(57)【要約】【課題】照明光の照度を効率よく調整することができる照明装置、露光装置、照明方法及びデバイス製造方法を提供すること。【解決手段】照明装置は、第１面に射出端が配置された複数の光ファイバを備え、該複数の光ファイバを介したランプ光源からのランプ光束を光射出部から射出する光伝送部と、光伝送部から射出したランプ光束をコリメートして第２面に導く第１光学系と、第１光学系を通過したランプ光束を第２面において面分割する分割部と、レーザ光源から発されたレーザ光束を導光し、光学系に導くレーザ光導光部と、を備え、レーザ光導光部は、光射出部における第１面から射出した第１の光を遮光しない位置に設けられて、レーザ光束をコリメートして第１光学系に導く第２光学系を備える。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１面に射出端が配置された複数の光ファイバを備え、該複数の光ファイバを介したランプ光源からのランプ光束を光射出部から射出する光伝送部と、
前記光伝送部から射出した前記ランプ光束をコリメートして第２面に導く第１光学系と、
前記第１光学系を通過した前記ランプ光束を前記第２面において面分割する分割部と、
レーザ光源から発されたレーザ光束を導光し、前記第１光学系に導くレーザ光導光部と、を備え、
前記レーザ光導光部は、前記光射出部における前記第１面から射出した前記ランプ光束を遮光しない位置に設けられて、前記レーザ光束をコリメートして前記第１光学系に導く第２光学系を備える照明装置。
【請求項２】
前記第１光学系は、前記レーザ光束を前記第２面で集光するように導く請求項１に記載の照明装置。
【請求項３】
前記第２光学系は、前記複数の光ファイバの前記射出端が位置する領域に挟まれている請求項１又は２に記載の照明装置。
【請求項４】
前記レーザ光導光部は、前記第２光学系に前記レーザ光束を導く光ファイバを備える請求項１から３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記第１及び第２光学系は、前記光ファイバの射出面と前記分割部の入射面とを共役の関係とする請求項４に記載の照明装置。
【請求項６】
前記第２光学系の焦点距離は、前記第１光学系の焦点距離よりも短い請求項１から５のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項７】
前記レーザ光束の強度を調整する強度調整機構を有する請求項１から６のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項８】
所定のパターンが配置されるパターン配置面を照明する、請求項１から７のいずれか一項に記載の照明装置を備え、
前記所定のパターンを介した光で基板を露光する、露光装置。
【請求項９】
前記光伝送部は、ランプ光源から発せされたランプ光束をそれぞれ射出する複数の前記光射出部を有し、
前記複数の光射出部から射出した複数の光束をそれぞれコリメートする複数の前記第１光学系と、
前記複数の第１光学系を通過した複数の光束をそれぞれ面分割する複数の前記分割部と、
前記複数の光射出部のそれぞれに配置された複数の前記レーザ光導光部と、備え、
複数の光射出部のそれぞれには、前記光伝送部の前記複数の光ファイバの前記射出端が位置する請求項７に記載の露光装置。
【請求項１０】
ランプ光源から発せされたランプ光束を複数に分岐し、分岐した前記ランプ光束を第１面から射出すること、
射出した前記ランプ光束を第１光学系によってコリメートして第２面に導き、前記第２面において面分割すること、
レーザ光源から発されたレーザ光束をコリメートして射出すること、
コリメートされた前記レーザ光束を、前記第１面から射出した前記ランプ光束と重ならない位置から射出させて、前記第１光学系を通過させた後、前記第２面に導き、前記第２面において面分割すること、
を含む照明方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載の照明方法を用いて基板を露光し、
露光された前記基板を現像して、転写されたパターンに対応する露光パターン層を形成し、
前記露光パターン層を介して前記基板を加工する、デバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、露光装置、照明方法及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報表示装置として、液晶又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の素子を用いた薄型の表示パネルが多用されている。これらの表示パネルは、薄いガラス基板に透明薄膜電極をフォトリソグラフィ手法でパターンニングすることにより製造されている。このフォトリソグラフィ手法において、マスクに形成されたパターンを感光基板（以下、基板ともいう）に投影露光してパターンニングする露光装置が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第６，８１１，９５３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年は、露光対象の微細化にともない、露光性能の向上が課題となっている。特に露光されたパターンの線幅のばらつきを低減するため、露光においては適切な照明条件を用いる必要がある。例えば、輪帯照明を小σ照明に変更する等、照明条件を切り替えて露光している。σ絞りを切り替えることにより照明条件を切り替えることができるが、小σに対応した照明絞りは、輪帯照明の絞りと比較して遮蔽されている面積が大きい。このため、照度が低下する可能性がある。照度が低下すると、同一の露光量を確保するためには、スキャン速度を低下させることになり、スループットが低下する可能性がある。スループットの低下を避けるためには、照明光の照度を向上する必要がある。また、リソグラフィー工程におけるプロセス条件からの要求で、非常に高い露光量を要求されるケースも想定される。しかしながら、ランプ光源を用いる場合、ランプ光源から照射される光量を安定して調整できる範囲は限られており、照度の向上は限定される。また、高い照度を確保するためには、ランプ光源として、より輝度が高いランプ光源を用いる必要が生じ、装置としてランニングコストの面での無駄が生じる。
【０００５】
本発明の態様は、照明光の照度を効率よく調整することができる照明装置、露光装置、照明方法及びデバイス製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、第１面に射出端が配置された複数の光ファイバを備え、該複数の光ファイバを介したランプ光源からのランプ光束を光射出部から射出する光伝送部と、前記光伝送部から射出した前記ランプ光束をコリメートして第２面に導く第１光学系と、前記第１光学系を通過した前記ランプ光束を前記第２面において面分割する分割部と、レーザ光源から発されたレーザ光束を導光し、前記第１光学系に導くレーザ光導光部と、を備え、前記レーザ光導光部は、前記光射出部における前記第１面から射出した前記ランプ光束を遮光しない位置に設けられて、前記レーザ光束をコリメートして前記第１光学系に導く第２光学系を備える照明装置が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、所定のパターンが配置されるパターン配置面を照明する、前述の照明装置を備え、前記所定のパターンを介した光で基板を露光する、露光装置が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、ランプ光源から発せされたランプ光束を複数に分岐し、分岐した前記ランプ光束を第１面から射出すること、射出した前記ランプ光束を第１光学系によってコリメートして第２面に導き、前記第２面において面分割すること、レーザ光源から発されたレーザ光束をコリメートして射出すること、コリメートされた前記レーザ光束を、前記第１面から射出した前記ランプ光束と重ならない位置から射出させて、前記第１光学系を通過させた後、前記第２面に導き、前記第２面において面分割すること、を含む照明方法が提供される。
【０００９】
本発明の第４の態様に従えば、前述した照明方法を用いて基板を露光し、露光された前記基板を現像して、転写された前記パターンに対応する露光パターン層を形成し、前記露光パターン層を介して前記基板を加工する、デバイス製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の態様によれば、照明光の照度を効率よく調整することができる照明装置、露光装置、照明方法及びデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本実施形態に係る露光装置の斜視図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る露光装置を走査方向側から見た図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図４】図４は、本実施形態に係る照明装置を示す図である。
【図５】図５は、ライトガイドユニットを示す図である。
【図６】図６は、本実施形態に係る照明装置が備える導光部を示す図である。
【図７】図７は、射出部の概略構成を示す断面図である。
【図８】図８は、射出部の概略構成を示す図である。
【図９】図９は、照明装置の射出部から射出された光束の一部を示す図である。
【図１０】図１０は、射出部の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図１１】図１１は、射出部の他の例の概略構成を示す図である。
【図１２】図１２は、射出部の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図１３】図１３は、射出部の他の例の概略構成を示す図である。
【図１４】図１４は、射出部の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図１５】図１５は、射出部の他の例の概略構成を示す断面図である。
【図１６】図１６は、本実施形態に係るデバイス製造方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下において、下は重力が作用する方向（鉛直方向）側であり、上は重力が作用する方向とは反対方向側である。また、以下においては、露光装置によって露光光が照射される基板が設定される平面に垂直な方向をＺ軸方向、基板が設定される平面（Ｚ軸と直交する平面）内の所定方向をＸ軸方向、基板が設定される平面（Ｚ軸と直交する平面）内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向と表現する。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転（傾斜）方向は、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と表現する。まず、露光装置ＥＸの概要を説明する。
【００１３】
＜露光装置の概要＞
図１は、本実施形態に係る露光装置の斜視図である。図２は、本実施形態に係る露光装置を走査方向側から見た図である。図３は、本実施形態に係る露光装置の側面図である。図１〜３に示すように、露光装置ＥＸは、マスクステージ１と、基板ステージ２と、マスクステージ駆動システム３と、基板ステージ駆動システム４と、照明システムＩＳと、投影システムＰＳと、制御装置５とを備えている。また、露光装置ＥＸは、ボディ１３を備えている。ボディ１３は、ベースプレート１０と、第１コラム１１と、第２コラム１２とを有する。ベースプレート１０は、例えばクリーンルーム内の支持面（例えば床面）ＦＬ上に防振台ＢＬを介して配置される。第１コラム１１は、ベースプレート１０上に配置される。第２コラム１２は、第１コラム１１上に配置される。ボディ１３は、投影システムＰＳ、マスクステージ１及び基板ステージ２のそれぞれを支持する。投影システムＰＳは、定盤１４を介して第１コラム１１に支持される。マスクステージ１は、第２コラム１２に対して移動可能に支持される。基板ステージ２は、ベースプレート１０に対して移動可能に支持される。
【００１４】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、マスクＭと基板（感光基板）ＰとをＸ軸方向に同期移動してマスクＭのパターンを介した露光光ＥＬで基板Ｐを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）である。露光装置ＥＸはこのようなものに限定されず、例えば、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）であってもよい。
【００１５】
マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスのパターンが形成されたレチクルを含む。基板Ｐは、基材と、その基材の表面に形成された感光膜（塗布された感光剤）とを含む。基材は、大型のガラスプレートを含み、その一辺の長さ又は対角長（対角線の長さ）は、例えば５００ｍｍ以上である。本実施形態においては、基板Ｐの基材として、一辺が約３０００ｍｍの矩形形状のガラスプレートを用いる。
【００１６】
露光装置ＥＸは、照明光学系としての照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７を複数個（本実施形態では７個）有する照明システムＩＳと、投影光学系としての複数個の投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７を（本実施形態では７個）有する投影システムＰＳとを備える。なお、照明モジュール及び投影モジュールの数は７個に限定されず、例えば、照明システムＩＳが１１個の照明モジュールを有し、投影システムＰＳが１１個の投影モジュールを有してもよい。
【００１７】
照明システムＩＳは、超高圧水銀ランプを用いたランプ光源１７と、ランプ光源１７から射出された光を反射する楕円鏡１８と、楕円鏡１８からの光のうち少なくとも一部の波長領域の光を反射するダイクロイックミラー１９と、楕円鏡１８が形成する光源像の近傍に配置されてダイクロイックミラー１９からの光の進行を遮断可能な図示無きシャッタ装置と、光源像が形成される位置にその前側焦点が位置し、ダイクロイックミラー１９からの光をほぼ平行な光束にするコリメートレンズ２１Ａ及び光源像の像を形成する集光レンズ２１Ｂを含むリレー光学系２１と、所定波長領域の光のみを通過させる不図示の干渉フィルタと、リレー光学系２１からの光を分岐して、複数の照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれに供給するライトガイドユニット２３と、レーザ光束を複数の照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれに供給するレーザ光源ユニット７０と、を備えている。本実施形態では、それぞれの照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７は、いずれも同様の構造である。本実施形態では、レーザ光源ユニット７０は、複数の照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれに対して１つずつ設けられている。
【００１８】
照明システムＩＳは、所定の照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に露光光ＥＬを照射することができる。照明システムＩＳは、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７のそれぞれに配置されるマスクＭの部分的な領域を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。
【００１９】
本実施形態では、照明システムＩＳから射出される露光光ＥＬとして、例えば、超高圧水銀ランプを用いたランプ光源１７から射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）と、レーザ光源ユニット７０から射出されるレーザ光束を用いる。本実施形態では、露光光ＥＬのランプ光源１７として超高圧水銀ランプを用いるが、露光光ＥＬのランプ光源１７はこれに限定されるものではない。例えば、露光光ＥＬのランプ光源１７としてキセノンランプ等を用いることができる。
【００２０】
投影システムＰＳは、露光光ＥＬで照射されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影するシステムである。投影システムＰＳが有する投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７は、所定の投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に、それぞれ所定の倍率でパターンの像を投影する。それぞれの投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７は、各投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７から射出された露光光ＥＬが照射される領域である。投影システムＰＳは、異なる７個の投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７にそれぞれマスクＭに形成されたパターン（マスクパターン）の像を投影する。投影システムＰＳは、基板Ｐのうち投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に配置された部分に、マスクパターンの像を所定の投影倍率で投影する。
【００２１】
各投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７は、いずれも同様の構造なので、投影モジュールＰＬ１を例として説明する。投影モジュールＰＬ１は、図３に示すように、像面調整部３３と、シフト調整部３４と、２組の反射屈折型光学系３１、３２と、視野絞り３５と、スケーリング調整部３６とを備えている。照明領域ＩＲ１に照射され、マスクＭを通過した露光光ＥＬは、像面調整部３３に入射する。像面調整部３３は、投影モジュールＰＬ１の像面の位置（Ｚ軸、θＸ及びθＹ方向に関する位置）を調整することができる。像面調整部３３は、マスクＭ及び基板Ｐに対して光学的にほぼ共役な位置に配置されている。像面調整部３３は、第１光学部材３３Ａ及び第２光学部材３３Ｂと、第２光学部材３３Ｂに対して第１光学部材３３Ａを移動させることができる光学系駆動装置とを備えている。
【００２２】
第１光学部材３３Ａと第２光学部材３３Ｂとは、気体軸受により、所定のギャップを介して対向する。第１光学部材３３Ａ及び第２光学部材３３Ｂは、露光光ＥＬを透過するガラス板であり、それぞれくさび形状を有する。図１に示す制御装置５は、光学系駆動装置を動作させて、第１光学部材３３Ａと第２光学部材３３Ｂとの位置関係を調整することにより、投影モジュールＰＬ１の像面の位置を調整することができる。像面調整部３３を通過した露光光ＥＬは、シフト調整部３４に入射する。
【００２３】
シフト調整部３４は、基板Ｐの表面におけるマスクＭのパターンの像をＸ軸方向及びＹ軸方向にシフトさせることができる。シフト調整部３４を透過した露光光ＥＬは、１組目の反射屈折型光学系３１に入射する。反射屈折型光学系３１は、マスクＭのパターンの中間像を形成する。反射屈折型光学系３１から射出された露光光ＥＬは、視野絞り３５に入射する。視野絞り３５は、反射屈折型光学系３１により形成されるマスクパターンの中間像の位置に配置されている。視野絞り３５は、投影領域ＰＲ１を規定する。本実施形態において、視野絞り３５は、基板Ｐ上における投影領域ＰＲ１を台形状に規定する。視野絞り３５を通過した露光光ＥＬは、２組目の反射屈折型光学系３２に入射する。
【００２４】
反射屈折型光学系３２は、反射屈折型光学系３１と同様の構造である。反射屈折型光学系３２から射出された露光光ＥＬは、スケーリング調整部３６に入射する。スケーリング調整部３６は、マスクパターンの像の倍率（スケーリング）を調整することができる。スケーリング調整部３６を介した露光光ＥＬは、基板Ｐに照射される。本実施形態において、投影モジュールＰＬ１は、マスクパターンの像を、基板Ｐの表面に正立等倍で投影するが、これに限定されるものではない。例えば、投影モジュールＰＬ１は、マスクパターンの像を拡大又は縮小したり、倒立で投影したりしてもよい。投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７は、いずれも同等の構造である。
【００２５】
マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対して移動させる装置である。マスクステージ１は、マスクＭを保持可能なマスク保持部１５を有する。マスク保持部１５は、マスクＭを真空吸着可能なチャック機構を含み、マスクＭを脱着できる。マスク保持部１５は、マスクＭの投影システムＰＳ側の面（パターン形成面）とＸ軸及びＹ軸を含むＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。
【００２６】
図２に示すマスクステージ駆動システム３は、マスクステージ１を移動させるシステムである。マスクステージ駆動システム３は、例えばリニアモータを含み、第２コラム１２のガイド面１２Ｇ上においてマスクステージ１を移動可能である。マスクステージ１は、マスクステージ駆動システム３の作動により、マスク保持部１５でマスクＭを保持した状態で、ガイド面１２Ｇ上を、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。
【００２７】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持するとともに、パターン転写装置としての照明システムＩＳ及び投影システムＰＳから照射される露光光ＥＬの投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板Ｐを走査方向（Ｘ軸方向）に移動させる。基板ステージ２は、基板Ｐを保持可能な基板保持部１６を有する。基板保持部１６は、基板Ｐを真空吸着可能なチャック機構を含み、基板Ｐが脱着できるようになっている。基板保持部１６は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。
【００２８】
基板ステージ駆動システム４は、基板ステージ２を移動させるシステムである。基板ステージ駆動システム４は、例えばリニアモータを含み、ベースプレート１０のガイド面１０Ｇ上において基板ステージ２を移動可能である。基板ステージ２は、基板ステージ駆動システム４が動作することにより、基板保持部１６で基板Ｐを保持した状態で、図２に示すガイド面１０Ｇ上を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の６方向に移動可能である。
【００２９】
図１及び図２に示すように、干渉計システム６は、マスクステージ１の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット６Ａと、基板ステージ２の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット６Ｂとを有する。レーザ干渉計ユニット６Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１の位置情報を計測可能である。レーザ干渉計ユニット６Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラー２Ｒを用いて、基板ステージ２の位置情報を計測可能である。本実施形態において、干渉計システム６は、レーザ干渉計ユニット６Ａ、６Ｂを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＸ方向に関するマスクステージ１及び基板ステージ２それぞれの位置を計測可能である。
【００３０】
図３に示す第１検出システム７は、マスクＭの投影システムＰＳ側における面（パターン形成面）のＺ軸方向における位置を検出する。第１検出システム７は、いわゆる斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図３に示すように、マスクステージ１に保持されたマスクＭの投影システムＰＳ側の面と対向配置される複数の検出器７Ａ〜７Ｆを有する。検出器７Ａ〜７Ｆのそれぞれは、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に検出光を照射する投射部と、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面（投影システムＰＳ側における表面）からの検出光を受光可能な受光部とを有する。第１検出システム７は、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面におけるＺ軸方向の位置が変化した場合、そのマスクＭの下面のＺ軸方向における変位量に応じて、受光部に対する検出光の入射位置がＸ軸方向に変位する。検出器７Ａ〜７Ｆのそれぞれは、これらの受光部に対する検出光の入射位置の変位量に対応する信号を制御装置５に出力する。制御装置５は、検出器７Ａ〜７Ｆのそれぞれの受光部からの信号に基づいて、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面のＺ軸方向における位置を求めることができる。
【００３１】
第２検出システム８は、基板Ｐの表面（露光面）のＺ軸方向における位置を検出する。第２検出システム８は、いわゆる斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図３に示すように、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数の検出器８Ａ〜８Ｈを有する。検出器８Ａ〜８Ｈのそれぞれは、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に検出光を照射する投射部と、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面からの検出光を受光可能な受光部とを有する。第２検出システム８は、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面におけるＺ軸方向の位置が変化した場合、その基板Ｐの表面のＺ軸方向における変位量に応じて、受光部に対する検出光の入射位置がＸ軸方向に変位する。検出器８Ａ〜８Ｈのそれぞれは、これらの受光部に対する検出光の入射位置の変位量に対応する信号を制御装置５に出力する。制御装置５は、検出器８Ａ〜８Ｈのそれぞれの受光部からの信号に基づいて、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面のＺ軸方向における位置を求めることができる。
【００３２】
アライメントシステム９は、基板Ｐに設けられた位置検出用のマークとしてのアライメントマークを検出し、その位置を計測する。アライメントマークの位置は、例えば、露光装置ＥＸのＸＹ座標系における位置である。アライメントマークは、露光によって基板Ｐに転写されて、基板Ｐの表面に設けられる。本実施形態において、アライメントシステム９は、投影システムＰＳに対してＸ軸方向（走査方向）の−Ｘ側に配置されている。
【００３３】
アライメントシステム９は、いわゆるオフアクシス方式のアライメントシステムである。図３に示すように、アライメントシステム９は、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数（本実施形態では６個）の検出器９Ａ〜９Ｆを有する。検出器９Ａ〜９Ｆのそれぞれは、検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に検出光を照射する投射部と、検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に配置されたアライメントマークの光学像を取得する顕微鏡及び受光部とを有する。検出器９Ａ〜９Ｆ及び検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６は、走査方向と直交する方向、すなわちＹ軸の方向に配列されている。
【００３４】
図１、図３に示すように、露光装置ＥＸは、空間像計測装置（ＡＩＳ：Airial Image Sensor）４０を有している。図３に示すように、空間像計測装置４０は、基準部材４３と、空間像計測用受光装置４６とを有している。基準部材４３は、基板ステージ２の投影システムＰＳ側における表面に配置されている。より具体的には、基準部材４３は、基板ステージ２の基板保持部１６に対して−Ｘ側に配置されている。基準部材４３が配置される位置はこれに限定されるものではない。
【００３５】
基準部材４３の投影システムＰＳ側における表面４４は、基板保持部１６に保持された基板Ｐの表面とほぼ同一の平面内に配置される。また、基準部材４３の表面４４には、投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７からの露光光ＥＬを透過する透光部４５が設けられている。基準部材４３の下方（基板ステージ２の内部側）には、透光部４５を透過した光が入射するレンズ系４７と、レンズ系４７を通過した光を受光する受光素子としての光センサ４８とを有する。光センサ４８は、透光部４５を透過し、レンズ系４７を通過した光を受光する。本実施形態において、光センサ４８は、例えば、撮像素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）を含む。光センサ４８は、受光した露光光の光量に応じた信号を制御装置５に出力する。
【００３６】
露光装置ＥＸは、焦点位置検出装置４９を有する。焦点位置検出装置４９は、投影光学系としての投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７の焦点位置に関する情報（焦点位置情報）を検出する装置である。焦点位置情報は、投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７のベストフォーカスの位置に関する情報及びデフォーカスの位置に関する情報の両方を含む。本実施形態において、焦点位置検出装置４９は、基板Ｐを載置して保持する基板保持部１６に対して＋Ｘ側の基板ステージ２の投影システムＰＳ側における表面に配置されている。つまり、焦点位置検出装置４９は、基板ステージ２の投影システムＰＳ側における表面に配置されている。より具体的には、焦点位置検出装置４９は、基板ステージ２の基板保持部１６に対して＋Ｘ側に配置されている。焦点位置検出装置４９が配置される位置はこれに限定されるものではない。例えば、焦点位置検出装置４９を空間像計測装置４０に隣接して設けてもよい。このようにすると、空間像計測装置４０が検出するパターンと焦点位置検出装置４９が検出するパターンとを近接してマスクＭに設けることができるので、両者を共用することも容易になる。
【００３７】
制御装置５は、露光装置ＥＸの動作を制御するとともに、本実施形態に係る焦点位置検出方法及び露光方法を実行する。制御装置５は、例えば、コンピュータであり、処理部５Ｐと、記憶部５Ｍと、入出力部５ＩＯとを有する。処理部５Ｐは、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶部５Ｍは、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）若しくはハードディスク装置又はこれらを組み合わせたものである。入出力部５ＩＯは、照明システムＩＳ、投影システムＰＳ、干渉計システム６、アライメントシステム９、マスクステージ駆動システム３、基板ステージ駆動システム４、空間像計測装置４０及び焦点位置検出装置４９等の機器類と接続するためのインターフェース、入力ポート及び出力ポート等を備えている。処理部５Ｐは、入出力部５ＩＯを介して露光装置ＥＸの機器類の動作を制御したり、機器類の状態に関する情報又は機器類の出力等を取得したりする。
【００３８】
基板Ｐの露光時において、露光装置ＥＸの動作の少なくとも一部は、予め定められている露光に関する制御情報（露光制御情報）に基づいて実行される。露光制御情報は、露光装置ＥＸの動作を規定する制御命令群を含み、露光レシピとも呼ばれる。以下の説明において、露光に関する制御情報を適宜、露光レシピ、と称する。露光レシピは、制御装置５に予め記憶されている。少なくとも基板Ｐの露光時（マスクＭ及び基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射動作時）における露光装置ＥＸの動作条件は、露光レシピによって予め決定されている。制御装置５は、露光レシピに基づいて、露光装置ＥＸの動作を制御する。
【００３９】
露光レシピは、基板Ｐの露光時におけるマスクステージ１及び基板ステージ２の移動条件を含む。基板Ｐの露光時、制御装置５は、露光レシピに基づいて、マスクステージ１及び基板ステージ２を移動する。露光装置ＥＸは、マルチレンズ型スキャン露光装置であり、基板Ｐの露光領域の露光時において、マスクＭ及び基板Ｐは、ＸＹ平面内の所定の走査方向に移動される。制御装置５は、露光レシピに基づいて、マスクＭと基板Ｐとを走査方向に同期移動しながらマスクＭの下面（投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７側の面）のパターン領域（パターンが形成された領域）に露光光ＥＬを照射して、そのパターン領域を介して基板Ｐの表面の露光領域に露光光ＥＬを照射して、それら露光領域を露光する。
【００４０】
基板Ｐ上に設けられた複数の露光領域に対する露光処理は、露光領域を投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板Ｐの表面（ＸＹ平面）に沿って走査方向に移動させるとともに、マスクＭのパターン領域を照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対してマスクＭの下面（ＸＹ平面）に沿って走査方向に移動させながら実行される。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＸ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＸ軸方向とする。
【００４１】
例えば、基板Ｐの露光領域ＰＡ１を露光する場合、制御装置５は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板Ｐの投影領域ＰＲ１をＸ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＸ軸方向への移動と同期して、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対してマスクＭのパターン領域をＸ軸方向に移動しながら、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に露光光ＥＬを照射して、マスクＭからの露光光ＥＬを、投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７を介して投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に照射する。これにより、基板Ｐの露光領域ＰＡ１〜ＰＲ７は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に照射された露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターン領域に形成されたパターンの像が、基板Ｐの露光領域ＰＡ１に投影される。
【００４２】
例えば、露光領域ＰＡ１の露光が終了した後、次の露光領域（例えば露光領域ＰＡ２）を露光するために、制御装置５は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７が次の露光領域ＰＡ２の露光開始位置に配置されるように、基板ステージ２を制御して、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板ＰをＸＹ平面内の所定方向に移動する。また、制御装置５は、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７がパターン領域の露光開始位置に配置されるように、マスクステージ１を制御して、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対してマスクＭを移動する。そして、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７が露光領域ＰＡ２の露光開始位置に配置され、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７がパターン領域の露光開始位置に配置された後、制御装置５は、その露光領域ＰＡ２の露光を開始する。制御装置５は、マスクステージ１が保持するマスクＭと基板ステージ２が保持する基板ＰとをＸ軸方向に同期移動しながら基板Ｐに露光光ＥＬを照射する動作と、次の露光領域を露光するために、基板ＰをＸＹ平面内の所定方向（例えばＸ軸方向）にステッピング移動する動作を繰り返しながら、基板Ｐ上に設けられた複数の露光領域を、マスクＭに設けられたパターン及び投影モジュールＰＬ１〜ＰＬ７を介して順次露光する。
【００４３】
＜照明装置＞
図４は、本実施形態に係る照明装置を示す図である。図５は、ライトガイドユニットを示す図である。図６は、本実施形態に係る照明装置が備える光伝送部を示す図である。図７は、光伝送部の射出部の概略構成を示す断面図である。図８は、図７に示した光伝送部の射出部を射出側から見た平面図である。図９は、照明装置の射出部から射出された光束の一部を示す図である。図４に示した照明装置５０は、照明システムＩＳの一部である。照明装置５０は、図１〜図３に示す露光装置ＥＸに備えられる。照明装置５０は、ライトガイドユニット２３の少なくとも一部と、照明モジュールＩＬ（ＩＬ１〜ＩＬ７）の少なくとも一部とを含んでいる。より具体的に説明すると、本実施形態において、照明装置５０は、光伝送部６０と、第１光学系と見なすことのできるインプットレンズ系５１と、分割部と見なすことのできるレンズアレイ５２と、レーザ光源ユニット７０の一部と、を含んでいる。本実施形態においては、照明装置５０は、絞り５３をさらに含んでいる。
【００４４】
光伝送部６０は、ライトガイドユニット２３に備えられている。図５に示すように、ライトガイドユニット２３は、複数（本実施形態では３個）の入射部２３Ｉ１、２３Ｉ２、２３Ｉ３と、複数（本実施形態では７個）の射出部（光射出部）２３Ｒ１、２３Ｒ２、２３Ｒ３、２３Ｒ４、２３Ｒ５、２３Ｒ６、２３Ｒ７とを有している。以下において、複数の入射部２３Ｉ１〜２３Ｉ３、複数の射出部２３Ｒ１〜２３Ｒ７を区別しないときには、入射部２３Ｉ、射出部２３Ｒという。ここで、ライトガイドユニット２３の射出部２３Ｒの端面は、第１面ＳＰ１に配置されていると見なすことができる。照明装置５０は、複数の射出部２３Ｒを有することにより、図１〜図３に示すような露光装置ＥＸの照明システムＩＳに適用された場合には、幅方向に存在する複数の照明領域に露光光ＥＬを照射できるという利点がある。
【００４５】
図４に戻って、入射部２３Ｉには、楕円鏡１８によって反射された後にダイクロイックミラー１９及びリレー光学系２１を通過したランプ光源１７からのランプ光束が入射する。照明装置５０は、複数の入射部２３Ｉを備える。このため、ランプ光源１７、楕円鏡１８、ダイクロイックミラー１９及びリレー光学系２１の組も、それぞれの入射部２３Ｉ１、２３Ｉ２、２３Ｉ３に対応して複数の組（本実施形態では３組）が用意される。図１に示した露光装置ＥＸでは、ランプ光源１７、楕円鏡１８、ダイクロイックミラー１９及びリレー光学系２１が一組のみ記載したが、図４に示す照明装置５０を備える場合、入射部２３Ｉの数に対応した数のランプ光源１７、楕円鏡１８、ダイクロイックミラー１９及びリレー光学系２１を備える。
【００４６】
ランプ光束を分岐する光束分岐装置としてのライトガイドユニット２３では、入射部２３Ｉの数よりも射出部２３Ｒの数の方が多くなっている。ライトガイドユニット２３は、それぞれの入射部２３Ｉに入射した光束を分岐して、それぞれの射出部２３Ｒに導く。ライトガイドユニット２３が入射した光束を分岐する構造については後述する。
【００４７】
入射部２３Ｉから入射して光伝送部６０によって射出部２３Ｒに導かれた光束は、射出部２３Ｒから射出する。射出部２３Ｒから射出した光束は、インプットレンズ系５１に入射する。インプットレンズ系５１は、その前側焦点位置が光伝送部６０、より具体的には光伝送部６０の射出部２３Ｒ、さらに具体的には第１面ＳＰ１に位置するように配置され、光伝送部６０の射出部２３Ｒから射出した光束をコリメートして第２面（所定面）ＳＰ２に導く。なお、図４においては、インプットレンズ系５１を１つのレンズで示したが、複数枚のレンズを組み合わせた光学系を用いてもよい。インプットレンズ系５１は、焦点距離調整機構を有し、焦点距離を変更可能としても良い。焦点距離調整機構は、例えば、インプットレンズ系５１にズーム機構を設けたり、焦点距離が異なる複数のレンズを交換できる機構としたりすることができる。
【００４８】
インプットレンズ系５１を通過し、射出したランプ光束は、レンズアレイ５２に入射する。レンズアレイ５２は、複数のエレメント５２ＥＬを備えている。それぞれのエレメント５２ＥＬは、第２面（所定面）ＳＰ２にレンズ面（入射面）５２Ｉを備えている。入射面５２Ｉは第２面ＳＰ２に配列されている。レンズアレイ５２は、インプットレンズ系５１を通過した光束を第２面ＳＰ２において空間的に面分割する。入射面５２Ｉに入射した光束は、エレメント５２ＥＬ毎の射出面５２Ｅに射出部２３Ｒの射出面の像を形成する。レンズアレイ５２は、複数のエレメント５２ＥＬの射出面５２Ｅ全体が平面的な光源として作用する。レンズアレイ５２は、例えば、入射面５２Ｉの後側焦点位置が射出面５２Ｅの近傍に配置され、かつ射出面５２Ｅの前側焦点位置が入射面５２Ｉに設定されるフライアイレンズとしても良いが、インプットレンズ系５１を通過した光束を第２面ＳＰ２において面分割できればこれに限定されない。なお、インプットレンズ系５１は、光束をコリメートする第１光学系と見なすことができる。
【００４９】
レンズアレイ５２から射出した光束は、絞り５３を通過してその形状及び寸法の少なくとも一方が制限される。絞り５３は、レンズアレイ５２から射出した光束が適切な照明開口数となるように制限する。絞り５３は特に限定されるものではないが、例えば、その開口部の形状がほぼ円形であるσ絞り、その開口部の形状がほぼ輪帯状である輪帯照明用絞り等を用いても良い。本実施形態において、照明装置５０は、開口部の形状及び寸法の少なくとも一方が異なる複数の絞り５３を備えている。照明装置５０は、複数の絞り５３を交換することにより、レンズアレイ５２から射出した光束の形状及び寸法の少なくとも一方を制限する。絞り５３を通過した光束は、その前側焦点位置が絞り５３の設定位置に配置されたコンデンサレンズ５４、５５に入射する。コンデンサレンズ５４、５５は、入射した光束を集光してマスクＭに照射する。マスクＭに照射された光束は、マスクＭに設けられたパターン及び投影モジュールＰＬ（ＰＬ１〜ＰＬ７）を介して、基板Ｐ上に設けられた複数の露光領域を露光する。次に、光伝送部６０についてより詳細に説明する。
【００５０】
図６に示すように、光伝送部６０は、複数の光ファイバ６１を有している。複数の光ファイバ６１において、図４に示したリレー光学系２１からの光束が入射する入射部２３Ｉと、入射した光束が射出する射出部２３Ｒとにそれぞれ複数の光ファイバ６１の端部６１ＴＩ、６１ＴＲが配置される。すなわち、複数の光ファイバ６１は、端部６１ＴＩ（以下、適宜入射端６１ＴＩという）がライトガイドユニット２３の入射部２３Ｉに配置され、端部６１ＴＲ（以下、適宜射出端６１ＴＲという）がライトガイドユニット２３の入射部２３Ｒに配置される。本実施形態では、複数の入射端６１ＴＩの各端面は、それぞれの入射部２３Ｉ毎に同一平面に配置されている。また、複数の射出端６１ＴＲの各端面は、それぞれ第１面ＳＰ１に配置されており、且つそれぞれの射出部２３Ｒ毎に同一平面に配置されている。
【００５１】
入射部２３Ｉは、光ファイバ６１に光束が入射する部位である入射端６１ＴＩを少なくとも１つの群にまとめたものである。本実施形態において、入射部２３Ｉは３個であるので、光ファイバ６１の入射端６１ＴＩを３つの群にまとめる（束ねる）ことによって得られたそれぞれの入射端６１ＴＩの群（入射端群）が、それぞれの入射部２３Ｉ１、２３Ｉ２、２３Ｉ３に配置される。
【００５２】
それぞれの射出部２３Ｒは、光ファイバ６１から光束が射出する部位である射出端６１ＴＲを所定数毎にまとめて複数の群としたものを少なくとも１つ含んでいる。本実施形態において、射出部２３Ｒは７個であるので、光ファイバ６１の射出端６１ＴＲは、少なくとも７つの群にまとめられる（束ねられる）。このようにして得られたそれぞれの射出端６１ＴＲの群（射出端群）は、それぞれの射出部２３Ｒ１、２３Ｒ２、２３Ｒ３、２３Ｒ４、２３Ｒ５、２３Ｒ６、２３Ｒ７に配置される。
【００５３】
次に、レーザ光源ユニット７０について、説明する。図４に示すように、レーザ光源ユニット７０は、レーザ光源７１と、レンズ７２と、光ファイバ７３と、レンズ７４と、を備えている。ここで、レンズ７２と光ファイバ７３とレンズ７４とを、レーザ光束を光学系に導くレーザ光導光部と見なすことができる。また、レンズ７４を、レーザ光束をコリメートする第２光学系と見なすことができる。また、照明装置５０は、レンズ７２と、光ファイバ７３と、レンズ７４と、を含んでいる。
【００５４】
レーザ光源７１は、レーザ光束を出力する発光装置である。レーザ光源７１は、露光光として用いる波長又はその近傍の波長、例えば３５５ｎｍの波長のレーザ光束を出力する。なお、レーザ光源７１として、複数のレーザ光源を組み合わせて露光光の波長の近傍の波長域のなかで、複数の波長のレーザ光束を出力するようにしてもよい。
【００５５】
レンズ７２は、レーザ光源７１から射出されたレーザ光束の光路上に配置されており、レーザ光源７１から射出されたレーザ光束を光ファイバ７３の入射端に集光する。
【００５６】
光ファイバ７３は、単線ファイバであり、入射端から入射した光束を射出端から射出する。本実施形態の光ファイバ７３は、レンズ７２を通過したレーザ光束が入射端から入射し、入射したレーザ光束を射出端から射出する。また、光ファイバ７３の射出側の一部は、ライトガイドユニット２３の射出部２３Ｒに挿入されている。具体的には、図７に示すように、光ファイバ７３の射出端は、ライトガイドユニット２３の射出部２３Ｒの光ファイバ６１に囲まれている。
【００５７】
レンズ７４は、光ファイバ７３の射出面と対向する位置に配置されている。また、レンズ７４は、ライトガイドユニット２３の射出部２３Ｒに挿入されている。具体的には、図７及び図８に示すように、レンズ７４は、ライトガイドユニット２３の射出部２３Ｒの光ファイバ６１に囲まれている。ここで、図８に示すように、レンズ７４が配置されている領域には、光ファイバ６１が配置されていていない。つまり、ライトガイドユニット２３の複数の光ファイバ６１は、レンズ７４の周囲を囲うように配置されている。具体的には、複数の光ファイバ６１は、レンズ７４が配置されている領域８０では、レンズ７４が配置されている領域８０の周りのみに配置され、レンズ７４が配置されていない領域８２では、全域に配置されている。レンズ７４は、その前側焦点位置が光ファイバ７３の射出端に位置するように配置され、光ファイバ７３から射出されたレーザ光束をコリメートする。レンズ７４でコリメートされたレーザ光束は、図４に示したインプットレンズ系５１を介してレンズアレイ５２に入射する。
【００５８】
図４に示すように、レーザ光源ユニット７０は、レーザ光源７１からレーザ光束を射出する。レーザ光源７１から射出されたレーザ光束は、レンズ７２で集光された後、光ファイバ７３の入射端に入射され、光ファイバ７３内を導光された後、射出端から射出される。光ファイバ７３の射出端から射出されたレーザ光束は、レンズ７４でコリメートされて、インプットレンズ系５１に入射する。本実施形態では、インプットレンズ系５１に入射されたレーザ光束は、第２面ＳＰ２に集光される。本実施形態の照明装置５０では、レンズ７４とインプットレンズ系５１とを、光ファイバ７３の射出端の像を第２面ＳＰ２に形成する結像光学系とすることができ、この場合、光ファイバ７３の射出面と第２面ＳＰ２とが互いに光学的に共役の位置となる。
【００５９】
またレンズ７４の焦点距離を、インプットレンズ系５１の焦点距離よりも短くしても良い。この場合、第２面ＳＰに結像される光ファイバ７３の射出面の像は拡大像となる。例えば、レンズ７４の焦点距離を１０ｍｍとし、インプットレンズ系５１の焦点距離を２５０ｍｍとすると、第２面ＳＰ２に結像される像は、光ファイバ７３の射出面を２５倍に拡大した像となる。これによって、効率よくレンズアレイ５２に光束を入射させることができる。さらに、光ファイバ７３の射出面は均一な照度なので、レンズアレイ５２の入射面（第２面ＳＰ２）も均一な照度分布とすることができる。
【００６０】
図４に示したように、ランプ光源１７から射出されたランプ光束は、複数の光ファイバ６１にそれぞれ入射する。複数の光ファイバ６１に入射したランプ光束は、複数の光ファイバ６１から射出された後、インプットレンズ系５１でコリメートされて、レンズアレイ５２に入射する。また、レーザ光源７１から射出されたレーザ光束は、光ファイバ７３から射出された後、レンズ７４でコリメートされ、インプットレンズ系５１で集光されてレンズアレイ５２の入射面（第２面ＳＰ２）に光ファイバ７３の像を結像する。レンズアレイ５２に入射したランプ光束とレーザ光束は、絞り５３、コンデンサレンズ５４、５５を通過してマスクＭに照射される。
【００６１】
このように、照明装置５０は、ランプ光源１７から射出されたランプ光束とレーザ光源７１から射出されたレーザ光束とを照明領域ＩＲに照射する。ここで、複数の光ファイバ６１からそれぞれ射出されたランプ光束は、インプットレンズ系５１でコリメートされて、レンズアレイ５２の所定範囲に入射する。このように、複数の光ファイバ６１のそれぞれから射出されたランプ光束がレンズアレイ５２に重なって入射するため、複数の光ファイバ６１の射出端６１ＴＲ側にレーザ光源ユニット７０の光ファイバ７３及びレンズ７４が配置されていても、言い換えると、複数の光ファイバ６１の射出端６１ＴＲの配置される領域の形状がレンズアレイ５２の入射面全体の形状と相似でなくても、レンズアレイ５２によって多数に分割された照度分布を重ね合わせて、マスクＭ面において均一な照度分布を得られる。
【００６２】
本実施形態の照明システムＩＳ及び照明装置５０では、ランプ光源１７から射出されたランプ光束とレーザ光源７１から射出されたレーザ光束とを照明領域ＩＲに照射可能とすることで、レーザ光源７１から射出されるレーザ光束の光量を調整し、照明領域ＩＲに照射される光束の光量を調整することができる。つまり、本実施形態の照明システムＩＳ及び照明装置５０は、露光工程で照度を一時的に上げる場合に有効に活用することができる。例えば、光源がランプ光源だけの場合、ランプ光源の本数が決まると最大照度も決まるため、装置の構成上、簡単に照度をあげることは困難である。これに対して、本実施形態の照明システムＩＳ及び照明装置５０は、光源にレーザ光源７１を含むことでで、必要に応じて、つまり、照明領域ＩＲに照射する光束の照度を上げたいときに、レーザ光源７１からレーザ光束を射出させることで、出力電力に応じて照明領域ＩＲに照射する光束の照度を上げることができる。これにより、必要以上の電力消費を避けて、最適な消費電力で露光装置の運用が可能となる。
【００６３】
なお、本実施形態の照明システムＩＳ及び照明装置５０は、レーザ光源ユニット７０を照明モジュールＩＬに対応して１つずつ設けたがこれに限定されない。例えば、複数の照明モジュールＩＬに対して１つのレーザ光源を設けてもよい。この場合、レーザ光源から射出されるレーザ光束を複数に分岐した後、それぞれの光ファイバに入射させる。このように、レーザ光源の台数を少なくすることができるが、レーザ光源から射出された光を分岐するため、レーザ光源から射出されたレーザ光束の光量に対して、それぞれのレーザ光源ユニット７０から照射されるレーザ光束の光量が分岐した分だけ低減する。レーザ光源の台数は、それぞれのレーザ光源ユニット７０から照射する光束の光量に応じて、適宜組み合わせることができる。また、１つの照明モジュールに対して複数のレーザ光源ユニット７０を設けても良い。この場合、レーザ光源ユニットの光ファイバ７３の複数の射出端が密になるように、レンズ７４の前側焦点位置の近傍に配置しても良い。
【００６４】
また、本実施形態の照明システムＩＳ及び照明装置５０では、レーザ光源ユニット７０から第２面ＳＰ２及び照明領域ＩＲに入射させる光束の強度を調整する機構、つまり強度調整機構の機能をレーザ光源７１に設け、レーザ光源７１から射出するレーザ光束の強度を調整することで、第２面ＳＰ２及び照明領域ＩＲに入射させるレーザ光束の強度を調整している。レーザ光源７１を強度調整機構として用いることで、効率よくレーザ光束の強度を調整することができる。なお、強度調整機構として、絞りなどで射出された光の一部を遮蔽して、強度を低下させる機構を設けてもよい。
【００６５】
ここで、本実施形態の照明システムＩＳ及び照明装置５０では、ライトガイドユニット２３の射出部２３Ｒの光ファイバ６１に囲まれた位置の中心にレーザ光源ユニット７０の単線ファイバの光ファイバ７３とレンズ７４を配置したがこれに限定されない。
【００６６】
以下、図１０から図１５を用いて、ライトガイドユニット２３の射出部２３Ｒとレーザ光源ユニット７０における射出側部分との位置関係、つまり、ランプ光束が射出される位置と、レーザ光束が射出される位置との関係の変形例について説明する。
【００６７】
図１０は、第１変形例にかかる射出部の概略構成を示す断面図である。図１１は、図１０に示した第１変形例の射出部を射出側から見た平面図である。図１０及び図１１に示す照明装置５０Ａは、ライトガイドユニット２３の射出部２３ＲＡが２つの領域８２に分割されている。２つの領域８２には、それぞれ複数の光ファイバ６１が配置されている。光ファイバ６１は、射出面からランプ光束を射出する。図１１に示すように、射出側から射出部２３ＲＡを見ると、２つの領域８２がそれぞれ矩形であって、２つの領域８２の間に光ファイバ６１が配置されていないことが分かる。つまり、射出側から見た射出部２３ＲＡにおいては、２つの領域８２の間に矩形の空間が形成されている。
【００６８】
本変形例では、レーザ光源ユニット７０の光ファイバ７３とレンズ７４とが、２つの領域８２の間に配置されている。そして、図１０及び図１１に示すレーザ光源ユニット７０は、レンズ７４と、レンズ７４ａと、レンズ７４、７４ａに連結した棒状部材７６と、棒状部材７６を棒の軸方向に移動させる駆動部７８と、を有する。
【００６９】
レンズ７４とレンズ７４ａとは、焦点距離が異なるレンズ（光学系）である。棒状部材７６は、２つの領域８２の間に挿入された部材であり、レンズ７４とレンズ７４ａを固定している。棒状部材７６は、レンズ７４、７４ａの端部に固定されており、レンズ７４、７４ａの光束が通過する光路から外れた位置に配置されている。駆動部７８は、２つの領域８２を結んだ線に直交する方向（光の進行方向を横切る方向）に棒状部材７６を移動させる。本例のレーザ光源ユニット７０では、駆動部７８で棒状部材７６を図１１に示した矢印の方向に移動させることで、２つの領域８２の間にレンズ７４が配置された状態と、レンズ７４ａが配置された状態とを切り替えることができる。
【００７０】
これにより、照明装置５０Ａにおいて、レーザ光束が通過する光学系を変更（光学系の特性を変化）させることができ、第２面ＳＰ２に投影される光ファイバ７３の射出面の像の大きさを変えることができる。この手法によっても、照明領域ＩＲに照射される光束の光量を調整することができる。
【００７１】
また、本変形例の照明装置５０Ａでは、レーザ光束をコリメートする第２光学系の焦点距離を切り替える構成としたが、これに限定されない。照明装置５０Ａは、ランプ光束をコリメートし且つレーザ光束を第２面に集光させる第１光学系（本実施形態では、インプットレンズ系５１）の焦点距離を切り替えてもよい。また、第１、第２光学系の焦点距離を切り替えるために、第１、第２光学系を、それらの焦点距離を連続的に変更することができる変倍光学系（ズーム光学系）としても良い。
【００７２】
図１２は、第２変形例にかかる射出部の概略構成を示す断面図である。図１３は、図１２に示した第２変形例にかかる射出部を射出側から見た平面図である。図１２及び図１３に示す照明装置５０Ｂは、１つのライトガイドユニット２３の射出部２３ＲＢに対して、２つのレーザ光源ユニット７０Ａ、７０Ｂが設けられている。
【００７３】
図１２に示すように、照明装置５０Ｂにおいて、ライトガイドユニット２３の射出部２３ＲＢは２つの領域８０Ａと３つの領域８２Ａとに分割されている。領域８０Ａの内部にはレーザ光源ユニット７０Ａの光ファイバ７３とレンズ７４が配置され、領域８０Ｂの内部にはレーザ光源ユニット７０Ｂの光ファイバ７３とレンズ７４が配置されている。図１２において、レーザ光源ユニット７０Ａ、７０Ｂが配置されていない部分である２つの領域８０Ａを挟むように配置された３つの領域８２Ａのそれぞれには、複数の光ファイバ６１が配置されている。本例の照明装置５０Ｂにおいて、２つのレーザ光源ユニット７０Ａ、７０Ｂは、ライトガイドユニット２３の射出部２３ＲＢの中心を軸として、対称となる位置に配置されている。言い換えると、図１３に示すように、２つのレーザ光源ユニット７０Ａ、７０Ｂにおける最も射出側に配置される部材であるレンズ７４（第２光学系）が、ライトガイドユニット２３の射出部２３ＲＢの中心を軸として対称となる位置にそれぞれ配置されている。
【００７４】
本変形例の照明装置５０Ｂは、２つのレーザ光源ユニット７０Ａ、７０Ｂを設けているため、２つのレーザ光源ユニット７０Ａ、７０Ｂから照明領域ＩＲにレーザ光束を入射させることができる。本例の照明装置５０Ｂでは、１つの照明領域ＩＲに対して複数のレーザ光源ユニット７０Ａ、７０Ｂを設けているが、上記実施形態と同様に、レーザ光束とランプ光束を照明領域ＩＲに入射させることができる。また、２つのレーザ光源ユニット７０Ａ、７０Ｂがライトガイドユニット２３の射出部２３ＲＢの中心を軸として対称となる位置に配置されているため、照明領域ＩＲに入射するレーザ光束の照度分布を平均化することができる。
【００７５】
図１４は、第３変形例にかかる射出部の概略構成を示す断面図である。上記実施形態及び変形例では、第１及び第２光学系の合成光学系を、第２面ＳＰ２と光ファイバ７３の射出面とが共役の関係となるように配置としたが、これに限定されない。図１４に示すように、照明装置は、第１光学系とみなすことができるインプットレンズ系５１と第２光学系として見なすことができるレンズ７４との合成光学系に関して、第２面ＳＰと、光ファイバ７３の射出面と光学的に共役な共役面ＦＩとを異なる位置としてもよい。また、上述したように、レンズ７４の焦点距離を１０ｍｍとし、インプットレンズ系５１の焦点距離を２５０ｍｍとした場合、第２面ＳＰ２と共役面ＦＩとの距離ＤＩは、１００ｍｍ以内としても良い。つまり、光ファイバ７３の射出面と共役の関係になる位置が分割部と見なすことができるレンズアレイ５２の入射面から１００ｍｍ以内にしても良い。第２面ＳＰ２と共役面ＦＩとの距離ＤＩを１００ｍｍ以内とすることで、レーザ光束を効率よくレンズアレイ５２に入射させることができる。
【００７６】
図１５は、第４変形例にかかる射出部の概略構成を示す断面図である。上記実施形態並びに変形例にかかる照明装置では、レーザ光束をコリメートするレンズ７４を光ファイバ６１の射出面（第１面）よりも手前、つまり、光ファイバ６１が配置されている側に配置したがこれに限定されない。図１５に示すように、レーザ光束をコリメートして第１光学系（インプットレンズ系）に導くレンズ７４（第２光学系）を、第１面ＳＰ１を基準として光ファイバ６１と反対側（光ファイバ６１の射出側）に設けてもよい。このとき、コリメートされたレーザ光束を射出するレンズ７４は、ライトガイトユニットの光射出部２３Ｒから（第１面ＳＰ１）から射出した第１の光束（ランプ光束）９０を遮光しない位置に設けられていればよい。これにより、第２光学系がランプ光束に影響を与えることを抑制することができ、ランプ光束とレーザ光束とを好適にレンズアレイに入射させることができる。
【００７７】
また、本実施形態の照明システムＩＳ及び照明装置５０は、レーザ光束をコリメートして第１光学系（本実施形態のインプットレンズ系５１）に導く第２光学系を１枚のレンズ７４としたが、これに限定されない。レーザ光束をコリメートする第２光学系は、少なくとも１枚のレンズを備えていればよく、複数枚のレンズを組み合わせてもよい。
【００７８】
＜デバイス製造方法＞
図１６は、本実施形態に係るデバイス製造方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るデバイス製造方法は、半導体デバイス等のデバイスを製造する際に用いられる。本実施形態に係るデバイス製造方法では、まず、デバイスの機能・性能・パターンの設計が行われる（ステップＳ１０１）。次に、設計に基づいたマスク（レチクル）が製作される（ステップＳ１０２）。次に、デバイスの基材である基板が製造される（ステップＳ１０３）。次に、照明装置５０を備えた露光装置ＥＸ及び本実施形態に係る照明方法を用いて、マスクパターンを露光光で基板を露光してマスクパターンを基板に転写する工程と、露光された基板（感光剤）を現像して、転写されたアライメントマークを含むパターンに対応する露光パターン層（現像された感光剤の層）を形成し、この露光パターン層を介して基板を加工する工程とを含む基板処理（露光処理）が実行される（ステップＳ１０４）。加工された基板が、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイス組立工程（ステップＳ１０５）及び検査（ステップＳ１０６）等を経ることにより、デバイスが製造される。
【００７９】
以上、本開示について説明したが、前述した内容により本開示が限定されるものではない。また、上述した本開示の構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。また、本開示の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更を行うことができる。
【００８０】
照明装置５０は、ランプ光源１７及びレーザ光源７１から射出されるｇ線、ｈ線及びｉ線を用いたが、例えば、ｇ線の光とｈ線の光とを同時に用いることもできるし、ｈ線の光とｉ線の光とを同時に用いることもできるし、さらにｉ線の光だけを用いることもできる。
【００８１】
投影システムＰＳは、各投影モジュールが一対の結像光学系を有するものであるが、各投影モジュールが１つ又は３つ以上の結像光学系を有するものであってもよい。また、投影システムＰＳは、各投影モジュールが反射屈折型の結像光学系を有しているが、屈折型の結像光学系を有していてもよい。露光装置ＥＸは、複数の投影モジュールを有する投影システムＰＳに対してマスク及び基板を移動させながら走査露光を行うマルチ走査型投影露光装置であるが、１つの投影モジュールを備えた一般の露光装置であってもよい。
【００８２】
例えば、本実施形態の基板としては、ディスプレイデバイス用のガラス基板のみならず、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等を適用することができる。
【００８３】
また、本実施形態は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に記載されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【００８４】
また、本実施形態は、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基板を保持せずに、基準マークが形成された基準部材及び／又は各種の光電センサを搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することもできる。
【００８５】
また、露光装置ＥＸの種類としては、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置に限られず、基板に半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、レチクル又はマスク等を製造するための露光装置等にも広く適用できる。
【００８６】
また、前記実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。
【００８７】
また、前記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に記載されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしてもよい。
【００８８】
また、前記実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度及び光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、露光装置ＥＸの組立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組立工程は、各種サブシステム相互の機械的接続、電気回路の配線接続及び気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組立工程の前に、各サブシステム個々の組立工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組立工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置ＥＸの製造は温度及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００８９】
また、前記実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態で引用した露光装置等に関するすべての公開公報及び米国特許の記載を援用して本明細書の記載の一部とする。このように、前述した実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９０】
１  マスクステージ
２  基板ステージ
３  マスクステージ駆動システム
４  基板ステージ駆動システム
５  制御装置
６  干渉計システム
９  アライメントシステム
１７  光源
１８  楕円鏡
１９  ダイクロイックミラー
２１  リレー光学系
２３  ライトガイドユニット
２３Ｒ、２３Ｒ１〜２３Ｒ７  射出部
２３Ｉ、２３Ｉ１〜２３Ｉ３  入射部
５０  照明装置
５１  インプットレンズ系
５２  レンズアレイ
５２ＥＬ  エレメント
５２Ｅ  射出面
５２Ｉ  入射面
５３  絞り
５４、５５  コンデンサレンズ
６０  導光部
６１、７３  光ファイバ
６１ＴＲ  射出端（端部）
６１ＴＩ  入射端（端部）
７０  レーザ光源ユニット
７１  レーザ光源
７２、７４  レンズ
ＥＸ  露光装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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