ｚ軸方向の外寸が光学ロッド部材３６の出射端面３６ｃと同じ（１．４ｍｍ）である。絞り部材４２の開口４２ａの寸法は、例えば、Ｙ軸方向の寸法が１０ｍｍ、第１部分の内寸ｈ１が１ｍｍ、第２部分の内寸ｈ２が１．０２５ｍｍである。
　ここでは、マスクパターンＭに入射する際に照明光Ｌの広がり角は、ＮＡ換算で０．０４に設定されているとする。光学ロッド部材３６から出射した照明光Ｌの広がり角は、０．２であり、リレーレンズ３７およびリレーレンズ３８は、光学ロッド部材３６の出射端面３６ｃの像を５倍に拡大して照明領域ＩＲに投影する。そのため、照明領域ＩＲに入射する際の照明光Ｌの広がり角をＮＡに換算した値は、光学ロッド部材３６から出射した照明光Ｌの広がり角をＮＡに換算した値（０．２）の１／５倍になり、０．０４になる。リレーレンズ３７の焦点距離（ｆ１）は、例えば２０ｍｍに設定され、リレーレンズ３８の焦点距離（ｆ２）は、例えば１００ｍｍに設定される。また、絞り部材４３は、リレーレンズ３７およびリレーレンズ３８を通った照明光Ｌの広がり角がＮＡ換算で０．０４相当になるように、開口の径（φ）が８ｍｍに設定される。
　図１５に示した偏向部材２２ａは、紫外域の光に対する透過率が高い石英等で作られ、例えば、頂角δ１が２０．５１°、底面角δ２が８０°、底面角δ３が７９．４９°に設定される。ここで、リレーレンズ３８の光軸とＺ軸方向とのなす角度θは、例えば１０°である。リレーレンズ３８の光軸と偏向部材２２ａの交点から照明領域ＩＲ（マスクパターンＭ）までの距離Ｓ（図９参照）は、例えば、１６ｍｍである。
　このような諸元の照明モジュール２０による部分照明領域ＩＲａは、Ｘ軸方向の寸法が約５ｍｍ、Ｙ軸方向の寸法が約５０ｍｍである。照明装置ＩＵは、このような照明モジュール２０を５セット配列したものであり、照明領域ＩＲは、Ｘ軸方向の寸法が約５ｍｍ、Ｙ軸方向の寸法が約２５０ｍｍである。ここで、光源２３のレーザーダイオード１個あたりの光量パワーを０．５Ｗ、光ファイバの透過率を０．７、絞り部材４２による光の利用効率を１／１．４、光学ロッド部材３６から偏向部材２２ａまでの透過率を０．８とする。この場合に、照明モジュール２０あたりの光量パワーは４Ｗになり、照明モジュール２０の部分照明領域ＩＲａの寸法が５ｍｍ×５０ｍｍとすると、照度は１６００ｍＷ／ｃｍ２と見積もられる。
　また、照明領域ＩＲ（マスクパターンＭ）に入射する際の照明光Ｌの広がり角は、例えば２．３°（ＮＡ換算で０．０４）であり、照明領域ＩＲにおいてＺ軸から０．６ｍｍ程度の位置ずれを生じる。この位置ずれ量は、走査方向の照明領域ＩＲの幅（５ｍｍ）に比べて十分に小さく、露光処理を行う上で無視できる。また、この条件で計算した場合、照明領域ＩＲでの非点収差が０．８４ｍｍになる。よって、ＸＺ面内の光束が結像するＺ軸方向の位置に対して、フォーカス面が合致するように、照明装置ＩＵを設計および製造しておくことができる。この非点収差によって、ＹＺ面内の光束は、フォーカス位置では０．０７ｍｍ程度の広がりを持つが、この程度であれば、露光処理を行う上で無視できる。ここで示した照明装置ＩＵの諸元は、一例であり、適宜変更しうることは言うまでもない。
　上述のような本実施形態の照明装置ＩＵは、等方的に広がる照明光Ｌで照明領域ＩＲを照明することができ、転写されるパターンの線幅と転写された潜像の線幅との比が等方的になるので、例えばマスクパターンＭの設計コストを下げることができる。
［第３実施形態］
　次に、第３実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
　図１７は本実施形態による処理装置Ｕ３（露光装置ＥＸ）を示す側面図、図１８は露光装置ＥＸを示す上面図である。図１７及び図１８に示す照明装置ＩＵは、偏向部２２の構成が第１実施形態と異なる。図１７及び図１８に示す偏向部２２は、Ｙ軸方向に並ぶ複数のミラー４５（偏向部材）を含み、光源部２１からの照明光Ｌがミラー４５で反射することによって、照明光Ｌを偏向する。
　ここで、照明領域ＩＲの法線方向をＺ軸方向とし、所定方向（Ｙ軸方向）から見た光源部２１からの照明光Ｌの出射方向とＺ軸方向とのなす角度をαとすると、ミラー４５は、Ｚ軸方向からα／２の角度だけ傾けて配置される。図１７に示す例では、αが９０°であり、ミラー４５の法線方向とＺ軸方向とがなす角度が４５°に設定される。
　ミラー４５は、例えば外形が台形状の反射面を含み。図１８に示すミラー４５は、Ｙ軸方向において隣り合う１対のミラー４５の境界４６が、照明光Ｌで基板Ｐを走査する走査方向（Ｘ軸方向）に対して斜めに交差するように、配置されている。これにより、照明領域ＩＲの所定方向における照度分布を均一化することができる。また、照明装置ＩＵは、偏向部２２が反射により偏向する構成であるので、例えば光のロスを減らすことなどができる。
［第４実施形態］
　次に、第４実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
　図１９は本実施形態による処理装置Ｕ３（露光装置ＥＸ）を示す側面図、図２０は露光装置ＥＸを示す上面図、図２１は偏向部２２を示す照明図である。
　図１９および図２０に示す照明装置ＩＵは、偏向部２２の構成が第１実施形態と異なる。図１９に示す偏向部２２は、第１の光源部２１ａからの照明光Ｌが通過し、第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌが反射することによって、照明光Ｌの進行方向を揃えるように構成されている。ここでは、第１の光源部２１ａは、照明領域ＩＲの法線方向（Ｚ軸方向）に配置されており、第１の光源部２１ａからの照明光Ｌは、偏向部２２で偏向されないで、照明領域ＩＲに法線方向から入射する。また、第２の光源部２１ｂは、所定方向（Ｙ軸方向）から見たときに、Ｚ軸方向と角度βをなすように配置されており、第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌは、偏向部２２で偏向されて、照明領域ＩＲに法線方向から入射する。図１９では、角度βが９０°に設定されているが、角度βは、その絶対値が０°より大きく１８０°よりも小さい角度であれば任意に設定できる。
　図２１に示す偏向部２２は、第１の光源部２１ａからの照明光Ｌが通過する通過部４６と、第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌが反射する反射部４７とを備える。通過部４６と反射部４７は、所定方向（Ｙ軸方向）に交互に繰り返し配置されている。ここでは、通過部４６において光の透過率は、ほぼ均一（Ｙ軸方向における透過率の勾配がほぼ０）になっており、反射部４７において光の反射率は、ほぼ均一（Ｙ軸方向における反射率の勾配がほぼ０）になっている。
　通過部４６と反射部４７との間には、中間部４８が配置されている。中間部４８は、通過部４６よりも照明光Ｌの反射率が高く、反射部４７よりも照明光Ｌの反射率が低く設定されている。ここでは、中間部４８における照明光Ｌの反射率は、通過部４６側から反射部４７側に向うにつれて、連続的または段階的に高くなるように設定されている。また、中間部４８における照明光Ｌの透過率は、通過部４６よりも低く、反射部４７よりも高く設定されている。ここでは、中間部４８における照明光Ｌの透過率は、通過部４６側から反射部４７側に向うにつれて、連続的または段階的に低くなるように設定されている。
　第１の光源部２１ａからの照明光Ｌは、通過部４６と、この通過部４６に隣接する２つの中間部４８に入射する。また、第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌは、反射部４７と、この反射部４７に隣接する２つの中間部４８に入射する。そのため、中間部４８には、第１の光源部２１ａと第２の光源部２１ｂのそれぞれから照明光Ｌが入射することなる。すなわち、中間部４８は、第１の光源部２１ａからの照明光Ｌと第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌを合成する機能を有する。
　照明領域ＩＲのうち中間部４８から出射した照明光Ｌが入射する領域（図７の重複領域ＩＲｂ）は、第１の光源部２１ａからの照明光Ｌの一部による照度と、第２の光源部２１ｂからの照明光Ｌの一部の照度とを足し合わせた照度になる。そのため、図７に示した重複領域ＩＲｂの照度は、非重複領域ＩＲｃの照度と不連続になることが避けられる。
　このような偏向部２２（ビーム合成部）は、例えば、所定方向（Ｙ軸方向）を長手方向とする１つの三角プリズム４９（図１９参照）で接合したものである。この三角プリズム４９は、長手方向に直交する断面が直角三角形であり、互いに直交する２辺と４５°の角をなす斜辺４９ａを有している。１対の三角プリズム４９は、三角プリズム４９の斜辺４９ａと長手方向を含む斜面が互いに接合されて角柱状のプリズムに形成されている。三角プリズム４９の斜面には、例えばアルミニウムなどの反射材料が蒸着法などで成膜されることによって、反射膜が形成されている。通過部４６、反射部４７、および中間部４８の反射率は、例えば反射膜の密度分布などによって調整される。
　反射膜の密度は、例えば、単位面積の領域に占める反射膜の被覆面積の比率で表され、三角プリズムのうち反射膜の密度が相対的に高い領域を反射部４７とし、反射部よりも反射膜の密度が低い領域を中間部４８、中間部４８よりも反射膜の密度が低い領域を通過部４６としてもよい。
　偏向部２２の形成方法としては、例えば、三角プリズムの斜面に反射膜を成膜した後に反射膜をエッチングなどで部分的に除去し、反射膜が除去された部分を通過部４６または中間部４８、反射膜が除去されていない部分を反射部４７とする方法が挙げられる。このような偏向部２２に形成方法において、エッチング条件、例えばエッチング時間を通過部４６と中間部４８とで異ならせることによって、上述したような反射膜の密度分布を実現できる。
　また、偏向部２２の他の形成方法としては、例えば、三角プリズムの斜面に部分的に反射膜を成膜し、反射膜が成膜された部分を反射部４７または中間部４８、反射膜が成膜されていない部分を通過部４６とする方法が挙げられる。このような偏向部２２に形成方法において、反射膜の成膜条件、例えば成膜時間を反射部４７と中間部４８とで異ならせることによって、上述したような反射膜の密度分布を実現できる。
　上述したような本実施形態の照明装置ＩＵは、偏向部２２において通過部４６と反射部４７の間に中間部４８を設けることで部分照明領域ＩＲａを継ぐようにしたので、照明領域ＩＲの所定方向における照度分布を均一化することができる。
　なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態で説明した要素の１つ以上は、省略されることがある。また、上述の実施形態で説明した要素は、適宜組み合わせることができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態で引用した全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。
　なお、第１実施形態のおいては、基板Ｐを平面的に支持する基板ステージＳＴを基板支持部材としているが、このような基板支持部材は、他の実施形態においても適用できる。また、第２実施形態においては回転ドラム３５を基板支持部材としたが、このような基板支持部材は、他の実施形態にも適用できる。
　なお、上述の各実施形態において、円筒状のマスクパターンＭを用いているが、例えば、いわゆる無端ベルト状のマスクパターンＭを用いてもよいし、平面状のマスクパターンＭを用いてもよく、マスク保持部材の形態はマスクパターンＭの形態に応じて、適宜変更できる。
　なお、第１実施形態において、照明装置ＩＵの光源部２１は、ラインジェネレータ２４でビームを広げているが、このような光源部２１は、他の実施形態にも適用できる。また、第２実施形態において、照明装置ＩＵの光源部２１は、光学ロッド部材３６によって各照明モジュール２０の照度分布を均一化しているが、このような光源部２１は、他の実施形態にも適用できる。
　なお、第３実施形態において、照明装置ＩＵの偏向部２２は、反射により照明光Ｌを偏向しているが、このような偏向部２２は他の実施形態も適用できる。偏向部２２が照明光Ｌを偏向する向きは、光源部２１からの照明光Ｌの出射方向に応じて適宜変更できる。
　なお、上述の実施形態においては、複数の光源部２１からの照明光Ｌの出射方向が２方向に設定されているが、複数の光源部２１からの照明光Ｌの出射方向は、３方向以上に設定されていてもよく、この場合に、偏向部２２が照明光Ｌを偏向する向きは、適宜変更される。
　なお、露光装置ＥＸは、マルチレンズ方式、或いはマイクロレンズアレー方式の投影型露光装置であってもよく、この場合に複数の照明光学系のうち少なくとも１つに上述のような照明装置ＩＵを適用できる。
　また、平面状のマスクのパターンを円弧状の投影視野を有するオフナー型の反射投影光学系を介して平面状の感光基板上に投影しつつ、反射投影光学系に対してマスクと感光基板とを走査移動させるミラープロジェクション型走査露光装置に、本実施形態の照明装置ＩＵを組み込むこともできる。その場合は、例えば、図５、図６、図１０で示した複数の偏向部材２２ａを、Ｙ方向に直線的に並べる（接合）代わりに、マスク上の照明領域ＩＲが円弧状の投影視野に近似するように、湾曲させて並べれば良い。その為には、図６において、互いに隣接する偏向部材２２ａの境界２７を形成する側端面の部分２７ａ、２７ｂのＸＹ面内での頂角を異ならせれば良い。
また、上述の実施形態においては、照明装置ＩＵを露光装置ＥＸに適用しているが、照明装置ＩＵは、例えばアニール装置などにも適用できる。
［デバイス製造方法］
　次に、デバイス製造方法について説明する。図２２は、本実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。
　図２２に示すデバイス製造方法では、まず、例えば液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルなどのデバイスの機能・性能設計を行う（ステップ２０１）。次いで、デバイスの設計に基づいて、マスクパターンＭを製作する（ステップ２０２）。また、デバイスの基材である透明フィルムやシート、あるいは極薄の金属箔などの基板を、購入や製造などによって準備しておく（ステップ２０３）。
　次いで、準備した基板をロール式、パッチ式の製造ラインに投入し、その基板上にデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、半導体膜などのＴＦＴバックプレーン層や、画素部となる有機ＥＬ発光層を形成する（ステップ２０４）。ステップ２０４には、典型的には、基板上の膜の上にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクにして上記膜をエッチングする工程とが含まれる。レジストパターンの形成には、レジスト膜を基板表面に一様に形成する工程、上記の各実施形態に従って、マスクパターンＭを経由してパターン化された露光光で基板のレジスト膜を露光する工程、その露光によってマスクパターンの潜像が形成されたレジスト膜を現像する工程、が実施される。
　印刷技術などを併用したフレキシブル・デバイス製造の場合は、基板表面に機能性感光層（感光性シランカップリング材など）を塗布式により形成する工程、上記の各実施形態に従って、マスクパターンＭを経由してパターン化された露光光を機能性感光層に照射し、機能性感光層にパターン形状に応じて親水化した部分と撥水化した部分を形成する工程、機能性感光層の親水性の高い部分にメッキ下地液などを塗工し、無電解メッキにより金属性のパターンを析出形成する工程、などが実施される。
　次いで、製造するデバイスに応じて、例えば、基板をダイシング、あるいはカットすることや、別工程で製造された他の基板、例えば封止機能を持ったシート状のカラーフィルターや薄いガラス基板などを貼り合せる工程が実施され、デバイスを組み立てる（ステップ２０５）。次いで、デバイスに検査などの後処理を行う（ステップ２０６）。以上のようにして、デバイスを製造することができる。
　１０・・・移動装置、２１・・・光源部、２１ａ・・・第１の光源部、２１ｂ・・・第２の光源部、２２・・・偏向部、２３・・・光源、２４・・・ラインジェネレータ、２５・・・コリメータ、２８・・・フィルタ、３５・・・回転ドラム、３６・・・光学ロッド部材、３７、３８・・・リレーレンズ、４２・・・絞り部材、４５・・・ミラー、４６・・・通過部、４７・・・反射部、４８・・・中間部、ＥＸ・・・露光装置、ＩＵ・・・照明装置、Ｌ・・・照明光、Ｍ・・・マスクパターン、Ｐ・・・基板、Ｓ・・・距離、Ｕ３・・・処理装置

Claims (27)

  1. 　第１の光源部と、
    　前記第１の光源部と光の出射方向が異なる第２の光源部と、
    　前記第１の光源部からの光と前記第２の光源部からの光との進行方向を揃えるように、該光の少なくとも一部を偏向する偏向部と、を備え、
    　前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、各光源部から出射して前記偏向部を経由した光が入射する照明領域が所定方向に連続して並ぶように、前記所定方向において異なる位置に配置されている照明装置。
  2. 　前記第１の光源部および前記第２の光源部を含む複数の光源部を備え、
    　前記第１の光源部は、前記複数の光源部のうち、前記所定方向に垂直な方向から見て前記第２の光源部の隣に配置されている
    　請求項１記載の照明装置。
  3. 　前記第１の光源部および前記第２の光源部は、前記照明領域の前記所定方向における端部が互いに重なるように配置されている
    　請求項１または２記載の照明装置。
  4. 　前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、前記所定方向から見て異なる位置に配置されている
    　請求項１～３のいずれか一項記載の照明装置。
  5. 　前記第１の光源部と前記第２の光源部とは、前記所定方向に平行な面に関して、対称的に設けられている
    　請求項１～４のいずれか一項記載の照明装置。
  6. 　前記平行な面は、前記偏向部からの光の出射方向と平行である
    　請求項５記載の照明装置。
  7. 　前記偏向部は、
    　前記第１の光源部から光が入射する第１面と、
    　前記第１面と異なる方向を向いており、前記第２の光源部から光が入射する第２面と、を有する
    　請求項１～６のいずれか一項記載の照明装置。
  8. 　前記偏向部からの光の出射方向から見て、前記第１面と前記第２面との境界は、前記所定方向と非垂直に交差する
    　請求項７記載の照明装置。
  9. 　前記偏向部は、前記第１面と前記第２面の一方または双方での屈折によって前記光源部からの光を偏向する
    　請求項７または８記載の照明装置。
  10. 　前記偏向部は、前記第１面と前記第２面の一方または双方での反射によって前記光源部からの光を偏向する
    　請求項７または８記載の照明装置。
  11. 　前記偏向部は、前記第１面と前記第２面のうち一方の面で前記光源部からの光を通過させ、他方の面で前記光源部からの光を反射させて偏向する
    　請求項７または８記載の照明装置。
  12. 　前記偏向部は、
    　前記一方の面の一部を含み、前記第１の光源部からの光が通過する通過部と、
    　前記他方の面の一部を含み、前記第２の光源部からの光が反射する反射部と、
    　前記通過部と前記反射部との間に配置され、前記通過部よりも反射率が高く、前記反射部よりも反射率が低い中間部と、を備える
    　請求項１１記載の照明装置。
  13. 　前記偏向部は、前記偏向部からの光が前記照明領域に法線方向から入射するように、光を偏向する
    　請求項１～１２のいずれか一項記載の照明装置。
  14. 　前記光源部から出射する光のスポットは、前記所定方向を長手とする形状に設定されている
    　請求項１～１３のいずれか一項記載の照明装置。
  15. 　前記光源部は、
    　光源と、
    　前記光源から出射した光を前記所定方向に広げる光学部材と、
    　前記光学部材によって広げられた前記光を平行化する平行化部材と、を備える
    　請求項１４記載の照明装置。
  16. 　前記光源部は、
    　光源と、
    　前記光源から光が入射する入射端面、及び前記入射端面に入射した光が出射し、前記所定方向に対応する方向が長手の出射端面を有する光学ロッド部材と、
    　前記出射端面と共役な面を形成するリレーレンズと、を備える
    　請求項１～１４のいずれか一項記載の照明装置。
  17. 　前記照明領域の前記所定方向の照度分布を均一化するように、前記光学ロッド部材から出射した光の通過範囲を、前記所定方向に垂直な方向において規定する絞り部材を備える
    　請求項１６記載の照明装置。
  18. 　前記照明領域の照度分布を調整するためのフィルタを備える
    　請求項１～１７のいずれか一項記載の照明装置。
  19. 　前記フィルタは、前記第１の光源部および前記第２の光源部を含む複数の光源部で光量を揃えるための第１フィルタを含む
    　請求項１８記載の照明装置。
  20. 　前記第１の光源部に対応する前記照明領域は、前記第２の光源部に対応する前記照明領域に、重なる重複領域と、重ならない非重複領域と、を含み、
    　前記フィルタは、前記重複領域と前記非重複領域とで照度を揃えるための第２フィルタを含む
    　請求項１８または１９記載の照明装置。
  21. 　　前記第１の光源部に対応する前記照明領域は、前記第２の光源部に対応する前記照明領域に、重なる重複領域と、重ならない非重複領域と、を含み、
    　前記フィルタは、前記非重複領域の照度分布が均一化するように照度を揃えるための第３フィルタを含む
    　請求項１８～２０のいずれか一項記載の照明装置。
  22. 　前記フィルタの少なくとも１つは、光の透過率が可変である
    　請求項１７～２１のいずれか一項記載の照明装置。
  23. 　前記フィルタの少なくとも１つは、光の透過率が空間的に変化しており、前記照明領域に入射する光の光路に対して移動可能に設けられている
    　請求項２２記載の照明装置。
  24. 　前記照明領域の前記所定方向の照度分布を計測する計測装置をさらに備える
    　請求項１～２３のいずれか一項記載の照明装置。
  25. 　感応層を有する基板に、マスクパターンに形成されたパターンを転写する処理装置であって、
    　前記マスクパターンを照明する請求項１～２４のいずれか一項記載の照明装置と、
    　前記マスクパターンと前記基板とを、前記所定方向に垂直な方向に相対移動させる移動装置と、を備える処理装置。
  26. 　前記移動装置は、前記マスクパターンを保持して前記所定方向に平行な中心線の周りに回転可能なマスク保持部材を備える
    　請求項２５記載の処理装置。
  27. 　請求項２５または２６記載の処理装置によって、前記マスクパターンと前記基板とを相対移動させながら前記基板に前記パターンを連続的に転写することと、
    　前記パターンが転写された前記基板の感応層の変化を利用して後続の処理を実施することと、を含むデバイス製造方法。
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