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KR20170130628A - Exposing apparatus and exposing method - Google Patents

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KR20170130628A
KR20170130628A KR1020177033406A KR20177033406A KR20170130628A KR 20170130628 A KR20170130628 A KR 20170130628A KR 1020177033406 A KR1020177033406 A KR 1020177033406A KR 20177033406 A KR20177033406 A KR 20177033406A KR 20170130628 A KR20170130628 A KR 20170130628A
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substrate
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Inventor
마사토 구마자와
Original Assignee
가부시키가이샤 니콘
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Publication date
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Abstract

기판 처리 장치(EX)는 조명 영역(IR)으로부터 발생하는 반사 광속(L2)을 기판을 향해서 투사시켜서, 마스크 패턴의 상을 기판에 결상하는 투영 광학계(PL)와, 조명 영역을 향하는 조명광과 조명 영역으로부터 발생하는 결상 광속 중, 한쪽을 통과시키고 다른 쪽을 반사시키는 광분리부(10)와, 1차 광원상을 형성하여, 1차 광원상으로부터의 조명광을 조명 영역에 조사함과 아울러, 1차 광원상과 광학적으로 공역인 제1 공역면을, 중심선과 원통면의 사이에 형성하는 조명 광학계(IL)를 구비한다. The substrate processing apparatus EX includes a projection optical system PL for projecting a reflected light flux L2 generated from the illumination area IR toward the substrate to form an image of the mask pattern on the substrate, A first light source image is formed so that illumination light from the first light source image is irradiated onto the illumination area, and a first light source image is formed by irradiating the illumination area with light And an illumination optical system (IL) that forms a first conjugate plane that is optically conjugate with the light source image, between the center line and the cylindrical plane.

Description

노광 장치 및 노광 방법{EXPOSING APPARATUS AND EXPOSING METHOD}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to an exposure apparatus and an exposing method,

본 발명은 기판 처리 장치 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a substrate processing apparatus and a device manufacturing method.

본원은 2012년 7월 13일에 출원된 일본국 특원 2012-157810호 및 2012년 7월 13일에 출원된 일본국 특원 2012-157811호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다. The present application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2012-157810, filed on July 13, 2012, and Japanese Patent Application No. 2012-157811, filed on July 13, 2012, the contents of which are incorporated herein by reference .

반도체 집적 디바이스, 표시 패널 등의 전자 회로의 패터닝을 행하는 기판 처리 장치로서, 정밀한 노광 장치가 폭넓게 이용되고 있다. 그 노광 장치는, 일반적으로, 마스크에 형성된 전자 회로의 패턴을, 반도체 웨이퍼나 유리 기판 등의 감광성(感光性)의 기판 상에, 투영 광학계를 통해서 광학적으로 전사(轉寫)하는 것이다. 여기서 사용되는 마스크는, 통상, 평탄한 석영판 상에 크롬 등의 차광재(遮光材)로 회로 패턴을 형성한 것이고, 주사형의 투영 노광 장치에서는, 그 마스크를 일차원으로 왕복 이동시키면서, 감광성의 기판을 스텝&스캔 방식으로 이동시켜서, 마스크의 회로 패턴을 기판 상에 매트릭스 모양(2차원)으로 정렬하도록 전사하고 있다. BACKGROUND ART As a substrate processing apparatus for patterning an electronic circuit such as a semiconductor integrated device or a display panel, a precise exposure apparatus is widely used. The exposure apparatus generally optically transfers a pattern of an electronic circuit formed on a mask onto a photosensitive (photosensitive) substrate such as a semiconductor wafer or a glass substrate through a projection optical system. The mask used here is usually a circuit pattern formed of a light shielding material such as chrome on a flat quartz plate. In a scanning projection exposure apparatus, while reciprocating the mask in a one-dimensional direction, Is transferred in a step & scan manner so as to align the circuit patterns of the mask in a matrix (two-dimensional) manner on the substrate.

그러한 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치에서는, 스테핑의 횟수(기판을 이동하는 가동 스테이지의 가감속의 횟수)를 줄임으로써, 스루풋(throughput)(생산성)을 향상시키는 것이 알려져 있다. 여기서, 반사형의 원통 마스크를 준비하고, 그 원통 표면의 원주 방향으로 복수의 회로 패턴을 반복해 늘어놓음으로써, 고스루풋화를 도모하는 노광 장치가, 예를 들면 하기의 특허 문헌 1에 기재되어 있다. In such a step-and-scan projection exposure apparatus, it is known that the throughput (productivity) is improved by reducing the number of stepping operations (the number of times of acceleration and deceleration of the movable stage for moving the substrate). An exposure apparatus for achieving high throughput by preparing a reflection type cylindrical mask and repeatedly arranging a plurality of circuit patterns in the circumferential direction of the cylindrical surface is disclosed in, for example, Patent Document 1 have.

한편으로, 대형의 표시 패널을 생산하는 현장에서는, 대형의 유리 기판(2m×m 이상)을 탑재하는 가동 스테이지를 가진 주사형 노광 장치와, 대형의 유리 기판 채, 현상, 에칭, 디포지션 등을 행하는 각종의 프로세스 장치나 반송 장치가 사용되고 있다. 이들 노광 장치, 프로세스 장치, 반송 장치는, 모두 매우 대형이고 고가일 뿐 아니라, 표시 패널의 제조에 드는 토탈 코스트(장치 가동에 따른 각종 용력의 경비, 광대한 클린 룸의 유지 경비, 에칭 등과 같은 재료 폐기의 공정에 의한 낭비 등)를 억제하는 것이 어렵다. On the other hand, in the field of producing a large display panel, a scanning type exposure apparatus having a movable stage for mounting a large glass substrate (2 m x m or more), a large glass substrate holding, developing, etching, Various types of process apparatuses and transfer apparatuses are used. These exposure apparatuses, process apparatuses, and transporting apparatuses are all very large and expensive, and are not only expensive to manufacture, but also provide a total cost (manufacturing cost, Waste caused by the disposal process, etc.).

여기서, 보다 자원이 절약된 제조 방법으로서 주목받고 있는 것이, 고정밀한 인쇄 기술을 활용하여, 플렉서블 수지 기판이나 플라스틱 기판 상에, 직접, 전자 회로를 형성하는 프린티드·일렉트로닉스 기술이다. 이 기술을 이용하여, 유기 EL에 의한 표시 패널을 롤·투·롤 방식으로 제조하는 방법이, 예를 들면 하기의 특허 문헌 2에 기재되어 있다. 롤·투·롤 방식은 공급 롤로부터 플렉서블(가요성(可撓性))한 긴 기판(필름)을 인출하여, 회수 롤에 감아 올려 가는 반송(搬送) 경로의 도중에서, 기판에 각종 처리를 가하는 것이다. What is attracting attention as a more resource-saving manufacturing method is a printed electronics technology in which an electronic circuit is directly formed on a flexible resin substrate or a plastic substrate by utilizing a high-precision printing technique. A method of manufacturing a display panel by an organic EL by a roll-to-roll method using this technique is disclosed in, for example, Patent Document 2 below. In the roll-to-roll method, a long substrate (film) flexible (flexible) is taken out from a supply roll, and various treatments are performed on the substrate in the middle of a transport path .

또, 노광 장치 등의 기판 처리 장치로서, 예를 들면 하기의 특허 문헌 1에 기재되어 있는 것처럼, 반도체 웨이퍼 상에 복수 개의 칩 디바이스를 스캔 방식으로 연속적으로 투영 노광할 때의 스루풋 향상을 위해, 원통 모양의 회전 마스크를 이용한 장치가 제안되어 있다. 또, 표시 패널이나 솔라 셀 등의 전자 디바이스를 제조하는 수법의 하나로서, 예를 들면 하기의 특허 문헌 2에 기재되어 있는 것 같은 롤·투·롤 방식이 알려져 있다. 롤·투·롤 방식은, 송출용 롤로부터 회수용 롤로 필름 등의 가요성 기판을 반송하면서, 반송 경로상에 있어서 기판에 각종 처리를 행하는 방식이다. As a substrate processing apparatus such as an exposure apparatus, for example, as described in Patent Document 1 below, in order to improve the throughput when a plurality of chip devices are successively projected and exposed in a scanning manner on a semiconductor wafer, Shaped rotary mask is proposed. As a method of manufacturing an electronic device such as a display panel or a solar cell, there is known a roll-to-roll method as disclosed in, for example, Patent Document 2 below. In the roll-to-roll system, a flexible substrate such as a film is transported from a delivery roll to a rotation roll, and various processes are performed on the substrate on the transport path.

특허 문헌 1: 국제 공개 제2008/029917호Patent Document 1: International Publication No. 2008/029917 특허 문헌 2: 국제 공개 제2008/129819호Patent Document 2: International Publication No. 2008/129819

특허 문헌 1에 개시된 노광 장치에서는, 예를 들면, 원통 마스크를 회전시키면서, 기판(웨이퍼) 상에서 주사 노광의 방향으로 일렬로 늘어선 복수의 쇼트 영역을, 통합하여 주사 노광할 수 있으므로, 스테핑 횟수가 격감하여, 스루풋이 높은 노광 처리를 할 수 있다. 그렇지만, 특허 문헌 1에 개시된 노광 장치의 투영 광학계에서는, 원통 마스크의 외주면에 형성되는 패턴이 원통 형상이기 때문에, 기판 상에 투영되는 패턴상(pattern image)의 품질(상질(像質))이 열화되거나, 투영 가능한 최소 선폭이 굵어져서, 고정밀한(충실한) 전사를 기대할 수 없게 될 가능성도 있다. In the exposure apparatus disclosed in Patent Document 1, for example, a plurality of shot areas aligned in a line in the scanning exposure direction on the substrate (wafer) can be integrated and scanned and exposed while rotating the cylindrical mask, So that exposure processing with high throughput can be performed. However, in the projection optical system of the exposure apparatus disclosed in Patent Document 1, since the pattern formed on the outer peripheral surface of the cylindrical mask is cylindrical, the quality (image quality) of the pattern image projected onto the substrate is deteriorated Or the projected minimum line width becomes thick, and there is a possibility that a high-precision (faithful) transfer can not be expected.

또, 특허 문헌 2에 개시된 롤·투·롤 방식에 의한 표시 패널의 제조 방식에 있어서도, 인쇄 방식이나 잉크젯(액적(液滴)) 방식만으로 고해상 패터닝을 할 수 없는 경우는, 노광 장치를 도입하게 된다. 그 경우, 가요성의 시트 기판을 투영계 아래에서 안정적으로 반송할 필요가 있다. 그것을 위한 유력한 방식은, 예를 들면, 시트 기판을 긴 방향으로 텐션을 주면서, 회전 드럼의 표면의 일부분에 감아 보내는 방식이다. 이 방식에 있어서도, 투영계에 의한 마스크의 패턴상은, 원통면 모양으로 만곡(彎曲)된 시트 기판 상에 투영되기 때문에, 마찬가지로, 기판 상의 패턴상의 품질(상질)이 열화되거나, 투영 가능한 최소 선폭이 굵어져서, 고정밀한(충실한) 전사를 기대할 수 없게 될 가능성도 있다. Also, in the manufacturing method of the display panel by the roll-to-roll method disclosed in Patent Document 2, when the high-resolution patterning can not be performed only by the printing method or the inkjet (droplet) method, do. In this case, it is necessary to carry the flexible sheet substrate stably under the projection system. A possible way to do this is, for example, a method in which the sheet substrate is wound around a portion of the surface of the rotating drum while tension is applied in the longitudinal direction. Also in this method, since the pattern image of the mask by the projection system is projected onto the sheet substrate curved in the cylindrical surface shape, the quality (quality) of the pattern on the substrate is likewise deteriorated or the minimum projected width It may become thicker, and it may be impossible to expect a high-precision (faithful) transfer.

본 발명의 양태는, 원통 모양으로 만곡된 마스크면 상의 패턴의 투영, 혹은 원통 모양으로 만곡된 기판 상으로의 패턴 투영에 있어서, 투영상(projective image)을 기판 상에, 고정밀도로 노광할 수 있는 기판 처리 장치, 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. An aspect of the present invention is to provide a projection exposure apparatus capable of accurately projecting a projective image onto a substrate in a projection of a pattern on a cylindrical mask surface or a projection of a pattern onto a cylindrical curved substrate A substrate processing apparatus, and a device manufacturing method.

또, 상술과 같은 노광 장치는, 예를 들면 롤 모양으로 만곡된 마스크 패턴을 연속 회전시키면서, 그 회전과 동기하여 기판(웨이퍼)을 주사 이동시킴으로써, 효율이 좋은 노광 처리가 가능하다. 그렇지만, 마스크 패턴은 원통면 모양으로 만곡되어 있기 때문에, 그 마스크 패턴의 일부를 통상의 투영 광학계를 통해서 평면 모양의 반도체 웨이퍼 상에 투영하면, 투영상의 품질(왜곡 오차, 비등방적인 배율 오차, 포커스 오차 등)이 저하될 가능성이 있다. The above-described exposure apparatus can perform efficient exposure processing, for example, by scanning and moving a substrate (wafer) in synchronization with the rotation while continuously rotating a mask pattern curved in a roll shape. However, since the mask pattern is curved in a cylindrical surface shape, when a part of the mask pattern is projected onto a planar semiconductor wafer through a normal projection optical system, the quality of the projected image (distortion error, anisotropic magnification error, focus Error, etc.) may be reduced.

본 발명의 다른 양태는, 만곡된 마스크 패턴(원통 마스크)을 이용하여, 투영상의 품질을 저하시키는 일 없이, 정밀도 좋게 투영 노광할 수 있는 기판 처리 장치, 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. Another object of the present invention is to provide a substrate processing apparatus and a device manufacturing method which can perform projection exposure with high precision using a curved mask pattern (cylindrical mask) without deteriorating the quality of projected images do.

본 발명의 제1 양태에 따르면, 소정의 중심선의 둘레를 소정 반경으로 만곡된 원통면을 따라서 배치되는 반사성의 마스크 패턴의 상(像)을, 감응성의 기판 상에 투영 노광하는 기판 처리 장치로서, 상기 원통면을 따라서 상기 마스크 패턴을 유지하고, 상기 중심선의 둘레를 회전 가능한 마스크 유지 부재와, 상기 마스크 패턴 상의 일부분에 설정되는 조명 영역으로부터 발생하는 반사 광속(光束)을 상기 감응성 기판을 향해서 투사(投射)함으로써, 상기 마스크 패턴의 일부분의 상을 상기 감응성 기판에 결상(結像)하는 투영 광학계와, 상기 조명 영역을 락사(落斜) 조명하기 위해, 상기 투영 광학계의 광로(光路) 내에 배치되어, 상기 조명 영역을 향하는 상기 조명광과 상기 조명 영역으로부터 발생하는 반사 광속 중, 한쪽을 통과시키고 다른 쪽을 반사시키는 광분리부와, 상기 조명광의 근원이 되는 1차 광원상(光源像)을 형성하고, 상기 광분리부와 상기 투영 광학계의 일부의 광로를 통해서, 상기 1차 광원상으로부터의 상기 조명광을 상기 조명 영역에 조사함과 아울러, 상기 1차 광원상과 광학적으로 공역(共役)인 제1 공역면을, 상기 중심선과 상기 원통면의 사이에 형성하는 조명 광학계를 구비한 기판 처리 장치가 제공된다. According to the first aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus for projecting and exposing an image of a reflective mask pattern disposed along a cylindrical surface curved at a predetermined radius around a predetermined center line onto a sensitive substrate, A mask holding member that holds the mask pattern along the cylindrical surface and is rotatable around the center line, and a reflective light flux (light flux) generated from an illumination area set on a part of the mask pattern is projected toward the sensitive substrate A projection optical system that forms an image of a part of the mask pattern on the sensitive substrate by projecting the mask pattern onto the photosensitive substrate, and a projection optical system that is disposed in the optical path of the projection optical system to light- , One of the illumination light directed to the illumination area and the reflected light flux generated from the illumination area is passed and the other is reflected (Light source image), which is a source of the illumination light, through the optical splitter and a part of the optical path of the projection optical system, There is provided a substrate processing apparatus provided with an illumination optical system for irradiating an illumination area with a first conjugate surface optically conjugate with the primary light source image between the center line and the cylindrical surface.

본 발명의 제2 양태에 따르면, 제1 양태의 기판 처리 장치에 의해서, 상기 마스크 유지 부재를 회전시키면서 상기 감응성 기판을 소정 방향으로 반송하면서, 상기 감응성 기판에 상기 마스크 패턴을 노광하는 것과, 그 노광된 감응성 기판의 감응층의 변화를 이용하여 후속 처리를 실시하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. According to a second aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus for exposing a mask pattern to the sensitive substrate while transporting the substrate in a predetermined direction while rotating the mask holding member by the substrate processing apparatus of the first aspect, And performing subsequent processing using a change in the responsive layer of the susceptible substrate.

본 발명의 제3 양태에 따르면, 소정의 중심선의 둘레를 소정 반경으로 만곡된 원통면을 따라서 배치되는 반사성의 마스크 패턴의 상을, 감응성의 기판 상에 투영 노광하는 기판 처리 장치로서, 상기 원통면을 따라서 상기 마스크 패턴을 유지하고, 상기 중심선의 둘레를 회전 가능한 마스크 유지 부재와, 상기 마스크 패턴 상의 일부분에 설정되는 조명 영역으로부터 발생하는 반사 광속을 상기 감응성 기판을 향해서 투사함으로써, 상기 마스크 패턴의 일부분의 상을 상기 감응성 기판에 결상하는 투영 광학계와, 상기 조명 영역을 락사 조명하기 위해, 상기 투영 광학계의 광로 내에 배치되어, 상기 조명 영역을 향하는 상기 조명광과 상기 조명 영역으로부터 발생하는 반사 광속 중, 한쪽을 통과시키고 다른 쪽을 반사시키는 광분리부와, 광원으로부터 발생한 상기 조명광을, 상기 광분리부를 통해서 상기 조명 영역에 조사함과 아울러, 상기 조명광의 주광선을, 상기 중심선과 상기 원통면 사이의 소정 위치를 향하도록, 상기 원통면의 원주 방향에 대해서 경사진 조명 광학계를 구비한 기판 처리 장치가 제공된다. According to a third aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus for projecting and exposing an image of a reflective mask pattern disposed along a cylindrical surface curved at a predetermined radius around a predetermined center line onto a sensitive substrate, A mask holding member capable of holding the mask pattern along the center line and projecting a reflected light flux generated from an illumination area set on a part of the mask pattern toward the sensitive substrate, And a reflective optical system arranged in the optical path of the projection optical system for illuminating the illumination area with the illumination light directed toward the illumination area and the reflected light flux generated from the illumination area, A light separation unit for passing light from the light source and reflecting the other light, Irradiating the illumination light generated by the illumination light to the illumination area through the light separation part and illuminating the principal ray of the illumination light with a light inclined with respect to the circumferential direction of the cylindrical surface so as to face a predetermined position between the center line and the cylindrical surface A substrate processing apparatus having an optical system is provided.

본 발명의 제4 양태에 따르면, 소정의 중심선의 둘레를 소정 반경으로 만곡된 원통면을 따라서 배치되는 반사성의 마스크 패턴의 상을, 감응성의 기판 상에 투영 노광하는 기판 처리 장치로서, 상기 원통면을 따라서 상기 마스크 패턴을 유지하고, 상기 중심선의 둘레를 회전 가능한 마스크 유지 부재와, 상기 마스크 패턴 상의 일부분에 설정되는 조명 영역을 향하는 조명광의 근원이 되는 1차 광원상을 형성하고, 상기 1차 광원상으로부터의 상기 조명광을 상기 조명 영역에 조사함과 아울러, 상기 1차 광원상과 광학적으로 공역인 제1 공역면을, 상기 중심선과 상기 원통면의 사이에 형성하는 조명 광학계와, 상기 조명광이 조사되고 있는 상기 조명 영역으로부터 발생하는 반사 광속을 중간상면(中間像面)으로 안내함과 아울러, 상기 마스크 패턴의 일부분의 상을 상기 중간상면에 형성하는 제1 투영 광학계와, 상기 중간상면의 위치 또는 그 근방에 배치된 오목 거울과, 상기 오목 거울에서 반사된 상기 반사 광속을 상기 감응성 기판을 향해서 투사함으로써, 상기 제1 투영 광학계가 상기 중간상면에 형성한 상을 상기 감응성 기판에 투영하는 제2 투영 광학계를 구비한 기판 처리 장치가 제공된다. According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus for projecting and exposing an image of a reflective mask pattern disposed along a cylindrical surface curved at a predetermined radius around a predetermined center line onto a sensitive substrate, A mask holding member capable of rotating around the center line and a primary light source image serving as a source of illumination light directed to an illumination area set on a part of the mask pattern, An illumination optical system for irradiating the illumination light from the image light source onto the illumination area and forming a first conjugate plane optically conjugate with the primary light source image between the center line and the cylindrical plane; (Intermediate image plane) of the mask pattern and a part of the mask pattern A concave mirror disposed at or near the position of the intermediate upper surface; and a projection optical system for projecting the reflected light flux reflected by the concave mirror toward the sensitive substrate, 1 projection optical system projects the image formed on the intermediate upper surface onto the sensitive substrate.

본 발명의 제5 양태에 따르면, 제3 양태의 기판 처리 장치에 의해서, 상기 마스크 유지 부재를 회전시키면서 상기 감응성 기판을 소정 방향으로 반송하여, 상기 감응성 기판에 상기 마스크 패턴을 연속적으로 노광하는 것과, 그 노광된 감응성 기판의 감응층의 변화를 이용하여 후속 처리를 실시하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus according to the third aspect, wherein the sensitive substrate is transported in a predetermined direction while rotating the mask holding member to continuously expose the mask pattern to the sensitive substrate, And performing subsequent processing using a change in the sensitive layer of the exposed sensitive substrate.

본 발명의 제6 양태에 따르면, 소정의 중심선의 둘레를 소정 반경으로 만곡된 원통면을 따라서 배치되는 반사성의 마스크 패턴의 상을, 감응성의 기판 상에 투영 노광하는 노광 장치로서, 상기 원통면을 따라서 상기 마스크 패턴을 유지하고, 상기 중심선의 둘레를 회전 가능한 마스크 유지 부재와, 상기 마스크 패턴 상의 일부분에 설정되는 조명 영역을 향해서, 광원으로부터의 조명광을 조사함과 아울러, 상기 조명광의 주광선을, 상기 중심선과 상기 원통면 사이의 특정 위치를 향하도록, 상기 원통면의 원주 방향에 관해서 기울긴 조명 광학계와, 상기 조명광의 조사에 의해서 상기 조명 영역으로부터 발생하는 반사 광속을 중간상면으로 안내함과 아울러, 상기 마스크 패턴의 일부분의 상을 상기 중간상면에 형성하는 제1 투영 광학계와, 상기 중간상면의 위치 또는 그 근방에 배치된 오목 거울과, 상기 오목 거울에서 반사된 상기 반사 광속이 입사되어, 상기 제1 투영 광학계에 의해서 상기 중간상면에 형성된 상을 상기 감응성 기판에 투영하는 제2 투영 광학계를 구비한 노광 장치가 제공된다. According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exposure apparatus for projecting and exposing an image of a reflective mask pattern disposed along a cylindrical surface curved at a predetermined radius around a predetermined center line onto a sensitive substrate, A mask holding member which holds the mask pattern and is rotatable around the center line, and an illumination light source which irradiates the illumination light from the light source toward an illumination region set in a part of the mask pattern, An illumination optical system that is inclined with respect to a circumferential direction of the cylindrical surface so as to face a specific position between the center line and the cylindrical surface; and a reflective optical system that guides the reflected luminous flux generated from the illumination area, A first projection optical system for forming an image of a part of the mask pattern on the intermediate upper surface, And a second projection optical system for projecting the image formed on the intermediate top surface onto the sensitive substrate by the first projection optical system after the reflected light flux reflected from the concave mirror is incident on the concave mirror, There is provided an exposure apparatus provided with the exposure apparatus.

본 발명의 양태에 의하면, 투영상을 기판 상에 고정밀도로 노광할 수 있음과 아울러, 효율 좋게 노광할 수 있는 기판 처리 장치, 및 디바이스 제조 방법을 제공할 수 있다. According to the aspect of the present invention, it is possible to provide a substrate processing apparatus and a device manufacturing method which can expose a projected image on a substrate with high accuracy and can perform exposure with high efficiency.

또, 본 발명의 다른 양태에 의하면, 만곡된 마스크 패턴의 상을 높은 품질로 투영할 수 있어, 고해상화, 미세화된 표시 디바이스 등의 패터닝 시에, 고정밀도로 투영 노광할 수 있는 기판 처리 장치, 및 디바이스 제조 방법을 제공할 수 있다. According to another aspect of the present invention, there is provided a substrate processing apparatus capable of projecting an image of a curved mask pattern with a high quality and capable of performing projection exposure with high precision at the time of patterning of a high- A device manufacturing method can be provided.

도 1은 제1 실시 형태에 의한 디바이스 제조 시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 노광 장치의 광학계의 개략을 설명하기 위한 모식도이다.
도 3은 조명 영역에 입사되는 광속 및 조명 영역으로부터 출사되는 광속을 도시한 도면이다.
도 4는 기판 처리 장치(노광 장치)의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 광원으로부터 조명 광학계의 제2 조리개 부재까지의 구성을 도시한 도면이다.
도 6은 조명 광학계의 제1 조리개 부재의 구성을 도시한 도면이다.
도 7a는 조명 광학계의 제1 조리개 부재에서부터 광분리부까지의 구성을 도시한 도면이다.
도 7b는 조명 광학계의 제1 조리개 부재에서부터 광분리부까지의 구성을 도시한 도면이다.
도 8은 조명 광학계의 광분리부에서부터 투영 광학계의 상면까지의 구성을 도시한 도면이다.
도 9는 제1 실시 형태에 의한 광분리부를 도시한 도면이다.
도 10은 조명 영역에 입사되는 광속 및 조명 영역으로부터 출사되는 광속을 도시한 도면이다.
도 11은 조명 영역으로부터 출사되는 광속을 도시한 상면도이다.
도 12는 스팟의 설명에서 참조하는 조명 영역의 대표 위치를 도시한 도면이다.
도 13은 광원상과 공역인 제1 공역면에 있어서의 스팟을 도시한 도면이다.
도 14는 제2 실시 형태에 의한 기판 처리 장치의 구성을 도시한 도면이다.
도 15는 노광 장치의 광학계의 일부를 확대하여 도시한 도면이다.
도 16은 제3 실시 형태에 의한 디바이스 제조 시스템을 도시한 도면이다.
도 17은 제3 실시 형태에 의한 노광 장치의 광학계를 설명하기 위한 모식도이다.
도 18은 조명 영역에 입사되는 광속 및 조명 영역으로부터 출사되는 광속을 도시한 도면이다.
도 19는 제3 실시 형태에 의한 기판 처리 장치(노광 장치)의 구성을 도시한 도면이다.
도 20은 균일화 광학계의 구성을 도시한 도면이다.
도 21은 제1 조리개 부재의 구성을 도시한 도면이다.
도 22a는 제1 조리개 부재에서부터 광분리부까지의 구성을 도시한 도면이다.
도 22b는 제1 조리개 부재에서부터 광분리부까지의 구성을 도시한 도면이다.
도 23은 광분리부의 구성을 도시한 도면이다.
도 24는 조명 영역에 입사되는 광속 및 조명 영역으로부터 출사되는 광속을 도시한 도면이다.
도 25는 조명 영역으로부터 출사되는 광속을 도시한 도면이다.
도 26은 스팟의 설명에서 참조하는 조명 영역의 대표 위치를 도시한 도면이다.
도 27은 광원상과 공역인 제1 공역면에 있어서의 스팟을 도시한 도면이다.
도 28은 제1 투영 광학계에 있어서의 광로를 도시한 도면이다.
도 29는 제2 투영 광학계에 있어서의 광로를 도시한 도면이다.
도 30은 제4 실시 형태에 의한 기판 처리 장치(노광 장치)의 구성을 도시한 도면이다.
도 31은 조명 광학계에 있어서의 광로를 도시한 도면이다.
도 32는 제1 투영 광학계에 있어서의 광로를 도시한 도면이다.
도 33은 제2 투영 광학계에 있어서의 광로를 도시한 도면이다.
도 34는 디바이스 제조 방법을 도시한 순서도이다.
1 is a diagram showing a device manufacturing system according to a first embodiment.
2 is a schematic diagram for explaining an outline of an optical system of an exposure apparatus.
3 is a view showing a light flux incident on the illumination area and a light flux emitted from the illumination area.
4 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus (exposure apparatus).
5 is a view showing a configuration from a light source to a second diaphragm member of an illumination optical system.
6 is a view showing a configuration of the first diaphragm member of the illumination optical system.
7A is a view showing a configuration from the first stop member of the illumination optical system to the optical isolator.
Fig. 7B is a view showing a configuration from the first stop member to the optical isolator of the illumination optical system. Fig.
Fig. 8 is a diagram showing the configuration from the light separation unit of the illumination optical system to the upper surface of the projection optical system.
Fig. 9 is a view showing a light separation section according to the first embodiment. Fig.
10 is a view showing a light beam incident on the illumination area and a light beam emitted from the illumination area.
11 is a top view showing a light flux emitted from an illumination area.
12 is a view showing a representative position of an illumination area referred to in a description of a spot.
13 is a diagram showing spots on the first conjugate plane which is a conjugate region with the light source image.
14 is a diagram showing the configuration of a substrate processing apparatus according to the second embodiment.
15 is an enlarged view of a part of the optical system of the exposure apparatus.
16 is a diagram showing a device manufacturing system according to the third embodiment.
17 is a schematic diagram for explaining the optical system of the exposure apparatus according to the third embodiment.
18 is a view showing a light flux incident on an illumination region and a light flux emitted from an illumination region.
19 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus (exposure apparatus) according to the third embodiment.
20 is a diagram showing a configuration of a homogenizing optical system.
21 is a view showing a configuration of the first diaphragm member.
22A is a view showing a configuration from a first diaphragm member to a light separation portion.
Fig. 22B is a view showing a configuration from the first diaphragm member to the optical isolator. Fig.
Fig. 23 is a diagram showing a configuration of the optical isolator. Fig.
24 is a view showing a light flux incident on the illumination region and a light flux emitted from the illumination region.
25 is a view showing a light flux emitted from an illumination area.
Fig. 26 is a view showing a representative position of the illumination area referred to in the explanation of spots. Fig.
27 is a diagram showing spots on the first conjugate plane which is a conjugate region with the light source image.
28 is a view showing an optical path in the first projection optical system.
29 is a view showing an optical path in the second projection optical system.
30 is a diagram showing a configuration of a substrate processing apparatus (exposure apparatus) according to the fourth embodiment.
31 is a view showing an optical path in the illumination optical system.
32 is a view showing an optical path in the first projection optical system.
33 is a view showing an optical path in the second projection optical system.
34 is a flowchart showing a device manufacturing method.

[제1 실시 형태][First Embodiment]

도 1은 본 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(SYS)(플렉서블·디스플레이 제조 라인)의 일례에 의한 구성을 도시한 도면이다. 여기에서는, 공급 롤(FR1)로부터 인출된 가요성 기판(P)(시트, 필름 등)이, 차례로, n대의 처리 장치(U1, U2, U3, U4, U5, … Un)를 거쳐서, 회수 롤(FR2)에 감아 올려 때까지의 예를 나타내고 있다. 1 is a diagram showing a configuration of an example of a device manufacturing system SYS (flexible display manufacturing line) of the present embodiment. Here, the flexible substrate P (sheet, film, or the like) drawn out from the supply roll FR1 passes through the n processing units U1, U2, U3, U4, U5, ... Un, Up to the time of winding on the frame FR2.

이하의 설명에 있어서, XYZ 직교 좌표계는 기판(P)의 표면(또는 이면)이 XZ면과 수직이 되도록 설정되고, 기판(P)의 반송 방향(긴 방향)과 직교하는 폭 방향이 Y축 방향으로 설정되는 것으로 한다. 이하의 설명에 있어서, X축 방향의 둘레의 회전 방향을 θX축 방향이라고 하고, 마찬가지로, Y축 방향, Z축 방향의 둘레의 회전 방향을 각각 θY축 방향, θZ축 방향이라고 한다. In the following description, the XYZ orthogonal coordinate system is set so that the front surface (or back surface) of the substrate P is perpendicular to the XZ plane, and the width direction orthogonal to the carrying direction (long direction) . In the following description, the rotational direction around the X-axis direction is referred to as the? X-axis direction, and the rotational directions around the Y-axis direction and the Z-axis direction are referred to as the?

공급 롤(FR1)에 감겨 있는 기판(P)은, 닙(nip)된 구동 롤러(DR1)에 의해서 인출되어 처리 장치(U1)에 반송된다. 기판(P)의 Y축 방향(폭 방향)의 중심은, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC1)에 의해서, 목표 위치에 대해서 ±십수 ㎛에서 수십 ㎛ 정도의 범위에 들어가도록 서보 제어된다. The substrate P wound on the supply roll FR1 is taken out by the niped drive roller DR1 and conveyed to the processing apparatus U1. The center of the substrate P in the Y-axis direction (width direction) is servo-controlled by the edge position controller EPC1 so as to fall within a range of about 占 퐉 to about 占 퐉 with respect to the target position.

처리 장치(U1)는 인쇄 방식으로 기판(P)의 표면에 감광성 기능액(포토레지스트, 감광성 커플링재, 감광성 도금 환원제, UV 경화 수지액 등)을, 기판(P)의 반송 방향(긴 방향)에 대해서 연속적 또는 선택적으로 도포하는 도포 장치이다. 처리 장치(U1) 내에는, 기판(P)이 감기는 실린더 롤러(DR2), 이 실린더 롤러(DR2) 상에서, 기판(P)의 표면에 감광성 기능액(감응성 기능액)을 똑같이, 혹은 부분적으로 도포하기 위한 도포용 롤러 등을 포함하는 도포 장치(Gp1), 기판(P)에 도포된 감광성 기능액에 포함되는 용제 또는 수분을 급속히 제거하기 위한 건조 장치(Gp2) 등이 마련되어 있다. The processing apparatus U1 is a system in which the photosensitive functional liquid (photoresist, photosensitive coupling agent, photosensitive plating reducing agent, UV curable resin liquid, etc.) In a continuous or selective manner. In the processing apparatus U1 is mounted a cylinder roller DR2 on which a substrate P is wound and a photosensitive functional liquid (sensitive functional liquid) on the surface of the substrate P on the cylinder roller DR2 in the same or partially A coating apparatus Gp1 including a coating roller for coating, a solvent contained in the photosensitive functional liquid applied to the substrate P, a drying apparatus Gp2 for rapidly removing moisture, and the like.

처리 장치(U2)는 처리 장치(U1)로부터 반송되어 온 기판(P)을 소정 온도(예를 들면, 수십 ℃ 내지 120℃ 정도)까지 가열하여, 표면에 도포된 감광성 기능층(감응성 기능층)을 안정되게 정착하기 위한 가열 장치이다. 처리 장치(U2) 내에는, 기판(P)을 꺾어 접어서 반송하기 위한 복수의 롤러와 에어·턴·바, 반입되어 온 기판(P)을 가열하기 위한 가열 챔버부(HA1), 가열된 기판(P)의 온도를, 후속 공정(처리 장치(U3), 기판 처리 장치)의 환경 온도와 맞추도록 내리기 위한 냉각 챔버부(HA2), 닙된 구동 롤러(DR3) 등이 마련되어 있다. The processing unit U2 heats the substrate P conveyed from the processing unit U1 to a predetermined temperature (for example, several tens of degrees Celsius to about 120 degrees Celsius) to form a photosensitive functional layer (sensitive functional layer) In order to stably fix the substrate. In the processing apparatus U2, there are provided a plurality of rollers and air-turn bars for folding and conveying the substrate P, a heating chamber portion HA1 for heating the carried-on substrate P, P is lowered to match the environmental temperature of the subsequent process (the processing apparatus U3, the substrate processing apparatus), the nipped driving roller DR3, and the like.

처리 장치(U3)(기판 처리 장치)는 노광 장치를 포함하며, 처리 장치(U2)로부터 반송되어 온 기판(P)의 감광성 기능층(감응성 기능층)에 대해서, 디스플레이용 회로 패턴이나 배선 패턴에 대응한 자외선의 패터닝 광을 조사한다. 처리 장치(U3) 내에는, 기판(P)의 Y축 방향(폭 방향)의 중심을 일정 위치로 제어하는 엣지 포지션 컨트롤러(EPC2), 닙된 구동 롤러(DR4), 패터닝 광이 기판(P)의 조사되는 위치에 있어서 기판(P)을 지지하는 기판 지지 롤(DR5)(기판 지지 부재), 및 기판(P)에 소정의 늘어짐(여유)(DL)을 주기 위한 2세트의 구동 롤러(DR6, DR7) 등이 마련되어 있다. The processing apparatus U3 (substrate processing apparatus) includes an exposure apparatus and is provided with a circuit pattern for display or a wiring pattern for the photosensitive functional layer (sensitive function layer) of the substrate P transported from the processing apparatus U2 And irradiates patterning light of the corresponding ultraviolet ray. An edge position controller EPC2 for controlling the center of the substrate P in the Y-axis direction (width direction) to a predetermined position, a nipped driving roller DR4, A substrate supporting roll DR5 (substrate supporting member) for supporting the substrate P at the irradiated position and two sets of driving rollers DR6, DR6 for giving a predetermined elongation (DL) to the substrate P, DR7) and the like are provided.

처리 장치(U3)에는, 원통 모양의 외주면에 반사형의 마스크 패턴(M)이 형성되고, Y축 방향과 평행한 중심선의 둘레를 회전하는 드럼 마스크(DM)와, 드럼 마스크(DM)의 마스크 패턴(M)에 Y축 방향으로 연장된 슬릿 모양의 노광용 조명광을 조사하는 조명 유닛(IU)과, 기판 지지 롤(DR5)에 지지되는 기판(P)의 일부분에, 드럼 마스크(DM)의 마스크 패턴(M)의 원주 방향의 일부분의 상을 투영하는 투영 광학계(PL), 및 투영되는 패턴의 일부분의 상과 기판(P)을 상대적으로 위치 맞춤(얼라이먼트)하기 위해서, 기판(P)에 미리 형성된 얼라이먼트 마크 등을 검출하는 얼라이먼트 현미경(AM)이 마련되어 있다. The processing apparatus U3 is provided with a drum mask DM in which a reflection type mask pattern M is formed on a cylindrical outer circumferential surface and is rotated around a center line parallel to the Y axis direction, An illumination unit IU for irradiating the pattern M with a slit-shaped illumination light beam extending in the Y-axis direction and an illumination unit IU for irradiating the mask M of the drum mask DM onto a part of the substrate P supported by the substrate support roll DR5. A projection optical system PL for projecting a part of the circumferential direction of the pattern M and a projection optical system PL for projecting a part of the projected pattern onto the substrate P in advance in order to relatively align And an alignment microscope AM for detecting an alignment mark or the like formed thereon.

처리 장치(U4)는 처리 장치(U3)로부터 반송되어 온 기판(P)의 감광성 기능층에 대해서, 습식에 의한 현상 처리, 무전해 도금 처리 등과 같은 각종의 습식 처리 중 적어도 1개를 행하는 웨트(wet) 처리 장치이다. 처리 장치(U4) 내에는, Z축 방향으로 계층화된 3개의 처리조(BT1, BT2, BT3)와, 기판(P)을 접어 구부려서 반송하는 복수의 롤러와, 닙된 구동 롤러(DR8) 등이 마련되어 있다. The processing apparatus U4 is a wet process apparatus that performs at least one of various types of wet processes such as development processing by wet processing, electroless plating processing, and the like for the photosensitive functional layer of the substrate P transported from the processing apparatus U3 wet processing apparatus. The processing apparatus U4 is provided with three treatment tanks BT1, BT2 and BT3 layered in the Z-axis direction, a plurality of rollers for folding and conveying the substrate P by bending, a nipped driving roller DR8, have.

처리 장치(U5)는 처리 장치(U4)로부터 반송되어 온 기판(P)을 데워서, 습식 프로세스에서 습해진 기판(P)의 수분 함유량을 소정치로 조정하는 가열 건조 장치이지만, 자세한 것은 생략한다. 그 후, 몇 개의 처리 장치를 거쳐서, 일련의 프로세스의 마지막 처리 장치(Un)를 통과한 기판(P)은, 닙된 구동 롤러(DR9)를 통해서 회수 롤(FR2)에 감겨 올려진다. 그 감아올릴 때도, 기판(P)의 Y축 방향(폭 방향)의 중심, 혹은 Y축 방향의 기판단(基板端)이, Y축 방향으로 흩어지지 않도록, 엣지 포지션 컨트롤러(EPC3)에 의해서, 구동 롤러(DR9)와 회수 롤(FR2)의 Y축 방향의 상대 위치가 차례로 보정 제어된다. The processing apparatus U5 is a heating and drying apparatus for warming the substrate P transported from the processing apparatus U4 to adjust the moisture content of the substrate P wetted in the wet process to a predetermined value. Thereafter, the substrate P having passed through the last processing unit Un of the series of processes via several processing apparatuses is wound up on the recovery roll FR2 via the nipped driving roller DR9. The edge position controller EPC3 controls the edge position controller EPC3 so that the base of the substrate P in the Y axis direction (width direction) or the Y axis direction judgment (substrate edge) is not scattered in the Y axis direction, The relative positions of the drive roller DR9 and the recovery roll FR2 in the Y-axis direction are sequentially corrected and controlled.

상위 제어 장치(CONT)는 제조 라인을 구성하는 각 처리 장치(U1 내지 Un)의 운전을 통괄 제어하는 것이다. 상위 제어 장치(CONT)는 각 처리 장치(U1 내지 Un)에 있어서의 처리 상황이나 처리 상태의 감시, 처리 장치 사이에서의 기판(P)의 반송 상태의 모니터, 사전·사후 검사·계측 결과에 기초한 피드백 보정이나 피드 포워드(feed forward) 보정 등도 행한다. The upper level control device CONT controls the operation of each of the processing devices U1 to Un constituting the manufacturing line in an integrated manner. The upper level control device CONT is based on the monitoring of the processing status and the processing status in each of the processing units U1 to Un, the monitoring of the conveying state of the substrate P between the processing units, the pre / Feedback correction and feed forward correction are also performed.

본 실시 형태에서 사용되는 기판(P)은, 예를 들면, 수지 필름, 스텐레스 강철 등의 금속 또는 합금으로 이루어진 박(箔)(포일) 등의 플렉서블한 기판이다. 수지 필름의 재질은, 예를 들면, 폴리에틸렌 수지, 폴리프로필렌 수지, 폴리에스테르 수지, 에틸렌 비닐 공중합체 수지, 폴리염화비닐 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트(polycarbonate) 수지, 폴리스티렌 수지, 초산비닐수지 중 1 또는 2 이상을 포함한다. The substrate P used in the present embodiment is, for example, a flexible substrate such as a foil (foil) made of a metal such as a resin film, stainless steel, or an alloy. The material of the resin film is, for example, polyethylene resin, polypropylene resin, polyester resin, ethylene vinyl copolymer resin, polyvinyl chloride resin, cellulose resin, polyamide resin, polyimide resin, polycarbonate resin, Polystyrene resin, and vinyl acetate resin.

기판(P)은 각종의 처리 공정에서 받는 열에 의한 변형량을 실질적으로 무시할 수 있도록, 열팽창 계수가 현저하게 크지 않은 것을 선정하는 것이 바람직하다. 열팽창 계수는, 예를 들면, 무기 필러를 수지 필름에 혼합함으로써, 프로세스 온도 등에 따른 임계치보다도 작게 설정되어 있어도 좋다. 무기 필러는, 예를 들면, 산화 티탄, 산화 아연, 알루미나, 산화 규소 등이라도 좋다. 또, 기판(P)은 플로트법 등으로 제조된 두께 100㎛ 정도의 극박(極薄) 유리의 단층체(單層體)여도 좋고, 이 극박 유리에 상기의 수지 필름, 박 등을 첩합(貼合)시킨 적층체여도 좋다. 또, 기판(P)은 미리 소정의 전처리에 의해서, 그 표면을 개질(改質)하여 활성화한 것, 혹은 표면에 정밀 패터닝을 위한 미세한 격벽 구조(요철(凹凸) 구조)를 임프린트(imprint)법에 의해 형성한 것이어도 좋다. It is preferable that the substrate P is selected so that its coefficient of thermal expansion is not remarkably large so that the amount of deformation due to heat received in various processing steps can be substantially ignored. The thermal expansion coefficient may be set to be smaller than a threshold value according to the process temperature or the like, for example, by mixing the inorganic filler with a resin film. The inorganic filler may be, for example, titanium oxide, zinc oxide, alumina, silicon oxide, or the like. The substrate P may be a single layer body made of a very thin glass having a thickness of about 100 mu m manufactured by a float method or the like and may be formed by bonding the above resin film, ) May be used. The substrate P may be obtained by modifying the surface of the substrate P by a predetermined pretreatment in advance and activating the surface of the substrate P. Alternatively, a fine barrier rib structure (concave / convex structure) for precision patterning may be formed on the surface by an imprint method As shown in Fig.

본 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(SYS)은, 디바이스(디스플레이 패널 등) 제조를 위한 각종의 처리를, 기판(P)에 대해서 반복하거나, 혹은 연속하여 실행한다. 각종의 처리가 가해진 기판(P)은, 디바이스마다 분할(다이싱)되어, 복수 개의 디바이스가 된다. 기판(P)의 치수는, 예를 들면, 폭 방향(짧은 길이가 되는 Y축 방향)의 치수가 10cm 내지 2m 정도이고, 긴 방향(긴 길이가 되는 X축 방향)의 치수가 10m 이상이다. 기판(P)의 폭 방향(짧은 길이가 되는 Y축 방향)의 치수는, 10cm 이하여도 좋고, 2m 이상이어도 좋다. 기판(P)의 긴 방향(긴 길이가 되는 X축 방향)의 치수는, 10m 이하여도 좋다. The device manufacturing system SYS of the present embodiment repeatedly executes various processes for manufacturing a device (display panel or the like) with respect to the substrate P or continuously. The substrate P subjected to various treatments is divided (diced) for each device into a plurality of devices. The dimension of the substrate P is, for example, about 10 cm to 2 m in the width direction (Y-axis direction having a short length) and the dimension in the long direction (X-axis direction having a long length) is 10 m or more. The dimension of the substrate P in the width direction (Y-axis direction which is a short length) may be 10 cm or less, or 2 m or more. The dimension of the substrate P in the long direction (X-axis direction which is a long length) may be 10 m or less.

다음으로, 처리 장치(U3)(노광 장치(EX), 기판 처리 장치)에 의한 노광의 원리를 설명한다. 도 2는 노광 장치(EX)의 광학계의 개략 구성을 설명하기 위한 모식도이다. 도 3은 조명 영역(IR)에 입사되는 광속 및 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 광속의 상태를 나타내는 설명도이다. Next, the principle of exposure by the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX, substrate processing apparatus) will be described. Fig. 2 is a schematic diagram for explaining the schematic structure of the optical system of the exposure apparatus EX. 3 is an explanatory view showing the state of the light flux incident on the illumination region IR and the light flux emitted from the illumination region IR.

도 2에 도시한 노광 장치(EX)는, 드럼 마스크(DM), 조명 광학계(IL), 투영 광학계(PL), 광분리부(10), 및 편향(偏向) 부재(11)를 구비한다. 드럼 마스크(DM)는 원통면 모양의 외주면(이하, 원통면(12)이라고 함)을 가지고, 반사형의 마스크 패턴(M)을 원통면(12)을 따르도록 만곡시켜 형성하고 있다. 원통면(12)은 소정의 중심선의 둘레를 소정 반경으로 만곡시킨 면이며, 예를 들면, 원 기둥(圓柱) 또는 원통의 외주면의 적어도 일부이다. 드럼 마스크(DM)는 회전 중심축(AX1)(중심선)의 둘레에서 회전 가능하다. The exposure apparatus EX shown in Fig. 2 is provided with a drum mask DM, an illumination optical system IL, a projection optical system PL, a light separation unit 10, and a deflection member 11. The drum mask DM has an outer peripheral surface of a cylindrical surface (hereinafter referred to as a cylindrical surface 12) and is formed by bending a reflective mask pattern M along the cylindrical surface 12. The cylindrical surface 12 is a surface curved at a predetermined radius around a predetermined center line, for example, at least a part of the outer circumferential surface of a circular column or a cylinder. The drum mask DM is rotatable around the rotation center axis AX1 (center line).

조명 광학계(IL)는 드럼 마스크(DM)에 유지된 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)을, 투영 광학계(PL)의 일부를 통해서 조명광 L1으로 락사 조명한다. 조명 광학계(IL)는, 조명광 L1의 근원이 되는 광원상(L0)을 형성하는 제1 광학계(13)와, 투영 광학계(PL)의 일부를 겸한 제2 광학계(14)(그 광축을 14a라고 함)를 포함한다. 광원상(L0)으로부터의 조명광 L1은, 투영 광학계(PL)의 동면(瞳面)에 배치되는 오목 거울의 모재(母材)가 되는 초재(礎材)로 구성되는 광분리부(10)의 통과부(15)를 통과해서 제2 광학계(14)에 입사되고, 제2 광학계(14)를 통과하여 편향 부재(11)의 상측의 반사 평면에서 편향된 후에, 조명 영역(IR)에 조사된다. 투영 광학계(PL)는 광분리부(10)와, 광분리부(10)와, 조명 영역(IR) 사이의 광로에 배치된 제2 광학계(광학계)(14)를 포함한다. The illumination optical system IL subjects the illumination area IR on the mask pattern M held by the drum mask DM to the illumination light L1 through a part of the projection optical system PL. The illumination optical system IL includes a first optical system 13 forming a light source image L0 that is a source of the illumination light L1 and a second optical system 14 serving as a part of the projection optical system PL ). The illumination light L1 from the light source image L0 passes through the light separation section 10 composed of a base material which becomes the base material of the concave mirror disposed on the pupil plane of the projection optical system PL Is incident on the second optical system 14 after passing through the second optical system 14 and deflected at the reflection plane on the upper side of the deflecting member 11 before being irradiated to the illumination area IR. The projection optical system PL includes a second optical system (optical system) 14 disposed in an optical path between the optical isolator 10, the optical isolator 10, and the illumination area IR.

자세한 것은 후술하지만, 광분리부(10)는, 도 2 중에서 광축(14a)에서부터 상반분(上半分)이 통과부(투과부)(15)이며, 그곳에 광원상(L0)(예를 들면, 플라이-아이 렌즈로 만들어지는 다수의 점광원상이 모인 것)이 형성된다. 또는, 도 2 중에서, 광분리부(10)의 광축(14a)에서부터 하반분(下半分)은, 오목면 모양의 반사부(16)로 되어 있다. 2, the upper half of the optical axis 14a is a passing portion (transmission portion) 15, and a light source image L0 (for example, a fly - a plurality of point light source images made of eye lenses are gathered) is formed. 2, the lower half portion (lower half portion) of the optical isolator 10 from the optical axis 14a is a concave reflective portion 16.

투영 광학계(PL)(제2 광학계(14)를 포함함)는, 조명 영역(IR)에서 발생한 반사 광속을 기판(P)을 향해서 투사함으로써, 조명 영역(IR) 내에 나타나는 마스크 패턴(M)의 일부의 상을 기판(P)에 투영한다. 이하의 설명에 있어서, 조명광 L1의 조사에 의해, 마스크 패턴(M)으로부터 발생하여 기판에 투사되는 광속을, 적당, 결상 광속 L2라고 한다. The projection optical system PL (including the second optical system 14) projects the reflected light flux generated in the illumination area IR toward the substrate P, thereby projecting the mask pattern M And a part of the image is projected onto the substrate P. [ In the following description, the light flux that is generated from the mask pattern M and projected onto the substrate by irradiation of the illumination light L1 is referred to as an imaging light flux L2.

조명 영역(IR)에서 발생한 결상 광속 L2는, 편향 부재(11)의 상측의 반사 평면에서 편향되어 제2 광학계(14)에 입사되고, 제2 광학계(14)를 통과하여 광분리부(10)의 반사부(16)에서 반사된 후에, 제2 광학계(14)를 재차 통해서 편향 부재(11)의 하측의 반사 평면에 이른다. 편향 부재(11)의 하측의 반사 평면에서 반사한 결상 광속 L2는, 조명 영역(IR)과 공역인 위치에서, 조명 영역(IR) 내에 나타나는 마스크 패턴(M)의 일부에 대응한 중간상 Im을 형성한다. 이 중간상 Im은, 그 후에 배치되는 투영 광학계(도 4에 부호 PL2로 나타냄)에 의해서, 기판(P) 상에 재결상된다. The imaging light flux L2 generated in the illumination area IR is deflected at the reflection plane on the upper side of the deflecting member 11 and is incident on the second optical system 14 and passes through the second optical system 14, And reaches the reflection plane on the lower side of the deflecting member 11 again through the second optical system 14. [ The imaging light beam L2 reflected by the lower reflective surface of the deflecting member 11 forms a middle image Im corresponding to a part of the mask pattern M appearing in the illumination area IR at a position conjugate to the illumination area IR do. This intermediate image Im is re-formed on the substrate P by a projection optical system (indicated by PL2 in Fig. 4) arranged thereafter.

그런데, 도 3에 도시된 것처럼 조명 영역(IR)이 원통면 모양으로 만곡되어 있으므로, 조명광 L1의 주광선 L1a의 조명 영역(IR)에 대한 입사각은, 원통면(12)의 원주 방향에 있어서의 주광선 L1a의 입사 위치에 따라 다르게 한다. 이것은, 조명 영역(IR)으로부터 발생하는 결상 광속 L2의 각 주광선 L2a를, 회전 중심축(AX1)과 수직인 면 내에서는 서로 평행하게 하기 위함이다. 3, the incident angle of the principal ray L1a of the illumination light L1 with respect to the illumination region IR is substantially the same as the incident angle of the principal ray L1 in the circumferential direction of the cylindrical surface 12, L1a, respectively. This is to make each principal ray L2a of the imaging light beam L2 generated from the illumination area IR parallel to each other in a plane perpendicular to the rotation center axis AX1.

본 실시 형태에 있어서, 조명 광학계(IL)는, 결상 광속 L2의 각 주광선 L2a가 서로 평행에 가까운 상태(텔레센트릭한 상태)가 되도록, 회전 중심축(AX1)과 수직인 면 내에서 주광선 L1a를 비평행으로 한 조명광 L1을, 조명 영역(IR)에 조사하도록 구성되어 있다. 즉, 조명 광학계(IL)는 결상 광속 L2의 투영 광학계(PL)로의 입사측을 텔레센트릭한 상태로 하려고, 조명 영역(IR)에 입사되는 조명광 L1이 비텔레센트릭한 상태로 구성되어 있다. In the present embodiment, the illumination optical system IL is arranged so that the principal ray L2a of the imaging light beam L2 is parallel to the main axis L2 (in a telecentric state) in a plane perpendicular to the rotation center axis AX1, So that the illuminating light L1 is irradiated to the illumination area IR. That is, the illumination optical system IL is configured such that the illumination light L1 incident on the illumination area IR is non-telecentric so as to make the incidence side of the imaging light beam L2 into the projection optical system PL telecentric .

이러한 조명 상태로 하기 위해, 조명광 L1의 각 주광선 L1a는, 원통면(12)과 회전 중심축(AX1)의 중간 위치(원통면(12)의 반경의 1/2의 위치 부근)에서 수렴하도록 설정된다. 따라서 그 중간 위치는, 조명 광학계(IL)의 동면(도 2의 광분리부(10)의 통과부(15))과 공역인 위치로 되어 있다. Each main ray L1a of the illumination light L1 is set to converge at an intermediate position between the cylindrical surface 12 and the rotation center axis AX1 (near the half of the radius of the cylindrical surface 12) do. Therefore, the intermediate position is a position conjugate with the coplanar surface of the illumination optical system IL (the passing portion 15 of the optical isolator 10 in Fig. 2).

또, 회전 중심축(AX1)과 수직인 면 내에 있어서의 결상 광속 L2의 각 주광선 L2a의 진행 방향은, 예를 들면, 각 주광선 L2a의 조명 영역(IR) 상의 발생 위치와 회전 중심축(AX1)을 연결하는 선(지름 방향)에 대해서 경사지도록 설정된다. 이것은, 도 2에 도시된 것처럼, 조명광 L1과 결상 광속 L2를, 광분리부(10)의 위치에서, 광축(14a)을 사이에 두고 상하로 분리시킬 필요가 있기 때문이다. 그 때문에, 도 2에 도시한 것처럼, 회전 중심축(AX1)과 수직인 면 내에 있어서의 결상 광속 L2의 각 주광선 L2a의 진행 방향은, 제2 광학계(14)의 광축(14a)과 수직인 면(지면과 수직)에 대해서, 이 면(지면) 내에서 일정 각도만큼 경사진 것이 된다. The proceeding direction of each principal ray L2a of the image forming light beam L2 in the plane perpendicular to the rotational axis AX1 is determined by the position on the illumination region IR of each main ray L2a and the position of the rotational center axis AX1, (Diametrical direction) connecting the connecting portions. This is because it is necessary to separate the illumination light L1 and the imaging light flux L2 from each other at the position of the light splitting section 10 with the optical axis 14a therebetween as shown in Fig. 2, the advancing direction of each principal ray L2a of the image forming light beam L2 in the plane perpendicular to the rotational center axis AX1 is the direction perpendicular to the optical axis 14a of the second optical system 14 (Vertical to the paper surface), the paper is inclined at a certain angle within this surface (paper surface).

다음으로, 처리 장치(U3)(노광 장치(EX))의 구성에 대해서 보다 자세하게 설명한다. 도 4는 노광 장치(EX)의 구성을 도시한 도면이다. 노광 장치(EX)는 마스크 패턴(M)을 유지하고 회전 중심축(AX1)의 둘레에서 회전 가능한 드럼 마스크(DM)(마스크 유지 부재)와, 기판(P)을 지지하며 회전 중심축(AX2)의 둘레에서 회전 가능한 회전 드럼(DP)(기판 지지 부재)을 구비한다. 조명 광학계(IL)는 드럼 마스크(DM)에 유지된 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)을, 퀄러 조명(Koehler illumination)에 의해 균일한 밝기로 조명한다. Next, the structure of the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX) will be described in more detail. 4 is a diagram showing the configuration of the exposure apparatus EX. The exposure apparatus EX includes a drum mask DM (mask holding member) which holds the mask pattern M and is rotatable about the rotation center axis AX1, a rotation center axis AX2 which supports the substrate P, And a rotary drum DP (substrate supporting member) rotatable around the rotary drum DP. The illumination optical system IL illuminates the illumination area IR on the mask pattern M held by the drum mask DM with uniform brightness by Koehler illumination.

투영 광학계(PL)는 조명 영역(IR)으로부터 발생하는 결상 광속 L2를, 회전 드럼(DP)에 지지된 기판(P) 상의 투영 영역(PR)을 향해서 투사함으로써, 마스크 패턴(M)의 일부분(조명 영역(IR) 내)의 상을 기판(P)에 결상한다. The projection optical system PL projects the imaging light beam L2 generated from the illumination area IR toward the projection area PR on the substrate P supported on the rotary drum DP by moving a part (In the illumination area IR) on the substrate P.

도 4에 도시한 투영 광학계(PL)는, 조명 영역(IR) 내의 마스크 패턴(M)의 중간상 Im을 형성하는 제1 투영 광학계(PL1)와, 그 중간상 Im을 기판(P)에 투영하는 제2 투영 광학계(PL2)를 구비한다. 도 4에 도시한 제1 투영 광학계(PL1)와 제2 투영 광학계(PL2)는, 예를 들면, 원형 이미지 필드를 프리즘 미러(편향 부재(11, 35))의 상하의 반사 평면에서 분할한 하프·이미지 필드 타입의 반사 굴성형(屈性型) 투영 광학계로서 텔레센트릭하게 구성된다. The projection optical system PL shown in Fig. 4 includes a first projection optical system PL1 for forming a middle image Im of the mask pattern M in the illumination area IR, and a second projection optical system PL2 for projecting the intermediate image Im onto the substrate P. [ 2 projection optical system PL2. The first projection optical system PL1 and the second projection optical system PL2 shown in Fig. 4 can be realized by, for example, arranging a circular image field on a half-mirror surface of a prism mirror (deflecting members 11, 35) And is telecentric as a reflective ocular (refractive) projection optics of the image field type.

노광 장치(EX)는, 이른바 주사 노광 장치이며, 드럼 마스크(DM)와 회전 드럼(DP)을 소정의 회전 속도비로 동기 회전시킴으로써, 드럼 마스크(DM)에 유지된 마스크 패턴(M)의 상이, 회전 드럼(DP)에 지지된 기판(P)의 표면(원통면을 따라서 만곡한 면)에 연속적으로 반복하여 투영 노광된다. The exposure apparatus EX is a so-called scanning exposure apparatus and synchronously rotates the drum mask DM and the rotary drum DP at a predetermined rotation speed ratio so that the image of the mask pattern M held by the drum mask DM, And is repeatedly projected and exposed on the surface (curved surface along the cylindrical surface) of the substrate P supported on the rotary drum DP.

드럼 마스크(DM)는 원 기둥 모양 또는 원통 모양의 부재이며, 그 외주면(원통면(12))을 따라서 반사형의 마스크 패턴(M)이 형성되어 있으면 좋다. The drum mask DM is a circular columnar or cylindrical member, and a reflective mask pattern M may be formed along the outer peripheral surface (cylindrical surface 12).

마스크 패턴(M)은, 예를 들면, 100㎛ 정도 두께의 가요성의 유리 시트에 증착된 고반사성의 금속 피막을 패터닝한 시트 모양 마스크로서 작성되고, 그것을 드럼 마스크(DM)의 외주면에 감아서, 드럼 마스크(DM)에 대해서 교환 가능하게 장착되는 구성이어도 좋다. The mask pattern M is formed, for example, as a sheet-like mask in which a highly reflective metal film deposited on a flexible glass sheet having a thickness of about 100 mu m is patterned and wound around the outer peripheral surface of the drum mask DM, But may be replaceably mounted to the drum mask DM.

회전 드럼(DP)(도 1의 기판 지지 롤(DR5))은, 원 기둥 모양 또는 원통 모양의 부재이며, 그 외주면이 원통면 모양이다. 기판(P)은, 예를 들면, 회전 드럼(DP)의 외주면의 일부에 감김으로써, 회전 드럼(DP)에 지지된다. 마스크 패턴(M)의 상이 투영되는 투영 영역(PR)은, 회전 드럼(DP)의 외주면의 근방에 배치된다. The rotary drum DP (the substrate support roll DR5 in Fig. 1) is a columnar or cylindrical member, and its peripheral surface is cylindrical. The substrate P is supported on the rotary drum DP, for example, by being wound around a part of the outer circumferential surface of the rotary drum DP. The projection area PR onto which the image of the mask pattern M is projected is disposed in the vicinity of the outer peripheral surface of the rotary drum DP.

기판(P)은 복수의 반송 롤러에 현가(懸架)됨으로써 지지되어 있어도 좋고, 이 경우에 투영 영역(PR)이 복수의 반송 롤러의 사이에 배치되어 있어도 좋다. The substrate P may be suspended by suspending the plurality of conveying rollers, and in this case, the projection area PR may be disposed between the plurality of conveying rollers.

노광 장치(EX)는, 예를 들면, 드럼 마스크(DM) 및 회전 드럼(DP)을 각각 회전 구동하기 위한 구동부와, 드럼 마스크(DM) 및 회전 드럼(DP)의 각각의 위치를 검출하는 검출부와, 드럼 마스크(DM) 및 회전 드럼(DP)의 각각의 위치를 조정하기 위한 이동부와, 노광 장치(EX)의 각 부를 제어하는 제어부를 구비한다. The exposure apparatus EX includes a drive unit for rotationally driving the drum mask DM and the rotary drum DP respectively and a detection unit for detecting the positions of the drum mask DM and the rotary drum DP, A moving section for adjusting the positions of the drum mask DM and the rotary drum DP, and a control section for controlling each section of the exposure apparatus EX.

노광 장치(EX)의 제어부는, 검출부의 검출 결과에 기초하여 구동부를 제어함으로써, 드럼 마스크(DM)와 회전 드럼(DP)을 소정의 회전 속도비로 동기 회전시킨다. 또, 이 제어부는, 검출부의 검출 결과에 기초하여 이동부를 제어함으로써, 드럼 마스크(DM)와 회전 드럼(DP)의 상대 위치를 조정한다. The control unit of the exposure apparatus EX synchronously rotates the drum mask DM and the rotary drum DP at a predetermined rotation speed ratio by controlling the drive unit based on the detection result of the detection unit. The control unit controls the moving unit based on the detection result of the detection unit to adjust the relative positions of the drum mask DM and the rotary drum DP.

도 1에 도시한 조명 유닛(IU)은, 도 4에 도시한 광원(20), 및 조명 광학계(IL)의 제1 광학계(13)를 포함한다. 조명 광학계(IL)의 제1 광학계(13)는, 광원(20)으로부터 발사된 광에 의해 조명광 L1의 근원이 되는 광원상(L0)을 형성하고, 또 조명광 L1의 광 강도 분포를 균일하게 한다. The illumination unit IU shown in Fig. 1 includes the light source 20 shown in Fig. 4 and the first optical system 13 of the illumination optical system IL. The first optical system 13 of the illumination optical system IL forms the light source image L0 that becomes the source of the illumination light L1 by the light emitted from the light source 20 and makes the light intensity distribution of the illumination light L1 uniform .

광원(20)은, 예를 들면 수은 램프 등의 램프 광원, 또는 레이저 다이오드, 발광 다이오드(LED) 등의 고체 광원을 포함한다. 광원(20)으로부터 발사되는 조명광 L1은, 예를 들면, 휘선(輝線)(g선, h선, i선), KrF 엑시머 레이저광(파장 248nm) 등의 원자외광(DUV 광), ArF 엑시머 레이저광(파장 193nm) 등이다. The light source 20 includes, for example, a lamp light source such as a mercury lamp or a solid light source such as a laser diode or a light emitting diode (LED). The illumination light L 1 emitted from the light source 20 is incident on the surface of the substrate W using an ArF excimer laser such as a bright line (g line, h line, i line), an external light (DUV light) such as a KrF excimer laser (Wavelength: 193 nm).

도 5는 도 4에도 도시한 광원(20)에서부터 조명 광학계(IL)의 제2 조리개 부재(26)까지의 구성을 도시한 도면이다. 도 5에 도시한 제1 광학계(13)는 인풋 렌즈(21), 플라이-아이 렌즈(22), 제1 조리개 부재(23), 릴레이 렌즈(24), 실린드리칼 렌즈(cylindrical lens)(25), 및 제2 조리개 부재(26)를 구비한다. Fig. 5 is a view showing the configuration from the light source 20 shown in Fig. 4 to the second diaphragm member 26 of the illumination optical system IL. The first optical system 13 shown in Fig. 5 includes an input lens 21, a fly-eye lens 22, a first diaphragm 23, a relay lens 24, a cylindrical lens 25 ), And a second diaphragm member (26).

인풋 렌즈(21)는 광원(20)으로부터 발사된 조명광 L1이 입사되는 위치에 배치되어 있다. 인풋 렌즈(21)는, 조명광 L1을 플라이-아이 렌즈(22)의 입사 단면(22a)에 들어가도록 집광한다. 플라이-아이 렌즈(22)는 인풋 렌즈(21)의 광축에 직교하는 면에 이차원적으로 배열된 복수의 렌즈 요소(22b)를 가진다. The input lens 21 is disposed at a position where the illumination light L1 emitted from the light source 20 is incident. The input lens 21 condenses the illumination light L1 to enter the incidence end face 22a of the fly-eye lens 22. The fly-eye lens 22 has a plurality of lens elements 22b arranged two-dimensionally on a plane orthogonal to the optical axis of the input lens 21.

플라이-아이 렌즈(22)는 인풋 렌즈(21)로부터 출사된 조명광 L1을 렌즈 요소(22b) 마다 공간적으로 분할한다. 플라이-아이 렌즈(22)로부터 광이 출사하는 출사 단면(22c)에는, 렌즈 요소(22b) 마다 1차 광원상(수렴한 점광원(点光源) 등)이 형성된다. 이 1차 광원상이 형성되는 면은, 도 4 중의 제1 투영 광학계(PL1)의 동면(조명 광학계(IL)의 동면이기도 함)의 근방의 광분리부(10), 및 후에 설명하는 공역면(40)(제1 공역면, 도 10 등에 도시함)과 광학적으로 공역이다. The fly-eye lens 22 spatially divides the illumination light L1 emitted from the input lens 21 for each lens element 22b. A primary light source image (a converged point light source or the like) is formed for each lens element 22b in the exit surface 22c where light is emitted from the fly-eye lens 22. The surface on which the primary light source image is formed is divided into a light separation portion 10 in the vicinity of the hosepoint of the first projection optical system PL1 in Fig. 4 (also the hosopicity of the illumination optical system IL) 40 (the first conjugate plane, shown in Fig. 10 and the like).

제1 조리개 부재(23)는, 이른바 개구 조리개(조명 σ 조리개)이며, 플라이-아이 렌즈(22)의 출사 단면(22c) 또는 그 근방에 배치된다. The first diaphragm member 23 is a so-called aperture diaphragm (illumination ς diaphragm) and is disposed at or near the exit end face 22c of the fly-eye lens 22.

도 6은 조명 광학계(IL)의 제1 조리개 부재(23)의 구성을 도시한 도면이다. 도 6에 도시된 것처럼, 제1 조리개 부재(23)는 플라이-아이 렌즈(22)로부터의 조명광 L1의 적어도 일부가 지나는 길쭉한 원모양 또는 타원 모양의 개구(23a)를 가진다. 6 is a view showing a configuration of the first diaphragm member 23 of the illumination optical system IL. As shown in Fig. 6, the first diaphragm member 23 has an elongated circular or elliptical opening 23a through which at least a part of the illumination light L1 from the fly-eye lens 22 passes.

도 5, 도 6에 있어서, 제1 조리개 부재(23)는, 릴레이 렌즈(24)의 광축과 직교한 면(XY면과 평행)에 배치된다. 또, 개구(23a)는 제1 방향(X축 방향)의 내측 치수(치수) D1이, 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향에 대응한 제2 방향(Y축 방향)의 내측 치수(치수) D2보다도 작다. 내측 치수(치수) D1의 제1 방향은, 도 2 또는 도 4 중의 드럼 마스크(DM) 상의 조명 영역(IR) 내에서는, 원통면(12)의 원주 방향과 일치한다. 5 and 6, the first diaphragm member 23 is disposed on a plane (parallel to the XY plane) orthogonal to the optical axis of the relay lens 24. The inner dimension (dimension) D1 of the opening 23a in the first direction (X axis direction) is smaller than the inner dimension (dimension) in the second direction (Y axis direction) corresponding to the direction parallel to the rotation center axis AX1 ) D2. The first direction of the inner dimension (dimension) D1 coincides with the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the illumination area IR on the drum mask DM in Fig. 2 or Fig.

제1 방향은 원통면(12) 상의 원주 방향으로 투영되는 방향이며, 제2 방향은 원통면(12)의 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 투영되는 방향이다. 즉, 제1 조리개 부재(23)는, 원통면(12)의 원주 방향에 있어서의 조명광 L1의 확산각(NA)을, 원통면(12)의 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향에 있어서의 조명광 L1의 확산각(NA)보다도 작게 하도록, 마련되어 있다. The first direction is the direction in which the light is projected in the circumferential direction on the cylindrical surface 12 and the second direction is the direction in which the light is projected in the direction parallel to the rotation center axis AX1 of the cylindrical surface 12. [ That is, the first diaphragm member 23 is arranged so that the diffusion angle NA of the illumination light L1 in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 is smaller than the diffusion angle NA in the direction parallel to the rotation center axis AX1 of the cylindrical surface 12 Is smaller than the diffusing angle (NA) of the illumination light L1 of the illumination optical system.

도 7a 및 도 7b는, 도 4 및 도 5에 도시한 조명 광학계(IL)의 제1 조리개 부재(23)에서부터 광분리부(10)까지의 구체적인 광학계(렌즈 배치)의 일례를 도시한 도면이다. 도 7a에는 회전 중심축(AX1)에 직교하는 면에 있어서의 평면도가 도시되어 있다. 도 7b에는 회전 중심축(AX1)에 평행한 면에 있어서의 평면도가 도시되어 있다. 7A and 7B are diagrams showing an example of a specific optical system (lens arrangement) from the first diaphragm 23 to the optical splitting section 10 of the illumination optical system IL shown in Figs. 4 and 5 . Fig. 7A is a plan view showing a plane perpendicular to the rotation center axis AX1. 7B is a plan view on a plane parallel to the rotation center axis AX1.

도 7a에 도시한 것처럼, 제1 조리개 부재(23)의 개구(23a)는, 제1 광학계(13)의 Z축과 평행한 광축(13a)에 대해서 한쪽측(+X축측)으로 치우치게 배치되어 있다. 또, 도 7b에 도시된 것처럼, 제1 조리개 부재(23)의 개구(23a)는, Y축 방향에 있어서 제1 광학계(13)의 광축(13a)에 대해서 대칭적으로 배치되어 있다. 즉, 제1 조리개 부재(23)는, X축 방향에서 볼 때 개구(23a)의 중심을 제1 광학계(13)의 광축(13a)이 통과하도록, 배치되어 있다. 7A, the opening 23a of the first diaphragm member 23 is biased to one side (+ X axis side) with respect to the optical axis 13a parallel to the Z axis of the first optical system 13 . 7B, the opening 23a of the first diaphragm member 23 is symmetrically arranged with respect to the optical axis 13a of the first optical system 13 in the Y-axis direction. That is, the first diaphragm member 23 is arranged such that the optical axis 13a of the first optical system 13 passes through the center of the opening 23a when viewed in the X-axis direction.

릴레이 렌즈(24)는 제1 조리개 부재(23)를 통과한 광이 입사되는 위치에 배치되어 있다. 릴레이 렌즈(24)는 플라이-아이 렌즈(22)에 형성된 복수의 1차 광원상으로부터의 광속을 중첩하도록, 마련되어 있다. 플라이-아이 렌즈(22)의 사출측(射出側)에 형성된 복수의 1차 광원상으로부터의 광은, 중첩되는 위치에서 광 강도 분포가 균일화된다. The relay lens 24 is disposed at a position where light passing through the first diaphragm member 23 is incident. The relay lens 24 is provided so as to superpose a light flux from a plurality of primary light source images formed on the fly-eye lens 22. The light from the plurality of primary light source images formed on the emission side (emission side) of the fly-eye lens 22 is uniform in light intensity distribution at the overlapping positions.

실린드리칼 렌즈(25)는, 플라이-아이 렌즈(22)에 있어서 1차 광원상이 형성되는 위치에서부터 제2 조리개 부재(26)에 이르는 광로에 배치되어 있다. The cylindrical lens 25 is arranged in an optical path from the position where the primary light source image is formed to the second diaphragm member 26 in the fly-eye lens 22.

앞의 도 4, 도 5 중의 실린드리칼 렌즈(25)와 마찬가지로, 도 7a, 도 7b 중의 실린드리칼 렌즈(25)는, XZ면 내에서의 파워(굴절력)가, 회전 중심축(AX1)과 평행하는 YZ면 내에서의 파워(굴절력)보다도 큰 광학 부재이다. 실린드리칼 렌즈(25)의 파워(굴절력)가 큰 방향은, 도 2 또는 도 4 중의 드럼 마스크(DM) 상의 조명 영역(IR) 내에서는, 원통면(12)의 원주 방향과 일치한다. The cylindrical dichroic lens 25 shown in Figs. 7A and 7B is arranged so that the power (refracting power) in the XZ plane is the same as the rotational center axis AX1, as in the cylindrical dichroic lens 25 shown in Figs. (Refracting power) in the YZ plane that is parallel to the YZ plane. The direction in which the power (refractive power) of the cylindrical lens 25 is large coincides with the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the illumination area IR on the drum mask DM in Fig. 2 or Fig.

제2 조리개 부재(26)는, 이른바 시야 조리개이고, 조명 영역(IR)의 위치 및 형상을 규정한다. 제2 조리개 부재(26)는, 조명 영역(IR)과 공역인 위치 또는 그 근방에 배치되어 있다. 플라이-아이 렌즈(22)에 형성된 복수의 1차 광원상으로부터의 광은, 릴레이 렌즈(24) 및 실린드리칼 렌즈(25)에 의해서 제2 조리개 부재(26)의 위치에 중첩되어, 제2 조리개 부재(26)에 있어서의 광 강도 분포가 균일화된다. 즉, 인풋 렌즈(21), 플라이-아이 렌즈(22), 릴레이 렌즈(24) 및 실린드리칼 렌즈(25)는, 조명광 L1의 광 강도 분포를 균일화하는 균일화 광학계(19)를 구성하고 있다. The second diaphragm member 26 is a so-called field stop and defines the position and shape of the illumination area IR. The second diaphragm member 26 is disposed at or near the conjugate position with the illumination region IR. Light from a plurality of primary light source images formed on the fly-eye lens 22 is superposed on the position of the second diaphragm member 26 by the relay lens 24 and the cylindrical lens 25, The light intensity distribution in the diaphragm member 26 is made uniform. That is, the input lens 21, the fly-eye lens 22, the relay lens 24, and the cylindrical lens 25 constitute a uniformizing optical system 19 for uniformizing the light intensity distribution of the illumination light L1.

또한, 조명 광학계(IL)는 1차 광원상에서부터 제2 조리개 부재(26)에 이르는 광로의 적어도 일부에 배치되고, 1차 광원상을 근원으로 하는 조명광 L1의 광 강도 분포를 제2 조리개 부재(26)의 위치 또는 그 근방에 있어서 균일하게 하는 균일화 광학계(19)를 포함한다. 또, 조명 광학계(IL)는 제2 조리개 부재(26)를 구비하지 않아도 좋다. 또, 균일화 광학계(19)는 플라이-아이 렌즈(22) 대신에 로드 렌즈(rod lens)를 이용하여 구성할 수도 있다. 이 경우에, 조명 광학계(IL)의 구성은, 로드 렌즈에서 광이 출사되는 출사 단면이 조명 영역(IR)과 광학적으로 공역이 되도록, 적당 변경된다. The illumination optical system IL is disposed in at least a part of the optical path from the primary light source to the second diaphragm member 26 and is arranged so as to divide the light intensity distribution of the illumination light L1 originating from the primary light source image into a second diaphragm member 26 or a uniformizing optical system 19 which is uniform in the vicinity thereof. In addition, the illumination optical system IL may not be provided with the second diaphragm member 26. In addition, the homogenizing optical system 19 may be configured by using a rod lens instead of the fly-eye lens 22. In this case, the configuration of the illumination optical system IL is appropriately changed so that the outgoing cross-section where the light is emitted from the rod lens becomes optically conjugate with the illumination area IR.

도 7a 및 도 7b에 도시한 것처럼, 제1 광학계(13)는, 제2 조리개 부재(26)와 광분리부(10) 사이의 광로에 배치된 렌즈 그룹(27)을 구비한다. 렌즈 그룹(27)은, 예를 들면, 제1 광학계(13)의 광축(13a)을 회전 중심으로 하는 축대칭인 복수의 렌즈로 구성된다. 도 7b에 도시한 것처럼, 렌즈 그룹(27)은, X축 방향에서 보았을 때에 제1 조리개 부재(23)와 광학적으로 공역인 동면(28)(제2 공역면)을 형성한다. 동면(28) 상에는, 도 2(또는 도 4)에 도시한 것처럼, 조명 영역(IR)에 조사되는 조명광 L1의 근원이 되는 광원상(L0)(2차 광원상)이 형성된다. 7A and 7B, the first optical system 13 has a lens group 27 disposed in the optical path between the second diaphragm member 26 and the optical separation unit 10. [ The lens group 27 is composed of a plurality of lenses which are axisymmetric about the optical axis 13a of the first optical system 13 as the rotation center. As shown in Fig. 7B, the lens group 27 forms an aspherical surface 28 (second conjugate plane) which is optically conjugate with the first diaphragm member 23 when viewed in the X-axis direction. A light source image L0 (secondary light source image), which is the source of the illumination light L1 irradiated onto the illumination area IR, is formed on the hibernation plane 28 as shown in Fig. 2 (or Fig. 4).

투영 광학계(PL)의 동면(28)에 형성되는 2차 광원상(L0)은, 도 2(또는 도 4)나 도 7a, 도 7b에 있어서, X축 방향의 치수가, 회전 중심축(중심선)(AX1)과 평행한 Y축 방향의 치수보다도 크게 되도록 설정된다. 2차 광원상(L0)의 치수가 크게 되는 X축 방향은, 도 2 또는 도 4 중 드럼 마스크(DM) 상의 조명 영역(IR) 내에서는, 원통면(12)의 원주 방향과 일치한다. The secondary light source image L0 formed on the coaxial plane 28 of the projection optical system PL has a dimension in the X axis direction as shown in Fig. 2 (or Fig. 4) or Figs. 7A and 7B, Axis direction in parallel with the axis AX1. The X-axis direction in which the dimension of the secondary light source image L0 becomes large coincides with the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the illumination area IR on the drum mask DM in Fig. 2 or Fig.

또, 도 7a, 도 7b에 있어서, 제2 공역면(동면(28))에 형성되는 2차 광원상(L0)의 분포 범위는, 회전 중심축(중심선)(AX1)과 평행한 Y축 방향의 치수가, X축 방향의 치수보다도 작게 되도록 설정되어 있다. 2차 광원상(L0)의 분포 범위의 치수가 상대적으로 크게 되는 X축 방향은, 도 2 또는 도 4 중의 드럼 마스크(DM) 상의 조명 영역(IR) 내에서는, 원통면(12)의 원주 방향과 일치해 있다. 7A and 7B, the distribution range of the secondary light source image L0 formed on the second conjugate plane (the aspherical surface 28) is in the Y-axis direction parallel to the rotation center axis (center line) AX1 Is set to be smaller than the dimension in the X-axis direction. The X axis direction in which the dimension of the distribution range of the secondary light source image L0 becomes relatively large is set in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the illumination area IR on the drum mask DM in Fig. .

그런데, 렌즈 그룹(27)은, 제1 조리개 부재(23)에 형성된 1차 광원상으로부터의 광속 중, Y축 방향으로 확산되는 성분을 동면(28) 상에 수렴하도록, 구성되어 있다. 여기서, 실린드리칼 렌즈(25)의 파워가 X축 방향과 Y축 방향에서 다르기 때문에, 1차 광원상(제1 조리개 부재(23)의 개구)의 각 점에서부터 X축 방향으로 확산되는 성분은, 도 7a에 도시한 것처럼 동면(28) 상의 1점으로는 수렴하지 않는다. 환언하면, 동면(28)은, Y축 방향에서 보았을 때에 제1 조리개 부재(23)와 광학적으로 공역이 아닌 관계가 된다. Incidentally, the lens group 27 is configured to converge, on the hibernation plane 28, a component diffused in the Y-axis direction among the light flux from the primary light source formed on the first diaphragm 23. Since the power of the cylindrical lens 25 differs in the X-axis direction and the Y-axis direction, the component diffused in the X-axis direction from each point on the primary light source image (the aperture of the first diaphragm member 23) , It does not converge to one point on the coplanar surface 28 as shown in Fig. 7A. In other words, when viewed in the Y-axis direction, the moving surface 28 is not optically conjugate with the first diaphragm member 23.

광분리부(10)는, 그 적어도 일부가 동면(28)에 배치되도록, 동면(28)의 위치 또는 그 근방에 배치된다. 여기서, 동면(28)의 위치 또는 그 근방은, 조명 영역(IR)에 대해서 거의 푸리에 변환면에 상당하는 면이다. 그 때문에, 광분리부(10) 중 조명광 L1이 통과하는 범위(도 2 중의 통과부(15))를 규정함으로써, 드럼 마스크(DM) 상의 조명 영역(IR)에 입사되는 조명광 L1의 주광선 L1a의 방향(배향(配向) 특성)을 규정할 수 있다. 광분리부(10)(규정부)는, 도 3을 이용하여 설명한 것처럼, 결상 광속 L2의 투영 광학계(PL)로의 입사측을 텔레센트릭로 하려고, 조명광 L1의 조명 영역(IR)으로의 입사측이 비텔레센트릭으로 되도록, 광분리부(10)에 있어서의 조명광 L1의 통과 범위(분포 범위)를 규정한다. 광분리부(10)는 조명 영역(IR)을 락사 조명하기 위해, 투영 광학계(PL)의 광로 내에 배치되어 있다. The optical isolator 10 is disposed at or near the elevation 28 so that at least a portion thereof is located on the elevation 28. [ Here, the position of the coincidence plane 28 or its vicinity is a plane substantially equivalent to the Fourier transform plane with respect to the illumination region IR. 2) of the illumination light L1 incident on the illumination area IR on the drum mask DM is defined by the illumination light L1 passing through the light separation part 10 Direction (orientation characteristic) can be defined. As described with reference to Fig. 3, the optical separation section 10 (regulating section) is designed to make the incidence side of the imaging light beam L2 into the projection optical system PL telecentric, (Distribution range) of the illumination light L1 in the optical splitting section 10 so as to be non-telecentric. The optical isolator 10 is disposed in the optical path of the projection optical system PL to light-illuminate the illumination area IR.

도 8은 조명 광학계(IL)의 광분리부(10)에서부터 투영 광학계(PL)의 중간상면(32)(Im)까지의 구성을 도시한 도면이다. 도 9는 본 실시 형태에 의한 광분리부(10)를 도시한 평면도이다. 8 is a view showing a configuration from the light separation section 10 of the illumination optical system IL to the intermediate upper surface 32 (Im) of the projection optical system PL. Fig. 9 is a plan view showing the optical isolator 10 according to the present embodiment.

도 8에 도시한 광분리부(10)는 광이 투과하는 재질의 렌즈 부재(30)와, 렌즈 부재(30)의 표면에 형성된 반사막(31)(도 2 중의 반사부(16)에 상당)을 포함한다. 렌즈 부재(30)는, 예를 들면 메니스커스 렌즈(meniscus lens)와 같은 형상으로, 제1 광학계(13)로부터 조명광 L1이 입사되어 오는 면(30a)측이 볼록면이며, 면(30a)의 반대를 향하는 면(30b)측이 오목면이다. 반사막(31)은, 렌즈 부재(30)의 면(30b)에 마련되어 있다. 8 includes a lens member 30 made of a material through which light is transmitted and a reflecting film 31 (corresponding to the reflecting portion 16 in Fig. 2) formed on the surface of the lens member 30, . The lens member 30 has the same shape as a meniscus lens and has a convex surface on the side of the surface 30a where the illumination light L1 is incident from the first optical system 13, The surface 30b side facing the opposite side is a concave surface. The reflective film 31 is provided on the surface 30b of the lens member 30. [

도 9에 도시한 것처럼, 광분리부(10)는 제1 광학계(13)로부터의 조명광 L1의 적어도 일부가 통과하는 통과부(15)와, 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)에서 발생한 결상 광속 L2(도 2 참조)가 반사하는 반사부(16)를 구비한다. 광분리부(10)에 있어서, 반사막(31)은, 렌즈 부재(30)의 면(30b)의 일부를 제외하고 형성되어 있고, 통과부(15)는 광분리부(10) 중 Z축 방향에서 보았을 때 반사막(31)이 형성되어 있지 않은 영역에 배치되어 있다. 9, the optical splitting section 10 includes a passing section 15 through which at least a part of the illumination light L1 from the first optical system 13 passes, and a passing section 15 passing through the illumination section IR on the mask pattern M And a reflecting portion 16 for reflecting the imaging light beam L2 (see Fig. 2). The reflection film 31 is formed in the optical separation section 10 except for a part of the surface 30b of the lens member 30 and the passing section 15 is formed in the Z- And is disposed in an area where the reflective film 31 is not formed.

통과부(15)는 제1 광학계(13)의 광축(13a)과 면(30b)의 교점(13b)에 대해서,-X축측에 배치되어 있다. 통과부(15)는, 면(30b) 중 교점(13b)과 겹치지 않는 영역에 배치되어 있다. 통과부(15)(광 통과창)는, 도 8에 있어서, X축 방향을 긴 방향으로 하고, 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)과 평행한 Y축 방향을 짧은 방향으로 하는 길쭉한 원형 모양으로 형성되어 있다. 따라서 길쭉한 원형 모양의 통과부(15)의 긴 방향은, 도 2(또는 도 4)나 도 8 중의 드럼 마스크(DM) 상의 조명 영역(IR) 내에서는, 원통면(12)의 원주 방향에 대응하고 있다. The passing portion 15 is disposed on the -X-axis side with respect to the intersection 13b between the optical axis 13a of the first optical system 13 and the surface 30b. The passing portion 15 is arranged in an area which does not overlap the intersection 13b among the surfaces 30b. 8, the passing portion 15 (light passage window) is elongated in the Y-axis direction parallel to the rotation center axis AX1 of the drum mask DM in the X- And is formed in a circular shape. The longitudinal direction of the elongated circular passing portion 15 corresponds to the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the illumination region IR on the drum mask DM in Fig. 2 (or Fig. 4) or Fig. .

광분리부(10) 중, Z축 방향에서 보았을 때 반사막(31)이 형성되어 있는 영역은, 결상 광속 L2가 반사되는 반사부(16)에 이용됨과 아울러, 통과부(15)를 통해서 조명 영역(IR)을 향하는 조명광 L1의 통과 범위를 규정하는 규정부로서도 이용된다. 환언하면, 반사막(31)은, 조명광 L1이 광분리부(10) 중 통과부(15) 이외의 영역을 통과하지 않도록, 마련되어 있다. 또, 반사막(31)은, 결상 광속 L2를 반사시키도록, 적어도, 광분리부(10) 중 교점(13b)에 대해서 대체로 통과부(15)와 대칭적인 위치에 존재하는 영역을 포함하도록 배치된다. The region where the reflection film 31 is formed in the Z-axis direction is used for the reflection portion 16 in which the imaging light beam L2 is reflected and the region in which the reflection film 31 is formed, Is also used as a regulating portion that defines the passing range of the illumination light L1 that is directed to the illumination light IR. In other words, the reflection film 31 is provided so that the illumination light L1 does not pass through the area other than the passage part 15 in the light separation part 10. [ The reflecting film 31 is arranged so as to include at least a region existing in a position symmetrical to the passing portion 15 with respect to the intersection 13b of the light separation portion 10 so as to reflect the imaging light beam L2 .

도 8의 설명으로 돌아가, 제2 광학계(14)는 광분리부(10)의 통과부(15)를 통과한 조명광 L1이 입사하는 위치에 배치되어 있다. 제2 광학계(14)는, 조명 영역(IR)이 제1 조리개 부재(23)와 광학적으로 공역이 되도록, 조명광 L1을 집광한다. 즉, 제2 광학계(14) 및, 도 7a 및 도 7b에 도시한 렌즈 그룹(27)은, 제2 조리개 부재(26)와 광학적으로 공역인 면을 조명 영역(IR)에 형성한다. Returning to the description of FIG. 8, the second optical system 14 is disposed at a position where the illumination light L1 passing through the passing portion 15 of the light separation portion 10 is incident. The second optical system 14 condenses the illumination light L1 so that the illumination region IR is optically conjugate with the first stop member 23. [ That is, the second optical system 14 and the lens group 27 shown in Figs. 7A and 7B form a surface in the illumination region IR that is optically conjugate with the second diaphragm member 26.

제2 광학계(14)는, 예를 들면, 소정의 중심축(광축(14a))의 둘레에서 축대칭인 복수의 렌즈에 의해 구성된다. 제2 광학계(14)의 광축(14a)은, 예를 들면, 제1 광학계(13)의 광축(13a)과 동축으로 설정된다. 제2 광학계(14)에 입사된 조명광 L1은, 제2 광학계(14)의 광축(14a)을 포함하는 면(YZ면)에 대해서 한쪽측을 통과하여, 제2 광학계(14)로부터 출사된다. The second optical system 14 is constituted by, for example, a plurality of lenses axially symmetrical about a predetermined center axis (optical axis 14a). The optical axis 14a of the second optical system 14 is set to be coaxial with the optical axis 13a of the first optical system 13, for example. The illumination light L1 incident on the second optical system 14 passes through one side with respect to the plane (YZ plane) including the optical axis 14a of the second optical system 14 and is emitted from the second optical system 14.

편향 부재(11)는 제2 광학계(14)로부터 출사된 조명광 L1이 입사하는 위치에 배치되어 있다. 편향 부재(11)는, 예를 들면, 삼각 프리즘 모양의 부재로서, 서로 직교하는 제1 반사면(11a) 및 제2 반사면(11b)을 가진다. 제1 반사면(11a) 및 제2 반사면(11b)은, 예를 들면, 각각 제2 광학계(14)의 광축(14a)과 거의 45℃의 각도를 이루도록 배치된다. The biasing member 11 is disposed at a position where the illumination light L1 emitted from the second optical system 14 enters. The biasing member 11 is, for example, a triangular prism-shaped member having a first reflecting surface 11a and a second reflecting surface 11b perpendicular to each other. The first reflection surface 11a and the second reflection surface 11b are arranged so as to form an angle of approximately 45 DEG C with the optical axis 14a of the second optical system 14, for example.

제2 광학계(14)로부터 출사된 조명광 L1은, 제1 반사면(11a)에서 반사되고 편향되어, 드럼 마스크(DM)에 유지된 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)에 입사된다. 이 조명광 L1은, 마스크 패턴(M)에서 반사 회절됨으로써, 결상 광속 L2를 발생시킨다. 조명 영역(IR)에 입사되는 조명광 L1, 및 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 결상 광속 L2에 대해서는, 후에 도 9~도 14를 참조하여 자세하게 설명한다. The illumination light L1 emitted from the second optical system 14 is reflected and deflected by the first reflection surface 11a and is incident on the illumination area IR on the mask pattern M held by the drum mask DM. The illumination light L1 is reflected and diffracted by the mask pattern M, thereby generating an imaging light beam L2. The illumination light L1 incident on the illumination area IR and the imaging light flux L2 emitted from the illumination area IR will be described in detail later with reference to Figs. 9 to 14. Fig.

조명 영역(IR)으로부터 출사된 결상 광속 L2는, 편향 부재(11)의 제1 반사면(11a)에 입사된다. 결상 광속 L2는, 제1 반사면(11a)에서 반사됨으로써 편향되어, 제2 광학계(14)에 입사된다. 제2 광학계(14)에 입사된 결상 광속 L2는, 앞의 도 2, 도 3에서 설명한 것처럼, 조명 영역(IR)을 향하는 조명광 L1과는 다른 광로를 통과한다. 제2 광학계(14)에 있어서의 결상 광속 L2의 광로는, 제2 광학계(14)의 광축(14a)을 포함하는 면(YZ면)에 대해서, 조명광 L1의 광로와 대체로 반대측(+X축측)에 배치된다. The imaging light beam L2 emitted from the illumination area IR is incident on the first reflecting surface 11a of the biasing member 11. [ The imaging light beam L2 is deflected by being reflected by the first reflection surface 11a, and is incident on the second optical system 14. [ The imaging light beam L2 incident on the second optical system 14 passes through an optical path different from the illumination light L1 directed to the illumination area IR, as described above with reference to Figs. The optical path of the imaging light beam L2 in the second optical system 14 is located on the side (the + X-axis side) substantially opposite to the optical path of the illumination light L1 with respect to the plane (YZ plane) including the optical axis 14a of the second optical system 14 .

제2 광학계(14)를 통과한 결상 광속 L2는, 광분리부(10)에 입사된다. 도 9에 도시된 것처럼, 광분리부(10)에 있어서 결상 광속 L2가 입사되는 범위 R1은, 조명광 L1이 제1 광학계(13)로부터 광분리부(10)에 입사되는 범위 R2(통과부(15))와 중복되지 않도록, 설정된다. 결상 광속 L2가 입사되는 범위 R1은, 예를 들면, YZ면에 대해서 통과부(15)와 반대측에 설정되어, 광분리부(10)의 반사부(16)가 되어 있다. 반사부(16)는 동면(28) 또는 그 근방에 배치되어 있고, 또, 도 3에 도시한 것처럼 조명 영역(IR)의 각 점으로부터 출사된 주광선 L2a는, 서로 거의 평행한 관계이므로, 조명 영역(IR)의 각 점에서 발생한 광속은, 범위 R2에서 스팟이 겹쳐지도록, 반사부(16)에 입사된다. The imaging light flux L2 having passed through the second optical system 14 is incident on the optical splitting section 10. [ 9, the range R1 in which the imaging light beam L2 is incident on the light separating section 10 is a range R2 (the passing portion 15). The range R1 in which the imaging light beam L2 is incident is set to the opposite side of the passing portion 15 with respect to the YZ plane, for example, and serves as the reflecting portion 16 of the light separation portion 10. 3, the principal ray L2a emitted from each point of the illumination region IR has a substantially parallel relationship with respect to each other, and therefore, The light flux generated at each point of the light flux IR is incident on the reflection portion 16 so that spots overlap in the range R2.

도 8에 도시한 것처럼, 반사부(16)에 입사된 결상 광속 L2는, 반사부(16)에서 반사되어 제2 광학계(14)에 재차 입사된다. 제2 광학계(14)를 통과한 결상 광속 L2는, 편향 부재(11)의 제2 반사면(11b)에 입사되어, 제2 반사면(11b)에서 반사되고 편향된다. 제2 반사면(11b)에서 반사된 결상 광속 L2의 주광선의 진행 방향은, 조명 영역(IR)으로부터 출사될 때의 주광선의 진행 방향과 대체로 평행한 방향이며, 제2 광학계(14)의 광축(14a)에 대해서 비수직으로 교차하는 방향이다. As shown in Fig. 8, the image forming light beam L2 incident on the reflecting portion 16 is reflected by the reflecting portion 16 and enters again into the second optical system 14. [ The imaging light beam L2 having passed through the second optical system 14 is incident on the second reflective surface 11b of the deflecting member 11 and is reflected and deflected by the second reflective surface 11b. The advancing direction of the principal ray of the image forming light beam L2 reflected by the second reflecting surface 11b is a direction substantially parallel to the advancing direction of the principal ray when it is emitted from the illumination region IR, 14a in a non-perpendicular direction.

결상 광속 L2 중 조명 영역(IR)의 각 점으로부터 출사된 광속은, 제2 광학계(14)를 2회 통과함으로써, 조명 영역(IR)과 광학적으로 공역인 중간상면(32) 상의 거의 1점으로 수렴한다. 이와 같이 하여, 투영 광학계(PL) 중 도 4에 도시한 제1 투영 광학계(PL1)는, 마스크 패턴(M)의 일부(조명 영역(IR))의 중간상을, 중간상면(32)(Im)에 형성한다. 중간상면(32)은, 투영 영역(PR)과도 광학적으로 공역인 면이며, 투영 영역(PR)의 위치 및 형상을 규정하기 위한 시야 조리개(제3 조리개 부재)가 배치되는 일이 있다. The light flux emitted from each point of the illumination region IR of the imaging light flux L2 passes through the second optical system 14 two times and reaches almost one point on the intermediate image plane 32 which is optically conjugate with the illumination region IR Converge. Thus, the first projection optical system PL1 shown in Fig. 4 among the projection optical systems PL is arranged so that the intermediate image of the part (illumination area IR) of the mask pattern M is the intermediate image 32 (Im) . The intermediate upper surface 32 is a surface that is also optically conjugate with the projection area PR and a visual field stop (third stop member) for defining the position and shape of the projection area PR may be disposed.

도 4에 도시한 제2 투영 광학계(PL2)는, 예를 들면, 제1 투영 광학계(PL1)의 광로에 있어서의 광분리부(10) 대신에, 광분리부(10)와 광학적으로 공역인 위치에 오목 거울(33)을 배치함으로써 구성된다. 즉, 제2 투영 광학계(PL2)는, 제1 투영 광학계(PL1)의 제2 광학계(14)와 마찬가지인 제3 광학계(34)를 포함한다. 중간상면(32)을 통과한 결상 광속 L2는, 편향 부재(35)의 제1 반사면(35a)에서 반사되고 편향되어, 제3 광학계(34)를 통과하여 오목 거울(33)에 입사된다. 오목 거울(33)에 입사된 결상 광속 L2는, 오목 거울(33)에서 반사되어 제3 광학계(34)를 재차 통과한 후에, 편향 부재(35)의 제2 반사면(35b)에서 반사되고 편향되어, 회전 드럼(DP)에 지지된 기판(P) 상의 투영 영역(PR)에 입사된다. 결상 광속 L2 중 중간상면(32)의 각 점으로부터 출사된 광속은, 제3 광학계(34)를 2회 통과함으로써, 중간상면(32)과 광학적으로 공역인 투영 영역(PR) 내의 대응하는 각 점으로 수렴한다. 이와 같이 하여, 제2 투영 광학계(PL2)는, 제1 투영 광학계(PL1)에 의해서 형성된 중간상 Im을 투영 영역(PR)에 투영한다. The second projection optical system PL2 shown in Fig. 4 is a projection optical system PL2 that is optically conjugate with the optical splitting section 10, for example, instead of the optical splitting section 10 in the optical path of the first projection optical system PL1. And placing the concave mirror 33 at the position. That is, the second projection optical system PL2 includes a third optical system 34 which is the same as the second optical system 14 of the first projection optical system PL1. The imaging light beam L2 having passed through the intermediate upper surface 32 is reflected and deflected by the first reflecting surface 35a of the deflecting member 35 and passes through the third optical system 34 to be incident on the concave mirror 33. [ The imaging light beam L2 incident on the concave mirror 33 is reflected by the second reflecting surface 35b of the deflecting member 35 after passing through the third optical system 34 after being reflected by the concave mirror 33, And is incident on the projection area PR on the substrate P supported on the rotary drum DP. The light flux emitted from each point on the intermediate top surface 32 of the imaging light flux L2 passes through the third optical system 34 twice and is transmitted to each corresponding point in the projection area PR which is optically conjugate with the intermediate top surface 32 . In this manner, the second projection optical system PL2 projects the intermediate image Im formed by the first projection optical system PL1 onto the projection area PR.

다음으로, 조명 영역(IR)에 입사될 때의 조명광 L1과 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 결상 광속 L2의 상태에 대해서 보다 자세하게 설명한다. Next, the states of the imaging light L1 and the imaging light L2 emitted from the illumination area IR when entering the illumination area IR will be described in more detail.

도 10은 조명 영역(IR)에 입사되는 광속(조명광 L1), 및 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 결상 광속 L2를 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)의 방향(Y축과 수직인 XZ면 내)에서 본 측면도이다. 도 11은 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 결상 광속 L2를, 도 10과는 직교하는 방향(Z축 방향)에서 본 상면도이다. 10 shows a state in which the beam of light (illumination light L1) incident on the illumination region IR and the imaging beam L2 emitted from the illumination region IR are directed in the direction of the rotation center axis AX1 of the drum mask DM XZ plane). Fig. 11 is a top view of the imaging light beam L2 emitted from the illumination area IR, viewed in a direction (Z-axis direction) perpendicular to Fig.

도 10(도 3 참조)에 도시한 것처럼, 조명광 L1의 주광선 L1a는, 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)의 방향(Y축 방향)에서 보았을 때에, 회전 중심축(AX1)과 원통면(12)의 사이에 1차 광원상(제1 조리개 부재(23))과 공역인 공역면(40)(2차 광원상이 형성되는 제1 투영 광학계(PL1)의 동면(28)과도 공역)이 형성되어 있도록, 조명 영역(IR)에 입사된다. 공역면(40)(제1 공역면)은, 예를 들면, 회전 중심축(AX1)과 조명 영역(IR)의 중앙 위치 또는 그 근방에 배치된다. 즉, 광분리부(10)의 통과부(15)와 반사부(16)의 위치 관계는, 마스크 패턴(M)의 반경을 r이라고 했을 때에, 회전 중심축(AX1)에서부터 공역면(40)까지의 거리 D3가 반경 r의 약 절반이 되도록, 설정된다. As shown in Fig. 10 (see Fig. 3), the principal ray L1a of the illumination light L1 is reflected by the rotation center axis AX1 and the cylindrical center axis AX2 when viewed in the direction of the rotation center axis AX1 of the drum mask DM A conjugate plane 40 (a conjugate plane with the horn plane 28 of the first projection optical system PL1 in which the secondary light source image is formed) and the first light source image (the first diaphragm 23) Is incident on the illumination region IR. The conjugate plane 40 (first conjugate plane) is disposed, for example, at or near the central position of the rotation center axis AX1 and the illumination region IR. That is to say, the positional relationship between the passing portion 15 of the light separation portion 10 and the reflection portion 16 is determined by taking the radius of the mask pattern M as r, the distance from the rotation center axis AX1 to the conjugate plane 40, Is approximately half of the radius " r ".

여기에서는, 조명광 L1의 주광선 L1a의 연장선(41)은, 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)에 직교하는 단면에 있어서, 공역면(40) 상에서 교차하도록 배치된다. 이러한 주광선 L1a의 연장선(41)의 교점(142)은, 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)과 평행한 선상에 연속적으로 늘어놓아 배치된다. 즉, 광분리부(10)의 통과부(15)와 반사부(16)의 위치 관계는, 조명광 L1 중 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 주광선 L1a의 연장선(41)이 회전 중심축(AX1)과 평행한 공역면(40) 상의 선과 교차하도록, 설정된다. 즉, 조명 광학계(IL)는, 광원(20)으로부터 발생한 조명광 L1을, 광분리부(10)를 통해서 조명 영역(IR)에 조사함과 아울러, 조명광 L1의 주광선 L1a를, 회전 중심축(AX1)과 원통면(12) 사이의 소정 위치를 향하도록, 원통면(12)의 원주 방향에 대해서 경사진다. Here, the extension line 41 of the main light ray L1a of the illumination light L1 is arranged so as to intersect on the conjugate plane 40 in a cross section orthogonal to the rotation center axis AX1 of the drum mask DM. The intersection 142 of the extension line 41 of the main light ray L1a is continuously arranged on a line parallel to the rotation center axis AX1 of the drum mask DM. That is, the positional relationship between the passing portion 15 of the light separation portion 10 and the reflection portion 16 is determined such that the extension line 41 of the principal ray L1a distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 of the illumination light L1, Intersects the line on the conjugate plane 40 parallel to the axis AX1. That is, the illumination optical system IL irradiates the illumination light L1 generated from the light source 20 to the illumination region IR through the optical separation unit 10 and also transmits the principal ray L1a of the illumination light L1 to the rotation center axis AX1 And is directed to a predetermined position between the cylindrical surface 12 and the cylindrical surface 12, as shown in Fig.

또, 조명광 L1 중 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향으로 분포하는 주광선 L1a는, 서로 거의 평행한 관계로 조명 영역(IR)에 입사된다. 그리고 도 11에 도시한 것처럼, 결상 광속 L2의 주광선 L2a는, 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)과 직교하는 방향(Z축 방향)에서 보았을 때에, 서로 거의 평행한 관계로 조명 영역(IR)으로부터 출사된다. 여기에서는, 조명광 L1의 주광선 L1a는, Z축 방향에서 보았을 때 드럼 마스크(DM)의 원통면(12)의 거의 법선 방향(X축 방향)으로부터 조명 영역(IR)에 입사되고, 결상 광속 L2의 주광선 L2a는, Z축 방향에서 보았을 때 드럼 마스크(DM)의 원통면(12)의 거의 법선 방향(X축 방향)을 향해 조명 영역(IR)으로부터 출사된다. The principal ray L1a of the illumination light L1 distributed in the direction parallel to the rotation center axis AX1 of the drum mask DM is incident on the illumination region IR in a substantially parallel relationship with each other. 11, the principal ray L2a of the imaging light beam L2 is incident on the illumination area (light source) in a substantially parallel relationship with each other when viewed in a direction (Z-axis direction) perpendicular to the rotation center axis AX1 of the drum mask DM IR). Here, the principal ray L1a of the illumination light L1 is incident on the illumination region IR from the substantially normal direction (X-axis direction) of the cylindrical surface 12 of the drum mask DM when viewed in the Z axis direction, The principal ray L2a is emitted from the illumination region IR toward the direction of almost the normal (X-axis direction) of the cylindrical surface 12 of the drum mask DM when viewed in the Z-axis direction.

다음으로, 도 9, 도 12, 및 도 13을 참조하면서, 광원상과 공역인 면에 있어서의 동공의 형상에 대해 설명한다. 도 12는 동공의 설명에서 참조하는 조명 영역(IR)의 대표 위치를 도시한 도면이다. 도 13은 광원상과 공역인 공역면(40)에 있어서의 스팟을 도시한 도면이다. 여기에서는, 설명의 편의상, 조명 영역(IR)의 각 점을 경유하는 광속(조명광 L1 및 결상 광속 L2)은, 광원상과 공역인 면(동면(28) 및 공역면(40))에 있어서 스팟 형상이 원인 것으로 한다. Next, with reference to Figs. 9, 12, and 13, the shape of the pupil on the plane that is in the conjugate with the light source image will be described. 12 is a diagram showing representative positions of the illumination area IR referred to in the description of the pupil. 13 is a diagram showing spots on the conjugate plane 40 which is a conjugate region with the light source image. Here, for convenience of explanation, the light fluxes (the illumination light L1 and the imaging light flux L2) passing through respective points of the illumination area IR are arranged in a direction of the light spot on the surface (the coplanar surface 28 and the conjugate surface 40) The shape is assumed to be caused.

도 12에 있어서, 부호 P1~P9는, X축 방향에서 평면에서 본 조명 영역(IR) 상의 점을 나타낸다. 점 P1, 점 P2, 및 점 P3은, 도 10 등에 도시한 원통면(12)의 원주 방향으로 늘어서는 점의 그룹(제1 그룹이라고 함)이다. 점 P1은, 조명 영역(IR)의 +Z축측의 단, 점 P3은 조명 영역(IR)의 -Z축측의 단, 점 P2는 점 P1과 점 P3의 중앙에 배치되어 있다. 마찬가지로, 점 P4, 점 P5 및 점 P6의 제2 그룹, 점 P7, 점 P8 및 점 P9의 제3 그룹은, 각각, 원통면(12)의 원주 방향으로 늘어서는 점의 그룹이다. 또, 점 P1~점 P3의 제1 그룹은 조명 영역(IR)의 -Y축측의 단에 배치되고, 점 P7~점 P9의 제3 그룹은 조명 영역(IR)의 +Y축측의 단에 배치되고, 점 P4~점 P6의 제2 그룹은 제1 그룹과 제3 그룹의 사이에 배치되어 있다. In Fig. 12, reference numerals P1 to P9 denote points on the illumination area IR viewed from the plane in the X-axis direction. The points P1, P2, and P3 are groups (referred to as a first group) of points arranged in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 shown in Fig. 10 and the like. The point P1 is located on the + Z-axis side of the illumination region IR, the point P3 is located on the -Z-axis side of the illumination region IR, and the point P2 is located in the center of the point P1 and the point P3. Similarly, the second group of points P4, P5 and P6, the third group of points P7, P8 and P9 are groups of points arranged in the circumferential direction of the cylindrical surface 12, respectively. The first group of points P1 to P3 is arranged at the end on the -Y axis side of the illumination area IR and the third group of points P7 to P9 is arranged on the end on the + Y axis side of the illumination area IR , And the second group of points P4 to P6 is disposed between the first group and the third group.

우선, 도 9 및 도 12를 참조하면서, 동면(28)에 있어서의 조명광 L1의 통과 범위에 대해 설명한다. 도 12에 도시한 조명 영역(IR)에 있어서 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향으로 늘어서는 점 P1, 점 P4 및 점 P7에 입사되는 조명광 L1의 주광선은, 조명 영역(IR)의 원주 방향에 있어서의 입사 위치가 거의 같고, 조명 영역(IR)에 대한 입사각이 거의 같다. First, with reference to Figs. 9 and 12, the passage range of the illumination light L1 in the coincidence plane 28 will be described. The principal ray of the illumination light L1 incident on the point P1, point P4 and point P7 arranged in the direction parallel to the rotation center axis AX1 in the illumination region IR shown in Fig. The incidence angles with respect to the illumination area IR are almost equal to each other.

그 때문에, 점 P1, 점 P4 및 점 P7에 입사되는 광속은, 각각, 동면(28) 상의 통과 범위의 위치가, 앞의 도 8도 참조하면 X축 방향에 대해서 거의 같게 된다. 그 때문에, 드럼 마스크(DM) 상의 조명 영역(IR) 내의 점 P1, 점 P4 및 점 P7에 입사되는 광속은, 조명 영역(IR)측에서 보면, 거의 같은 방향으로부터 진행해 오는 광속이 된다. 여기에서는, 점 P1, 점 P4 및 점 P7에 입사되는 광속은, 모두, 도 9에 도시한 동면(28) 상의 거의 같은 범위 R3을 통과한다. 마찬가지로, 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향으로 늘어서는 점 P3, 점 P6, 점 P9에 입사되는 광속은, 모두, 동면(28) 상의 거의 같은 범위 R4를 통과한다. Therefore, the luminous fluxes incident on the point P1, the point P4, and the point P7 become almost the same in the X-axis direction as shown in FIG. Therefore, the light flux incident on the point P1, point P4 and point P7 in the illumination area IR on the drum mask DM becomes a light flux proceeding from substantially the same direction when viewed from the illumination area IR side. Here, all of the light beams incident on the point P1, the point P4, and the point P7 pass through substantially the same range R3 on the hibernation 28 shown in Fig. Similarly, the light beams incident on the point P3, the point P6, and the point P9 arranged in the direction parallel to the rotation center axis AX1 all pass through substantially the same range R4 on the hibernation 28. [

또, 점 P1에 입사되는 조명광 L1의 주광선과 점 P3에 입사되는 조명광 L1의 주광선은, 조명 영역(IR)의 원주 방향에 있어서의 입사 위치가 달라, 조명 영역(IR)에 대한 입사각이 다르다. The principal ray of the illumination light L1 incident on the point P1 and the principal ray of the illumination light L1 incident on the point P3 are different in the incident position in the circumferential direction of the illumination region IR and have different incidence angles with respect to the illumination region IR.

그 때문에, 조명 영역(IR) 내의 점 P1에 입사되는 광속이 동면(28)을 통과하는 통과 범위(범위 R3)의 위치와, 조명 영역(IR) 내의 점 P3에 입사되는 광속이 동면(28)을 통과하는 통과 범위(범위 R4)는 X축 방향으로 시프트되어 있다. Therefore, the position of the passage range (range R3) in which the light beam incident on the point P1 in the illumination area IR passes through the moving surface 28 and the position of the light beam incident on the point P3 in the illumination area IR, (Range R4) is shifted in the X-axis direction.

도 9에 있어서, 범위 R3의 Y축 방향의 위치는, 범위 R4와 거의 같다. 또, 범위 R3의 X축 방향의 위치는, 범위 R4의 X축 방향의 위치보다도, 제1 광학계(13)의 광축(13a)과 광분리부(10)의 교점(13b)으로부터 떨어져 있다. In Fig. 9, the position in the Y-axis direction of the range R3 is almost equal to the range R4. The position of the range R3 in the X axis direction is further away from the intersection 13b between the optical axis 13a of the first optical system 13 and the optical splitting section 10 than the position in the X axis direction of the range R4.

또한, 도 12에 도시한 조명 영역(IR)에 있어서 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향으로 늘어서는 점 P2, 점 P5 및 점 P8에 입사되는 광속의 통과 범위는, 도 9에 도시되어 있지 않지만, 범위 R3와 범위 R4의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 점 P1과 점 P3를 연결하는 선상의 임의의 점을 통과하는 광속은, 이 임의의 점의 점 P1로부터의 시프트량에 따라서, 범위 R3에서부터 범위 R4를 향해 시프트된 범위를 통과하게 된다. 그 때문에, 조명 영역(IR)에 입사되는 조명광 L1의 동면(28) 상의 통과 범위는, 예를 들면, 범위 R3와 범위 R4를 연결하는 길쭉한 원형 모양의 범위 R2가 된다. The passing range of the light beam incident on the point P2, the point P5, and the point P8 arranged in the direction parallel to the rotation center axis AX1 in the illumination area IR shown in Fig. 12 is not shown in Fig. 9 But is disposed between the range R3 and the range R4. Likewise, the light flux passing through an arbitrary point on the line connecting the point P1 and the point P3 passes through the range shifted from the range R3 to the range R4 in accordance with the shift amount from the point P1 of this arbitrary point. Therefore, the passing range on the pupil plane 28 of the illumination light L1 incident on the illumination area IR becomes, for example, a range R2 of an elongated circular shape connecting the range R3 and the range R4.

이와 같이, 통과부(15)의 범위 R2를 길쭉한 원형 모양으로 하면, 회전 중심축(AX1)의 원주 방향으로 분포하는 결상 광속 L2의 주광선 L2a는, 조명광을 평행 광속으로 하여 조명 영역에 입사시키는 경우보다도, 서로 평행한 관계(텔레센트릭한 상태)에 가깝게 된다. 이것은, 공역면(40)이 회전 중심축(AX1)과 조명 영역(IR)의 중앙 위치 또는 그 근방에 배치되도록, 광분리부(10)나 그 이전의 조명 광학계를 설정하는 것과 더불어 달성된다. Thus, when the range R2 of the passing portion 15 is elongated, the principal ray L2a of the image forming light beam L2 distributed in the circumferential direction of the rotation axis AX1 is incident on the illumination region with the illumination light as a parallel light flux (Telecentric state), which is more parallel to each other. This is achieved in addition to setting the light separation section 10 and the preceding illumination optical system such that the conjugate plane 40 is disposed at or near the central position of the rotation center axis AX1 and the illumination region IR.

다음으로, 도 10, 도 12 및 도 13을 참조하면서, 공역면(40)에 있어서의 동공의 형상에 대해 설명한다. 공역면(40)에 있어서의 동공의 형상은, 조명 영역(IR)에 입사된 조명광 L1이 드럼 마스크(DM)의 내측에 가상적으로 전파되었을 때에, 공역면(40)에 형성되는 2차 광원상의 형상에 대응한 것이다. Next, the shape of the pupil in the conjugate plane 40 will be described with reference to Figs. 10, 12, and 13. Fig. The shape of the pupil in the conjugate plane 40 is such that when the illumination light L1 incident on the illumination region IR is virtually propagated to the inside of the drum mask DM, It corresponds to the shape.

원통면(12) 상의 조명 영역(IR) 내의 원주 방향으로 늘어서는 점 P1, 점 P2, 점 P3에는, 주광선 L1a의 연장선(41)이 공역면(40) 상에서 거의 1점으로 겹쳐지도록, 조명광 L1의 주광선 L1a가 입사된다. 그 때문에, 점 P1, 점 P2, 점 P3에 입사되는 광속은, 각각이 원통면(12)의 내측까지 전파되었다고 하면, 공역면(40) 상에서의 통과 범위의 위치가 일치하게 되어, 모두 도 13에 도시한 범위 R5를 통과하게 된다. 마찬가지의 이유에 의해, 원통면(12) 상의 조명 영역(IR) 내의 원주 방향으로 늘어서는 점 P4, 점 P5, 점 P6에 입사되는 광속은, 모두 같은 범위 R6을 통과하고, 원통면(12) 상의 조명 영역(IR) 내의 원주 방향으로 늘어서는 점 P7, 점 P8, 점 P9에 입사되는 광속은, 모두 같은 범위 R7을 통과하게 된다. The illumination light L1 (light flux) L1, the point P2, and the point P3, which extend in the circumferential direction in the illumination area IR on the cylindrical surface 12, The principal ray L1a of the incident light L1 is incident. Therefore, assuming that the light beams incident on the point P1, the point P2, and the point P3 are propagated to the inside of the cylindrical surface 12, the positions of the passing ranges on the conjugate plane 40 coincide with each other, And passes through the range R5 shown in Fig. The light beams incident on the points P4, P5 and P6 arranged in the circumferential direction in the illumination region IR on the cylindrical surface 12 all pass through the same range R6, The light beams incident on the point P7, the point P8, and the point P9 arranged in the circumferential direction in the illumination area IR on the light guide plate LR pass through the same range R7.

또, 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향(Y축 방향)으로 늘어서는 점 P1, 점 P4, 점 P7에는, 서로 거의 평행한 관계로 조명광 L1의 주광선 L1a가 입사되어 온다. 그 때문에, 점 P1, 점 P4, 점 P7에 입사되는 광속은, 각각이 원통면(12)의 내측까지 전파되었다고 하면, 회전 중심축(AX1)과 평행한 Y축 방향에 있어서, 공역면(40) 상에서의 통과 범위의 위치가 시프트되게 된다. 즉, 범위 R5는 공역면(40) 상의 -Y축측의 단에 배치되고, 범위 R7은 공역면(40) 상의 +Y축측의 단에 배치되고, 범위 R6은 범위 R5와 범위 R7의 중앙에 배치되게 된다. 결과적으로, 조명 영역(IR)에 입사되는 조명광 L1은, 공역면(40)에 있어서의 동공의 형상이 범위 R5와 범위 R7을 연결하는 길쭉한 원형 모양의 범위 R8이 된다. The principal ray L1a of the illumination light L1 is incident on a point P1, a point P4, and a point P7 arranged in a direction (Y-axis direction) parallel to the rotation center axis AX1 in a substantially parallel relationship with each other. Therefore, if the light beams incident on the point P1, the point P4 and the point P7 are respectively propagated to the inside of the cylindrical surface 12, the light fluxes incident on the conjugate plane 40 The position of the passage range on the surface is shifted. That is, the range R5 is arranged at the end on the -Y axis side on the conjugate plane 40, the range R7 is arranged at the end on the + Y axis side on the conjugate plane 40, and the range R6 is arranged in the middle between the range R5 and the range R7 do. As a result, the illumination light L1 incident on the illumination area IR becomes a range R8 of an elongated circular shape connecting the range R5 and the range R7 to the shape of the pupil in the conjugate plane 40. [

상술한 바와 같이, 결상 광속 L2 중 조명 영역(IR)의 각 위치에서 발생하는 주광선 L2a는, 원통면(12)의 원주 방향과, 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향(Y축 방향)의 각각의 방향에 있어서, 서로 거의 평행이 된다. 그 때문에, 투영 광학계(PL)는, 그 입사측(조명 영역(IR)의 출사측)을 텔레센트릭하게 구성할 수 있다. As described above, the principal ray L2a generated at each position of the illumination area IR of the imaging light beam L2 is incident on the cylindrical surface 12 in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 and in the direction parallel to the rotational center axis AX1 In each direction, they are almost parallel to each other. Therefore, the projection optical system PL can telecentrically configure the incident side (the exit side of the illumination region IR).

이상과 같은 본 실시 형태의 처리 장치(U3)(노광 장치(EX))는, 투영 광학계(PL)에 입사되는 결상 광속 L2가 평행 광속에 가깝게 되도록 조명 광학계(IL)가 구성되어 있으므로, 투영 광학계(PL)를 복잡하게 하지 않더라도, 만곡된 마스트 패턴(M)의 상을 정밀도 좋게 투영 노광할 수 있다. 그 때문에, 처리 장치(U3)는 마스크 패턴(M)을 회전시키면서 노광 처리를 실행함으로써 기판(P)을 효율 좋게 노광시킬 수 있다. Since the illumination optical system IL is configured so that the imaging light flux L2 incident on the projection optical system PL is close to the parallel light flux in the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX) of the present embodiment as described above, It is possible to precisely project and project the image of the curved mast pattern M without complicating the projection optical system PL. Therefore, the processing apparatus U3 can efficiently expose the substrate P by performing the exposure processing while rotating the mask pattern M.

또, 처리 장치(U3)는 투영 광학계(PL)의 동면(28)에 광분리부(10)를 배치했으므로, 조명광 L1의 광로와 결상 광속 L2의 광로를 분리할 수 있다. 그 때문에, 처리 장치(U3)는, 예를 들면 편광 분리 스플리터(PBS) 등을 이용하여 광로를 나누는 구성과 비교하여, PBS에 있어서의 광량의 손실이나 미광(迷光)의 발생을 저감시킬 수 있다. 또한, 광분리부(10)는 PBS 등으로 구성되어 있어도 좋다. The optical path of the illumination light L1 and the optical path of the imaging light L2 can be separated from each other because the processing unit U3 has the optical isolator 10 disposed on the coplanar surface 28 of the projection optical system PL. Therefore, the processing apparatus U3 can reduce the loss of light quantity and the generation of stray light in the PBS as compared with a configuration in which the optical path is divided by using, for example, a polarization splitter (PBS) or the like . The optical isolator 10 may be constituted by a PBS or the like.

또, 광분리부(10)는 통과부(15)를 통해서 조명 영역(IR)을 향하는 조명광 L1의 통과 범위를 규정하므로, 조명 영역(IR)에 입사될 때의 조명광 L1의 주광선 L1a의 방향을 고정밀도로 규정할 수 있다. 또, 광분리부(10)는 반사부(16)를 이용하여 조명광 L1의 통과 범위를 규정하므로, 구성을 심플하게 하는 것 등이 가능하게 된다. Since the optical separation section 10 defines the passage range of the illumination light L1 directed to the illumination region IR through the passage portion 15, the direction of the principal ray L1a of the illumination light L1 when entering the illumination region IR is It can be defined with high precision. Since the optical separation section 10 defines the passage range of the illumination light L1 using the reflection section 16, it is possible to simplify the configuration and the like.

그런데, 조명광 L1 중 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 분포하는 주광선 L1a의 관계(예를 들면, 서로 평행)는, 결상 광속 L2 중 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 분포하는 주광선 L2a 관계(예를 들면, 서로 평행)에 있어서도 유지된다. 또, 결상 광속 L2에 있어서 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 주광선 L2a의 관계(예를 들면, 서로 평행)는, 조명광 L1 중 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 주광선 L1a의 관계(예를 들면, 서로 비평행)로부터 변화한다. 그 때문에, 예를 들면, 결상 광속 L2에 있어서 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 주광선 L2a가 서로 평행한 관계가 되도록, 조명광 L1의 확산각(NA)을 등방적인 파워를 가지는 광학 부재로 조정하면, 결상 광속 L2 중 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 분포하는 주광선 L2a 관계가 서로 평행이 되지 않게 된다. The relationship (for example, parallel to each other) of the principal ray L1a distributed in the direction parallel to the rotation center axis AX1 of the illumination light L1 is the same as that of the principal ray L2 distributed in the direction parallel to the rotation center axis AX1, L2a < / RTI > relationship (e. G., Parallel to each other). The relationship (for example, parallel to each other) of the principal rays L2a distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the imaging light beam L2 is the relationship of the principal ray L1a distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 of the illumination light L1 (E. G., Non-parallel to each other). Therefore, for example, the diffusion angle NA of the illumination light L1 is set to be an optical member having isotropic power so that the principal ray L2a distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the imaging light beam L2 becomes a parallel relation to each other The relationship of the principal ray L2a distributed in the direction parallel to the rotation center axis AX1 among the imaging light beams L2 is not parallel to each other.

본 실시 형태에 있어서는, 실린드리칼 렌즈(25)에 의해서, 드럼 마스크(DM)의 원통면(12) 상의 조명 영역(IR)에 이르는 조명광 L1의 확산각을, 회전 중심축(AX1)에 대응하는 방향(Y축 방향)과, 조명 영역(IR) 내에서의 원통면(12)의 원주 방향에서 다르게 한다. The diffraction angle of the illumination light L1 reaching the illumination area IR on the cylindrical surface 12 of the drum mask DM is made to correspond to the rotation center axis AX1 by the cylindrical lens 25 (Y-axis direction) and the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the illumination area IR.

즉, 실린드리칼 렌즈(25)는, 조명 영역(IR)에 이르는 조명광 L1의 주광선 L1a 중, 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 늘어서는 주광선 L1a는 서로 평행하게 하면서, 원통면(12)의 원주 방향으로 늘어서는 주광선 L1a는 그 연장선(41)이 회전 중심축(AX1)에 평행한 공역면(40) 상의 선과 교차하도록 편향시킨다. 그 때문에, 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 분포하는 결상 광속 L2의 주광선 L2a를 서로 거의 평행하게 함과 아울러, 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 결상 광속 L2의 주광선 L2a도 서로 거의 평행하게 할 수 있다. 또한, 조명광 L1의 확산각에 이방성을 갖게 하는 수법으로서는, 광섬유를 묶은 도광(導光) 부재를 이용하여, 이 도광 부재의 광출사측의 형상을, 예를 들면, 도 6 중의 제1 조리개 부재(23)의 개구부(23a)와 같은 길쭉한 원모양 또는 타원 모양으로 하고, 그 광출사측을 도 6 중의 제1 조리개 부재(23)의 위치에 배치해도 좋다.That is, the cylindrical lens 25 is arranged such that the principal ray L1a of the principal ray L1a of the illumination light L1 reaching the illumination area IR is parallel to the principal ray L1a parallel to the rotation center axis AX1, The main ray L1a is deflected such that its extension line 41 crosses a line on the conjugate plane 40 parallel to the rotation center axis AX1. Therefore, the principal ray L2a of the image forming light beam L2 distributed in the direction parallel to the rotation central axis AX1 is made substantially parallel to each other, and the principal ray L2a of the image forming light beam L2 distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 It can be made almost parallel. As a method of giving anisotropy to the diffusing angle of the illumination light L1, a light guiding member in which an optical fiber is bundled is used and the shape of the light output side of the light guiding member is set to, for example, Shaped or elliptical shape like the opening 23a of the first diaphragm 23 and the light output side thereof may be arranged at the position of the first diaphragm 23 in Fig.

[제2 실시 형태][Second Embodiment]

다음으로, 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 상기의 실시 형태와 마찬가지의 구성요소에 대해서는, 같은 부호를 부여하고 그 설명을 간략화 혹은 생략한다. Next, the second embodiment will be described. In the present embodiment, constituent elements similar to those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

도 14는 본 실시 형태에 의한 처리 장치(노광 장치(EX2))의 구성을 도시한 도면이다. 도 14에 도시한 노광 장치(EX2)는, 투영 광학계(PL)가 오프너 광학계와 같은 광학계로 구성되어 있다는 점에서, 제1 실시 형태와 다르다. Fig. 14 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus (exposure apparatus EX2) according to the present embodiment. The exposure apparatus EX2 shown in Fig. 14 is different from the first embodiment in that the projection optical system PL is composed of an optical system such as an opener optical system.

투영 광학계(PL)는 마스크 패턴(M)의 일부(조명 영역(IR))의 중간상 Im을 형성하는 제1 투영 광학계(PL1)와, 제1 투영 광학계(PL1)가 형성한 중간상을 기판(P) 상의 투영 영역(PR)에 투영하는 제2 투영 광학계(PL2)를 구비한다. 여기에서는, 제1 투영 광학계(PL1)와 제2 투영 광학계(PL2)는, 각각이 오프너(offner) 광학계와 같은 광학계로 구성되어 있다. The projection optical system PL includes a first projection optical system PL1 for forming a middle image Im of a part of the mask pattern M (illumination area IR), and a second projection optical system PL2 for forming a middle image formed by the first projection optical system PL1 on the substrate P And a second projection optical system PL2 for projecting the light onto the projection area PR on the projection optical system PL. Here, each of the first projection optical system PL1 and the second projection optical system PL2 is composed of an optical system such as an offner optical system.

조명 광학계(IL)는 광원(20)에서부터 광분리부(50)까지 배치되는 요소에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있다. 광원(20)으로부터 발사된 조명광 L1은, 균일화 광학계(19)를 통과함으로써 제2 조리개 부재(26)에 있어서의 광 강도 분포가 균일화된다. 제2 조리개 부재(26)를 통과한 조명광 L1은, 렌즈 그룹(27)을 통해서 광분리부(50)에 입사된다. The elements of the illumination optical system IL arranged from the light source 20 to the optical splitting section 50 can be configured similarly to the first embodiment. The illumination light L1 emitted from the light source 20 passes through the uniformizing optical system 19, so that the light intensity distribution in the second diaphragm member 26 is made uniform. The illumination light L1 having passed through the second diaphragm member 26 is incident on the light separation unit 50 through the lens group 27. [

도 15는 도 14 중의 조명 광학계(IL)의 일부 및 제1 투영 광학계(PL1)를 확대하여 도시한 도면이다. 광분리부(50)는 제1 실시 형태에서 설명한 것 같은 통과부(15) 및 반사부(16)를 구비하는 것이다. 광분리부(50)는 조명광 L1의 근원이 되는 광원상이 형성되는 동면의 위치 또는 그 근방에 배치된다. 통과부(15)와 반사부(16)의 배치에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다. Fig. 15 is an enlarged view of a part of the illumination optical system IL and the first projection optical system PL1 in Fig. The light separating section 50 includes the passing section 15 and the reflecting section 16 as described in the first embodiment. The light separation unit 50 is disposed at or near the position of the hibernation where the light source image forming the source of the illumination light L1 is formed. The arrangement of the passing portion 15 and the reflecting portion 16 is the same as that of the first embodiment.

광분리부(50)는 조명광 L1이 입사되어 오는 면(50a)과, 면(50a)의 반대를 향하는 면(50b)을 가진다. 면(50b)은, 제1 투영 광학계(PL1)의 광로에 있어서 결상 광속 L2가 입사되는 면이며, 외부(결상 광속 L2의 입사측)를 향해서 볼록하게 되어 있다. The optical isolator 50 has a surface 50a on which the illumination light L1 is incident and a surface 50b facing the opposite side of the surface 50a. The surface 50b is a surface on which the imaging light beam L2 is incident in the optical path of the first projection optical system PL1 and is convex toward the outside (the incidence side of the imaging light beam L2).

광분리부(50)의 통과부(15)를 통과한 조명광 L1은, 수차의 보정 등에 이용되는 렌즈 그룹(51)을 통과하여 오목 거울(53)의 반사면(53a)에 입사된다. 반사면(53a)은, 광분리부(50)의 면(50b)과 대향하도록 배치된다. 오목 거울(53)의 반사면(53a)과 광분리부(50)의 면(50b)은, 곡률 중심이 거의 같은 위치에 배치되는 만곡면이다. The illumination light L1 that has passed through the passing portion 15 of the light separating portion 50 passes through the lens group 51 used for correcting the aberration and is incident on the reflecting surface 53a of the concave mirror 53. [ The reflecting surface 53a is disposed so as to face the surface 50b of the light separation portion 50. [ The reflecting surface 53a of the concave mirror 53 and the surface 50b of the light separating portion 50 are curved surfaces that are disposed at substantially the same center of curvature.

반사면(53a)에 입사된 조명광 L1은, 반사면(53a)에서 반사됨으로써 집광되고, 수렴하면서 편향 부재(평면 반사경)(54)의 반사면(54a)에 입사된다. 편향 부재(54)의 반사면(54a)에 입사된 조명광 L1은, 반사면(54a)에서 반사됨으로써 편향되어, 상조정(像調整) 부재(55)를 통해서 조명 영역(IR)에 입사된다. 상조정 부재(55)는 광 강도 분포의 조정, 확산각의 조정, 수차의 보정 등에 이용되는 광학 부재(파워를 가지는 렌즈 소자)이다. The illumination light L1 incident on the reflecting surface 53a is condensed by being reflected by the reflecting surface 53a and is incident on the reflecting surface 54a of the deflecting member (flat reflecting mirror) 54 while converging. The illumination light L1 incident on the reflection surface 54a of the biasing member 54 is deflected by being reflected by the reflection surface 54a and incident on the illumination region IR through the image adjustment member 55. [ The phase adjusting member 55 is an optical member (a lens element having power) used for adjustment of light intensity distribution, adjustment of a diffusion angle, correction of aberrations, and the like.

이상과 같은 조명 광학계(IL)는, 도 3을 참조하여 설명한 것처럼, 조명 영역(IR)에서 발생하는 결상 광속 L2의 주광선을 서로 평행하게 만들기 위해, 조명 영역(IR)으로 입사되는 조명광 L1의 주광선의 연장선이 드럼 마스크(DM)의 내측에서 교차하도록, 구성되어 있다. The illumination optical system IL as described above has a configuration in which the main light ray L1 of the illumination light L1 incident on the illumination region IR is irradiated to the illumination region IR in order to make the principal rays of the imaging light flux L2 generated in the illumination region IR parallel to each other, So as to intersect the inside of the drum mask DM.

조명 영역(IR)에서 발생한 결상 광속 L2는, 상조정 부재(55)를 통해서 편향 부재(54)의 반사면(54a)에 입사되고, 반사면(54a)에서 반사되어 오목 거울(53)의 반사면(53a)에 입사된다. 반사면(53a)에 입사된 결상 광속 L2는, 반사면(53a)에서 반사됨으로써 집광되고, 수렴하면서 렌즈 그룹(51)을 통해서 광분리부(50)의 반사부(16)에 입사된다. 반사부(16)에 입사된 결상 광속 L2는, 반사부(16)에서 반사되고, 렌즈 그룹(51)을 통과하여 오목 거울(53)의 반사면(53a)에 입사된다. 반사면(53a)에 입사된 결상 광속 L2는, 반사면(53a)에서 반사됨으로써 집광되고, 수렴하면서 편향 부재(평면 반사경)(56)의 반사면(56a)에 입사된다. The imaging light beam L2 generated in the illumination area IR is incident on the reflecting surface 54a of the deflecting member 54 through the image adjusting member 55 and reflected by the reflecting surface 54a to be half of the concave mirror 53 And is incident on the slope surface 53a. The image forming light beam L2 incident on the reflecting surface 53a is condensed by being reflected by the reflecting surface 53a and is incident on the reflecting portion 16 of the light separating portion 50 through the lens group 51 while converging. The image forming beam L2 incident on the reflecting portion 16 is reflected by the reflecting portion 16 and passes through the lens group 51 and is incident on the reflecting surface 53a of the concave mirror 53. [ The image forming light beam L2 incident on the reflecting surface 53a is condensed by being reflected by the reflecting surface 53a and is incident on the reflecting surface 56a of the deflecting member (flat reflecting mirror) 56 while converging.

여기에서는, 편향 부재(54) 및 편향 부재(56)는, 편향 부재(54)와 편향 부재(56)의 사이에 결상 광속 L2를 통과할 수 있도록 마련되어 있다. 편향 부재(56)의 반사면(56a)에 입사된 결상 광속 L2는, 반사면(56a)에서 반사됨으로써 편향되고, 상조정 부재(57)를 통과하여 중간상면(32)에 입사된다. 상조정 부재(57)는, 상조정 부재(55)와 마찬가지의 기능을 가지는 광학 부재이다. 이와 같이 하여, 제1 투영 광학계(PL1)는, 마스크 패턴(M)의 일부(조명 영역(IR))의 중간상 Im을 중간상면(32)에 형성한다. Here, the biasing member 54 and the biasing member 56 are provided so as to pass the imaging light beam L2 between the biasing member 54 and the biasing member 56. [ The image forming light beam L2 incident on the reflecting surface 56a of the biasing member 56 is deflected by being reflected by the reflecting surface 56a and passes through the image adjusting member 57 and is incident on the intermediate top surface 32. [ The phase adjusting member 57 is an optical member having the same function as that of the phase adjusting member 55. In this way, the first projection optical system PL1 forms the intermediate image Im on the intermediate upper surface 32 of a part (illumination area IR) of the mask pattern M.

도 14의 설명으로 돌아가, 제2 투영 광학계(PL2)는, 예를 들면, 광분리부(50) 대신에 볼록 거울(60)을 배치함으로써 구성된다. 중간상면(32)을 통과한 결상 광속 L2는, 편향 부재(61)의 제1 반사면(61a)에서 반사되어 오목 거울(62)에 입사되고, 오목 거울(62)에서 반사되어 볼록 거울(60)에 입사된다. 볼록 거울(60)에 입사된 결상 광속 L2는, 볼록 거울(60)에서 반사되어 오목 거울(62)에 입사되고, 오목 거울(62)에서 반사된 후에 편향 부재(61)의 제2 반사면(61b)에서 반사되어, 회전 드럼(DP)에 지지되어 있는 기판(P) 상의 투영 영역(PR)에 입사된다. 이와 같이 하여, 제2 투영 광학계(PL2)는, 마스크 패턴(M)의 조명 영역(IR)의 중간상 Im을 기판(P) 상의 투영 영역(PR)에 투영한다. 14, the second projection optical system PL2 is constituted by disposing a convex mirror 60 in place of the optical isolator 50, for example. The imaging light beam L2 having passed through the intermediate upper surface 32 is reflected by the first reflecting surface 61a of the deflecting member 61 and is incident on the concave mirror 62 and is reflected by the concave mirror 62 to be reflected by the convex mirror 60 . The imaging light beam L2 incident on the convex mirror 60 is reflected by the convex mirror 60 and is incident on the concave mirror 62 and is reflected by the concave mirror 62 and then reflected by the second reflecting surface 62 of the deflecting member 61 61b and is incident on the projection area PR on the substrate P supported by the rotary drum DP. The second projection optical system PL2 projects the intermediate image Im of the illumination area IR of the mask pattern M onto the projection area PR on the substrate P. [

[제3 실시 형태][Third embodiment]

다음으로, 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 상기의 실시 형태와 마찬가지의 구성요소에 대해서는, 같은 부호를 부여하고 그 설명을 간략화 혹은 생략한다. Next, the third embodiment will be described. In the present embodiment, constituent elements similar to those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

도 16은 본 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(SYS2)(플렉서블·디스플레이 제조 라인)의 구성을 도시한 도면이다. 여기에서는, 공급 롤(FR1)로부터 인출된 가요성 기판(P)(시트, 필름 등)이, 차례로, n대의 처리 장치(U1, U2, U3, U4, U5, … Un)을 거쳐서, 회수 롤(FR2)에 감길 때까지의 예를 나타내고 있다. 16 is a diagram showing a configuration of the device manufacturing system SYS2 (flexible display manufacturing line) of the present embodiment. Here, the flexible substrate P (sheet, film, etc.) drawn out from the supply roll FR1 passes through the n processing units U1, U2, U3, U4, U5, ... Un, And is wound around the frame FR2.

도 16에 있어서도, XYZ 직교 좌표계는, 기판(P)의 표면(또는 이면)이 XZ면과 수직이 되도록 설정되고, 기판(P)의 반송 방향(긴 방향)과 직교하는 방향(폭 방향)이 Y축 방향으로 설정되는 것으로 한다. 16, the XYZ orthogonal coordinate system is set so that the front side (or back side) of the substrate P is perpendicular to the XZ plane and the direction (width direction) perpendicular to the carrying direction (long direction) of the substrate P is Y axis direction.

다음으로, 본 실시 형태의 디바이스 제조 시스템(SYS2)의 처리 장치(U3)(노광 장치(EX), 기판 처리 장치)에 의한 노광의 원리를 설명한다. 도 17은 노광 장치(EX3)의 광학계를 설명하기 위한 모식도를 도시한 도면이다. 도 18은 조명 영역(IR)에 입사되는 조명광 L1 및 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 결상 광속 L2를 도시한 도면이다. Next, the principle of exposure by the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX, substrate processing apparatus) of the device manufacturing system SYS2 of the present embodiment will be described. 17 is a schematic view for explaining the optical system of the exposure apparatus EX3. 18 is a view showing the illumination light L1 incident on the illumination area IR and the imaging light beam L2 emitted from the illumination area IR.

도 17에 도시한 노광 장치(EX3)는, 마스크 패턴(M)을 유지하는 드럼 마스크(DM), 조명 광학계(IL), 투영 광학계(PL), 및 기판(P)을 지지하는 회전 드럼(DP)(도 16에 도시한 기판 지지 롤(DR5))을 구비한다. The exposure apparatus EX3 shown in Fig. 17 includes a drum mask DM for holding a mask pattern M, an illumination optical system IL, a projection optical system PL, and a rotary drum DP (The substrate support roll DR5 shown in Fig. 16).

드럼 마스크(DM)는 원통면 모양의 외주면(이하, 원통면(12)이라고도 함)을 가지고, 반사형의 마스크 패턴(M)을 원통면(12)을 따르도록 원통면 모양으로 만곡시켜 유지한다. 원통면은 소정의 중심선(회전 중심축(AX1))의 주위에 소정 반경으로 만곡된 면이며, 예를 들면, 원 기둥 또는 원통의 외주면의 적어도 일부이다. The drum mask DM has a cylindrical outer peripheral surface (hereinafter also referred to as a cylindrical surface 12), and a reflective mask pattern M is curved and held in a cylindrical surface shape along the cylindrical surface 12 . The cylindrical surface is a surface curved at a predetermined radius around a predetermined center line (rotation center axis AX1), and is, for example, at least a part of a circular column or an outer peripheral surface of a cylinder.

조명 광학계(IL)는 드럼 마스크(DM)에 유지된 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)을, 투영 광학계(PL)의 일부를 통해서 조명광 L1으로 락사 조명한다. 조명 광학계(IL)는 조명광 L1의 근원이 되는 광원상(L0)을 형성하는 제1 광학계(13)와, 투영 광학계(PL)의 일부를 겸한 제2 광학계(14)를 포함한다. 제1 광학계(13)에 의해서 형성되는 광원상(L0)은, 광분리부(10)의 통과부(15)(투과부)의 근방에 형성되고, 광원상(L0)으로부터 진행하는 조명광 L1은, 통과부(15)를 통해서 제2 광학계(14)에 입사되고, 제2 광학계(14)를 통과하여 조명 영역(IR)에 입사된다. The illumination optical system IL subjects the illumination area IR on the mask pattern M held by the drum mask DM to the illumination light L1 through a part of the projection optical system PL. The illumination optical system IL includes a first optical system 13 forming a light source image L0 that is a source of the illumination light L1 and a second optical system 14 serving also as a part of the projection optical system PL. The light source image L0 formed by the first optical system 13 is formed in the vicinity of the passing portion 15 (transmitting portion) of the light separation portion 10 and the illumination light L1 traveling from the light source image L0, Is incident on the second optical system 14 through the passing portion 15 and passes through the second optical system 14 and is incident on the illumination region IR.

투영 광학계(PL)는 조명 영역(IR)에서 발생한 반사 광속을, 회전 드럼(DP)에 지지되어 있는 기판(P)에 투사함으로써, 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)의 상을 기판(P)에 투영한다. 투영 광학계(PL)는, 조명 영역(IR)의 중간상 Im을 형성하는 제1 투영 광학계(PL1)와, 제1 투영 광학계(PL1)가 형성한 중간상 Im을 기판(P)에 투영하는 제2 투영 광학계(PL2)를 구비한다. 제1 투영 광학계(PL)는 광분리부(10)와, 광분리부(10)와 조명 영역(IR) 사이의 광로에 배치된 제2 광학계(광학계)(14)를 포함한다. 이하의 설명에 있어서, 조명광 L1에 의해서 조명되고 있는 마스크 패턴(M)에서 발생하여 기판에 투사되는 광속을, 적당, 결상 광속 L2라고 한다. The projection optical system PL projects the image of the illumination area IR on the mask pattern M onto the substrate P by projecting the reflected light flux generated in the illumination area IR onto the substrate P supported by the rotary drum DP P). The projection optical system PL includes a first projection optical system PL1 for forming a middle image Im of the illumination area IR and a second projection optical system PL for projecting the intermediate image Im formed by the first projection optical system PL1 onto the substrate P. [ And an optical system PL2. The first projection optical system PL includes a light separation section 10 and a second optical system (optical system) 14 disposed in an optical path between the light separation section 10 and the illumination region IR. In the following description, the light flux generated in the mask pattern M illuminated by the illumination light L1 and projected onto the substrate is referred to as an imaging light flux L2.

조명 영역(IR)에서 발생한 결상 광속 L2는, 제1 투영 광학계(PL1)의 제2 광학계(14)를 통과하여 광분리부(10)의 반사부(16)에서 반사된 후에, 제2 광학계(14)를 재차 통과하여 편향 부재(17)에 입사된다. 편향 부재(17)에 입사된 결상 광속 L2는, 편향 부재(17)에 의해서 편향되어, 오목 거울(18)에 입사된다. The imaging light flux L2 generated in the illumination area IR passes through the second optical system 14 of the first projection optical system PL1 and is reflected by the reflection part 16 of the optical splitting part 10, 14 again and is incident on the biasing member 17. [ The imaging light beam L2 incident on the deflecting member 17 is deflected by the deflecting member 17 and is incident on the concave mirror 18.

조명 영역(IR) 내의 어느 점으로부터 발생한 광속(결상 광속 L2)은, 제2 광학계(14)를 2회 통과함으로써, 조명 영역(IR)과 광학적으로 공역인 중간상면(42) 상의 대응하는 점(공역점)에 수렴된다. 이와 같이, 제1 투영 광학계(PL1)는, 조명광 L1에 의해서 조명되고 있는 마스크 패턴(M)의 일부(조명 영역(IR))의 중간상 Im을 중간상면(42)에 형성한다. 조명 영역(IR)이 광출사측을 향해 볼록한 원통면 모양이므로, 중간상면(42)은 광입사측(편향 부재(17)측)을 향해 오목한 원통면 모양이 된다. The light flux (imaging light flux L2) generated from a certain point in the illumination area IR passes through the second optical system 14 two times to form a corresponding point on the intermediate image plane 42 that is optically conjugate with the illumination area IR Convergence point). Thus, the first projection optical system PL1 forms the intermediate image Im on the intermediate upper surface 42 of a part (illumination area IR) of the mask pattern M illuminated by the illumination light L1. The intermediate top surface 42 is a cylindrical surface concave toward the light incidence side (the side of the deflecting member 17) since the illumination area IR is a convex cylindrical surface shape toward the light output side.

오목 원통면경(이하, 간단하게 오목 거울이라고 부름)(18)은, 중간상면(42)의 위치 또는 그 근방에 배치되어 있다. 오목 거울(18)은 중간상면(42)을 따르도록, 광입사측을 향해 오목한 원통면 모양으로 만곡되어 있다. 오목 거울(18)에서 반사된 결상 광속 L2는, 제2 투영 광학계(PL2)의 광학 부재(렌즈, 미러 등)를 경유하여 투영 영역(PR)에 투사된다. 이와 같이 하여, 마스크 패턴(M)의 조명 영역(IR)의 상은, 회전 드럼(DP)에 지지된 기판(P) 상의 투영 영역(PR)에 투영된다. The concave cylindrical surface (hereinafter, simply referred to as concave mirror) 18 is disposed at or near the intermediate upper surface 42. The concave mirror 18 is curved in a cylindrical surface shape concave toward the light incidence side along the intermediate upper surface 42. The image forming beam L2 reflected by the concave mirror 18 is projected onto the projection area PR via the optical member (lens, mirror, etc.) of the second projection optical system PL2. The image of the illumination area IR of the mask pattern M is projected onto the projection area PR on the substrate P supported on the rotary drum DP.

여기서, 오목 거울(18)이 마련되어 않은 구성(단순한 평면 거울인 경우)을 상정한다. 이 구성에 있어서, 제2 투영 광학계(PL2)의 상면(像面)은, 제1 투영 광학계(PL1)의 상면(중간상면)과 마찬가지로 광입사측을 향해 오목한 원통면 모양으로 이루어지고, 투영 영역의 접평면(接平面)에 대해서 투영 영역과 반대측으로 만곡되게(투영 영역과 요철(凹凸)의 방향이 역으로 되게) 된다. 그 때문에, 만곡된 투영 영역의 원주 방향에 있어서 접평면과의 접선으로부터 멀어짐에 따라, 디포커스가 커진다. Here, it is assumed that the concave mirror 18 is not provided (in the case of a simple flat mirror). In this configuration, the upper surface (image surface) of the second projection optical system PL2 has a cylindrical surface shape concave toward the light incidence side like the upper surface (intermediate upper surface) of the first projection optical system PL1, (The projection area and the direction of the concavo-convex are reversed with respect to the tangent plane of the projection area). For this reason, the defocus increases as the distance from the tangent to the tangent plane in the circumferential direction of the curved projection area increases.

도 17에 도시한 노광 장치(EX3)에 있어서, 오목 거울(18)은 제2 투영 광학계(PL2)의 상면이 광입사측을 향해 볼록한 모양으로 되도록, 상면을 변환한다. 환언하면, 오목 거울(18)은 제2 투영 광학계(PL2)의 상면의 곡률 중심이 투영 영역(PR)에 대해서 투영 영역(PR)의 곡률 중심과 같은 측에 배치되도록, 제2 투영 광학계(PL2)의 상면을 변환한다. 그 때문에, 제2 투영 광학계(PL2)의 상면은, 원통면 모양으로 만곡된 기판(P) 상의 투영 영역(PR)을 따르는 듯한 형상이 되고, 결과적으로, 노광 장치(EX3)는 원하는 패턴을 정밀도 좋게 충실히 전사할 수 있어, 고정밀 패턴 노광이 가능해진다. In the exposure apparatus EX3 shown in Fig. 17, the concave mirror 18 converts the upper surface so that the upper surface of the second projection optical system PL2 becomes convex toward the light incidence side. In other words, the concave mirror 18 is arranged so that the center of curvature of the upper surface of the second projection optical system PL2 is located on the same side as the center of curvature of the projection area PR with respect to the projection area PR, As shown in FIG. Therefore, the upper surface of the second projection optical system PL2 has a shape that follows the projection area PR on the substrate P curved in a cylindrical shape. As a result, the exposure apparatus EX3 can accurately It can be faithfully transferred faithfully, and high-precision pattern exposure becomes possible.

그런데, 도 18에 도시한 것처럼 조명 영역(IR)이 원통면 모양으로 만곡되어 있으므로, 본 실시 형태에서는, 조명광 L1의 주광선 L1a의 조명 영역(IR)에 대한 입사각을, 원통면(12)의 원주 방향에 있어서의 주광선 L1a의 입사 위치에 따라 다르게 한다. 즉, 통상의 조명계에 의한 퀄러 조명법과 같이, 물면(物面)에 입사되는 조명광의 주광선을 서로 평행한 것이 아니라, 원통면(12)의 반경의 거의 절반의 위치에 수렴하는 듯한 주광선으로 한다. 이와 같이 하면, 조명 영역(IR) 내의 각 점에서 발생하는 반사 광속(결상 광속 L2)의 주광선 L2a가, 원통면(12)의 원주 방향에 관해서 서로 평행한 상태(텔레센트릭)가 된다. 18, the angle of incidence of the illumination light L1 with respect to the illumination area IR of the principal ray L1a of the illumination light L1 is set to be smaller than the incident angle of the principal ray L1a of the illumination light L1 on the circumference of the cylindrical surface 12. [ Direction of the principal ray L1a. That is, the principal rays of the illumination light incident on the water surface (object surface) are not parallel to each other, but converge to a half of the radius of the cylindrical surface 12, as in the case of a Qualler illumination method using a normal illumination system. In this way, the principal ray L2a of the reflected light flux (imaging light flux L2) generated at each point in the illumination area IR becomes a state (telecentric) parallel to the circumferential direction of the cylindrical surface 12.

본 실시 형태에 있어서, 조명 광학계(IL)는 원통면(12)의 원주 방향에 관해서, 조명광 L1의 주광선이 비평행하게 되는 비텔레센트릭계로서 구성되고, 결상 광속 L2의 주광선을 원주 방향에 관해서 평행하게 되도록 한다. 그 때문에, 도 18에 도시한 것처럼, 조명광 L1의 주광선 L1a를 연장한 연장선(41)이 원통면(12)의 내측에서 반경의 약 절반의 위치에서 교차하도록, 구성되어 있다. In the present embodiment, the illumination optical system IL is configured as a non-telecentric system in which the principal ray of the illumination light L1 is not parallel with respect to the circumferential direction of the cylindrical surface 12, and the principal ray of the image- To be parallel. Therefore, as shown in Fig. 18, the extension line 41 extending the main light ray L1a of the illumination light L1 crosses at a position half of the radius from the inside of the cylindrical surface 12.

이러한 결상 광속 L2에 있어서, 조명 영역(IR) 상의 각 점에서 발생한 주광선 L2a는, 예를 들면, 서로 평행한 관계에서 조명 영역(IR)으로부터 출사된다. 드럼 마스크(DM)의 중심선(회전 중심축(AX1))의 방향에서 보았을 때의 각 주광선 L2a의 진행 방향은, 예를 들면, 각 주광선 L2a의 조명 영역(IR) 상의 발생 위치와 회전 중심축(AX1)을 연결하는 선(지름 방향)에 대해서 교차하는 방향이다. 또, 도 17에 도시한 것처럼, 회전 중심축(AX1)의 방향에서 보았을 때의 각 주광선 L2a의 진행 방향은, 예를 들면, 제2 광학계(14)의 광축(14a)과 비수직으로 교차하는 방향이다. In this imaging light beam L2, the principal ray L2a generated at each point on the illumination region IR is emitted from the illumination region IR, for example, in a parallel relationship with each other. The progress direction of each principal ray L2a when viewed from the direction of the center line (rotation center axis AX1) of the drum mask DM is determined by the position of occurrence of each principal ray L2a on the illumination region IR and the rotation center axis AX1 in the radial direction). 17, the progressing direction of each principal ray L2a when viewed in the direction of the rotation center axis AX1 is, for example, a direction perpendicular to the optical axis 14a of the second optical system 14 Direction.

상술한 것처럼, 조명 광학계(IL)는 제1 투영 광학계(PL1)의 입사측이 텔레센트릭이 되도록 구성되어 있지만, 투영 광학계(PL)를 통과하는 결상 광속 L2는, 예를 들면 제1 투영 광학계(PL1)에서 발생 수차 등에 의해서, 텔레센트릭한 관계가 붕괴되는 일이 있다. 오목 거울(18)은, 예를 들면 제1 투영 광학계(PL1)에서 발생하는 수차 등을 가미하여, 기판(P)에 투영되는 상의 특성을 조정하도록 마련되어 있다. 그 때문에, 노광 장치(EX3)는 만곡된 마스트 패턴(M)을 이용하는 경우에 있어서도, 정밀도 좋게 노광할 수 있다. As described above, the illumination optical system IL is configured so that the incidence side of the first projection optical system PL1 becomes telecentric. However, the imaging light beam L2 passing through the projection optical system PL is, for example, The telecentric relationship may be collapsed due to the aberration or the like generated in the first lens group PL1. The concave mirror 18 is provided so as to adjust the characteristics of the image projected onto the substrate P in consideration of, for example, aberration generated in the first projection optical system PL1. Therefore, even when the curved mast pattern M is used, the exposure apparatus EX3 can be exposed with high precision.

또, 제1 투영 광학계(PL1)는, 예를 들면, 배율이 N배(단, N<1)의 축소 광학계로서 구성된다. 즉, 제1 투영 광학계(PL1)는 중간상면(42)에 마스크 패턴(M)의 일부분의 상을 축소 배율로 형성한다. 이러한 구성으로 함으로써, 결상 광속 L2에 있어서 주광선 L2a의 텔레센트릭한 관계로부터의 시프트량을 작게 할 수 있다. 투영 광학계(PL)는, 예를 들면, 마스크 패턴(M)의 투영 영역(PR)의 일부분의 상을 등배율로 투영 영역(PR)에 형성하는 등배 광학계이고, 제2 투영 광학계(PL2)는 배율이 1/N배의 확대 광학계로서 구성된다. The first projection optical system PL1 is configured, for example, as a reduction optical system having a magnification N times (N <1). That is, the first projection optical system PL1 forms an image of a part of the mask pattern M on the intermediate upper surface 42 at a reduction magnification. With this configuration, the amount of shift from the telecentric relationship of the principal ray L2a in the imaging light flux L2 can be reduced. The projection optical system PL is a so-called optical system for forming an image of a part of the projection area PR of the mask pattern M in the projection area PR at an equal magnification and the second projection optical system PL2, for example, And is configured as a magnification optical system having a magnification of 1 / N.

또한, 투영 광학계(PL)가 전체적으로 등배 광학계인 경우에, 제1 투영 광학계(PL1) 및 제2 투영 광학계(PL2)는, 모두 등배 광학계여도 좋고, 한쪽이 축소 광학계이고 다른 쪽이 확대 광학계여도 좋다. 또, 투영 광학계(PL)는 전체적으로 축소 광학계여도 좋고, 전체적으로 확대 광학계여도 좋다. The first projection optical system PL1 and the second projection optical system PL2 may be all equal optical systems in the case where the projection optical system PL is a uniform optical system as a whole and either one may be a reduction optical system and the other may be a magnification optical system . Further, the projection optical system PL may be a reduction optical system as a whole, or may be a magnification optical system as a whole.

다음으로, 처리 장치(U3)(노광 장치(EX3))의 구성에 대해서 보다 자세하게 설명한다. Next, the structure of the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX3) will be described in more detail.

도 19는 노광 장치(EX3)의 구성을 도시한 도면이다. 노광 장치(EX3)는 마스크 패턴(M)을 유지하고 회전 중심축(AX1)의 둘레에서 회전 가능한 드럼 마스크(DM)(마스크 유지 부재)와, 기판(P)을 지지하며 회전 중심축(AX2)의 둘레에서 회전 가능한 회전 드럼(DP)(기판 지지 부재)을 구비한다. 회전 드럼(DP)의 회전 중심축(AX2)은, 예를 들면, 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)과 거의 평행하게 설정된다. 19 is a diagram showing the configuration of the exposure apparatus EX3. The exposure apparatus EX3 includes a drum mask DM (mask holding member) which holds the mask pattern M and is rotatable around the rotation center axis AX1, a rotation center axis AX2 which supports the substrate P, And a rotary drum DP (substrate supporting member) rotatable around the rotary drum DP. The rotational center axis AX2 of the rotary drum DP is set substantially parallel to the rotational center axis AX1 of the drum mask DM, for example.

드럼 마스크(DM)는 일정 반경의 원 기둥 모양 또는 원통 모양의 부재이고, 그 외주면이 원통면(12)이다. 마스크 패턴(M)은, 예를 들면, 드럼 마스크(DM)의 외주면에 감겨지고, 드럼 마스크(DM)에 대해서 릴리스 가능하게 장착된다. 마스크 패턴(M)은, 예를 들면 드럼 마스크(DM)의 표면에 증착법 등을 이용하여 형성되어 있어도 좋고, 드럼 마스크(DM)로부터 릴리스 불가능이라도 좋다. 릴리스 가능한 마스크 패턴(M)으로서는, 극박 유리 시트(두께 100㎛ 정도)로 증착된 크롬층을 패터닝한 것, 투명한 수지나 플라스틱의 시트에 차광층으로 패터닝한 것이 사용된다. 이러한 시트 모양의 마스크 패턴(M)을 드럼 마스크(DM)에 감는 경우, 혹은 드럼 마스크(DM)의 표면에 직접 마스크 패턴(M)을 묘화(描畵) 형성하는 경우 중 어느 것에 있어서도, 원통면 모양으로 만곡된 마스크 패턴(M)의 반경(직경)을 정밀하게 파악해 두는 것이 중요하다. The drum mask DM is a circular columnar or cylindrical member having a predetermined radius, and the outer circumferential surface thereof is a cylindrical surface 12. The mask pattern M is wound on the outer peripheral surface of the drum mask DM, for example, and is releasably mounted on the drum mask DM. The mask pattern M may be formed on the surface of the drum mask DM using a deposition method or the like and may not be released from the drum mask DM. As the releasable mask pattern (M), a chromium layer deposited with an ultra-thin glass sheet (thickness of about 100 탆) is patterned, or a transparent resin or a sheet of plastic is patterned with a light-shielding layer. In any of the cases where the sheet-like mask pattern M is wound around the drum mask DM or the mask pattern M is directly drawn on the surface of the drum mask DM, It is important to precisely grasp the radius (diameter) of the mask pattern M that is curved in the shape.

회전 드럼(DP)은 일정 반경의 원 기둥 모양 또는 원통 모양의 부재이며, 그 외주면이 원통면 모양이다. 기판(P)은, 예를 들면, 회전 드럼(DP)의 외주면의 일부에 감김으로써, 회전 드럼(DP)에 지지된다. 마스크 패턴(M)의 상이 투영되는 투영 영역(PR)은, 회전 드럼(DP)의 외주면의 근방에 배치된다. 기판(P)을 지지하는 기판 지지 부재의 구성은, 적당 변경 가능하다. 예를 들면, 기판(P)은, 복수의 반송 롤러에 현가됨으로써 지지되어 있어도 좋고, 이 경우에 투영 영역(PR)이 복수의 반송 롤러의 사이에 평면 모양으로 배치되어 있어도 좋다. The rotary drum DP is a circular columnar or cylindrical member having a predetermined radius, and the outer circumferential surface thereof is a cylindrical surface. The substrate P is supported on the rotary drum DP, for example, by being wound around a part of the outer circumferential surface of the rotary drum DP. The projection area PR onto which the image of the mask pattern M is projected is disposed in the vicinity of the outer peripheral surface of the rotary drum DP. The configuration of the substrate supporting member for supporting the substrate P can be appropriately changed. For example, the substrate P may be supported by being suspended on a plurality of conveying rollers, and in this case, the projection area PR may be arranged in a plane between a plurality of conveying rollers.

도 19와 같이, 조명 광학계(IL)는 드럼 마스크(DM)에 유지된 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)을, 퀄러 조명과 같은 조명법에 의해 균일한 밝기로 조명한다. 투영 광학계(PL)는 조명 영역(IR)에서 발생하는 결상 광속 L2를, 회전 드럼(DP)에 지지된 기판(P) 상의 투영 영역(PR)을 향해서 투사함으로써, 마스크 패턴(M)의 일부분(조명 영역(IR) 내)의 상을 기판(P) 상의 투영 영역(PR)에 결상한다. 19, the illumination optical system IL illuminates the illumination area IR on the mask pattern M held by the drum mask DM with a uniform brightness by an illumination method such as a qualifier illumination. The projection optical system PL projects an image forming beam L2 generated in the illumination area IR toward the projection area PR on the substrate P supported on the rotary drum DP by moving a part (In the illumination area IR) is imaged on the projection area PR on the substrate P. [

노광 장치(EX3)는, 이른바 주사 노광 장치이고, 드럼 마스크(DM)와 회전 드럼(DP)을 소정의 회전 속도비로 동기 회전시킴으로써, 드럼 마스크(DM)에 유지된 마스크 패턴(M)의 상을, 회전 드럼(DP)에 지지된 기판(P)의 표면(원통면을 따라서 만곡한 면)에 연속적으로 반복하여 투영 노광한다. The exposure apparatus EX3 is a so-called scanning exposure apparatus and the image of the mask pattern M held by the drum mask DM is rotated by the rotation of the drum mask DM and the rotary drum DP at a predetermined rotation rate ratio And the surface of the substrate P supported on the rotary drum DP (the surface curved along the cylindrical surface).

노광 장치(EX3)는, 예를 들면, 드럼 마스크(DM) 및 회전 드럼(DP)을 각각 회전 구동하기 위한 회전 구동부와, 드럼 마스크(DM) 및 회전 드럼(DP)의 각각의 위치를 검출하는 위치 검출부(로터리 인코더 등)와, 드럼 마스크(DM) 및 회전 드럼(DP)의 각각의 위치를 조정하기 위한 이동부와, 노광 장치(EX3)의 각 부를 제어하는 제어부를 구비한다. The exposure apparatus EX3 is provided with a rotary drive section for rotationally driving the drum mask DM and the rotary drum DP respectively and a rotary drive section for detecting the positions of the drum mask DM and the rotary drum DP A moving unit for adjusting the position of each of the drum mask DM and rotary drum DP and a control unit for controlling each section of the exposure apparatus EX3.

노광 장치(EX3)의 제어부는, 위치 검출부가 검출한 드럼 마스크(DM) 및 회전 드럼(DP)의 회전 위치에 기초하여 회전 구동부를 제어함으로써, 드럼 마스크(DM)와 회전 드럼(DP)을 소정의 회전 속도비로 동기 회전시킨다. 또, 이 제어부는, 위치 검출부의 검출 결과에 기초하여 이동부를 제어함으로써, 드럼 마스크(DM)와 회전 드럼(DP)의 상대 위치를 조정 가능하다. The control unit of the exposure apparatus EX3 controls the rotation driving unit on the basis of the rotational positions of the drum mask DM and the rotary drum DP detected by the position detecting unit to set the drum mask DM and the rotary drum DP in a predetermined To rotate at a rotational speed ratio of. The control section can adjust the relative positions of the drum mask DM and the rotary drum DP by controlling the moving section based on the detection result of the position detecting section.

다음으로, 조명 광학계(IL)에 대해서, 보다 자세하게 설명한다. 조명 광학계(IL)의 제1 광학계(13)는, 광원(20)으로부터 광분리부(10)에 이르는 광로에 배치된 균일화 광학계(19)와m 균일화 광학계(19)로부터 광분리부(10)에 이르는 광로에 배치된 렌즈 그룹(27)을 구비한다. Next, the illumination optical system IL will be described in more detail. The first optical system 13 of the illumination optical system IL is constructed by a homogenizing optical system 19 and an m homogenizing optical system 19 disposed in an optical path from the light source 20 to the optical splitting section 10, And a lens group 27 disposed in an optical path leading to the optical path.

균일화 광학계(19)는 광원(20)으로부터 발사된 광에 의해 복수의 1차 광원상을 형성하고, 복수의 1차 광원상으로부터의 광속을 중첩함으로써 광 강도 분포를 균일하게 한다. 균일화 광학계(19)로부터 출사하는 조명광 L1은, 렌즈 그룹(27)의 광축(27a)에 대해서 비평행한 방향으로 진행하여, 렌즈 그룹(27)에 입사한다. 렌즈 그룹(27)은 균일화 광학계(19)가 형성하는 1차 광원상과 공역인 2차 광원상을 형성한다. 여기에서는, 렌즈 그룹(27)이 축대칭인 광학계이며, 렌즈 그룹(27)의 광축(27a)을 제1 광학계(13)의 광축(13a)이라고 한다. The uniformizing optical system 19 forms a plurality of primary light source images by the light emitted from the light source 20 and uniformizes the light intensity distribution by superimposing the light fluxes from the plurality of primary light source images. The illumination light L1 emitted from the homogenizing optical system 19 advances in a direction opposite to the optical axis 27a of the lens group 27 and enters the lens group 27. [ The lens group 27 forms a secondary light source image which is conjugate with the primary light source image formed by the homogenizing optical system 19. [ Here, the lens group 27 is an axisymmetric optical system, and the optical axis 27a of the lens group 27 is referred to as an optical axis 13a of the first optical system 13.

본 실시 형태의 광원(20)에 대해서, 예를 들면, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 도 16에 도시한 조명 유닛(IU)은, 예를 들면, 광원(20) 및 제1 광학계(13)를 포함한다. The light source 20 of the present embodiment can be configured in the same manner as the first embodiment, for example. In the present embodiment, the illumination unit IU shown in Fig. 16 includes a light source 20 and a first optical system 13, for example.

도 20은 균일화 광학계(19)의 구성을 도시한 도면이다. 도 20에 도시한 균일화 광학계(19)는, 인풋 렌즈(21), 플라이-아이 렌즈(22), 제1 조리개 부재(23), 릴레이 렌즈(집광렌즈)(24), 실린드리칼 렌즈(25), 및 제2 조리개 부재(26)를 구비한다. 20 is a diagram showing the configuration of the homogenizing optical system 19. As shown in Fig. The homogenizing optical system 19 shown in Fig. 20 includes an input lens 21, a fly-eye lens 22, a first diaphragm 23, a relay lens (condenser lens) 24, a cylindrical lens 25 ), And a second diaphragm member (26).

본 실시 형태의 인풋 렌즈(21)에 대해서, 예를 들면, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 인풋 렌즈(21)의 광축(21a)은 렌즈 그룹(27)(도 19 참조)의 광축(27a)과 거의 평행하며, 광축(27a)과 직교하는 X축 방향에 있어서 광축(27a)에서부터 +X축측으로 시프트되어 있다. The input lens 21 of the present embodiment can be configured in the same manner as the first embodiment, for example. The optical axis 21a of the input lens 21 of the present embodiment is substantially parallel to the optical axis 27a of the lens group 27 (see FIG. 19), and in the X-axis direction orthogonal to the optical axis 27a, And shifted to the + X-axis side from the position 27a.

본 실시 형태의 플라이-아이 렌즈(22)에 대해서, 예를 들면, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 플라이-아이 렌즈(22)는, 인풋 렌즈(21)로부터 출사된 조명광 L1을 렌즈 요소(22b) 마다 공간적으로 분할한다. 플라이-아이 렌즈(22)로부터 광이 출사하는 출사 단면(22c)에는, 렌즈 요소(22b) 마다 1차 광원상(집광점)이 형성된다. 이 1차 광원상이 형성되는 면은, 후에 설명하는 공역면(제1 공역면)(40)(도 24등에 나타냄)과 광학적으로 공역이다. The fly-eye lens 22 of the present embodiment can be configured in the same manner as the first embodiment, for example. The fly-eye lens 22 of the present embodiment spatially divides the illumination light L1 emitted from the input lens 21 for each lens element 22b. A light source image (light-converging point) is formed for each lens element 22b in the exit end face 22c where light is emitted from the fly-eye lens 22. The surface on which the primary light source image is formed is optically conjugate with the later explained conjugate plane (first conjugate plane) 40 (shown in Fig. 24 and the like).

제1 조리개 부재(23)는, 이른바 개구 조리개이며, 플라이-아이 렌즈(22)(도 20 참조)의 출사 단면(22c) 또는 그 근방에 배치된다. 도 21은 제1 조리개 부재(23)의 구성을 도시한 도면이다. 제1 조리개 부재(23)는 플라이-아이 렌즈(22)로부터의 조명광 L1의 적어도 일부가 지나는 길쭉한 원모양 또는 타원 모양의 개구(23a)를 가지고, 개구(23a)의 중심은, 예를 들면, 인풋 렌즈(21)(도 20 참조)의 광축(21a)과 거의 동축에 설정된다. The first diaphragm member 23 is a so-called aperture stop and is disposed at or near the exit end face 22c of the fly-eye lens 22 (see Fig. 20). 21 is a view showing a configuration of the first diaphragm member 23. Fig. The first diaphragm member 23 has an elongated circular or elliptical opening 23a passing through at least a part of the illumination light L1 from the fly-eye lens 22, and the center of the opening 23a is, for example, Is substantially coaxial with the optical axis 21a of the input lens 21 (see Fig. 20).

도 20에 도시된 것처럼, 제1 조리개 부재(23)는 인풋 렌즈(21)의 광축(21a)과 직교한 면(XY면과 평행)에 배치된다. 또, 개구(23a)는 제1 방향(X축 방향)의 내측 치수(치수) D1이, 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향에 대응한 제2 방향(Y축 방향)의 내측 치수(치수) D2보다도 작다. 내측 치수(치수) D1의 제1 방향은, 도 17 또는 도 19 중의 드럼 마스크(DM) 상의 조명 영역(IR) 내에서는, 원통면(12)의 원주 방향과 일치해 있다. As shown in Fig. 20, the first diaphragm member 23 is disposed on a plane perpendicular to the optical axis 21a of the input lens 21 (parallel to the XY plane). The inner dimension (dimension) D1 of the opening 23a in the first direction (X axis direction) is smaller than the inner dimension (dimension) in the second direction (Y axis direction) corresponding to the direction parallel to the rotation center axis AX1 ) D2. The first direction of the inner dimension (dimension) D1 coincides with the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the illumination area IR on the drum mask DM in Fig. 17 or Fig.

또한, 본 실시 형태에 있어서 제1 방향, 및 제2 방향에 관해서, 제1 실시 형태와 마찬가지로 정의할 수 있다. In the present embodiment, the first direction and the second direction can be defined similarly to the first embodiment.

도 22a 및 22b는, 제1 조리개 부재(23)에서부터 광분리부(10)까지의 구성을 도시한 도면이다. 도 22a에는 회전 중심축(AX1)에 직교하는 면에 있어서의 평면도를 도시한다. 도 22b에는 회전 중심축(AX1)에 평행한 면에 있어서의 평면도를 도시한다. Figs. 22A and 22B are diagrams showing the configurations from the first diaphragm 23 to the optical splitting section 10. Fig. Fig. 22A shows a plan view on a plane orthogonal to the rotation center axis AX1. 22B shows a plan view on a plane parallel to the rotation center axis AX1.

도 22a에 도시한 것처럼, 제1 조리개 부재(23)의 개구(23a)는, 제1 광학계(13)의 광축(13a)에 대해서 한쪽측(+X축측)으로 치우치게 배치되어 있다. 또, 도 22b에 도시한 것처럼, 제1 조리개 부재(23)의 개구(23a)는, Y축 방향에 있어서 제1 광학계(13)의 광축(13a)에 대해서 대칭적으로 배치되어 있다. 즉, 제1 조리개 부재(23)는, X축 방향에서 볼 때 개구(23a)의 중심을 제1 광학계(13)의 광축(13a)이 통과하도록, 배치되어 있다. 22A, the opening 23a of the first diaphragm 23 is disposed at one side (+ X-axis side) with respect to the optical axis 13a of the first optical system 13. 22B, the opening 23a of the first diaphragm member 23 is symmetrically arranged with respect to the optical axis 13a of the first optical system 13 in the Y-axis direction. That is, the first diaphragm member 23 is arranged such that the optical axis 13a of the first optical system 13 passes through the center of the opening 23a when viewed in the X-axis direction.

릴레이 렌즈(집광렌즈)(24)는, 제1 조리개 부재(23)를 통과한 광이 입사되는 위치에 배치되어 있다. 릴레이 렌즈(24)는 플라이-아이 렌즈(22)에 형성된 복수의 1차 광원상(집광점)으로부터의 광속을 중첩하도록, 마련되어 있다. 플라이-아이 렌즈(22)에 형성된 복수의 1차 광원상으로부터의 조명광 L1은, 중첩되는 위치에서의 광 강도 분포가 균일화된다. The relay lens (condenser lens) 24 is disposed at a position where light passing through the first diaphragm member 23 is incident. The relay lens 24 is provided so as to superpose a light flux from a plurality of primary light source images (light-converging points) formed in the fly-eye lens 22. The illumination light L1 from the plurality of primary light source images formed on the fly-eye lens 22 has a uniform light intensity distribution at the overlapping positions.

실린드리칼 렌즈(25)는, 플라이-아이 렌즈(22)에 있어서 1차 광원상이 형성되는 위치에서부터 제2 조리개 부재(26)에 이르는 광로에 배치되어 있다. 실린드리칼 렌즈(25)는, 드럼 마스크(DM)(도 17 참조)의 원통면(12)(마스크 패턴면)의 원주 방향의 원호(圓弧)를 포함하는 면, 즉 회전 중심축(AX1)과 수직인 XZ면에 대한 굴절력(파워)이, 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향의 YZ면에 대한 굴절력(파워)보다도 큰 광학 부재(렌즈 그룹)로서 구성된다. The cylindrical lens 25 is arranged in an optical path from the position where the primary light source image is formed to the second diaphragm member 26 in the fly-eye lens 22. The cylindrical lens 25 has a surface including a circular arc in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 (mask pattern surface) of the drum mask DM (see FIG. 17), that is, (Power) of the XZ plane perpendicular to the rotational center axis AX1 is larger than the refractive power (power) of the YZ plane parallel to the rotational center axis AX1.

제2 조리개 부재(26)는, 이른바 시야 조리개이고, 조명 영역(IR)의 위치 및 형상을 규정한다. 제2 조리개 부재(26)는 조명 영역(IR)과 공역인 위치 또는 그 근방에 배치되어 있다. 도 22a에 도시한 것처럼, 제2 조리개 부재(26)에 있어서 조명광 L1이 통과하는 개구의 중심 위치는, 제1 광학계(13)의 광축(13a)에 의해서도 +X축측으로 시프트되어 있다. 또, 도 22b에 도시한 것처럼, 제2 조리개 부재(26)에 있어서 조명광 L1이 통과하는 개구의 중심 위치는, 제1 광학계(13)의 광축(13a)과 거의 같은 위치에 배치되어 있다. The second diaphragm member 26 is a so-called field stop and defines the position and shape of the illumination area IR. The second diaphragm member 26 is disposed at or near the conjugate position with the illumination region IR. The center position of the aperture through which the illumination light L1 passes in the second diaphragm member 26 is shifted toward the + X axis side by the optical axis 13a of the first optical system 13 as shown in Fig. 22A. 22B, the center position of the aperture through which the illumination light L1 passes in the second diaphragm member 26 is arranged substantially at the same position as the optical axis 13a of the first optical system 13. [

플라이-아이 렌즈(22)에 형성된 복수의 1차 광원상으로부터의 광은, 릴레이 렌즈(24) 및 실린드리칼 렌즈(25)에 의해서 제2 조리개 부재(26)의 위치에 중첩되어, 제2 조리개 부재(26)에 있어서의 광 강도 분포가 균일화된다. 즉, 인풋 렌즈(21), 플라이-아이 렌즈(22), 릴레이 렌즈(24) 및 실린드리칼 렌즈(25)는, 조명광 L1의 광 강도 분포를 균일화한다. Light from a plurality of primary light source images formed on the fly-eye lens 22 is superposed on the position of the second diaphragm member 26 by the relay lens 24 and the cylindrical lens 25, The light intensity distribution in the diaphragm member 26 is made uniform. That is, the input lens 21, the fly-eye lens 22, the relay lens 24, and the cylindrical lens 25 uniform the light intensity distribution of the illumination light L1.

또한, 조명 광학계(IL)는 1차 광원상에서부터 제2 조리개 부재(26)에 이르는 광로의 적어도 일부에 배치되고, 1차 광원상을 근원으로 하는 조명광 L1의 광 강도 분포를 제2 조리개 부재(26)의 위치 또는 그 근방에 있어서 균일하게 하는 균일화 광학계(19)를 포함한다. 또, 조명 광학계(IL)는, 예를 들면 투영 광학계(PL)가 시야 조리개를 구비하고 있는 경우에, 제2 조리개 부재(26)를 구비하지 않아도 좋다. 또, 균일화 광학계(19)는 플라이-아이 렌즈(22) 대신에 로드 렌즈(rod lens)를 이용하여 구성할 수도 있다. 이 경우에, 조명 광학계(IL)의 구성은, 로드 렌즈에 있어서 광을 출사하는 출사 단면이 조명 영역(IR)과 광학적으로 공역이 되도록, 적당 변경된다. The illumination optical system IL is disposed in at least a part of the optical path from the primary light source to the second diaphragm member 26 and is arranged so as to divide the light intensity distribution of the illumination light L1 originating from the primary light source image into a second diaphragm member 26 or a uniformizing optical system 19 which is uniform in the vicinity thereof. The illumination optical system IL may not be provided with the second diaphragm member 26 when the projection optical system PL is provided with the visual field diaphragm, for example. In addition, the homogenizing optical system 19 may be configured by using a rod lens instead of the fly-eye lens 22. In this case, the configuration of the illumination optical system IL is appropriately changed so that the exit surface for emitting light in the rod lens becomes optically conjugate with the illumination area IR.

렌즈 그룹(27)은, 예를 들면, 소정의 축을 회전 중심으로 하는 축대칭인 복수의 렌즈로 구성된다. 도 22b에 도시하는 것처럼, 렌즈 그룹(27)은, X축 방향에서 보았을 때에 제1 조리개 부재(23)와 광학적으로 공역인 동면(28)을 형성한다. 동면(28) 상에는, 도 17에 도시한 것처럼, 조명 영역(IR)에 조사되는 조명광 L1의 근원이 되는 광원상(L0)(2차 광원상)이 형성된다. The lens group 27 is composed of, for example, a plurality of lenses that are axisymmetric about a predetermined axis as a rotation center. As shown in Fig. 22B, the lens group 27 forms a moving surface 28 which is optically conjugate with the first stop member 23 when viewed in the X-axis direction. On the aspherical surface 28, a light source image L0 (secondary light source image), which is the source of the illumination light L1 irradiated on the illumination area IR, is formed, as shown in Fig.

제1 투영 광학계(PL1)의 동면(28)에 형성되는 2차 광원상(L0)은, 조명 광로를 따라서 드럼 마스크(DM)의 원통면(12) 상에 투영해 보면, 원통면(12)의 원주 방향의 치수가 회전 중심축(중심선)(AX1)의 방향의 치수보다도 크게 설정된다. The secondary light source image L0 formed on the coplanar surface 28 of the first projection optical system PL1 is projected onto the cylindrical surface 12 of the drum mask DM along the illumination optical path, Is set to be larger than the dimension in the direction of the rotation center axis (center line) AX1.

또, 제2 공역면(동면(28))에 형성되는 2차 광원상(L0)의 분포 범위는, 그 2차 광원상(L0)의 분포 범위를 조명 광로를 따라서 드럼 마스크(DM)의 원통면(12) 상에 투영해 보면, 회전 중심축(중심선)(AX1)의 방향의 치수가 원통면(12)의 원주 방향의 치수보다도 작게 되도록, 설정되어 있다. The distribution range of the secondary light source image L0 formed on the second conjugate plane (the coaxial plane 28) is set such that the distribution range of the secondary light source image L0 is distributed in the cylindrical space of the drum mask DM along the illumination light path. The dimension in the direction of the rotation center axis (center line) AX1 is set to be smaller than the dimension in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 when projected on the surface 12.

그런데, 렌즈 그룹(27)은 제1 조리개 부재(23)에 형성된 1차 광원상으로부터의 광속 중, Y축 방향으로 확산되는 성분을 동면(28) 상에 수렴하도록, 구성되어 있다. 여기서, 실린드리칼 렌즈(25)의 파워가 X축 방향과 Y축 방향에서 다르기 때문에, 1차 광원상(제1 조리개 부재(23)의 개구(23a))의 각 점에서부터 X축 방향으로 확산되는 성분은, 도 22a에 도시된 것처럼 동면(28) 상의 대응하는 각 점상에서는 수렴하지 않는다. 환언하면, 동면(28)은 X축 방향에서 보았을 때에 제1 조리개 부재(23)와 광학적으로 공역인 관계이며, Y축 방향에서 보았을 때에 제1 조리개 부재(23)와 광학적으로 공역이 아니어도 좋다. Incidentally, the lens group 27 is configured to converge, on the hibernation plane 28, a component diffused in the Y-axis direction among the light flux from the primary light source formed on the first diaphragm member 23. [ Here, since the power of the cylindrical lens 25 is different in the X-axis direction and the Y-axis direction, the diffusion from the points on the primary light source image (the aperture 23a of the first diaphragm member 23) Components do not converge at corresponding points on the aspherical surface 28 as shown in Figure 22A. In other words, the coaxial plane 28 is optically conjugate with the first diaphragm member 23 when viewed in the X-axis direction, and may not be optically conjugate with the first diaphragm member 23 when viewed in the Y-axis direction .

본 실시 형태의 광분리부(10)에 대해서, 예를 들면, 제1 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있다. 또한, 본 실시 형태의 광분리부(10)는, 광이 투과하는 재질의 렌즈 부재(30)와, 렌즈 부재(30)의 표면에 형성된 반사막(31)을 포함한다. 렌즈 부재(30)는, 예를 들면 메니스커스 렌즈와 같은 형상이며, 제1 광학계(13)로부터 조명광 L1이 입사되어 오는 면(30a)측이 볼록면이고, 면(30a)의 반대를 향하는 면(30b)측이 오목면이다. 면(30b)은, 예를 들면, 구면(球面)의 일부를 포함하는 만곡면이다. 반사막(31)은 렌즈 부재(30)의 면(30b)에 마련되어 있다. The optical separation section 10 of the present embodiment can be configured in the same manner as the first embodiment, for example. The optical separation section 10 of the present embodiment includes a lens member 30 made of a material through which light is transmitted and a reflection film 31 formed on the surface of the lens member 30. The lens member 30 has the same shape as a meniscus lens and has a convex surface on the side of the surface 30a on which the illumination light L1 is incident from the first optical system 13 and a convex surface on the side opposite to the surface 30a The surface 30b side is a concave surface. The surface 30b is, for example, a curved surface including a part of a spherical surface. The reflective film 31 is provided on the surface 30b of the lens member 30. [

도 23은 광분리부(10)의 구성을 도시한 평면도이다. 도 23에 도시된 것처럼, 광분리부(10)는, 제1 광학계(13)로부터의 조명광 L1의 적어도 일부가 통과하는 통과부(15)와, 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)에서 발생한 결상 광속 L2(도 17 참조)가 반사되는 반사부(16)를 구비한다. 광분리부(10)는 1차 광원상에서부터 조명 영역(IR)에 이르는 광로와 조명 영역(IR)으로부터 중간상면(42)에 이르는 광로에 걸쳐서 배치된다. 본 실시 형태의 광분리부(10)의 반사부(16)는, 예를 들면 구면의 일부를 포함하는 오목면 모양으로 만곡된 반사면(반사막(31))을 포함한다. 23 is a plan view showing the configuration of the optical isolator 10. 23, the optical isolator 10 includes a passing portion 15 through which at least a part of the illumination light L1 from the first optical system 13 passes, And a reflecting portion 16 for reflecting the generated imaging light beam L2 (see Fig. 17). The optical isolator 10 is disposed over the optical path from the primary light source to the illumination area IR and the optical path from the illumination area IR to the intermediate top surface 42. [ The reflecting portion 16 of the optical splitting portion 10 of the present embodiment includes, for example, a reflecting surface (reflecting film 31) curved in a concave shape including a part of a spherical surface.

도 19에 도시한 것처럼, 제2 광학계(14)는 광분리부(10)의 통과부(15)를 통과한 조명광 L1이 입사되는 위치에 배치되어 있다. 제2 광학계(14)는, 조명 영역(IR)이 제1 조리개 부재(23)와 광학적으로 공역이 되도록, 조명광 L1을 집광한다. 즉, 렌즈 그룹(27) 및 제2 광학계(14)는, 제2 조리개 부재(26)와 광학적으로 공역인 면을 조명 영역(IR)에 형성한다. As shown in Fig. 19, the second optical system 14 is disposed at a position where the illumination light L1 passing through the passing portion 15 of the light separation portion 10 is incident. The second optical system 14 condenses the illumination light L1 so that the illumination region IR is optically conjugate with the first stop member 23. [ That is, the lens group 27 and the second optical system 14 form a surface in the illumination area IR that is optically conjugate with the second stop member 26.

제2 광학계(14)는, 예를 들면, 소정의 중심축의 둘레에서 축대칭인 복수의 렌즈에 의해 구성된다. 본 실시 형태에 있어서는, 이 소정의 중심축을 제2 광학계(14)의 광축(14a)이라고 한다. 제2 광학계(14)의 광축(14a)은, 예를 들면, 제1 광학계(13)의 광축(13a)과 동축으로 설정된다. 제2 광학계(14)에 입사된 조명광 L1은, 제2 광학계(14)의 광축(14a)을 포함하는 면(YZ면)에 대해서 한쪽측을 통과하여, 제2 광학계(14)로부터 출사한다. 제2 광학계(14)로부터 출사된 조명광 L1은, 드럼 마스크(DM)에 유지된 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)에 입사된다. 이 조명광 L1이, 마스크 패턴(M)에서 반사 회절됨으로써, 결상 광속 L2가 발생한다. The second optical system 14 is constituted by, for example, a plurality of lenses which are axisymmetric around a predetermined central axis. In the present embodiment, this predetermined central axis is referred to as an optical axis 14a of the second optical system 14. The optical axis 14a of the second optical system 14 is set to be coaxial with the optical axis 13a of the first optical system 13, for example. The illumination light L1 incident on the second optical system 14 passes through one side with respect to the plane (YZ plane) including the optical axis 14a of the second optical system 14 and exits from the second optical system 14. The illumination light L1 emitted from the second optical system 14 is incident on the illumination region IR on the mask pattern M held by the drum mask DM. This illumination light L1 is reflected and diffracted by the mask pattern M, whereby an imaging light beam L2 is generated.

여기서, 조명 영역(IR)에 입사될 때의 조명광 L1과 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 결상 광속 L2에 대해서, 보다 자세하게 설명한다. Here, the illumination light L1 when entering the illumination area IR and the imaging light L2 emitted from the illumination area IR will be described in more detail.

도 24는 조명 영역(IR)에 입사되는 광속(조명광 L1), 및 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 결상 광속 L2를 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)의 방향(Y축 방향)에서 본 측면도이다. 도 25는 조명 영역(IR)으로부터 출사되는 결상 광속 L2를, 도 24와는 직교하는 방향(Z축 방향)에서 본 상면도이다. 본 실시 형태에 있어서, 조명광 L1과 결상 광속 L2에 대한 도 24 및 도 25에 있어서의 설명은, 제1 실시 형태의 도 10 및 도 11에 있어서의 설명과 마찬가지의 내용이므로, 여기에서는 그 설명을 생략한다. 24 shows the relationship between the light flux (illumination light L1) incident on the illumination region IR and the imaging light flux L2 emitted from the illumination region IR in the direction of the rotation center axis AX1 of the drum mask DM FIG. FIG. 25 is a top view of the imaging light beam L2 emitted from the illumination area IR, viewed in the direction (Z-axis direction) perpendicular to FIG. 24 and 25 for the illumination light L1 and the imaging light flux L2 in this embodiment are the same as those in Figs. 10 and 11 of the first embodiment, It is omitted.

다음으로, 광원상과 공역인 면(동면(28), 공역면(40))에 있어서의 동공의 형상에 대해 설명한다. 도 26은 동공의 설명에서 참조하는 조명 영역(IR)의 대표 위치를 도시한 도면이다. 도 27은 광원상과 공역인 공역면(40)에 있어서의 동공의 형상을 도시한 도면이다. 여기에서는, 설명의 편의상, 조명 영역(IR)의 각 점을 경유하는 광속(조명광 L1 및 결상 광속 L2)은, 광원상과 공역인 면(동면(28) 및 공역면(40))에 있어서 스팟 형상이 원인 것으로 한다. Next, the shape of the pupil in the plane of the light source and the conjugate plane (the coaxial plane 28 and the conjugate plane 40) will be described. Fig. 26 is a diagram showing a representative position of the illumination area IR referred to in the description of the pupil. 27 is a diagram showing the shape of a pupil in the conjugate plane 40 which is a conjugate region with the light source image. Here, for convenience of explanation, the light fluxes (the illumination light L1 and the imaging light flux L2) passing through respective points of the illumination area IR are arranged in a direction of the light spot on the surface (the coplanar surface 28 and the conjugate surface 40) The shape is assumed to be caused.

도 26에 있어서, 부호 P1~P9는 X축 방향에서 평면에서 본 조명 영역(IR) 상의 점을 도시한다. 점 P1, 점 P2, 및 점 P3은, 드럼 마스크(DM)의 원통면(12)의 원주 방향(평면에서 보았을 때의 X방향)으로 늘어서는 점의 그룹(제1 그룹이라고 함)이다. 점 P1은 조명 영역(IR)의 +X축측의 단, 점 P3은 조명 영역(IR)의 -X축측의 단, 점 P2는 점 P1과 점 P3의 중앙에 배치되어 있다. 마찬가지로, 점 P4, 점 P5 및 점 P6의 제2 그룹, 점 P7, 점 P8 및 점 P9의 제3 그룹은, 각각, 원통면(12)의 원주 방향으로 늘어서는 점의 그룹이다. 또, 점 P1~점 P3의 제1 그룹은 조명 영역(IR)의 -Y축측의 단에 배치되고, 점 P7~점 P9의 제3 그룹은 조명 영역(IR)의 +Y축측의 단에 배치되고, 점 P4~점 P6의 제2 그룹은 제1 그룹과 제3 그룹의 사이에 배치되어 있다. 26, reference numerals P1 to P9 denote points on the illumination area IR viewed from the plane in the X-axis direction. The point P1, the point P2 and the point P3 are groups (referred to as a first group) of points arranged in the circumferential direction (X direction in the plan view) of the cylindrical surface 12 of the drum mask DM. The point P1 is located on the + X axis side of the illumination region IR, the point P3 is located on the -X axis side of the illumination region IR, and the point P2 is located in the center of the point P1 and the point P3. Similarly, the second group of points P4, P5 and P6, the third group of points P7, P8 and P9 are groups of points arranged in the circumferential direction of the cylindrical surface 12, respectively. The first group of points P1 to P3 is arranged at the end on the -Y axis side of the illumination area IR and the third group of points P7 to P9 is arranged on the end on the + Y axis side of the illumination area IR , And the second group of points P4 to P6 is disposed between the first group and the third group.

우선, 동면(28)(광분리부(10))에 있어서의 조명광 L1의 통과 범위에 대해 설명한다. 도 26에 도시한 조명 영역(IR)의 주연(周緣)상에서 회전 중심축(AX1)(Y축 방향)과 평행한 방향으로 늘어서는 점 P1, 점 P4 및 점 P7에 입사되는 조명광 L1의 주광선은, 조명 영역(IR)의 원주 방향에 있어서의 입사 위치가 거의 같고, 조명 영역(IR)에 대한 입사각이 거의 같다. 그 때문에, 점 P1, 점 P4, 및 점 P7에 입사되는 광속은, 각각, 광분리부(10)(동면(28)) 상의 통과 범위의 위치가, 도 22a에 있어서, X축 방향에서는 일치하게 된다. 따라서 도 23에 도시하는 것처럼, 점 P1, 점 P4 및 점 P7에 입사되는 광속은, 모두, 광분리부(10)(동면(28)) 상의 범위 R3을 통과한다. 마찬가지로, 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향으로 늘어서는 조명 영역(IR) 내의 점 P3, 점 P6, 점 P9에 입사되는 광속은, 모두, 동면(28) 상의 범위 R4를 통과한다. First, the range of passage of the illumination light L1 in the moving surface 28 (optical isolator 10) will be described. The principal ray of the illumination light L1 incident on the point P1, the point P4 and the point P7 arranged in the direction parallel to the rotation center axis AX1 (Y axis direction) on the periphery of the illumination area IR shown in Fig. , The incident positions in the circumferential direction of the illumination region IR are almost the same, and the incident angles to the illumination region IR are almost the same. Therefore, the luminous fluxes incident on the point P1, the point P4 and the point P7 are set such that the positions of the passing ranges on the light separation section 10 (the coplanar plane 28) coincide with each other in the X axis direction do. Therefore, as shown in FIG. 23, all of the light beams incident on the point P1, the point P4, and the point P7 pass through the range R3 on the optical splitting section 10 (the focal plane 28). Similarly, all of the light beams incident on the point P3, the point P6, and the point P9 in the illumination area IR arranged in the direction parallel to the rotation center axis AX1 all pass through the range R4 on the hosel surface 28. [

또, 점 P1에 입사되는 조명광 L1의 주광선과 점 P3에 입사되는 조명광 L1의 주광선은, 조명 영역(IR)(원통면(12))의 원주 방향에 있어서의 입사 위치가 달라, 조명 영역(IR)에 대한 입사각이 다르다. The principal ray of the illumination light L1 incident on the point P1 and the principal ray of the illumination light L1 incident on the point P3 are different in the incident position in the circumferential direction of the illumination region IR (cylindrical surface 12) ) Are different from each other.

그 때문에, 점 P1에 입사되는 광속이 통과하는 광분리부(10)(동면(28)) 상의 통과 범위(범위 R3)와, 점 P3에 입사되는 광속이 통과하는 광분리부(10)(동면(28)) 상의 통과 범위(범위 R4)는, 동면(28) 상에서는 X축 방향으로 시프트되고, 조명 영역(IR)에서는 원통면(12)의 원주 방향으로 시프트되어 있다. Therefore, the passing range (range R3) on the optical splitting section 10 (the aspherical surface 28) through which the light beam incident on the point P1 passes and the optical splitting section 10 (The range R4) on the plane surface 28 is shifted in the X-axis direction on the coplanar surface 28 and shifted in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the illumination area IR.

도 23에 있어서, 동면(28) 상에서의 범위 R3의 Y축 방향의 위치는, 범위 R4와 거의 같다. 또, 범위 R3의 X축 방향의 위치는, 범위 R4의 X축 방향의 위치보다도, 제1 광학계(13)의 광축(13a)과 광분리부(10)의 교점(13b)으로부터 떨어져 있다. In Fig. 23, the position in the Y-axis direction of the range R3 on the cooing plane 28 is almost equal to the range R4. The position of the range R3 in the X axis direction is further away from the intersection 13b between the optical axis 13a of the first optical system 13 and the optical splitting section 10 than the position in the X axis direction of the range R4.

또한, 도 26에 도시한 조명 영역(IR)에 있어서 회전 중심축(AX1)과 평행한 Y축 방향으로 늘어서는 점 P2, 점 P5 및 점 P8에 입사되는 광속의 통과 범위는, 도 23에 도시되어 있지 않지만, 범위 R3와 범위 R4의 사이에 배치된다. 마찬가지로, 점 P1과 점 P3를 연결하는 선상의 임의의 점을 통과하는 광속은, 이 임의의 점의 점 P1로부터의 시프트량에 따라서, 범위 R3에서부터 범위 R4를 향해 시프트된 범위를 통과하게 된다. 그 때문에, 조명 영역(IR)에 입사되는 조명광 L1의 동면(28) 상의 통과 범위는, 예를 들면, 범위 R3와 범위 R4를 연결하는 길쭉한 원 모양의 범위 R2가 된다. The passing range of the light beam incident on the point P2, point P5, and point P8 arranged in the Y-axis direction parallel to the rotation center axis AX1 in the illumination area IR shown in Fig. 26 is as shown in Fig. 23 But is disposed between the range R3 and the range R4. Likewise, the light flux passing through an arbitrary point on the line connecting the point P1 and the point P3 passes through the range shifted from the range R3 to the range R4 in accordance with the shift amount from the point P1 of this arbitrary point. Therefore, the passing range on the pupil plane 28 of the illumination light L1 incident on the illumination area IR is, for example, a range R2 of elongated circular shape connecting the range R3 and the range R4.

이와 같이, 통과부(15)의 범위 R2를 길쭉한 원 모양으로 하면, 회전 중심축(AX1)의 원주 방향으로 분포하는 결상 광속 L2의 주광선 L2a는, 조명광을 평행 광속으로 하여 조명 영역에 입사시키는 경우보다도, 서로 평행한 관계(텔레센트릭한 상태)에 가깝게 된다. 이것은, 공역면(40)이 회전 중심축(AX1)과 조명 영역(IR)의 중앙 위치 또는 그 근방에 배치되도록, 광분리부(10)나 그 이전의 조명 광학계를 설정하는 것과 더불어 달성된다. When the range R2 of the passing portion 15 is elongated like this, the principal ray L2a of the image forming light beam L2 distributed in the circumferential direction of the rotational axis AX1 is incident on the illumination region with the illumination light as a parallel light flux (Telecentric state), which is more parallel to each other. This is achieved in addition to setting the light separation section 10 and the preceding illumination optical system such that the conjugate plane 40 is disposed at or near the central position of the rotation center axis AX1 and the illumination region IR.

다음으로, 공역면(40)에 있어서의 동공의 형상에 대해 설명한다. 공역면(40)에 있어서의 동공의 형상은, 조명 영역(IR)에 입사된 조명광 L1이 드럼 마스크(DM)의 내측에 가상적으로 전파되었을 때에, 공역면(40)에 형성되는 스팟의 형상과 거의 같다. Next, the shape of the pupil in the conjugate plane 40 will be described. The shape of the pupil in the conjugate plane 40 is determined so that the shape of the spot formed on the conjugate plane 40 and the shape of the spot formed on the conjugate plane 40 become the same when the illumination light L1 incident on the illumination area IR is virtually propagated to the inside of the drum mask DM Almost the same.

원통면(12)의 원주 방향으로 늘어서는 조명 영역(IR) 중의 점 P1, 점 P2, 점 P3에는, 주광선 L1a의 연장선(41)(도 24 참조)이 공역면(40) 상에서 거의 1점으로 겹쳐지도록, 조명광 L1의 주광선 L1a가 입사된다. 그 때문에, 점 P1, 점 P2, 점 P3에 입사되는 광속은, 각각이 원통면(12)의 내측까지 전파되었다고 하면, 공역면(40) 상에서의 통과 범위의 위치가 일치하게 되어, 모두 도 27에 도시한 범위 R5를 통과하게 된다. 마찬가지의 이유에 의해, 원통면(12)의 원주 방향으로 늘어서는 조명 영역(IR) 중의 점 P4, 점 P5, 점 P6에 입사되는 광속은, 모두 범위 R6을 통과하고, 원통면(12)의 원주 방향으로 늘어서는 점 P7, 점 P8, 점 P9에 입사되는 광속은, 모두 범위 R7을 통과하게 된다. The extended line 41 (see FIG. 24) of the main ray L1a is formed on the conjugate plane 40 at almost one point on the point P1, the point P2, and the point P3 in the illumination area IR arranged in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 The principal ray L1a of the illumination light L1 is incident. Therefore, assuming that the light beams incident on the point P1, the point P2, and the point P3 are propagated to the inside of the cylindrical surface 12, the positions of the passing ranges on the conjugate plane 40 coincide with each other, And passes through the range R5 shown in Fig. The light fluxes incident on the point P4, the point P5 and the point P6 in the illumination area IR arranged in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 all pass through the range R6, The light beams incident on the points P7, P8, and P9 arranged in the circumferential direction all pass through the range R7.

또, 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향(Y축 방향)으로 늘어서는 조명 영역(IR) 중의 점 P1, 점 P4, 점 P7에는, 조명광 L1의 주광선 L1a가 서로 거의 평행한 관계로 입사되어 온다. 그 때문에, 점 P1, 점 P4, 점 P7에 입사되는 광속은, 각각이 원통면(12)의 내측까지 전파되었다고 하면, 회전 중심축(AX1)과 평행한 Y축 방향에 있어서, 공역면(40) 상에서의 통과 범위의 위치가 시프트되게 된다. 즉, 범위 R5는 공역면(40) 상의 -Y축측의 단에 배치되고, 범위 R7은 공역면(40) 상의 +Y축측의 단에 배치되고, 범위 R6은 범위 R5와 범위 R7의 중앙에 배치되게 된다. 결과적으로, 도 27에 도시하는 것처럼, 조명 영역(IR)에 입사되는 조명광 L1은, 공역면(40)에 있어서의 동공의 형상이 범위 R5와 범위 R7을 연결하는 길쭉한 원 모양의 범위 R8이 된다. The principal ray L1a of the illumination light L1 is incident on the point P1, the point P4, and the point P7 in the illumination area IR arranged in the direction (Y-axis direction) parallel to the rotation center axis AX1 in a substantially parallel relationship come. Therefore, if the light beams incident on the point P1, the point P4 and the point P7 are respectively propagated to the inside of the cylindrical surface 12, the light fluxes incident on the conjugate plane 40 The position of the passage range on the surface is shifted. That is, the range R5 is arranged at the end on the -Y axis side on the conjugate plane 40, the range R7 is arranged at the end on the + Y axis side on the conjugate plane 40, and the range R6 is arranged in the middle between the range R5 and the range R7 do. As a result, as shown in Fig. 27, the illumination light L1 incident on the illumination area IR becomes the elongated circular-shaped range R8 connecting the range R5 and the range R7 to the shape of the pupil in the conjugate plane 40 .

상술한 바와 같이, 결상 광속 L2 중 조명 영역(IR)의 각 위치에서 발생하는 주광선 L2a는, 원통면(12)의 원주 방향과, 회전 중심축(AX1)과 평행한 방향(Y축 방향)의 각각의 방향에 있어서, 서로 거의 평행이 된다. 그 때문에, 투영 광학계(PL)는, 그 입사측(조명 영역(IR)측)이 텔레센트릭하게 구성할 수 있다. 또한, 도 19 등에 도시하는 것처럼, 조명 영역(IR)으로부터 출사될 때의 결상 광속 L2의 주광선 L2a의 진행 방향은, 회전 중심축(AX1)의 방향에서 보았을 때에, 제2 광학계(14)의 광축(14a)과 비수직으로 교차하는 방향이다. As described above, the principal ray L2a generated at each position of the illumination area IR of the imaging light beam L2 is incident on the cylindrical surface 12 in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 and in the direction parallel to the rotational center axis AX1 In each direction, they are almost parallel to each other. Therefore, the projection optical system PL can be made telecentric on the incident side (the illumination region IR side). 19, the traveling direction of the principal ray L2a of the imaging light beam L2 at the time of emitting from the illumination area IR is such that, when viewed in the direction of the rotation center axis AX1, Perpendicular to the first direction 14a.

다음으로, 투영 광학계(PL)에 대해 보다 자세하게 설명한다. 원 기둥 모양은 제1 투영 광학계로서 기능하는 광로를 도시한 도면이다. 도 29는 제2 투영 광학계로서 기능하는 광로를 도시한 도면이다. Next, the projection optical system PL will be described in more detail. The circular column shape is an optical path that functions as a first projection optical system. 29 is a view showing an optical path functioning as a second projection optical system.

투영 광학계(PL)는, 원 기둥 모양에 도시하는 것 같은 중간상 Im을 형성하는 제1 투영 광학계(PL1)와, 도 29에 도시하는 것 같은 중간상 Im을 기판(P)에 투영하는 제2 투영 광학계(PL2)를 구비한다. 제1 투영 광학계(PL1)와 제2 투영 광학계(PL2)는, 예를 들면, 원형 이미지 필드를 분할한 하프·이미지 필드 타입의 반사 굴성형 투영 광학계로서 텔레센트릭하게 구성된다. The projection optical system PL includes a first projection optical system PL1 for forming a middle image Im as shown in a circular column shape and a second projection optical system PL2 for projecting the intermediate image Im onto the substrate P, (PL2). The first projection optical system PL1 and the second projection optical system PL2 are telecentric, for example, as a half-image field type reflective ocular molding projection optical system in which a circular image field is divided.

도 28에 도시한 제1 투영 광학계(PL1)는 제2 광학계(14), 광분리부(10), 편향 부재(17), 렌즈 그룹(43), 및 편향 부재(44)를 포함한다. The first projection optical system PL1 shown in Fig. 28 includes a second optical system 14, a light splitting section 10, a deflecting member 17, a lens group 43, and a deflecting member 44. [

제2 광학계(14)는 상술한 것처럼 조명 광학계(IL)의 일부를 겸하고 있고, 렌즈 그룹(45) 및 렌즈 그룹(46)을 포함한다. 렌즈 그룹(45) 및 렌즈 그룹(46)은, 조명 광학계(IL)가 형성하는 광원상과 공역인 면(제1 투영 광학계(PL1)의 동면(28))을 형성한다. The second optical system 14 also serves as a part of the illumination optical system IL as described above and includes a lens group 45 and a lens group 46. The lens group 45 and the lens group 46 form a surface that is conjugate with the light source image formed by the illumination optical system IL (the surface 28 of the first projection optical system PL1).

렌즈 그룹(45)은 제2 투영 광학계(PL2)의 광축(PL2a)을 포함하며 회전 중심축(AX1)(도 19 참조)에 평행한 면(XY면)에 대해서, 조명 영역(IR)(드럼 마스크(DM))와 같은 측에 배치되어 있다. 렌즈 그룹(46)은 제2 투영 광학계(PL2)의 광축(PL2a)을 포함하며 회전 중심축(AX1)(도 19 참조)에 평행한 면(XY면)에 대해서, 조명 영역(IR)(드럼 마스크(DM))과 반대측에 배치되어 있다. The lens group 45 includes the optical axis PL2a of the second projection optical system PL2 and the illumination area IR (the XY plane) parallel to the rotation central axis AX1 (see Fig. 19) The mask DM). The lens group 46 includes the optical axis PL2a of the second projection optical system PL2 and is disposed in the illumination area IR (the XY plane) parallel to the rotation central axis AX1 Mask DM) on the opposite side.

제2 광학계(14)에 입사된 결상 광속 L2는, 조명 영역(IR)을 향하는 조명광 L1(도 19 참조)과는 다른 광로를 통과한다. 제2 광학계(14)에 있어서의 결상 광속 L2의 광로는, 제2 광학계(14)의 광축(14a)을 포함하는 면(YZ면)에 대해서, 조명광 L1의 광로와 대체로 반대측(+X축측)에 배치된다. The imaging light beam L2 incident on the second optical system 14 passes through an optical path different from the illumination light L1 (see Fig. 19) directed to the illumination region IR. The optical path of the imaging light beam L2 in the second optical system 14 is located on the side (the + X-axis side) substantially opposite to the optical path of the illumination light L1 with respect to the plane (YZ plane) including the optical axis 14a of the second optical system 14 .

제2 광학계(14)를 통과한 결상 광속 L2는, 광분리부(10)에 입사된다. 광분리부(10)(도 23 참조)에 있어서 결상 광속 L2가 입사되는 범위 R1은, 조명광 L1이 제1 광학계(13)로부터 광분리부(10)에 입사되는 범위 R2(통과부(15))와 중복되지 않도록, 설정된다. 결상 광속 L2가 입사되는 범위 R1은, 예를 들면, YZ면에 대해서 통과부(15)와 반대측에 설정되어, 광분리부(10)의 반사부(16)로 되어 있다. 반사부(16)는 동면(28) 또는 그 근방에 배치되어 있고, 또, 도 18에 도시한 것처럼 조명 영역(IR)의 각 점으로부터 출사된 주광선 L2a는, 서로 거의 평행한 관계이므로, 조명 영역(IR)의 각 점에서 발생한 광속은, 범위 R2에서 스팟이 겹쳐지도록, 반사부(16)에 입사된다. The imaging light flux L2 having passed through the second optical system 14 is incident on the optical splitting section 10. [ The range R1 in which the imaging light beam L2 is incident on the light separating section 10 (see FIG. 23) is a range R2 (passing portion 15) in which the illumination light L1 is incident on the light separating section 10 from the first optical system 13, ) In the second embodiment. The range R1 in which the imaging light beam L2 is incident is set to the opposite side of the passing portion 15 with respect to the YZ plane and serves as the reflecting portion 16 of the light separation portion 10, for example. 18, since the principal ray L2a emitted from each point of the illumination region IR has a substantially parallel relationship with each other, the reflection region 16 is located at or near the elevation plane 28. Therefore, The light flux generated at each point of the light flux IR is incident on the reflection portion 16 so that spots overlap in the range R2.

도 28에 도시하는 것처럼, 광분리부(10)의 반사부(16)에 입사된 결상 광속 L2는, 반사부(16)에서 반사되고 제2 광학계(14)의 렌즈 그룹(46)을 통과하여, 편향 부재(17)에 입사된다. 편향 부재(17)는, 예를 들면 프리즘 미러이고, 광분리부(10)로부터 결상 광속 L2가 입사되는 면이 평면 모양의 반사면이다. 28, the imaging light beam L2 incident on the reflection portion 16 of the light separation portion 10 is reflected by the reflection portion 16 and passes through the lens group 46 of the second optical system 14 , And is incident on the deflecting member (17). The deflecting member 17 is, for example, a prism mirror, and the plane on which the imaging light beam L2 is incident from the light separating unit 10 is a flat reflective surface.

편향 부재(17)는 제2 광학계(14)를 통과하여 조명 영역(IR)을 향하는 조명광 L1(도 19 참조)을 차단하지 않도록, 조명광 L1의 광로로부터 벗어난 위치에 배치되어 있다. 여기에서는, 편향 부재(17)는 광분리부(10)에서 반사된 결상 광속 L2를, 드럼 마스크(DM)를 향하지 않도록 차광한다. 편향 부재(17)에 입사된 결상 광속 L2는, 편향 부재(17)에서 반사함으로써 편향되어, 렌즈 그룹(43)에 입사된다. The biasing member 17 is disposed at a position deviated from the optical path of the illumination light L1 so as not to block the illumination light L1 (see FIG. 19) passing through the second optical system 14 and directed to the illumination region IR. Here, the deflecting member 17 shields the imaging light beam L2 reflected by the optical splitting unit 10 so as not to face the drum mask DM. The imaging light beam L2 incident on the deflecting member 17 is deflected by the deflecting member 17 and is incident on the lens group 43. [

렌즈 그룹(43)은 조명 영역(IR)과 공역인 중간상면(42)이 형성되도록, 편향 부재(17)에서 반사된 결상 광속 L2를 집광한다. 렌즈 그룹(43)은, 제2 광학계(14)의 광축(14a)과 회전 중심축(AX1)(도 19 참조)을 포함하는 면(YZ면)에 대해서, 예를 들면 투영 영역(PR)(회전 드럼(DP))과 같은 측에 배치된다. 렌즈 그룹(43)은, 예를 들면 제2 광학계(14)의 렌즈 그룹(45)과 광학적으로 등가가 되도록, 구성된다. 렌즈 그룹(43)은, 예를 들면, 소정의 축(제2 투영 광학계(PL2)의 광축(PL2a))의 둘레에서 회전 대칭인 렌즈 등의 광학 부재로 구성된다. 제2 투영 광학계(PL2)의 광축(PL2a)은, 예를 들면, 제2 광학계(14)의 광축(14a)과 직교하도록 설정된다. The lens group 43 condenses the imaging light beam L2 reflected by the deflecting member 17 so that an intermediate upper surface 42 that is in conjugate with the illumination area IR is formed. The lens group 43 is provided in the projection area PR (e.g., the center of the projection area PR) with respect to the plane (YZ plane) including the optical axis 14a of the second optical system 14 and the rotation center axis AX1 The rotary drum DP). The lens group 43 is configured to be optically equivalent to the lens group 45 of the second optical system 14, for example. The lens group 43 is composed of an optical member such as a lens which is rotationally symmetric around a predetermined axis (optical axis PL2a of the second projection optical system PL2). The optical axis PL2a of the second projection optical system PL2 is set to be orthogonal to the optical axis 14a of the second optical system 14, for example.

편향 부재(17)에서 반사되어 렌즈 그룹(43)을 통과한 결상 광속 L2는, 편향 부재(44)의 반사면(44a)에 입사되고, 반사면(44a)에서 반사됨으로써 편향되어 오목 거울(18)에 입사된다. 편향 부재(17)는, 예를 들면 프리즘 미러이며, 반사면(44a)이 거의 평면 모양이다. The imaging light beam L2 reflected by the deflecting member 17 and passed through the lens group 43 is incident on the reflecting surface 44a of the deflecting member 44 and deflected by the reflecting surface 44a to be deflected to form the concave mirror 18 . The deflecting member 17 is, for example, a prism mirror, and the reflecting surface 44a is substantially flat.

도 29에 도시하는 제2 투영 광학계(PL2)는 오목 거울(18), 편향 부재(44), 렌즈 그룹(43), 렌즈 그룹(47) 및 오목 거울(48)을 포함한다. The second projection optical system PL2 shown in Fig. 29 includes a concave mirror 18, a deflecting member 44, a lens group 43, a lens group 47, and a concave mirror 48.

도 28, 도 29에 도시하는 오목 거울(18)은, 제1 투영 광학계(PL1)에 의해서 중간상 Im이 형성되는 중간상면(42)의 위치 또는 그 근방에 배치되어 있다. 즉, 결상 광속 L2 중 조명 영역(IR) 상의 각 점으로부터 출사된 광속은, 오목 거울(18)상의 대응하는 각 점(공역점)의 각각에 수렴하여, 그 각 점에서 반사된다. 오목 거울(18)은 편향 부재(44)로부터 결상 광속 L2가 입사되어 오는 면이 대체로 원통면 모양의 반사면으로 되어 있다. 오목 거울(18)의 곡률 반경은, 제1 투영 광학계(PL1)의 배율에 관계없이, 조명 영역(IR)의 곡률 반경과 거의 같게 설정된다. The concave mirror 18 shown in Figs. 28 and 29 is disposed at or near the intermediate upper surface 42 where the intermediate image Im is formed by the first projection optical system PL1. That is, the light flux emitted from each point on the illumination area IR of the imaging light flux L2 converges on each corresponding point (conjugate point) on the concave mirror 18 and is reflected at each point thereof. The surface of the concave mirror 18 on which the imaging light beam L2 is incident from the biasing member 44 is a generally cylindrical reflecting surface. The radius of curvature of the concave mirror 18 is set to be substantially equal to the radius of curvature of the illumination region IR irrespective of the magnification of the first projection optical system PL1.

오목 거울(18)에서 반사된 결상 광속 L2는, 오목 거울(18)에 입사시의 진행 방향에 대해서 비평행한 방향으로 진행하여, 편향 부재(44)에 입사된다. 그 때문에, 오목 거울(18)에서 반사된 결상 광속 L2의 편향 부재(44)에 대한 입사각은, 오목 거울(18)을 향할 때의 편향 부재(44)에 대한 입사각과 다르게 된다. 결과적으로, 오목 거울(18) 및 편향 부재(44)에서 반사된 결상 광속 L2는, 편향 부재(17)로부터 편향 부재(44)를 향할 때의 결상 광속 L2의 광로(도 28 참조)와는 다른 광로를 통해서 렌즈 그룹(43)에 입사된다. The image forming beam L2 reflected by the concave mirror 18 advances in the direction of non-parallel to the advancing direction at the time of incidence on the concave mirror 18 and is incident on the deflecting member 44. [ The angle of incidence of the image forming light beam L2 reflected by the concave mirror 18 with respect to the deflecting member 44 becomes different from the angle of incidence with respect to the deflecting member 44 when it is directed toward the concave mirror 18. [ As a result, the image forming optical flux L2 reflected from the concave mirror 18 and the biasing member 44 is different from the optical path (see Fig. 28) of the imaging light beam L2 when the biasing member 17 is directed to the deflecting member 44 And enters the lens group 43 through the lens group 43. [

렌즈 그룹(43)을 통과한 결상 광속 L2는, 편향 부재(17)에서 차단되는 일 없이, 렌즈 그룹(47)에 입사된다. 환언하면, 편향 부재(17)는 광분리부(10)에서 반사된 결상 광속 L2가 입사되는 위치이면서, 또한 오목 거울(18)에서 반사된 후에 편향 부재(44)에서 반사된 결상 광속 L2가 입사되지 않는 위치에 배치되어 있다. The imaging light beam L2 having passed through the lens group 43 is incident on the lens group 47 without being blocked by the deflecting member 17. [ In other words, the deflecting member 17 is located at a position where the image forming beam L2 reflected by the optical splitting unit 10 is incident, and after being reflected by the concave mirror 18, the image forming beam L2 reflected by the deflecting member 44 is incident And is disposed at a position where it is not.

렌즈 그룹(47)은 제1 투영 광학계(PL1)의 동면(28)과 공역인 동면(47a)이 형성되도록, 편향 부재(44)에서 반사되어 렌즈 그룹(43)을 통과한 결상 광속 L2를 집광한다. 렌즈 그룹(47)은, 예를 들면 제2 광학계(14)의 렌즈 그룹(46)과 광학적으로 등가가 되도록, 구성된다. 렌즈 그룹(47)은, 예를 들면, 소정의 축(제2 투영 광학계(PL2)의 광축(PL2a))의 둘레에서 회전 대칭인 렌즈 등으로 구성된다. The lens group 47 condenses the image forming light beam L2 that has been reflected by the deflecting member 44 and passed through the lens group 43 so as to form a coplanar surface 47a which is conjugate with the coplanar surface 28 of the first projection optical system PL1 do. The lens group 47 is configured to be optically equivalent to the lens group 46 of the second optical system 14, for example. The lens group 47 is composed of, for example, a lens which is rotationally symmetric around a predetermined axis (optical axis PL2a of the second projection optical system PL2).

편향 부재(44)에서 반사되어 렌즈 그룹(43) 및 렌즈 그룹(47)을 통과한 결상 광속 L2는, 오목 거울(48)에 입사된다. 오목 거울(48)은, 예를 들면, 제2 투영 광학계(PL2)에 있어서의 동면(47a)의 위치 또는 그 근방에 배치된다. 오목 거울(48)은, 예를 들면, 결상 광속 L2가 입사되어 오는 측의 입사 단면이 구면(球面) 모양으로 만곡된 반사면으로서 구성된다. 오목 거울(48)은 입사 단면 중 적어도, 결상 광속 L2가 입사되는 영역이 반사면이다. The imaging light beam L2 reflected by the deflecting member 44 and passing through the lens group 43 and the lens group 47 is incident on the concave mirror 48. [ The concave mirror 48 is disposed, for example, at or near the position of the coinciding plane 47a in the second projection optical system PL2. The concave mirror 48 is configured as a reflecting surface, for example, in which the incident end face on the side where the imaging light beam L2 is incident is curved in a spherical shape. In the concave mirror 48, at least the region where the imaging light beam L2 is incident is a reflection surface.

또한, 오목 거울(48)은 입사 단면 중 결상 광속 L2가 입사되는 영역의 일부가 반사면이 아니어도 좋다. 예를 들면, 오목 거울(48)은 입사 단면 중 결상 광속 L2가 입사되는 영역의 일부를 결상 광속 L2가 투과하는 투과부로 함으로써, 조리개 부재로서 기능시킬 수 있다. 이 투과부의 적어도 일부를 대신하여, 결상 광속 L2를 흡수하는 흡수부가 마련되어 있어도 좋다. In addition, the concave mirror 48 may not be a part of the area where the imaging light beam L2 is incident on the incidence plane. For example, the concave mirror 48 can function as a diaphragm member by making a part of the region where the image-forming light beam L2 is incident in the incident plane through a transmission portion through which the image-forming light beam L2 passes. Instead of at least part of the transmissive portion, an absorbing portion for absorbing the imaging light beam L2 may be provided.

오목 거울(48)에서 반사된 결상 광속 L2는, 렌즈 그룹(47) 및 렌즈 그룹(43)을 통과하여 투영 영역(PR)에 투사된다. 결상 광속 L2 중 중간상면(42) 상의 각 점으로부터의 광속은, 렌즈 그룹(43) 및 렌즈 그룹(47)을 각각 2회 통과함으로써, 중간상면(42)과 공역인 면(제2 투영 광학계(PL2)의 상면) 상의 대응하는 점(공역점)의 각각에 수렴된다. 이와 같이 하여, 제1 투영 광학계(PL1)에 의해서 중간상면(42)에 형성된 중간상 Im은, 제2 투영 광학계(PL2)의 상면에 투영된다. The imaging light beam L2 reflected by the concave mirror 48 passes through the lens group 47 and the lens group 43 and is projected onto the projection area PR. The light flux from each point on the intermediate upper surface 42 of the imaging light beam L2 passes through the lens group 43 and the lens group 47 twice to form a surface conjugate with the intermediate upper surface 42 (The upper surface of the substrate PL2) (the conjugate point). In this way, the intermediate image Im formed on the intermediate upper surface 42 by the first projection optical system PL1 is projected onto the upper surface of the second projection optical system PL2.

제2 투영 광학계(PL2)의 상면은, 회전 드럼(DP)의 외주면에 지지된 기판(P) 상의 투영 영역(PR)과 거의 같은 위치에 설정되어 있고, 마스크 패턴(M) 상의 조명 영역(IR)의 상은, 투영 영역(PR)에 투영 노광된다. 이러한 노광 장치(EX3)에 있어서, 오목 거울(18)은 제2 투영 광학계(PL2)의 상면을, 투영 영역(PR)의 형상에 맞춰지도록 변환하므로, 조명 영역(IR)의 상이 정밀도 좋게 충실히 투영된다. The upper surface of the second projection optical system PL2 is set at substantially the same position as the projection area PR on the substrate P supported on the outer circumferential surface of the rotary drum DP, Is projected and exposed to the projection area PR. In this exposure apparatus EX3, the concave mirror 18 converts the upper surface of the second projection optical system PL2 so as to match the shape of the projection region PR, so that the image of the illumination region IR is faithfully projected do.

그런데, 도 25 등을 이용하여 설명한 것처럼, 조명 광학계(IL)는, 투영 광학계(PL)에 입사될 때의 결상 광속 L2의 주광선 L2a가 서로 거의 평행하게 되도록, 구성되어 있다. 그렇지만, 투영 광학계(PL)의 적어도 일부를 통과한 결상 광속 L2는, 예를 들면 수차 등에 의해서, 주광선이 서로 평행한 관계로부터 시트프되는 일이 있다. 투영 영역(PR)에 입사될 때의 결상 광속 L2의 주광선의 서로의 관계가 평행한 관계에서 시트프된 만큼, 노광의 정밀도가 저하될 가능성이 있다. Incidentally, as described with reference to Fig. 25 and the like, the illumination optical system IL is configured such that the principal ray L2a of the imaging light beam L2 when it is incident on the projection optical system PL is substantially parallel to each other. However, the image forming light beam L2 that has passed through at least a part of the projection optical system PL may be sheeted from a relationship in which principal rays are parallel to each other due to, for example, aberration. There is a possibility that the precision of exposure may be lowered because the relationship between the principal rays of the image-forming light beam L2 at the time of entering the projection area PR and the relationship between them becomes parallel to each other.

여기서, 투영 광학계(PL)는 결상 광속 L2의 주광선의 방향을 서로 거의 평행한 관계에 가까워지도록 보정하는 보정부를 구비하고 있어도 좋다. 이 보정부는 조명 영역(IR)으로부터 투영 영역(PR)에 이르는 광로의 어느 위치에 배치되어 있어도 좋다. 단, 중간상면(42)의 근처에 배치되어 있을수록, 결상 광속 L2의 주광선 L2a의 방향을 효과적으로 보정할 수 있다. Here, the projection optical system PL may be provided with a correcting section for correcting the direction of the principal ray of the imaging light beam L2 so as to approximate a nearly parallel relationship. This correction portion may be disposed at any position in the optical path from the illumination area IR to the projection area PR. However, the closer to the intermediate top surface 42, the more effectively the direction of the principal ray L2a of the imaging light beam L2 can be corrected.

예를 들면, 오목 거울(18)은, 투영 광학계(PL) 중 중간상면(42)에 가장 가깝게 배치된 광학 부재이고, 상술된 보정부는 오목 거울(18)을 이용하여 구성할 수 있다. 예를 들면, 오목 거울(18)은 제2 투영 광학계(PL2)의 동면(47a)에 이르는 결상 광속 L2의 주광선이 서로 평행하게 되도록, 그 반사면의 형상과 위치의 한쪽 또는 양쪽이 설정되어 있어도 좋다. For example, the concave mirror 18 is an optical member that is disposed closest to the intermediate top surface 42 of the projection optical system PL, and the above-described correction portion can be constructed using the concave mirror 18. For example, in the concave mirror 18, one or both of the shape and position of the reflecting surface may be set such that the principal ray of the imaging light beam L2 reaching the coaxial plane 47a of the second projection optical system PL2 is parallel to each other good.

즉, 오목 거울(18)의 형상은, 결상 광속 L2의 주광선이 서로 평행하게 되도록, 예를 들면 Y축 방향으로 직교하는 단면 형상이 원형과 다른 타원 모양으로 설정되어 있어도 좋다. 또, 오목 거울(18)의 위치는, 결상 광속 L2의 주광선이 서로 평행하게 되도록, 제2 투영 광학계(PL2)의 상면과 투영 영역(PR)의 거리가 초점 심도 이하로 되는 범위에 있어서, 중간상면(42)으로부터 시프트되어서 배치되어 있어도 좋다. That is, the shape of the concave mirror 18 may be set such that the cross-sectional shape orthogonal to the Y-axis direction, for example, is different from the circular shape so that the principal rays of the imaging light beam L2 become parallel to each other. The position of the concave mirror 18 is set such that the distance between the upper surface of the second projection optical system PL2 and the projection area PR is equal to or smaller than the depth of focus so that the principal rays of the imaging light beam L2 become parallel to each other, Or may be shifted from the upper surface 42 and disposed.

또한, 상술된 보정부는, 편향 부재(17)와 편향 부재(44) 중 한쪽 또는 양쪽을 포함하고 있어도 좋다. 예를 들면, 편향 부재(44)의 반사면(44a)은, 제2 투영 광학계(PL2)의 동면(47a)에 이르는 결상 광속 L2의 주광선이 서로 평행하게 되도록, 만곡되어 있어도 좋다. 이것은, 편향 부재(17)에 대해서도 마찬가지이다. The above-described correction unit may include one or both of the biasing member 17 and the biasing member 44. [ For example, the reflecting surface 44a of the deflecting member 44 may be curved such that the principal ray of the imaging light beam L2 reaching the moving surface 47a of the second projection optical system PL2 is parallel to each other. This also applies to the biasing member 17.

편향 부재(44)는 편향 부재(17)보다도 중간상면(42)의 근처에 배치되어 있으므로, 상술된 보정부로 함으로써 주광선의 방향을 효과적으로 조정할 수 있다. 또, 편향 부재(17)는 중간상면(42)을 향하는 결상 광속 L2가 입사되고, 중간상면(42)으로부터 출사된 결상 광속 L2가 입사되지 않기 때문에, 결상 광속 L2의 주광선의 방향을 조정하는데 있어서 설계 자유도가 높다. 또, 상술된 보정부는, 오목 거울(18)과 편향 부재(17)와 편향 부재(44)는, 다른 광학 부재를 포함하고 있어도 좋고, 마련되지 않아도 좋다. Since the deflecting member 44 is arranged closer to the intermediate upper surface 42 than the deflecting member 17, the direction of the principal ray can be effectively adjusted by using the above-described correcting unit. Since the image forming light beam L2 directed to the intermediate upper surface 42 is incident on the deflecting member 17 and the image forming light beam L2 emitted from the intermediate upper surface 42 is not incident on the deflecting member 17 in adjusting the direction of the main light ray of the imaging light beam L2 Design freedom is high. The concave mirror 18, the deflection member 17, and the deflection member 44 may or may not include other optical members in the above-described correction unit.

이상과 같은 본 실시 형태의 처리 장치(U3)(노광 장치(EX3))는, 투영 광학계(PL)에 입사되는 결상 광속 L2가 평행 광속에 가깝게 되도록 조명 광학계(IL)가 구성되어 있으므로, 투영 광학계(PL)를 복잡하게 하지 않더라도, 만곡된 마스크 패턴(M)의 상을 정밀도 좋게 투영 노광할 수 있다. 그 때문에, 처리 장치(U3)는 마스크 패턴(M)을 회전시키면서 노광 처리를 실행함으로써, 기판(P)을 효율 좋고, 또한 정밀도 좋게 노광할 수 있다. Since the illumination optical system IL is configured so that the imaging light flux L2 incident on the projection optical system PL is close to the parallel light flux in the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX3) of the present embodiment as described above, The projection of the curved mask pattern M can be precisely projected without complicating the projection optical system PL. Therefore, by performing the exposure processing while rotating the mask pattern M, the processing apparatus U3 can expose the substrate P efficiently and with high precision.

또, 원통 모양으로 만곡된 마스크 패턴(M)의 상을 원통 모양으로 만곡된 기판(P) 상에 투영하기 위해, 중간상면의 위치에 원통 모양의 반사면을 가지는 오목 거울(18)을 마련했으므로, 제2 투영 광학계(PL2)의 상면은 투영 영역(PR)을 따르도록 변환되게 되고, 처리 장치(U3)는 주사 노광 방향(마스크 패턴(M)의 원주 방향)에 대해서, 조명 영역(IR)과 투영 영역(PR)의 폭을 넓게 확보하는 것이 가능하게 되어, 생산성이 높고, 또한 고정밀도의 노광 처리를 할 수 있다. In order to project the image of the mask pattern M curved in the shape of a cylinder onto the cylindrical substrate P, the concave mirror 18 having a cylindrical reflecting surface is provided at the intermediate upper surface , The upper surface of the second projection optical system PL2 is changed to follow the projection area PR and the processing unit U3 is switched to the illumination area IR with respect to the scanning exposure direction (the circumferential direction of the mask pattern M) And the width of the projection area PR can be ensured widely, so that the exposure can be performed with high productivity and high accuracy.

또, 처리 장치(U3)는 제1 투영 광학계(PL1)의 동면(28)에 광분리부(10)를 배치했으므로, 조명광 L1의 광로와 결상 광속 L2의 광로를 분리한 락사 조명 방식을 채용할 수 있다. 그 때문에, 처리 장치(U3)는, 예를 들면 편광 분리 스플리터(PBS) 등을 이용하여 광로를 나누는 구성과 비교하여, PBS에 있어서의 광량의 손실이나 미광의 발생을 저감시킬 수 있다. 또한, 광원(20)을 레이저 광원 등으로 하여, 조명광의 편광 특성을 이용하여 광량 손실의 저감을 도모할 수 있는 경우는, 그러한 광분리부(10)를 PBS 등으로 구성해도 좋다. Since the optical isolator 10 is disposed on the coplanar surface 28 of the first projection optical system PL1, the processing unit U3 employs a lacquer illumination method in which the optical path of the illumination light L1 and the optical path of the imaging light L2 are separated . Therefore, the processing unit U3 can reduce the loss of the light amount in the PBS and the generation of stray light, as compared with the configuration in which the optical path is divided by using, for example, a polarization splitter (PBS) or the like. In the case where the light source 20 is a laser light source or the like and the loss of the light amount loss can be reduced by using the polarization characteristic of the illumination light, such a light separation section 10 may be formed of PBS or the like.

또, 광분리부(10)(규정부)는 통과부(15)를 통해서 조명 영역(IR)을 향하는 조명광 L1의 통과 범위를 규정하므로, 조명 영역(IR)에 입사될 때의 조명광 L1의 주광선 L1a의 방향을 고정밀도로 규정할 수 있다. 또, 광분리부(10)는 반사부(16)를 이용하여 조명광 L1의 통과 범위를 규정하므로, 구성을 심플하게 하는 것 등이 가능하게 된다. Since the optical separation section 10 (regulating section) defines the passage range of the illumination light L1 directed to the illumination area IR through the passage part 15, the light separation part 10 The direction of L1a can be defined with high accuracy. Since the optical separation section 10 defines the passage range of the illumination light L1 using the reflection section 16, it is possible to simplify the configuration and the like.

그런데, 조명광 L1 중 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 분포하는 주광선 L1a의 관계(예를 들면, 서로 평행)는, 결상 광속 L2 중 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 분포하는 주광선 L2a 관계(예를 들면, 서로 평행)에 있어서도 유지된다. 또, 결상 광속 L2에 있어서 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 주광선 L2a의 관계(예를 들면, 서로 평행)는, 조명광 L1 중 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 주광선 L1a의 관계(예를 들면, 서로 비평행)로부터 변화한다. 그 때문에, 예를 들면, 결상 광속 L2에 있어서 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 주광선 L2a가 서로 평행한 관계가 되도록, 조명광 L1의 확산각(NA)을 등방적인 파워를 가지는 광학 부재로 조정하면, 결상 광속 L2 중 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 분포하는 주광선 L2a 관계가 서로 평행이 되지 않게 된다. The relationship (for example, parallel to each other) of the principal ray L1a distributed in the direction parallel to the rotation center axis AX1 of the illumination light L1 is the same as that of the principal ray L2 distributed in the direction parallel to the rotation center axis AX1, L2a &lt; / RTI &gt; relationship (e. G., Parallel to each other). The relationship (for example, parallel to each other) of the principal rays L2a distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the imaging light beam L2 is the relationship of the principal ray L1a distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 of the illumination light L1 (E. G., Non-parallel to each other). Therefore, for example, the diffusion angle NA of the illumination light L1 is set to be an optical member having isotropic power so that the principal ray L2a distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 in the imaging light beam L2 becomes a parallel relation to each other The relationship of the principal ray L2a distributed in the direction parallel to the rotation center axis AX1 among the imaging light beams L2 is not parallel to each other.

본 실시 형태에 있어서는, 실린드리칼 렌즈(25)에 의해서, 조명광 L1(주광선)가 확산각을, 드럼 마스크(DM)의 회전 중심축(AX1)이 연장되는 방향과 원통면(12)의 원주 방향에서 다르게 한다. 즉, 실린드리칼 렌즈(25)는, 조명 영역(IR)에 이르는 조명광 L1의 주광선 L1a 중, 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 늘어서는 주광선 L1a를 서로 평행하게 하면서, 원통면(12)의 원주 방향으로 늘어서는(분포하는) 주광선 L1a를 그 연장선(41)이 회전 중심축(AX1)에 평행한 공역면(40) 상의 선과 교차하도록 편향시킨다(설정한다). 그 때문에, 회전 중심축(AX1)에 평행한 방향으로 분포하는 결상 광속 L2의 주광선 L2a를 서로 거의 평행하게 함과 아울러, 원통면(12)의 원주 방향으로 분포하는 결상 광속 L2의 주광선 L2a도 서로 거의 평행하게 할 수 있다. 또한, 조명광 L1의 확산각에 이방성을 갖게 하는 수법으로서는, 앞의 제1 실시 형태와 마찬가지로, 광섬유를 묶은 도광 부재를 이용하여, 이 도광 부재의 광출사측의 형상을 조정하는 수법을 이용할 수도 있다.In this embodiment, the diffraction angle of the illumination light L1 (principal ray) is controlled by the cylindrical dichroic mirror 25 so that the direction in which the rotation center axis AX1 of the drum mask DM extends and the circumference of the cylindrical surface 12 Direction. That is, the cylindrical lens 25 is arranged so that the principal ray L1a of the principal ray L1a of the illumination light L1 reaching the illumination region IR is parallel to the principal ray L1a arranged in the direction parallel to the rotation center axis AX1, (Set) the main ray L1a extending in the circumferential direction of the optical axis AX1 so as to cross the extension line 41 of the principal ray L1 in the circumferential direction of the optical axis AX1. Therefore, the principal ray L2a of the image forming light beam L2 distributed in the direction parallel to the rotation central axis AX1 is made substantially parallel to each other, and the principal ray L2a of the image forming light beam L2 distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface 12 It can be made almost parallel. As a method of giving anisotropy to the diffusing angle of the illumination light L1, a method of adjusting the shape of the light output side of the light guiding member by using a light guiding member bundled with an optical fiber may be used as in the first embodiment .

[제4 실시 형태][Fourth Embodiment]

다음으로, 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 상기의 실시 형태와 마찬가지의 구성요소에 대해서는, 같은 부호를 부여하고 그 설명을 간략화 혹은 생략한다. Next, the fourth embodiment will be described. In the present embodiment, constituent elements similar to those of the above embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is simplified or omitted.

도 30은 본 실시 형태에 의한 처리 장치(노광 장치(EX4))의 구성을 도시한 도면이다. 도 31은, 도 30의 구성에 있어서 조명 광학계(IL)로서 기능하는 광로를 도시한 도면이다. 도 32는 도 30의 구성에 있어서 제1 투영 광학계(PL1)로서 기능하는 광로를 도시한 도면이다. 도 33은, 도 30의 구성에 있어서 제2 투영 광학계(PL2)로서 기능하는 광로를 도시한 도면이다. 30 is a diagram showing a configuration of a processing apparatus (exposure apparatus EX4) according to the present embodiment. Fig. 31 is a view showing an optical path functioning as an illumination optical system IL in the configuration of Fig. 30. Fig. 32 is a view showing an optical path functioning as a first projection optical system PL1 in the configuration of Fig. Fig. 33 is a view showing an optical path functioning as the second projection optical system PL2 in the configuration of Fig. 30. Fig.

투영 광학계(PL)는 마스크 패턴(M)의 일부(조명 영역(IR))의 중간상 Im을 형성하는 제1 투영 광학계(PL1)와, 제1 투영 광학계(PL1)가 형성한 중간상을 기판(P) 상의 투영 영역(PR)에 투영하는 제2 투영 광학계(PL2)를 구비한다. 여기에서는, 제1 투영 광학계(PL1)와 제2 투영 광학계(PL2)는, 각각이 오프너 광학계와 같은 광학계로 구성되어 있다. 조명 광학계(IL)는 제1 투영 광학계(PL1)의 일부를 통해서 조명 영역(IR)을 조명광 L1으로 조명한다. The projection optical system PL includes a first projection optical system PL1 for forming a middle image Im of a part of the mask pattern M (illumination area IR), and a second projection optical system PL2 for forming a middle image formed by the first projection optical system PL1 on the substrate P And a second projection optical system PL2 for projecting the light onto the projection area PR on the projection optical system PL. Here, each of the first projection optical system PL1 and the second projection optical system PL2 is composed of an optical system such as an opener optical system. The illumination optical system IL illuminates the illumination area IR with the illumination light L1 through a part of the first projection optical system PL1.

조명 광학계(IL)는, 광원으로부터 제1 조리개 부재(23)까지에 배치되는 요소(균일화 광학계(19))에 대해서는, 예를 들면, 제3 실시 형태와 마찬가지로 구성할 수 있다. 광원으로부터 발사된 조명광 L1은, 균일화 광학계(19)를 통과함으로써 제1 조리개 부재(23)에 있어서의 광 강도 분포가 균일화된다. The illumination optical system IL can be configured in the same manner as in the third embodiment, for example, with respect to the element (homogenizing optical system 19) arranged from the light source to the first diaphragm 23. The illumination light L1 emitted from the light source passes through the uniformizing optical system 19, so that the light intensity distribution in the first diaphragm member 23 becomes uniform.

도 31에 도시하는 조명 광학계(IL)는 광분리부(50), 상조정 부재(51), 오목 거울(52), 렌즈 그룹(53), 볼록 거울(54), 편향 부재(55), 및 상조정 부재(56)를 구비한다. The illumination optical system IL shown in Fig. 31 includes a light separating portion 50, a phase adjusting member 51, a concave mirror 52, a lens group 53, a convex mirror 54, a biasing member 55, And an upper adjustment member (56).

제1 조리개 부재(23)를 통과한 조명광 L1은, 상조정 부재(51)를 통해서 광분리부(50)의 반사부(57)에 입사된다. 상조정 부재(51)는 1차 광원상과 공역인 면에 형성되는 2차 광원상의 상특성(像特性)을 조정하기 위해서, 수차 등을 가미하여 마련된다. 상조정 부재(51)는 적당, 생략 가능하다. The illumination light L1 having passed through the first diaphragm member 23 is incident on the reflecting portion 57 of the light separating portion 50 through the phase adjusting member 51. [ The phase adjusting member 51 is provided with an aberration or the like in order to adjust phase characteristics (image characteristics) on the secondary light source formed on the surface in the conjugate with the primary light source image. The phase adjusting member 51 may be appropriately omitted.

광분리부(50)의 반사부(57)는, 균일화 광학계(19)로부터 조명광 L1이 입사되는 위치로서, 투영 광학계(PL)를 통과하는 결상 광속 L2(도 30 참조)가 입사되지 않는 위치에 배치되어 있다. 광분리부(50)의 반사부(57)는, 예를 들면 프리즘 미러이고, 균일화 광학계(19)로부터 조명광 L1이 입사되는 면이 평면 모양의 반사면이다. The reflecting portion 57 of the light separating portion 50 is located at a position where the imaging light L2 (see FIG. 30) passing through the projection optical system PL is not incident at the position where the illumination light L1 is incident from the homogenizing optical system 19 Respectively. The reflecting portion 57 of the light separating portion 50 is, for example, a prism mirror, and the plane on which the illumination light L1 is incident from the homogenizing optical system 19 is a flat reflective surface.

반사부(57)에 입사된 조명광 L1은, 반사부(57)에서 반사됨으로써 편향되어, 오목 거울(52)에 입사된다. 반사부(57)에서 반사되어 오목 거울(52)에 입사된 조명광 L1은, 오목 거울(52)에서 반사되고, 렌즈 그룹(53)을 통해서 볼록 거울(54)에 입사된다. The illumination light L1 incident on the reflecting portion 57 is deflected by being reflected by the reflecting portion 57 and is incident on the concave mirror 52. [ The illumination light L 1 reflected by the reflecting portion 57 and incident on the concave mirror 52 is reflected by the concave mirror 52 and is incident on the convex mirror 54 through the lens group 53.

오목 거울(52)은, 예를 들면 구면(球面)의 일부를 포함하는 반사면을 가지고, 균일화 광학계(19)에 있어서 형성된 1차 광원상(도 20에 도시하는 제1 조리개 부재(23))과 공역인 동면(28)을 형성하도록, 조명광 L1을 집광한다. 즉, 동면(28)에는 2차 광원상이 형성된다. The concave mirror 52 has a reflecting surface including a part of a spherical surface and has a primary light source image (the first diaphragm member 23 shown in Fig. 20) formed in the homogenizing optical system 19, And the pupil plane 28, which is a conjugate area. That is, the secondary light source image is formed on the hibernation plane 28. [

렌즈 그룹(53)은 동면(28)에 있어서의 2차 광원상의 상특성을 조정하도록 적당 마련되고, 예를 들면 필드 렌즈를 포함한다. 볼록 거울(54)은, 예를 들면, 구면의 일부를 포함하는 반사면을 가지고, 오목 거울(52)과 곡률 중심이 일치하도록 마련되어 있다. 여기에서는, 오목 거울(52)의 중심과 볼록 거울(54)의 중심을 연결하는 축을 조명 광학계(IL)의 광축(ILa)(제1 투영 광학계(PL1)의 광축(PL1a))이라고 한다. 볼록 거울(54)과 오목 거울(52)은, 볼록 거울(54)에서 반사된 광(조명광 L1, 결상 광속 L2)이 오목 거울(52)에 재차 입사되도록 마련되어 있다. The lens group 53 is suitably provided to adjust the phase characteristics on the secondary light source on the coplanar surface 28, and includes, for example, a field lens. The convex mirror 54 has, for example, a reflecting surface including a part of a spherical surface, and is provided so that its center of curvature coincides with the concave mirror 52. Here, an axis connecting the center of the concave mirror 52 and the center of the convex mirror 54 is referred to as an optical axis ILa (an optical axis PL1a of the first projection optical system PL1) of the illumination optical system IL. The convex mirror 54 and the concave mirror 52 are provided such that light (illumination light L1, imaging light beam L2) reflected by the convex mirror 54 is incident again on the concave mirror 52. [

오목 거울(52)로부터의 조명광 L1은, 조명 광학계(IL)의 광축(ILa)에 대해서, 볼록 거울(54)의 -X축측에 입사되고, 볼록 거울(54)에서 반사되어, 오목 거울(52)에 재차 입사된다. 볼록 거울(54)에서 반사되어 오목 거울(52)에 입사된 조명광 L1은, 오목 거울(52)에서 반사되어 편향 부재(55)에 입사되어, 편향 부재(55)에서 반사됨으로써 편향되어, 상조정 부재(56)를 통해서 조명 영역(IR)에 입사된다. The illumination light L1 from the concave mirror 52 is incident on the -X-axis side of the convex mirror 54 with respect to the optical axis ILa of the illumination optical system IL and is reflected by the convex mirror 54 to be incident on the concave mirror 52 ). The illumination light L1 reflected by the convex mirror 54 and incident on the concave mirror 52 is reflected by the concave mirror 52 and is incident on the deflection member 55 and deflected by being reflected by the deflection member 55, And is incident on the illumination area IR through the member 56.

편향 부재(55)는, 예를 들면 프리즘 미러이며, 오목 거울(52)로부터 조명광 L1이 입사되는 면이 평면 모양의 반사면이다. 상조정 부재(56)는 상조정 부재(51)와 마찬가지로 수차 등을 가미하여 적당 마련된다. The biasing member 55 is, for example, a prism mirror, and is a reflecting surface having a planar surface on which the illumination light L1 is incident from the concave mirror 52. [ Like the phase adjusting member 51, the phase adjusting member 56 is suitably provided in consideration of an aberration or the like.

도 32에 도시된 것처럼, 제1 투영 광학계(PL1)는 상조정 부재(56), 편향 부재(55), 오목 거울(52), 렌즈 그룹(53), 볼록 거울(54) 및 상조정 부재(58)를 포함한다. 32, the first projection optical system PL1 includes a phase adjusting member 56, a biasing member 55, a concave mirror 52, a lens group 53, a convex mirror 54, 58).

조명 영역(IR)으로부터 출사된 결상 광속 L2는, 상조정 부재(56)를 통해서 편향 부재(55)에 입사되고, 편향 부재(55)에서 반사됨으로써 편향된다. 편향 부재(55)에서 편향된 결상 광속 L2는, 도 31에 도시한 오목 거울(52)에서부터 편향 부재(55)를 향하는 조명광 L1의 광로와는 다른 광로를 통해서, 오목 거울(52)에 입사된다. 오목 거울(52)에 입사된 결상 광속 L2는, 조명광 L1과는 다른 광로를 통과하고, 렌즈 그룹(53)을 통과하여 볼록 거울(54)에 입사된다. 볼록 거울(54)에 있어서 결상 광속 L2가 입사되는 위치는, 제1 투영 광학계(PL1)의 광축(PL1a)에 대해서, 조명광 L1의 입사 위치와는 반대측(+X축측)에 배치된다. The imaging light beam L2 emitted from the illumination area IR is incident on the deflecting member 55 through the image adjusting member 56 and deflected by being reflected by the deflecting member 55. [ The imaging light beam L2 deflected by the deflecting member 55 is incident on the concave mirror 52 through an optical path different from the optical path of the illumination light L1 from the concave mirror 52 shown in Fig. 31 toward the deflecting member 55. [ The imaging light beam L2 incident on the concave mirror 52 passes through an optical path different from the illumination light L1 and passes through the lens group 53 and is incident on the convex mirror 54. [ The position at which the imaging light beam L2 is incident on the convex mirror 54 is disposed on the side opposite to the incident position of the illumination light L1 (+ X axis side) with respect to the optical axis PL1a of the first projection optical system PL1.

볼록 거울(54)에서 반사된 결상 광속 L2는, 렌즈 그룹(53)을 통과하여 오목 거울(52)에 입사되어, 오목 거울(52)에서 반사된다. 오목 거울(52)에서 반사된 결상 광속 L2는, 광분리부(50)의 통과부(59)를 통해서, 상조정 부재(58)에 입사된다. 여기에서는, 광분리부(50)의 통과부(59)는, 반사부(57)가 마련되어 않은 영역이다. 즉, 반사부(57)는 볼록 거울(54)에서 반사된 후에 오목 거울(52)에서 반사된 결상 광속 L2가 입사되지 않는 위치에 배치되어 있다. 이와 같이, 광분리부(50)는 조명광 L1의 통과 범위를 규정하도록 마련되어 있다. The imaging light beam L2 reflected by the convex mirror 54 passes through the lens group 53 and enters the concave mirror 52 and is reflected by the concave mirror 52. [ The image forming light beam L2 reflected by the concave mirror 52 is incident on the image adjusting member 58 through the passing portion 59 of the light separating portion 50. [ Here, the passing portion 59 of the light separation portion 50 is an area where the reflection portion 57 is not provided. That is, the reflecting portion 57 is disposed at a position where the imaging light beam L2 reflected by the concave mirror 52 is not incident after being reflected by the convex mirror 54. [ In this manner, the light separation section 50 is provided so as to define the passing range of the illumination light L1.

결상 광속 L2 중 조명 영역(IR) 상의 각 점으로부터 출사된 광속은, 이상과 같은 광로를 통과함으로써, 조명 영역(IR)과 공역인 중간상면(42) 상의 거의 1점으로 수렴한다. 환언하면, 중간상면(42)에는 조명 영역(IR)의 상이 형성된다. 상조정 부재(56) 및 상조정 부재(58)는, 중간상 Im의 상특성을 조정하도록, 수차 등을 가미하여 적당 마련된다. 상조정 부재(56) 및 상조정 부재(58)의 한쪽 또는 양쪽은, 적당, 생략 가능하다. The light flux emitted from each point on the illumination area IR among the imaging light fluxes L2 converges to almost one point on the intermediate image plane 42 which is conjugate with the illumination area IR by passing through the optical path as described above. In other words, an image of the illumination area IR is formed on the intermediate upper surface 42. The phase adjusting member 56 and the phase adjusting member 58 are suitably provided in order to adjust the phase characteristics of the intermediate phase Im by adding an aberration or the like. One or both of the upper regulating member 56 and the upper regulating member 58 may be appropriately omitted.

도 33에 도시된 것처럼, 제2 투영 광학계(PL2)는 오목 거울(60), 상조정 부재(58), 편향 부재(61), 오목 거울(62), 렌즈 그룹(63), 볼록 거울(64), 편향 부재(65) 및 상조정 부재(66)를 포함한다. 33, the second projection optical system PL2 includes a concave mirror 60, a phase adjusting member 58, a deflecting member 61, a concave mirror 62, a lens group 63, a convex mirror 64 ), A biasing member (65), and a top adjustment member (66).

오목 거울(60)은 중간상면(42)의 위치 또는 그 근방에 배치되어 있다. 제1 투영 광학계(PL1)가 형성하는 중간상 Im의 형상을 따르도록, 결상 광속 L2의 입사 측을 향해 오목한 원통면 모양으로 형성되어 있다. 오목 거울(60)은, 제3 실시 형태에서 설명한 것처럼, 제2 투영 광학계(PL2)의 상면의 형상을 투영 영역(PR)을 따르도록 변환한다. The concave mirror 60 is disposed at or near the intermediate upper surface 42. Is formed in a cylindrical surface shape concave toward the incidence side of the imaging light beam L2 so as to follow the shape of the intermediate image Im formed by the first projection optical system PL1. The concave mirror 60 converts the shape of the upper surface of the second projection optical system PL2 so as to follow the projection area PR, as described in the third embodiment.

오목 거울(60)에 입사된 결상 광속 L2는, 오목 거울(60)에서 반사되어, 상조정 부재(58)를 통해서 편향 부재(61)에 입사된다. 편향 부재(61)는, 예를 들면 프리즘 미러이며, 오목 거울(60)로부터의 결상 광속 L2가 입사되는 면이 평면 모양의 반사면이다. 편향 부재(61)는 오목 거울(60)에서 반사된 결상 광속 L2가 입사되는 위치로서, 제1 투영 광학계(PL1)의 오목 거울(52)(도 32 참조)로부터 오목 거울(60)을 향하는 결상 광속 L2를 차단하지 않는 위치에 배치되어 있다. The image forming light beam L2 incident on the concave mirror 60 is reflected by the concave mirror 60 and is incident on the deflecting member 61 through the image adjusting member 58. The deflecting member 61 is, for example, a prism mirror, and the plane on which the imaging light beam L2 from the concave mirror 60 is incident is a flat reflective surface. The biasing member 61 is a position at which the image forming light beam L2 reflected by the concave mirror 60 is incident is an image formed from the concave mirror 52 (see Fig. 32) of the first projection optical system PL1 toward the concave mirror 60 And is disposed at a position not blocking the light flux L2.

편향 부재(61)에 입사된 결상 광속 L2는, 편향 부재(61)에서 반사됨으로써 편향되어, 오목 거울(62)에 입사된다. 오목 거울(62)에 입사된 결상 광속 L2는, 오목 거울(62)에서 반사되어 렌즈 그룹(63)을 통과하여, 볼록 거울(64)에 입사된다. The imaging light beam L2 incident on the deflecting member 61 is deflected by being deflected by the deflecting member 61 and is incident on the concave mirror 62. [ The imaging light beam L2 incident on the concave mirror 62 is reflected by the concave mirror 62 and passes through the lens group 63 to be incident on the convex mirror 64. [

오목 거울(62)은, 도 32에 도시한 제1 투영 광학계(PL1)의 동면(28)과 공역인 동면(67)을 형성하도록, 결상 광속 L2를 집광한다. 오목 거울(62)은, 예를 들면, 제1 투영 광학계(PL1)의 오목 거울(52)과 광학적으로 등가가 되도록 구성된다. 오목 거울(62)은, 예를 들면 구면의 일부를 포함하는 만곡된 반사면을 가진다. The concave mirror 62 condenses the imaging light beam L2 so as to form a dynamic surface 67 that is conjugate with the dynamic surface 28 of the first projection optical system PL1 shown in Fig. The concave mirror 62 is configured to be optically equivalent to, for example, the concave mirror 52 of the first projection optical system PL1. The concave mirror 62 has, for example, a curved reflecting surface including a part of a spherical surface.

렌즈 그룹(63)은, 예를 들면 투영 영역(PR)에 형성하는 상의 특성을 조정하도록 수차 등을 가미하여 적당 마련되며, 필드 렌즈 등을 포함한다. The lens group 63 is suitably provided with an aberration or the like to adjust the characteristics of the image formed on the projection area PR, for example, and includes a field lens or the like.

볼록 거울(64)은 동면(67)과 공역인 위치 또는 그 근방에 배치된다. 볼록 거울(64)은, 예를 들면, 제1 투영 광학계(PL1)의 볼록 거울(54)과 광학적으로 등가가 되도록 구성된다. 볼록 거울(64)은, 예를 들면 구면의 일부를 포함하는 만곡된 반사면을 가지고, 이 반사면의 곡률 중심이 오목 거울(62)의 곡률 중심과 거의 같은 위치로 설정된다. The convex mirror 64 is disposed at or near the conjugate position with the concave surface 67. [ The convex mirror 64 is configured to be optically equivalent to, for example, the convex mirror 54 of the first projection optical system PL1. The convex mirror 64 has, for example, a curved reflecting surface including a part of a spherical surface, and the center of curvature of the reflecting surface is set to a position substantially equal to the center of curvature of the concave mirror 62. [

볼록 거울(64)에서 반사된 결상 광속 L2는, 렌즈 그룹(63)을 통과하여 오목 거울(62)에 재차 입사되고, 오목 거울(62)에서 반사되어 편향 부재(65)에 입사된다. 편향 부재(65)에 입사된 결상 광속 L2는, 편향 부재(65)에서 반사됨으로써 편향되어, 상조정 부재(66)를 통과하여 투영 영역(PR)에 입사된다. The image forming beam L2 reflected by the convex mirror 64 passes through the lens group 63 and enters again into the concave mirror 62 and is reflected by the concave mirror 62 and is incident on the deflecting member 65. [ The imaging light beam L2 incident on the deflecting member 65 is deflected by being reflected by the deflecting member 65 and passes through the image adjusting member 66 and is incident on the projection area PR.

이상과 같이 하여, 제2 투영 광학계(PL2)는 중간상면(42)에 형성되는 조명 영역(IR)의 중간상 Im을 제2 투영 광학계(PL2)의 상면에 형성하는 제2 투영 광학계(PL2)의 상면은, 회전 드럼(DP)에 지지된 기판(P) 상의 투영 영역(PR)의 위치 또는 그 근방으로 설정되어 있고, 조명 영역(IR)의 상이 기판(P) 상의 투영 영역(PR)에 투영 노광된다. The second projection optical system PL2 has the second projection optical system PL2 for forming the intermediate image Im of the illumination area IR formed on the intermediate upper surface 42 on the upper surface of the second projection optical system PL2 The upper surface is set at or near the position of the projection area PR on the substrate P supported on the rotary drum DP and the image of the illumination area IR is projected onto the projection area PR on the substrate P. [ Is exposed.

이상과 같은 본 실시 형태의 처리 장치(U3)(노광 장치(EX4))는, 투영 광학계(PL)에 입사되는 결상 광속 L2의 주광선이 평행계에 가깝게 되도록 조명 광학계(IL)가 구성되어 있으므로, 투영 광학계(PL)를 복잡하게 하지 않더라도, 만곡된 마스크 패턴(M)의 상을 정밀도 좋게 투영 노광할 수 있다. 그 때문에, 처리 장치(U3)는 마스크 패턴(M)을 회전시키면서 노광 처리를 실행함으로써, 기판(P)을 효율 좋고, 또한 정밀도 좋게 노광할 수 있다. In the processing apparatus U3 (exposure apparatus EX4) of the present embodiment as described above, the illumination optical system IL is configured such that the principal ray of the imaging light beam L2 incident on the projection optical system PL is close to the parallel system, Even if the projection optical system PL is not complicated, projection of the image of the curved mask pattern M can be performed with high precision. Therefore, by performing the exposure processing while rotating the mask pattern M, the processing apparatus U3 can expose the substrate P efficiently and with high precision.

또, 처리 장치(U3)는 만곡된 마스크 패턴(M)의 상을 만곡된 기판(P) 상에 투영한다. 또, 처리 장치(U3)에 있어서, 오목 거울(18)은 제2 투영 광학계(PL2)의 상면을 투영 영역(PR)을 따르도록 변환하므로, 처리 장치(U3)는 정밀도 좋게 노광할 수 있다. 또, 예를 들면 결상 광속 L2가 텔레센트릭에 가까워지도록 보정부를 마련함으로써, 처리 장치(U3)는 정밀도 좋게 노광할 수 있다. 이 보정부는, 예를 들면, 오목 거울(60), 상조정 부재(58), 및 편향 부재(61) 중 적어도 1개를 이용하여 구성할 수 있다. Further, the processing apparatus U3 projects the image of the curved mask pattern M onto the curved substrate P. In the processing unit U3, the concave mirror 18 converts the upper surface of the second projection optical system PL2 so as to follow the projection area PR, so that the processing unit U3 can be exposed with high precision. Further, for example, by providing the correction section so that the imaging light beam L2 approaches telecentricity, the processing apparatus U3 can be exposed with high precision. This correction section can be constituted by using, for example, at least one of the concave mirror 60, the image adjustment member 58, and the biasing member 61. [

또, 처리 장치(U3)는 제1 투영 광학계(PL1)의 동면(28)에 광분리부(10)를 배치했으므로, 조명광 L1의 광로와 결상 광속 L2의 광로를 분리할 수 있다. 그 때문에, 처리 장치(U3)는, 예를 들면 편광 분리 스플리터 등을 이용하여 광로를 나누는 구성과 비교하여, 광량의 손실이나 미광의 발생을 저감시킬 수 있다. The optical path of the illumination light L1 and the optical path of the imaging light beam L2 can be separated from each other because the processing unit U3 has the optical isolator 10 disposed on the coplanar surface 28 of the first projection optical system PL1. Therefore, the processing apparatus U3 can reduce the loss of light quantity and the generation of stray light, as compared with a configuration in which the optical path is divided by using, for example, a polarization splitter or the like.

또한, 본 발명의 기술 범위는, 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 상술한 각 실시 형태에서 설명한 요소 중 하나 이상은, 생략되는 일이 있다. 또, 상술한 각 실시 형태에서 설명한 요소는, 적당 조합할 수 있다. The technical scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments. For example, one or more of the elements described in the above embodiments may be omitted. The elements described in each of the above embodiments can be appropriately combined.

또한, 상술한 각 실시 형태에 있어서는, 기판(P) 상의 투영 영역(PR)이 원통면 모양으로 만곡되어 있지만, 투영 영역(PR)이 평면이어도 좋다. In each of the embodiments described above, the projection area PR on the substrate P is curved in the shape of a cylinder, but the projection area PR may be a flat surface.

즉, 기판(P)이 실질적으로 변형되지 않는 리지드(rigid)한 기판인 경우, 혹은 가요성의 시트 모양 기판에서도 투영 영역(PR)을 포함하는 일정한 범위를 평탄(평면)하게 유지할 수 있는 경우에는, 각 실시 형태의 노광 장치에 의해서, 그러한 평탄(평면 모양)의 기판(P)을 마찬가지로 노광할 수 있다. That is, in the case where the substrate P is a rigid substrate on which the substrate P is not substantially deformed, or where a certain range including the projection region PR can be maintained flat on a flexible sheet-like substrate, With such an exposure apparatus of each embodiment, such a flat (planar) substrate P can be similarly exposed.

예를 들면, 기판(P)이 실질적으로 변형되지 않는 리지드 기판 등으로서, 노광 장치는 이 기판(P)을 노광해도 좋다. 또, 기판(P) 상의 투영 영역(PR)이 평면 모양이 되도록 기판(P)이 반송되고, 노광 장치는 이러한 기판(P)을 노광해도 좋다. For example, the substrate P may be exposed as a rigid substrate or the like on which the substrate P is not substantially deformed. The substrate P may be transported such that the projection region PR on the substrate P has a planar shape and the exposure apparatus may expose the substrate P. [

또한, 상술한 각 실시 형태에 있어서는, 조명 광학계의 수가 1개이며, 투영 광학계의 수가 1개인 싱글 렌즈 방식의 노광 장치의 예를 설명했지만, 노광 장치는 복수의 조명 광학계와 투영 광학계의 세트를, 드럼 마스크(DM)나 회전 드럼(DP)의 회전 중심축(AX2, AX1)이 연장되는 방향으로 복수 배치한 구성, 이른바 멀티 렌즈 방식의 노광 장치여도 좋다. In each of the embodiments described above, an example of an exposure apparatus of the single lens type having one illumination optical system and one projection optical system has been described. However, the exposure apparatus may be configured to include a plurality of illumination optical systems and a set of projection optical systems, A so-called multi-lens type exposure apparatus may be used in which a plurality of the photosensitive drums DM and the rotary drums DP are arranged in the direction in which the rotational center axes AX2 and AX1 extend.

또한, 제1 실시 형태 및 제3 실시 형태에 있어서는, 광분리부(10)의 반사부(16)를 이용하여 조명광 L1의 통과 범위를 규정하고 있지만, 반사부(16)와는 별도로 마련된 차광부에 의해서 통과 범위를 규정해도 좋다. 이 차광부는, 예를 들면 통과부(15)의 외측에 입사되는 광을 흡수함으로써, 이 광을, 광분리부(10)를 통과하지 않도록 차광해도 좋다. 또, 통과부(15)는, 예를 들면, 조명광 L1을 통과하도록 배치된 공극(개구)이어도 좋다. In the first and third embodiments, the passing range of the illumination light L1 is defined by using the reflecting portion 16 of the light separating portion 10. However, the light passing portion may be formed in a light shielding portion provided separately from the reflecting portion 16 The passage range may be defined. The light shielding portion may absorb light incident on the outside of the passing portion 15, for example, and shield the light so as not to pass through the light splitting portion 10. The passing portion 15 may be, for example, a gap (opening) arranged to pass through the illumination light L1.

[디바이스 제조 방법][Device Manufacturing Method]

다음으로, 상기의 실시 형태의 디바이스 제조 방법에 대해 설명한다. 도 34는 상기의 실시 형태의 디바이스 제조 방법을 도시한 순서도이다. 이 순서도 중의 일부의 공정은, 앞의 도 1이나 도 16에 도시한 디바이스 제조 시스템(SYS, SYS2)(플렉서블·디스플레이 제조 라인)에서 실시된다. 그러나 도 34의 순서도의 모든 공정을 실시하기 위해서는, 추가로 복수의 제조 처리 장치를 준비할 필요가 있다. Next, the device manufacturing method of the above embodiment will be described. 34 is a flowchart showing a device manufacturing method according to the above embodiment. Some of the steps in this flowchart are performed in the device manufacturing system (SYS, SYS2) (flexible display manufacturing line) shown in Fig. 1 or Fig. However, in order to carry out all the steps of the flowchart in Fig. 34, it is necessary to prepare a plurality of manufacturing processing apparatuses.

도 34에 도시한 디바이스 제조 방법에서는, 우선, 예를 들면 유기 EL 표시 패널 등의 디바이스의 기능·성능 설계를 행한다(스텝 201). 그 다음으로, 디바이스의 설계에 기초하여, 마스크 패턴(M)을 제작한다(스텝 202). 또, 디바이스의 기재인 투명 필름이나 시트, 혹은 극박의 금속박 등의 기판을, 구입이나 제조 등에 의해서 준비해 둔다(스텝 203). In the device manufacturing method shown in Fig. 34, the function and performance of a device such as an organic EL display panel is designed first (step 201). Next, based on the design of the device, a mask pattern M is produced (step 202). In addition, a substrate such as a transparent film or a sheet as a base of the device or a metal foil of a very thin film is prepared by purchase, manufacture, or the like (step 203).

그 다음으로, 준비한 기판을 롤식, 패치식의 제조 라인에 투입하여, 그 기판 상에 디바이스를 구성하는 전극이나 배선, 절연막, 반도체막 등의 TFT 백플랜층이나, 화소부로 되는 유기 EL 발광층을 형성한다(스텝 204). 스텝 204에는, 전형적으로는, 기판 상의 막의 위에 레지스터 패턴을 형성하는 공정과, 이 레지스터 패턴을 마스크로 하여 상기 막을 에칭하는 공정이 포함된다. 레지스터 패턴의 형성에는, 레지스터막을 기판 표면에 균일하게 형성하는 공정, 상기의 각 실시 형태에 따라서, 마스크 패턴(M)을 경유하여 패턴화된 노광광(露光光)으로 기판의 레지스터막을 노광하는 공정, 그 노광에 의해서 마스크 패턴의 잠상(潛像)이 형성된 레지스터막을 현상하는 공정이 이 실시된다. Next, the prepared substrate is put into a production line of a roll type or a patch type, and a TFT back plan layer such as an electrode or wiring, an insulating film, or a semiconductor film constituting the device or an organic EL light- (Step 204). Step 204 typically includes a step of forming a resist pattern on the film on the substrate and a step of etching the film using the resist pattern as a mask. The resist pattern is formed by uniformly forming a resist film on the surface of the substrate, a step of exposing the resist film of the substrate with exposure light patterned through the mask pattern (M) according to each of the above embodiments , And a step of developing the resist film on which the latent image of the mask pattern is formed by the exposure is performed.

자원 절약화를 위한, 종래의 레지스터 프로세스를 사용하지 않는 애더티브(Additive)인 프로세스의 전형으로서, 인쇄 기술 등을 병용한 플렉서블·디바이스 제조의 경우는, 플렉서블한 기판의 표면에 기능성 감광층(기능성 감응층, 감광성 실란 커플링재 등)을 도포식에 의해 형성하는 공정, 상기의 각 실시 형태에 도시한 노광 장치를 사용하여, 드럼 마스크(DM)를 경유하여 패턴화된 노광광을, 플렉서블 기판 상의 기능성 감광층(기능성 감응층)에 조사하여, 기능성 감광층에 패턴 형상에 따라 친수화(親水化)한 부분과 발수화(撥水化)한 부분을 형성하는 공정, 기능성 감광층의 친수성이 높은 부분에 도금 기초액 등을 도공(塗工)하고, 무전해 도금에 의해 금속성의 패턴을 석출(析出) 형성하는 공정, 소위, 120℃이하의 저온 습식 프로세스 등이 실시된다. As a typical example of an additive process which does not use a conventional register process for resource saving, in the case of flexible device manufacture using printing technology or the like, a functional photosensitive layer (functional Sensitive layer, a photosensitive silane coupling material, and the like) by a coating method, and the exposure apparatus shown in each of the above-described embodiments is used to expose the patterned light via the drum mask DM onto the flexible substrate A step of forming a hydrophilic (hydrophilic) part and a water repellent part in the functional photosensitive layer by irradiating the functional photosensitive layer (functional responsive layer) with the hydrophilic property of the functional photosensitive layer; A step of forming a metallic pattern by electroless plating, a so-called low-temperature wet process at 120 占 폚 or less, and the like are carried out.

그 다음으로, 제조하는 디바이스에 따라서, 예를 들면, 기판을 다이싱, 혹은 컷하는 것이나, 별도의 공정으로 제조된 다른 기판, 예를 들면 봉지(封止) 기능을 가진 시트 모양의 칼라 필터나 얇은 유리 기판 등을 첩합하는 공정이 실시되고, 디바이스(표시 패널)를 조립한다(스텝 205). 그 다음으로, 디바이스에 검사 등의 후처리를 행한다(스텝 206). 이상과 같이 하여, 디바이스를 제조할 수 있다. 상기의 실시 형태에 있어서의 디바이스 제조 방법은, 처리 장치(기판 처리 장치)에 의해서, 드럼 마스크(마스크 유지 부재)를 회전시키면서 감응성 기판을 소정 방향으로 반송하여, 감응성 기판에 마스크 패턴을 연속적으로 노광하는 공정과, 노광된 감응성 기판의 감응층의 변화를 이용하여 후속 처리를 실시하는 공정을 포함한다. Next, depending on the device to be manufactured, for example, a substrate may be diced or cut, or another substrate manufactured by another process, for example, a sheet-like color filter having a sealing function A process of bonding a thin glass substrate or the like is performed, and a device (display panel) is assembled (step 205). Then, a post-process such as inspection is performed on the device (step 206). As described above, a device can be manufactured. In the device manufacturing method in the above embodiment, the processing apparatus (substrate processing apparatus) conveys the sensitive substrate in a predetermined direction while rotating the drum mask (mask holding member), and continuously exposes the mask pattern to the sensitive substrate And performing a subsequent process using a change in the sensitive layer of the exposed sensitive substrate.

10: 광분리부, 12: 원통면,
15: 통과부, 16: 반사부,
18: 오목 거울, 19: 균일화 광학계,
23: 제1 조리개 부재, 25: 실린드리칼 렌즈,
26: 제2 조리개 부재, 28: 동면,
40: 공역면, 41: 연장선,
42: 중간상면, 50: 광분리부,
57: 반사부, 60: 오목 거울,
IL: 조명 광학계, IR: 조명 영역,
Im: 중간상, L0: 광원상,
L1: 조명광, L2: 결상 광속,
L2a: 주광선, M: 마스크 패턴,
P: 기판, PL: 투영 광학계,
PR: 투영 영역, PL1: 제1 투영 광학계,
PL2: 제2 투영 광학계, U3: 처리 장치.
10: optical isolator, 12: cylindrical surface,
15: passing portion, 16: reflecting portion,
18: Concave mirror, 19: Homing optical system,
23: first stop member, 25: cylindrical lens,
26: second stop member, 28: hibernation,
40: conjugate plane, 41: extension line,
42: intermediate top surface, 50: light separation portion,
57: reflection part, 60: concave mirror,
IL: illumination optical system, IR: illumination area,
Im: intermediate image, L0: light source image,
L1: illumination light, L2: imaging light flux,
L2a: main light line, M: mask pattern,
P: substrate, PL: projection optical system,
PR: projection area, PL1: first projection optical system,
PL2: second projection optical system, U3: processing device.

Claims (16)

소정의 중심선의 둘레를 소정 반경으로 만곡된 원통면을 따라서 배치되는 반사성의 마스크 패턴의 상을, 감응성의 기판 상에 투영 노광하는 노광 장치로서,
상기 원통면을 따라서 상기 마스크 패턴을 유지하고, 상기 중심선의 둘레를 회전 가능한 마스크 유지 부재와,
상기 마스크 패턴 상의 일부분에 설정되는 조명 영역을 향해서, 광원으로부터의 조명광을 조사함과 아울러, 상기 원통면의 원주 방향으로 분포하는 상기 조명광의 주광선의 연장선이, 상기 중심선과 상기 원통면 사이의 특정 위치에서 교차하도록, 상기 주광선을 상기 원통면의 원주 방향에 관해서 기울인 조명 광학계와,
상기 조명광의 조사에 의해서 상기 조명 영역으로부터 발생하는 반사 광속을 중간상면으로 안내함과 아울러, 상기 마스크 패턴의 일부분의 상을 상기 중간상면에 형성하는 제1 투영 광학계와,
상기 중간상면의 위치 또는 그 근방에 배치된 오목 거울과,
상기 오목 거울에서 반사된 상기 반사 광속이 입사되어, 상기 제1 투영 광학계에 의해서 상기 중간상면에 형성된 상을 상기 감응성 기판에 투영하는 제2 투영 광학계를 구비한 노광 장치.

An exposure apparatus for projecting and exposing an image of a reflective mask pattern disposed along a cylindrical surface curved at a predetermined radius around a predetermined center line on a sensitive substrate,
A mask holding member that holds the mask pattern along the cylindrical surface and is rotatable around the center line,
Wherein an illumination light from a light source is irradiated toward an illumination area set on a part of the mask pattern and an extension line of a main light ray of the illumination light distributed in a circumferential direction of the cylindrical surface is irradiated to a specific position between the center line and the cylindrical surface An illumination optical system in which the principal ray is inclined with respect to the circumferential direction of the cylindrical surface,
A first projection optical system for guiding a reflected light flux generated from the illumination area by irradiation of the illumination light to an intermediate image plane and forming an image of a part of the mask pattern on the intermediate image plane,
A concave mirror disposed at or near the intermediate upper surface,
And a second projection optical system for projecting the image formed on the intermediate top surface onto the sensitive substrate by the first projection optical system after the reflected light flux reflected from the concave mirror is incident.

청구항 1에 있어서,
상기 오목 거울은 상기 중간상면을 따르도록 광 입사 측을 향하여 오목한 원통면 모양으로 만곡된 오목 원통면 거울인 노광 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the concave mirror is a concave cylindrical mirror curved into a concave cylindrical surface shape toward the light incidence side along the intermediate top surface.
청구항 2에 있어서,
상기 원통면의 원주 방향으로 분포하는 상기 조명광의 주광선의 연장선이 교차하는 상기 특정 위치는 상기 중심선과 상기 원통면의 중앙 위치 또는 그 근방에 설정되는 노광 장치.
The method of claim 2,
Wherein the specific position at which the extension line of the principal ray of the illumination light distributed in the circumferential direction of the cylindrical surface crosses is set at or near the center position of the centerline and the cylindrical surface.
청구항 3에 있어서,
상기 중심선으로부터 상기 특정 위치까지의 거리를 상기 마스크 패턴의 원통면의 반경의 약 1/2로 설정하는 노광 장치.
The method of claim 3,
And a distance from the center line to the specific position is set to about 1/2 of a radius of the cylindrical surface of the mask pattern.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 광학계는 상기 마스크 패턴의 원통면의 원주 방향에 관한 굴절력이 상기 중심선을 따른 방향의 굴절력보다 큰 제1 광학 부재를 포함하는 노광 장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the illumination optical system includes a first optical member whose refractive power in a circumferential direction of the cylindrical surface of the mask pattern is larger than refractive power in a direction along the center line.
청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 조명 광학계는 상기 조명광을 발생시키는 광원의 광원상이 형성되는 동면을 가지고,
상기 마스크 패턴의 원통면의 원주 방향에 있어서의 상기 조명 영역을 조사하는 상기 조명광의 확산각을 상기 중심선을 따른 방향에 있어서의 상기 조명 영역을 조사하는 상기 조명광의 확산각보다 작게 하도록 상기 광원상의 형상을 설정하는 제2 광학 부재를 구비하는 노광 장치.
The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the illumination optical system has a hibernation where a light source image of a light source for generating the illumination light is formed,
And a diffusion angle of the illumination light for irradiating the illumination area in the circumferential direction of the cylindrical surface of the mask pattern is made smaller than a diffusion angle of the illumination light for irradiating the illumination area in the direction along the center line And a second optical member for setting the second optical member.
소정의 중심선의 주위를 회전 가능한 드럼 마스크의 원통 모양의 외주면에 형성된 반사성의 마스크 패턴의 상을 감응 기판에 노광하는 노광 방법으로서,
상기 드럼 마스크의 외주면의 일부분에 설정되는 조명 영역을 향하는 조명광을, 그 조명광의 광원의 위치와 광학적으로 공역인 제1 공역면이 상기 중심선과 상기 외주면의 사이의 중앙에 설정되는 조명 광학계로부터 조사하는 것과,
상기 드럼 마스크의 상기 조명 영역으로부터 발생하는 반사 광속을 입사하여 상기 감응 기판을 향해서 투사하는 투영 광학계를 통해서, 상기 마스크 패턴의 일부분의 상을 상기 감응 기판에 결상하는 것을 포함하는 노광 방법.
An exposure method for exposing an image of a reflective mask pattern formed on a cylindrical outer peripheral surface of a drum mask rotatable about a predetermined center line to a photosensitive substrate,
The illumination light directed to the illumination area set in a part of the outer circumferential surface of the drum mask is irradiated from the illumination optical system set in the center between the center line and the outer circumferential surface in a first conjugate plane optically conjugate with the position of the light source of the illumination light And,
And forming an image of a part of the mask pattern on the sensitive substrate through a projection optical system for projecting a reflected light flux generated from the illumination area of the drum mask toward the sensitive substrate.
청구항 7에 있어서,
상기 조명 광학계는, 상기 제1 공역면을 상기 중심선과 상기 외주면의 사이의 중앙에 설정함으로써, 상기 드럼 마스크의 상기 외주면의 원주 방향에 관해서는 상기 조명광을 비텔레센트릭한 상태로 설정함과 아울러, 상기 드럼 마스크의 상기 중심선이 연장되는 방향에 관해서는 상기 조명광을 텔레센트릭한 상태로 설정하는 노광 방법.
The method of claim 7,
Wherein the illumination optical system sets the first illumination light to a non-telecentric state with respect to the circumferential direction of the outer circumferential surface of the drum mask by setting the first conjugate plane at the center between the center line and the outer circumferential surface, And setting the illumination light in a telecentric state with respect to a direction in which the center line of the drum mask extends.
청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
상기 제1 공역면은 상기 중심선과 평행하게 설정되고,
상기 조명 영역에 이르는 상기 조명광의 주광선 중, 상기 외주면의 원주 방향으로 분포하는 각 주광선의 연장선이, 상기 제1 공역면 상의 선과 교차하도록 설정되는 노광 방법.
The method according to claim 7 or 8,
The first conjugate plane is set parallel to the center line,
Wherein an extension line of each principal ray distributed in the circumferential direction of the peripheral surface of the principal ray of the illumination light reaching the illumination region is set to intersect the line on the first conjugate plane.
청구항 9에 있어서,
상기 제1 공역면이, 상기 중심선과 상기 조명 영역의 중앙의 위치 또는 그 근방에 배치되는 노광 방법.
The method of claim 9,
Wherein the first conjugate plane is disposed at or near a center of the center line and the illumination area.
청구항 10에 있어서,
상기 투영 광학계는, 상기 조명 광학계에 의해 형성되는 상기 광원의 광원상이 형성되는 동면을 가지는 노광 방법.
The method of claim 10,
Wherein the projection optical system has a hibernation on which a light source image of the light source formed by the illumination optical system is formed.
청구항 11에 있어서,
상기 투영 광학계의 동면에 형성되는 상기 광원상을, 상기 외주면의 원주 방향을 따른 치수가 상기 중심선의 방향을 따른 치수보다도 크도록 설정하는 노광 방법.
The method of claim 11,
Wherein the light source image formed on the moving surface of the projection optical system is set so that the dimension along the circumferential direction of the outer circumferential surface is larger than the dimension along the direction of the center line.
청구항 12에 있어서,
상기 조명 광학계에는,
상기 조명 영역과 광학적으로 공역인 위치 또는 그 근방에 배치된 조리개 부재와,
상기 광원으로부터 상기 조리개 부재에 이르는 광로에 배치되고, 상기 외주면의 원주 방향을 따른 굴절력이, 상기 중심선의 방향을 따른 굴절력보다도 큰 광학 부재가 마련되는 노광 방법.
The method of claim 12,
In the illumination optical system,
A diaphragm member disposed at or near a position optically conjugate with the illumination region;
Wherein the optical member is disposed in an optical path from the light source to the diaphragm member and the refractive power along the circumferential direction of the outer circumferential surface is larger than the refractive power along the direction of the center line.
청구항 13에 있어서,
상기 광학 부재에 의해서, 상기 조명 영역에 이르는 상기 조명광의 주광선 중, 상기 외주면의 원주 방향으로 늘어선 각 주광선은 그 연장선이 상기 제1 공역면 상의 선과 교차됨과 아울러, 상기 중심선의 방향으로 늘어선 각 주광선은 서로 평행하게 되는, 편향시키는 노광 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein each of the principal rays of the principal ray of the illumination light reaching the illumination region and arranged in the circumferential direction of the outer circumference of the optical member crosses a line on the first conjugate plane and each principal ray arranged in the direction of the centerline, Wherein the first and second light sources are parallel to each other.
청구항 14에 있어서,
상기 조명 광학계에는, 상기 광원으로부터 상기 조리개 부재에 이르는 광로의 적어도 일부에 배치되어, 상기 광원으로부터의 조명광의 광 강도 분포를 상기 조리개 부재의 위치 또는 그 근방에 있어서 균일하게 하는 균일화 광학계가 마련되는 노광 방법.
15. The method of claim 14,
Wherein the illumination optical system is provided with at least a part of an optical path extending from the light source to the diaphragm member and having a uniformizing optical system for uniforming the light intensity distribution of the illumination light from the light source at or near the position of the diaphragm member Way.
청구항 15에 있어서,
상기 균일화 광학계에 의해서, 상기 제1 공역면과 광학적으로 공역이고, 상기 광원상이 위치하는 제2 공역면이 형성되고,
상기 제2 공역면에 형성되는 상기 광원상의 분포 범위를, 상기 중심선의 방향을 따른 치수가 상기 외주면의 원주 방향을 따른 치수보다도 작아지도록 설정하는 노광 방법.
16. The method of claim 15,
A second conjugate plane which is optically conjugate with the first conjugate plane and in which the light source image is located is formed by the homogenizing optical system,
Wherein the distribution range of the light source image formed on the second conjugate plane is set so that the dimension along the direction of the center line becomes smaller than the dimension along the circumferential direction of the outer peripheral face.
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