(57)【要約】  照明装置は、長方形の第１面、内面、及び長方形の第２面を有し、前記第１面に入射した光が前記内面での多重反射を介して前記第２面から出射する、光インテグレータと、光源からの光を前記光インテグレータに導く導光部であり、前記第１面の長手方向に沿って所定の間隔で並ぶ複数の光束を前記光インテグレータに供給する、前記導光部と、前記第２面の短手方向に関して前記第２面と共役な共役面を形成し、前記第２面の短手方向に関する屈折力に比べて前記第２面の長手方向に関する屈折力が小さい結像光学系と、を備える。
2013191255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
長方形の第１面、内面、及び長方形の第２面を有し、前記第１面に入射した光が前記内面での多重反射を介して前記第２面から出射する、光インテグレータと、
光源からの光を前記光インテグレータに導く導光部であり、前記第１面の長手方向に沿って所定の間隔で並ぶ複数の光束を前記光インテグレータに供給する、前記導光部と、
前記第２面の短手方向に関して前記第２面と共役な共役面を形成し、前記第２面の短手方向に関する屈折力に比べて前記第２面の長手方向に関する屈折力が小さい結像光学系と、を備える照明装置。
【請求項２】
前記共役面における前記複数の光束に対応する複数の領域は、前記第２面の長手方向に配列され、
前記所定の間隔は、前記複数の領域が部分的に互いに重なることで、前記共役面における、前記第２面の長手方向の照度分布が均一になるように、設定されている
請求項１記載の照明装置。
【請求項３】
前記導光部は、前記光源としての固体光源からの光を前記光インテグレータへ導く複数の光ファイバを含み、
前記複数の光ファイバの複数の出射端は、前記第１面の長手方向に並んでいる
請求項１又は２記載の照明装置。
【請求項４】
前記導光部と前記光インテグレータとの間に配置される拡大光学系をさらに備える
請求項１〜３のいずれか一項に記載の照明装置。
【請求項５】
前記拡大光学系は、前記第１面の長手方向に配列された複数のレンズ要素を有するレンズアレイを含む
請求項４記載の照明装置。
【請求項６】
前記拡大光学系の拡大倍率は、前記結像光学系から出射した光が等方的に広がるように、設定されている
請求項４または５記載の照明装置。
【請求項７】
前記拡大光学系の、前記第１面の短手方向に広げる倍率は、前記第１面の長手方向に広げる倍率よりも小さく設定され、
前記結像光学系は、前記第２面の短手方向に縮小された、前記第２面の像を前記共役面に形成する
請求項６記載の照明装置。
【請求項８】
前記光インテグレータは、第１光インテグレータ及び第２光インテグレータを有し、
前記導光部は、前記第１光インテグレータ及び前記第２光インテグレータにそれぞれ前記複数の光束を供給する第１導光部及び第２導光部を有し、
前記第１導光部からの前記複数の光束は前記第１面の長手方向に互いに重ならず、
前記第２導光部からの前記複数の光束は前記第１面の長手方向に互いに重ならず、
前記結像光学系が形成する前記共役面は、前記第２面の短手方向に関して、前記第１光インテグレータの出射面及び前記第２光インテグレータの出射面を含む面と共役である、
請求項１〜７のいずれか一項記載の照明装置。
【請求項９】
前記第１面の長手方向における、前記第１導光部からの前記複数の光束の位置と、前記第２導光部からの前記複数の光束の位置とのずれ量は、前記結像光学系を介して前記共役面上の各点に入射する光の広がり角が、前記第２面の長手方向と前記第２面の短手方向とで等方的になるように、設定されている
請求項８記載の照明装置。
【請求項１０】
前記第１光インテグレータと前記第２光インテグレータは、前記第２面の短手方向に隣接して配置され、かつ互いに接合されている
請求項８または９記載の照明装置。
【請求項１１】
前記結像光学系は、前記第１光インテグレータの出射面及び前記第２光インテグレータの出射面を含む面の像を、前記第２面の短手方向に縮小して前記共役面に形成する
請求項１０記載の照明装置。
【請求項１２】
前記第１導光部と前記第１光インテグレータとの間に配置される第１拡大光学系と、
前記第２導光部と前記第２光インテグレータとの間に配置される第２拡大光学系と、をさらに備え、
前記第１拡大光学系の倍率と前記第２拡大光学系の倍率とは、前記結像光学系から出射した光が等方的に広がるように、設定されている
請求項１１記載の照明装置。
【請求項１３】
長方形の第１面、内面、及び長方形の第２面を有し、前記第１面に入射した光が前記内面での多重反射によって前記第２面から出射する、光インテグレータと、
光源からの光を前記光インテグレータに導く導光部であり、前記第１面の長手方向に沿って所定の間隔で並びかつ所定の角度特性を有する複数の光束を、前記光インテグレータに供給する、前記導光部と、
前記第２面の短手方向に関して前記第２面と共役な共役面を形成し、前記第２面の短手方向に関する屈折力に比べて前記第２面の長手方向に関する屈折力が小さい結像光学系であり、前記第２面の短手方向における等倍以外の所定倍率を有する前記結像光学系と、を備える照明装置。
【請求項１４】
前記複数の導光部から前記光インテグレータに向かう前記複数の光束の、前記第１面の長手方向に関する角度特性と、前記第１面の短手方向に関する角度特性とを互いに異ならせる、光学系をさらに備える、
請求項１３記載の照明装置。
【請求項１５】
前記第１面の長手方向に関する角度特性と前記第１面の短手方向に関する角度特性との比が、前記結像光学系の前記所定倍率に対応するように前記光学系が設定される、
請求項１４記載の照明装置。
【請求項１６】
感応層を有する基板にマスクパターンに形成されたパターンを転写する処理装置であって、
前記マスクパターンを照明する請求項１〜１５のいずれか一項記載の照明装置と、
前記マスクパターンと前記基板とを、前記第２面の長手方向に垂直な方向に相対移動させる移動装置と、を備える処理装置。
【請求項１７】
前記移動装置は、前記マスクパターンを保持して前記第２面の長手方向に平行な中心線の周りに回転可能なマスク保持部材を備える
請求項１６記載の処理装置。
【請求項１８】
請求項１６または１７記載の処理装置によって、前記マスクパターンと前記基板とを相対移動させながら前記基板に前記パターンを連続的に転写することと、
前記パターンが転写された前記基板の感応層の変化を利用して後続の処理を実施することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項１９】
長方形の入射端、内面、及び長方形の出射端を有し、前記入射端から入射した光源からの光を前記内面での多重反射によって前記出射端へ導く直方体状の光インテグレータと、
前記光インテグレータの入射端に入射する光を、前記入射端の長手方向に沿って所定の間隔で並ぶ複数の集光光束に形成する光源側光学系と、
前記光インテグレータの出射端の短手方向に関して前記出射端と共役な共役面を形成し、前記出射端の短手方向に関する屈折力に比べて前記出射端の長手方向に関する屈折力が小さい結像光学系と、を備える照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法に関する。
本願は、２０１２年６月２１日の米国仮出願６１／６６２，５７１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビなどの表示装置として、例えば有機ＥＬ表示パネル、液晶表示パネルなどのデバイスが多用されている。このような各種のデバイスは、例えば、露光処理およびエッチング技術を利用して、ガラスプレートなどの基板上に透明薄膜電極などの各種の膜パターンを形成することによって製造される。デバイスを製造する形態の１つとして、フィルム状の基板を搬送しながら、搬送経路上において基板に露光処理などの各種処理を行うロール・ツー・ロール方式の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開２００８／１２９８１９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
露光装置などの処理装置は、効率よくデバイスを製造可能にするなどの観点で、処理範囲を広げることが期待される。このような処理装置に用いられる照明装置は、被処理物の移動方向に垂直な方向の光の照射範囲を広げることが期待される。
本発明に係る態様は、処理範囲を広げることを可能にする照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係る一態様の照明装置は、長方形の第１面、内面、及び長方形の第２面を有し、前記第１面に入射した光が前記内面での多重反射を介して前記第２面から出射する、光インテグレータと、光源からの光を前記光インテグレータに導く導光部であり、前記第１面の長手方向に沿って所定の間隔で並ぶ複数の光束を前記光インテグレータに供給する、前記導光部と、前記第２面の短手方向に関して前記第２面と共役な共役面を形成し、前記第２面の短手方向に関する屈折力に比べて前記第２面の長手方向に関する屈折力が小さい結像光学系と、を備える。【０００６】
本発明に係る一態様の照明装置は、長方形の第１面、内面、及び長方形の第２面を有し、前記第１面に入射した光が前記内面での多重反射によって前記第２面から出射する、光インテグレータと、光源からの光を前記光インテグレータに導く導光部であり、前記第１面の長手方向に沿って所定の間隔で並びかつ所定の角度特性を有する複数の光束を、前記光インテグレータに供給する、前記導光部と、前記第２面の短手方向に関して前記第２面と共役な共役面を形成し、前記第２面の短手方向に関する屈折力に比べて前記第２面の長手方向に関する屈折力が小さい結像光学系であり、前記第２面の短手方向における等倍以外の所定倍率を有する前記結像光学系と、を備える。【０００７】
本発明に係る一態様の処理装置は、感応層を有する基板にマスクパターンに形成されたパターンを転写する処理装置であって、前記マスクパターンを照明する前記照明装置と、前記マスクパターンと前記基板とを、前記第２面の長手方向に垂直な方向に相対移動させる移動装置と、を備える。【０００８】
本発明に係る一態様のデバイス製造方法は、前記処理装置によって、前記マスクパターンと前記基板とを相対移動させながら前記基板に前記パターンを連続的に転写することと、前記パターンが転写された前記基板の感応層の変化を利用して後続の処理を実施することと、を含む。【０００９】
本発明に係る一態様の照明装置は、長方形の入射端、内面、及び長方形の出射端を有し、前記入射端から入射した光源からの光を前記内面での多重反射によって前記出射端へ導く直方体状の光インテグレータと、前記光インテグレータの入射端に入射する光を、前記入射端の長手方向に沿って所定の間隔で並ぶ複数の集光光束に形成する光源側光学系と、前記光インテグレータの出射端の短手方向に関して前記出射端と共役な共役面を形成し、前記出射端の短手方向に関する屈折力に比べて前記出射端の長手方向に関する屈折力が小さい結像光学系と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る態様によれば、処理範囲を広げることを可能にする照明装置、処理装置、及びデバイス製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】デバイス製造システムの一例を示す図である。
【図２】第１実施形態による露光装置を示す側面図である。
【図３】第１実施形態による露光装置を示す正面図である。
【図４】第１実施形態による照明装置を示す斜視図である。
【図５】第１実施形態による照明装置を示す側面図および正面図である。
【図６】第１実施形態による光源部を示す平面図である。
【図７】第１実施形態による絞り部材を示す平面図である。
【図８】照明方法を説明するための図である。
【図９】照明方法を説明するための図である。
【図１０】照度分布を説明するためのグラフである。
【図１１】第２実施形態による露光装置を示す側面図である。
【図１２】第２実施形態による照明装置を示す側面図および正面図である。
【図１３】第２実施形態による絞り部材を示す平面図である。
【図１４】第３実施形態による露光装置を示す側面図である。
【図１５】第３実施形態による照明装置を示す上面図である。
【図１６】照明方法を説明するための図である。
【図１７】照度分布の一例を示すグラフである。
【図１８】第４実施形態による露光装置を示す側面図である。
【図１９】照明方法を説明するための図である。
【図２０】照度分布の一例を示すグラフである。
【図２１】デバイス製造方法の一例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】
［第１実施形態］
図１は、デバイス製造システムＳＹＳ（フレキシブル・ディスプレー製造ライン）の構成例を示す図である。ここでは、供給ロールＦＲ１から引き出された可撓性の基板Ｐ（シート、フィルムなど）が、順次、ｎ台の処理装置Ｕ１，Ｕ２，Ｕ３，Ｕ４，Ｕ５，・・・Ｕｎを経て、回収ロールＦＲ２に巻き上げられるまでの例を示している。
【００１３】
図１において、ＸＹＺ直交座標系は、基板Ｐの表面（または裏面）がＸＺ面と垂直となるように設定され、基板Ｐの搬送方向（長尺方向）と直交する方向（幅方向）がＹ軸方向に設定されるものとする。Ｚ軸方向は、例えば鉛直方向に設定され、Ｘ軸方向およびＹ軸方向は水平方向に設定される。なお、説明の便宜上、Ｘ軸方向（搬送方向の下流）から見た図を正面図、Ｙ軸方向（回転中心軸の方向）から見た図を側面図、Ｚ軸方向（鉛直方向の上方）から見た図を上面図ということがある。
【００１４】
供給ロールＦＲ１に巻かれている基板Ｐは、ニップされた駆動ローラによって引き出され、エッジポジションコントローラによってＹ方向に位置決めされつつ、処理装置Ｕ１に送られる。
【００１５】
処理装置Ｕ１は、例えば塗布装置であり、印刷方式で基板Ｐの表面に感光性機能液（フォトレジスト、感光性カップリング材、ＵＶ硬化樹脂液など）を、基板Ｐの搬送方向（長尺方向）に関して連続的または選択的に塗布する。処理装置Ｕ２は、例えば加熱装置であり、処理装置Ｕ１から搬送されてきた基板Ｐを所定温度（例えば、数十℃から１２０℃程度）まで加熱して、表面に塗布された感光性機能層を安定に定着する。
【００１６】
処理装置Ｕ３は、露光装置を含み、例えば処理装置Ｕ２から搬送されてきた基板Ｐの感光性機能層に対して、ディスプレイ用の回路パターンや配線パターンに対応した紫外線のパターニング光を照射する。処理装置Ｕ３において、エッジポジションコントローラＥＰＣは、基板ＰのＹ方向（幅方向）の中心を一定位置に制御し、ニップされた駆動ローラＤＲ１は、露光装置の露光領域（処理領域）に基板Ｐを搬入する。駆動ローラＤＲ２、ＤＲ３は、基板Ｐに所定のたるみ（あそび）ＤＬを与えつつ、基板Ｐを搬出する。
【００１７】
また、処理装置Ｕ３において、回転ドラムＤＭは、シート状のマスクパターンＭ（マスク基板）を保持し、回転ドラムＤＰは、回転ドラムＤＭと対向する位置に基板Ｐを支持する。処理装置Ｕ３において、照明装置ＩＵは、回転ドラムＤＭに保持されているマスクパターンＭの一部を介して基板Ｐに光を照射することによって、マスクパターンＭに形成されているパターンを、回転ドラムＤＰに支持されている基板Ｐに転写する。処理装置Ｕ３において、アライメント顕微鏡ＡＭは、露光（転写）されるパターンと基板Ｐとを相対的に位置合せ（アライメント）するために、基板Ｐに予め形成されたアライメントマークなどを検出する。
【００１８】
図１の処理装置Ｕ３は、いわゆるプロキシミティ方式の露光装置を含み、マスクパターンＭが巻きつけられた回転ドラムＤＭをマスク体とし、マスク体と基板Ｐとを所定の間隙（例えば、数十μｍ以内）で近接させ、マスク体上のパターンを基板Ｐに転写する。処理装置Ｕ３によるパターンの転写方式は、プロキシミティ方式に限定されなく、円筒状のマスク体の外周に基板Ｐを巻付けるコンタクト方式であってもよいし、投影光学系によってマスクパターンＭの像を基板Ｐに投影する方式でもよい。また、マスク体は、回転ドラムＤＭとマスクパターンＭとがリリース可能でもよいし、リリース不能でもよい。例えば、マスク体は、透明な円筒状の石英管による回転ドラムＤＭの表面にマスクパターンＭを形成したものでもよい。
【００１９】
処理装置Ｕ４は、例えばウェット処理装置であって、処理装置Ｕ３から搬送されてきた基板Ｐの感光性機能層に対して、湿式による現像処理、無電解メッキ処理などのような各種の湿式処理の少なくとも１つを行なう。処理装置Ｕ５は、例えば加熱乾燥装置であり、処理装置Ｕ４から搬送されてきた基板Ｐを暖めて、湿式プロセスで湿った基板Ｐの水分含有量を所定値に調整する。
【００２０】
処理装置Ｕ１〜Ｕ５などによる処理が施された基板Ｐは、一連のプロセスの最後の処理装置Ｕｎを通った後に、ニップされた駆動ローラとエッジポジションコントローラとを介して回収ロールＦＲ２に巻き上げられる。
【００２１】
上位制御装置ＣＯＮＴは、製造ラインを構成する各処理装置Ｕ１からＵｎの運転を統括制御するものであり、各処理装置Ｕ１からＵｎにおける処理状況や処理状態の監視、処理装置間での基板Ｐの搬送状態のモニター、事前・事後の検査・計測の結果に基づくフィードバック補正やフィードフォワード補正なども行なう。
【００２２】
本実施形態で使用される基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼などの金属または合金からなる箔（フォイル）などである。樹脂フィルムの材質は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち１または２以上を含む。
【００２３】
基板Ｐは、各種の処理工程において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数が顕著に大きくないものを用いてもよい。熱膨張係数は、例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって、プロセス温度などに応じた閾値よりも小さく設定されていてもよい。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素などでもよい。また、基板Ｐは、フロート法などで製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上述の樹脂フィルム、箔などを貼り合わせた積層体であってもよい。また、基板Ｐは、予め所定の前処理によって、その表面を改質して活性化したもの、あるいは、表面に精密パターニングのための微細な隔壁構造（凹凸構造）を形成したものでもよい。
【００２４】
図１のデバイス製造システムＳＹＳは、デバイス（ディスプレーパネルなど）製造のための各種の処理を、基板Ｐに対して繰り返し、あるいは連続して実行する。各種の処理が施された基板Ｐは、デバイスごとに分割（ダイシング）されて、複数個のデバイスになる。基板Ｐの寸法は、例えば、幅方向（短尺となるＹ軸方向）の寸法が１０ｃｍから２ｍ程度であり、長さ方向（長尺となるＸ軸方向）の寸法が１０ｍ以上である。なお、上述のデバイス製造システムＳＹＳが備える複数の処理装置のうち少なくとも１つは、省略されることがある。
【００２５】
次に、処理装置Ｕ３（露光装置ＥＸ）について、より詳しく説明する。図２は本実施形態による露光装置ＥＸを示す側面図、図３は露光装置ＥＸを示す正面図である。図２の露光装置ＥＸは、マスクパターンＭの一部を照明する照明装置ＩＵと、基板Ｐ及びマスクパターンＭを移動させる移動装置１０と、露光装置ＥＸの各部を制御する制御装置１１とを備える。
【００２６】
図２の露光装置ＥＸは、いわゆる走査露光装置であり、照明光Ｌ１によって照明されているマスクパターンＭで発生する露光光Ｌ２によって基板Ｐを走査することにより、マスクパターンＭに形成されているパターンを基板Ｐに転写する。
【００２７】
図２および図３に示すように、照明装置ＩＵは、Ｙ軸方向に長手の照明領域ＩＲを形成し、照明領域ＩＲの照度分布が均一になるように照明光Ｌ１を射出する。移動装置１０は、マスクパターンＭの一部が照明領域ＩＲを順に通るように、照明領域ＩＲの長手方向（長軸方向、長軸、Ｙ軸方向）とほぼ垂直な方向（短手方向、短軸方向、短軸、Ｘ軸方向）にマスクパターンＭを移動する。このようにして、露光装置ＥＸは、マスクパターンＭのうち照明領域ＩＲに配置されている領域に、この領域のパターンに応じた露光光Ｌ２を発生させる。
【００２８】
また、移動装置１０は、マスクパターンＭから露光光Ｌ２が入射する領域（露光領域ＰＲ）を基板Ｐが通るように、基板Ｐを照明領域ＩＲの短手方向（Ｘ軸方向）に移動する。このようにして、露光装置ＥＸは、照明領域ＩＲの長手方向（Ｙ軸方向）と垂直な方向（Ｘ軸方向）に、露光光Ｌ２で基板Ｐを走査する。
【００２９】
次に、移動装置１０についてより詳しく説明する。図２の移動装置１０は、マスクパターンＭを保持する回転ドラムＤＭ、回転ドラムＤＭを駆動する駆動部１２、基板Ｐを支持する回転ドラムＤＰ、及び回転ドラムＤＰを駆動する駆動部１３を備える。
【００３０】
回転ドラムＤＭは、マスクパターンＭを保持するマスク保持部材である。回転ドラムＤＭは、円筒面状の外周面（以下、円筒面ＤＭａという）を有し、マスクパターンＭを円筒面ＤＭａに沿うように円筒面状に湾曲させて保持する。円筒面は、所定の中心線の回りに所定半径で湾曲した面のことであり、例えば、円柱又は円筒の外周面の少なくとも一部である。
【００３１】
マスクパターンＭは、例えばシート状に形成された透過型のマスクパターンであり、クロムなどの遮光部材で形成されたパターンを含む。回転ドラムＤＭは、その円筒面ＤＭａにマスクパターンＭが巻きつけられることで、マスクパターンＭをリリース可能（交換可能）に保持するが、マスクパターンＭをリリース不能に保持していてもよい。例えば、マスクパターンＭは、石英管やガラスパイプ等による回転ドラムＤＭの円筒面ＤＭａに形成されており、回転ドラムＤＭと一体化されていてもよい。
【００３２】
回転ドラムＤＭは、回転中心軸ＡＸ１の周りで回転可能なように設けられており、駆動部１２から供給されるトルクによって回転する。回転ドラムＤＭの回転位置は、エンコーダ等の検出部１４によって検出され、検出部１４による検出の結果に基づいて制御される。検出部１４は、移動装置１０の一部であってもよいし、移動装置１０とは別の装置であってもよい。
【００３３】
回転ドラムＤＰは、基板Ｐを保持する基板保持部材である。回転ドラムＤＰは、円筒面状の外周面ＤＰａを有し、外周面ＤＰａで基板Ｐを支持する。回転ドラムＤＰは、回転中心軸ＡＸ２の周りで回転可能なように設けられており、駆動部１３から供給されるトルクによって回転する。回転ドラムＤＰの回転中心軸ＡＸ２は、例えば回転ドラムＤＭの回転中心軸ＡＸ１とほぼ平行に設定される。基板Ｐは、回転ドラムＤＰが回転することで、回転ドラムＤＰに巻きつけられるように搬送される。
【００３４】
回転ドラムＤＰの回転位置は、エンコーダ等の検出部１５によって検出され、検出部１５による検出の結果に基づいて制御される。検出部１５は、移動装置１０の一部であってもよいし、移動装置１０とは別の装置でもよい。
【００３５】
制御装置１１は、検出部１４から取得した検出結果に基づいて駆動部１２を制御することにより、回転ドラムＤＭの回転位置を制御する。このように、制御装置１１は、回転ドラムＤＭに保持されているマスクパターンＭの回転位置を制御できる。また、制御装置１１は、検出部１５から取得した検出結果に基づいて駆動部１３を制御することにより、回転ドラムＤＰの回転位置を制御する。このように、制御装置１１は、回転ドラムＤＰの回転に伴って移動する基板Ｐの位置を制御できる。
【００３６】
制御装置１１は、駆動部１２および駆動部１３を制御することによって、マスクパターンＭと基板Ｐとの相対位置を制御し、マスクパターンＭのうち照明領域ＩＲと重なる部分で発生した露光光Ｌ２で基板Ｐを走査する。露光装置ＥＸにおいて露光光Ｌ２により基板Ｐが走査される走査方向は、回転中心軸ＡＸ１（Ｙ軸方向）とほぼ垂直な方向（Ｘ軸方向）である。
【００３７】
なお、駆動部１２は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とＺ軸方向の少なくとも１方向において、回転ドラムＤＭを移動可能であってもよい。この場合に、検出部１４は、駆動部１２が回転ドラムＤＭを移動させる方向において、回転ドラムＤＭの位置を検出してもよく、制御装置１１は、検出部１４の検出結果に基づいて駆動部１２を制御することで、任意の方向のおける回転ドラムＤＭの位置を制御してもよい。
【００３８】
このような回転ドラムＤＭの位置調整は、Ｘ軸の周りの回転方向とＺ軸の周りの回転方向との一方又は双方において、可能であってもよい。また、回転ドラムＤＭの位置調整は、回転ドラムＤＰに適用してもよい。露光装置ＥＸは、回転ドラムＤＭと回転ドラムＤＰの一方または双方の位置を制御することで、回転ドラムＤＭと回転ドラムＤＰの相対位置を制御することができる。これにより、露光装置ＥＸは、照明領域ＩＲと基板Ｐとの相対位置を、走査方向以外の方向においても調整できる。
【００３９】
次に、照明装置ＩＵについてより詳しく説明する。図４は本実施形態による照明装置ＩＵを示す斜視図、図５（Ａ）は照明装置ＩＵを示す側面図、図５（Ｂ）は照明装置ＩＵを示す正面図である。図６は光源部（導光部、光源側光学系）２０の一例を示す平面図、図７は絞り部材を示す平面図である。
【００４０】
図４の照明装置ＩＵは、所定の方向（Ｙ軸方向）を長手とする照明領域ＩＲを形成する。照明装置ＩＵは、露光装置ＥＸ（図２参照）において、照明領域ＩＲの長手方向が走査方向（Ｘ軸方向）とほぼ垂直になるように配置される。
【００４１】
照明装置ＩＵは、光源部２０、拡大光学系２１、光インテグレータ２２、及び結像光学系２３を備える。光源部２０から出射した照明光Ｌ１は、拡大光学系２１を通って光インテグレータ２２に入射し、光インテグレータ２２から出射した後に結像光学系２３を通って、照明領域ＩＲに入射する。
【００４２】
なお、露光用の照明光Ｌ１は、例えば、波長が３００ｎｍ以上４００ｎｍ以下の光、あるいは４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の光、例えば紫外域にある光が用いられる。そのため、光源部２０、拡大光学系２１、光インテグレータ２２、結像光学系２３の各々を構成する光学素子の硝材は、石英であってもよい。
【００４３】
図６の光源部２０は、固体光源２４（光源）と、固体光源２４に接続された複数の光ファイバ２５とを備える。ここでは、光源部２０に固体光源２４が複数設けられており、光ファイバ２５は、固体光源２４と１対１の対応で設けられている。固体光源２４は、例えば、レーザーダイオード（ＬＤ）あるいは発光ダイオード（ＬＥＤ）である。光源部２０は、固体光源２４からの光を光インテグレータ２２に導く。
【００４４】
光ファイバ２５（図４、図５参照）は、図６の固体光源２４からの照明光Ｌ１を、拡大光学系２１を介して光インテグレータ２２に導く。複数の光ファイバ２５のそれぞれは、照明光Ｌ１が出射する端２６を有し、光ファイバ２５の端２６は、光インテグレータ２２の入射端３５の長手方向（長軸方向、長軸）に沿って所定のピッチ（所定の間隔、中心間距離）で配列されている。複数の光ファイバ２５のそれぞれの端２６には、光源像Ｉｍ１が形成され、光源部２０は、複数の光源像Ｉｍ１を、照明領域ＩＲの長手方向に対応する方向に所定のピッチで並ぶように形成し、光インテグレータ２２に供給する。
【００４５】
光ファイバ２５の端２６は、ほぼ円形状であり、光源部２０から出射時の照明光Ｌ１の広がり角は、光ファイバ２５の入射端に収斂して入射する光の角度特性（開口数）や光ファイバ２５の径（φ１）などで定まる。拡大光学系２１は、光インテグレータ２２に入射時の照明光Ｌ１の広がり角を調整する。拡大光学系２１は、光源部２０と光インテグレータ２２との間の光路に配置されており、光源部２０が形成した光源像Ｉｍ１を拡大することで照明光Ｌ１の広がり角を調整する。
【００４６】
図５（Ｂ）の拡大光学系２１は、照明領域ＩＲの長手方向に配列された複数のモジュール２７を備える。複数のモジュール２７の各々は、光源部２０の光ファイバ２５と１対１の対応で設けられており、対応関係にある光ファイバ２５の光出射側の端２６の像を形成する。すなわち、拡大光学系２１は、光源像Ｉｍ１を拡大した二次光源像Ｉｍ２を形成する。なお、説明で参照する各図においては、図を見やすくするために、光源部２０とモジュール２７の数を適宜減らして示すことがある。
【００４７】
複数のモジュール２７の各々は、二次光源像Ｉｍ２を形成するレンズ２８及びレンズ２９と、レンズ３０とを備える。レンズ３０は、レンズ２９を通った照明光Ｌ１を、光インテグレータ２２の入射端３５に収まるように集光する。レンズ２８、レンズ２９、及びレンズ３０のそれぞれは、例えば球面レンズで構成されるが、非球面レンズまたは自由曲面レンズを含んでいてもよい。
【００４８】
レンズ２８及びレンズ２９は、例えば、テレセントリックな光学系であり、レンズ２８の前側焦点位置は、光ファイバ２５の光出射側の端２６に設定され、レンズ２９の前側焦点位置は、レンズ２８の後側焦点位置に設定される。光ファイバ２５の端２６の像（二次光源像Ｉｍ２）は、レンズ２９の後側焦点位置に形成される。レンズ３０は、レンズ２９と光インテグレータ２２の入射端３５との間の光路に配置され、例えば、その後側焦点位置が光インテグレータ２２の入射端３５に設定される。
【００４９】
このような設定の場合、光インテグレータ２２の入射端３５の位置に、光ファイバ２５の端２６の像（光源像）が結像（収斂）するが、これは必ずしも必要な条件ではなく、光インテグレータ２２の入射端３５の位置と光源像が形成される位置とを、レンズ２８〜３０の光軸方向にずらしておいてもよい。例えば、レンズ３０の後側焦点位置は、光インテグレータ２２の入射端３５の位置から、入射端３５の法線方向にずれていてもよい。
【００５０】
図５のモジュール２７は、光インテグレータ２２に入射時の照明光Ｌ１の広がり角を規定する絞り部材３１を含む。絞り部材３１は、いわゆる開口絞りであり、例えば拡大光学系２１の瞳面（二次光源像Ｉｍ２）の位置またはその近傍に配置される。ここでは、絞り部材３１は、光ファイバ２５の光出射側（固体光源２４側）の端と光学的に共役な位置に配置されている。
【００５１】
図７の絞り部材３１は、照明光Ｌ１が通る開口３１ａを有する。開口３１ａは、図５の複数のモジュール２７の配列に対応して、照明領域ＩＲの長手方向（Ｙ軸方向）に複数並んでいる。開口３１ａは、ほぼ円形であり、絞り部材３１を通った照明光Ｌ１のＸＺ面内の広がり角とＹＺ面内の広がり角とをほぼ同じに規定する。なお、絞り部材３１は、適宜、省略可能である。
【００５２】
図５（Ｂ）において、拡大光学系２１の複数のモジュール２７は、レンズ２８がＹ軸方向に配列されたレンズアレイ３２と、レンズ２９がＹ軸方向に配列されたレンズアレイ３３と、レンズ３０がＹ軸方向に配列されたレンズアレイ３４とで構成されている。このように、拡大光学系２１の少なくとも１種類のレンズをレンズアレイで構成することで、部品数を減らすことができるが、拡大光学系２１の少なくとも１種類のレンズは、レンズアレイの形態でなくてもよく、複数のモジュール２７で互いに独立した部品であってもよい。
【００５３】
光インテグレータ２２（図４参照）は、例えばロッドレンズのような直方体状の光学部材である。光インテグレータ２２は、長方形の入射端（長方形の入射面、第１面）３５、入射端３５の長辺を含む内面３６、入射端３５の短辺を含む内面３７、及び長方形の出射端（長方形の出射面、第２面）３８を有する。入射端３５は、光源部２０からの照明光Ｌ１が入射する入射領域を含み、出射端３８は、光インテグレータ２２の内部を通った照明光Ｌ１が出射する出射領域を含む。光インテグレータ２２は、入射端３５に入射した照明光Ｌ１を内面３６での多重反射によって出射端３８に導く。
【００５４】
光インテグレータ２２において入射端３５の短手方向（短軸方向、短軸）に広がる照明光Ｌ１は、後に図８（Ａ）に示すが、短手方向の端に位置する内面３６での反射回数が異なる複数の光束を含んでいる。光インテグレータ２２を通る照明光Ｌ１は、反射回数が異なる複数の光束が出射端３８で重なり合うことで、出射端３８の短手方向の照度分布が均一になる。ここでは、照明光Ｌ１は、複数のモジュール２７のいずれから出射した照明光Ｌ１であっても、内面３６で反射する光束を含んでいる。
【００５５】
光インテグレータ２２において入射端３５の長手方向に広がる照明光Ｌ１は、後に図８（Ｂ）に示すが、その出射元のモジュール２７のＹ軸方向の位置に応じて、長手方向の端に位置する内面３７で一部の光束が反射し、他の光束が内面３７に入射しない。例えば、入射端３５の長手方向の端部に配置されているモジュール２７からの照明光Ｌ１は、内面３７に入射して反射する光束を含むが、入射端３５の長手方向の中央部に配置されているモジュール２７からの照明光Ｌ１は、内面３７に入射する光束を実質的に含まない。ここでは、入射端３５の長手方向の中央部に配置されているモジュール２７からの照明光Ｌ１のほとんどは、内面３７で反射することなく光インテグレータ２２の内部を通り、出射端３８から出射する。
【００５６】
光インテグレータ２２は、短手方向に対応するＸ軸方向（ＸＺ面内）と長手方向に対応するＹ軸方向（ＹＺ面内）のそれぞれにおける照明光Ｌ１の広がり角を、ほとんど変化させない。すなわち、光インテグレータ２２における照明光Ｌ１のＸ軸方向の広がり角は、入射端３５への入射時と出射端３８からの出射時とでほとんど同じである。また、光インテグレータ２２における照明光Ｌ１のＹ軸方向の広がり角は、入射端３５への入射時と出射端３８からの出射時とでほとんど同じである。光インテグレータ２２から出射した照明光Ｌ１は、結像光学系２３に入射する。
【００５７】
結像光学系２３は、出射端３８の長手方向に関する屈折力に比べて、出射端３８の短手方向に関する屈折力が大きい。結像光学系２３は、例えば、１対のシリンドリカルレンズ（円筒レンズ）で構成される。結像光学系２３のシリンドリカルレンズの母線は、例えば、出射端３８の長手方向とほぼ平行に設定される。
【００５８】
結像光学系２３は、光インテグレータ２２の出射端３８の短手方向に平行かつ長手方向に垂直な任意の面上の光束に関して結像作用を有する。結像光学系２３は、光インテグレータ２２の出射端３８の短手方向に関して出射端３８と共役な共役面２３ａ（照明領域ＩＲ）を形成する。例えば、照明装置ＩＵをＹ軸方向から見たときに、出射端３８の１点（Ｙ軸方向に平行な線）から出射した光束は、共役面２３ａ上のほぼ１点（Ｙ軸方向に平行な線）上に収斂する。
【００５９】
以上のような構成の照明装置ＩＵは、共役面２３ａ（照明領域ＩＲ）がマスクパターンＭ（回転ドラムＤＭの円筒面ＤＭａ）とほぼ同じ位置になるように、配置される。光インテグレータ２２の出射端３８で短手方向の照度分布は、内面３６での多重反射により均一化されており、結像光学系２３が短手方向に関して出射端３８と照明領域ＩＲとを光学的に共役にするので、照明領域ＩＲにおいて短手方向の照度分布が均一になる。また、照明領域ＩＲにおいて長手方向の照度分布は、複数の光源部２０のそれぞれに由来する照度分布が長手方向にずれて重なることで、均一化される。そのため、照明装置ＩＵは、照明領域ＩＲを均一な明るさで照明できる。
【００６０】
次に、照明装置ＩＵによる照明方法についてより詳しく説明する。ここでは、各種の部材の寸法、焦点距離などの値を挙げて説明するが、これらの値は一例であって適宜変更できる。
【００６１】
図６の光源部２０の固体光源２４は、例えばレーザーダイオードであり、照明光Ｌ１として波長が約４０３ｎｍ程度のレーザー光を発し、出力が約０．２５Ｗ程度である。光源部２０には例えば８３個の固体光源２４が設けられ、これら８３個の固体光源２４の総出力は、約２０．０７５Ｗである。光ファイバ２５は、例えば、固体光源２４と同じ数（８３個）設けられ、その径（φ１）が約０．３ｍｍである。この例において、光源部２０の光ファイバ２５から出射する照明光Ｌ１の広がり角（角度特性）は、ＮＡ（開口数）に換算した値で約０．２である。
【００６２】
以下の説明において、光（例えば照明光Ｌ１）の広がり角をＮＡに換算した値のことを、適宜、光（例えば照明光Ｌ１）のＮＡ換算値という。また、ＸＺ面内でＸ軸方向に広がる光（光束）のＮＡ換算値をＸ軸方向のＮＡ換算値、ＹＺ面内でＹ軸方向に広がる光（光束）のＮＡ換算値をＹ軸方向のＮＡ換算値ということがある。
【００６３】
照明装置ＩＵからの出射時の照明光Ｌ１の広がり角、すなわち照明領域ＩＲに入射時の照明光Ｌ１の広がり角は、照明装置ＩＵの用途などに応じて設定される。例えば、露光装置ＥＸにおいて、照明装置ＩＵから出射時の照明光Ｌ１の広がり角は、露光装置ＥＸの解像度（投影パターンの線幅）などに応じて選択される。ここでは、露光装置ＥＸの解像度が数μｍ程度であり、照明装置ＩＵから射出された際の照明光Ｌ１のＮＡ換算値が０．０４に設定されているものとする。
【００６４】
図５の拡大光学系２１の各モジュール２７は、光源部２０が形成する光源像Ｉｍ１をＮ倍（例えば５倍）に拡大する。これにより、拡大光学系２１から出射時の照明光Ｌ１のＮＡ換算値は、拡大光学系２１に入射時の照明光Ｌ１のＮＡ換算値（例えば０．２）の１／Ｎ倍（ここでは、０．２／５＝０．０４）になる。このようなモジュール２７は、例えば、レンズ２８の焦点距離（ｆ１）を約３ｍｍ、レンズ２９の焦点距離（ｆ２）を約１５ｍｍ、レンズ３０の焦点距離（ｆ３）を約１８．７５ｍｍにすることで、実現できる。
【００６５】
図８及び図９は、照明方法を説明するための図である。詳しくは、図８（Ａ）は、光源像（二次光源像Ｉｍ２）からの光束をＹ軸方向から見た側面図、図８（Ｂ）は光源像（二次光源像Ｉｍ２）からの光束をＸ軸方向から見た正面図、図９は照明領域ＩＲから光源像Ｉｍ１（二次光源像Ｉｍ２）を見た図である。
【００６６】
図８の光インテグレータ２２は、例えば、短手方向（Ｘ軸方向）の寸法が約２．５ｍｍ、長手方向（Ｙ軸方向）の寸法が約２５０ｍｍ、短手方向および長手方向に垂直な方向（Ｚ軸方向）の寸法が約１２５ｍｍである。光インテグレータ２２に入射時の照明光Ｌ１の広がり角（角度特性）は、拡大光学系２１から出射時の照明光Ｌ１の広がり角とほぼ同じであり、例えばＮＡ換算値で０．０４程度である。
【００６７】
この条件において、照明光Ｌ１は、図８（Ａ）のようにＹ軸方向から見ると、光インテグレータ２２の内面３６での反射回数が０回の光束、１回の光束、及び２回の光束を含み、これら光束は、出射端３８で重ねあわされる。
【００６８】
出射端３８の短手方向に関する照明光Ｌ１のＮＡ換算値（Ｘ軸方向のＮＡ換算値）は、入射端３５への入射時と出射端３８からの出射時とでほぼ同じであり、例えば０．０４程度である。また、出射端３８の長手方向に関する照明光Ｌ１のＮＡ換算値（Ｙ軸方向のＮＡ換算値）は、入射端３５への入射時と出射端３８からの出射時とでほぼ同じであり、例えば０．０４程度である。このように、図８の例では、光インテグレータ２２から出射時の照明光Ｌ１の広がり角が長手方向と短手方向とで等方的であり、結像光学系２３への入射時の照明光Ｌ１の広がり角は、長手方向と短手方向とで等方的になる。
【００６９】
結像光学系２３への入射時における照明光Ｌ１の広がり角がＺ軸の周りで等方的である場合に、Ｘ軸方向（短手方向）に関する結像光学系２３の倍率は、例えば等倍に設定される。このような結像光学系２３は、例えば、１対のシリンドリカルレンズのＸＺ平面における焦点距離をほぼ同じ（例えば約１５ｍｍ）にすることで、実現できる。
【００７０】
結像光学系２３から出射時における照明光Ｌ１の短手方向の広がり角（Ｘ軸方向のＮＡ換算値）は、結像光学系２３の倍率が等倍であるので、結像光学系２３への入射時における照明光Ｌ１の短手方向の広がり角（Ｘ軸方向のＮＡ換算値）とほぼ同じになる。
【００７１】
結像光学系２３から出射時の照明光Ｌ１の、長手方向における広がり角（Ｙ軸方向のＮＡ換算値）は、結像光学系２３がＹＺ平面に関して屈折率をほとんど有していないので、結像光学系２３への入射時の照明光Ｌ１の、長手方向における広がり角（Ｙ軸方向のＮＡ換算値）とほぼ同じになる。
【００７２】
このように、結像光学系２３から出射時の照明光Ｌ１の広がり角を等方的にすることで、照明領域ＩＲに入射時の照明光Ｌ１の広がり角を等方的にすることができる。そのため、露光装置ＥＸにおいては、露光パターンの線幅を、短手方向（Ｘ軸方向）と長手方向（Ｙ軸方向）とで揃えることが容易になる。
【００７３】
次に、照明領域ＩＲの照度分布について説明する。以下の説明において、照明領域ＩＲのうち、光源部２０が形成する複数の光源像Ｉｍ１の１つからの照明光Ｌ１が入射する入射領域を、適宜、部分照明領域という。図８（Ｂ）に示すように、部分照明領域ＩＲａは、拡大光学系２１における複数の二次光源像Ｉｍ２の１つからの照明光Ｌ１が入射する入射領域と定義してもよい。ここでは、部分照明領域ＩＲａは、図５に示した１つの光ファイバ２５の射出側の端２６から出射した照明光Ｌ１が入射する、共役面２３ａ（照明領域ＩＲ）上の一部の領域に相当する。
【００７４】
拡大光学系２１の絞り部材３１（図５及び図７参照）は、光ファイバ２５の出射側の端２６と光学的に共役な位置に配置されており、絞り部材３１の開口３１ａがほぼ円形であるので、照明光Ｌ１の光強度分布は、ＮＡ換算値で０．０４に相当する広がり角においてガウス分布と考えてよい。したがって、絞り部材３１（開口３１ａ）の１点からの光束は、レンズ３０の焦点面において、ガウス分布のような照度分布を形成し、例えばスポット径（φ２）が約１.５ｍｍの範囲に広がる。なお、レンズ３０の焦点面が光インテグレータ２２の入射端３５とほぼ同じ位置である場合に、入射端３５の短手方向の寸法（ここでは約２．５ｍｍ）を、スポット径（φ２＝１．５ｍｍ）以上にすることで、入射端３５での‘けられ’を抑制できる。
【００７５】
光源部２０から出射して１つのモジュール２７を通った照明光Ｌ１は、図８（ａ）に示すように、光インテグレータ２２の内面３６での多重反射により、出射端３８において短手方向の照度分布が均一になる。ここでは、出射端３８の短手方向に広がる照明光Ｌ１は、内面３６での反射回数が０回の光束、＋Ｘ側の内面３６又は−Ｘ側の内面３６での反射回数が１回の光束、＋Ｘ側の内面３６又は−Ｘ側の内面３６での反射回数が２回の光束を含み、これら５本の光束が出射端３８で重ねあわされる。
【００７６】
内面３６で反射した光束は、光源像Ｉｍ１の虚像Ｉｍ３からの光束に相当し、出射端３８の各点に入射する光束は、光源像Ｉｍ１の実像からの光束と、内面３６が形成する４つの虚像Ｉｍ３からの光束とが重ね合わされた光束に相当する。そのため、図９に示すように、照明領域ＩＲの１点から光源部２０側を見ると、５つの光源像Ｉｍ１（実像または虚像）がＸ軸方向に並ぶことになる。
【００７７】
なお、図９の例では、Ｙ軸上の光源像Ｉｍ１が実像であり、その他の光源像Ｉｍ１が虚像Ｉｍ３である。また、図８（Ａ）では虚像Ｉｍ３を模式的に示しているが、虚像Ｉｍ３は、例えば、二次光源像Ｉｍ２と同じ面、または二次光源像Ｉｍ２と共役な面（光ファイバ２５の出射側の端２６と同じ面）に配置される。
【００７８】
また、光源部２０から出射して１つのモジュール２７を通った照明光Ｌ１は、図８（ｂ）に示すように、入射端３５の長手方向に広がりながら光インテグレータ２２の内部を通り、部分照明領域ＩＲａに入射する。部分照明領域ＩＲａは、例えばＹ軸方向に長手のほぼ短冊状の領域であり、光源部２０が形成する光源像Ｉｍ１の実像と１対１の対応で形成される。すなわち、部分照明領域ＩＲａは、拡大光学系２１の各モジュール２７が形成する二次光源像Ｉｍ２と１対１の対応で形成される。
【００７９】
図１０は、照度分布を説明するためのグラフである。詳しくは、図１０（Ａ）は、モジュール２７ごとの照明領域ＩＲ（部分照明領域ＩＲａ）の照度分布Ｂ１を示すグラフであり、横軸は短手方向の位置、縦軸は照度の相対値を示す。図１０（Ｂ）は、複数の部分照明領域ＩＲａによる照明領域ＩＲの照度分布Ｂ２を示すグラフであり、横軸は長手方向の位置、縦軸は長手方向の各位置における短手方向の照度を平均化した値の相対値を示す。
【００８０】
図１０（Ａ）に示すように、各部分照明領域ＩＲａの照度分布Ｂ１は、ガウス分布のような分布である。照明領域ＩＲにおいて、部分照明領域ＩＲａは、それぞれが隣の部分照明領域ＩＲａと重なり合うように、Ｙ軸方向に配列される。図１０（Ｂ）に示すように、照明領域ＩＲの照度分布Ｂ２は、部分照明領域ＩＲａの照度分布Ｂ１がＹ軸方向にずれて重なった分布となる。そのため、照明領域ＩＲの照度分布Ｂ２は、部分照明領域ＩＲａを所定のピッチで配置することで、いわゆるトップハット型の分布になり、Ｙ軸方向の端部を除くとほぼ均一な照度になる。
【００８１】
部分照明領域ＩＲａのＹ軸方向のピッチは、光源部２０が形成する光源像Ｉｍ１（光ファイバ２５の射出側の端２６）のＹ軸方向のピッチ（端２６の中心間距離）に応じた値になる。部分照明領域ＩＲａのＹ軸方向のピッチは、部分照明領域ＩＲａの中心位置から、その隣の部分照明領域ＩＲａの中心位置までの距離（中心間距離）であり、その他の要素のピッチも同様に定義できる。
【００８２】
光源部２０が形成する複数の光源像Ｉｍ１のＹ軸方向のピッチは、共役面２３ａ（照明領域ＩＲ）におけるＹ軸方向の照度分布が均一になるように、設定されている。光ファイバ２５の射出側の端２６、レンズ２８、レンズ２９、及びレンズ３０のそれぞれのＹ軸方向のピッチは、例えば３ｍｍである。
【００８３】
なお、所望の寸法の照明領域ＩＲを形成するには、光ファイバ２５、及び拡大光学系２１のモジュール２７を、照明領域ＩＲのＹ軸方向の寸法に応じた数だけＹ軸方向に所定のピッチで配列すればよい。
【００８４】
この照明装置ＩＵにおいては、結像光学系２３のシリンドリカルレンズがＹＺ面に関して屈折力をほとんど有していないので、照明光Ｌ１は、光インテグレータ２２のＹ軸方向の端から外側に例えば約１４ｍｍ程度広がることになる。光インテグレータ２２の外側に広がる照明光Ｌ１によって照らされる領域は、他の領域と照度分布が不均一になる場合があり、照明領域ＩＲとして用いなくてもよい。
【００８５】
図８（Ｂ）の例では、照明領域ＩＲの１点に入射する光束は、Ｙ軸方向に並ぶ５つのモジュール２７からの光束を重ね合わせた光束である。そのため、そのため、図９に示すように、照明領域ＩＲの１点から光源部２０側を見ると、５つの光源像Ｉｍ１がＹ軸方向に並ぶことになる。照明領域ＩＲのうちＹ軸方向の端部を除いた領域の各点には、Ｘ軸方向に５行、Ｙ軸方向に５列の２５個の光源像Ｉｍ１の配列からの光束に相当する光束が入射することになる。
【００８６】
本実施形態において、照明領域ＩＲの短手方向の照度分布は、光インテグレータ２２の内面３６での多重反射により均一化され、照明領域ＩＲの長手方向の照度分布は、複数の光源像Ｉｍ１からの光束がずれて重なることで均一化される。このような照明装置ＩＵは、所定方向に並ぶ部分照明領域ＩＲａの数を適宜調整することで、照明領域ＩＲを所定方向において所望の長さにしつつ、照明領域ＩＲを均一な明るさで照明することができる。
【００８７】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、走査方向に直交する方向の照明領域ＩＲを所望の長さにすることができるので、露光処理の処理範囲を広げることができる。結果として、露光装置ＥＸは、大型のデバイスを製造するための大型の基板、多面取り用の大型の基板などを効率よく処理することができる。
【００８８】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
【００８９】
図１１は本実施形態による露光装置ＥＸを示す側面図である。図１１の露光装置ＥＸは、図２に示した回転ドラムＤＰの代わりに基板ステージＳＴを備える。基板ステージＳＴは、基板Ｐを支持する基板支持部材であり、露光領域ＰＲにおいて基板Ｐを平面状に保つように支持する。基板ステージＳＴは、例えば基板Ｐの裏面をエアベアリングの層で非接触に支持する。
【００９０】
露光装置ＥＸにおいて、回転ドラムＤＭ（マスクパターンＭ）と基板ステージＳＴ（基板Ｐ）との間の光路には、絞り部材４０が設けられている。絞り部材４０は、いわゆる視野絞りであり、照明装置ＩＵから出射してマスクパターンＭを経由した光（露光光）の通過範囲を規定することによって、基板Ｐ上の光の入射範囲を規定する。露光装置ＥＸは、絞り部材４０により露光領域ＰＲの範囲を精度よく規定できるが、絞り部材４０を備えていなくてもよい。
【００９１】
図１２（Ａ）は照明装置ＩＵを示す側面図、図１２（Ｂ）は照明装置ＩＵの正面図、図１３は絞り部材３１を示す平面図である。
【００９２】
図１２の照明装置ＩＵにおいて、拡大光学系２１が照明光Ｌ１を短手方向（Ｘ軸方向）に広げる倍率は、拡大光学系２１が照明光Ｌ１を長手方向（Ｙ軸方向）に広げる倍率よりも大きい。このような拡大光学系２１は、例えば、レンズ２８が球面レンズで構成され、レンズ２９がシリンドリカルレンズ及び球面レンズで構成されるが、レンズ２９がトーリックレンズで構成されていてもよい。
【００９３】
拡大光学系２１の倍率がＸ軸方向とＹ軸方向とで異なるので、光ファイバ２５の端２６がほぼ円形である場合に、拡大光学系２１が形成する像（図１３の二次光源像Ｉｍ２）は、Ｘ軸方向に平行な短軸とＹ軸方向に平行な長軸とを有する楕円状になる。光ファイバ２５の端２６の径をφ１、拡大光学系２１が照明光Ｌ１をＸ軸方向に広げる倍率をＭ１ｘ、拡大光学系２１が照明光Ｌ１をＹ軸方向に広げる倍率をＭ１ｙとすると、二次光源像Ｉｍ２の短軸はＭ１ｘ×φ１、二次光源像Ｉｍ２の長軸はＭ１ｙ×φ１になる。例えば、光ファイバ２５の端２６の径（φ１）が０．３ｍｍ、Ｍ１ｘが３倍、Ｍ１ｙが５倍である場合に、二次光源像Ｉｍ２の短軸は０．９ｍｍ、二次光源像Ｉｍ２の長軸は１．５ｍｍになる。
【００９４】
拡大光学系２１によって二次光源像Ｉｍ２が形成される面（瞳面４１）の位置またはその近傍には、図１３に示すような絞り部材３１が設けられている。絞り部材３１は、いわゆる開口絞りであって、例えば二次光源像Ｉｍ２とほぼ相似の楕円状の開口３１ａを有する。開口３１ａは、例えば、短軸の方向が二次光源像Ｉｍ２とほぼ同じに設定され、長軸の方向が二次光源像Ｉｍ２とほぼ同じに設定される。ここでは、開口３１ａは、二次光源像Ｉｍ２とほぼ同じ寸法に形成されている。なお、絞り部材３１は、開口３１ａが二次光源像Ｉｍ２よりも小さくてもよいし、省略されていてもよい。
【００９５】
二次光源像Ｉｍ２からの照明光Ｌ１は、拡大光学系２１のレンズ３０を通って、光インテグレータ２２の入射端３５に入射する。入射端３５に入射時における照明光Ｌ１の広がり角（角度特性）は、二次光源像Ｉｍ２の形状又は絞り部材３１の形状に依存する。二次光源像Ｉｍ２のＸ軸方向の寸法（短軸）がＹ軸方向の寸法（長軸）よりも小さいことから、光インテグレータ２２における照明光Ｌ１の広がり角は、Ｘ軸方向の広がり角がＹ軸方向の広がり角よりも小さくなる。すなわち、拡大光学系２１（集光光学系とも呼ぶ）は、光インテグレータ２２の入射端３５に向かう光の入射端３５の長手方向（Ｙ方向）に関する角度特性と短手方向（Ｘ方向）に関する角度特性とを異ならせるように設定される。例えば、光インテグレータ２２において、照明光Ｌ１のＸ軸方向のＮＡ換算値は約０．０２４であり、照明光Ｌ１のＹ軸方向のＮＡ換算値は０．０４である。
【００９６】
光インテグレータ２２において、入射端３５の短手方向に広がる照明光Ｌ１（図１２（Ａ）参照）は、内面３６で反射して出射端３８に導かれ、内面３６での多重反射により出射端３８での照度が均一化される。出射端３８から出射時における照明光Ｌ１の短手方向の広がり角は、入射端３５への入射時とほぼ同じであり、ＮＡ換算値で例えば０．０２４である。
【００９７】
なお、光インテグレータ２２の入射端３５の位置と、光ファイバ２５の端２６の像が結像する位置とは、一致していなくてもよく、例えば、拡大光学系２１のレンズ３０の光軸に平行な方向において所定の範囲でずれていてもよい。
【００９８】
また、入射端３５の長手方向に広がる照明光Ｌ１（図１２（Ｂ）参照）は、その少なくとも一部が内面３７に入射することなく光インテグレータ２２の内部を通って、出射端３８から出射する。出射端３８から出射時における照明光Ｌ１の短手方向の広がり角は、入射端３５への入射時とほぼ同じであり、ＮＡ換算値で例えば０．０４である。
【００９９】
図１２の結像光学系２３は、光インテグレータ２２の出射端３８の像を短手方向（Ｘ軸方向）に縮小して共役面２３ａ（照明領域ＩＲ）に形成する。結像光学系２３のＸ軸方向の倍率Ｍ２ｘは、拡大光学系２１が照明光Ｌ１をＸ軸方向に広げる倍率をＭ１ｘ、拡大光学系２１が照明光Ｌ１をＹ軸方向に広げる倍率をＭ１ｙとすると、Ｍ１ｘ／Ｍ１ｙ倍である。例えば、Ｍ１ｘが３倍、Ｍ１ｙが５倍である場合に、結像光学系２３のＸ軸方向の倍率は、０．６倍に設定される。そのため、照明領域ＩＲの各点に入射する光束の短手方向のＮＡ換算値は、光インテグレータ２２からの出射時に対して、１／（Ｍ１ｘ／Ｍ１ｙ）倍になる。例えば、照明領域ＩＲの各点に入射する光束の短手方向のＮＡ換算値は、０．０２４／０．６となり、照明領域ＩＲの各点に入射する光束の長手方向のＮＡ換算値とほぼ同じ値（０．０４）になる。
【０１００】
本実施形態において、結像光学系２３は、光インテグレータ２２の出射端３８の像を短手方向に縮小するので、光インテグレータ２２の幅（Ｘ軸方向の寸法）に対して共役面２３ａの幅が狭くなる。例えば、円筒状に湾曲したマスクパターンＭを用いる露光装置ＥＸにおいて、共役面２３ａの幅を小さくすると、マスクパターンＭの形状と共役面２３ａの形状のずれを減らすことができ、マスクパターンＭでのデフォーカス量を減らすことができる。また、照明領域ＩＲの幅に比べて光インテグレータ２２の幅を大きくすることができ、光インテグレータ２２の強度を確保することが容易になる。そのため、例えば、光インテグレータ２２をＹ軸方向に延ばすことが容易になり、照明領域ＩＲをＹ軸方向に延ばすことが容易になる。
【０１０１】
なお、本実施形態の照明装置ＩＵは、第１実施形態において説明したように、照明領域ＩＲの照度分布が長手方向と短手方向のそれぞれにおいて均一化され、照明領域ＩＲを所定方向において所望の長さにしつつ均一な明るさで照明することができる。
【０１０２】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
【０１０３】
図１４は本実施形態による露光装置ＥＸを示す側面図、図１５は照明装置ＩＵを示す上面図である。図１４の照明装置ＩＵは、第１光学系４５、第２光学系４６、及び結像光学系２３を備える。第１光学系４５及び第２光学系４６は、それぞれ照明光Ｌ１を射出し、第１光学系４５及び第２光学系４６からの照明光Ｌ１は、結像光学系２３を介して照明領域ＩＲに入射する。
【０１０４】
第１光学系４５は、光源部２０ａ（第１導光部）、拡大光学系２１ａ、及び光インテグレータ２２ａ（第１光インテグレータ）を備える。光源部２０ａ及び拡大光学系２１ａは、例えば、第１実施形態と同様の構成であってもよい。光源部２０ａから出射した照明光Ｌ１は、拡大光学系２１ａを介して光インテグレータ２２ａの入射端３５ａに入射する。光源部２０ａ、拡大光学系２１ａ、及び光インテグレータ２２ａの各々を構成する光学素子の硝材は、例えば石英であってもよい。
【０１０５】
図１４の光インテグレータ２２ａは、錐台状の部材であって、Ｙ軸方向から見た側面がほぼ台形である。光インテグレータ２２は、ＹＺ面にほぼ平行な第１面４７ａと、第１面４７ａに対して非垂直（例えば約４５°）に傾斜した第２面４７ｂと、第１面４７ａにほぼ平行な第３面４７ｃと、第１面４７ａにほぼ垂直な第４面４７ｄとを有する。
【０１０６】
光インテグレータ２２ａは、第１面４７ａの一部に光源部２０ａからの照明光Ｌ１が入射するように配置されており、光源部２０ａからの照明光Ｌ１の入射領域の少なくとも一部が入射端３５ａを含む。入射端３５ａは、第１面４７ａの法線方向から見て第２面４７ｂと重なる部分の少なくとも一部を含む。図１４の光インテグレータ２２ａにおいて、入射端３５ａの長手方向はＹ軸方向とほぼ平行であり、入射端３５ａの短手方向はＺ軸方向とほぼ平行である。
【０１０７】
入射端３５ａに入射した照明光Ｌ１は、第２面４７ｂで反射して進行方向が折れ曲がり、第１面４７ａ及び第３面４７ｃに対応する内面で反射することで、第４面４７ｄに導かれる。第４面４７ｄは出射端３８ａを含み、光インテグレータ２２ａの内部を通った照明光Ｌ１は、出射端３８ａから出射する。図１４の光インテグレータ２２ａにおいて、出射端３８ａの長手方向はＹ軸方向とほぼ平行であり、出射端３８ａの短手方向はＸ軸方向とほぼ平行である。
【０１０８】
第２光学系４６は、第１光学系４５と同様の構成であり、Ｙ軸方向から見たときにＹＺ面に関して第１光学系４５と対称的に配置されている。第２光学系４６は、光源部２０ｂ（第２導光部）、拡大光学系２１ｂ、及び光インテグレータ２２ｂ（第２光インテグレータ）を備えるが、第１光学系４５と共通する説明については簡略化あるいは省略する。
【０１０９】
光インテグレータ２２ａと光インテグレータ２２ｂは、出射端３８ａ（出射端３８ｂ）の短手方向（Ｘ軸方向）に隣接して配置されており、第３面４７ｃが互いに接合されている。光インテグレータ２２ａと光インテグレータ２２ｂは、例えば屈折率が１.４６以下の接着剤で接合されており、それぞれの第３面４７ｃに対応する内面で照明光Ｌ１がほぼ全反射する。
【０１１０】
図１５に示すように、第１光学系４５の光源部２０ａにおいて光ファイバ２５ａの出射側の端２６ａは、入射端３５ａの長手方向（Ｙ軸方向）にほぼ一定のピッチＰｙで配列されている。また、第２光学系４６の光源部２０ｂにおいて光ファイバ２５ｂの出射側の端２６ｂは、入射端３５ｂの長手方向（Ｙ軸方向）にほぼ一定のピッチＰｙで配列されている。
【０１１１】
第１光学系４５の光ファイバ２５ａの端２６ａは、入射端３５ａ（入射端３５ｂ）の法線方向（Ｘ軸方向）から見たときに、第２光学系４６の光ファイバ２５ｂの端２６ｂのいずれともＹ軸方向の位置が重ならないように、配置されている。第１光学系４５の光ファイバ２５ａの端２６ａと第２光学系４６の光ファイバ２５ｂの端２６ｂは、Ｙ軸方向から見て交互に並んでおり、端２６ａの１つとその隣の端２６ｂのＹ軸方向の位置は、端２６ａのピッチＰｙ（端２６ｂのピッチＰｙ）の半分だけずれている。すなわち、端２６ａの１つとその隣の端２６ｂとのＹ軸方向の位置のずれ量Δｙは、ピッチＰｙの半分（Ｐｙ／２）とほぼ同じである。
【０１１２】
光源部２０ａにおいて複数の光ファイバ２５ａの端２６ａのそれぞれには、光源像Ｉｍ１ａが形成され、光源部２０ｂにおいて複数の光ファイバ２５ｂの端２６ｂのそれぞれには、光源像Ｉｍ１ｂが形成される。そのため、光源部２０ａによる複数の光源像Ｉｍ１ａは、光源部２０ｂによる複数の光源像Ｉｍ１ｂと、入射端３５ａ（入射端３５ｂ）の長手方向（Ｙ軸方向）の位置が重ならないように形成される。
【０１１３】
図１４に示した光源部２０ａからの照明光Ｌ１は、光インテグレータ２２ａの内面での多重反射により、出射端３８ａの短手方向における照度分布が出射端３８ａで均一化される。また、光源部２０ｂからの照明光Ｌ１は、光インテグレータ２２ｂの内面での多重反射により、出射端３８ｂの短手方向における照度分布が出射端３８ｂで均一化される。結像光学系２３は、出射端３８ａ（出射端３８ｂ）の短手方向に関して、光インテグレータ２２ａの出射端３８ａ及び光インテグレータ２２ｂの出射端３８ｂを含む面と共役な共役面２３ａを形成する。そのため、共役面２３ａ（照明領域ＩＲ）において照明光Ｌ１の照度分布は、出射端３８ａ（出射端３８ｂ）の短手方向に対応する方向で均一になる。
【０１１４】
また、図８を用いて説明したように、光源部２０ａが形成する各光源像Ｉｍ１ａからの光束は、光インテグレータ２２ａの内部をＹ軸方向に広がりながら伝播し、部分照明領域ＩＲａに入射する。部分照明領域ＩＲａは、隣の部分照明領域ＩＲａとＹ軸方向の一部が重なるように、Ｙ軸方向に配列される。このように、複数の光源像Ｉｍ１ａに由来する複数の光束が照明領域ＩＲでＹ軸方向にずれて重なることで、照明領域ＩＲのＹ軸方向の照度分布が均一になる。第２光学系４６からの照明光Ｌ１についても同様に伝播し、照明領域ＩＲのＹ軸方向の照度分布が均一になる。
【０１１５】
次に、照明領域ＩＲの各点に入射する光束の広がり角について説明する。図９（図８）を参照して説明したように、照明領域ＩＲの各点に入射する光束は、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに配列された光源像の実像あるいは虚像からの光束を重ねた光束に相当する。そのため、照明領域ＩＲの各点に入射する光束の広がり角は、各点から光源部２０側を見た際の光源像Ｉｍ１の実像および虚像の分布により定まる。
【０１１６】
図１６は、本実施形態による照明方法を説明するための図である。図１６（Ａ）は、以下の説明で参照する照明領域ＩＲの点Ｑ１、点Ｑ２の位置、及び照明領域ＩＲの法線方向から見たときの光源像Ｉｍ１のＹ軸方向の位置関係を示す図である。点Ｑ１と点Ｑ２は、光インテグレータ２２ａの出射端３８ａの短手方向（Ｘ軸方向）に並ぶ点であり、ここでは、Ｙ軸方向の位置（座標）が光源部２０ａによる光源像Ｉｍ１ａの中心とほぼ同じであるとする。
【０１１７】
光源部２０ａの光ファイバ２５ａから出射時の照明光Ｌ１の広がり角は、例えば、光ファイバ２５ａの径（φ１）が約０．３ｍｍである場合に、ＮＡ換算値で０．２程度である。例えば、拡大光学系２１のＸ軸方向に関する倍率（Ｍ１ｘ）が５倍、拡大光学系２１のＸ軸方向に関する倍率（Ｍ１ｘ）が５倍である場合に、拡大光学系２１が形成する二次光源像Ｉｍ２は、スポット径（φ２）が約１．５ｍｍの円形状になる。このような二次光源像Ｉｍ２からの照明光Ｌ１は、光インテグレータ２２ａに入射時のＸ軸方向（ＸＺ面内）のＮＡ換算値が０．０４程度、Ｙ軸方向（ＹＺ面内）のＮＡ換算値が０．０４程度になる。
【０１１８】
図１６（Ｂ）は、照明領域ＩＲ上の点Ｑ１から光源部２０ａを見たときの光源像Ｉｍ１ａの実像および虚像の分布を示す図、図１６（Ｃ）は、照明領域ＩＲ上の点Ｑ２から光源部２０ｂを見たときの光源像Ｉｍ１ｂの実像および虚像の分布を示す図である。
【０１１９】
照明領域ＩＲから見たときの光源像Ｉｍ１の実像と虚像のＸ軸方向における分布は、光インテグレータ２２（図８参照）の内面３６における照明光Ｌ１の反射回数などで定まる。内面３６での照明光Ｌ１の反射回数は、光インテグレータ２２に入射時の照明光Ｌ１のＸ軸方向の広がり角、２つの内面３６のＸ軸方向の間隔、光インテグレータ２２のＺ軸方向の寸法などに依存する。
【０１２０】
ここで、光ファイバ２５の径をφ１、光ファイバ２５の端２６から拡大光学系２１において二次光源像Ｉｍ２が形成される面（瞳面）までのＸＺ面に関する倍率をβ１、拡大光学系２１のレンズ３０のＸＺ面に関する焦点距離ｆ３、結像光学系２３のＸＺ面に関する倍率をβ２とすると、照明領域ＩＲの各点（例えば、点Ｑ１、点Ｑ２）に入射する光束のＸ軸方向の広がり角をＮＡで換算した値（ＮＡｘ）は、下記の式（１）で表される。
ＮＡｘ＝(φ１×β１×０．５／ｆ３)×１／β２  ・・・（１）
【０１２１】
式（１）において、例えば、光ファイバ２５の径（φ１）が０．３ｍｍ、拡大光学系２１のＸ軸方向の倍率（β１）が５倍、拡大光学系２１のレンズ３０の焦点距離（ｆ３）が１８．７５ｍｍ、結像光学系２３のＸ軸方向の倍率（β２）が１倍であるとすると、ＮＡｘは０．０４になる。
【０１２２】
また、照明領域ＩＲから見たときの光源像Ｉｍ１の実像と虚像のＹ軸方向における分布は、光源部２０が形成する光源像Ｉｍ１（光ファイバ２５の端２６）のＹ軸方向の位置、光インテグレータ２２に入射時の照明光Ｌ１の広がり角、光インテグレータ２２のＺ軸方向の寸法などで定まる。ここで、光源部２０が形成する光源像Ｉｍ１のＹ軸方向のピッチをＰｙ、光ファイバ２５から出射時の照明光Ｌ１のＹ軸方向のＮＡ換算値をＮＡｙ０、光ファイバ２５の端２６から拡大光学系２１において二次光源像Ｉｍ２が形成される面（瞳面）までのＹＺ面に関する倍率をβ３、拡大光学系２１のレンズ３０のＹＺ面に関する焦点距離をｆ４、光インテグレータ２２の入射端３５から照明領域ＩＲまでの光路長をＬｚとすると、第１光学系４５（光源部２０ａ）から照明領域ＩＲ上の点Ｑ１に入射する光束のＹ軸方向のＮＡ換算値（ＮＡｙ１）は、下記の式（２）で表される。
ＮＡｙ１＝（Ｐｙ×２＋ＮＡｙ０／β３×ｆ４)／Ｌｚ  ・・・（２）
【０１２３】
式（２）において、光ファイバ２５の端２６のピッチ（Ｐｙ）が３ｍｍ、光ファイバの端２６から出射時の照明光Ｌ１のＮＡ換算値（ＮＡｙ０）が０．２、拡大光学系２１のＹ軸方向の倍率（β３）が５倍、拡大光学系２１のレンズ３０の焦点距離（ｆ４）が１８．７５ｍｍ、光インテグレータ２２の入射端３５から照明領域ＩＲまでの光路長（Ｌｚ）が１８７．５ｍｍであるとすると、ＮＡｙ１は０．０３６となりＮＡｘ（０．０４）と異なる値になる。
【０１２４】
このように、照明領域ＩＲ上の各点に入射する光束は、広がり角を規定する要因がＸ軸方向とＹ軸方向とで異なるので、広がり角がＸ軸方向とＹ軸方向とで異なることがありえる。広がり角の異方性は、照明装置ＩＵの用途などに応じて適宜許容されるが、本実施形態においては、図１５のように光源部２０ａと光源部２０ｂとで、光源像Ｉｍ１ａと光源像Ｉｍ１ｂとのＹ軸方向の位置をずらすことで、照明領域ＩＲ上の各点に入射する光束の広がり角をＸ軸方向とＹ軸方向とで等方的にしている。
【０１２５】
詳しくは、図１６（Ｂ）および図１６（Ｃ）に示すように、点Ｑ２から光源部２０ｂを見たときの光源像の実像および虚像は、点Ｑ１から光源部２０ａを見たときの光源像の実像および虚像とＹ軸方向の位置がずれている。ここでは、光源部２０ａによる光源像Ｉｍ１ａと光源部２０ｂによる光源像Ｉｍ１ｂとでＹ軸方向の位置がピッチＰｙの半分だけずれているので、照明領域ＩＲから見た光源像Ｉｍ１の実像および虚像の位置も、光源像Ｉｍ１のＹ軸方向のピッチ（Ｐｙ）の半分だけＹ軸方向にずれることになる。そのため、第２光学系４６（光源部２０ｂ）から照明領域ＩＲ上の点Ｑ２に入射する光束のＹ軸方向のＮＡ換算値（ＮＡｙ２）は、下記の式（３）で表される。
ＮＡｙ２＝（Ｐｙ×２＋Ｐｙ×０．５)／Ｌｚ  ・・・（３）
【０１２６】
式（３）において、ピッチ（Ｐｙ）が３ｍｍ、光インテグレータ２２の入射端３５から照明領域ＩＲまでの光路長（Ｌｚ）が１８７．５ｍｍであるとすると、ＮＡｙ２は０．０４となる。ここで、基板Ｐ上の点は、点Ｑ１の位置において第１光学系４５からの光束で照明され、この光束のＮＡｙ１は０．０３６である。また、基板Ｐ上のこの点は、基板ＰがＸ軸方向に移動することで、点Ｑ２の位置において第２光学系４６からの光束で照明され、この光束のＮＡｙ１は０．０４である。そのため、基板Ｐ上の点に入射する光束のＹ軸方向の広がり角の最大値は、ＮＡ換算値で０．０４になり、Ｘ軸方向のＮＡ換算値（ＮＡｘ＝０．０４）とほぼ同じになる。
【０１２７】
また、点Ｑ２として、Ｙ軸方向の位置（座標）が光源部２０ｂによる光源像Ｉｍ１ｂの中心とほぼ同じである点を選択し、この点Ｑ２からＸ軸方向の位置がずれた点をＱ１とした場合を想定する。この場合に、基板Ｐ上の点は、点Ｑ１において第１光学系４５からの光束で照明されるときのＹ軸方向のＮＡ換算値が０．０４、点Ｑ２において第２光学系４６からの光束で照明されるときのＹ軸方向のＮＡ換算値が０．０３６になる。そのため、基板Ｐ上の点に入射する光束のＹ軸方向の広がり角の最大値は、ＮＡ換算値で０．０４になり、Ｘ軸方向のＮＡ換算値（ＮＡｘ＝０．０４）とほぼ同じになる。
【０１２８】
このように、光源部２０ａによる複数の光源像Ｉｍ１ａの長手方向における位置と、光源部２０ｂによる複数の光源像Ｉｍ１ｂの長手方向における位置とのずれ量（Δｙ）は、結像光学系２３を介して共役面２３ａ上の各点に入射する光束の広がり角が長手方向と短手方向とで等方的になるように、設定されている。
【０１２９】
図１７は、本実施形態の照明装置ＩＵの構成に基づいたシミュレーションにより得られた照度分布の一例を示すグラフである。図１７（Ａ）は短手方向の照度分布を示し、縦軸が照度（単位面積あたり光線本数）、横軸が短手方向（Ｘ軸方向）の位置である。図１７（Ｂ）は長手方向の照度分布を示し、縦軸が長手方向の各位置における短手方向の照度の積算値、横軸が長手方向（Ｙ軸方向）の位置である。図１７に示すように、短手方向と長手方向のそれぞれにおいて、均一な照度が得られる。
【０１３０】
なお、露光装置ＥＸにおいて、基板Ｐ上のＹ軸方向の各位置における露光量は、Ｘ軸方向（走査方向）の照度の積算値に応じた量になる。そのため、Ｘ軸方向の照度分布は、Ｙ軸方向の照度分布よりも均一性が低くてもよい。また、Ｙ軸方向の照度分布を均一化する上で、複数の固体光源２４の出力のばらつきを減らすようにしてもよい。例えば、照度分布のばらつきを±３％以内に収めるために、複数の固体光源２４の出力のばらつきを±３％以内に収めてもよい。
【０１３１】
複数の固体光源２４の出力を均一にするには、固体光源２４ごとに供給する電力を調整してもよい。例えば、複数の固体光源２４のうち、所定の電力に対する出力が平均的な出力よりも小さい固体光源２４に対しては、所定の電力よりも大きい電力を供給するように、固体光源２４の駆動部（駆動回路）を構成してもよい。
【０１３２】
また、複数の固体光源２４の出力を均一にするには、各固体光源２４からの光の光量を調整するフィルタを用いてもよい。例えば、複数の固体光源２４のうち、所定の電力に対する出力が平均的な出力よりも大きい固体光源２４に対しては、この固体光源２４から出射した光の一部を吸収する光学的なフィルタを設けてもよい。このフィルタは、複数のモジュール２７における光学特性のばらつきを抑制することにも利用できる。このようなフィルタは、透過率が固定であってもよいし、可変であってもよい。
【０１３３】
ここで、照明領域ＩＲにおける主光線の平行度について説明する。なお、Ｘ軸方向については、照明領域ＩＲに対する主光線の傾きが変化していても、走査露光されることで平均化されるので、主光線の傾きが変化することによる影響が小さい。Ｙ軸方向において像高の違いによる主光線の傾きのばらつきは、上記の数値の例では±４ミリラジアンに収まると見積もられる。また、照明領域ＩＲの各点に入射する光束のＮＡ換算値が０．０３、露光パターンの線幅が１０μｍである場合に、線幅の誤差を±４％（±０．４μｍ）に収めるためには、デフォーカス量を±１３μｍ程度の範囲に収めればよい。このような条件において、主光線の傾きのばらつきによる、基板Ｐにおける転写パターンのＹ軸方向の位置ずれ量は０．０５μｍ程度と見積もられる。この程度の位置ずれ量であれば、線幅１０μｍに対して０．５％程度の誤差であり、露光の精度への影響は小さい。
【０１３４】
なお、本実施形態で説明した照明装置ＩＵの諸元を用いるとともに、照明装置ＩＵによる照明領域ＩＲがＸ軸方向（走査方向）において５ｍｍ、Ｙ軸方向（非走査方向）において２５０ｍｍであるとし、照明光Ｌ１が固体光源２４から出射して拡大光学系２１に入射するまでの光量のロスを２０％、照明光Ｌ１が拡大光学系２１に入射して結像光学系２３から出射するまでの光量のロスを２０％とすると、照明領域ＩＲにおける照度は、２１１２ｍＷ／ｃｍ２と見積もられる。
【０１３５】
本実施形態において、照明装置ＩＵは、光源部２０ａと光源部２０ｂとで形成する光源像のＹ軸方向の位置が重ならないので、照明領域ＩＲの各点に入射する光束の広がり角を等方的にすることができる。また、光源部が１つである場合と比べて、光インテグレータ２２の出射端３８の短手方向から見たときの光源像のピッチを狭くすることができ、Ｙ軸方向の露光量の分布の均一性を高めることができる。また、例えば、光インテグレータ２２の出射端３８の短手方向から見たときの光源像のピッチを保持しつつ、各光源部が形成する光源像のピッチを広げることができる。これにより、例えば、光源部の構造の微細化を避けること等ができる。
【０１３６】
また、図１４の照明装置ＩＵは、第１光学系４５および第２光学系４６における光路を照明領域ＩＲの法線方向（Ｚ軸方向）と交差（直交）する方向に折り曲げるので、装置サイズをコンパクトにすることができ、例えば回転ドラムＤＭの内側に収めやすくなる。図１４の照明装置ＩＵは、光インテグレータ２２の第２面４７ｂを利用して光路を折り曲げるので部品数を減らすこと等ができるが、光インテグレータ２２とは別の折り曲げミラー等を用いて光路を折り曲げてもよい。
【０１３７】
［第４実施形態］
次に、第４実施形態について説明する。本実施形態において上述の実施形態と同様の構成については、同じ符号を付してその説明を簡略化あるいは省略することがある。
【０１３８】
図１８は、本実施形態による露光装置ＥＸを示す側面図である。図１８の露光装置ＥＸにおいて、照明装置ＩＵは、第３実施形態で説明したような第１光学系４５及び第２光学系４６の２系統の光学系からの照明光Ｌ１を、結像光学系２３を介して照明領域ＩＲに照射する。
【０１３９】
第１光学系４５は、光源部２０ａ、光源部２０ａからの照明光Ｌ１を広げる拡大光学系２１ａ、及び光インテグレータ４９ａ（光インテグレータ２２）を備える。拡大光学系２１ａの倍率は、第２実施形態で説明したように、光インテグレータ４９ａの入射端３５ａの長手方向（Ｙ軸方向）に関する倍率が、長手方向に垂直な短手方向（Ｘ軸方向）に関する倍率よりも大きい。拡大光学系２１ａからの照明光Ｌ１は、光インテグレータ４９ａの入射端３５ａに入射して光インテグレータ４９ａの内部を通り、出射端３８ａにおいて、出射端３８ａの短手方向の照度分布が均一化される。
【０１４０】
図１４に示した光インテグレータ２２ａは、拡大光学系２１ａからの照明光Ｌ１の光路を１回折り曲げる構成であるが、図１８の光インテグレータ２４９ａは、拡大光学系２１ａからの照明光Ｌ１の光路を２回折り曲げる構成である。図１８の光インテグレータ２２ａは、図１４の光インテグレータ２２ａを２つ用いて、光インテグレータ２２ａを互いに直交するように継いだ構造である。このように、光インテグレータ２２は、照明光Ｌ１の光路を折り曲げる回数が１回、２回、３回以上のいずれでもよく、また図２の光インテグレータ２２のように、照明光Ｌ１の光路を折り曲げなくてもよい。
【０１４１】
第２光学系４６は、第１光学系４５と同様の構成であり、光源部２０ｂ、拡大光学系２１ｂ、及び光インテグレータ４９ｂ（光インテグレータ２２）を備える。光源部２０ｂからの照明光Ｌ１は、拡大光学系２１ｂによって広げられた後に、光インテグレータ４９ｂの入射端３５ｂに入射し、出射端３８ｂにおいて、出射端３８ｂの短手方向の照度分布が均一化される。
【０１４２】
結像光学系２３は、光インテグレータ４９ａの出射端３８ａ及び光インテグレータ４９ｂの出射端３８ｂを含む面の像を、出射端３８ａ（出射端３８ｂ）の長手方向（Ｙ軸方向）に垂直な短手方向（Ｘ軸方向）に縮小して、共役面２３ａ（照明領域ＩＲ）に形成する。拡大光学系２１ａのＸ軸方向に関する倍率及びＹ軸方向に関する倍率と、結像光学系２３のＸ軸方向に関する倍率は、第２実施形態で説明したように、結像光学系２３から出射した照明光Ｌ１の広がり角が等方的になるように、設定されている。
【０１４３】
図１９は、照明方法を説明するための図である。図１９（Ａ）は、以下の説明で参照する照明領域ＩＲの点Ｑ１、点Ｑ２の位置、及び照明領域ＩＲの法線方向から見たときの光源像Ｉｍ１のＹ軸方向の位置関係を示す図である。点Ｑ１と点Ｑ２は、光インテグレータ２２の出射端３８の短手方向（Ｘ軸方向）に並ぶ点であり、ここでは、Ｙ軸方向の位置（座標）が光源部２０ａによる光源像Ｉｍ１ａの中心とほぼ同じであるとする。なお、光源部２０ａによる光源像Ｉｍ１ａのＹ軸方向の位置と、光源部２０ｂによる光源像Ｉｍ１ｂのＹ軸方向の位置とのずれ量（Δｙ）は、光源像Ｉｍ１ｂ（光源像Ｉｍ１ａ）のピッチＰｙのほぼ半分（Ｐｙ／２）である。
【０１４４】
図１９（Ｂ）は、照明領域ＩＲ上の点Ｑ１から光源部２０ａを見たときの光源像Ｉｍ１ａの実像および虚像の分布を示す図、図１９（Ｃ）は、照明領域ＩＲ上の点Ｑ２から光源部２０ｂを見たときの光源像Ｉｍ１ｂの実像および虚像の分布を示す図である。図１９（Ｂ）の例は、光インテグレータ４９ａにおける入射端３５ａから出射端３８ａまでの光路長（後述する）が図９の例と異なっており、光源像Ｉｍ１ａがＸ軸方向に７行、Ｙ軸方向に７列に並んでいる。また、図１９（Ｃ）に示すように、光源部２０ｂによる光源像Ｉｍ１ｂの分布は、光源部２０ａによる光源像Ｉｍ１ａの分布をＹ軸方向にピッチＰｙの半分だけずらした分布である。
【０１４５】
照明領域ＩＲの各点（例えば、点Ｑ１、点Ｑ２）に入射する光束のＸ軸方向のＮＡ換算値（ＮＡｘ）は、第３実施形態で説明した式（１）で表される。式（１）において、例えば、光ファイバ２５の径（φ１）が０．３ｍｍ、拡大光学系２１のＸ軸方向の倍率（β１）が３倍、拡大光学系２１のレンズ３０の焦点距離（ｆ３）が１８．７５ｍｍ、結像光学系２３のＸ軸方向の倍率（β２）が０．６倍であるとすると、ＮＡｘは０．０４になる。
【０１４６】
また、第１光学系４５において、光源部２０ａが形成する光源像Ｉｍ１のＹ軸方向のピッチをＰｙ、光ファイバ２５ａから出射時の照明光Ｌ１のＹ軸方向のＮＡ換算値をＮＡｙ０、光ファイバ２５ａの端２６ａから拡大光学系２１ａにおいて二次光源像Ｉｍ２が形成される面（瞳面）までのＹＺ面に関する倍率をβ３、拡大光学系２１ａのレンズ３０のＹＺ面に関する焦点距離をｆ４、光インテグレータ４９ａの入射端３５ａから照明領域ＩＲまでの光路長をＬｚとすると、第１光学系４５（光源部２０ａ）から照明領域ＩＲ上の点Ｑ１に入射する光束のＹ軸方向のＮＡ換算値（ＮＡｙ１）は、下記の式（４）で表される。
ＮＡｙ１＝（Ｐｙ×３＋ＮＡｙ０／β３×ｆ４)／Ｌｚ  ・・・（４）
【０１４７】
式（４）において、光ファイバ２５の端２６のピッチ（Ｐｙ）が３ｍｍ、光ファイバの端２６から出射時の照明光Ｌ１のＮＡ換算値（ＮＡｙ０）が０．２、拡大光学系２１のＹ軸方向の倍率（β３）が５倍、拡大光学系２１のレンズ３０の焦点距離（ｆ４）が１８．７５ｍｍ、光インテグレータ２２の入射端３５から照明領域ＩＲまでの光路長（Ｌｚ）が２６２．５ｍｍであるとすると、ＮＡｙ１は約０．０３７になる。
【０１４８】
第２光学系４６（光源部２０ｂ）から照明領域ＩＲ上の点Ｑ２に入射する光束のＹ軸方向のＮＡ換算値（ＮＡｙ２）は、照明領域ＩＲから見た光源像Ｉｍ１ｂの分布が光源像Ｉｍ１ａの分布とＹ軸方向にずれていることによって、下記の式（５）で表される。
ＮＡｙ２＝（Ｐｙ×３＋Ｐｙ×０．５)／Ｌｚ＝０．０４  ・・・（５）
【０１４９】
なお、式（３）においては、照明領域ＩＲから見てＹ軸方向に並ぶ光源像の数が５個であるので、ピッチＰｙに乗算される係数が５／２（すなわち２．５）である。式（５）においては、Ｙ軸方向に並ぶ光源像の数が７個であるので、ピッチＰｙに乗算される係数が７／２（すなわち３．５）である。
【０１５０】
式（５）において、ピッチ（Ｐｙ）が３ｍｍ、光インテグレータ４９ａの入射端３５ａから照明領域ＩＲまでの光路長（Ｌｚ）が２６２．５ｍｍであるとすると、ＮＡｙ２は０．０４となる。ここで、基板Ｐ上の点は、点Ｑ１の位置において第１光学系４５からの光束で照明され、この光束のＮＡｙ１は約０．０３７である。また、基板Ｐ上のこの点は、基板ＰがＸ軸方向に移動することで、点Ｑ２の位置において第２光学系４６からの光束で照明され、この光束のＮＡｙ１は０．０４である。そのため、基板Ｐ上の点に入射する光束のＹ軸方向の広がり角の最大値は、ＮＡ換算値で０．０４になり、Ｘ軸方向のＮＡ換算値（ＮＡｘ＝０．０４）とほぼ同じになる。
【０１５１】
このように、光源部２０ａによる複数の光源像Ｉｍ１ａの長手方向における位置と、光源部２０ｂによる複数の光源像Ｉｍ１ｂの長手方向における位置とのずれ量は、結像光学系２３を介して共役面２３ａ上の各点に入射する光束の広がり角が長手方向と短手方向とで等方的になるように、設定されている。
【０１５２】
図２０は、本実施形態の照明装置ＩＵの構成に基づいたシミュレーションにより得られた照度分布の一例を示すグラフである。図２０（Ａ）は短手方向の照度分布を示し、縦軸が照度（単位面積あたり光線本数）、横軸が短手方向（Ｘ軸方向）の位置である。図２０（Ｂ）は長手方向の照度分布を示し、縦軸が長手方向の各位置における短手方向の照度の積算値、横軸が長手方向（Ｙ軸方向）の位置である。図２０に示すように、短手方向と長手方向のそれぞれにおいて、均一な照度が得られる。
【０１５３】
ここで、照明領域ＩＲにおける主光線の平行度について説明する。なお、Ｘ軸方向については、照明領域ＩＲに対する主光線の傾きが変化していても、走査露光されることで平均化されるので、主光線の傾きが変化することによる影響が小さい。Ｙ軸方向において像高の違いによる主光線の傾きのばらつきは、上記の数値の例では±３ミリラジアンに収まると見積もられる。また、照明領域ＩＲの各点に入射する光束の広がり角がＮＡに換算した値で０．０３、露光パターンの線幅が１０μｍである場合に、線幅の誤差を±４％（±４μｍ）に収めるためには、デフォーカス量を±１３μｍ程度の範囲に収めればよい。このような条件において、主光線の傾きのばらつきによる、基板Ｐにおける転写パターンのＹ軸方向の位置ずれ量は０．０４μｍ程度と見積もられる。この程度の位置ずれ量であれば、線幅１０μｍに対して０．４％程度の誤差であり、露光の精度への影響は小さい。
【０１５４】
なお、本実施形態で説明した照明装置ＩＵの諸元を用いるとともに、照明装置ＩＵによる照明領域ＩＲがＸ軸方向（走査方向）において５ｍｍ、Ｙ軸方向（非走査方向）において２５０ｍｍであるとし、照明光Ｌ１が固体光源２４から出射して拡大光学系２１に入射するまでの光量のロスを２０％、照明光Ｌ１が拡大光学系２１に入射して結像光学系２３から出射するまでの光量のロスを２０％とすると、照明領域ＩＲにおける照度は、３５２０ｍＷ／ｃｍ２と見積もられる。
【０１５５】
本実施形態において、照明装置ＩＵは、光源部２０ａと光源部２０ｂとで形成する光源像のＹ軸方向の位置が重ならないので、照明領域ＩＲの各点に入射する光束の広がり角を等方的にすることができる。
【０１５６】
ところで、照明領域ＩＲをＹ軸方向に細長くするほど、光インテグレータは、Ｙ軸方向に細長い形状になり、強度が不足する可能性がある。本実施形態においては、光インテグレータ４９ａと光インテグレータ４９ｂとを貼り合せているので強度を確保しやすく、また結像光学系２３が出射端３８ａ（出射端３８ｂ）の像を短手方向に縮小するので照明領域ＩＲをＹ軸方向に細長くすることが容易である。
【０１５７】
なお、本発明の技術範囲は、上記の実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の実施形態で説明した要素の１つ以上は、省略されることがある。また、上記の実施形態で説明した要素は、適宜組み合わせることができる。
【０１５８】
なお、上述の各実施形態において、円筒状のマスクパターンＭを用いているが、例えば、いわゆる無端ベルト状のマスクパターンＭを用いてもよいし、平面状のマスクパターンＭを用いてもよく、マスク保持部材の形態はマスクパターンＭの形態に応じて、適宜変更できる。
【０１５９】
なお、上述の実施形態のいずれにおいて、基板Ｐを支持する基板支持部材は、第１実施形態で説明したような回転ドラムＤＰでもよいし、第２実施形態で説明したような基板ステージＳＴでもよい。
【０１６０】
なお、上述の各実施形態において、光源部２０は、固体光源２４からの照明光Ｌ１を平行化するコリメータを備えていてもよい。このコリメータは、例えば、固体光源２４と光ファイバ２５との間に配置され、その前側焦点位置が固体光源２４に設定される。
【０１６１】
なお、光源部２０は、固体光源２４と光ファイバ２５との間に、固体光源２４からの照明光Ｌ１を光ファイバ２５の光入射側の端に集光（収斂）するインプットレンズを備えていてもよい。このインプットレンズは、例えばコリメータと光ファイバ２５との間に配置される。インプットレンズの前側焦点位置は、例えばコリメータの後側焦点位置に設定され、インプットレンズの後側焦点位置は、例えば光ファイバ２５の光入射側の端に設定される。このようなインプットレンズは、その焦点距離とコリメータの焦点距離との比に応じて、照明光Ｌ１の広がり角（ＮＡ）を調整することに利用できる。
【０１６２】
ところで、レーザーダイオードは、ファーフィールドで観察すると、光の広がり角（配向特性）が異方性を有することがある。この場合に、コリメータとインプットレンズの一方または双方は、焦点距離に異方性を持たせることで、光ファイバ２５に入射時の照明光Ｌ１の広がり角を等方的に補正することに利用できる。
【０１６３】
なお、照明装置ＩＵは、拡大光学系２１を備えていなくてもよい。この場合に、光源部２０は、例えば、光インテグレータ２２の入射端３５に配列された複数のＬＥＤで構成されていてもよい。また、光源部２０は、固体光源２４の代わりにランプ光源を含んでいてもよく、１つのランプ光源からの光を複数の光ファイバ２５に分岐して光インテグレータ２２に導く構成でもよい。
【０１６４】
なお、光インテグレータ２２は、稠密な石英製の角柱状（平板状）ロッドでなくてもよく、例えば４枚のミラーを枠状に組み合わせた光学部材（カレードスコープ）でもよい。この光学部材において、ミラーに囲まれる光路の少なくとも一部に誘電体が配置されていてもよいし、この光路に誘電体が配置されていなくてもよい。すなわち、光インテグレータ２２は、その内部の一部が空隙であってもよい。
【０１６５】
なお、露光装置ＥＸは、マルチレンズ方式、或いはマイクロレンズアレー方式の投影型露光装置であってもよく、この場合に複数の照明光学系のうち少なくとも１つに上述のような照明装置ＩＵを適用できる。また、上述の実施形態においては、照明装置ＩＵを露光装置ＥＸに適用しているが、照明装置ＩＵは、例えばアニール装置などにも適用できる。
【０１６６】
例えば、紫外線を使ったアニール装置は、液晶表示デバイス製造用の大型のガラス基板や、太陽電池パネル製造用の長尺の可撓性基板を連続的に送りながら、その送り方向と直交した幅方向に細長いスリット状の紫外線照明を照射し、紫外線硬化樹脂層の硬化、半導体層の結晶化（配向）、等の処理を行なう装置である。上述の各実施形態による照明装置は、例えば、このようなアニール装置に適用可能であり、基板上に照射されるスリット状の照明光の照度均一性を高められるとともに、照射角度特性を所望の状態（等方又は非等方なＮＡ）に調整することができる。
【０１６７】
なお、基板上に形成されるスリット状の照射領域の短手方向の寸法（幅）を広げる場合もあり得る。その場合、図２〜図５、図１１、図１４、図１８で示した結像光学系２３は、光インテグレータ２２の射出端の短手方向に関する結像倍率を等倍以上の拡大系となるように設定される。その場合、基板上に照射される光の角度特性（ＮＡ）を等方的にするには、先の図１３で示した、瞳面４１（絞り部材３１の位置）に形成される複数の二次光源像Ｉｍ２の各々は、Ｙ軸方向に平行な短軸とＸ軸方向に平行な長軸とを有する楕円状にすればよい。
【０１６８】
なお、光インテグレータ２２の入射端３５と出射端３８の一方又は双方は、長方形でない態様も想定される。例えば、光インテグレータ２２の入射端３５と出射端３８の一方又は双方は、互いに平行な１対の第１辺を有し、１対の第１辺の端を結ぶ線が第１辺に垂直でなくてもよい。この線は、直線でもよいし、折れ線を含んでいてもよいし、曲線を含んでいてもよい。すなわち、入射端３５と出射端３８の一方又は双方は、長方形の少なくとも１つの角を丸めた形状（長方形状）であってもよいし、台形、あるいは台形の角の少なくとも１つを丸めた形状（台形状）であってもよい。入射端３５と出射端３８の一方又は双方が長方形以外の形状である場合に、１対の第１辺が照明領域ＩＲの長手方向とほぼ平行に設定されていてもよい。この場合に、入射端３５の長手方向と出射端３８の長手方向は、第１辺と平行な方向に設定される。
【０１６９】
なお、複数のモジュール２７からの照明光Ｌ１は、その少なくとも一部が光インテグレータ２２の内面３７に入射してもよいし、内面３７に入射しなくてもよい。例えば、拡大光学系２１（複数のモジュール２７）からの照明光Ｌ１が内面３７に入射しないように、複数のモジュール２７は、光インテグレータ２２の入射端３５における長手方向の端部を避けて配置されていてもよい。内面３７で反射した照明光Ｌ１は、照明に用いられてもよいし、照明に用いられなくてもよい。
【０１７０】
なお、図１１、図１４のように、光インテグレータ２２の出射端３８の像を短手方向（Ｘ軸方向）に縮小する構成において、拡大光学系２１が光源像Ｉｍ１を拡大する倍率は、異方的であってもよいし、等方的であってもよい。例えば、図２のように拡大光学系２１は、光源像Ｉｍ１を等方的に拡大し、かつ図１３のように楕円状の開口３１ａを有する絞り部材３１が照明光Ｌ１の広がり角を異方的にしてもよい。これにより、照明領域ＩＲに入射する際の照明光Ｌ１の広がり角を等方的又は異方的に調整してもよい。
【０１７１】
［デバイス製造方法］
次に、デバイス製造方法について説明する。図２１は、本実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。
【０１７２】
図２１に示すデバイス製造方法では、まず、例えば液晶表示パネル、有機ＥＬ表示パネルなどのデバイスの機能・性能設計を行う（ステップ２０１）。次いで、デバイスの設計に基づいて、マスクパターンＭを製作する（ステップ２０２）。また、デバイスの基材である透明フィルムやシート、あるいは極薄の金属箔などの基板を、購入や製造などによって準備しておく（ステップ２０３）。
【０１７３】
次いで、準備した基板をロール式、パッチ式の製造ラインに投入し、その基板上にデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、半導体膜などのＴＦＴバックプレーン層や、画素部となる有機ＥＬ発光層を形成する（ステップ２０４）。ステップ２０４には、典型的には、基板上の膜の上にレジストパターンを形成する工程と、このレジストパターンをマスクにして上記膜をエッチングする工程とが含まれる。レジストパターンの形成には、レジスト膜を基板表面に一様に形成する工程、上記の各実施形態に従って、マスクパターンＭを経由してパターン化された露光光で基板のレジスト膜を露光する工程、その露光によってマスクパターンの潜像が形成されたレジスト膜を現像する工程、が実施される。
【０１７４】
印刷技術などを併用したフレキシブル・デバイス製造の場合は、基板表面に機能性感光層（感光性シランカップリング材など）を塗布式により形成する工程、上記の各実施形態に従って、マスクパターンＭを経由してパターン化された露光光を機能性感光層に照射し、機能性感光層にパターン形状に応じて親水化した部分と撥水化した部分を形成する工程、機能性感光層の親水性の高い部分にメッキ下地液などを塗工し、無電解メッキにより金属性のパターンを析出形成する工程、などが実施される。
【０１７５】
次いで、製造するデバイスに応じて、例えば、基板をダイシング、あるいはカットすることや、別工程で製造された他の基板、例えば封止機能を持ったシート状のカラーフィルターや薄いガラス基板などを貼り合せる工程が実施され、デバイスを組み立てる（ステップ２０５）。次いで、デバイスに検査などの後処理を行う（ステップ２０６）。以上のようにして、デバイスを製造することができる。
【符号の説明】
【０１７６】
ＥＸ・・・露光装置、ＩＵ・・・照明装置、Ｌ１・・・照明光、Ｌ２・・・露光光、Ｍ・・・マスクパターン、Ｐ・・・基板、Ｕ３・・・処理装置、１０・・・移動装置、１１・・・制御装置、２０・・・光源部、２１・・・拡大光学系、２２・・・光インテグレータ、２３・・・結像光学系、２３ａ・・・共役面、２４・・・固体光源、２５・・・光ファイバ、３２〜３４・・・レンズアレイ、３５・・・入射端、３６、３７・・・内面、３８・・・出射端
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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