WO2024038533A1 - 光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法 - Google Patents

光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2024038533A1
WO2024038533A1 PCT/JP2022/031191 JP2022031191W WO2024038533A1 WO 2024038533 A1 WO2024038533 A1 WO 2024038533A1 JP 2022031191 W JP2022031191 W JP 2022031191W WO 2024038533 A1 WO2024038533 A1 WO 2024038533A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
optical system
light
light source
light emitting
illumination
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/031191
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
岩永正也
川戸聡
Original Assignee
株式会社ニコン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ニコン filed Critical 株式会社ニコン
Priority to PCT/JP2022/031191 priority Critical patent/WO2024038533A1/ja
Publication of WO2024038533A1 publication Critical patent/WO2024038533A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor

Definitions

  • It relates to a light source unit, a lighting unit, an exposure device, and an exposure method.
  • liquid crystal display panels have been widely used as display elements for personal computers, televisions, etc.
  • a liquid crystal display panel is manufactured by forming a circuit pattern of thin film transistors on a plate (glass substrate) using a photolithography method.
  • an exposure device is used that projects and exposes an original pattern formed on a mask onto a photoresist layer on a plate via a projection optical system (for example, Patent Document 1). .
  • the light source unit includes a light source array in which a plurality of light source elements having light emitting parts that emit light are arranged on a two-dimensional plane, and an enlarged image of the light emitting part of each of the light source elements.
  • the magnifying optical system is a double-sided telecentric optical system that magnifies and projects at a magnification M
  • the arrangement pitch of the light source elements is p
  • the length of one side of the light emitting surface of the light emitting section is is a
  • the maximum output angle of the light whose radiation intensity is higher than Lambertian radiation out of the light emitted from the light emitting part is ⁇
  • the maximum output angle of the light output from the magnifying optical system is ⁇
  • the magnification is M satisfies the condition p/a ⁇ M ⁇ sin ⁇ /sin ⁇ .
  • the illumination unit includes the light source unit and an illumination optical system that guides the light emitted from the light source unit to the irradiated object.
  • the illumination unit includes a plurality of the above-mentioned light source units and a combining optical element that combines the light emitted from the plurality of light source units, and the combined light emitted from the combining optical element.
  • an illumination optical system that guides the light to the irradiated object.
  • an exposure apparatus includes the illumination unit and a projection optical system that projects a pattern image of the irradiated object illuminated by the illumination unit onto a photosensitive substrate.
  • an exposure method is an exposure method using the above exposure apparatus, comprising: illuminating the irradiated object with the illumination unit; and using the projection optical system with the irradiated object. and projecting a pattern image of the body onto the photosensitive substrate.
  • configurations of the embodiments described below may be modified as appropriate, and at least a portion thereof may be replaced with other components.
  • the configuration elements whose arrangement is not particularly limited are not limited to the arrangement disclosed in the embodiments, but can be arranged at a position where the function can be achieved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of an exposure apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the lighting unit according to the first embodiment.
  • FIG. 3(A) is a plan view schematically showing the configurations of the first and second light source arrays
  • FIG. 3(B) is a diagram schematically showing the internal configurations of the first and second light source units. It is.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the angle of incidence on the dichroic mirror and the illuminance.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the light distribution characteristics of the light emitting part of the LED chip.
  • FIGS. 6A and 6B are diagrams illustrating an enlarged image formed on a predetermined surface in the second embodiment.
  • FIG. 7(A) and FIG. 7(B) are diagrams showing simulation results.
  • FIG. 1 is a diagram schematically showing the configuration of an exposure apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the exposure apparatus 10 drives the mask MSK and the glass substrate (hereinafter referred to as "substrate") P in the same direction and at the same speed with respect to the projection optical system PL, thereby transferring the pattern formed on the mask MSK onto the substrate P.
  • This is a scanning stepper (scanner) that transfers images onto the image.
  • the substrate P is a rectangular glass substrate used, for example, in a liquid crystal display device (flat panel display), and has at least one side length or diagonal length of 500 mm or more.
  • the direction in which the mask MSK and substrate P are driven during scanning exposure is the X-axis direction
  • the direction in the horizontal plane perpendicular to this is the Y-axis direction, which is orthogonal to the X-axis and the Y-axis.
  • the direction of rotation is defined as the Z-axis direction
  • the directions of rotation (tilt) around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are defined as ⁇ x, ⁇ y, and ⁇ z directions, respectively.
  • the exposure apparatus 10 includes an illumination system IOP, a mask stage MST that holds a mask MSK, a projection optical system PL, a body 70 that supports these, a substrate stage PST that holds a substrate P, a control system for these, and the like.
  • the control system centrally controls each component of the exposure apparatus 10.
  • the body 70 includes a base (vibration isolator) 71, columns 72A, 72B, an optical surface plate 73, a support 74, and a slide guide 75.
  • the base (vibration isolation table) 71 is placed on the floor F, isolates vibrations from the floor F, and supports the columns 72A, 72B, etc.
  • Columns 72A and 72B each have a frame shape, and column 72A is arranged inside column 72B.
  • the optical surface plate 73 has a flat plate shape and is fixed to the ceiling of the column 72A.
  • the support body 74 is supported on the ceiling of the column 72B via a slide guide 75.
  • Slide guide 75 includes an air ball lifter and a positioning mechanism, and positions support body 74 (that is, mask stage MST, which will be described later) at an appropriate position in the X-axis direction with respect to optical surface plate 73.
  • the illumination system IOP is arranged above the body 70.
  • the illumination system IOP irradiates the mask MSK with illumination light IL.
  • the detailed configuration of the illumination system IOP will be described later.
  • Mask stage MST is supported by support body 74.
  • a mask MSK having a pattern surface (lower surface in FIG. 1) on which a circuit pattern is formed is fixed to the mask stage MST by, for example, vacuum suction (or electrostatic suction).
  • Mask stage MST is driven with a predetermined stroke in the scanning direction (X-axis direction) by a drive system including, for example, a linear motor, and is also slightly driven in the non-scanning direction (Y-axis direction and ⁇ z direction).
  • Positional information (including rotational information in the ⁇ z direction) of mask stage MST in the XY plane is measured by an interferometer system.
  • the interferometer system irradiates a length measurement beam onto a movable mirror (or mirror-finished reflective surface (not shown)) provided at the end of mask stage MST, and receives reflected light from the movable mirror. Measure the position of mask stage MST.
  • the measurement results are supplied to a control device (not shown), and the control device drives mask stage MST via a drive system according to the measurement results of the interferometer system.
  • Projection optical system PL is supported by optical surface plate 73 below mask stage MST (-Z side).
  • the projection optical system PL is configured similarly to the projection optical system disclosed in, for example, U.S. Pat. 7), and forms a rectangular image field whose longitudinal direction is the Y-axis direction.
  • four projection optical units 100 are arranged at predetermined intervals in the Y-axis direction, and the remaining three projection optical units 100 are spaced apart from the four projection optical units 100 on the +X side and at predetermined intervals in the Y-axis direction. It is located in As each of the plurality of projection optical units 100, for example, one that forms an erect normal image with a double-sided telecentric, equal-magnification system is used.
  • the plurality of projection areas of the projection optical units 100 arranged in a staggered manner are collectively referred to as an exposure area.
  • the illumination light IL When the illumination region on the mask MSK is illuminated by the illumination light IL from the illumination system IOP, the illumination light IL that has passed through the mask MSK illuminates the circuit pattern of the mask MSK in the illumination region through the projection optical system PL.
  • a projected image (partially erected image) is formed in an irradiation area (exposure area (conjugate to the illumination area)) on the substrate P arranged on the image plane side of the projection optical system PL.
  • a resist sensitizer
  • the mask stage MST and substrate stage PST are driven synchronously, that is, the mask MSK is driven in the scanning direction (X-axis direction) with respect to the illumination area (illumination light IL), and the substrate P is moved into the exposure area (illumination light IL). By driving in the same scanning direction, the substrate P is exposed and the pattern of the mask MSK is transferred onto the substrate P.
  • the substrate stage PST is arranged on a base (vibration isolation table) 71 below (-Z side) the projection optical system PL.
  • a substrate P is held on substrate stage PST via a substrate holder (not shown).
  • Position information in the XY plane of substrate stage PST (including rotation information (yawing amount (rotation amount ⁇ z in the ⁇ z direction), pitching amount (rotation amount ⁇ x in the ⁇ x direction), rolling amount (rotation amount ⁇ y in the ⁇ y direction)) is measured by an interferometer system.
  • the interferometer system irradiates a length measurement beam from an optical surface plate 73 onto a movable mirror (or a mirror-finished reflective surface (not shown)) provided at the end of the substrate stage PST, and collects the reflected light from the movable mirror. By receiving light, the position of substrate stage PST is measured.
  • the measurement results are supplied to a control device (not shown), and the control device drives substrate stage PST according to the measurement results of the interferometer system.
  • the exposure apparatus 10 performs alignment measurement (eg, EGA, etc.) prior to exposure, and uses the results to expose the substrate P according to the following procedure.
  • mask stage MST and substrate stage PST are synchronously driven in the X-axis direction.
  • the control device moves (steps) substrate stage PST to a position corresponding to the second shot area.
  • scanning exposure is performed for the second shot area.
  • the control device transfers the pattern of the mask MSK to all shot areas on the substrate P by repeating stepping between shot areas of the substrate P and scanning exposure for the shot areas.
  • the illumination system IOP includes a plurality of illumination units 90 corresponding to each of the plurality of projection optical units 100 included in the projection optical system PL.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the configuration of the lighting unit 90.
  • the illumination unit 90 includes a first light source unit OPU1, a second light source unit OPU2, and an illumination optical system 80.
  • the first light source unit OPU1 includes a first light source array 20A and a first enlarging optical system 30A
  • the second light source unit OPU2 includes a second light source array 20B and a second enlarging optical system 30B. , is provided.
  • FIG. 3(A) is a plan view schematically showing the configurations of the first light source array 20A and the second light source array 20B.
  • the first light source array 20A includes, for example, a plurality (5 ⁇ 5 in FIG. 3A) of LED (Light Emitting Diode) chips 23A arranged on a substrate 21A. The number of LED chips 23A may be changed as necessary.
  • Each of the plurality of LED chips 23A has a light emitting section 231A, and the peak wavelength of light emitted from the light emitting section 231A is within the range of 380 to 390 nm. That is, the light emitting section 231A is an ultraviolet LED (UV LED).
  • UV LED ultraviolet LED
  • the peak wavelength of the light emitted from the light emitting section 231A is 385 nm.
  • the light emitting surface of the light emitting section 231A is square, and the length of one side thereof is a1.
  • the LED chips 23A are arranged at a pitch P1.
  • the pitch P1 is the distance between the centers of adjacent LED chips 23A.
  • the second light source array 20B includes, for example, a plurality of (5 ⁇ 5 in FIG. 3A) LED chips 23B arranged on a substrate 21B.
  • the number of LED chips 23B may be changed as necessary.
  • Each of the plurality of LED chips 23B has a light emitting section 231B, and the peak wavelength of light emitted from the light emitting section 231B is within the range of 360 to 370 nm. That is, the light emitting section 231B is a UV LED. More preferably, the peak wavelength of the light emitted from the light emitting section 231B is 365 nm.
  • the light emitting surface of the light emitting section 231B is square, and the length of one side thereof is a2.
  • the LED chips 23B are arranged at a pitch P2.
  • the arrangement pitch P1 of the LED chips 23A and the arrangement pitch P2 of the LED chips 23B may be the same or different. Further, the length a1 of one side of the light emitting surface of the light emitting section 231A and the length a2 of one side of the light emitting surface of the light emitting section 231B may be the same or different. Note that the LED chips 23A and 23B may be arranged, for example, on a heat sink instead of on the substrate.
  • FIG. 3(B) is a diagram schematically showing the internal configurations of the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2. Note that since the internal configurations of the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2 are the same, the configuration of the first light source unit OPU1 will be described here as a representative.
  • the two directions in which the LED chips 23A are arranged are referred to as the X1 direction and the Y1 direction.
  • the X1 direction and the Y1 direction are orthogonal.
  • the direction perpendicular to the X1 direction and the Y1 direction is defined as the Z1 direction.
  • the Z1 direction is approximately parallel to the optical axis OA of light emitted by the light emitting section 231A.
  • FIG. 3(B) for clarity of the drawing, only four LED chips 23A lined up in a row along the Y1 direction are shown.
  • the first enlarging optical system 30A is an enlarging optical system for forming an enlarged image of the light emitting portion 231A of each LED chip 23A on a predetermined plane PP.
  • the first enlarging optical system 30A includes a plurality of lens sections 31A arranged to correspond to the arrangement of the LED chips 23A.
  • Each of the lens sections 31A is a double-sided telecentric optical system that enlarges and projects the light emitting section 231A at a magnification M1.
  • each lens section 31A includes four plano-convex lenses, but is not limited to this; each lens section 31A may include, for example, two biconvex lenses, It may also include three biconvex lenses. Further, each lens portion 31A may include, for example, a plano-convex lens and a biconvex lens.
  • the enlarged images of the plurality of light emitting sections 231A (231B) substantially touch each other on the predetermined plane PP.
  • the illumination optical system 80 includes a first condensing optical system (first optical system) 81A including a first dichroic mirror DM1, and a second condensing optical system (second optical system) 81B. , a second dichroic mirror DM2, an imaging optical system 83, a fly-eye lens FEL, an aperture stop 85, and a condenser optical system 84.
  • the first condensing optical system 81A forms a pupil of an enlarged image of the light emitting section 231A formed by the first enlarging optical system 30A. That is, the rear focal position of the first condensing optical system 81A is the position of the pupil.
  • the first condensing optical system 81A includes a first dichroic mirror DM1 in the middle of the optical path, and reflects at least a portion of the light having a peak wavelength of 385 nm. As a result, the light beam enters the second dichroic mirror DM2.
  • the first condensing optical system 81A may be configured without the first dichroic mirror DM1, and in that case, the arrangement of the first light source unit OPU1 and each lens of the first condensing optical system 81A may be changed. The arrangement may be appropriately adjusted so that the light beam is incident on the second dichroic mirror DM2. Further, the first condensing optical system 81A may be composed of one lens, or may be composed of a lens group including a plurality of lenses.
  • the second condensing optical system 81B forms a pupil of an enlarged image of the light emitting section 231B formed by the second enlarging optical system 30B. That is, the rear focal position of the second condensing optical system 81B is the position of the pupil.
  • the second condensing optical system 81B may be composed of one lens, or may be composed of a lens group including a plurality of lenses.
  • the second dichroic mirror DM2 transmits at least part of the light with a peak wavelength of 385 nm and reflects at least part of the light with a peak wavelength of 365 nm. Thereby, a composite image is formed in which the pupil image formed by the first condensing optical system 81A and the pupil image formed by the second condensing optical system 81B are superimposed.
  • the second dichroic mirror DM2 superimposes and synthesizes the pupil image formed by the first condensing optical system 81A and the pupil image formed by the second condensing optical system 81B. form an image. That is, the second dichroic mirror DM2 is arranged at a position that is the rear focal position of the first condensing optical system 81A and the rear focal position of the second condensing optical system 81B. Thereby, the second dichroic mirror DM2 is illuminated by Koehler illumination with the light emitted from the first light source unit OPU1 and the light emitted from the second light source unit OPU2.
  • the second dichroic mirror DM2 does not necessarily have to be arranged at the rear focal position of the first condensing optical system 81A, but is the rear focal position of the second condensing optical system 81B. , may be arranged so as to be located near the respective rear focal positions.
  • the term “nearby” means within ⁇ 100 mm from the rear focal position along the optical axis, preferably within ⁇ 50 mm, and more preferably ⁇ 20 mm. Note that the signs here are positive for the direction in which the light from the light source travels along the optical axis, and negative for the opposite direction.
  • FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the angle of incidence on the dichroic mirror and the illuminance.
  • the horizontal axis represents the angle of incidence on the dichroic mirror
  • the vertical axis represents the illuminance of reflected light.
  • the illuminance on the vertical axis is defined as 1, which is the illuminance of reflected light when the light is incident on the dichroic mirror at the designed incident angle ⁇ .
  • the incident angle of the light beam to the dichroic mirror is about the designed incident angle ⁇ ⁇ 8°. This results in a change in illuminance of 3% or more.
  • the angle of incidence of the light beam on the dichroic mirror is within the range of the designed incidence angle ⁇ 4°, and the change in illuminance can be kept to 1% or less.
  • the difference between the illuminance of the light incident on the second dichroic mirror DM2 and the illuminance of the light reflected on the second dichroic mirror DM2 is reduced. Therefore, it is possible to realize illumination light IL having high brightness and less uneven illuminance.
  • the incident angle ⁇ of the light from the second condensing optical system 81B to the second dichroic mirror DM2 is set to 35°.
  • the incident angle ⁇ of 35° means that the incident angle ⁇ is within the range of 35° ⁇ 5°.
  • the incident angle ⁇ is preferably 25° or more and less than 45°, more preferably 25° or more and 42° or less, and even more preferably 35° ⁇ 5°.
  • the second dichroic mirror DM2 can reflect with high efficiency the light beam of the pupil image formed by the second condensing optical system 81B.
  • the illumination unit 90 includes a detector DT10 for monitoring light with a peak wavelength of 385 nm, a detector DT20 for monitoring light with a peak wavelength of 365 nm, and a detector DT20 for monitoring light with a peak wavelength of 385 nm and a peak wavelength of 365 nm.
  • a detector DT30 is provided for monitoring the light.
  • the detector DT10 detects the illuminance of the light with a peak wavelength of 385 nm reflected by the first dichroic mirror DM1.
  • the detector DT20 detects the illuminance of the light having a peak wavelength of 365 nm reflected by the second dichroic mirror DM2.
  • the detector DT30 detects the illuminance of the 385 nm light unintentionally reflected by the second dichroic mirror DM2 and the illuminance of the 365 nm light unintentionally transmitted by the second dichroic mirror DM2.
  • the detection results of the detectors DT10 to DT30 are output to a control device (not shown), and the control device outputs the LED chips 23A of the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2, respectively, based on the detection results of the detectors DT10 to DT30. and controls the value of the current supplied to 23B.
  • the imaging optical system 83 is a double-sided telecentric optical system that projects the composite image synthesized by the second dichroic mirror DM2 at the same magnification onto the incident end of the fly's eye lens FEL. Note that the imaging optical system 83 may reduce and project the composite image synthesized by the second dichroic mirror DM2 onto the incident end of the fly's eye lens FEL.
  • the fly's eye lens FEL is constructed by densely arranging a large number of lens elements each having, for example, positive refractive power, vertically and horizontally so that their optical axes are parallel to the reference optical axis AX.
  • Each lens element constituting the fly's eye lens FEL has a rectangular cross section similar to the shape of the illumination field to be formed on the mask MSK (and thus the shape of the exposure area to be formed on the substrate P).
  • the light beam incident on the fly's eye lens FEL is wavefront-divided by a large number of lens elements, and one light source image is formed at or near the rear focal plane (output surface) of each lens element. That is, a substantial surface light source, ie, a secondary light source, consisting of a large number of light source images is formed at or near the rear focal plane (output surface) of the fly's eye lens FEL.
  • a light beam from a secondary light source formed at or near the rear focal plane (output surface) of the fly's eye lens FEL enters an aperture stop 85 arranged near it.
  • the rear focal plane (output surface) of the fly's eye lens FEL is optically conjugate with the first light source array 20A and the second light source array 20B.
  • the aperture stop 85 is arranged at a position that is optically approximately conjugate with the entrance pupil plane of the projection optical unit 100, and has a variable aperture for defining the range that contributes to the illumination of the secondary light source.
  • the aperture stop 85 changes the aperture diameter of the variable aperture to determine the ⁇ value (the aperture of the secondary light source image on the pupil plane relative to the aperture diameter of the pupil plane of the projection optical unit 100) that determines the illumination condition. ratio) to the desired value.
  • the light from the secondary light source passes through the aperture diaphragm 85 and, after being condensed by the condenser optical system 84, illuminates the mask MSK in which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner.
  • the lighting unit 90 includes a first light source array 20A in which a plurality of LED chips 23A are arranged, each having a light emitting section 231A that emits light with a peak wavelength of 385 nm, and a first light source array 20A in which a plurality of LED chips 23A are arranged.
  • 23A a first enlarging optical system 30A that forms an enlarged image of each light emitting unit 231A; a first condensing optical system 81A that forms a pupil of an enlarged image formed by the first enlarging optical system 30A; Equipped with.
  • the illumination unit 90 forms an enlarged image of a second light source array 20B in which a plurality of LED chips 23B having a light emitting part 231B that emits light with a peak wavelength of 365 nm is arranged, and the light emitting part 231B of each of the LED chips 23B. It includes a second enlarging optical system 30B and a second condensing optical system 81B that forms a pupil of an enlarged image formed by the second enlarging optical system 30B.
  • the illumination unit 90 has a second condensing optical system 81A that superimposes the pupil image formed by the first condensing optical system 81A and a pupil image formed by the second condensing optical system 81B to form a composite image. It is equipped with a dichroic mirror DM2.
  • the light flux of the pupil image formed by the first condensing optical system 81A and the light flux of the pupil image formed by the second condensing optical system 81B illuminate the second dichroic mirror DM2. 4, compared to the case where the second dichroic mirror DM2 is used for critical illumination, it is possible to realize illumination light IL having higher luminance and less uneven illuminance.
  • the first enlarging optical system 30A is a lens array having a plurality of lens parts 31A arranged to correspond to each of the light emitting parts 231A
  • the second enlarging optical system 30B is a lens array having a plurality of lens sections 31B arranged so as to correspond to each of the light emitting sections 231B.
  • the lens sections 31A of the first enlarging optical system 30A each enlarge and project the light emitting section 231A at a magnification of (array pitch P1 of the LED chips 23A)/(length a1 of one side of the light emitting surface of the light emitting section 231A). It is a double-sided telecentric optical system.
  • each lens section 31B of the second enlarging optical system 30B projects the light emitting section 231B in an enlarged manner at a magnification of (array pitch P2 of the LED chips 23B)/(length a2 of one side of the light emitting surface of the light emitting section 231B). It is a double-sided telecentric optical system. Thereby, it is possible to form a surface light source in which the enlarged images of the plurality of light emitting parts 231A (231B) are substantially in contact with each other on the predetermined plane PP.
  • the illumination unit 90 includes a fly-eye lens FEL that outputs a light beam of a composite image synthesized by the second dichroic mirror DM2 as a light beam with a uniform illuminance distribution, and a second dichroic mirror DM2. and a double-sided telecentric imaging optical system 83 that projects the synthesized image onto the incident end of the fly's eye lens FEL at the same magnification.
  • the mask MSK can be uniformly illuminated.
  • the incident angle of the light beam of the pupil image formed by the second condensing optical system 81B to the second dichroic mirror DM2 is 35°. Therefore, the light beam of the pupil image formed by the second condensing optical system 81B can be reflected with high efficiency.
  • the light with a peak wavelength of 385 nm emitted from the first light source unit OPU1 is reflected by the first dichroic mirror DM1 and made to enter the second dichroic mirror DM2.
  • the dichroic mirror DM1 may be omitted and the light having a peak wavelength of 385 nm emitted from the first light source unit OPU1 may be made to directly enter the second dichroic mirror DM2.
  • the light emitting section 231A of the LED chip 23A emits light with a peak wavelength of 385 nm
  • the light emitting section 231B of the LED chip 23B emits light with a peak wavelength of 365 nm.
  • the light emitting section 231A may emit light with a peak wavelength of 365 nm
  • the light emitting section 231B of the LED chip 23B may emit light with a peak wavelength of 385 nm.
  • the first dichroic mirror DM1 reflects at least part of the light with a peak wavelength of 365 nm
  • the second dichroic mirror DM2 transmits at least part of the light with a peak wavelength of 365 nm
  • the second dichroic mirror DM2 transmits at least part of the light with a peak wavelength of 385 nm. What is necessary is just to be comprised so that at least a part of may be reflected.
  • the wavelengths of the light emitted by the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2 are not limited to those described above, and the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2 may be The light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2 may be configured.
  • the first light source unit OPU1 may emit light with a peak wavelength of 405 nm
  • the second light source unit OPU2 may emit light with a peak wavelength of 385 nm.
  • the first light source unit OPU1 may emit light with a peak wavelength of 395 nm
  • the second light source unit OPU2 may emit light with a peak wavelength of 385 nm.
  • the combination of the wavelength of the light emitted from the first light source unit OPU1 and the wavelength of the light emitted from the second light source unit OPU2 is not limited to these examples. Note that if the combination of the wavelength of the light emitted by the first light source unit OPU1 and the wavelength of the light emitted by the second light source unit OPU2 is a combination other than that of the first embodiment, dichroic dichroic may be used as appropriate depending on the wavelength used. It is preferable to change the material of the mirror.
  • the second embodiment differs from the first embodiment in the magnifications M1 and M2 of the light emitting sections 231A and 231B by the first magnification optical system 30A and the second magnification optical system 30B.
  • FIG. 5 is a graph showing an example of the light distribution characteristics of the light emitting section 231A of the LED chip 23A.
  • the solid line indicates the theoretical light distribution characteristics (Lambert radiation) of the light emitting section 231A
  • the dotted line indicates the measurement results obtained by actually measuring the radiation intensity of the light emitted from the light emitting section 231A. This is a curve approximated by a sixth-order polynomial.
  • the radiant intensity of light in the range where the emission angle is greater than -50° and less than 50° is higher than the radiant intensity of Lambertian radiation, and the emission angle is -50°.
  • the radiant intensity of light in the range below 50° and the range above 50° is lower than the radiant intensity of Lambertian radiation.
  • the light emitted from the light emitting section 231A has a range of emission angles in which the radiation intensity is higher than the radiation intensity of Lambertian radiation. Therefore, by using the light whose emission angle is within the range (in the example of FIG. 5, ⁇ 50°) out of the light emitted from the light emitting unit 231A, the light emitted from the first light source unit OPU1 can be It is thought that brightness can be improved.
  • the magnification M1 when the first enlarging optical system 30A enlarges and projects the light emitting section 231A is set so as to satisfy the following formula (1). P1/a1 ⁇ M1 ⁇ sin ⁇ 1 /sin ⁇ 1 ...(1)
  • P1 is the arrangement pitch of the LED chips 23A
  • a1 is the length of one side of the light emitting surface of the light emitting part 231A
  • ⁇ 1 is the radiation intensity of the light emitted from the light emitting part 231A that is higher than Lambertian radiation.
  • the maximum emission angle of light, ⁇ 1 is the maximum emission angle of light emitted from the first enlarging optical system 30A.
  • sin ⁇ 1 is a value that makes the ratio ( ⁇ ) of the numerical aperture of the illumination optical system 80 to the numerical aperture of the projection optical unit 100 to 1.
  • magnification M2 when the second enlarging optical system 30B enlarges and projects the light emitting section 231B is set so as to satisfy the following formula (2).
  • P2 is the arrangement pitch of the LED chips 23B
  • a2 is the length of one side of the light emitting surface of the light emitting part 231B
  • ⁇ 2 is the radiation intensity of the light emitted from the light emitting part 231B that is higher than Lambertian radiation.
  • the maximum output angle of light, ⁇ 2 is the maximum output angle of light output from the second enlarging optical system 30B.
  • sin ⁇ 2 is a value that makes the ratio ( ⁇ ) of the numerical aperture of the illumination optical system 80 to the numerical aperture of the projection optical unit 100 to 1.
  • the peripheral portions of the light emitting surfaces of the light emitting parts 231A and 231B are enlarged at the predetermined surface PP.
  • the enlarged images of the areas except for will touch each other. This point will be explained.
  • FIGS. 6(A) and 6(B) are diagrams illustrating an enlarged image formed on the predetermined plane PP in the second embodiment. More specifically, FIG. 6(A) is a plan view showing the arranged LED chips 23A, and FIG. 6(B) is a plan view showing an enlarged image formed on the predetermined plane PP. To simplify the diagram, the explanation will be made using 2 ⁇ 2 rows of LED chips 23A.
  • the peripheral part of the light emitting surface of the light emitting part 231A of the LED chip 23A is defined as a peripheral region 231b, and the region excluding the peripheral region 231b is defined as a central region 231a.
  • the enlarged images MI1 of the central region 231a touch each other in the predetermined plane PP, as shown in FIG.
  • the enlarged image MI2 of the light emitting portion 231A including the light emitting portion 231a and the peripheral area 231b is formed such that the enlarged image MI2 partially overlaps with the light emitting portion 231A.
  • a surface light source is formed on the predetermined surface PP by light whose radiation intensity is higher than Lambertian radiation. Therefore, it is possible to increase the intensity of light emitted from the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2.
  • a surface light source is formed by light emitted from a region (central region 231a) that emits light with a radiation intensity higher than Lambertian radiation among the light emitting surfaces of the light emitting parts 231A and 231B, so that the first light source The intensity of light emitted from the unit OPU1 and the second light source unit OPU2 can be increased.
  • FIG. 7(A) is a diagram showing the simulation results.
  • the horizontal axis shows the magnification
  • FIG. 7(A) it was confirmed that by making the magnification M1 larger than P1/a1, the illuminance was improved more than when the magnification M1 was set to P1/a1.
  • FIG. 7(B) is a diagram showing the simulation results.
  • the horizontal axis is the magnification
  • magnifications M1 and M2 it is possible to form a secondary light source with light whose radiation intensity is higher than Lambertian radiation, so that the light emitted from the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2 is This makes it possible to increase the intensity of light.
  • the positional deviation of the LED chips 23A and 23B may occur. Due to the positional shift, the illuminance of the first light source array 20A and the second light source array 20B may decrease.
  • the magnification M1 and the magnification M2 larger than P1/a1 and P2/a2, respectively, it is possible to use only the inner regions of the light emitting surfaces of the light emitting sections 231A and 231B (regions excluding the peripheral portions). Therefore, even if the LED chips 23A and 23B are misaligned, a decrease in illuminance of the first light source array 20A and the second light source array 20B can be suppressed.
  • sin ⁇ 1 and sin ⁇ 2 are values that make the ratio ( ⁇ ) of the numerical aperture of the illumination optical system 80 to the numerical aperture of the projection optical unit 100 to 1.
  • Exposure device 20A First light source array 20B Second light source array 23A, 23B LED chips 231A, 231B Light emitting section 30A First enlarging optical system 30B Second enlarging optical system 31A, 31B Lens section 81A First condensing light Optical system 81B Second condensing optical system 80 Illumination optical system 90 Illumination unit 100 Projection optical unit OPU1 First light source unit OPU2 Second light source unit PL Projection optical system FEL Fly eye lens DM2 Second dichroic mirror

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

光源ユニットは、光を出射する発光部を有する光源素子を２次元平面上に複数配列した光源アレイと、前記光源素子の各々の前記発光部の拡大像を形成する拡大光学系と、を備え、前記拡大光学系は、倍率Ｍで拡大投影する両側テレセントリックな光学系であり、前記光源素子の配列ピッチをｐ、前記発光部の発光面の一辺の長さをａ、前記発光部から出射する前記光のうちランバート放射よりも放射強度が高くなる光の最大出射角度をα、前記拡大光学系から出射する光の最大出射角度をθとした場合、前記倍率Ｍは、ｐ／ａ＜Ｍ≦ｓｉｎα／ｓｉｎθの条件を満たす。

Description

光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法
　光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法に関する。
　近年、パソコンやテレビ等の表示素子として、液晶表示パネルが多用されている。液晶表示パネルは、プレート（ガラス基板）上にフォトリソグラフィの手法で薄膜トランジスタの回路パターンを形成することによって製造される。このフォトリソグラフィ工程のための装置として、マスク上に形成された原画パターンを、投影光学系を介してプレート上のフォトレジスト層に投影露光する露光装置が用いられている（例えば、特許文献１）。
　一般に、上述の露光装置を含む様々な光学装置に適用することのできる高輝度な面光源の実現が求められている。
特開２０００－２１７１２号公報
　第１の開示の態様によれば、光源ユニットは、光を出射する発光部を有する光源素子を２次元平面上に複数配列した光源アレイと、前記光源素子の各々の前記発光部の拡大像を形成する拡大光学系と、を備え、前記拡大光学系は、倍率Ｍで拡大投影する両側テレセントリックな光学系であり、前記光源素子の配列ピッチをｐ、前記発光部の発光面の一辺の長さをａ、前記発光部から出射する前記光のうちランバート放射よりも放射強度が高くなる光の最大出射角度をα、前記拡大光学系から出射する光の最大出射角度をθとした場合、前記倍率Ｍは、ｐ／ａ＜Ｍ≦ｓｉｎα／ｓｉｎθの条件を満たす。
　第２の開示の態様によれば、照明ユニットは、上記光源ユニットと、前記光源ユニットから出射された光を被照射体に導く照明光学系と、を備える。
　第３の開示の態様によれば、照明ユニットは、複数の上記光源ユニットと、複数の前記光源ユニットから出射された光を合成する合成光学素子を含み、前記合成光学素子から出射された合成光を被照射体に導く照明光学系と、を備える。
　第４の開示の態様によれば、露光装置は、上記照明ユニットと、前記照明ユニットにより照明される前記被照射体のパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系と、を備える。
　第５の開示の態様によれば、露光方法は、上記露光装置を用いた露光方法であって、前記照明ユニットにより前記被照射体を照明することと、前記投影光学系を用いて前記被照射体のパターン像を前記感光性基板へ投影することと、を含む。
　なお、後述の実施形態の構成を適宜改良しても良く、また、少なくとも一部を他の構成物に代替させても良い。更に、その配置について特に限定のない構成要件は、実施形態で開示した配置に限らず、その機能を達成できる位置に配置することができる。
図１は、第１実施形態に係る露光装置の構成を示す概略図である。 図２は、第１実施形態に係る照明ユニットの構成を示す概略図である。 図３（Ａ）は、第１及び第２の光源アレイの構成を概略的に示す平面図であり、図３（Ｂ）は、第１及び第２光源ユニットの内部構成を概略的に示す図である。 図４は、ダイクロイックミラーへの入射角度と照度との関係の一例を示すグラフである。 図５は、ＬＥＤチップの発光部の配光特性の一例を示すグラフである。 図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、第２実施形態において所定面に形成される拡大像について説明する図である。 図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は、シミュレーション結果を示す図である。
《第１実施形態》
　第１実施形態に係る露光装置１０について、図１～図４に基づいて説明する。
（露光装置の構成）
　まず、図１を用いて第１実施形態に係る露光装置１０の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置１０の構成を概略的に示す図である。
　露光装置１０は、マスクＭＳＫとガラス基板（以下、「基板」と呼ぶ）Ｐとを投影光学系ＰＬに対して同一方向に同一速度で駆動することで、マスクＭＳＫに形成されたパターンを基板Ｐ上に転写するスキャニング・ステッパ（スキャナ）である。基板Ｐは、例えば液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）に用いられる矩形のガラス基板であり、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である。
　以下においては、走査露光の際にマスクＭＳＫ及び基板Ｐが駆動される方向（走査方向）をＸ軸方向とし、これに直交する水平面内での方向をＹ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸に直交する方向をＺ軸方向、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向とする。
　露光装置１０は、照明系ＩＯＰ、マスクＭＳＫを保持するマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬ、これらを支持するボディ７０、基板Ｐを保持する基板ステージＰＳＴ、及びこれらの制御系等を備える。制御系は、露光装置１０の構成各部を統括制御する。
　ボディ７０は、ベース（防振台）７１、コラム７２Ａ，７２Ｂ、光学定盤７３、支持体７４、及びスライドガイド７５を備える。ベース（防振台）７１は、床Ｆ上に配置され、床Ｆからの振動を除振してコラム７２Ａ，７２Ｂ等を支持する。コラム７２Ａ，７２Ｂはそれぞれ枠体形状を有し、コラム７２Ｂの内側にコラム７２Ａが配置されている。光学定盤７３は、平板形状を有し、コラム７２Ａの天井部に固定されている。支持体７４は、コラム７２Ｂの天井部にスライドガイド７５を介して支持されている。スライドガイド７５は、エアボールリフタと位置決め機構とを備え、支持体７４（すなわち後述するマスクステージＭＳＴ）を光学定盤７３に対してＸ軸方向の適当な位置に位置決めする。
　照明系ＩＯＰは、ボディ７０の上方に配置されている。照明系ＩＯＰは、照明光ＩＬをマスクＭＳＫに照射する。照明系ＩＯＰの詳細な構成については、後述する。
　マスクステージＭＳＴは、支持体７４に支持されている。マスクステージＭＳＴには、回路パターンが形成されたパターン面（図１における下面）を有するマスクＭＳＫが、例えば真空吸着（あるいは静電吸着）により固定されている。マスクステージＭＳＴは、例えばリニアモーターを含む駆動系により走査方向（Ｘ軸方向）に所定のストロークで駆動されるとともに、非走査方向（Ｙ軸方向及びθｚ方向）に微少駆動される。
　マスクステージＭＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、干渉計システムにより計測される。干渉計システムは、マスクステージＭＳＴの端部に設けられた移動鏡（又は鏡面加工された反射面（不図示））に測長ビームを照射し、移動鏡からの反射光を受光することにより、マスクステージＭＳＴの位置を計測する。その計測結果は制御装置（不図示）に供給され、制御装置は、干渉計システムの計測結果に従って、駆動系を介してマスクステージＭＳＴを駆動する。
　投影光学系ＰＬは、マスクステージＭＳＴの下方（－Ｚ側）において、光学定盤７３に支持されている。投影光学系ＰＬは、例えば米国特許第５，７２９，３３１号明細書に開示された投影光学系と同様に構成され、マスクＭＳＫのパターン像の投影領域が例えば千鳥状に配置された複数（例えば７）の投影光学ユニット１００（マルチレンズ投影光学ユニット）を含み、Ｙ軸方向を長手方向とする矩形形状のイメージフィールドを形成する。ここでは、４つの投影光学ユニット１００がＹ軸方向に所定間隔で配置され、残りの３つの投影光学ユニット１００が、４つの投影光学ユニット１００から＋Ｘ側に離間して、Ｙ軸方向に所定間隔で配置されている。複数の投影光学ユニット１００のそれぞれとして、例えば両側テレセントリックな等倍系で正立正像を形成するものが用いられる。なお、千鳥状に配置された投影光学ユニット１００の複数の投影領域をまとめて露光領域と呼ぶ。
　照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってマスクＭＳＫ上の照明領域が照明されると、マスクＭＳＫを透過した照明光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介して、その照明領域内のマスクＭＳＫの回路パターンの投影像（部分正立像）が、投影光学系ＰＬの像面側に配置される基板Ｐ上の照射領域（露光領域（照明領域に共役））に形成される。ここで、基板Ｐの表面にはレジスト（感応剤）が塗布されている。マスクステージＭＳＴと基板ステージＰＳＴとを同期駆動する、すなわちマスクＭＳＫを照明領域（照明光ＩＬ）に対して走査方向（Ｘ軸方向）に駆動するとともに、基板Ｐを露光領域（照明光ＩＬ）に対して同じ走査方向に駆動することで、基板Ｐが露光されて基板Ｐ上にマスクＭＳＫのパターンが転写される。
　基板ステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬの下方（－Ｚ側）のベース（防振台）７１上に配置されている。基板ステージＰＳＴ上に、基板Ｐが、基板ホルダ（不図示）を介して保持されている。
　基板ステージＰＳＴのＸＹ平面内の位置情報（回転情報（ヨーイング量（θｚ方向の回転量θｚ）、ピッチング量（θｘ方向の回転量θｘ）、ローリング量（θｙ方向の回転量θｙ））を含む）は、干渉計システムによって計測される。干渉計システムは、光学定盤７３から基板ステージＰＳＴの端部に設けられた移動鏡（又は鏡面加工された反射面（不図示））に測長ビームを照射し、移動鏡からの反射光を受光することにより、基板ステージＰＳＴの位置を計測する。その計測結果は制御装置（不図示）に供給され、制御装置は、干渉計システムの計測結果に従って基板ステージＰＳＴを駆動する。
　露光装置１０では、露光に先立ってアライメント計測（例えば、ＥＧＡ等）を行い、その結果を用いて、以下の手順で、基板Ｐを露光する。まず、制御装置の指示に従い、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴをＸ軸方向に同期駆動する。これにより、基板Ｐ上の１つめのショット領域への走査露光を行う。１つめのショット領域に対する走査露光が終了すると、制御装置は、基板ステージＰＳＴを２つめのショット領域に対応する位置へ移動（ステッピング）する。そして、２つめのショット領域に対する走査露光を行う。制御装置は、同様に、基板Ｐのショット領域間のステッピングとショット領域に対する走査露光とを繰り返して、基板Ｐ上の全てのショット領域にマスクＭＳＫのパターンを転写する。
（照明系ＩＯＰの構成）
　次に、本実施形態における照明系ＩＯＰの構成について説明する。照明系ＩＯＰは、投影光学系ＰＬが備える複数の投影光学ユニット１００それぞれに対応する複数の照明ユニット９０を備える。
　図２は、照明ユニット９０の構成を概略的に示す図である。図２に示すように、照明ユニット９０は、第１光源ユニットＯＰＵ１と、第２光源ユニットＯＰＵ２と、照明光学系８０と、を備える。
（光源ユニットの構成）
　第１光源ユニットＯＰＵ１は、第１の光源アレイ２０Ａと、第１の拡大光学系３０Ａと、を備え、第２光源ユニットＯＰＵ２は、第２の光源アレイ２０Ｂと、第２の拡大光学系３０Ｂと、を備える。
　図３（Ａ）は、第１の光源アレイ２０Ａ及び第２の光源アレイ２０Ｂの構成を概略的に示す平面図である。第１の光源アレイ２０Ａは、例えば基板２１Ａ上に配列された複数（図３（Ａ）では、５×５）のＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップ２３Ａを備える。ＬＥＤチップ２３Ａの個数は必要に応じて適宜変更してもよい。複数のＬＥＤチップ２３Ａは各々、発光部２３１Ａを有し、当該発光部２３１Ａから出射する光のピーク波長は３８０～３９０ｎｍの範囲内にある。すなわち、発光部２３１Ａは、紫外線ＬＥＤ（ＵＶ　ＬＥＤ）である。発光部２３１Ａから出射する光のピーク波長は３８５ｎｍであることがより好ましい。発光部２３１Ａの発光面は正方形であり、その一辺の長さはａ１である。ＬＥＤチップ２３Ａは、ピッチＰ１で配列されている。ピッチＰ１は、隣り合うＬＥＤチップ２３Ａの中心間の距離である。
　第２の光源アレイ２０Ｂは、例えば基板２１Ｂ上に配列された複数（図３（Ａ）では、５×５）のＬＥＤチップ２３Ｂを備える。ＬＥＤチップ２３Ｂの個数は必要に応じて適宜変更してもよい。複数のＬＥＤチップ２３Ｂは各々、発光部２３１Ｂを有し、当該発光部２３１Ｂから出射する光のピーク波長は３６０～３７０ｎｍの範囲内にある。すなわち、発光部２３１Ｂは、ＵＶ　ＬＥＤである。発光部２３１Ｂから出射する光のピーク波長は３６５ｎｍであることがより好ましい。発光部２３１Ｂの発光面は正方形であり、その一辺の長さはａ２である。ＬＥＤチップ２３Ｂは、ピッチＰ２で配列されている。
　ＬＥＤチップ２３Ａの配列ピッチＰ１と、ＬＥＤチップ２３Ｂの配列ピッチＰ２とは、同一でもよいし、異なっていてもよい。また、発光部２３１Ａの発光面の一辺の長さａ１と、発光部２３１Ｂの発光面の一辺の長さａ２と、は、同一でもよいし、異なっていてもよい。なお、ＬＥＤチップ２３Ａおよび２３Ｂは、基板上ではなく、例えばヒートシンク上に配列されていてもよい。
　図３（Ｂ）は、第１光源ユニットＯＰＵ１及び第２光源ユニットＯＰＵ２の内部構成を概略的に示す図である。なお、第１光源ユニットＯＰＵ１及び第２光源ユニットＯＰＵ２の内部構成は同一であるため、ここでは、第１光源ユニットＯＰＵ１の構成を代表して説明する。ここでＬＥＤチップ２３Ａが配列された２方向を、Ｘ１方向及びＹ１方向とする。Ｘ１方向とＹ１方向とは直交している。また、Ｘ１方向及びＹ１方向に直交する方向をＺ１方向とする。Ｚ１方向は、発光部２３１Ａが出射する光の光軸ＯＡと略平行である。図３（Ｂ）では、図面の明瞭化のために、Ｙ１方向に沿って一列に並んだ４つのＬＥＤチップ２３Ａだけを示している。
　図３（Ｂ）に示すように、第１の拡大光学系３０Ａは、各ＬＥＤチップ２３Ａの発光部２３１Ａの拡大像を所定面ＰＰにそれぞれ形成するための拡大光学系である。第１の拡大光学系３０Ａは、ＬＥＤチップ２３Ａの配列と対応するように配列された複数のレンズ部３１Ａを備える。レンズ部３１Ａは各々、発光部２３１Ａを、倍率Ｍ１で拡大投影する両側テレセントリックな光学系である。
　本実施形態において各レンズ部３１Ａは、４枚の平凸レンズを備えているが、これに限定されるものではなく、各レンズ部３１Ａは、例えば２枚の両凸レンズを備えていてもよいし、３枚の両凸レンズを備えていてもよい。また、各レンズ部３１Ａは、例えば、平凸レンズと両凸レンズとを備えていてもよい。
　本実施形態では、レンズ部３１Ａは、倍率Ｍ１＝（ＬＥＤチップ２３Ａの配列ピッチＰ１）／（発光部２３１Ａの発光面の一辺の長さａ１）で発光部２３１Ａを拡大投影する。一方、第２の拡大光学系３０Ｂが備えるレンズ部３１Ｂは、倍率Ｍ２＝（ＬＥＤチップ２３Ｂの配列ピッチＰ２）／（発光部２３１Ｂの発光面の一辺の長さａ２）で発光部２３１Ｂを拡大投影する。これにより、複数の発光部２３１Ａ（２３１Ｂ）の拡大像は、所定面ＰＰにおいて互いにほぼ接する。
（照明光学系８０の構成）
　再び図２を参照し、照明光学系８０の構成について説明する。照明光学系８０は、第１のダイクロイックミラーＤＭ１を含んで構成される第１の集光光学系（第１の光学系）８１Ａと、第２の集光光学系（第２の光学系）８１Ｂと、第２のダイクロイックミラーＤＭ２と、結像光学系８３と、フライアイレンズＦＥＬと、開口絞り８５と、コンデンサー光学系８４と、を備える。
　第１の集光光学系８１Ａは、第１の拡大光学系３０Ａによって形成される発光部２３１Ａの拡大像の瞳を形成する。すなわち、第１の集光光学系８１Ａの後側焦点位置が瞳の位置となる。第１の集光光学系８１Ａは、光路の途中に第１のダイクロイックミラーＤＭ１を有し、ピーク波長３８５ｎｍの光の少なくとも一部を反射する。これにより、第２のダイクロイックミラーＤＭ２に光束が入射する。なお、第１の集光光学系８１Ａは、第１のダイクロイックミラーＤＭ１を備えない構成としてもよく、その場合は、第１光源ユニットＯＰＵ１の配置と第１の集光光学系８１Ａの各レンズの配置を適宜調整して第２のダイクロイックミラーＤＭ２に光束が入射するように構成すればよい。また、第１の集光光学系８１Ａは、１枚のレンズで構成されていてもよいし、複数枚のレンズを含むレンズ群で構成されていてもよい。
　第２の集光光学系８１Ｂは、第２の拡大光学系３０Ｂによって形成される発光部２３１Ｂの拡大像の瞳を形成する。すなわち、第２の集光光学系８１Ｂの後側焦点位置が瞳の位置となる。第２の集光光学系８１Ｂは、１枚のレンズで構成されていてもよいし、複数枚のレンズを含むレンズ群で構成されていてもよい。
　第２のダイクロイックミラーＤＭ２は、ピーク波長３８５ｎｍの光の少なくとも一部を透過し、ピーク波長３６５ｎｍの光の少なくとも一部を反射する。これにより、第１の集光光学系８１Ａによって形成された瞳像と、第２の集光光学系８１Ｂによって形成された瞳像とを重ね合わせた合成像が形成される。
　本実施形態において、第２のダイクロイックミラーＤＭ２は、第１の集光光学系８１Ａによって形成された瞳像と、第２の集光光学系８１Ｂによって形成された瞳像と、を重ね合わせて合成像を形成する。すなわち、第２のダイクロイックミラーＤＭ２は、第１の集光光学系８１Ａの後側焦点位置であって、第２の集光光学系８１Ｂの後側焦点位置である位置に配置される。これにより、第２のダイクロイックミラーＤＭ２は、第１光源ユニットＯＰＵ１から出射した光と、第２光源ユニットＯＰＵ２から出射した光と、にケーラー照明される。ケーラー照明することにより、第１の集光光学系８１Ａによって形成された瞳像の光束の照度変化及び第２の集光光学系８１Ｂによって形成された瞳像の光束の照度変化を小さくすることができる。なお、第２のダイクロイックミラーＤＭ２は、必ずしも第１の集光光学系８１Ａの後側焦点位置であって、第２の集光光学系８１Ｂの後側焦点位置である位置に配置されなくともよく、それぞれの後側焦点位置の近傍に位置するように配置されてもよい。ここで、近傍とは、後側焦点位置から光軸に沿って±１００ｍｍ以内のことをいい、±５０ｍｍ以内であることが好ましく、±２０ｍｍであることがより好ましい。なお、ここでの符号は、光源からの光が光軸に沿って進む方向をプラスとし、その反対方向をマイナスとしている。
　図４は、ダイクロイックミラーへの入射角度と照度との関係の一例を示すグラフである。図４において、横軸は、ダイクロイックミラーへの入射角度を示し、縦軸は反射光の照度を示している。縦軸の照度は、光がダイクロイックミラーに設計入射角度αで入射したときの反射光の照度を１としている。
　図４に示すように、ダイクロイックミラーをクリティカル照明した場合（すなわち、光源の像をダイクロイックミラーの位置に結像させた場合）、光束のダイクロイックミラーへの入射角度は設計入射角度α±８°程度の範囲となり、３％以上の照度変化が発生してしまう。一方、ダイクロイックミラーをケーラー照明した場合、光束のダイクロイックミラーへの入射角度は設計入射角度α±４°程度の範囲となり、照度変化を１％以下とすることができる。このように、第２のダイクロイックミラーＤＭ２をケーラー照明することによって、第２のダイクロイックミラーＤＭ２に入射した光の照度と、第２のダイクロイックミラーＤＭ２に反射された光の照度との差を小さくすることができるため、高い輝度を有しかつ照度ムラが少ない照明光ＩＬを実現することができる。
　本実施形態では、第２の集光光学系８１Ｂからの光の第２のダイクロイックミラーＤＭ２への入射角度θを３５°としている。入射角度θが３５°とは、入射角度θが３５°±５°の範囲内にあることを意味する。なお、入射角度θは、２５°以上４５°未満が好ましく、２５°以上４２°以下がより好ましく、３５°±５°がさらに好ましい。これにより、第２のダイクロイックミラーＤＭ２が、第２の集光光学系８１Ｂによって形成された瞳像の光束を高い効率で反射できる。
　図２に戻り、照明ユニット９０には、ピーク波長３８５ｎｍの光をモニタリングするための検出器ＤＴ１０と、ピーク波長３６５ｎｍの光をモニタリングするための検出器ＤＴ２０と、ピーク波長３８５ｎｍの光とピーク波長３６５ｎｍの光とをモニタリングするための検出器ＤＴ３０と、が設けられている。
　具体的には、検出器ＤＴ１０は、第１のダイクロイックミラーＤＭ１に反射されたピーク波長３８５ｎｍの光の照度を検出する。検出器ＤＴ２０は、第２のダイクロイックミラーＤＭ２に反射されたピーク波長３６５ｎｍの光の照度を検出する。検出器ＤＴ３０は、第２のダイクロイックミラーＤＭ２により意図せず反射された３８５ｎｍの光の照度と、第２のダイクロイックミラーＤＭ２が意図せず透過した３６５ｎｍの光の照度と、を検出する。
　検出器ＤＴ１０～ＤＴ３０の検出結果は不図示の制御装置に出力され、制御装置は検出器ＤＴ１０～ＤＴ３０の検出結果に基づいて、第１光源ユニットＯＰＵ１及び第２光源ユニットＯＰＵ２がそれぞれ備えるＬＥＤチップ２３Ａ及び２３Ｂに供給する電流の値等を制御する。
　結像光学系８３は、第２のダイクロイックミラーＤＭ２が合成した合成像をフライアイレンズＦＥＬの入射端に等倍投影する両側テレセントリックな光学系である。なお、結像光学系８３は、第２のダイクロイックミラーＤＭ２が合成した合成像をフライアイレンズＦＥＬの入射端に縮小投影してもよい。
　フライアイレンズＦＥＬは、たとえば正の屈折力を有する多数のレンズエレメントをその光軸が基準光軸ＡＸと平行になるように縦横に且つ稠密に配列することによって構成されている。フライアイレンズＦＥＬを構成する各レンズエレメントは、マスクＭＳＫ上において形成すべき照野の形状（ひいては基板Ｐ上において形成すべき露光領域の形状）と相似な矩形状の断面を有する。
　したがって、フライアイレンズＦＥＬに入射した光束は多数のレンズエレメントにより波面分割され、各レンズエレメントの後側焦点面（出射面）またはその近傍には１つの光源像がそれぞれ形成される。すなわち、フライアイレンズＦＥＬの後側焦点面（出射面）またはその近傍には、多数の光源像からなる実質的な面光源すなわち二次光源が形成される。フライアイレンズＦＥＬの後側焦点面（出射面）またはその近傍に形成された二次光源からの光束は、その近傍に配置された開口絞り８５に入射する。なお、本実施形態においてフライアイレンズＦＥＬの後側焦点面（出射面）と、第１の光源アレイ２０Ａ及び第２の光源アレイ２０Ｂとは、光学的に共役である。
　開口絞り８５は、投影光学ユニット１００の入射瞳面と光学的にほぼ共役な位置に配置され、二次光源の照明に寄与する範囲を規定するための可変開口部を有する。そして、開口絞り８５は、可変開口部の開口径を変化させることにより、照明条件を決定するσ値（投影光学ユニット１００の瞳面の開口径に対するその瞳面上での二次光源像の口径の比）を所望の値に設定する。開口絞り８５を介した二次光源からの光は、コンデンサー光学系８４の集光作用を受けた後、所定のパターンが形成されたマスクＭＳＫを重畳的に照明する。
　以上、詳細に説明したように、第１実施形態に係る照明ユニット９０は、ピーク波長３８５ｎｍの光を出射する発光部２３１Ａを有するＬＥＤチップ２３Ａを複数配列した第１の光源アレイ２０Ａと、ＬＥＤチップ２３Ａの各々の発光部２３１Ａの拡大像を形成する第１の拡大光学系３０Ａと、第１の拡大光学系３０Ａによって形成される拡大像の瞳を形成する第１の集光光学系８１Ａと、を備える。また、照明ユニット９０は、ピーク波長３６５ｎｍの光を出射する発光部２３１Ｂを有するＬＥＤチップ２３Ｂを複数配列した第２の光源アレイ２０Ｂと、ＬＥＤチップ２３Ｂの各々の発光部２３１Ｂの拡大像を形成する第２の拡大光学系３０Ｂと、第２の拡大光学系３０Ｂによって形成される拡大像の瞳を形成する第２の集光光学系８１Ｂと、を備える。さらに、照明ユニット９０は、第１の集光光学系８１Ａによって形成された瞳像と、第２の集光光学系８１Ｂによって形成された瞳像と、を重ね合わせて合成像を形成する第２のダイクロイックミラーＤＭ２を備える。
　第１の集光光学系８１Ａによって形成された瞳像の光束と、第２の集光光学系８１Ｂによって形成された瞳像の光束と、が第２のダイクロイックミラーＤＭ２をケーラー照明するので、図４において説明したように、第２のダイクロイックミラーＤＭ２をクリティカル照明する場合と比較して、高い輝度を有しかつ照度ムラが少ない照明光ＩＬを実現することができる。
　また、本第１実施形態において、第１の拡大光学系３０Ａは、発光部２３１Ａの各々に対応するように配置された複数のレンズ部３１Ａを有するレンズアレイであり、第２の拡大光学系３０Ｂは、発光部２３１Ｂの各々に対応するように配置された複数のレンズ部３１Ｂを有するレンズアレイである。そして、第１の拡大光学系３０Ａのレンズ部３１Ａは各々、発光部２３１Ａを、（ＬＥＤチップ２３Ａの配列ピッチＰ１）／（発光部２３１Ａの発光面の一辺の長さａ１）の倍率で拡大投影する両側テレセントリックな光学系である。また、第２の拡大光学系３０Ｂのレンズ部３１Ｂは各々、発光部２３１Ｂを、（ＬＥＤチップ２３Ｂの配列ピッチＰ２）／（発光部２３１Ｂの発光面の一辺の長さａ２）の倍率で拡大投影する両側テレセントリックな光学系である。これにより、複数の発光部２３１Ａ（２３１Ｂ）の拡大像が所定面ＰＰにおいて互いにほぼ接する面光源を形成できる。
　また、本第１実施形態において、照明ユニット９０は、第２のダイクロイックミラーＤＭ２が合成した合成像の光束を均一な照度分布の光束にして出射するフライアイレンズＦＥＬと、第２のダイクロイックミラーＤＭ２が合成した合成像をフライアイレンズＦＥＬの入射端に等倍投影する両側テレセントリックな結像光学系８３と、を備える。これにより、マスクＭＳＫを均一に照明することができる。
　また、本第１実施形態において、第２の集光光学系８１Ｂにより形成された瞳像の光束の第２のダイクロイックミラーＤＭ２への入射角度は、３５°である。これにより、第２の集光光学系８１Ｂにより形成された瞳像の光束を高い効率で反射することができる。
　なお、上記第１実施形態において、第１光源ユニットＯＰＵ１から出射されたピーク波長３８５ｎｍの光を第１のダイクロイックミラーＤＭ１に反射させて第２のダイクロイックミラーＤＭ２に入射させていたが、第１のダイクロイックミラーＤＭ１を省略し、第１光源ユニットＯＰＵ１から出射されたピーク波長３８５ｎｍの光を第２のダイクロイックミラーＤＭ２に直接入射させてもよい。
　また、上記第１実施形態では、ＬＥＤチップ２３Ａの発光部２３１Ａがピーク波長３８５ｎｍの光を出射し、ＬＥＤチップ２３Ｂの発光部２３１Ｂがピーク波長３６５ｎｍの光を出射していたが、ＬＥＤチップ２３Ａの発光部２３１Ａがピーク波長３６５ｎｍの光を出射し、ＬＥＤチップ２３Ｂの発光部２３１Ｂがピーク波長３８５ｎｍの光を出射してもよい。この場合、第１のダイクロイックミラーＤＭ１が、ピーク波長３６５ｎｍの光の少なくとも一部を反射し、第２のダイクロイックミラーＤＭ２が、ピーク波長３６５ｎｍの光の少なくとも一部を透過し、ピーク波長３８５ｎｍの光の少なくとも一部を反射するように構成すればよい。
　なお、第１光源ユニットＯＰＵ１及び第２光源ユニットＯＰＵ２が出射する光の波長は上述したものに限られず、３６０～４４０ｎｍの範囲内にピーク波長を有する光を出射するＬＥＤチップを適宜組み合わせて第１光源ユニットＯＰＵ１と第２光源ユニットＯＰＵ２を構成してもよい。例えば、第１光源ユニットＯＰＵ１がピーク波長４０５ｎｍの光を出射し、かつ、第２光源ユニットＯＰＵ２がピーク波長３８５ｎｍの光を出射するように構成してもよい。また、第１光源ユニットＯＰＵ１がピーク波長３９５ｎｍの光を出射し、かつ、第２光源ユニットＯＰＵ２がピーク波長３８５ｎｍの光を出射するように構成してもよい。第１光源ユニットＯＰＵ１から出射する光の波長と第２光源ユニットＯＰＵ２が出射する光の波長の組み合わせは、これらの例示には限られない。なお、第１光源ユニットＯＰＵ１が出射する光の波長と第２光源ユニットＯＰＵ２が出射する光の波長の組み合わせを、本第１実施形態以外の組み合わせとする場合は、使用する波長に応じて適宜ダイクロイックミラーの材料を変更することが好ましい。
《第２実施形態》
　次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、第１の拡大光学系３０Ａ及び第２の拡大光学系３０Ｂによる発光部２３１Ａ及び２３１Ｂの拡大倍率Ｍ１及びＭ２が第１実施形態と異なる。
（ＬＥＤチップについて）
　図５は、ＬＥＤチップ２３Ａの発光部２３１Ａの配光特性の一例を示すグラフである。図５において、実線は、発光部２３１Ａの理論上の配光特性（ランバート（Ｌａｍｂｅｒｔ）放射）を示し、点線は、発光部２３１Ａから出射される光の放射強度を実際に計測し、計測結果を６次多項式で近似した曲線である。
　図５の例では、発光部２３１Ａから出射する光のうち、出射角度が－５０°よりも大きく５０°未満の範囲の光の放射強度がランバート放射の放射強度よりも高く、出射角度が－５０°以下の範囲及び５０°以上の範囲の光の放射強度がランバート放射の放射強度よりも低くなっている。このように、発光部２３１Ａから出射する光には、その放射強度がランバート放射の放射強度よりも高くなる出射角度の範囲が存在する。したがって、発光部２３１Ａから出射される光のうち出射角度が当該範囲内（図５の例では、±５０°の範囲）の光を使用することで、第１光源ユニットＯＰＵ１から出射される光の輝度を向上させることができると考えられる。
　そこで、第２実施形態では、第１の拡大光学系３０Ａが発光部２３１Ａを拡大投影するときの倍率Ｍ１を以下の式（１）を満たすように設定する。
　Ｐ１／ａ１＜Ｍ１≦ｓｉｎα１／ｓｉｎθ１　　　　　　　　　　・・・（１）
　ここで、Ｐ１は、ＬＥＤチップ２３Ａの配列ピッチ、ａ１は、発光部２３１Ａの発光面の一辺の長さ、α１は発光部２３１Ａから出射される光のうちランバート放射よりも放射強度が高くなる光の最大出射角度、θ１は、第１の拡大光学系３０Ａから出射する光の最大出射角度である。なお、ｓｉｎθ１は、投影光学ユニット１００の開口数に対する照明光学系８０の開口数の比（σ）を１にする値である。なお、図３におけるＸ１方向でのＬＥＤチップ２３Ａの配列ピッチＰ１及び発光部２３１Ａの発光面の一辺の長さａ１と、Ｙ１方向でのＬＥＤチップ２３Ａの配列ピッチＰ１及び発光部２３１Ａの発光面の一辺の長さａ１とが異なる場合は、Ｘ１方向とＹ１方向のそれぞれにおいて式（１）を満たすように設定すればよい。
　また、第２の拡大光学系３０Ｂが発光部２３１Ｂを拡大投影するときの倍率Ｍ２を以下の式（２）を満たすように設定する。
　Ｐ２／ａ２＜Ｍ２≦ｓｉｎα２／ｓｉｎθ２　　　　　　　　　　・・・（２）
　ここで、Ｐ２は、ＬＥＤチップ２３Ｂの配列ピッチ、ａ２は、発光部２３１Ｂの発光面の一辺の長さ、α２は発光部２３１Ｂから出射される光のうちランバート放射よりも放射強度が高くなる光の最大出射角度、θ２は、第２の拡大光学系３０Ｂから出射する光の最大出射角度である。なお、ｓｉｎθ２は、投影光学ユニット１００の開口数に対する照明光学系８０の開口数の比（σ）を１にする値である。なお、図３におけるＸ１方向でのＬＥＤチップ２３Ｂの配列ピッチＰ２及び発光部２３１Ｂの発光面の一辺の長さａ２と、Ｙ１方向でのＬＥＤチップ２３Ｂの配列ピッチＰ２及び発光部２３１Ｂの発光面の一辺の長さａ２とが異なる場合は、Ｘ１方向とＹ１方向のそれぞれにおいて式（２）を満たすように設定すればよい。
　このような式（１）を満たす倍率Ｍ１及び式（２）を満たす倍率Ｍ２で発光部２３１Ａ及び２３１Ｂをそれぞれ拡大することにより、所定面ＰＰでは、発光部２３１Ａ及び２３１Ｂの発光面のうち周縁部を除いた領域の拡大像が互いに接することとなる。この点について説明する。
　図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は、第２実施形態において所定面ＰＰに形成される拡大像について説明する図である。より具体的には、図６（Ａ）は、配列されたＬＥＤチップ２３Ａを示す平面図であり、図６（Ｂ）は、所定面ＰＰに形成される拡大像を示す平面図である。図の簡略化のため、２×２列のＬＥＤチップ２３Ａを用いて説明する。
　図６（Ａ）に示すように、ＬＥＤチップ２３Ａの発光部２３１Ａの発光面のうち、周縁部を周縁領域２３１ｂと定義し、周縁領域２３１ｂを除く領域を中央領域２３１ａと定義する。この場合、式（１）を満たす倍率Ｍ１で発光部２３１Ａの拡大像を形成すると、図６（Ｂ）に示すように、所定面ＰＰにおいて、中央領域２３１ａの拡大像ＭＩ１が互いに接し、中央領域２３１ａと周縁領域２３１ｂとを含む発光部２３１Ａの拡大像ＭＩ２は一部が重なるように、拡大像が形成される。
　式（１）及び（２）をそれぞれ満たす倍率Ｍ１及びＭ２で発光部２３１Ａ及び２３１Ｂをそれぞれ拡大することで、放射強度がランバート放射よりも高くなる光によって、所定面ＰＰに面光源を形成することができるため、第１光源ユニットＯＰＵ１及び第２光源ユニットＯＰＵ２から出射される光の強度を高めることが可能となる。言い換えると、発光部２３１Ａ及び２３１Ｂの発光面のうち、放射強度がランバート放射よりも高い光を出射する領域（中央領域２３１ａ）から出射された光によって面光源が形成されることにより、第１光源ユニットＯＰＵ１及び第２光源ユニットＯＰＵ２から出射される光の強度を高めることができる。
［シミュレーション１］
　第１の拡大光学系３０Ａによる発光部２３１Ａの拡大倍率Ｍ１を変えて、第１の拡大光学系３０Ａによって形成された拡大像の所定面での照度をシミュレーションした。シミュレーション条件は以下のとおりである。
　　ＬＥＤチップ２３Ａ：日亜化学工業株式会社製ＮＶＳＵ２３３Ｂ
　　発光部２３１Ａの発光面の一辺の長さ：１．４ｍｍ
　　配列ピッチＰ１：４ｍｍ
　　α１：５０°
　　θ１：８°
　この場合、倍率Ｍ１の条件は、４ｍｍ／１．４ｍｍ＝２．９＜Ｍ１≦ｓｉｎ５０°／ｓｉｎ８°＝５．５である。そこで、倍率Ｍ１＝２．７９、倍率Ｍ１＝３．６倍の場合について、照度をシミュレーションした。
　図７（Ａ）は、シミュレーション結果を示す図である。図７（Ａ）において、横軸は倍率を示し、縦軸は、倍率Ｍ１＝２．７９のときの照度を１としたときの照度比率である。図７（Ａ）に示すように、倍率Ｍ１をＰ１／ａ１よりも大きくすることにより、倍率Ｍ１をＰ１／ａ１とした場合よりも照度が向上することが確かめられた。
［シミュレーション２］
　シミュレーション１で使用したＬＥＤチップ２３Ａとは異なるＬＥＤチップ２３Ａを用いて、シミュレーション１と同様に倍率Ｍ１を変更して照度をシミュレーションした。シミュレーション条件は以下のとおりである。
　　ＬＥＤチップ２３Ａ：日亜化学工業株式会社製ＮＷＳＵ３３３Ｂ
　　発光部２３１Ａの発光面の一辺の長さ：１．９ｍｍ
　　配列ピッチＰ１：７ｍｍ
　　α１：５０°
　　θ１：８°
　この場合、倍率Ｍ１の条件は、７ｍｍ／１．９ｍｍ＝３．６８＜Ｍ１≦ｓｉｎ５０°／ｓｉｎ８°＝５．５である。そこで、倍率Ｍ１＝３．６８、倍率Ｍ１＝４．３８、倍率Ｍ１＝４．６５の場合について、照度をシミュレーションした。
　図７（Ｂ）は、シミュレーション結果を示す図である。図７（Ｂ）において、横軸は倍率であり、縦軸は、倍率Ｍ１＝４．３８のときの照度を１としたときの照度比率である。図７（Ｂ）に示すように、倍率Ｍ１をＰ１／ａ１よりも大きくすることにより、倍率Ｍ１をＰ１／ａ１とした場合よりも照度が向上することが確かめられた。
　以上、詳細に説明したように、第２実施形態によれば、第１の拡大光学系３０Ａが発光部２３１Ａを拡大投影するときの倍率Ｍ１は、Ｐ１／ａ１＜Ｍ１≦ｓｉｎα１／ｓｉｎθ１を満たし、第２の拡大光学系３０Ｂが発光部２３１Ｂを拡大投影するときの倍率Ｍ２は、Ｐ２／ａ２＜Ｍ２≦ｓｉｎα２／ｓｉｎθ２を満たす。
　このように倍率Ｍ１及びＭ２を規定することで、放射強度がランバート放射よりも高くなる光によって、二次光源を形成することができるため、第１光源ユニットＯＰＵ１及び第２光源ユニットＯＰＵ２から出射される光の強度を高めることが可能となる。
　また、第１の光源アレイ２０Ａ及び第２の光源アレイ２０Ｂの製造工程において、ＬＥＤチップ２３Ａ及び２３Ｂを基板に配置するときに、ＬＥＤチップ２３Ａ及び２３Ｂの位置ずれが生じる場合がある。位置ずれにより、第１の光源アレイ２０Ａ及び第２の光源アレイ２０Ｂの照度が低下する場合がある。本実施形態では、倍率Ｍ１及び倍率Ｍ２をＰ１／ａ１及びＰ２／ａ２よりもそれぞれ大きくすることによって、発光部２３１Ａ，２３１Ｂの発光面の内側の領域（周縁部を除く領域）のみを使用することができるため、ＬＥＤチップ２３Ａ及び２３Ｂが位置ずれしても、第１の光源アレイ２０Ａ及び第２の光源アレイ２０Ｂの照度低下を抑制することができる。
　また、第２実施形態において、ｓｉｎθ１およびｓｉｎθ２は、投影光学ユニット１００の開口数に対する照明光学系８０の開口数の比（σ）を１にする値である。これにより、露光装置１０において要求される開口数に応じた輝度の照明光ＩＬを実現することができる。
　上述した実施形態は本発明の好適な実施の例である。但し、これに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変形実施可能である。
１０　露光装置
２０Ａ　第１の光源アレイ
２０Ｂ　第２の光源アレイ
２３Ａ，２３Ｂ　ＬＥＤチップ
２３１Ａ，２３１Ｂ　発光部
３０Ａ　第１の拡大光学系
３０Ｂ　第２の拡大光学系
３１Ａ，３１Ｂ　レンズ部
８１Ａ　第１の集光光学系
８１Ｂ　第２の集光光学系
８０　照明光学系
９０　照明ユニット
１００　投影光学ユニット
ＯＰＵ１　第１光源ユニット
ＯＰＵ２　第２光源ユニット
ＰＬ　投影光学系
ＦＥＬ　フライアイレンズ
ＤＭ２　第２のダイクロイックミラー

Claims (10)

  1. 　光を出射する発光部を有する光源素子を２次元平面上に複数配列した光源アレイと、
    　前記光源素子の各々の前記発光部の拡大像を形成する拡大光学系と、
    を備え、
    　前記拡大光学系は、倍率Ｍで拡大投影する両側テレセントリックな光学系であり、
    　前記光源素子の配列ピッチをｐ、前記発光部の発光面の一辺の長さをａ、前記発光部から出射する前記光のうちランバート放射よりも放射強度が高くなる光の最大出射角度をα、前記拡大光学系から出射する光の最大出射角度をθとした場合、前記倍率Ｍは、ｐ／ａ＜Ｍ≦ｓｉｎα／ｓｉｎθの条件を満たす、
    光源ユニット。
  2. 　前記発光部は、紫外線発光ダイオードである、
    請求項１に記載の光源ユニット。
  3. 　前記発光部から出射する光のピーク波長は、３６０～３７０ｎｍの範囲内または３８０～３９０ｎｍの範囲内にある、
    請求項１または請求項２に記載の光源ユニット。
  4. 　光源から出射された光を被照射体に導く照明光学系と、前記照明光学系により照明される前記被照射体のパターンの像を感光性基板上に投影する投影光学系とを有する露光装置に用いられ、
    　前記ｓｉｎθは、前記投影光学系の開口数に対する前記照明光学系の開口数の比を１にする値である、
    請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源ユニット。
  5. 　請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
    　前記光源ユニットから出射された光を被照射体に導く照明光学系と、
    を備える照明ユニット。
  6. 　複数の請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光源ユニットと、
    　複数の前記光源ユニットから出射された光を合成する合成光学素子を含み、前記合成光学素子から出射された合成光を被照射体に導く照明光学系と、
    を備える照明ユニット。
  7. 　請求項５または請求項６に記載の照明ユニットと、
    　前記照明ユニットにより照明される前記被照射体のパターン像を感光性基板上に投影する投影光学系と、
    を備える露光装置。
  8. 　前記感光性基板は、少なくとも一辺の長さ又は対角長が５００ｍｍ以上である、
    請求項７に記載の露光装置。
  9. 　前記ｓｉｎθは、前記投影光学系の開口数に対する前記照明光学系の開口数の比を１にする値である、
    請求項７または請求項８に記載の露光装置。
  10. 　請求項７から請求項９のいずれか一項に記載の露光装置を用いた露光方法であって、
    　前記照明ユニットにより前記被照射体を照明することと、
    　前記投影光学系を用いて前記被照射体のパターン像を前記感光性基板へ投影することと、
    を含む露光方法。
PCT/JP2022/031191 2022-08-18 2022-08-18 光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法 WO2024038533A1 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/031191 WO2024038533A1 (ja) 2022-08-18 2022-08-18 光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2022/031191 WO2024038533A1 (ja) 2022-08-18 2022-08-18 光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2024038533A1 true WO2024038533A1 (ja) 2024-02-22

Family

ID=89941575

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/031191 WO2024038533A1 (ja) 2022-08-18 2022-08-18 光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2024038533A1 (ja)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006332077A (ja) * 2005-05-23 2006-12-07 Nikon Corp 光源ユニット、照明光学装置、露光装置、および露光方法
JP2012063390A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 露光装置および光源装置
JP2018205635A (ja) * 2017-06-08 2018-12-27 ウシオ電機株式会社 光源装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006332077A (ja) * 2005-05-23 2006-12-07 Nikon Corp 光源ユニット、照明光学装置、露光装置、および露光方法
JP2012063390A (ja) * 2010-09-14 2012-03-29 Dainippon Screen Mfg Co Ltd 露光装置および光源装置
JP2018205635A (ja) * 2017-06-08 2018-12-27 ウシオ電機株式会社 光源装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5326259B2 (ja) 照明光学装置、露光装置、およびデバイス製造方法
JP4678493B2 (ja) 光源ユニット、照明光学装置、露光装置、および露光方法
JP4324957B2 (ja) 照明光学装置、露光装置および露光方法
US11353795B2 (en) Light source apparatus, optical apparatus, exposure apparatus, device manufacturing method, illuminating method, exposure method, and method for manufacturing optical apparatus
JP5500454B2 (ja) オプティカルインテグレータ、照明光学装置、露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法
CN1797214A (zh) 光刻设备和器件制造方法
JP6651124B2 (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
KR100846337B1 (ko) 노광방법 및 노광장치
JP2002050564A (ja) 照明装置、投影露光装置並びにそれを用いたデバイス製造方法
WO2024038533A1 (ja) 光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法
WO2024038535A1 (ja) 照明ユニット、露光装置、及び露光方法
US7292316B2 (en) Illumination optical system and exposure apparatus having the same
WO2024038538A1 (ja) 光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法
US20210096466A1 (en) Light source device, illuminating apparatus, exposing apparatus, and method for manufacturing article
JP4110606B2 (ja) 走査型露光装置および露光方法
WO2024089737A1 (ja) 合成光学素子、照明ユニット、露光装置、及び露光方法
JP6428839B2 (ja) 露光方法、露光装置及びデバイス製造方法
WO2024038537A1 (ja) 光源ユニット、照明ユニット、露光装置、及び露光方法
JP2004207343A (ja) 照明光源、照明装置、露光装置及び露光方法
JP7340167B2 (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
TW202409743A (zh) 光源單元、照明單元、曝光裝置、及曝光方法
JP2011119596A (ja) 照明光学系、露光装置、およびデバイス製造方法
JP4505666B2 (ja) 露光装置、照明装置及びマイクロデバイスの製造方法
JP6729663B2 (ja) 露光方法及び露光装置
JP4729899B2 (ja) 走査型投影露光装置、マスクステージの走り補正方法及びマイクロデバイスの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22955707

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1