特許 6028350 基板処理装置、デバイス製造システム及びデバイス製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6028350

(24)【登録日】2016年10月28日

(45)【発行日】2016年11月16日

(54)【発明の名称】基板処理装置、デバイス製造システム及びデバイス製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 7/20 20060101AFI20161107BHJP

   G02B 17/08 20060101ALI20161107BHJP

   G02B 13/26 20060101ALI20161107BHJP

【ＦＩ】

   G03F7/20 501

   G02B17/08 Z

   G02B13/26

【請求項の数】21

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-60614(P2012-60614)

(22)【出願日】2012年3月16日

(65)【公開番号】特開2013-195530(P2013-195530A)

(43)【公開日】2013年9月30日

【審査請求日】2015年3月2日

(73)【特許権者】

【識別番号】000004112

【氏名又は名称】株式会社ニコン

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(72)【発明者】

【氏名】荒井 正範

【審査官】 松岡 智也

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０９−３１１２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２９７９８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５０８５９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１４５７２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００７−５３２９３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０１３６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２２１５３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−０３５４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００７／０２８５７６７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｆ ７／２０−７／２４、９／００−９／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１の中心軸から所定半径の円筒状の第１のドラム部材の外周面に沿って保持される反射型のマスクのパターンを、 第２の中心軸から所定半径の円筒状の第２のドラム部材の外周面に沿って支持される可撓性で長尺の基板に露光する基板処理装置であって、
前記第１のドラム部材の前記外周面に沿って湾曲した前記パターン上に設定される照明領域に向けて、照明光束を照射する照明光学系と、
前記パターンで反射された結像光束によって、前記照明領域に対応した前記パターンの中間像を形成すると共に、前記第２のドラム部材の前記外周面に沿って湾曲して支持された前記基板上の投影領域に、前記中間像を結像する投影光学系と、を含み、
前記投影光学系は、
前記照明領域から前記投影領域に至る前記結像光束が通る光路の第１瞳面の位置又はその近傍に配置された球面状に湾曲した第１凹面鏡と、
前記中間像が形成される中間像面の位置又はその近傍に配置された円筒面状に湾曲した第２凹面鏡と、を含む
基板処理装置。

【請求項2】

前記第１瞳面と前記中間像面との間の光路に配置され、第１偏光が通過し且つ第２偏光が反射する偏光分離部材と、
前記中間像面と前記偏光分離部材との間の光路に配置された第１のλ／４波長板と、含む
請求項１記載の基板処理装置。

【請求項3】

前記投影光学系は、
前記第１凹面鏡を含み、前記照明領域と前記中間像面との間の光路中に前記第１瞳面を形成するとともに前記第１凹面鏡で反射した前記結像光束を前記中間像面に結像する第１光学系と、
前記第２凹面鏡を含み、前記第２凹面鏡で反射した前記結像光束を前記投影領域に結像する第２光学系と、を含む
請求項２記載の基板処理装置。

【請求項4】

前記第１光学系は、
前記第１瞳面を形成する第３光学系と、
前記第１凹面鏡で反射した前記結像光束を前記中間像面に結像する第４光学系と、を含む
請求項３記載の基板処理装置。

【請求項5】

前記第３光学系及び前記第４光学系は、第１光学部材を含み、
前記第１光学部材は、前記第３光学系において前記照明領域から前記第１瞳面に至る光路に配置され、前記第４光学系において前記第１凹面鏡から前記中間像面に至る光路に配置されている
請求項４記載の基板処理装置。

【請求項6】

前記第２光学系は、
前記第２凹面鏡を含み前記第２光学系の第２瞳面を形成する第５光学系と、
前記第２瞳面の位置又はその近傍に配置された球面状に湾曲した第３凹面鏡を含み、前記第３凹面鏡で反射した前記結像光束を前記投影領域に結像する第６光学系と、を含む
請求項５記載の基板処理装置。

【請求項7】

前記第５光学系及び第６光学系は、第２光学部材を含み、
前記第２光学部材は、前記第５光学系において前記第２凹面鏡から前記第２瞳面に至る光路に配置され、前記第６光学系において前記第３凹面鏡から前記投影領域に至る光路に配置されている
請求項６記載の基板処理装置。

【請求項8】

前記第４光学系及び前記第５光学系は、第３光学部材を含み、
前記第３光学部材は、前記第４光学系において前記１光学部材から前記中間像面に至る光路に配置され、前記第５光学系において前記第２凹面鏡から前記第２光学部材に至る光路に配置されている
請求項７記載の基板処理装置。

【請求項9】

前記第３光学系は、前記第３光学部材を含み、
前記第３光学部材は、前記第３光学系において前記照明領域から前記第１光学部材に至る光路に配置されている
請求項８記載の基板処理装置。

【請求項10】

前記第６光学系は、前記第３光学部材から前記投影領域に至る光路に配置された第４光学部材を含む
請求項９記載の基板処理装置。

【請求項11】

前記偏光分離部材は、前記第４光学系における前記第３光学部材から前記第１光学部材に至るに配置されており、
前記第１のλ／４波長板は、前記偏光分離部材と前記照明領域との間の光路に配置されている
請求項１０記載の基板処理装置。

【請求項12】

前記照明光学系は、
光源から出射した前記照明光束が入射する絞り部材と、
前記絞り部材を通った前記照明光束が入射する位置に前記照明光学系の第３瞳面を形成する第７光学系と、
前記第３瞳面を通った前記照明光束により前記絞り部材の像を前記照明領域に形成する第８光学系と、を含む
請求項１１記載の基板処理装置。

【請求項13】

前記偏光分離部材から前記第３凹面鏡に至るまでの光路に配置された第２のλ／４波長板を含み、
前記第７光学系及び前記第８光学系は、前記第２光学部材及び前記３凹面鏡を含み、
前記第８光学系は、前記第３光学部材を含む
請求項１２記載の基板処理装置。

【請求項14】

前記第６光学系は、前記第３光学部材を含み、
前記第３光学部材は、前記第６光学系において前記第２光学部材から前記投影領域に至る光路に配置されている
請求項８記載の基板処理装置。

【請求項15】

前記第３光学系は、前記照明領域から前記第１光学部材に至る光路に配置された第４光学部材を含む
請求項１４記載の基板処理装置。

【請求項16】

前記偏光分離部材は、前記第３光学系における第前記第４光学部材から前記第１光学部材に至るに配置されており、
前記第１のλ／４波長板は、前記偏光分離部材と前記第１凹面鏡との間の光路に配置されている
請求項１５記載の基板処理装置。

【請求項17】

前記照明領域は前記照明光束が入射してくる側に凸の円筒面状であり、
前記投影領域は前記結像光束が入射してくる側に凸の円筒面状である
請求項１から１６のいずれか一項記載の基板処理装置。

【請求項18】

前記照明領域の曲率は、前記投影領域の曲率と同じである
請求項１７記載の基板処理装置。

【請求項19】

前記第２凹面鏡の曲率は、前記照明領域の曲率と同じである
請求項１８記載の基板処理装置。

【請求項20】

請求項１から１９のいずれか一項に記載の基板処理装置を備えるデバイス製造システム。

【請求項21】

請求項１から１９のいずれか一項に記載の基板処理装置によって物体を露光することと、
前記露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、基板処理装置、デバイス製造システム及びデバイス製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

露光装置等の基板処理装置は、例えば下記の特許文献１に記載されているように、各種デバイスの製造に利用されている。露光装置は、例えば、照明領域に配置されたパターンの像を投影領域に配置された基板に投影する。また、デバイスを製造する手法の１つとして、例えば下記の特許文献２に記載されているようなロール・ツー・ロール方式が知られている。ロール・ツー・ロール方式は、送出用のロールから回収用のロールへフィルム等の基板を搬送しながら、搬送経路上において基板に各種処理を行う方式である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００７−２９９９１８号公報

【特許文献2】国際公開第２００８／１２９８１９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のような基板処理装置は、照明領域及び投影領域が湾曲していると、光学系が複雑になることがありえる。結果として、基板処理装置の構成が複雑になり、例えばデバイスの製造コストが高くなること等がありえる。

【0005】

本発明の態様は、装置の構成をシンプルにできる基板処理装置を提供することを目的とする。また、本発明の態様は、製造コストを低減できるデバイス製造システム及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の第１の態様に従えば、湾曲した照明領域を露光光で照明する照明光学系と、照明領域で反射した露光光により照明領域の中間像を形成し、中間像を湾曲した投影領域に投影する投影光学系と、を含み、投影光学系は、照明領域から投影領域に至る光路の第１瞳面の位置又はその近傍に配置された第１凹面鏡と、中間像が形成される中間像面の位置又はその近傍に配置された第２凹面鏡と、を含む基板処理装置が提供される。

【0007】

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の基板処理装置を含むデバイス製造システムが提供される。

【0008】

本発明の第３の態様に従えば、第１の態様の基板処理装置によって物体を露光することと、露光された物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

【発明の効果】

【0009】

本発明の第１の態様によれば、装置の構成をシンプルにできる基板処理装置を提供することができる。本発明の第２の態様、第３の態様によれは、製造コストを低減できるデバイス製造システム及びデバイス製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】第１実施形態のデバイス製造システムの構成を示す図である。

【図2】第１実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図3】第１実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図4】第２実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図5】第３実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図6】第４実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図7】第５実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図8】第６実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図9】第７実施形態の基板処理装置の構成を示す図である。

【図10】本実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

次に実施形態について説明するが、本発明の技術範囲は、実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態で説明する構成要素の１つ以上は、省略されることがある。また、実施形態で説明する構成要素は、適宜組み合わせることができる。以下の実施形態において同様の構成要素については、同じ符号を付してその説明を簡略化又は省略することがある。

【0012】

［第１実施形態］
図１は、本実施形態のデバイス製造システム１の構成を示す図である。図１に示すデバイス製造システム１は、基板Ｐを供給する基板供給装置２と、基板供給装置２によって供給された基板Ｐに対して所定の処理を実行する処理装置３と、処理装置３によって処理が施された基板Ｐを回収する基板回収装置４と、デバイス製造システム１の各部を制御する上位制御装置５とを含む。

【0013】

基板Ｐは、例えば、フレキシブル基板等のような可撓性（フレキシビリティ）を有する基板である。デバイス製造システム１は、可撓性を有する基板Ｐによって、可撓性を有するデバイスを製造することができる。基板Ｐは、例えばデバイス製造システム１において屈曲した場合に、破損、破断しない程度の可撓性を有するように選択される。

【0014】

なお、デバイス製造時における基板Ｐの可撓性は、例えば、基板Ｐの材質、大きさ、厚さ等によって調整することができ、またデバイス製造時の湿度、温度等の環境条件等によって調整することもできる。可撓性を有する基板Ｐは、例えば、樹脂フィルム、ステンレス鋼等の金属又は合金からなる箔（フォイル）等である。樹脂フィルムの材質は、例えば、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、エチレンビニル共重合体樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、セルロース樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂のうち１又は２以上を含む。

【0015】

基板Ｐは、例えば、基板Ｐに施される各種処理において受ける熱による変形量が実質的に無視できるように、熱膨張係数等の特性が設定される。熱膨張係数は、例えば、無機フィラーを樹脂フィルムに混合することによって、プロセス温度等に応じた閾値よりも小さく設定されていてもよい。無機フィラーは、例えば、酸化チタン、酸化亜鉛、アルミナ、酸化ケイ素等でもよい。また、基板Ｐは、フロート法等で製造された厚さ１００μｍ程度の極薄ガラスの単層体であってもよいし、この極薄ガラスに上記の樹脂フィルム、箔等を貼り合わせた積層体であってもよい。

【0016】

基板Ｐは、例えば多面取り用の基板である。デバイス製造システム１は、１個のデバイスを製造するための各種の処理を、基板Ｐに対して繰り返し実行する。各種の処理が施された基板Ｐは、デバイスごとに分割（ダイシング）されて、複数個のデバイスになる。基板Ｐの寸法は、例えば、幅方向（短尺方向）の寸法が１ｍ〜２ｍ程度であり、長さ方向（長尺方向）の寸法が１０ｍ以上である。

【0017】

なお、基板Ｐの寸法は、製造するデバイスの寸法等に応じて、適宜設定される。例えば、基板Ｐの寸法は、幅方向の寸法が１ｍ以下又は２ｍ以上であってもよいし、長尺方向の寸法が１０ｍ以下であってもよい。また、基板Ｐは、多面取り用の基板である場合に、１枚の帯状の基板であってもよいし、複数の基板が基板Ｐの長尺方向と短尺方向の一方又は双方に継がれた基板であってもよい。また、デバイス製造システム１は、１個のデバイスごとに独立した基板によって、デバイスを製造してもよい。この場合に、基板Ｐは、１個のデバイスに相当する寸法の基板であってもよい。

【0018】

基板供給装置２は、例えば供給用ロール６に巻かれた基板Ｐを繰り出すことによって、基板Ｐを処理装置３に供給する。基板供給装置２は、例えば、基板Ｐを巻きつける軸部、この軸部を回転させる回転駆動部等を含む。基板Ｐは、その長尺方向へ搬送されて、処理装置３へ送られる。基板Ｐの搬送方向は、例えば、基板Ｐの長尺方向と実質的に同じである。

【0019】

なお、基板供給装置２の構成は、適宜変更可能である。例えば、基板供給装置２は、供給用ロール６に巻かれた基板Ｐを覆うカバー部等を含んでいてもよい。また、基板供給装置２は、例えばニップ式の駆動ローラー等のように、基板Ｐをその長尺方向に順次送り出す機構を含んでいてもよい。

【0020】

基板回収装置４は、例えば処理装置３を通過した基板Ｐを回収用ロール７に巻き取ることによって、基板Ｐを回収する。基板回収装置４は、例えば、基板供給装置２と同様に、基板Ｐを巻きつける軸部、この軸部を回転させる回転駆動部、回収用ロール７に巻き取られた基板Ｐを覆うカバー部等を含む。

【0021】

なお、基板回収装置４の構成は、適宜変更可能である。例えば、処理された基板Ｐが切断装置によって切断され、基板回収装置４は、切断された基板を回収してもよい。この場合に、基板回収装置４は、切断後の基板を重ねて回収する装置でもよい。上記の切断装置は、処理装置３の一部であってもよいし、処理装置３とは別の装置であってもよく、例えば基板回収装置４の一部であってもよい。

【0022】

処理装置３は、基板供給装置２から供給される基板Ｐを基板回収装置４へ搬送するとともに、搬送の過程で基板Ｐの被処理面に対して処理を行う。処理装置３は、基板Ｐの被処理面に対して加工処理を行なう加工処理装置１０と、加工処理に対応した条件で基板Ｐを送る搬送ローラー８等を含む搬送装置９とを含む。

【0023】

加工処理装置１０は、基板Ｐの被処理面に対してデバイスを構成する素子を形成するための各種処理を実行する１又は２以上の装置を含む。デバイス製造システム１は、各種処理を実行する装置が基板Ｐの搬送経路に沿って適宜設けられ、フレキシブル・ディスプレー等のデバイスをいわゆるロール・ツー・ロール方式で生産可能である。ロール・ツー・ロール方式によれば、デバイスを効率よく生産できる。

【0024】

加工処理装置１０の各種装置は、例えば、成膜装置、露光装置、コーターディベロッパー装置、及びエッチング装置を含む。成膜装置は、例えば鍍金装置、蒸着装置、スパッタリング装置等である。成膜装置は、導電膜、半導体膜、絶縁膜等の機能膜を基板Ｐに成膜する。コーターディベロッパー装置は、成膜装置によって機能膜が形成された基板Ｐに、フォトレジスト膜等の感光材を形成する。露光装置は、感光材が形成された基板Ｐに対してデバイスを構成する膜パターンに応じたパターンの像を投影することによって、基板Ｐに露光処理を施す。コーターディベロッパー装置は、露光された基板Ｐを現像する。エッチング装置は、現像された基板Ｐの感光材をマスクとして、機能膜をエッチングする。このようにして、加工処理装置１０は、所望のパターンの機能膜を基板Ｐに形成する。

【0025】

なお、加工処理装置１０は、インプリント方式の成膜装置、液滴吐出装置等のように、エッチングによらないで直接的に膜パターンを形成する装置を含んでいてもよい。加工処理装置１０の各種装置のうち少なくとも１つは、省略されていてもよい。

【0026】

上位制御装置５は、基板供給装置２を制御して、加工処理装置１０へ基板Ｐを供給する処理を基板供給装置２に実行させる。上位制御装置５は、加工処理装置１０を制御して、基板Ｐに対する各種処理を加工処理装置１０に実行させる。上位制御装置５は、基板回収装置４を制御して、加工処理装置１０が各種処理を施した基板Ｐを回収する処理を基板回収装置４に実行させる。

【0027】

次に、本実施形態の基板処理装置１１について説明する。図２及び図３は、本実施形態の基板処理装置１１の構成を示す図である。図２には、照明光学系ＩＬの光路が図示されており、図３には投影光学系ＰＬの光路が図示されている。

【0028】

基板処理装置１１は、上述したような加工処理装置１０の少なくとも一部である。本実施形態の基板処理装置１１は、露光処理を実行する露光装置ＥＸと、搬送装置９の少なくとも一部とを含む。本実施形態の露光装置ＥＸは、いわゆる走査露光装置である。露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを同期させて移動しながら、マスクＭに形成されているパターンの像を基板Ｐに投影する。

【0029】

露光装置ＥＸは、マスク保持装置１２、照明光学系ＩＬ（図２参照）、投影光学系ＰＬ（図３参照）、及び制御装置１３を含む。基板処理装置１１は、マスク保持装置１２に保持されたマスクＭを回転移動させるとともに、搬送装置９によって基板Ｐを搬送する。図２に示すように、照明光学系ＩＬは、光源１４から出射した露光光をマスク保持装置１２に保持された反射型のマスクＭ上の照明領域ＩＲに照射する。図３に示すように、投影光学系ＰＬは、光源１４から出射してマスクＭで反射した露光光を、搬送装置９に搬送されている基板Ｐ上の投影領域ＰＲに照射する。

【0030】

本実施形態において、図２に示すように、光源１４から出射して照明領域ＩＲに照射される露光光を、適宜、照明光束ＥＬ１という。また、図３に示すように、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭで反射して投影領域ＰＲに結像する露光光を、適宜、結像光束ＥＬ２という。

【0031】

マスク保持装置１２は、マスクＭを保持する第１ドラム部材１５、第１ドラム部材１５を駆動する第１駆動部１６、及び第１ドラム部材１５の位置を検出する第１検出器１７を含む。

【0032】

第１ドラム部材１５は、マスクＭ上の照明領域ＩＲが配置される面ｐ１を形成する。面ｐ１は、例えば、線分（母線）をこの線分に平行な軸（以下、中心軸ＡＸ１という）周りに回転した面（以下、円筒面という）を含む。円筒面は、例えば、円筒の外周面、円柱の外周面等である。第１ドラム部材１５は、例えば円柱状であり、その外周面（円筒面）が面ｐ１を形成する。すなわち、照明領域ＩＲは、円筒面状に湾曲している。照明領域ＩＲは、照明光束ＥＬ１が入射してくる側に向って凸である。なお、第１ドラム部材１５は、中空であってもよく、例えば円筒状であってもよい。第１ドラム部材１５は、例えば、石英、ガラス等で形成される。第１ドラム部材１５は、中心軸ＡＸ１の周りで回転可能なように、設けられている。

【0033】

マスクＭは、例えば、平坦性の良い短冊状の極薄ガラス板（例えば厚さ１００〜５００μｍ）の一方の面に反射膜でパターンを形成した反射型マスクである。マスクＭの反射膜は、例えばアルミニウム等のように照明光束ＥＬ１を反射する材質の膜、誘電体多層膜等を含む。

【0034】

マスクＭは、第１ドラム部材１５の外周面に倣って湾曲させ、この外周面に巻き付けた状態で使用される。マスクＭは、パターンが形成されていないパターン非形成領域を有し、パターン非形成領域において第１ドラム部材１５に取付けられている。マスクＭは、例えば、第１ドラム部材１５に対してリリース可能である。第１ドラム部材１５は、例えば、マスクＭを通った照明光束ＥＬ１を吸収する遮光部材を含み、遮光部材が迷光の発生を抑制する。

【0035】

なお、マスクＭは、１個のデバイスに対応するパターンの一部のみを含んでいてもよいし、１個のデバイスに対応するパターンを複数含んでいてもよい。例えば、マスクＭは、パターンが中心軸ＡＸ１の周りの周方向に繰り返し配置されていてもよいし、パターンが中心軸ＡＸ１に平行な方向に繰り返し配置されていてもよい。また、マスクＭは、第１のデバイスを製造用のパターンと、第１のデバイスと異なる第２のデバイスの製造用のパターンとを含んでいてもよい。また、マスクＭは、第１ドラム部材１５とリリース不能に一体化されていてもよい。例えば、マスクＭ及び第１ドラム部材１５は、第１ドラム部材１５の表面にパターン（マスクＭ）が形成されている態様であってもよい。また、第１ドラム部材１５は、中心軸ＡＸ１に平行な方向と周方向の一方又は双方において、複数のマスクＭを取り付け可能であってもよい。

【0036】

第１検出器１７は、第１ドラム部材１５の回転位置を光学的に検出する。第１検出器１７は、例えばエンコーダ等を含む。第１検出器１７は、検出した第１ドラム部材１５の回転位置を示す情報を制御装置１３に供給する。第１駆動部１６は、制御装置１３から供給される制御信号に従って、第１ドラム部材１５を回転させるためのトルクを調整する。第１駆動部１６は、例えば電動モーター等のアクチュエータ含む。制御装置１３は、第１検出器１７の検出結果に基づいて第１駆動部１６を制御することによって、第１ドラム部材１５の回転位置を制御する。換言すると、制御装置１３は、第１ドラム部材１５に保持されているマスクＭの回転位置と回転速度の一方又は双方を制御する。

【0037】

搬送装置９は、基板Ｐ上の投影領域ＰＲ（図２参照）が配置される面ｐ２を形成する第２ドラム部材１８、第２ドラム部材１８を駆動する第２駆動部１９、第２ドラム部材１８の位置を検出する第２検出器２０を含む。第２ドラム部材１８は、搬送装置９の一部であるとともに、露光対象の基板Ｐを支持する支持部材（基板ステージ）を兼ねている。すなわち、第２ドラム部材１８は、露光装置ＥＸの一部であってもよい。

【0038】

第２ドラム部材１８は、例えば円柱状である。第２ドラム部材１８は、その中心軸（以下、中心軸ＡＸ２という）の周りに回転可能である。基板Ｐは、第２ドラム部材１８上の外周面（円筒面）に倣って円筒面状に湾曲し、湾曲した部分の一部に投影領域ＰＲが配置される。すなわち、投影領域ＰＲは、円筒面状に湾曲している。投影領域ＰＲは、結像光束ＥＬ２が入射してくる側に向って凸である。基板Ｐが配置される範囲における第２ドラム部材１８の半径は、例えば、マスクＭが配置される範囲における第１ドラム部材１５の半径と実質的に同じである。すなわち、照明領域ＩＲの曲率は、投影領域ＰＲの曲率と実質的に同じである。なお、第２ドラム部材１８は、中空であってもよく、例えば円筒状であってもよい。

【0039】

第２ドラム部材１８は、例えば第２駆動部１９から供給されるトルクによって回転する。第２駆動部１９は、例えば電動モーター等のアクチュエータを含む。第２検出器２０は、例えばエンコーダ等を含み、第２ドラム部材１８の回転位置を光学的に検出する。第２検出器２０は、検出した第２ドラム部材１８の回転位置を示す情報を制御装置１３に供給する。第２駆動部１９は、制御装置１３から供給される制御信号に従って、第２ドラム部材１８を回転させるトルクを調整する。制御装置１３は、第２検出器２０の検出結果に基づいて第２駆動部１９を制御することによって、第２ドラム部材１８の回転位置を制御し、第１ドラム部材１５と第２ドラム部材１８とを同期移動（同期回転）させる。

【0040】

制御装置１３は、基板処理装置１１の各部を制御し、基板処理装置１１の各部に各種の処理を実行させる。なお、制御装置１３は、デバイス製造システム１の上位制御装置５の一部又は全部であってもよい。また、制御装置１３は、上位制御装置５に制御され、上位制御装置５とは別の装置であってもよい。制御装置１３は、例えば、コンピュータシステムを含む。コンピュータシステムは、例えば、ＣＰＵ及び各種メモリーやＯＳ、周辺機器等のハードウェアを含む。基板処理装置１１の各部の動作の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータシステムが読み出して実行することによって、各種処理が行われる。

【0041】

次に、本実施形態の露光装置ＥＸの光学系について説明する。以下の説明において、所定要素が所定面の位置又はその近傍に配置されていることは、所定要素の少なくとも一部が所定面に配置されていることを含む。

【0042】

図２に示すように、照明光学系ＩＬは、光源１４から出射した照明光束ＥＬ１の光強度分布を調整する光学系２１、レンズ２２とレンズ２３を含み照明光学系ＩＬの瞳面ｐ３を形成する光学系２４、凹面鏡２５とレンズ２３とレンズ２６を含み照明光学系ＩＬの瞳面ｐ３から出射した照明光束ＥＬ１を照明領域ＩＲに照射する光学系２７を含む。なお、各種の光学系のレンズの少なくとも１つは、複数のレンズ要素を含んでいてもよいし、１つのレンズ要素のみを含んでいてもよい。

【0043】

また、露光装置ＥＸの光学系は、光学系２４におけるレンズ２２からレンズ２３に至る光路に配置された偏光分離部材２８、光学系２４における偏光分離部材２８から照明光学系ＩＬの瞳面ｐ３に至る光路に配置されたλ／４波長板２９、光学系２７における偏光分離部材２８から照明領域ＩＲに至る光路に配置されたλ／４波長板３０を含む。

【0044】

光源１４は、例えば水銀ランプ等のランプ光源、レーザーダイオード、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の固体光源を含む。光源１４が射出する照明光束ＥＬ１は、例えばランプ光源から射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）等である。

【0045】

光学系２１は、フライアイレンズアレイ３１、重畳レンズ３２、シリンドリカルレンズ３３、及び絞り部材３４を含む。

【0046】

フライアイレンズアレイ３１は、光源１４から出射した光軸に略平行な照明光束ＥＬ１が入射する位置に配置されている。フライアイレンズアレイ３１は、光源１４から照明光束ＥＬ１が出射する軸方向（光学系２１の光軸２１ａ）に直交する面に２次元的に配列された複数のレンズ要素３１ａを含む。フライアイレンズアレイ３１は、照明光束ＥＬ１を各レンズ要素３１ａに入射した光束（以下、部分光束という）ごとに空間的に分割する。

【0047】

重畳レンズ３２は、フライアイレンズアレイ３１から出射した照明光束ＥＬ１が入射する位置に配置されている。重畳レンズ３２は、照明光束ＥＬ１の複数の部分光束が絞り部材３４の位置に重畳するように、設けられている。重畳レンズ３２は、例えば球面レンズ、非球面レンズ等のように、照明光束ＥＬ１が通る範囲において中心軸周りで対称な形状である。重畳レンズ３２の中心軸は、例えば、光学系２１の光軸２１ａと実質的に同軸に設定される。

【0048】

シリンドリカルレンズ３３は、重畳レンズ３２から出射した照明光束ＥＬ１が入射する位置に配置されている。シリンドリカルレンズ３３は、照明領域ＩＲに照明光束ＥＬ１が入射する際の照明光束ＥＬ１の主光線の傾きを調整する。シリンドリカルレンズ３３は、例えば、照明光学系ＩＬが照明領域ＩＲ側においてテレセントリック光学系になるように、照明光束ＥＬ１の主光線の傾きを調整する。シリンドリカルレンズ３３は、例えば、第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１に直交する面においてパワーを有し、中心軸ＡＸ１に平行な方向において実質的にパワーを有していない。また、シリンドリカルレンズのパワーを有する方向の形状は、円筒面であっても多項式で表せる形状であってもよい。

【0049】

絞り部材３４は、シリンドリカルレンズ３３から出射した照明光束ＥＬ１が入射する位置に配置されている。照明光束ＥＬ１は、フライアイレンズアレイ３１において空間的に分割された複数の部分光束が絞り部材３４に重畳されることによって、絞り部材３４における光強度分布が光源１４からの出射時よりも均一化される。絞り部材３４は、照明光学系ＩＬにおいて照明領域ＩＲに対する視野絞りとして機能する。

【0050】

露光装置ＥＸは、光源１４から偏光分離部材２８に至る光路に配置されたλ／２波長板３５を含む。λ／２波長板３５は、絞り部材３４から偏光分離部材２８に至る光路に配置されている。λ／２波長板３５は、光学系２１から出射した照明光束ＥＬ１の偏光状態を調整する。λ／２波長板３５は、例えば、光学系２１の光軸２１ａの周りにおいて回転可能に設けられる。本実施形態において、光源１４から出射する照明光束ＥＬ１が概ね直線偏光であり、λ／２波長板３５は、λ／２波長板３５を通った照明光束ＥＬ１の偏光状態を、光学系２１の光軸２１ａ周りのλ／２波長板３５の回転角に応じた偏光状態に調整する。λ／２波長板３５は、λ／２波長板３５を通った照明光束ＥＬ１の偏光状態が、偏光分離部材２８に対するＰ偏光（以下、単にＰ偏光と略記する）になるように、設けられている。λ／２波長板３５は、例えば、光源１４の取り付け誤差等による照明光束ＥＬ１の偏光方向のずれを補正する。なお、λ／２波長板３５は、光源１４から偏光分離部材２８に至る光路のいずれの位置に配置されていてもよいし、省略されていてもよい。

【0051】

露光装置ＥＸは、光学系２１から光学系２４に至る光路に配置された偏向部材３６を含む。偏向部材３６は、λ／２波長板３５からレンズ２２に至る光路に配置されている。偏向部材３６は、光学系２１から出射した照明光束ＥＬ１を偏向し、照明光束ＥＬ１を光学系２４へ導光する。偏向部材３６は、反射面３６ａ及び反射面３６ｂを有する。λ／２波長板３５から出射した照明光束ＥＬ１は、反射面３６ａに入射し、反射面３６ａで反射して進行方向が折れ曲がる。反射面３６ａは、例えば、光学系２１の光軸２１ａに対して実質的に４５°の角度をなすように、配置される。偏向部材３６の反射面３６ｂについては、後述する。なお、偏向部材３６は、光学系２１から光学系２４に至る光路のいずれの位置に配置されていてもよいし、省略されていてもよい。例えば、光学系２１は、光学系２１から出射した照明光束ＥＬ１が偏向部材３６を介することなく光学系２４に入射するように、配置されていてもよい。

【0052】

光学系２４は、例えば、照明光束ＥＬ１が通る範囲において中心軸周りで回転対称な光学系である。光学系２４の光軸２４ａは、第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１と実質的に直交し、かつ光学系２１の光軸２１ａと実質的に直交する。光学系２４の光軸２４ａは、光学系２１の光軸２１ａ上を進行して偏向部材３６の反射面３６ａで反射した主光線（以下、軸上主光線という）に対して、第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１に直交する面内でずれている。すなわち、照明光束ＥＬ１の軸上主光線は、光学系２４の光軸２４ａに実質的に平行であって光学系２４の光軸２４ａからずれた方向から光学系２４に入射する。

【0053】

光学系２４のレンズ２２は、偏向部材３６の反射面３６ａから偏光分離部材２８に至る光路に配置されている。光学系２４に入射した照明光束ＥＬ１の軸上主光線は、レンズ２２を通って光学系２４の光軸２４ａと実質的に平行に進行し、偏光分離部材２８に入射する。

【0054】

偏光分離部材２８は、偏光ビームスプリッタープリズム（以下、ＰＢＳプリズム３７という）の内面に形成された偏光ビームスプリッター膜（以下、ＰＢＳ膜という）を含む。ＰＢＳプリズム３７は、レンズ２２を向く第１端面、及びレンズ２３を向く第２端面を含む。ＰＢＳプリズム３７は、例えば、第１端面及び第２端面のそれぞれが光学系２４の光軸２４ａと直交するように、配置される。偏光分離部材２８は、例えば、光学系２４の光軸２４ａに対して実質的に４５°の角度をなすように、配置される。λ／２波長板３５を通った照明光束ＥＬ１は、Ｐ偏光になっており、レンズ２２から偏光分離部材２８に入射し、偏光分離部材２８を通過する。

【0055】

λ／４波長板２９は、光学系２４において偏光分離部材２８から凹面鏡２５に至る光路に配置されている。λ／４波長板２９は、光学系２４において偏光分離部材２８からレンズ２３に至る光路に配置されている。偏光分離部材２８から出射してλ／４波長板２９を通った照明光束ＥＬ１は、実質的に円偏光になる。

【0056】

光学系２４のレンズ２３は、偏光分離部材２８から照明光学系ＩＬの瞳面ｐ３に至る光路に配置されている。レンズ２３を通った照明光束ＥＬ１の軸上主光線は、光学系２４の光軸２４ａと凹面鏡２５の交点の位置又はその近傍に入射する。光学系２４のレンズ２２及びレンズ２３が形成する瞳面ｐ３は、例えば、光学系２１のフライアイレンズアレイ３１の射出端と共役である。

【0057】

凹面鏡２５は、球面状に湾曲している。光学系２７の凹面鏡２５は、照明光学系ＩＬの瞳面ｐ３（光学系２４の瞳面）の位置又はその近傍に配置されている。そのため、凹面鏡２５で反射した照明光束ＥＬ１は、光学系２４の光軸２４ａを含み第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１に平行な面に関して、凹面鏡２５に入射する直前の照明光束ＥＬ１に対して対称的に進行する。このようにして、凹面鏡２５で反射した照明光束ＥＬ１の光路は、凹面鏡２５に入射する直前の照明光束ＥＬ１の光路と分離する。凹面鏡２５で反射した照明光束ＥＬ１は、光学系２７のレンズ２３に入射する。

【0058】

レンズ２３は、光学系２４の一部と光学系２７の一部を兼ねている。光学系２７においてレンズ２３を通った照明光束ＥＬ１は、λ／４波長板２９に入射し、λ／４波長板２９を通って偏光分離部材２８に対するＳ偏光（以下、単にＳ偏光という）になる。光学系２７においてλ／４波長板２９を通った照明光束ＥＬ１は、偏光分離部材２８に入射し、偏光分離部材２８で反射して進行方向が折れ曲がる。

【0059】

λ／４波長板３０は、例えば、光学系２７において偏光分離部材２８からレンズ２６に至る光路に配置される。光学系２７において偏光分離部材２８で反射した照明光束ＥＬ１は、λ／４波長板３０を通って実質的に円偏光になる。

【0060】

光学系２７のレンズ２６は、λ／４波長板３０から照明領域ＩＲに至る光路に配置されている。レンズ２６は、例えば、光学系２４のレンズ２２と光学的に等価である。レンズ２６は、例えば、照明光束ＥＬ１が通る範囲において中心軸周りで対称な形状である。レンズ２６の中心軸２６ａは、例えば、第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１と光学系２４の光軸２４ａとに実質的に直交するように、設定される。

【0061】

露光装置ＥＸは、光学系２７から照明領域ＩＲに至る光路に配置された偏向部材３８を含む。偏向部材３８は、反射面３８ａ及び反射面３８ｂを含む。光学系２７のレンズ２６を通った照明光束ＥＬ１は、反射面３８ａで反射して照明領域ＩＲに入射する。反射面３８ａは、例えば、レンズ２６の中心軸２６ａに対して実質的に４５°の角度をなすように配置される。反射面３８ｂについては、後述する。照明光束ＥＬ１の軸上主光線は、例えば、照明領域ＩＲに対して法線方向から入射する。

【0062】

以上のような本実施形態の照明光学系ＩＬにおいて、光源１４から出射した照明光束ＥＬ１は、絞り部材３４の位置において光強度分布が均一化される。光学系２４のレンズ２２及びレンズ２３は、照明光学系ＩＬの瞳面ｐ３（フライアイレンズアレイ３１と共役な面）を形成し、光学系２７のレンズ２３及びレンズ２６は、絞り部材３４と共役な面を照明領域ＩＲに形成する。このようにして、照明領域ＩＲは、照明光束ＥＬ１によって均一な明るさで照明される。

【0063】

本実施形態の投影光学系ＰＬは、照明領域ＩＲの像を等倍で投影領域ＰＲに投影する。投影光学系ＰＬの倍率は、１倍未満であってもよいし１倍よりも大きくてもよい。図３に示すように、投影光学系ＰＬは、照明領域ＩＲの中間像を形成する光学系３９と、光学系３９が形成した中間像を投影領域ＰＲに投影する光学系４０とを含む。光学系３９は、光学系３９の瞳面ｐ５を形成する光学系４１と、光学系３９の瞳面ｐ５から出射した結像光束ＥＬ２を中間像面ｐ４に結像する光学系４２とを含む。また、光学系４０は、光学系４０の瞳面ｐ６を形成する光学系４３と、光学系４０の瞳面ｐ６から出射した結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに結像する光学系４４とを含む。

【0064】

光学系４１は、レンズ２６及びレンズ４５を含む。すなわち、レンズ２６は、光学系４１の一部と光学系２７（図２参照）の一部とを兼ねている。照明領域ＩＲから出射した結像光束ＥＬ２は、偏向部材３８の反射面３８ａに入射し、反射面３８ａで反射した後にレンズ２６を通ってλ／４波長板３０に入射する。光学系４１においてλ／４波長板３０を通った結像光束ＥＬ２は、Ｐ偏光になっており、偏光分離部材２８を通過する。

【0065】

光学系４１のレンズ４５は、光学系４１のレンズ２６から出射して偏光分離部材２８を通過した結像光束ＥＬ２が入射する位置に、配置されている。レンズ４５は、例えば、レンズ２３と光学的に等価である。レンズ４５は、結像光束ＥＬ２が通る範囲において中心軸周りに対称的な形状である。レンズ４５の中心軸（光学系４１の光軸４１ａ）は、レンズ２６の中心軸２６ａと実質的に同軸である。

【0066】

光学系４２は、凹面鏡４６、レンズ４５、及びレンズ２６を含む。すなわち、レンズ２６及びレンズ４５は、それぞれ、光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねている。凹面鏡４６は、光学系３９（光学系４１）の瞳面ｐ５の位置又はその近傍に配置されている。照明領域ＩＲから法線方向に出射した結像光束ＥＬ２の主光線（以下、結像光束ＥＬ２の軸上主光線という）は、光学系４１の光軸４１ａと凹面鏡４６の交点の位置又はその近傍に入射する。凹面鏡４６は、球面状に湾曲している。

【0067】

凹面鏡４６で反射した結像光束ＥＬ２は、光学系４１の光軸４１ａ（光学系４２の光軸４２ａ）を含み第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１に平行な面に関して、凹面鏡４６に入射する直前の結像光束ＥＬ２に対して対称的に進行する。このようにして、凹面鏡４６で反射した結像光束ＥＬ２の光路は、凹面鏡４６に入射する直前の結像光束ＥＬ２の光路と分離する。

【0068】

凹面鏡４６で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ４５を通って偏光分離部材２８に入射し、偏光分離部材２８を通過してλ／４波長板３０に入射する。すなわち、偏光分離部材２８は、光学系４１（光学系３９）の瞳面ｐ５（凹面鏡４６）から中間像面ｐ４に至る光路に配置されている。また、λ／４波長板３０は、光学系４２において偏光分離部材２８から中間像面ｐ４に至る光路に配置されている。光学系４２においてλ／４波長板３０を通った結像光束ＥＬ２は、円偏光になり、レンズ２６を通って偏向部材３８の反射面３８ｂに入射する。反射面３８ｂは、例えば、レンズ２６の中心軸２６ａに対して実質的に４５°の角度をなすように配置される。光学系４２において反射面３８ｂに入射した結像光束ＥＬ２は、反射面３８ｂで反射して進行方向が折れ曲がり、中間像面ｐ４に入射する。

【0069】

光学系４３は、凹面鏡４７、レンズ２６、及びレンズ２３を含む。すなわち、レンズ２６は、光学系２７（図２参照）の一部と、光学系４１の一部と、光学系４２の一部と、光学系４３の一部とを兼ねている。このように、レンズ２６は、光学系３９（光学系４１及び光学系４２）の一部と、光学系４０（光学系４３及び光学系４４）の一部とを兼ねている。また、レンズ２３は、光学系２４（図２参照）の一部と、光学系２７（図２参照）の一部と、光学系４３の一部とを兼ねている。

【0070】

凹面鏡４７は、中間像面ｐ４の位置又はその近傍に配置されている。凹面鏡４７は、光学系４３から結像光束ＥＬ２が入射してくる側に対して凹である。凹面鏡４７は、円筒面状に湾曲している。凹面鏡４７の曲率は、例えば、照明領域ＩＲの曲率と実質的に同じに設定される。

【0071】

光学系４３は、図２に示した光学系２４の瞳面ｐ３（凹面鏡２５）の位置又はその近傍に、光学系４０の瞳面ｐ６を形成する。凹面鏡４７で反射した結像光束ＥＬ２は、偏向部材３８の反射面３８ｂに入射し、反射面３８ｂで反射して進行方向が折れ曲がる。光学系４３において、凹面鏡４７から出射して反射面３８ｂで反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ２６を通った後にλ／４波長板３０に入射し、λ／４波長板３０を通ってＳ偏光になった後に偏光分離部材２８に入射する。光学系４３において偏光分離部材２８に入射した結像光束ＥＬ２は、偏光分離部材２８で反射して進行方向が折れ曲がり、λ／４波長板２９に入射する。光学系４３においてλ／４波長板２９に入射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板２９を通って円偏光になり、レンズ２３を通って凹面鏡２５に入射する。

【0072】

光学系４４は、凹面鏡２５、レンズ２３、及びレンズ２２を含む。すなわち、レンズ２３は、光学系２４（図２参照）の一部と、光学系２７（図２参照）の一部と、光学系４３の一部と、光学系４４の一部とを兼ねている。また、レンズ２２は、光学系２４（図２参照）の一部と、光学系４４の一部とを兼ねている。

【0073】

光学系４４において凹面鏡２５で反射した結像光束ＥＬ２は、凹面鏡２５が光学系４０の瞳面ｐ６の位置又はその近傍に配置されているので、凹面鏡２５に入射する直前の結像光束ＥＬ２に対して、光学系４４の光軸４４ａに関して対称的に進行する。光学系４４において凹面鏡２５で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ２３を通った後にλ／４波長板２９を通ってＰ偏光になり、偏光分離部材２８を通過してレンズ２２に入射する。光学系４４のレンズ２２を通った結像光束ＥＬ２は、偏向部材３６の反射面３６ｂで反射して投影領域ＰＲに入射する。偏向部材３６の反射面３６ｂは、例えば、光学系４４の光軸４４ａに対して実質的に４５°の角度をなすように配置される。

【0074】

本実施形態において、露光装置ＥＸは、光学系４４のレンズ２２から投影領域ＰＲに至る光路に配置されたλ／４波長板４８を含む。λ／４波長板４８は、例えば、光学系４４のレンズ２２から偏向部材３６の反射面３６ｂに至る光路に配置される。光学系４４のレンズ２２から出射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板４８を通って円偏光になり、投影領域ＰＲに入射する。投影領域ＰＲに入射する際の結像光束ＥＬ２が円偏光になっていると、例えば、投影領域ＰＲに対する結像光束ＥＬ２の角度依存性を減らすこと等ができる。なお、λ／４波長板４８は、光学系４４において偏光分離部材２８からレンズ２２に至る光路と、レンズ２２から投影領域ＰＲに至る光路とのうちいずれの位置に配置されていてもよい。また、λ／４波長板４８は、省略されていてもよい。

【0075】

本実施形態の露光装置ＥＸは、上述のように投影光学系ＰＬが照明領域ＩＲの像を投影領域ＰＲに投影することにより、基板Ｐを露光する。投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの瞳面に配置された凹面鏡４６と中間像面ｐ４に配置された凹面鏡４７を介して、結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに照射する。そのため、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬが複雑になることを避けつつ、湾曲した照明領域ＩＲの像を湾曲した投影領域ＰＲに投影することができる。

【0076】

本実施形態の露光装置ＥＸは、レンズ２２が光学系４４の一部と光学系２４の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ２３が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ２３が光学系２４の一部と光学系２７の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ２６が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ４５が光学系３９（光学系４１、光学系４２）の一部と光学系４０（光学系４３）の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ４５が照明光学系ＩＬ（光学系２７）の一部と投影光学系ＰＬの一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。

【0077】

［第２実施形態］
図４は、本実施形態の基板処理装置１１の構成を示す図である。本実施形態の照明光学系ＩＬは、光学系２１、及びレンズ５０を含む。光学系２１は、第１実施形態で説明したように、光源１４から出射した照明光束ＥＬ１の光強度分布を均一化する。レンズ５０は、光学系２１の絞り３４の像を照明領域ＩＲに形成する。

【0078】

本実施形態の露光装置ＥＸは、照明光学系ＩＬにおいて光学系２１から照明領域ＩＲに至る光路に配置された偏光分離部材５１と、照明光学系ＩＬにおいて偏光分離部材５１から照明領域ＩＲに至る光路に配置されたλ／４波長板５２とを含む。偏光分離部材５１は、例えば、レンズ５０から照明領域ＩＲに至る光路に配置される。偏光分離部材５１は、例えば、ＰＢＳプリズム５３の内面に形成されたＰＢＳ膜を含む。偏光分離部材５１は、例えば、光学系２１の光軸２１ａと実質的に４５°の角度をなすように配置される。本実施形態において、第１実施形態と同様のλ／２波長板３５は、レンズ５０から偏光分離部材５１に至る光路に配置されており、偏光分離部材５１に入射する際の照明光束ＥＬ１の偏光状態を調整する。

【0079】

本実施形態において、光源１４から出射して光学系２１、レンズ５０、及びλ／２波長板３５を通った照明光束ＥＬ１は、偏光分離部材５１に対するＰ偏光になっており、偏光分離部材５１を通過してλ／４波長板５２に入射する。λ／４波長板５２に入射した照明光束ＥＬ１は、円偏光になって照明領域ＩＲに入射する。

【0080】

本実施形態の投影光学系ＰＬは、照明領域ＩＲの中間像を中間像面ｐ４に形成する光学系３９と、光学系３９が形成した中間像を投影領域ＰＲに投影する光学系４０と、を含む。光学系３９は、レンズ５４とレンズ５５を含み光学系３９の瞳面ｐ５を形成する光学系４１、及び凹面鏡４６とレンズ５５とレンズ５６を含み光学系３９の瞳面ｐ５から出射した結像光束ＥＬ２を中間像面ｐ４に結像する光学系４２を含む。

【0081】

本実施形態において、レンズ５４は、例えば、中心軸周りで対称的な形状である。レンズ５４の中心軸５４ａは、例えば、第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１に直交し、かつ光学系２１の光軸２１ａと直交するように、設定される。レンズ５５は、例えば、結像光束ＥＬ２が通る範囲において、中心軸周りで対称的な形状である。レンズ５５の中心軸５５ａは、例えば、第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１に直交し、かつレンズ５４の中心軸５４ａに直交するように、設定される。

【0082】

本実施形態において、露光装置ＥＸは、光学系４１においてレンズ５４からレンズ５５に至る光路に配置された偏光分離部材２８と、光学系４１において偏光分離部材２８から光学系３９の瞳面ｐ５に至る光路に配置されたλ／４波長板５７とを含む。λ／４波長板５７は、例えば、光学系４１において偏光分離部材２８からレンズ５５に至る光路に配置される。

【0083】

照明領域ＩＲから出射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板５２を通ってＳ偏光になり、偏光分離部材５１に入射する。偏光分離部材５１に入射した結像光束ＥＬ２は、偏光分離部材５１で反射して進行方向が折れ曲がり、レンズ５４に入射する。本実施形態において、照明領域ＩＲから法線方向に出射した結像光束ＥＬ２の主光線（軸上主光線）は、偏光分離部材５１で反射した後に、レンズ５４の中心軸５４ａに平行であってレンズ５４の中心軸５４ａからずれた方向から、レンズ５４に入射する。レンズ５４を通った照明光束ＥＬ１は、偏光分離部材２８に入射し、偏光分離部材２８で反射して進行方向が折れ曲がる。光学系４１において偏光分離部材２８で反射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板５７を通って円偏光になり、レンズ５５を通って光学系３９の瞳面ｐ５に入射する。

【0084】

本実施形態において、凹面鏡４６は、光学系３９の瞳面ｐ５の位置又はその近傍に配置されている。光学系４２において凹面鏡４６で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ５５の中心軸５５ａを含み第１ドラム部材１５の中心軸ＡＸ１に直交する面に関して、凹面鏡４６に入射する直前の結像光束ＥＬ２と対称的に進行する。このようにして、凹面鏡４６で反射した結像光束ＥＬ２の光路は、光学系４１において光学系３９（凹面鏡４６）に入射する結像光束ＥＬ２の光路と分離する。

【0085】

光学系４２において凹面鏡４６で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ５５を通って偏光分離部材２８に入射し、偏光分離部材２８を通過してレンズ５６に入射する。レンズ５６は、例えば、レンズ５５の中心軸５５ａ（光学系４２の光軸４２ａ）の周りで対称的な形状である。光学系４２において偏光分離部材２８を通過した結像光束ＥＬ２は、光学系４２の光軸４２ａと平行であって光学系４２の光軸４２ａからずれた方向からレンズ５６に入射する。

【0086】

本実施形態の露光装置ＥＸは、光学系４２において偏光分離部材２８から中間像面ｐ４に至る光路に配置されたλ／４波長板５８を含む。λ／４波長板５８は、例えば光学系４２においてレンズ５６から中間像面ｐ４に至る光路に配置される。光学系４２においてレンズ５６を通った結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板５８を通って円偏光になり、中間像面ｐ４に入射する。

【0087】

本実施形態において、中間像を投影領域ＰＲに投影する光学系４０は、凹面鏡４７とレンズ５６とレンズ５９を含み光学系４０の瞳面ｐ６を形成する光学系４３、及び凹面鏡２５とレンズ５９とレンズ５６を含み光学系４０の瞳面ｐ６から出射した結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに結像する光学系４４を含む。

【0088】

光学系４３の凹面鏡４７は、中間像面ｐ４の位置又はその近傍に配置されている。光学系４３において凹面鏡４７で反射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板５８を通ってＳ偏光になり、レンズ５６を通って偏光分離部材２８に入射する。光学系４３において偏光分離部材２８に入射した結像光束ＥＬ２は、偏光分離部材２８で反射して進行方向が折れ曲がり、レンズ５９を通って光学系４０の瞳面ｐ６に入射する。レンズ５９は、例えば、結像光束ＥＬ２が通る範囲において、中心軸周りで対称的な形状である。レンズ５９の中心軸は、例えばレンズ５４の中心軸５４ａと実質的に同軸に設定される。

【0089】

本実施形態において、凹面鏡２５は、光学系４０の瞳面ｐ６の位置又はその近傍に配置されている。光学系４４において凹面鏡２５で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ５９を通って偏光分離部材２８に入射した後に、偏光分離部材２８で反射して進行方向が折れ曲がり、レンズ５６に入射する。

【0090】

本実施形態において、露光装置ＥＸは、レンズ５６を通った結像光束ＥＬ２を偏向する偏向部材６０を含む。偏向部材６０は、レンズ５６から投影領域ＰＲに至る光路に配置されている。偏向部材６０は、反射面６０ａを含む。反射面６０ａは、例えば、レンズ５６の中心軸に対して実質的に４５°の角度をなすように配置される。レンズ５６を通った結像光束ＥＬ２は、反射面６０ａに入射し、反射面６０ａで反射して進行方向が折れ曲がり、投影領域ＰＲに入射する。反射面６０ａで反射した結像光束ＥＬ２の軸上主光線は、例えば、投影領域ＰＲに対して法線方向から入射する。反射面６０ａは、例えば、反射面６０ａで反射した結像光束ＥＬ２の軸上主光線が投影領域ＰＲに対して法線方向から入射するように、配置される。

【0091】

本実施形態において、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの瞳面に配置された凹面鏡４６と中間像面ｐ４に配置された凹面鏡４７を介して、結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに照射する。そのため、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬが複雑になることを避けつつ、湾曲した照明領域ＩＲの像を湾曲した投影領域ＰＲに投影することができる。

【0092】

本実施形態の露光装置ＥＸは、レンズ５５が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ５６が光学系４２（光学系３９）の一部と光学系４３（光学系４０）の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ５６が光学系４３の一部と光学系４４の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ５９が光学系４３の一部と光学系４４の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。

【0093】

［第３実施形態］
図５は、本実施形態の基板処理装置１１の構成を示す図である。本実施形態において、照明光学系ＩＬは、第２実施形態と同様の構成である。本実施形態において、投影光学系ＰＬは、レンズの配置が第２実施形態と同様である。

【0094】

本実施形態において、照明領域ＩＲの中間像を中間像面ｐ４に形成する光学系３９は、レンズ５４とレンズ５９を含み光学系３９の瞳面ｐ５を形成する光学系４１、及び凹面鏡４６とレンズ５４とレンズ５９を含み光学系３９の瞳面ｐ５から出射した結像光束ＥＬ２を中間像面ｐ４に結像する光学系４２を含む。

【0095】

本実施形態の露光装置ＥＸは、光学系３９において偏光分離部材５１から偏光分離部材２８へ至る光路に配置されたλ／２波長板６１を含む。λ／２波長板６１は、例えば、偏光分離部材５１からレンズ５４に至る光路に配置される。照明領域ＩＲから出射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板５２を通ってＳ偏光になった後に偏光分離部材５１で反射して進行方向が折れ曲がり、λ／２波長板６１に入射する。λ／２波長板６１を通ってＰ偏光になった結像光束ＥＬ２は、偏光分離部材２８に入射し、偏光分離部材２８を通過してレンズ５９を通って光学系３９の瞳面ｐ５に入射する。光学系４２の凹面鏡４６は、光学系３９の瞳面ｐ５の位置又はその近傍に配置されている。光学系４２において凹面鏡４６で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ５９を通って偏光分離部材２８を通過した後に、レンズ５４に入射する。

【0096】

本実施形態の露光装置ＥＸは、光学系４２において偏光分離部材２８から中間像面ｐ４に至る光路に配置されたλ／４波長板６２を含む。λ／４波長板６２は、例えば、光学系４２においてレンズ５４から中間像面ｐ４に至る光路に配置される。光学系４２においてレンズ５４を通った結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板６２を通って円偏光になり、中間像面ｐ４に入射する。

【0097】

本実施形態において、光学系３９が形成した中間像を投影領域ＰＲに投影する光学系４０は、凹面鏡４７とレンズ５４とレンズ５５を含み光学系４０の瞳面ｐ６を形成する光学系４３、及び凹面鏡２５とレンズ５５とレンズ５６を含み光学系４０の瞳面ｐ６から出射した結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに結像する光学系４４を含む。光学系４３において凹面鏡４７で反射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板６２を通ってＳ偏光になった後に、レンズ５４を通って偏光分離部材２８に入射し、偏光分離部材２８で反射する。

【0098】

本実施形態の露光装置ＥＸは、光学系４３において偏光分離部材２８から光学系４０の瞳面ｐ６に至る光路に配置されたλ／４波長板６３を含む。λ／４波長板６３は、例えば、光学系４３において偏光分離部材２８からレンズ５５に至る光路に配置される。光学系４３において偏光分離部材２８で反射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板６２を通って円偏光になった後に、レンズ５５を通って光学系４０の瞳面ｐ６に入射する。

【0099】

光学系４４の凹面鏡２５は、光学系４０の瞳面ｐ６の位置又はその近傍に配置されている。光学系４４において凹面鏡２５で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ５５を通ってλ／４波長板６３に入射した後に、λ／４波長板６３を通ってＰ偏光になって偏光分離部材２８に入射し、偏光分離部材２８を通過する。光学系４４において偏光分離部材２８を通過した結像光束ＥＬ２は、レンズ５６を通って偏向部材６０の反射面６０ａに入射し、反射面６０ａで反射して投影領域ＰＲに入射する。

【0100】

本実施形態において、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬの瞳面に配置された凹面鏡４６と中間像面ｐ４に配置された凹面鏡４７を介して、結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに照射する。そのため、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬが複雑になることを避けつつ、湾曲した照明領域ＩＲの像を湾曲した投影領域ＰＲに投影することができる。

【0101】

本実施形態の露光装置ＥＸは、レンズ５４が光学系３９（光学系４１及び光学系４２）の一部と光学系４０（光学系４３）の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。露光装置ＥＸは、レンズ５４が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ５５が光学系４３の一部と光学系４４の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、露光装置ＥＸは、レンズ５９が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。

【0102】

［第４実施形態］
図６は、本実施形態の基板処理装置１１の構成を示す図である。本実施形態において、露光装置ＥＸの照明光学系ＩＬは、光源１４から出射した照明光束ＥＬ１の光強度分布を照明領域ＩＲにおいて均一化する光学系６５を含む。光学系６５は、第１実施形態において説明したフライアイレンズアレイ３１及び重畳レンズ３２を含む。光学系６５は、フライアイレンズアレイ３１が照明光束を複数の部分光束に空間的に分割し、重畳レンズ３２が複数の部分光束を照明領域ＩＲにおいて重畳する。光学系６５は、例えば上記の実施形態において説明した光学系２１と同様の構成でもよい。

【0103】

本実施形態の露光装置ＥＸは、光学系６５から照明領域ＩＲに至る光路に配置された偏光分離部材６６と、光源１４から偏光分離部材６６に至る光路に配置されたλ／２波長板３５と、照明光学系ＩＬにおいて偏光分離部材６６から照明領域ＩＲに至る光路に配置されたλ／４波長板６７とを含む。偏光分離部材６６は、例えば、ＰＢＳプリズム６８の内面に形成されたＰＢＳ膜を含む。偏光分離部材６６は、例えば、光学系６５の光軸６５ａに対して実質的に４５°の角度をなすように配置される。λ／２波長板３５は、例えば光学系６５から偏光分離部材６６に至る光路に配置される。本実施形態において、光源１４から出射する照明光束ＥＬ１は、概ね偏光分離部材６６に対するＳ偏光である。λ／２波長板３５は、偏光分離部材６６に入射する直前の照明光束ＥＬ１が、λ／２波長板３５に入射する直前の照明光束ＥＬ１よりもＳ偏光に近づくように、設けられている。光源１４から出射して光学系６５を通った照明光束ＥＬ１は、λ／２波長板３５を通ってＳ偏光になっており、偏光分離部材６６で反射する。偏光分離部材６６で反射した照明光束ＥＬ１は、λ／４波長板６７を通って円偏光になり、照明領域ＩＲに入射する。偏光分離部材６６で反射した照明光束ＥＬ１の軸上主光線は、例えば、照明領域ＩＲに対して法線方向から入射する。

【0104】

本実施形態の投影光学系ＰＬにおいて、照明領域ＩＲの中間像を中間像面ｐ４に形成する光学系３９は、レンズ６９を含み光学系３９の瞳面ｐ５を形成する光学系４１、及び凹面鏡４６とレンズ６９を含み光学系３９から出射した結像光束ＥＬ２を中間像面ｐ４に結像する光学系４２を含む。

【0105】

照明領域ＩＲで反射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板６７を通ってＰ偏光になり、偏光分離部材６６を通過する。露光装置ＥＸは、偏光分離部材６６を通過した結像光束ＥＬ２を偏光する偏向部材７０を含む。偏光分離部材６６を通過した結像光束ＥＬ２は、偏向部材７０の反射面７０ａで反射して進行方向が折れ曲がり、レンズ６９に入射する。レンズ６９は、例えば、結像光束ＥＬ２が通る範囲において、中心軸周りで対称的な形状に設定される。レンズ６９の中心軸（光学系４１の光軸４１ａ）は、例えば、光学系６５の光軸６５ａと実質的に平行に設定される。偏向部材７０の反射面７０ａで反射した結像光束ＥＬ２の軸上主光線は、例えば、光学系４１の光軸４１ａと平行であって光学系４１の光軸４１ａとずれた方向からレンズ６９に入射する。光学系４１においてレンズ６９を通った結像光束ＥＬ２は、光学系３９（光学系４１）の瞳面ｐ５に入射する。凹面鏡４６は、光学系３９の瞳面ｐ５の位置又はその近傍に配置されている。光学系４２において凹面鏡４６で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ６９を通って中間像面ｐ４に入射する。

【0106】

本実施形態の露光装置ＥＸは、光学系４２において凹面鏡４６から中間像面ｐ４に至る光路に配置された偏光分離部材２８、及び光学系４２において偏光分離部材２８から中間像面ｐ４に至る光路に配置されたλ／４波長板７１を含む。偏光分離部材２８は、例えばＰＢＳプリズム３７の内面に形成されたＰＢＳ膜を含む。偏光分離部材２８は、例えば、光学系４２においてレンズ６９から中間像面ｐ４に至る光路に配置される。偏光分離部材２８は、例えば、レンズ６９の中心軸（光学系４２の光軸４２ａ）に対して４５°の角度をなすように配置される。光学系４２においてレンズ６９から出射した結像光束ＥＬ２は、Ｐ偏光になっており、偏光分離部材２８を通過する。光学系４２において偏光分離部材２８を通過した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板７１を通って円偏光になり、中間像面ｐ４に入射する。

【0107】

本実施形態の投影光学系ＰＬにおいて、光学系３９が形成した中間像を投影領域ＰＲに投影する光学系４０は、凹面鏡４７及びレンズ７２を含み光学系４０の瞳面ｐ６を形成する光学系４３と、凹面鏡２５及びレンズ７２を含み光学系４０の瞳面ｐ６から出射した結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに結像する光学系４４とを含む。また、露光装置ＥＸは、光学系４０において中間像面ｐ４から投影光学系ＰＬに至る光路に配置された偏向部材７３を含む。偏向部材７３は、反射面７３ａ及び反射面７３ｂを含む。反射面７３ａは、例えば、偏光分離部材２８に対して実質的に９０°の角度をなすように配置される。反射面７３ｂについては後述する。

【0108】

光学系４３の凹面鏡４７は、中間像面ｐ４の位置又はその近傍に配置されている。光学系４３において凹面鏡４７で反射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板７１を通ってＳ偏光になり、偏光分離部材２８で反射して進行方向が折れ曲がる。光学系４３において偏光分離部材２８で反射した結像光束ＥＬ２は、偏向部材７３の反射面７３ａで反射して進行方向が折れ曲がり、レンズ７２に入射する。

【0109】

レンズ７２は、例えば、結像光束ＥＬ２が通る範囲において、中心軸周りに対称的な形状に設定される。レンズ７２の中心軸（光学系４３の光軸４３ａ）は、例えば、レンズ６９の中心軸と実質的に平行であってレンズ６９の中心軸とずれた位置に配置される。偏向部材７３の反射面７３ａで反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ７２を通って光学系４０の瞳面ｐ６に入射する。

【0110】

光学系４４の凹面鏡２５は、光学系４０（光学系４３）の瞳面ｐ６の位置又はその近傍に配置されている。光学系４４において凹面鏡２５で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ７２を通って偏向部材７３の反射面７３ｂに入射する。反射面７３ｂは、例えば、反射面７３ａに対して実質的に９０°の角度をなすように配置される。反射面７３ｂで反射した結像光束ＥＬ２は、進行方向が折れ曲がって、投影領域ＰＲに入射する。

【0111】

本実施形態において、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬ（光学系４１）の瞳面ｐ５に配置された凹面鏡４６と中間像面ｐ４に配置された凹面鏡４７を介して、結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに照射する。そのため、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬが複雑になることを避けつつ、湾曲した照明領域ＩＲの像を湾曲した投影領域ＰＲに投影することができる。本実施形態の露光装置ＥＸは、レンズ６９が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。露光装置ＥＸは、レンズ７２が光学系４３の一部と光学系４４の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。

【0112】

［第５実施形態］
図７は、本実施形態の基板処理装置１１の構成を示す図である。本実施形態において、照明光学系ＩＬは、第４実施形態と同様である。また、投影光学系ＰＬは、照明領域ＩＲから中間像面ｐ４までの構成が第４実施形態と同様である。

【0113】

本実施形態の投影光学系ＰＬは、光学系３９が照明領域ＩＲの中間像を中間像面ｐ４に形成し、光学系４０が中間像を投影領域ＰＲに投影する。光学系４０は、凹面鏡４７とレンズ７２を含む光学系４３が光学系４０の瞳面ｐ６を形成し、凹面鏡２５とレンズ７２を含む光学系４４が光学系４０の瞳面ｐ６から出射した結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに結像する。本実施形態の露光装置ＥＸは、光学系４４のレンズ７２から出射した結像光束ＥＬ２を偏向する偏向部材７４を含む。偏向部材７４は、例えば、光学系４４のレンズ７２から投影領域ＰＲに至る光路に配置される。偏向部材７４は、反射面７４ａを含む。反射面７４ａは、例えば、レンズ７２の中心軸（光学系４４の光軸４４ａ）に対して実質的に４５°の角度をなすように配置される。光学系４３において凹面鏡４７で反射した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板７１を通ってＳ偏光になり、偏光分離部材２８で反射してレンズ７２に入射する。光学系４３においてレンズ７２を通った結像光束ＥＬ２は、光学系４０の瞳面ｐ６に入射し、光学系４４において凹面鏡２５で反射してレンズ７２に入射する。光学系４４においてレンズ７２を通った結像光束ＥＬ２は、偏向部材７４の反射面７４ａで反射して進行方向が折れ曲がり、投影領域ＰＲに入射する。

【0114】

本実施形態において、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬ（光学系４１）の瞳面ｐ５に配置された凹面鏡４６と中間像面ｐ４に配置された凹面鏡４７を介して、結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに照射する。そのため、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬが複雑になることを避けつつ、湾曲した照明領域ＩＲの像を湾曲した投影領域ＰＲに投影することができる。本実施形態の露光装置ＥＸは、レンズ６９が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。露光装置ＥＸは、レンズ７２が光学系４３の一部と光学系４４の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。

【0115】

［第６実施形態］
図８は、本実施形態の基板処理装置１１の構成を示す図である。本実施形態において、照明光学系ＩＬは、第４実施形態と同様である。また、投影光学系ＰＬは、照明領域ＩＲから中間像面ｐ４までの構成が第４実施形態と同様である。

【0116】

本実施形態の投影光学系ＰＬは、光学系３９が照明領域ＩＲの中間像を中間像面ｐ４に形成し、光学系４０が中間像を投影領域ＰＲに投影する。本実施形態において、光学系４０は、パワーを有する反射部材を含まない屈折型の光学系である。光学系４０は、中間像面ｐ４から出射して偏光分離部材２８で反射した結像光束ＥＬ２が入射する位置に、配置されている。

【0117】

本実施形態において、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬ（光学系４１）の瞳面ｐ５に配置された凹面鏡４６と中間像面ｐ４に配置された凹面鏡４７を介して、結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに照射する。そのため、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬが複雑になることを避けつつ、湾曲した照明領域ＩＲの像を湾曲した投影領域ＰＲに投影することができる。本実施形態の露光装置ＥＸは、レンズ６９が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。

【0118】

［第７実施形態］
図９は、本実施形態の基板処理装置１１の構成を示す図である。本実施形態において、照明光学系ＩＬは、第２実施形態と同様である。また、投影光学系ＰＬは、照明領域ＩＲから中間像面ｐ４までの構成が第２実施形態と同様である。

【0119】

本実施形態の投影光学系ＰＬは、光学系３９が照明領域ＩＲの中間像を中間像面ｐ４に形成し、光学系４０が中間像を投影領域ＰＲに投影する。光学系３９において、光学系３９の瞳面ｐ５から出射した結像光束ＥＬ２は、レンズ５６を通って中間像面ｐ４に入射する。光学系４０は、中間像面ｐ４の位置又はその近傍に配置された凹面鏡４７と、凹面鏡４７から偏光分離部材２８に至る光路に配置されたレンズ５６と、偏光分離部材２８から投影領域ＰＲに至る光路に配置されたレンズ５９と、レンズ５９から投影領域ＰＲに至る光路に配置されたレンズ７５を含む。すなわち、レンズ５６は、光学系３９（光学系４２）の一部と光学系４０の一部を兼ねている。

【0120】

第２実施形態のλ／４波長板５８（図４参照）は、光学系４２においてレンズ５６から中間像面ｐ４に至る光路に配置されていたが、本実施形態のλ／４波長板５８（図９参照）は、光学系４２において偏光分離部材２８からレンズ５６に至る光路に配置されている。光学系４２において偏光分離部材２８を通過した結像光束ＥＬ２は、λ／４波長板５８を通って円偏光になり、中間像面ｐ４に入射する。光学系４０の凹面鏡４７は、中間像面ｐ４の位置又はその近傍に配置されている。光学系４０において凹面鏡４７で反射した結像光束ＥＬ２は、レンズ５６を通った後にλ／４波長板５８を通ってＳ偏光になる。光学系４０においてλ／４波長板５８を通った結像光束ＥＬ２は、偏光分離部材２８で反射して進行方向が折れ曲がり、レンズ５９及びレンズ７５を通って投影領域ＰＲに入射する。

【0121】

レンズ５９及びレンズ７５は、例えば、中心軸周りで対称的な形状に設定される。光学系４０において、偏光分離部材２８で反射した結像光束ＥＬ２の軸上主光線は、レンズ５９（レンズ７５）の中心軸５９ａと実質的に平行であって、レンズ５９（レンズ７５）の中心軸５９ａとずれた方向からレンズ５９に入射する。レンズ５６及びレンズ５９は、光学系４０の瞳面を形成する。レンズ７５は、光学系４０の瞳面を通った結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに結像する。レンズ７５は、パワーを有する反射部材を含まない屈折系の光学系である。

【0122】

本実施形態において、露光装置ＥＸの投影光学系ＰＬは、投影光学系ＰＬ（光学系４１）の瞳面ｐ５に配置された凹面鏡４６と中間像面ｐ４に配置された凹面鏡４７を介して、結像光束ＥＬ２を投影領域ＰＲに照射する。そのため、露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬが複雑になることを避けつつ、湾曲した照明領域ＩＲの像を湾曲した投影領域ＰＲに投影することができる。本実施形態の露光装置ＥＸは、レンズ５５が光学系４１の一部と光学系４２の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、レンズ５６が光学系３９（光学系４２）の一部と光学系４０の一部を兼ねているので、装置の構成をシンプルにできる。

【0123】

なお、上記の実施形態において、偏光分離部材は、ＰＢＳ膜を含んでいるが、ワイヤーグリッド型偏光素子を含んでいてもよい。偏光分離部材とλ／４波長板の一方又は双方は、投影光学系ＰＬの一部であってもよいし、照明光学系ＩＬの一部であってもよい。また、偏光分離部材とλ／４波長板の一方又は双方は、投影光学系ＰＬと照明光学系ＩＬのいずれとも異なる光学系の少なくとも一部であってもよく、例えば露光装置ＥＸにおける光路を調整するための光学系の少なくとも一部であってもよい。また、λ／２波長板３５は、照明光学系ＩＬの一部であってもよいし、照明光学系ＩＬとは別の光学系の少なくとも一部であってもよい。露光装置ＥＸの光学系は、λ／２波長板３５の代わりに偏光板を含んでいてもよい。

【0124】

なお、上記の実施形態の光学系２１は、フライアイレンズアレイ３１を含んでいるが、ロッドレンズを含み照明光束ＥＬ１の照明領域における光強度分布を均一化してもよい。この場合に、照明光学系ＩＬは、例えばロッドレンズの出射端面と共役な面を照明領域ＩＲに形成するように、設けられる。

【0125】

なお、上記の実施形態において説明した照明光学系ＩＬ及び投影光学系ＰＬは、マルチレンズ方式の露光装置にも適用できる。例えば、露光装置ＥＸは、複数の照明光学系ＩＬを備え、マスク保持装置１２に保持されているマスクＭが回転することによって、マスクＭのパターン形成領域が複数の照明領域ＩＲのいずれかを通るように、構成されていてもよい。また、露光装置ＥＸは、複数の投影光学系ＰＬを備え、搬送装置９が基板Ｐを移動することによって、基板Ｐ上の所定の領域が複数の投影領域ＰＲのいずれかを通るように、構成されていてもよい。また、露光装置ＥＸにおいて、各種の反射面は、照明光束ＥＬ１と結像光束ＥＬ２の一方又は双方が反射する材質の反射膜の表面を含んでいてもよいし、全反射条件を満たすことにより照明光束ＥＬ１と結像光束ＥＬ２の一方又は双方が反射する面を含んでいてもよい。

【0126】

［デバイス製造方法］
次に、デバイス製造方法について説明する。図１０は、本実施形態のデバイス製造方法を示すフローチャートである。

【0127】

図１０に示すデバイス製造方法では、まず、例えば液晶パネル等のデバイスの機能・性能設計を行う（ステップ２０１）。次いで、デバイスの設計に基づいて、マスクＭ（レチクル）を製作する（ステップ２０２）。また、デバイスの基材であるガラスウエハー等の基板を、購入や製造等によって準備しておく（ステップ２０３）。次いで、基板上にデバイスを構成する電極や配線、絶縁膜、半導体膜等の膜パターンを形成する（ステップ２０４）。ステップ２０４は、基板上に膜を形成することと、この膜上にレジストパターンを形成することと、このレジストパターンをマスクＭにして上記膜をエッチングすることと、を含む。レジストパターンを形成するには、レジスト膜を形成することと、上記の実施形態に従って、マスクＭを経由した露光光で基板を露光することにより、形成予定の膜パターンに応じたパターンの像を基板上のレジスト膜に投影することと、露光されたレジスト膜を現像することと、を行う。次いで、製造するデバイスに応じて、例えば、基板をダイシングすることや、一対の基板を貼り合せるとともに一対の基板間に液晶層を形成すること等を行って、デバイスを組み立てる（ステップ２０５）。次いで、デバイスに検査等の後処理を行う（ステップ２０６）。以上のようにして、デバイスを製造することができる。

【符号の説明】

【0128】

１ デバイス製造システム、１１ 基板処理装置、２１ 光学系、２２ レンズ、２３ レンズ、２４ 光学系、２５ 凹面鏡、２６ レンズ、２７ 光学系、２８ 偏光分離部材、２９ λ／４波長板、３４ 絞り部材、３９ 光学系、４０ 光学系、４１ 光学系、４２ 光学系、４３ 光学系、４４ 光学系、４５ レンズ、４６ 凹面鏡、４７ 凹面鏡、ＥＸ 露光装置、ＩＬ 照明光学系、ＩＲ 照明領域、ＰＬ 投影光学系、ＰＲ 投影領域、Ｍ マスク、Ｐ 基板、ｐ４ 中間像面、ｐ５ 瞳面、ｐ６ 瞳面

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】