WO2024089737A1 - 合成光学素子、照明ユニット、露光装置、及び露光方法 - Google Patents

合成光学素子、照明ユニット、露光装置、及び露光方法 Download PDF

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light
substrate
light source
optical element
elements
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PCT/JP2022/039506
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岩永正也
鈴木智也
竹中修二
大川智之
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株式会社ニコン
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    • 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

  • liquid crystal display panels have come into widespread use as display elements for personal computers, televisions, and other devices.
  • Liquid crystal display panels are manufactured by forming a circuit pattern of thin-film transistors on a plate (glass substrate) using photolithography techniques.
  • An exposure device is used for this photolithography process, which projects and exposes the original pattern formed on a mask onto a photoresist layer on the plate via a projection optical system.
  • the composite optical element comprises a first substrate, a plurality of optical elements each having a dichroic film, and a second substrate, and the plurality of optical elements are disposed on the second substrate.
  • the lighting unit includes a first light source that emits light having a first wavelength characteristic, a second light source that emits light having a second wavelength characteristic different from the first wavelength characteristic, the combining optical element, and a light homogenizing element that converts the light beam emitted from the combining optical element into a light beam with a uniform illuminance distribution and emits the converted light, and the dichroic film transmits the light having the first wavelength characteristic and reflects the light having the second wavelength characteristic.
  • the exposure apparatus includes the illumination unit and a projection optical system that projects a pattern image of a mask illuminated by the illumination unit onto a photosensitive substrate.
  • an exposure method is an exposure method using the above-mentioned exposure apparatus, and includes illuminating the mask using the illumination unit, and projecting a pattern image of the mask onto the photosensitive substrate using the projection optical system.
  • 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.
  • FIG. 3A is a plan view that shows a schematic configuration of the first and second light source arrays, and
  • FIG. 3B is a diagram that shows a schematic internal configuration of the first and second light source units.
  • FIG. 4A is a plan view of the dichroic mirror according to the first embodiment, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4A.
  • FIG. 5(A) is a diagram of the fly's eye lens as viewed from the +Z direction (top view), and FIG.
  • FIG. 5(B) is a diagram explaining the relationship between the gaps between the small-area dichroic mirrors and the boundaries between the lens elements of the fly's eye lens.
  • FIG. 6A is a plan view showing a dichroic mirror according to a first modified example of the first embodiment
  • FIG. 6B is a plan view showing a dichroic mirror according to a second modified example of the first embodiment.
  • FIG. 7A is a plan view showing a dichroic mirror according to a third modified example of the first embodiment
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 7A.
  • FIG. 8A is a plan view showing a dichroic mirror according to a fourth modified example of the first embodiment, and FIG.
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 8A.
  • FIG. 9A is a plan view showing another example of a dichroic mirror according to the fourth modification of the first embodiment
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 9A.
  • 10A and 10B are diagrams illustrating the change in illuminance of illumination light.
  • FIG. 11(A) is a diagram for explaining the relationship between the fly's eye lens and the small-area dichroic mirror in the second embodiment
  • FIG. 11(B) and FIG. 11(C) are diagrams for explaining the change in illuminance of the illumination light in the second embodiment.
  • FIG. 12 is a plan view showing a dichroic mirror according to a first modified example of the second embodiment.
  • FIG. 1 An exposure apparatus 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 An exposure apparatus 10 according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 5.
  • FIG. 1 is a diagram that shows roughly the configuration of an exposure apparatus 10 according to the first embodiment.
  • the exposure apparatus 10 is a scanning stepper (scanner) that drives a mask MSK and a glass substrate (hereafter referred to as "plate") P in the same direction and at the same speed relative to a projection optical system PL, thereby transferring a pattern formed on the mask MSK onto the plate P.
  • the plate P is a rectangular glass substrate used, for example, in liquid crystal display devices (flat panel displays), with at least one side or diagonal length of 500 mm or more.
  • the direction in which the mask MSK and plate P are driven during scanning exposure is defined as the X-axis direction
  • the direction perpendicular to this in the horizontal plane is defined as the Y-axis direction
  • the direction perpendicular to the X-axis and Y-axis is defined as the Z-axis direction
  • the directions of rotation (tilt) around the X-axis, Y-axis, and Z-axis are defined as the ⁇ 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 plate P, and a control system for these.
  • the control system provides overall control of each component of the exposure apparatus 10.
  • the body 70 comprises a base (vibration isolation table) 71, columns 72A and 72B, an optical base 73, a support 74, and a slide guide 75.
  • the base (vibration isolation table) 71 is placed on a floor F and supports the columns 72A, 72B, etc. by isolating vibrations from the floor F.
  • the columns 72A and 72B each have a frame shape, and the column 72A is placed inside the column 72B.
  • the optical base 73 has a flat plate shape and is fixed to the ceiling of the column 72A.
  • the support 74 is supported by the ceiling of the column 72B via a slide guide 75.
  • the slide guide 75 comprises an air ball lifter and a positioning mechanism, and positions the support 74 (i.e., the mask stage MST described later) at an appropriate position in the X-axis direction relative to the optical base 73.
  • the illumination system IOP is disposed 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.
  • the mask stage MST is supported by a support 74.
  • a mask MSK having a pattern surface (the lower surface in FIG. 1) on which a circuit pattern is formed is fixed to the mask stage MST by, for example, vacuum adhesion (or electrostatic adhesion).
  • the mask stage MST is driven by a drive system including, for example, a linear motor at a predetermined stroke in the scanning direction (X-axis direction) and is also slightly driven in the non-scanning directions (Y-axis direction and ⁇ z direction).
  • the position information of the mask stage MST in the XY plane is measured by an interferometer system.
  • the interferometer system measures the position of the mask stage MST by irradiating a measurement beam onto a movable mirror (or a mirror-finished reflective surface (not shown)) provided at the end of the mask stage MST and receiving the reflected light from the movable mirror.
  • the measurement results are supplied to a control device (not shown), which drives the mask stage MST via a drive system in accordance with the measurement results of the interferometer system.
  • the projection optical system PL is an Offner-type optical system supported by an optical base 73 below (-Z side) the mask stage MST.
  • the projection optical system PL forms, for example, an arc-shaped image field with the Y-axis direction as the longitudinal direction.
  • the projection area of the projection optical system PL is sometimes called the exposure area.
  • the illumination light IL that has passed through the mask MSK forms a projected image (partial upright image) of the circuit pattern of the mask MSK in the illumination area in the irradiation area (exposure area (conjugate to the illumination area)) on the plate P arranged on the image plane side of the projection optical system PL via the projection optical system PL.
  • a resist sensitizer
  • the mask stage MST and the substrate stage PST By synchronously driving the mask stage MST and the substrate stage PST, i.e., by driving the mask MSK in the scanning direction (X-axis direction) relative to the illumination area (illumination light IL) and driving the plate P in the same scanning direction relative to the exposure area (illumination light IL), the plate P is exposed and the pattern of the mask MSK is transferred onto the plate P.
  • the substrate stage PST is placed on a base (vibration isolation table) 71 below (on the -Z side) the projection optical system PL.
  • a plate P is held on the substrate stage PST via a substrate holder (not shown).
  • the position information of the substrate stage PST in the XY plane (including rotation information (yawing amount (amount of rotation in the ⁇ z direction ⁇ z), pitching amount (amount of rotation in the ⁇ x direction ⁇ x), and rolling amount (amount of rotation in the ⁇ y direction ⁇ y))) is measured by an interferometer system.
  • the interferometer system measures the position of the substrate stage PST by irradiating a measurement beam from the optical base 73 to a movable mirror (or a mirror-finished reflective surface (not shown)) provided at the end of the substrate stage PST and receiving the reflected light from the movable mirror.
  • the measurement result is supplied to a control device (not shown), which drives the substrate stage PST in accordance with the measurement result of the interferometer system.
  • alignment measurement (e.g., EGA, etc.) is performed prior to exposure, and the plate P is exposed using the results in the following procedure.
  • the mask stage MST and substrate stage PST are synchronously driven in the X-axis direction according to instructions from the control device. This performs scanning exposure on the first shot area on the plate P.
  • the control device moves (steps) the substrate stage PST to a position corresponding to the second shot area. Then, scanning exposure is performed on the second shot area.
  • the control device similarly repeats stepping between the shot areas of the plate P and scanning exposure on the shot areas to transfer the pattern of the mask MSK to all shot areas on the plate P.
  • the illumination system IOP includes an illumination unit 90.
  • the illumination unit 90 includes a first light source unit OPU1, a second light source unit OPU2, an illumination optical system 80, and a control unit CU.
  • the first light source unit OPU1 includes a first light source array 20A and a first magnifying optical system 30A
  • the second light source unit OPU2 includes a second light source array 20B and a second magnifying optical system 30B.
  • FIG. 3(A) is a plan view showing the schematic configuration of the first light source array 20A and the second light source array 20B.
  • the first light source array 20A includes a plurality of LED (Light Emitting Diode) chips 23A (5 ⁇ 5 in FIG. 3(A)) arranged on a substrate 21A, for example.
  • the number of LED chips 23A may be changed as necessary.
  • Each of the plurality of LED chips 23A has a light emitting portion 231A, and the peak wavelength of the light emitted from the light emitting portion 231A is in the range of 380 to 390 nm. In other words, the light emitting portion 231A is an ultraviolet LED (UV LED).
  • UV LED ultraviolet LED
  • the peak wavelength of the light emitted from the light emitting portion 231A is 385 nm.
  • the light emitting surface of the light emitting portion 231A is a square, and the length of one side 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 LED chips 23B (5 x 5 in FIG. 3A) 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 portion 231B, and the peak wavelength of the light emitted from the light-emitting portion 231B is in the range of 360 to 370 nm.
  • the light-emitting portion 231B is a UV LED. It is more preferable that the peak wavelength of the light emitted from the light-emitting portion 231B is 365 nm.
  • the light-emitting surface of the light-emitting portion 231B is a square, and the length of one side 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. Furthermore, the length a1 of one side of the light-emitting surface of the light-emitting portion 231A and the length a2 of one side of the light-emitting surface of the light-emitting portion 231B may be the same or different.
  • the LED chips 23A and 23B may be arranged not on a substrate but on, for example, a heat sink.
  • the control unit CU controls the current value supplied to each of the light-emitting unit 231A of the LED chip 23A and the light-emitting unit 231B of the LED chip 23B, and adjusts the intensity of the light emitted from each of the light-emitting unit 231A and the light-emitting unit 231B.
  • FIG. 3(B) is a diagram showing a schematic internal configuration of the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2. 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 the X1 direction and the Y1 direction.
  • the X1 direction and the Y1 direction are perpendicular to each other.
  • the direction perpendicular to the X1 direction and the Y1 direction is the Z1 direction.
  • the Z1 direction is approximately parallel to the optical axis OA of the light emitted by the light-emitting portion 231A.
  • FIG. 3(B) in order to clarify the drawing, only four LED chips 23A arranged in a row along the Y1 direction are shown.
  • the first magnifying optical system 30A is an optical system for forming a magnified image of the light-emitting portion 231A of each LED chip 23A on a predetermined plane PP.
  • the first magnifying optical system 30A has a plurality of lens portions 31A arranged to correspond to the arrangement of the LED chips 23A.
  • Each of the lens portions 31A is a double-telecentric optical system that enlarges and projects the light-emitting portion 231A at a magnification M1.
  • each lens section 31A has four plano-convex lenses, but this is not limited to this, and each lens section 31A may have, for example, two biconvex lenses or three biconvex lenses. Also, each lens section 31A may have, for example, a plano-convex lens and a biconvex lens.
  • the lens portion 31A enlarges and projects the light-emitting portion 231A at a magnification M1, for example.
  • the magnification M1 is, for example, (arrangement pitch P1 of the LED chips 23A)/(length a1 of one side of the light-emitting surface of the light-emitting portion 231A).
  • the magnification M1 may be greater than (arrangement pitch P1 of the LED chips 23A)/(length a1 of one side of the light-emitting surface of the light-emitting portion 231A).
  • the lens unit 31B of the second magnifying optical system 30B enlarges and projects the light-emitting unit 231B at a magnification M2, for example.
  • the magnification M2 is, for example, (arrangement pitch P2 of the LED chips 23B)/(length a2 of one side of the light-emitting surface of the light-emitting unit 231B).
  • the magnification M2 may be greater than (arrangement pitch P2 of the LED chips 23B)/(length a2 of one side of the light-emitting surface of the light-emitting unit 231B).
  • the illumination optical system 80 includes a first focusing optical system 81A, a second focusing optical system 81B, a dichroic mirror DM, an imaging optical system 83, a fly's eye lens FEL, an aperture stop 85, and a condenser optical system 84.
  • the first focusing optical system 81A is disposed on or near the above-mentioned predetermined plane PP, and forms the pupil of the enlarged image of the light-emitting part 231A formed by the first magnifying optical system 30A.
  • the first focusing optical system 81A may be composed of a single lens, or may be composed of a lens group including multiple lenses.
  • the second focusing optical system 81B is disposed on or near the above-mentioned predetermined plane PP, and forms the pupil of the magnified image of the light-emitting part 231B formed by the second magnifying optical system 30B.
  • the second focusing optical system 81B may be composed of a single lens, or may be composed of a lens group including multiple lenses.
  • the dichroic mirror DM transmits at least a portion of the light with a peak wavelength of 385 nm and reflects at least a portion of the light with a peak wavelength of 365 nm. This forms a composite image by superimposing the pupil image formed by the first focusing optical system 81A and the pupil image formed by the second focusing optical system 81B, and the dichroic mirror DM is Koehler illuminated by the first focusing optical system 81A and the second focusing optical system 81B.
  • first focusing optical system 81A and the second focusing optical system 81B may be configured to perform critical illumination that forms an image of the first light source unit OPU1 and an image of the second light source unit OPU2 on the dichroic mirror DM, respectively.
  • the illumination field size on the mask surface of the illumination optical system 80 is, for example, 750 mm x 200 mm or more, and may be 880 mm x 245 mm or more.
  • a dichroic mirror DM with a large size for example, 325 mm x 300 mm or more, is required.
  • the size of the dichroic mirror DM may be, for example, 342 mm x 315 mm or more.
  • RAS radically assisted sputtering
  • a large-area dichroic mirror DM is realized by bonding together multiple small-area dichroic mirrors SDM.
  • FIG. 4A is a plan view of the dichroic mirror DM according to the first embodiment
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 4A.
  • the dichroic mirror DM has multiple small area dichroic mirrors SDM (four in FIG. 4(A)).
  • each small area dichroic mirror SDM includes a substrate 51 and a dichroic film 52.
  • the dichroic film 52 is formed on a first surface 51a of the substrate 51.
  • the substrate 51 is a light-transmitting substrate. Considering the peak wavelength of the light emitted by the light-emitting portions 231A and 231B of the LED chips 23A and 23B, the substrate 51 is preferably, for example, a quartz glass substrate.
  • the multiple small-area dichroic mirrors SDM are arranged on a first surface 50a of a substrate 50 having an area larger than the small-area dichroic mirrors SDM.
  • a dichroic mirror DM having a large size of 325 mm x 300 mm or more is required. Therefore, the length of each side of the substrate 50 is at least 300 mm or more.
  • the multiple small-area dichroic mirrors SDM are arranged at a distance from each other.
  • the substrate 50 is a light-transmitting substrate. As a result, light coming from the second surface 50b (the surface opposite to the first surface 50a) of the substrate 50 is incident on the multiple small area dichroic mirrors SDM. Considering the peak wavelength of the light emitted by the light-emitting portions 231A and 231B of the LED chips 23A and 23B, the substrate 50 is preferably, for example, a quartz glass substrate.
  • the substrates 51 and 50 may be made of the same material or different materials.
  • the small-area dichroic mirror SDM is fixed to the substrate 50 by, for example, an adhesive.
  • the method of fixing the small-area dichroic mirror SDM to the substrate 50 is not limited to adhesive.
  • the second surface 51b opposite the first surface 51a of the substrate 51 on which the dichroic film 52 is formed and the first surface 50a of the substrate 50 may be polished with high precision, thereby joining the substrate 50 and the small-area dichroic mirror SDM by optical contact.
  • the small-area dichroic mirror SDM may also be fixed to the substrate 50 by a leaf spring or the like.
  • a large-area dichroic mirror DM is realized by bonding multiple small-area dichroic mirrors SDM to the substrate 50.
  • the dichroic mirror DM may be arranged so that light from the first light source unit OPU1 is incident on the surface on which the dichroic film 52 is formed, or so that light from the first light source unit OPU1 is incident on the surface opposite to the surface on which the dichroic film 52 is formed (i.e., the second surface 50b side).
  • the imaging optical system 83 is a double-telecentric optical system that projects the composite image created by the dichroic mirror DM at the same magnification onto the incident end of the fly-eye lens FEL. Note that the imaging optical system 83 may also reduce and project the composite image created by the dichroic mirror DM onto the incident end of the fly-eye lens FEL.
  • Figure 5 (A) is a view of the fly-eye lens FEL from the +Z direction (top view).
  • the fly-eye lens FEL is formed by arranging a large number of lens elements 60 having positive refractive power, for example, densely in a vertical and horizontal manner so that their optical axes are parallel to the reference optical axis AX (see Figure 2).
  • Each lens element 60 constituting the fly-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 plate P).
  • FIG. 5(B) is a diagram explaining the relationship between the gaps between the small area dichroic mirrors SDM and the boundaries between the lens elements 60 of the fly-eye lens FEL. Note that in FIG. 5(B), the fly-eye lens FEL is indicated by a dashed line.
  • the dichroic mirrors DM are arranged so that, in a plan view (top view), the gap between adjacent small area dichroic mirrors SDM overlaps with the boundary 61 between the multiple lens elements 60 of the fly's eye lens FEL, as shown in FIG. 5(B).
  • the illuminance of the illumination light IL will decrease in that portion, preventing the light homogenizing function of the fly-eye lens FEL from being fully exerted, resulting in a decrease in the illuminance uniformity of the illumination light IL.
  • the gap between the small area dichroic mirrors SDM and the overlapping area with the lens element 60 can be minimized, thereby suppressing the decrease in the illuminance uniformity of the illumination light IL.
  • the light beam incident on the fly-eye lens FEL is wavefront split by multiple lens elements 60, and one light source image is formed on or near the rear focal plane of each lens element 60.
  • a substantial surface light source i.e., a secondary light source, consisting of multiple light source images is formed on or near the rear focal plane of the fly-eye lens FEL.
  • the light beam from the secondary light source formed on or near the rear focal plane of the fly-eye lens FEL is incident on an aperture stop 85 arranged nearby.
  • the aperture stop 85 is positioned at a position that is nearly optically conjugate with the entrance pupil plane of the projection optical system PL, and has a variable opening 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 opening to set the ⁇ value (the ratio of the aperture diameter of the secondary light source image on the pupil plane of the projection optical system to the aperture diameter of the pupil plane) that determines the illumination conditions to a desired value.
  • the light from the secondary light source that passes through the aperture stop 85 is subjected to the focusing action of the condenser optical system 84, and then illuminates a mask MSK on which a predetermined pattern is formed in a superimposed manner.
  • the illumination light IL that has passed through the mask MSK forms a projected image (partial upright image) of the circuit pattern of the mask MSK within the illumination area in an irradiation area (exposure area (conjugate to the illumination area)) on the plate P located on the image plane side of the projection optical system PL by way of the projection optical system PL. This exposes the plate P and transfers the pattern of the mask MSK onto the plate P.
  • the dichroic mirror DM comprises a plurality of small-area dichroic mirrors SDM each comprising a substrate 51 and a dichroic film 52, and a substrate 50 on which a first surface 50a of the plurality of small-area dichroic mirrors SDM is arranged, and which causes light coming from a second surface 50b opposite the first surface 50a to be incident on the plurality of small-area dichroic mirrors SDM. Since small-area dichroic mirrors SDM of an easy-to-manufacture size are combined, it is easy to manufacture a large-sized dichroic mirror DM. In addition, it is possible to realize a dichroic mirror DM of a size (area) for which it is difficult to form a dichroic film using a RAS-type sputtering device.
  • the illumination unit 90 includes a first light source unit OPU1 that emits light with a peak wavelength of 385 nm, a second light source unit OPU2 that emits light with a peak wavelength of 365 nm, a dichroic mirror DM, and a fly-eye lens FEL that converts the light beam emitted from the dichroic mirror DM into a light beam with a uniform illuminance distribution and emits it, and the dichroic film 52 transmits light with a peak wavelength of 385 nm and reflects light with a peak wavelength of 365 nm. This allows light with different peak wavelengths to be combined to produce illumination light IL.
  • the fly-eye lens FEL has multiple lens elements (60), and in a plan view, the gap between adjacent small-area dichroic mirrors SDM overlaps with the boundary 61 between the lens elements 60. This makes it possible to prevent the illuminance of the illumination light IL from becoming non-uniform.
  • the first light source unit OPU1 includes a first light source array 20A in which a plurality of LED chips 23A having light-emitting portions 231A that emit light with a peak wavelength of 385 nm are arranged
  • the second light source unit OPU2 includes a second light source array 20B in which a plurality of LED chips 23B having light-emitting portions 231B that emit light with a peak wavelength of 365 nm are arranged.
  • the dichroic film 52 may transmit light with a peak wavelength of 365 nm and reflect light with a peak wavelength of 385 nm.
  • the first light source unit OPU1 emits light with a peak wavelength of 365 nm
  • the second light source unit OPU2 emits light with a peak wavelength of 385 nm.
  • the wavelengths of 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 configured by appropriately combining LED chips that emit light having a peak wavelength in the range of 360 to 440 nm.
  • the first light source unit OPU1 may be configured to emit light with a peak wavelength of 405 nm
  • the second light source unit OPU2 may be configured to emit light with a peak wavelength of 385 nm
  • the first light source unit OPU1 may be configured to emit light with a peak wavelength of 395 nm
  • the second light source unit OPU2 may be configured to emit light with a peak wavelength of 385 nm.
  • the combination of the wavelengths of light emitted from the first light source unit OPU1 and the second light source unit OPU2 is not limited to these examples. 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, it is preferable to change the material of the dichroic film 52 appropriately depending on the wavelength to be used.
  • FIG. 6(A) is a plan view showing a dichroic mirror DM1 according to Variation 1 of the first embodiment.
  • the dichroic mirror DM1 according to Variation 1 adjacent small-area dichroic mirrors SDM1 are arranged so as to be in contact with each other. In this way, there may be no gap between adjacent small-area dichroic mirrors SDM1.
  • the rest of the configuration is the same as in the first embodiment, so a detailed description will be omitted.
  • Figure 6 (B) is a plan view showing a dichroic mirror DM2 according to Modification 2 of the first embodiment.
  • the planar shape of the small-area dichroic mirror SDM2 is not rectangular but fan-shaped. In this way, the planar shape of the small-area dichroic mirror SDM2 does not have to be rectangular. Note that in Modification 2, there is no gap between adjacent small-area dichroic mirrors SDM2, but adjacent small-area dichroic mirrors SDM2 may be spaced apart. The rest of the configuration is the same as in the first embodiment, so detailed description will be omitted.
  • FIG. 7(A) is a plan view showing a dichroic mirror DM3 according to Modification 3 of the first embodiment
  • FIG. 7(B) is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 7(A).
  • the substrate 50A is a non-light-transmitting substrate and has one opening 54A in the center.
  • Each small-area dichroic mirror SDM3 is positioned so that at least a portion of it overlaps with the opening 54A in a plan view.
  • the substrate 50A has an opening 54A in the center, so that light coming from the second surface 50b side of the substrate 50A can be incident on the multiple small-area dichroic mirrors SDM3 through the opening 54A.
  • the substrate 50A may be a non-light-transmitting substrate.
  • the substrate 50A may be a metal substrate or a resin substrate.
  • the rest of the configuration is similar to that of the first embodiment, so detailed description will be omitted. Note that, although adjacent small-area dichroic mirrors SDM3 are in contact with each other in FIG. 7(A), there may be a gap between adjacent small-area dichroic mirrors SDM3.
  • FIG. 8(A) is a plan view showing a dichroic mirror DM4 according to Modification 4 of the first embodiment
  • FIG. 8(B) is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 8(A).
  • the substrate 50B is a non-light-transmitting substrate and has a plurality of openings 54B.
  • Crosspieces 57 are provided between the plurality of openings 54B.
  • a plurality of small area dichroic mirrors SDM4 are provided to correspond to the plurality of openings 54B, respectively.
  • the substrate 50B has a plurality of openings 54B, light coming from the second surface 50b side of the substrate 50B can be made incident on the plurality of small area dichroic mirrors SDM4 via the openings 54B.
  • multiple small-area dichroic mirrors SDM4 are provided to correspond to the multiple openings 54B, respectively.
  • one small-area dichroic mirror SDM4 may correspond to two openings 54B.
  • the rest of the configuration is the same as in the first embodiment, so detailed description will be omitted.
  • the dichroic mirror has four small-area dichroic mirrors, but as shown in another example of variation 4, the number of small-area dichroic mirrors that the dichroic mirror has is not limited to four, and may be two or more.
  • the dichroic mirrors DM1 to DM3 can be positioned so that the boundary 55 between adjacent small area dichroic mirrors SDM1 to SDM3 overlaps with the boundary 61 between the lens elements 60 of the fly-eye lens FEL.
  • the dichroic mirror DM4 can be positioned so that the crosspieces 57 present between the openings 54B of the substrate 50B overlap the boundaries 61 between the lens elements 60 of the fly-eye lens FEL.
  • the dichroic mirrors are arranged so that the boundaries between adjacent small-area dichroic mirrors or the gaps between adjacent small-area dichroic mirrors overlap with the boundaries 61 between the lens elements 60 of the fly-eye lens FEL.
  • the dichroic mirror DM is misaligned, the illuminance of the illumination light IL emitted by the illumination unit 90 decreases.
  • Figure 10(A) shows a state in which the gap between adjacent small-area dichroic mirrors SDM overlaps with the boundary 61 between the lens elements 60 of the fly-eye lens FEL
  • Figure 10(B) shows a state in which the gap between adjacent small-area dichroic mirrors SDM no longer overlaps with the boundary 61 between the lens elements 60 of the fly-eye lens FEL due to a misalignment of the dichroic mirrors DM.
  • the gap between adjacent small area dichroic mirrors SDM overlaps with the lens element 60 of the fly-eye lens FEL, so the amount of light incident on the lens element 60 is reduced, and the illuminance of the illumination light IL is reduced.
  • Figure 11(A) is a diagram explaining the relationship between the fly-eye lens FEL and the small-area dichroic mirror SDM in the second embodiment.
  • the dichroic mirror DM is positioned so that, in a plan view, each side 56 of the small-area dichroic mirror SDM diagonally intersects with the boundary 61 between the lens elements 60 of the fly-eye lens FEL.
  • the dichroic mirror DM is positioned so that the portion corresponding to the gap between the small-area dichroic mirrors SDM diagonally crosses the boundary 61 between the lens elements 60.
  • the plurality of small area dichroic mirrors have the same shape and size and are regularly arranged, but the present invention is not limited to this.
  • FIG. 12 is a plan view showing a dichroic mirror DM5 according to a first modified example of the second embodiment.
  • the dichroic mirror DM5 includes a plurality of small-area dichroic mirrors SDMa, SDMb, SDMc, SDMd,... of different sizes.
  • the small-area dichroic mirrors SDMa, SDMb, SDMc, SDMd,... are randomly arranged in a plan view such that each side 56 diagonally intersects with the boundary 61 between the lens elements 60 of the fly's eye lens FEL. Note that it is sufficient that at least two of the plurality of small-area dichroic mirrors have different sizes.
  • At least two of the multiple small area dichroic mirrors may have different sizes.
  • the multiple small-area dichroic mirrors may have different film characteristics due to manufacturing errors during film formation, etc.
  • the film characteristics of each small-area dichroic mirror may be measured in advance, and the control unit CU may adjust the intensity of light emitted by each light-emitting element 231A of the first light source array 20A and the intensity of light emitted by each light-emitting element 231B of the second light source array 20B according to the film characteristics of each small-area dichroic mirror. This allows more uniform illumination light IL to be irradiated onto the mask MSK.

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Abstract

大面積のダイクロイックミラーを実現するため、合成光学素子は、第１基板と、ダイクロイック膜と、を備える複数の光学素子と、第２基板と、を備え、前記複数の光学素子が前記第２基板上に配置されている。　

Description

合成光学素子、照明ユニット、露光装置、及び露光方法
　合成光学素子、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。
　上述の露光装置を含む様々な光学装置において、発光ダイオードを用いた光源を使用することが提案されている（例えば、特許文献１）。
特開２００６－２０１４７６号公報
　第１の開示の態様によれば、合成光学素子は、第１基板と、ダイクロイック膜と、を備える複数の光学素子と、第２基板と、を備え、前記複数の光学素子が前記第２基板上に配置されている。
　第２の開示の態様によれば、照明ユニットは、第１の波長特性を有する光を出射する第１の光源と、前記第１の波長特性とは異なる第２の波長特性を有する光を出射する第２の光源と、上記合成光学素子と、前記合成光学素子から出射される光束を均一な照度分布の光束にして出射する光均一化素子と、を備え、前記ダイクロイック膜は、前記第１の波長特性を有する光を透過し、前記第２の波長特性を有する光を反射する。
　第３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マスク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４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、前記照明ユニットを用いて前記マスクを照明することと、前記投影光学系を用いて前記マスク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、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（Ａ）は、第１実施形態に係るダイクロイックミラーの平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 図５（Ａ）は、フライアイレンズを＋Ｚ方向から見た図（上面視）であり、図５（Ｂ）は、小面積ダイクロイックミラー間の隙間と、フライアイレンズのレンズエレメント間の境界との関係を説明する図である。 図６（Ａ）は、第１実施形態の変形例１に係るダイクロイックミラーを示す平面図であり、図６（Ｂ）は、第１実施形態の変形例２に係るダイクロイックミラーを示す平面図である。 図７（Ａ）は、第１実施形態の変形例３に係るダイクロイックミラーを示す平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 図８（Ａ）は、第１実施形態の変形例４に係るダイクロイックミラーを示す平面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 図９（Ａ）は、第１実施形態の変形例４に係るダイクロイックミラーの別例を示す平面図であり、図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、照明光の照度変化について説明する図である。 図１１（Ａ）は、第２実施形態における、フライアイレンズと小面積ダイクロイックミラーの関係について説明する図であり、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）は、第２実施形態における照明光の照度変化について説明する図である。 図１２は、第２実施形態の変形例１に係るダイクロイックミラーを示す平面図である。
《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５に基づいて説明する。
（露光装置の構成）
　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、「プレート」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プレートＰ上に転写するスキャニング・ステッパ（スキャナ）である。プレート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及びプレート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、プレート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に支持されたオフナ―型の光学系である。投影光学系ＰＬは、例えば、Ｙ軸方向を長手方向とする円弧形状のイメージフィールドを形成する。なお、投影光学系ＰＬの投影領域を露光領域と呼ぶ場合がある。
　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プレート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、プレート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、プレート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、プレートＰが露光されてプレート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、プレート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、プレート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、プレート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、プレート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、プレート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、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。
　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、制御部ＣＵ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光源アレイ２０Ａ及び第２光源アレイ２０Ｂの構成を概略的に示す平面図である。第１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。
　制御部ＣＵは、ＬＥＤチップ２３Ａの発光部２３１Ａ及びＬＥＤチップ２３Ｂの発光部２３１Ｂ各々に供給する電流値を制御し、発光部２３１Ａ及び発光部２３１Ｂの各々から出射される光の強度を調整する。
　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、例えば倍率Ｍ１で発光部２３１Ａを拡大投影する。倍率Ｍ１は、例えば、（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）である。この場合、複数の発光部２３１Ａの拡大像は、所定面ＰＰにおいて互いにほぼ接する。なお、倍率Ｍ１は、（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）より大きくてもよい。
　一方、第２の拡大光学系３０Ｂが備えるレンズ部３１Ｂは、例えば倍率Ｍ２で発光部２３１Ｂを拡大投影する。倍率Ｍ２は、例えば、（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）である。この場合、複数の発光部２３１Ｂの拡大像は、所定面ＰＰにおいて互いにほぼ接する。なお、倍率Ｍ２は、（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）より大きくてもよい。
（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の集光光学系８１Ａと、第２の集光光学系８１Ｂと、ダイクロイックミラーＤＭ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、上述の所定面ＰＰまたはその近傍に配置されて、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。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、上述の所定面ＰＰまたはその近傍に配置されて、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。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。
　ダイクロイックミラーＤＭ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、ダイクロイックミラーＤＭは、第１の集光光学系８１Ａと、第２の集光光学系８１Ｂと、にケーラー照明される。なお、本実施形態の構成に限定されず、第１の集光光学系８１Ａと第２の集光光学系８１Ｂとが、ぞれぞれダイクロイックミラーＤＭに第１光源ユニットＯＰＵ１の像と第２光源ユニットＯＰＵ２の像を形成するクリティカル照明を行うように構成されていてもよい。
　本実施形態において、照明光学系８０のマスク面での照野サイズは、例えば、７５０ｍｍ×２００ｍｍ以上であり、８８０ｍｍ×２４５ｍｍ以上であってもよい。この場合、第１光源ユニットＯＰＵ１からの光と第２光源ユニットＯＰＵ２からの光の合成効率を確保して照度低下を抑制するためには、例えば、３２５ｍｍ×３００ｍｍ以上の大きいサイズを有するダイクロイックミラーＤＭが必要となる。ダイクロイックミラーＤＭのサイズは、例えば、３４２ｍｍ×３１５ｍｍ以上としてもよい。
　高品質なダイクロイック膜の成膜には、例えば、ＲＡＳ（Radical Assisted Sputtering）が使用される。しかしながら、ＲＡＳ方式のスパッタ装置の構成上、大面積のダイクロイック膜を成膜することは困難である。
　そこで、本実施形態では、複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭを貼り合わせることにより、大面積のダイクロイックミラーＤＭを実現している。
（ダイクロイックミラーＤＭの構成）
　図４（Ａ）は、第１実施形態に係るダイクロイックミラーＤＭの平面図であり、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。
　図４（Ａ）に示すように、ダイクロイックミラーＤＭは、複数（図４（Ａ）では４枚）の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭを備える。
　図４（Ｂ）に示すように、各小面積ダイクロイックミラーＳＤＭは、基板５１と、ダイクロイック膜５２と、を備える。ダイクロイック膜５２は、基板５１の第１面５１ａ上に形成されている。基板５１は、光透過性基板である。ＬＥＤチップ２３Ａ及び２３Ｂの発光部２３１Ａ及び２３１Ｂが出射する光のピーク波長を考慮すると、基板５１は、例えば、石英ガラス基板が好ましい。
　複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭは、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭよりも大きな面積を有する基板５０の第１面５０ａ上に配置されている。上述したように、第１光源ユニットＯＰＵ１からの光と第２光源ユニットＯＰＵ２からの光の合成効率を確保して照度低下を抑制するためには、３２５ｍｍ×３００ｍｍ以上の大きいサイズを有するダイクロイックミラーＤＭが必要である。したがって、基板５０の各辺の長さは少なくとも３００ｍｍ以上である。本実施形態では、複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭは、互いに離間して配置されている。
　基板５０は、光透過性基板である。これにより、基板５０の第２面５０ｂ（第１面５０ａの反対側の面）から来る光は、複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭに入射する。ＬＥＤチップ２３Ａ及び２３Ｂの発光部２３１Ａ及び２３１Ｂが出射する光のピーク波長を考慮すると、基板５０は、例えば、石英ガラス基板が好ましい。なお、基板５１と基板５０とは、同一の材料から構成されていてもよいし、異なる材料から構成されていてもよい。
　小面積ダイクロイックミラーＳＤＭは、例えば接着剤によって基板５０に固定されている。小面積ダイクロイックミラーＳＤＭの基板５０への固定方法は、接着剤に限られるものではなく、例えば、基板５１のダイクロイック膜５２が形成された第１面５１ａとは反対側の第２面５１ｂと、基板５０の第１面５０ａと、を高精度に研磨することにより、基板５０と、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭとをオプティカルコンタクトにより接合してもよい。また、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭを、板バネ等により基板５０に固定してもよい。
　このように、本実施形態では、複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭを基板５０に接合することによって、大面積のダイクロイックミラーＤＭを実現している。これにより、照明光学系８０は、マスク面において、７５０ｍｍ×２００ｍｍ以上、あるいは、８８０ｍｍ×２４５ｍｍ以上の照野サイズを実現することができる。なお、ダイクロイックミラーＤＭは、ダイクロイック膜５２が形成された面側から、第１光源ユニットＯＰＵ１からの光が入射するように配置してよいし、ダイクロイック膜５２が形成された面とは反対側の面（すなわち、第２面５０ｂ側）から、第１光源ユニットＯＰＵ１からの光が入射するように配置してもよい。
　図２に戻り、結像光学系８３は、ダイクロイックミラーＤＭ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、ダイクロイックミラーＤＭ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。
　図５（Ａ）は、フライアイレンズＦＥＬを＋Ｚ方向から見た図（上面視）である。図５（Ａ）に示すように、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６０をその光軸が基準光軸ＡＸ（図２参照）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６０は、マスクＭＳＫ上において形成すべき照野の形状（ひいてはプレート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。
　図５（Ｂ）は、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間と、フライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０間の境界との関係を説明する図である。なお、図５（Ｂ）では、フライアイレンズＦＥＬを破線で示している。
　本実施形態では、照明光ＩＬの照度均一性の低下を抑制するために、図５（Ｂ）に示すように、平面視（上面視）において、隣り合う小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間が、フライアイレンズＦＥＬが備える複数のレンズエレメント６０間の境界６１と重なるようにダイクロイックミラーＤＭを配置している。
　小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間が、レンズエレメント６０の境界６１を含まない部分と重複すると、当該部分では照明光ＩＬの照度が低下するので、フライアイレンズＦＥＬの光均一化機能が十分に発揮されず、照明光ＩＬの照度均一性が低下するためである。
　本実施形態のようにダイクロイックミラーＤＭを配置することで、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間と、レンズエレメント６０とが重複する面積を最小限にすることができるため、照明光ＩＬの照度均一性の低下を抑制することができる。
　図２に戻り、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６０により波面分割され、各レンズエレメント６０の後側焦点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。
　開口絞り８５は、投影光学系ＰＬ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（投影光学系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。
　上述したように、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プレートＰ上の照射領域（露光領域（照明領域に共役））に形成される。これにより、プレートＰが露光されてプレートＰ上にマスクＭＳＫのパターンが転写される。
　以上、詳細に説明したように、本第１実施形態によれば、ダイクロイックミラーＤＭは、基板５１と、ダイクロイック膜５２と、を備える複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭと、第１面５０ａ上に複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭが配置され、第１面５０ａの反対側の第２面５０ｂ側から来る光を複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭに入射させる基板５０と、を備える。製造が容易なサイズの小面積ダイクロイックミラーＳＤＭを組み合わせるため、大きなサイズのダイクロイックミラーＤＭを製造しやすい。また、ＲＡＳ方式のスパッタ装置ではダイクロイック膜の成膜が困難なサイズ（面積）のダイクロイックミラーＤＭを実現することができる。
　また、本第１実施形態において、照明ユニット９０は、ピーク波長３８５ｎｍの光を出射する第１光源ユニットＯＰＵ１と、ピーク波長３６５ｎｍの光を出射する第２光源ユニットＯＰＵ２と、ダイクロイックミラーＤＭと、ダイクロイックミラーＤＭから出射される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、を備え、ダイクロイック膜５２は、ピーク波長３８５ｎｍの光を透過し、ピーク波長３６５ｎｍの光を反射する。これにより、ピーク波長の異なる光を合成して照明光ＩＬとすることができる。
　また、本第１実施形態において、フライアイレンズＦＥＬは、複数のレンズエレメント（６０）を有し、平面視において、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭのうち隣り合う小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間は、レンズエレメント６０間の境界６１と重なる。これにより、照明光ＩＬの照度が不均一となることを抑制できる。
　また、本第１実施形態において、第１光源ユニットＯＰＵ１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光源アレイ２０Ａを備え、第２光源ユニットＯＰＵ２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光源アレイ２０Ｂを備える。これにより、ＬＥＤチップではなく、例えば水銀ランプを用いる場合と比較して、第１光源ユニットＯＰＵ１及び第２光源ユニットＯＰＵ２の消費電力を低減することができる。
　なお、上記第１実施形態において、ダイクロイック膜５２は、ピーク波長３６５ｎｍの光を透過し、ピーク波長３８５ｎｍの光を反射してもよい。この場合、第１光源ユニットＯＰＵ１がピーク波長３６５ｎｍの光を出射し、第２光源ユニットＯＰＵ２がピーク波長３８５ｎｍの光を出射する。
　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とを構成してもよい。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との組み合わせは、これらの例示に限られるものではない。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との組み合わせを、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膜５２の材料を変更することが好ましい。
（変形例）
　次に、ダイクロイックミラーＤＭの変形例について説明する。
　図６（Ａ）は、第１実施形態の変形例１に係るダイクロイックミラーＤＭ１を示す平面図である。図６（Ａ）に示すように、変形例１に係るダイクロイックミラーＤＭ１では、隣接する小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ１が接触するように配置されている。このように、隣接する小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ１間に隙間がなくてもよい。その他の構成は、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
　図６（Ｂ）は、第１実施形態の変形例２に係るダイクロイックミラーＤＭ２を示す平面図である。図６（Ｂ）に示すように、変形例２に係るダイクロイックミラーＤＭ２では、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ２の平面形状が矩形状ではなく、扇形である。このように、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ２の平面形状は、矩形状でなくてもよい。なお、変形例２では、隣り合う小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ２間に隙間がないが、隣り合う小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ２は離間していてもよい。その他の構成は、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
　図７（Ａ）は、第１実施形態の変形例３に係るダイクロイックミラーＤＭ３を示す平面図であり、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図７（Ａ）に示すように、変形例３に係るダイクロイックミラーＤＭ３では、基板５０Ａは、光非透過性の基板であり、中央部に１つの開口５４Ａを有する。各小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ３は、平面視において少なくとも一部が開口５４Ａと重複するように配置されている。
　基板５０Ａは、中央部に開口５４Ａを有するので、開口５４Ａを介して基板５０Ａの第２面５０ｂ側から来る光を複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ３に入射させることができる。このように、基板５０Ａは光非透過性の基板であってもよい。例えば、基板５０Ａは、金属製の基板または樹脂製の基板であってもよい。その他の構成は、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、図７（Ａ）では、隣り合う小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ３同士は接触しているが、隣り合う小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ３間に隙間があってもよい。
　図８（Ａ）は、第１実施形態の変形例４に係るダイクロイックミラーＤＭ４を示す平面図であり、図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ－Ａ線断面図である。図８（Ａ）に示すように、変形例４に係るダイクロイックミラーＤＭ４では、基板５０Ｂは、光非透過性の基板であり、複数の開口５４Ｂを有する。複数の開口５４Ｂの間には桟５７が設けられている。
　図８（Ｂ）では、複数の開口５４Ｂとそれぞれ対応するように複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ４が設けられている。このように、基板５０Ｂは、複数の開口５４Ｂを有するので、開口５４Ｂを介して基板５０Ｂの第２面５０ｂ側から来る光を複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ４に入射させることができる。
　なお、変形例４では、複数の開口５４Ｂとそれぞれ対応するように複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ４が設けられていたが、図９（Ａ）及び図９（Ｂ）に示すように、例えば、２つの開口５４Ｂに対して１枚の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ４が対応するようにしてもよい。その他の構成は、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。
　第１実施形態及びその変形例１～４において、ダイクロイックミラーは、４枚の小面積ダイクロイックミラーを備えていたが、変形例４の別例で示したように、ダイクロイックミラーが備える小面積ダイクロイックミラーの数は４枚に限られるものではなく、２枚以上であればよい。
　なお、変形例１～変形例３のダイクロイックミラーＤＭ１～ＤＭ３を用いる場合、隣り合う小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ１～ＳＤＭ３の境界５５が、フライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０間の境界６１と重複するように、ダイクロイックミラーＤＭ１～ＤＭ３を配置すればよい。
　また、変形例４及びその別例のダイクロイックミラーＤＭ４を用いる場合、基板５０Ｂの開口５４Ｂ間に存在する桟５７がフライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０間の境界６１と重複するように、ダイクロイックミラーＤＭ４を配置すればよい。
《第２実施形態》
　第１実施形態およびその変形例では、隣接する小面積ダイクロイックミラー間の境界、または、隣接する小面積ダイクロイックミラー間の隙間を、フライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０間の境界６１と重複するように、ダイクロイックミラーを配置していた。この場合、例えば、ダイクロイックミラーＤＭが位置ずれすると、照明ユニット９０が出射する照明光ＩＬの照度が低下する。
　この点について、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を用いて説明する。図１０（Ａ）は、隣接する小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間が、フライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０間の境界６１と重複している状態を示し、図１０（Ｂ）は、ダイクロイックミラーＤＭの位置ずれにより、隣接する小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間が、フライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０間の境界６１と重複しなくなった状態を示す。
　図１０（Ｂ）の場合、隣接する小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間が、フライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０に重複してしまうため、レンズエレメント６０に入射する光の量が減少し、照明光ＩＬの照度が低下してしまう。
　図１１（Ａ）は、第２実施形態における、フライアイレンズＦＥＬと小面積ダイクロイックミラーＳＤＭの関係について説明する図である。第２実施形態では、図１１（Ａ）に示すように、平面視において、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭの各辺５６が、フライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０間の境界６１に対して斜めに交差するように、ダイクロイックミラーＤＭを配置する。言い換えると、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間に相当する部分が、レンズエレメント６０間の境界６１を斜めに横切るように、ダイクロイックミラーＤＭを配置する。
　この場合、図１１（Ｂ）及び図１１（Ｃ）に示すように、ダイクロイックミラーＤＭの位置ずれが発生した場合でも、位置ずれの前後において、小面積ダイクロイックミラーＳＤＭ間の隙間に相当する部分がレンズエレメント６０と重複する面積は、ほとんど変わらないため、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）に示す場合と比較して、照度変化を小さくすることができる。
　その他の構成は、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。なお、第１実施形態の変形例１～４においても、第２実施形態の構成を適用できる。
（変形例）
　上記第１実施形態及び第２実施形態では、複数の小面積ダイクロイックミラーが同一の形状及びサイズを有し、規則的に配置されていたが、これに限られるものではない。
　図１２は、第２実施形態の変形例１に係るダイクロイックミラーＤＭ５を示す平面図である。図１２に示すように、ダイクロイックミラーＤＭ５は、異なるサイズを有する複数の小面積ダイクロイックミラーＳＤＭａ，ＳＤＭｂ，ＳＤＭｃ，ＳＤＭｄ，．．．を備える。小面積ダイクロイックミラーＳＤＭａ，ＳＤＭｂ，ＳＤＭｃ，ＳＤＭｄ，．．．は、平面視において、各辺５６が、フライアイレンズＦＥＬのレンズエレメント６０間の境界６１に対して斜めに交差するようにランダムに配置されている。なお、複数の小面積ダイクロイックミラーのうち、少なくとも２つが互いに異なるサイズを有していればよい。
　このように、複数の小面積ダイクロイックミラーをモザイク状に配置しても、ダイクロイックミラーが位置ずれした場合の照度変化を抑制することができる。
　なお、第１実施形態及びその変形例において、複数の小面積ダイクロイックミラーのうち、少なくとも２つが互いに異なるサイズを有していてもよい。
　なお、上記第１及び第２実施形態並びにその変形例において、複数の小面積ダイクロイックミラーは、成膜時の製造誤差等によって異なる膜特性を有する場合がある。この場合、各小面積ダイクロイックミラーの膜特性を予め測定しておき、各小面積ダイクロイックミラーの膜特性に応じて、制御部ＣＵが、第１光源アレイ２０Ａの各発光部２３１Ａが出射する光の強度、及び第２光源アレイ２０Ｂの各発光部２３１Ｂが出射する光の強度を調整するようにしてもよい。これにより、より均一な照明光ＩＬをマスクＭＳＫに照射することができる。
　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光源アレイ
２０Ｂ　第２光源アレイ
２３Ａ、２３Ｂ　ＬＥＤチップ
５０、５０Ａ、５０Ｂ　基板
５０ａ　第１面
５０ｂ　第２面
５１　基板
５２　ダイクロイック膜
５４Ａ、５４Ｂ　開口
６０　レンズエレメント
６１　境界
９０　照明ユニット
２３１Ａ、２３１Ｂ　発光部
ＤＭ、ＤＭ１、ＤＭ２、ＤＭ３、ＤＭ４、ＤＭ５　ダイクロイックミラー
ＦＥＬ　フライアイレンズ
ＭＳＫ　マスク
ＯＰＵ１　第１光源ユニット
ＯＰＵ２　第２光源ユニット
ＰＬ　投影光学系
ＳＤＭ、ＳＤＭ１、ＳＤＭ２、ＳＤＭ３、ＳＤＭａ、ＳＤＭｂ、ＳＤＭｃ、ＳＤＭｄ　小面積ダイクロイックミラー
Ｐ　ガラス基板
　

Claims (19)

  1. 　第１基板と、ダイクロイック膜と、を備える複数の光学素子と、
    　第２基板と、
    を備え、
    　前記複数の光学素子が前記第２基板上に配置されている、合成光学素子。
  2. 　前記第２基板は、前記複数の光学素子が配置されている第１面と、前記第１面の反対側の第２面とを有し、前記第２面側から入射する光を前記複数の光学素子に導く、請求項１に記載の合成光学素子。
  3. 　前記複数の光学素子は、前記第２基板の前記第１面上において規則的に配置されている、
    請求項２に記載の合成光学素子。
  4. 　前記複数の光学素子は、前記第２基板の前記第１面上においてランダムに配置されている、
    請求項２に記載の合成光学素子。
  5. 　前記複数の光学素子のうち少なくとも２つは互いに異なるサイズを有する、
    請求項１から請求項４のいずれか一項記載の合成光学素子。
  6. 　前記第１基板及び前記第２基板は光透過性基板である、
    請求項１から請求項５のいずれか一項記載の合成光学素子。
  7. 　前記第１基板及び前記第２基板は石英ガラス基板である、
    請求項６に記載の合成光学素子。
  8. 　前記第１基板は、光透過性の基板であり、
    　前記第２基板は、光非透過性の基板であり、
    　前記第２基板は、開口を有し、
    　平面視において、前記複数の光学素子の各々は少なくとも一部が前記開口と重複する、
    請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の合成光学素子。
  9. 　前記第２基板は、複数の開口を有し、
    　前記複数の光学素子の各々は少なくとも一部が、前記複数の開口のうち少なくとも１つと重複する、
    請求項８に記載の合成光学素子。
  10. 　前記第２基板は、矩形形状を有し、
    　前記第２基板の各辺の長さは、少なくとも３００ｍｍ以上である、
    請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の合成光学素子。
  11. 　前記第２基板のサイズは、ＲＡＳ方式のスパッタ装置においてダイクロイック膜の成膜が可能な上限のサイズよりも大きい、
    請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の合成光学素子。
  12. 　第１の波長特性を有する光を出射する第１の光源と、
    　前記第１の波長特性とは異なる第２の波長特性を有する光を出射する第２の光源と、
    　請求項１から請求項９のいずれか一項記載の合成光学素子と、
    　前記合成光学素子から出射される光束を均一な照度分布の光束にして出射する光均一化素子と、
    を備え、
    　前記ダイクロイック膜は、前記第１の波長特性を有する光を透過し、前記第２の波長特性を有する光を反射する、
    照明ユニット。
  13. 　前記光均一化素子は、複数のレンズエレメントを有するフライアイレンズであり、
    　平面視において、前記複数の光学素子のうち隣り合う光学素子間の境界、または、前記隣り合う光学素子間の隙間は、前記複数のレンズエレメント間の境界と重なる、
    請求項１２に記載の照明ユニット。
  14. 　前記光均一化素子は、複数のレンズエレメントを有するフライアイレンズであり、
    　平面視において、前記複数の光学素子の各辺は、前記複数のレンズエレメント間の境界に対して斜めに交差する、
    請求項１２に記載の照明ユニット。
  15. 　前記第１の光源は、前記第１の波長特性を有する光を出射する第１発光部を有する第１光源素子を複数配列した第１の光源アレイを備え、
    　前記第２の光源は、前記第２の波長特性を有する光を出射する第２発光部を有する第２光源素子を複数配列した第２の光源アレイを備える、
    請求項１２から請求項１４のいずれか一項記載の照明ユニット。
  16. 　前記複数の光学素子各々の光学特性に基づいて、前記第１発光部のそれぞれが出射する光の強度及び前記第２発光部のそれぞれが出射する光の強度を調整する調整部を備える請求項１５に記載の照明ユニット。
  17. 　請求項１２から請求項１６のいずれか一項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マスク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。
  18. 　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１７に記載の露光装置。
  19. 　請求項１７又は請求項１８に記載の露光装置を用いた露光方法であって、
    　前記照明ユニットを用いて前記マスクを照明することと、
    　前記投影光学系を用いて前記マスク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。
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