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特許7626207照明光学系、露光装置、照明方法、デバイス製造方法及びフラットパネルディスプレイの製造方法
(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】
(24)【登録日】2025-01-27
(45)【発行日】2025-02-04
(54)【発明の名称】照明光学系、露光装置、照明方法、デバイス製造方法及びフラットパネルディスプレイの製造方法
(51)【国際特許分類】
G03F 7/20 20060101AFI20250128BHJP
【ＦＩ】
G03F7/20 501
【請求項の数】
81
(21)【出願番号】P 2023517539
(86)(22)【出願日】2022-04-26
(86)【国際出願番号】 JP2022018810
(87)【国際公開番号】W WO2022230847
(87)【国際公開日】2022-11-03
【審査請求日】2023-10-26
(31)【優先権主張番号】P 2021075408
(32)【優先日】2021-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021075409
(32)【優先日】2021-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(31)【優先権主張番号】P 2021075410
(32)【優先日】2021-04-27
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(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】100161207
【弁理士】
【氏名又は名称】西澤 和純
(74)【代理人】
【識別番号】100140774
【弁理士】
【氏名又は名称】大浪 一徳
(74)【代理人】
【識別番号】100175824
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 淳一
(72)【発明者】
【氏名】加藤 正紀
(72)【発明者】
【氏名】水野 恭志
(72)【発明者】
【氏名】川戸 聡
【審査官】植木 隆和
(56)【参考文献】
【文献】特表２００２－５２３９０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００４－１５７２１９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０５３２４０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１８２１１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－３００５４３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５３５８２１（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ２１／０２７
Ｇ０３Ｆ ７／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記合成分割部は、合成した前記パルス光を少なくとも２つに分割して出射し、
前記照明系は、分割された前記パルス光をそれぞれ互いに異なる前記マスクへ導くことにより、少なくとも２つの前記マスクを照明する照明光学系。
【請求項2】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記合成分割部は、合成した前記パルス光を少なくとも２つに分割して出射し、
前記照明系は、分割された前記パルス光をそれぞれ互いに異なる前記マスクへ導くことにより、少なくとも２つの前記マスクを照明する照明光学系。
【請求項3】
前記合成分割部は、合成した前記パルス光を分割して前記光源の数を上限とする数にして出射する、請求項１又は２に記載の照明光学系。
【請求項4】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系は、複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光の光路どうしを前記光学系に入射しうる範囲内に互いに近接させて、前記パルス光を前記光学系に導光する導光部
を備え、
前記導光部は、前記照明系が備える導光部材のうち、同一の前記導光部材に複数の前記パルス光が入射しうる範囲内に、前記パルス光どうしを近接させる請求項１又は２に記載の照明光学系。
【請求項5】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系は、複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光の光路どうしを前記光学系に入射しうる範囲内に互いに近接させて、前記パルス光を前記光学系に導光する導光部
を備え、
前記導光部は、前記照明系が備える導光部材のうち、同一の前記導光部材に複数の前記パルス光が入射しうる範囲内に、前記パルス光どうしを近接させる
照明光学系。
【請求項6】
前記導光部は、前記パルス光どうしを近接させ、前記導光部材の直径よりも複数の前記パルス光の射出位置の間隔が狭くさせる請求項４または５に記載の照明光学系。
【請求項7】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系は、複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光の光路どうしを前記光学系に入射しうる範囲内に互いに近接させて、前記パルス光を前記光学系に導光する導光部
を備え、
前記導光部は、入射する前記パルス光を反射して光路の方向を変化させることにより、
前記パルス光の光路どうしを近接させる反射部材を備える
照明光学系。
【請求項8】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系は、複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光の光路どうしを前記光学系に入射しうる範囲内に互いに近接させて、前記パルス光を前記光学系に導光する導光部
を備え、
前記導光部は、入射する前記パルス光を反射して光路の方向を変化させることにより、前記パルス光の光路どうしを近接させる反射部材を備える
照明光学系。
【請求項9】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系は、複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光の光路どうしを前記光学系に入射しうる範囲内に互いに近接させて、前記パルス光を前記光学系に導光する導光部
を備え、
前記導光部は、複数の前記光源から出射される前記パルス光の偏光特性に基づいて前記パルス光の光路どうしを近接させる偏光部材を備える
照明光学系。
【請求項10】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系は、複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光の光路どうしを前記光学系に入射しうる範囲内に互いに近接させて、前記パルス光を前記光学系に導光する導光部
を備え、
前記導光部は、複数の前記光源から出射される前記パルス光の偏光特性に基づいて前記パルス光の光路どうしを近接させる偏光部材を備える
照明光学系。
【請求項11】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記照明系は、前記光学系から出射される前記パルス光の光路を切り替えて、複数設けられた前記マスクへ順に導く光路切替部を有し、
前記光源の前記パルス光の出射位置と、前記光路切替部に前記パルス光が入射する入射位置とが光学的にほぼ共役となる位置に、前記光源と前記光路切替部とを設ける
照明光学系。
【請求項12】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記照明系は、前記光学系から出射される前記パルス光の光路を切り替えて、複数設けられた前記マスクへ順に導く光路切替部を有し、
前記光源の前記パルス光の出射位置と、前記光路切替部に前記パルス光が入射する入射位置とが光学的にほぼ共役となる位置に、前記光源と前記光路切替部とを設ける
照明光学系。
【請求項13】
前記照明系は、前記光路切替部から出射される前記パルス光を前記マスクに導光する導光部を有し、前記光路切替部から前記パルス光が出射する出射位置と、前記導光部の前記パルス光の入射位置とが光学的にほぼ共役となる位置に、前記光路切替部と前記導光部とを設ける
請求項１１または１２に記載の照明光学系。
【請求項14】
前記照明系は、前記光路切替部と、前記導光部との間に、前記光路切替部から前記パルス光が出射する出射位置と、前記導光部の前記パルス光の入射位置とを光学的にほぼ共役とするリレーレンズを備える請求項１３に記載の照明光学系。
【請求項15】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系が、複数段の前記合成分割部を備える場合において、前段の前記合成分割部によって分割された前記遅延光路上の所定位置と、後段の前記合成分割部においてパルス光が合成される合成面とが光学的にほぼ共役となる位置に、前段および後段の前記合成分割部を設ける
照明光学系。
【請求項16】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系が、複数段の前記合成分割部を備える場合において、前段の前記合成分割部によって分割された前記遅延光路上の所定位置と、後段の前記合成分割部においてパルス光が合成される合成面とが光学的にほぼ共役となる位置に、前段および後段の前記合成分割部を設ける照明光学系。
【請求項17】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系が、複数段の前記合成分割部を備える場合において、前段の前記合成分割部によって分割された前記遅延光路上の所定位置と、後段の前記合成分割部においてパルス光が合成される合成面とを光学的にほぼ共役とするリレーレンズを前記遅延光路上に備える
照明光学系。
【請求項18】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記光学系が、複数段の前記合成分割部を備える場合において、前段の前記合成分割部によって分割された前記遅延光路上の所定位置と、後段の前記合成分割部においてパルス光が合成される合成面とを光学的にほぼ共役とするリレーレンズを前記遅延光路上に備える
照明光学系。
【請求項19】
複数の前記光源から前記光学系に入射する前記パルス光の各光路の光路長が互いにほぼ等しい請求項１又は２に記載の照明光学系。
【請求項20】
複数の前記光源から前記光学系に入射する前記パルス光の各光路の光路長が互いに異なる請求項１又は２に記載の照明光学系。
【請求項21】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備える照明光学系と、
前記パルス光によって照明された前記マスクから出射される光を露光対象に照射することにより、前記露光対象を分割露光する投影光学系と、
前記露光対象を載置可能なステージと、
を備え、
前記光学系の遅延光学系による遅延させた前記パルス光が合成された群パルス光のパルス幅が、露光装置の走査速度による像の流れの積が解像度の１／３以下となるように設定される露光装置。
【請求項22】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、
パルス光を出射する複数の光源と、
複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、
前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備える照明光学系と、
前記パルス光によって照明された前記マスクから出射される光を露光対象に照射することにより、前記露光対象を分割露光する投影光学系と、
前記露光対象を載置可能なステージと、
を備え
前記光学系の遅延光学系による遅延させた前記パルス光が合成された群パルス光のパルス幅が、露光装置の走査速度による像の流れの積が解像度の１／３以下となるように設定される露光装置。
【請求項23】
前記光源は、出射される光の波長が３６０ｎｍ以下であるレーザ光源であり、前記投影光学系は、単一もしくは２種の硝材により構成される、
請求項２１または２２に記載の露光装置。
【請求項24】
前記硝材は、石英もしくは蛍石である、請求項２３に記載の露光装置。
【請求項25】
露光対象は、少なくとも一辺の長さ、または対角長が５００ｍｍ以上であり、フラットパネルディスプレイ用の基板である請求項２２または２３に記載の露光装置。
【請求項26】
前記マスクが空間光変調器である請求項２２または２３に記載の露光装置。
【請求項27】
請求項２２または２３に記載の露光装置を用いて露光対象を露光することと、前記露光された露光対象を現像することと、
を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項28】
複数の素子を所定時間間隔で個別に制御される空間光変調器を照明する照明光学系において、第１時間に第１パルス光を射出する第１光源と、
前記第１時間とは異なる第２時間に第２パルス光を射出する第２光源と、
前記第１および第２パルス光をそれぞれ前記空間光変調器へ導き、前記空間光変調器を照明する照明系と、を備え、
前記第２光源は、前記第１時間からの時間間隔が前記所定時間間隔よりも短くなる前記第２時間に前記第２パルス光を射出する、照明光学系。
【請求項29】
前記第１光源は、所定周期により前記第１パルス光を連続的に射出し、前記第２光源は、前記所定周期により前記第２パルス光を連続的に射出する、請求項２８に記載の照明光学系。
【請求項30】
前記第２光源は、連続する前記第１パルス光が前記第１光源から射出される間の時間に、前記第２パルス光を射出する、請求項２９に記載の照明光学系。
【請求項31】
前記第１および第２光源は、前記素子が制御される前記所定時間間隔よりも短い時間間隔となる前記所定周期により、前記第１パルス光と前記第２パルス光とをそれぞれ連続的に射出する、請求項２９または３０に記載の照明光学系。
【請求項32】
前記第１光源は、第１種光源を有し、前記第２光源は、前記第１種光源とは異なる第２種光源を有し、前記第２種光源を制御し、前記第２時間に前記第２パルス光を射出する、請求項２８～３０の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項33】
前記第１光源は、前記第２光源から射出される前記第２パルス光の波長が異なる前記第１パルス光を射出する、請求項２８～３０の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項34】
前記照明系は、前記第１パルス光および前記第２パルス光の少なくとも一方の位相状態を時間的に変化させる位相変化部を有する、請求項２８～３０の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項35】
前記照明系は、前記第１パルス光と前記第２パルス光とを前記空間光変調器へ導く光伝送部を備え、前記位相変化部は、前記光伝送部へ入射される前記第１および第２パルス光の入射角度もしくは入射位置の少なくとも一方を調整する、請求項３４に記載の照明光学系。
【請求項36】
前記照明系は、前記第１及び第２光源から順次発振された前記第１および第２パルス光の光路を切り替えて、複数設けられた前記光伝送部に順に導く光路切替え機を有する、請求項３５に記載の照明光学系。
【請求項37】
前記光路切替え機は、前記第１および第２パルス光を反射する反射面を有し、前記第１および第２パルス光に対する前記反射面の入射角度を変更し前記光路を切り替え、前記位相変化部は、前記光伝送部へ入射される前記第１および第２パルス光の入射角度を調整するよう、前記光路切替え機を制御する、請求項３６に記載の照明光学系。
【請求項38】
複数の前記光伝送部は、１つの前記空間光変調器へ前記第１パルス光と前記第２パルス光とを導く、請求項３５に記載の照明光学系。
【請求項39】
複数の前記光伝送部のうち第１光伝送部は、複数設けられた前記空間光変調器のうち第１空間光変調器へ前記第１パルス光と前記第２パルス光とを導き、複数の前記光伝送部のうち第２光伝送部は、複数設けられた前記空間光変調器のうち第２空間光変調器へ前記第１パルス光と前記第２パルス光とを導く、請求項３５に記載の照明光学系。
【請求項40】
前記位相変化部は、前記空間光変調器へ入射される光を拡散する拡散板を有する、請求項３５に記載の照明光学系。
【請求項41】
前記照明系は、前記第１パルス光および前記第２パルス光のそれぞれを、２つのパルス光に分割する分割部材と、前記分割部材を経た一方のパルス光を第１光路に沿って導くとともに前記分割部材を経た他方のパルス光を前記第１光路よりも長い第２光路に沿って導く導光光学系と、を有する遅延光学系を有する、請求項２８～３０の何れか一項に記載の照明光学系。
【請求項42】
前記第１光路、第２光路の少なくとも一方の光路を可変にすることを特徴とする請求項４１に記載の照明光学系。
【請求項43】
請求項２８～３０の何れか一項に記載の照明光学系と、前記第１及び第２パルス光によって照明された複数の前記空間光変調器からそれぞれ出射される光を基板に照射することにより、前記基板を分割露光する投影光学系と、を備える露光装置。
【請求項44】
任意の露光位置では実質的な照明光による瞳の輝度状態を変化させて露光を行う、請求項４３に記載の露光装置。
【請求項45】
請求項２８～３０の何れか一項に記載の照明光学系と、前記照明光学系により照明された前記空間光変調器の像を基板上に投影する投影光学系と、
前記空間光変調器の像を前記基板に露光する際に、前記基板を支持し、前記投影光学系に対して所定速度で相対移動する基板ステージと、を備え、
前記第１時間と前記第２時間との時間差をδ、前記所定速度をＶ、前記像の解像度をＲとするとして、
Ｒ／３＜Ｖ・δ
を満たす、露光装置。
【請求項46】
請求項３３に記載の照明光学系と、前記照明光学系により照明された前記空間光変調器の像を基板上に投影する投影光学系と、を備え
前記第１及び第２光源は、前記第１パルス光と前記第２パルス光との波長差をλ、前記第１パルス光と前記第２パルス光との前記波長差によって発生する前記投影光学系の色収差Δと、前記投影光学系の開口数ＮＡとするとき、
λ＞Δ×（ＮＡ＾２）
を満たす、前記第１パルス光と前記第２パルス光とをそれぞれ射出する、露光装置。
【請求項47】
前記第１光源と前記第２光源とは、出射される光の波長が３６０ｎｍ以下であるレーザ光源であり、前記投影光学系は、単一もしくは２種の硝材により構成される、請求項４３に記載の露光装置。
【請求項48】
前記硝材は、石英もしくは蛍石である、請求項４７に記載の露光装置。
【請求項49】
請求項４３に記載の露光装置を用いて前記基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項50】
請求項４３に記載の露光装置を用いてフラットパネルディスプレイ用の基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項51】
複数の素子を所定時間間隔で個別に制御される空間光変調器を照明する照明光学系において、第１光源が、第１時間に第１パルス光を射出することと、
第２光源が、前記第１時間からの時間間隔が前記所定時間間隔よりも短く前記第１時間とは異なる第２時間に第２パルス光を射出することと、
照明系が、前記第１および第２パルス光をそれぞれ前記空間光変調器へ導き、前記空間光変調器を照明することと、
を含む照明方法。
【請求項52】
請求項５１に記載の照明方法により照明された前記空間光変調器の像を基板上に露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項53】
請求項５１に記載の照明方法により照明された前記空間光変調器の像を基板上に露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【請求項54】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、パルス光を出射する光源と、
前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成する合成部と、を有する光学系と、
前記合成部で合成された前記第１および第２パルス光を前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記遅延光学系は、前記第２パルス光を反射する反射部と、反射された前記第２パルス光を再び前記反射部に入射する光学部材と、を有する照明光学系。
【請求項55】
前記光学部材は、前記反射部に反射された前記第２パルス光を反射し、前記第２パルス光を前記反射部に入射する反射部材を有する、請求項５４に記載の照明光学系。
【請求項56】
前記遅延光学系は、前記分割部をとおった前記第２パルス光を前記反射部に集光するレンズを有し、前記レンズは、前記反射部で反射された前記第２パルス光を、前記反射部材へ導く、請求項５５に記載の照明光学系。
【請求項57】
前記光学部材は、前記反射部で反射された前記第２パルス光を前記反射部材に集光するレンズ部を有し、前記レンズ部は、前記反射部材で反射された前記第２パルス光を、前記反射部へ導く、請求項５６に記載の照明光学系。
【請求項58】
前記レンズは、その光軸が前記レンズ部の光軸と離間するように配置される、請求項５７に記載の照明光学系。
【請求項59】
前記光学部材は、前記反射部で反射された前記第２パルス光を前記反射部材に集光するレンズ部を有し、前記レンズ部は、前記反射部材で反射された前記第２パルス光を、前記反射部へ導く、請求項５５に記載の照明光学系。
【請求項60】
所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、パルス光を出射する光源と、
前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成する合成部と、を有する光学系と、
前記合成部で合成された前記第１および第２パルス光を前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、
前記遅延光学系は、前記第２パルス光を反射し前記合成部に導光する反射部と、前記分割部と前記反射部との間、且つ、前記反射部と前記合成部の間に配置され、前記第２パルス光を前記反射部に入射させ、前記反射部によって反射された前記第２パルス光を前記合成部に入射させる光学部材と、を有し、
前記遅延光学系は、前記パルス光を前記第１パルス光と前記第２パルス光とに分割する前記分割部の分割面と、前記第１光路をとおった前記第１パルス光と前記第２光路をとおった前記第２パルス光とを合成する前記合成部の合成面とが、光学的にほぼ共役となる位置に、前記分割部と前記合成部とを設ける、照明光学系。
【請求項61】
前記反射部は、第１反射部と第２反射部とを有し、前記光学部材は、前記分割部で分割された前記第２パルス光を前記第１反射部に入射する第１光学部材と、前記第１反射部に反射された前記第２パルス光を前記第２反射部に入射する第２光学部材と、を有し、
前記第１及び第２光学部材は、互いの光軸が離間して配置される、請求項６０に記載の照明光学系。
【請求項62】
前記第２反射部は、前記第２パルス光を反射させ、前記第２光学部材を介して、前記第２パルス光を再び前記第１反射部へ導光する、請求項６１に記載の照明光学系。
【請求項63】
前記反射部は、第３反射部を有し、前記光学部材は、第３光学部材を有し、
前記第２反射部は、前記第２パルス光を反射させ、前記第２光学部材および前記第３光学部材を介して、前記第３反射部へ前記第２パルス光を導光する、請求項６１に記載の照明光学系。
【請求項64】
前記反射部は、前記光学部材の焦点位置で前記第２パルス光を反射する、請求項６０～６３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項65】
前記反射部は、前記反射部に入射する前記第２パルス光がとおる前記光学部材内の位置とは異なる位置に、前記第２パルス光が入射するよう前記第２パルス光を反射させる、請求項６０～６３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項66】
前記合成部は、前記第１パルス光を第３パルス光と第４パルス光とに分割し、前記第２パルス光を第５パルス光と第６パルス光とに分割し、前記第３パルス光と前記第５パルス光とを合成し、前記第４パルス光と前記第６パルス光とを合成する、請求項６０～６３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項67】
前記照明系は、合成された前記パルス光の光路を切り替えて、複数設けられた前記マスクに順に導く光路切替部を有する、請求項６０～６３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項68】
前記遅延光学系は、前記パルス光の一部を透過し、他の一部を反射することによって、前記パルス光を合成または分割する請求項５４～６３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項69】
前記遅延光学系は、前記パルス光の偏光の状態に基づいて、前記パルス光を合成または分割する請求項５４～６３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項70】
前記空間光変調素子上における前記パルス光の状態を互いに異ならせる状態変更部をさらに備える請求項５４～６３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項71】
前記状態変更部は、複数の前記パルス光の波長を互いに異ならせることにより、前記空間光変調素子上における前記パルス光の状態を互いに異ならせる請求項７０に記載の照明光学系。
【請求項72】
前記状態変更部は、複数の前記パルス光の発光タイミングを互いに異ならせることにより、前記空間光変調素子上における前記パルス光の状態を互いに異ならせる請求項７１に記載の照明光学系。
【請求項73】
前記照明系が、合成された前記パルス光の光路を切り替えて、複数設けられた前記マスクへ順に導く光路切替部を有する場合において、前記状態変更部は、前記光路切替部による前記パルス光の分配タイミングをそれぞれ異ならせることにより、前記空間光変調素子上における前記パルス光の状態を互いに異ならせる
請求項７０に記載の照明光学系。
【請求項74】
前記マスクが空間光変調器である請求項５４～６３のいずれか一項に記載の照明光学系。
【請求項75】
請求項５４～６３のいずれか一項に記載の照明光学系と、前記パルス光によって照明された前記マスクから出射される光を露光対象に照射することにより、露光対象を分割露光する投影光学系と、
露光対象を載置可能なステージと、
を備える露光装置。
【請求項76】
前記光源は、出射される光の波長が３６０ｎｍ以下であるレーザ光源であり、前記投影光学系は、単一もしくは２種の硝材により構成される、
請求項７５に記載の露光装置。
【請求項77】
前記硝材は、石英もしくは蛍石である、請求項７６に記載の露光装置。
【請求項78】
前記遅延光学系による遅延させた前記パルス光が合成された群パルス光のパルス幅が、前記露光装置の走査速度による像の流れの積が解像度の１／３以下となるように設定される請求項７５に記載の露光装置。
【請求項79】
露光対象は、少なくとも一辺の長さ、または対角長が５００ｍｍ以上であり、フラットパネルディスプレイ用の基板である請求項７５に記載の露光装置。
【請求項80】
前記マスクが空間光変調器である請求項７５に記載の露光装置。
【請求項81】
請求項７５に記載の露光装置を用いて露光対象を露光することと、前記露光された露光対象を現像することと、
を含むフラットパネルディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、照明光学系、露光装置及びフラットパネルディスプレイの製造方法に関する。
本願は、２０２１年４月２７日に出願された日本国特願２０２１－０７５４０８号、２０２１年４月２７日に出願された日本国特願２０２１－０７５４０９号及び２０２１年４月２７日に出願された日本国特願２０２１－０７５４１０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０２１年４月２７日に出願された日本国特願２０２１－０７５４０８号、２０２１年４月２７日に出願された日本国特願２０２１－０７５４０９号及び２０２１年４月２７日に出願された日本国特願２０２１－０７５４１０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【0002】
従来、液晶表示素子、半導体素子（集積回路等）等の電子デバイス（マイクロデバイス）を製造するリソグラフィ工程では、主として、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（いわゆるステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ（スキャナとも呼ばれる））などが用いられている。
【0003】
この種の露光装置では、露光対象物として表面に感光剤が塗布されたガラスプレート、あるいはウエハなどの基板（以下、基板と総称する）は、基板ステージ装置上に載置される。そして、回路パターンが形成された空間光変調素子にパルス光を照射し、該空間光変調素子を介したパルス光を投影レンズ等の光学系を介して基板に照射することで、回路パターンが基板上に転写される（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００６－１７１４２６号公報
【発明の概要】
【0005】
本発明の第１の態様によれば、所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、パルス光を出射する複数の光源と、複数の前記光源からそれぞれ出射される前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成し、合成した前記パルス光を分割して出射する合成分割部と、を有する光学系と、前記光学系から出射された前記パルス光のそれぞれを前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備える照明光学系が提供される。
【0006】
本発明の第２の態様によれば、上述の照明光学系と、照明光学系と、前記パルス光によって照明された前記マスクから出射される光を露光対象に照射することにより、露光対象を分割露光する投影光学系と、露光対象を載置可能なステージと、を備える露光装置が提供される。
【0007】
本発明の第３の態様によれば、上述の露光装置を用いて露光対象を露光することと、前記露光された露光対象を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が提供される。
【0008】
本発明の第４の態様によれば、複数の素子を所定時間間隔で個別に制御される空間光変調器を照明する照明光学系において、第１時間に第１パルス光を射出する第１光源と、前記第１時間とは異なる第２時間に第２パルス光を射出する第２光源と、前記第１および第２パルス光をそれぞれ前記空間光変調器へ導き、前記空間光変調器を照明する照明系と、を備え、前記第２光源は、前記第１時間からの時間間隔が前記所定時間間隔よりも短くなる前記第２時間に前記第２パルス光を射出する、照明光学系が提供される。
【0009】
本発明の第５の態様によれば、上述の照明光学系と、前記第１及び第２パルス光によって照明された複数の前記空間光変調器からそれぞれ出射される光を基板に照射することにより、前記基板を分割露光する投影光学系と、を備える露光装置が提供される。
【0010】
本発明の第６の態様によれば、上述の露光装置を用いてフラットパネルディスプレイ用の基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が提供される。
【0011】
本発明の第７の態様によれば、複数の素子を所定時間間隔で個別に制御される空間光変調器を照明する照明光学系において、第１光源が、第１時間に第１パルス光を射出することと、第２光源が、前記第１時間からの時間間隔が前記所定時間間隔よりも短く前記第１時間とは異なる第２時間に第２パルス光を射出することと、照明系が、前記第１および第２パルス光をそれぞれ前記空間光変調器へ導き、前記空間光変調器を照明することと、を含む照明方法が提供される。
【0012】
本発明の第８の態様によれば、上述の照明方法により照明された前記空間光変調器の像を基板上に露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【0013】
本発明の第９の態様によれば、上述の照明方法により照明された前記空間光変調器の像を基板上に露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が提供される。
【0014】
本発明の第１０の態様によれば、所定パターンが形成されたマスクを照明する照明光学系において、パルス光を出射する光源と、前記パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、前記第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ前記第２パルス光を導く遅延光学系と、前記第１パルス光と前記遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成する合成部と、を有する光学系と、前記合成部で合成された前記第１および第２パルス光を前記マスクへ導き、前記マスクを照明する照明系と、を備え、前記遅延光学系は、前記第２パルス光を反射する反射部と、反射された前記第２パルス光を再び前記反射部に入射する光学部材と、を有する照明光学系が提供される。
【0015】
本発明の第１１の態様によれば、上述の照明光学系と、前記パルス光によって照明された前記マスクから出射される光を露光対象に照射することにより、露光対象を分割露光する投影光学系と、露光対象を載置可能なステージと、を備える露光装置が提供される。
【0016】
本発明の第１２の態様によれば、上述の露光装置を用いて露光対象を露光することと、前記露光された露光対象を現像することと、を含むフラットパネルディスプレイの製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本実施形態の露光装置の外観構成の概要を示す図である。
【図2】本実施形態の照明モジュール及び投影モジュールの構成の概要を示す図である。
【図3】本実施形態の照明モジュールの構成の概要を示す図である。
【図4】本実施形態の光変調部の構成の概要を示す図である。
【図5】本実施形態の光源ユニットの構成の概要を示す図である。
【図6】本実施形態の光源ユニットの構成の詳細を示す図である。
【図7】本実施形態の偏光ビームスプリッタの一例を示す図である。
【図8】本実施形態の分配部の構成の一例を示す図である。
【図9】本実施形態の光源部が出射するパルス光の状態の一例を示す図である。
【図10】本実施形態のパルス光が光ファイバに入射する位置の一例を示す図である。
【図11】本実施形態のリターダの構成の概要を示す図である。
【図12】本実施形態のリターダの構成の第１変形例を示す図である。
【図13】本実施形態のリターダの構成の第２変形例を示す図である。
【図14】本実施形態のリターダの構成の第３変形例を示す図である。
【図15】本実施形態のリターダの構成の第４変形例を示す図である。
【図16】本実施形態のリターダの構成の第５変形例を示す図である。
【図17】本実施形態のリターダの構成の第６変形例を示す図である。
【図18】本実施形態の分配部の変形例を示す図である。
【図19】本実施形態の光源ユニットと照明モジュールとの対応関係の変形例を示す図である。
【図20】本実施形態の光源ユニットの第１変形例を示す図である。
【図21】本実施形態の光源ユニットの第２変形例を示す図である。
【図22】本実施形態の光源ユニットの第３変形例を示す図である。
【図23】本実施形態の光源ユニットの第４変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。本発明の以下の詳細な説明は、例示的なものに過ぎず、限定するものではない。図面及び以下の詳細な説明の全体にわたって、同じ又は同様の参照符号が使用される。
【0019】
［露光装置の構成］
図１は、本実施形態の露光装置１の外観構成の概要を示す図である。露光装置１は、露光対象物に変調光を照射する装置である。特定の実施形態において、露光装置１は、液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。露光対象物であるガラス基板は、少なくとも一辺の長さ、または対角長が５００ｍｍ以上であり、フラットパネルディスプレイ用の基板であってもよい。露光装置１によって露光された露光対象物（例えば、フラットパネルディスプレイ用の基板）は、現像されることによって製品に供される。
露光装置１の装置本体は、例えば、米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されている。
図１は、本実施形態の露光装置１の外観構成の概要を示す図である。露光装置１は、露光対象物に変調光を照射する装置である。特定の実施形態において、露光装置１は、液晶表示装置（フラットパネルディスプレイ）などに用いられる矩形（角型）のガラス基板を露光対象物とするステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。露光対象物であるガラス基板は、少なくとも一辺の長さ、または対角長が５００ｍｍ以上であり、フラットパネルディスプレイ用の基板であってもよい。露光装置１によって露光された露光対象物（例えば、フラットパネルディスプレイ用の基板）は、現像されることによって製品に供される。
露光装置１の装置本体は、例えば、米国特許出願公開第２００８／００３０７０２号明細書に開示される装置本体と同様に構成されている。
【0020】
露光装置１は、ベース１１、防振台１２、メインコラム１３、ステージ１４、光学定盤１５、照明モジュール１６、投影モジュール１７、光源ユニット１８、光ファイバ１９、及び光変調部２０（不図示）を備える。
以下において、光変調部２０で変調された光を露光対象物に照射する投影モジュール１７の光軸方向に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸に直交する所定平面の方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向とする三次元直交座標系を必要に応じて用いて説明する。Ｘ軸方向とＹ軸方向とは互いに直交（交差）する方向である。
以下において、光変調部２０で変調された光を露光対象物に照射する投影モジュール１７の光軸方向に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸に直交する所定平面の方向をＸ軸方向、Ｙ軸方向とする三次元直交座標系を必要に応じて用いて説明する。Ｘ軸方向とＹ軸方向とは互いに直交（交差）する方向である。
【0021】
ベース１１は、露光装置１の基台であり、防振台１２の上に設置される。ベース１１は、露光対象物が載置されるステージ１４を、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動可能に支持する。
【0022】
ステージ１４は、露光対象物を支持するものであり、走査露光において、投影モジュール１７を介して投影される回路パターンの複数の部分像に対して露光対象物を高精度に位置決めするためのものであり、露光対象物を６自由度方向（上述のＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸方向およびそれぞれの軸に対する回転方向であるθｘ、θｙ及びθｚ方向）に駆動する。なお、ステージ１４は、走査露光時にＸ軸方向に移動され、露光対象物上の露光対象領域を変更する際にＹ軸方向に移動される。なお、露光対象物は、複数の露光対象領域が形成される。露光装置１は、１枚の露光対象物上で、複数の露光対象領域をそれぞれ露光することが可能である。ステージ１４の構成は、特に限定されないが、米国特許出願公開第２０１２／００５７１４０号明細書などに開示されるような、ガントリタイプの２次元粗動ステージと、該２次元粗動ステージに対して微少駆動される微動ステージとを含む、いわゆる粗微動構成のステージ装置を用いることができる。この場合、粗動ステージによって露光対象物が水平面内の３自由度方向に移動可能、かつ微動ステージによって露光対象物が６自由度方向に微動可能となっている。
【0023】
メインコラム１３は、ステージ１４の上部（Ｚ軸の正方向）に光学定盤１５を支持する。光学定盤１５は、照明モジュール１６と投影モジュール１７と光変調部２０とを支持する。
【0024】
図２は、本実施形態の照明モジュール１６と投影モジュール１７と光変調部２０との構成の概要を示す図である。
照明モジュール１６は、光学定盤１５の上部に配置され、光ファイバ１９を介して光源ユニット１８に接続される。本実施形態の一例において、照明モジュール１６には、第１照明モジュール１６Ａ、第２照明モジュール１６Ｂ、第３照明モジュール１６Ｃ及び第４照明モジュール１６Ｄが含まれる。以下の説明において、第１照明モジュール１６Ａ～第４照明モジュール１６Ｄを区別しない場合には、これらを総称して照明モジュール１６と記載する。
第１照明モジュール１６Ａ～第４照明モジュール１６Ｄの各々は、ファイバ１９を介した光源ユニット１８から出射される光を、第１光変調部２０Ａ、第２光変調部２０Ｂ、第３光変調部２０Ｃ及び第４光変調部２０Ｄの各々へ導光する。照明モジュール１６は、光変調部２０を照明する。
照明モジュール１６は、光学定盤１５の上部に配置され、光ファイバ１９を介して光源ユニット１８に接続される。本実施形態の一例において、照明モジュール１６には、第１照明モジュール１６Ａ、第２照明モジュール１６Ｂ、第３照明モジュール１６Ｃ及び第４照明モジュール１６Ｄが含まれる。以下の説明において、第１照明モジュール１６Ａ～第４照明モジュール１６Ｄを区別しない場合には、これらを総称して照明モジュール１６と記載する。
第１照明モジュール１６Ａ～第４照明モジュール１６Ｄの各々は、ファイバ１９を介した光源ユニット１８から出射される光を、第１光変調部２０Ａ、第２光変調部２０Ｂ、第３光変調部２０Ｃ及び第４光変調部２０Ｄの各々へ導光する。照明モジュール１６は、光変調部２０を照明する。
【0025】
光変調部２０は、後段でさらに詳述するが、露光対象物に転写すべき回路パターンに基づいて制御され、照明モジュールからの照明光を変調する。光変調部２０により変調された変調光は、投影モジュール１７に導かれる。第１光変調部２０Ａ～第４光変調部２０Ｄは、ＸＹ平面上内で互いに異なる位置に配置される。以下の説明において、第１光変調部２０Ａ～第４光変調部２０Ｄを区別しない場合には、これらを総称して光変調部２０と記載する。
【0026】
投影モジュール１７は、光学定盤１５の下部に配置され、空間光変調器２０１により変調された変調光をステージ１４上に載置された露光対象物に照射する。投影モジュールは、光変調部２０で変調された光を、露光対象物上で結像させ、露光対象物を露光する。換言すると、投影モジュールは、光変調部２０上のパターンを露光対象物に投影する。本実施形態の一例において、投影モジュール１７には、上述した第１照明モジュール１６Ａ～第４照明モジュール１６Ｄおよび第１光変調部２０Ａ～第４光変調部２０Ｄに対応する、第１投影モジュール１７Ａ～第４投影モジュール１７Ｄが含まれる。以下の説明において、第１投影モジュール１７Ａ～第４投影モジュール１７Ｄを区別しない場合には、これらを総称して投影モジュール１７と記載する。
【0027】
第１照明モジュール１６Ａと、第１光変調部２０Ａと、第１投影モジュール１７Ａとより構成されるユニットを、第１露光モジュールと呼ぶ。同様に、第２照明モジュール１６Ｂと、第２光変調部２０Ｂと、第２投影モジュール１７Ｂとより構成されるユニットを、第２露光モジュールと呼ぶ。各露光モジュールは、ＸＹ平面上で互いに異なる位置に設けられ、ステージ１４に載置された露光対象物の異なる位置に、パターンを露光することができる。ステージ１４は、露光モジュールに対して走査方向であるＸ軸方向へ、相対的に移動することで、露光対象物の全面もしくは露光対象領域の全面を走査露光することができる。
【0028】
なお、投影モジュール１７は、投影部ともいう。投影モジュール１７（投影部）は、光変調部２０上のパターンの像を等倍で投影する等倍系であってもよく、拡大系または縮小系であってもよい。また、投影モジュール１７は、単一もしくは２種の硝材（特に石英もしくは蛍石）により構成されることが好ましい。
【0029】
露光装置１は、上述した各部に加えて、干渉計やエンコーダなどで構成される位置計測部（不図示）を備えており、光学定盤１５に対するステージ１４の相対位置を計測する。露光装置１は、上述した各部に加えて、ステージ１４もしくはステージ１４上の露光対象物のＺ軸方向の位置を計測するＡＦ（Auto Focus）部（不図示）を備えている。さらに露光装置１は、露光対象物上に既に露光されたパターンに対して別のパターンを重ねて露光する際に、それぞれのパターンの相対位置を計測するアライメント部（不図示）を備える。ＡＦ部および／またはアライメント部は、投影モジュールを介して計測するＴＴＬ（Through the lens）の構成であってもよい。
【0030】
図３は、本実施形態の露光モジュールの構成の概要を示す図である。第１露光モジュールを一例にして、照明モジュール１６と光変調部２０と投影モジュール１７との具体的な構成の一例について説明する。
【0031】
照明モジュール１６は、モジュールシャッタ１６１と、照明光学系１６２とを備える。 モジュールシャッタ１６１は、光ファイバ１９から供給されるパルス光を、照明光学系１６２に導光するか否かを切り替える。
【0032】
照明光学系１６２は、光ファイバ１９から供給されるパルス光を、コリメータレンズ、フライアイレンズ、コンデンサーレンズなどを介して、光変調部２０に出射することにより、光変調部２０をほぼ均一に照明する。フライアイレンズは、フライアイレンズに入射されるパルス光を波面分割し、コンデンサーレンズは、波面分割された光を光変調部上に重畳させる。なお、照明光学系１６２は、フライアイレンズに代わり、ロッドインテグレータを備えていてもよい。
【0033】
光変調部２０は、マスクを備える。マスクはフォトマスクであってもよいし、空間光変調器（ＳＬＭ：Spatial Light Modulator）であってもよい。
以下、マスクが空間光変調器である場合について説明する。
以下、マスクが空間光変調器である場合について説明する。
【0034】
光変調部２０は、空間光変調器２０１とオフ光吸収板２０２を備える。空間光変調器２０１は、液晶素子、デジタルミラーデバイス（デジタルマイクロミラーデバイス、ＤＭＤ）、磁気光学空間光変調器（Magneto Optic Spatial Light Modulator、ＭＯＳＬＭ）等を含む。空間光変調器２０１は、照明光学系１６２からの照明光を反射する反射型でも良いし、照明光を透過する透過型でも良いし、照明光を回折する回折型でも良い。空間光変調器２０１は、照明光を空間的に、且つ、時間的に変調することができる。
以下、空間光変調器２０１が、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）によって構成されている場合を一例にして説明する。
以下、空間光変調器２０１が、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）によって構成されている場合を一例にして説明する。
【0035】
図４は、本実施形態の空間光変調器２０１の構成の概要を示す図である。同図においてＸｍ軸・Ｙｍ軸・Ｚｍ軸の三次元直交座標系を用いて説明する。空間光変調器２０１は、ＸｍＹｍ平面に配列された複数のマイクロミラーを備える。マイクロミラーは、空間光変調器２０１の素子（画素）を構成する。空間光変調器２０１は、Ｘｍ軸周り及びＹｍ軸周りに傾斜角をそれぞれ変更可能である。空間光変調器２０１は、例えば、Ｙｍ軸周りに傾斜することでオン状態になり、Ｘｍ軸周りに傾斜することでオフ状態になる。
【0036】
空間光変調器２０１は、マイクロミラーの傾斜方向をマイクロミラーごとに切り替えることにより、入射光が反射される方向を素子ごとに制御する。一例として、空間光変調器２０１のデジタルマイクロミラーデバイスは、４Ｍｐｉｘｅｌ程度の画素数を有しており、１０ｋＨｚ程度の周期でマイクロミラーのオン状態とオフ状態とを切り替え可能である。
空間光変調器２０１は、複数の素子が所定時間間隔で個別に制御される。空間光変調器２０１がＤＭＤである場合、素子とは、マイクロミラーであり、所定時間間隔とは、マイクロミラーのオン状態とオフ状態とを切り替える周期（例えば、周期１０ｋＨｚ）である。
空間光変調器２０１は、複数の素子が所定時間間隔で個別に制御される。空間光変調器２０１がＤＭＤである場合、素子とは、マイクロミラーであり、所定時間間隔とは、マイクロミラーのオン状態とオフ状態とを切り替える周期（例えば、周期１０ｋＨｚ）である。
【0037】
図３に戻り、オフ光吸収板２０２は、空間光変調器２０１のオフ状態にされた素子から出射（反射）される光（オフ光）を吸収する。空間光変調器２０１のオン状態にされた素子から出射される光は、投影モジュール１７に導光される。
【0038】
投影モジュール１７は、空間光変調器２０１のオン状態にされた素子から射出された光を、露光対象物上に投影する。投影モジュールは、倍率調整部１７１とフォーカス調整部１７２とを備える。倍率調整部１７１には、空間光変調器２０１によって変調された光（変調光）が入射する。
倍率調整部１７１は、一部のレンズを光軸方向に駆動することで、空間光変調器２０１から出射された変調光の焦点面１６３、つまり露光対象物の表面における像の倍率を調整する。
フォーカス調整部１７２は、レンズ群全体を光軸方向に駆動することで、空間光変調器２０１から出射された変調光が、先述したＡＦ部により計測された露光対象物の表面に結像するように、結像位置、つまりフォーカスを調整する。
投影モジュール１７は、空間光変調器のオン状態にされた素子から射出される光の像のみを、露光対象物の表面に投影する。そのため、投影モジュール１７は、空間光変調器２０１のオン素子により形成されたパターンの像を、露光対象物の表面に投影露光することができる。つまり、投影モジュール１７は、空間的に変調された変調光を、露光対象物の表面に形成することができる。また空間光変調器２０１は、先述のとおり所定の周期（周波数）でマイクロミラーのオン状態とオフ状態とを切り替えることができるため、投影モジュール１７は、時間的に変調された変調光を、露光対象物の表面に形成することができる。
すなわち、露光装置１は、任意の露光位置で実質的な瞳の状態を変化させて露光を行う。
倍率調整部１７１は、一部のレンズを光軸方向に駆動することで、空間光変調器２０１から出射された変調光の焦点面１６３、つまり露光対象物の表面における像の倍率を調整する。
フォーカス調整部１７２は、レンズ群全体を光軸方向に駆動することで、空間光変調器２０１から出射された変調光が、先述したＡＦ部により計測された露光対象物の表面に結像するように、結像位置、つまりフォーカスを調整する。
投影モジュール１７は、空間光変調器のオン状態にされた素子から射出される光の像のみを、露光対象物の表面に投影する。そのため、投影モジュール１７は、空間光変調器２０１のオン素子により形成されたパターンの像を、露光対象物の表面に投影露光することができる。つまり、投影モジュール１７は、空間的に変調された変調光を、露光対象物の表面に形成することができる。また空間光変調器２０１は、先述のとおり所定の周期（周波数）でマイクロミラーのオン状態とオフ状態とを切り替えることができるため、投影モジュール１７は、時間的に変調された変調光を、露光対象物の表面に形成することができる。
すなわち、露光装置１は、任意の露光位置で実質的な瞳の状態を変化させて露光を行う。
【0039】
照明モジュール１６を照明系ともいう。照明モジュール１６（照明系）は、分配部１８４が分配したパルス光によって空間光変調器２０１（空間光変調素子）を照明する。
【0040】
従来、可干渉性の高い単パルスレーザを用いてインテグレータ（例えば、フライアイレンズ）で空間光変調素子を照明するとスペックルが生じてしまい、基板に転写される空間光変調素子による回路パターンの品質に影響が現れる場合があった。なお、可干渉性の高いレーザ光源とは、出射される光、１パルスによる光学的なインテグレータにて空間光変調素子を照明し、空間光変調素子パターンにて露光される場合に、スペックルが問題となる面内もしくは瞳の強度分布として２０％を超えるようなばらつきが発生するパルス光をいう。
本実施形態の露光装置１は、スペックルを低減して、基板に転写される回路パターンの品質を向上させることができる光源ユニット１８を備えている。以下、本実施形態の光源ユニット１８について説明する。
本実施形態の露光装置１は、スペックルを低減して、基板に転写される回路パターンの品質を向上させることができる光源ユニット１８を備えている。以下、本実施形態の光源ユニット１８について説明する。
【0041】
［光源ユニットの構成］
図５は、本実施形態の光源ユニット１８の構成の概要を示す図である。光源ユニット１８は、光源部１８１、合成部１８２、リターダ１８３及び分配部１８４を備える。
図５は、本実施形態の光源ユニット１８の構成の概要を示す図である。光源ユニット１８は、光源部１８１、合成部１８２、リターダ１８３及び分配部１８４を備える。
【0042】
光源部１８１は、所定波長の光を出射する。光源部１８１が出射する光は連続光であってもよいし、パルス光であってもよい。以下、光源部１８１がパルス光を出射するものである場合について説明する。
なお、光源部１８１が連続光を出射するものである場合には、シャッタ（不図示）の切り替え、音響光学変調器（不図示）による変調などにより連続光をパルス光に変換することにより、光源部１８１から出射される光が、実質的なパルス光であるとされてもよい。
なお、光源部１８１が連続光を出射するものである場合には、シャッタ（不図示）の切り替え、音響光学変調器（不図示）による変調などにより連続光をパルス光に変換することにより、光源部１８１から出射される光が、実質的なパルス光であるとされてもよい。
【0043】
光源部１８１は、第１光源部１８１Ａ～第８光源部１８１Ｈを含む。第１光源部１８１Ａ～第８光源部１８１Ｈは、それぞれが種光源を備えており、所定波長のパルス光を出射する。
一例として、光源部１８１は、ファイバ、励起レーザダイオード（ＬＤ）及び波長変換結晶（いずれも不図示）を備える。光源部１８１は、ファイバ及び励起ＬＤによって増幅させたレーザを、波長変換結晶に入射させ、３倍高調波のパルス光を発光させる。
一例として、光源部１８１は、ファイバ、励起レーザダイオード（ＬＤ）及び波長変換結晶（いずれも不図示）を備える。光源部１８１は、ファイバ及び励起ＬＤによって増幅させたレーザを、波長変換結晶に入射させ、３倍高調波のパルス光を発光させる。
【0044】
なお、光源部１８１が備える光源は、可干渉性の高いレーザ光源（たとえばファイバレーザ）であってもよく、ＵＶ－ＬＤであってもよい。また、光源部１８１は、出射される光の波長が３６０ｎｍ以下であるレーザ光源であってもよい。
【0045】
合成部１８２は、光源部１８１に含まれる複数のレーザ光源からそれぞれ出射されるパルス光を合成する。合成部１８２は、パルス光を合成することにより、強度が強い（エネルギが大きい）パルス光を生成する。合成部１８２は、合成したパルス光をリターダ１８３に出射する。
リターダ１８３は、合成部１８２から出射されるパルス光の分割と合成とを繰り返し行い、遅延時間の互いに異なるパルス光どうしを組み合わせることにより、パルス光の時間軸の分布を変化させる。リターダ１８３は、時間軸の分布を変化させたパルス光を分配部１８４に出射する。
リターダ１８３は、合成部１８２から出射されるパルス光の分割と合成とを繰り返し行い、遅延時間の互いに異なるパルス光どうしを組み合わせることにより、パルス光の時間軸の分布を変化させる。リターダ１８３は、時間軸の分布を変化させたパルス光を分配部１８４に出射する。
【0046】
なお、リターダ１８３を遅延光学系ともいう。リターダ１８３（遅延光学系）は、パルス光の一部を遅延させる。また、リターダ１８３（遅延光学系）は、パルス光の一部を分割して遅延光路に導光し、遅延光路に導光したパルス光の一部を、分割したパルス光の他の一部と合成することにより、パルス光の時間特性を変化させる。
【0047】
分配部１８４は、リターダ１８３から出射されたパルス光を、複数の光ファイバ１９のそれぞれに分配する。すなわち、分配部１８４は、複数の露光モジュールにパルス光を分配する。分配部１８４は、たとえば、リターダ１８３から出射された１パルス目のパルス光を第１露光モジュールに導き、２パルス目のパルス光を第２露光モジュールに導く。分配部１８４は、パルスごとに導く露光モジュールを変更することから、スイッチング部であるともいえる。
【0048】
図６は、本実施形態の光源ユニット１８の構成の詳細を示す図である。同図には、第１光源部１８１Ａ～第８光源部１８１Ｈのうち、第１光源部１８１Ａ～第４光源部１８１Ｄの部分を示す。第５光源部１８１Ｅ～第８光源部１８１Ｈの部分は、第１光源部１８１Ａ～第４光源部１８１Ｄの部分と同様の構成であるため、説明を省略する。
【0049】
合成部１８２は、プリズムミラー１８２１、偏光ビームスプリッタ１８２２、波長板１８２３、波長板１８２４、プリズムミラー１８２５、偏光ビームスプリッタ１８２６及びプリズムミラー１８２７ を備えている。プリズムミラー１８２１は、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光（ｓ偏光）を偏光ビームスプリッタ１８２２に導光する。波長板１８２３は、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光（ｓ偏光）の偏光状態を変化させパルス光（ｐ偏光）を偏光ビームスプリッタ１８２２に導光する。
【0050】
図７は、本実施形態の偏光ビームスプリッタ１８２２の一例を示す図である。偏光ビームスプリッタ１８２２は、入射するパルス光がｐ偏光である場合に、パルス光を透過させる。偏光ビームスプリッタ１８２２は、入射するパルス光がｓ偏光である場合に、パルス光を反射する。
【0051】
図６に戻り、偏光ビームスプリッタ１８２２は、プリズムミラー１８２１によって反射されたパルス光（ｓ偏光）を反射して、波長板１８２４に導光する。また、偏光ビームスプリッタ１８２２は、波長板１８２３を透過したパルス光（ｐ偏光）を透過させて、波長板１８２４に導光する。すなわち、波長板１８２４には、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光がｓ偏光（０度直線偏光）として、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光がｐ偏光（９０度直線偏光）としてそれぞれ入射する。つまり、波長板１８２４には、偏光方向が互いに直交する２種類のパルス光が５０％ずつの割合で合成されて、それぞれ入射する。
【0052】
波長板１８２４は、入射するパルス光の偏光方向を回転させる。波長板１８２４は、入射するｓ偏光（０度直線偏光）の偏光方向を回転させて＋４５度直線偏光にし、入射するｐ偏光（９０度直線偏光）の偏光方向を回転させて－４５度直線偏光にする。
波長板１８２４からは、＋４５度直線偏光と、－４５度直線偏光との２種類のパルス光が出射される。波長板１８２４から出射された２種類のパルス光は、プリズムミラー１８２５によって反射されて、偏光ビームスプリッタ１８２６に導光される。
波長板１８２４からは、＋４５度直線偏光と、－４５度直線偏光との２種類のパルス光が出射される。波長板１８２４から出射された２種類のパルス光は、プリズムミラー１８２５によって反射されて、偏光ビームスプリッタ１８２６に導光される。
【0053】
偏光ビームスプリッタ１８２６は、入射するパルス光をリターダ１８３に出射する。ここで、偏光ビームスプリッタ１８２６には、上述した第１光源部１８１Ａからの＋４５度直線偏光と、第２光源部１８１Ｂからの－４５度直線偏光とが入射する。偏光ビームスプリッタ１８２６は、入射したパルス光のうちのｓ偏光成分、つまり、＋４５度直線偏光のｓ偏光と、－４５度直線偏光のｓ偏光とを反射して、リターダ１８３に出射する。偏光ビームスプリッタ１８２６は、入射したパルス光のうちのｐ偏光成分、つまり、＋４５度直線偏光のｐ偏光と、－４５度直線偏光のｐ偏光とを透過させて、プリズムミラー１８２７ を介してリターダ１８３に出射する。
【0054】
つまり、偏光ビームスプリッタ１８２２は、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光と、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光とを同軸上に合成して、リターダ１８３に出射する。なお、偏光ビームスプリッタ１８２２は、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光と、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光とを同軸上に合成するとしたが、それぞれの光軸をわずかにずらした状態、つまり近軸で合成するようにしても良い。偏光ビームスプリッタ１８２２をプレート型とした場合、ｐ偏光のパルス光が偏光ビームスプリッタ１８２２を透過すると、その光軸が僅かに平行移動する。これは、PBS内をとおるパルス光がPBSの屈折率によりわずかに屈折することで生じ、入射時の光軸から僅ら平行移動された光軸の光がPBSから射出される。近軸の合成により、光学素子に当たるパルス光の単位面積当たりのエネルギ（パワー）、つまりエネルギ密度を分散することができる。その結果、光学素子の変形等を含めた劣化を抑制することができる。
同様に、合成部１８２は、第３光源部１８１Ｃが出射するパルス光と、第４光源部１８１Ｄが出射するパルス光とを同軸上に合成して、リターダ１８３に出射する。
同様に、合成部１８２は、第３光源部１８１Ｃが出射するパルス光と、第４光源部１８１Ｄが出射するパルス光とを同軸上に合成して、リターダ１８３に出射する。
【0055】
換言すれば、光源ユニット１８は、合成装置を備えている。上述した合成部１８２は、合成装置の一例である。合成装置は、複数の光源からそれぞれ出射されるパルス光を合成する。
【0056】
以下の説明において、偏光ビームスプリッタ１８２６からリターダ１８３に出射されるパルス光を、リターダ入射光１８３ＬＩともいう。リターダ入射光１８３ＬＩのうち、偏光ビームスプリッタ１８２６からプリズムミラー１８２７ を介さずにリターダ１８３に出射されるパルス光を第１リターダ入射光１８３ＬＩ１ともいい、偏光ビームスプリッタ１８２６からプリズムミラー１８２７ を介してリターダ１８３に出射されるパルス光を第２リターダ入射光１８３ＬＩ２ともいう。
つまり、リターダ１８３には、互いに異なる光源部１８１から出射された第１リターダ入射光１８３ＬＩ１及び第２リターダ入射光１８３ＬＩ２の、２種類のパルス光が入射する。上述したように、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１及び第２リターダ入射光１８３ＬＩ２はいずれも、第１光源部１８１Ａから第４光源部１８４Ｄのそれぞれの光源から出射するパルス光が同軸上（又は、ほぼ同軸上）に合成された光である。
つまり、リターダ１８３には、互いに異なる光源部１８１から出射された第１リターダ入射光１８３ＬＩ１及び第２リターダ入射光１８３ＬＩ２の、２種類のパルス光が入射する。上述したように、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１及び第２リターダ入射光１８３ＬＩ２はいずれも、第１光源部１８１Ａから第４光源部１８４Ｄのそれぞれの光源から出射するパルス光が同軸上（又は、ほぼ同軸上）に合成された光である。
【0057】
なお、リターダ１８３に、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１及び第２リターダ入射光１８３ＬＩ２が入射するとして説明するが、これに限られない。リターダ１８３に入射するパルス光が第１リターダ入射光１８３ＬＩ１のみであってもよい。
【0058】
リターダ１８３は、図１１等に示されるように、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａを備えている。入力段ビームスプリッタ１８３４Ａは、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１と、第２リターダ入射光１８３ＬＩ２とを合成及び分割する。分割されたパルス光はそれぞれ遅延段１８３２に入射する。
なお、ビームの合成及び分割を、偏光を用いたビームスプリッタによるものとして記載したがこれに限られず、ハーフミラーやハーフプリズム等を用いてもよい。
なお、ビームの合成及び分割を、偏光を用いたビームスプリッタによるものとして記載したがこれに限られず、ハーフミラーやハーフプリズム等を用いてもよい。
【0059】
遅延段１８３２は、遅延光路を備えており、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１と、第２リターダ入射光１８３ＬＩ２とについて、それぞれ時間軸の分布を変化させる。遅延段１８３２は、時間軸の分布を変化させたパルス光を第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２として、分配部１８４に出射する。
【0060】
換言すれば、リターダ１８３（遅延光学系）は、第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路を第２パルス光がとおるように導く。リターダ１８３（遅延光学系）は、合成部１８２（合成装置）により合成した前記パルス光の一部を分割して第２光路に導光する。
【0061】
図８は、本実施形態の分配部１８４の構成の一例を示す図である。分配部１８４は、回転スイッチ１８４１と、デストリビュータ１８４２とを備える。なお、同図では、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１について説明し、第２リターダ出射光１８３ＬＯ２についての説明は省略している。また、同図では、回転スイッチ１８４１の図示は省略されている。
【0062】
デストリビュータ１８４２は、複数の光ファイバ１９の中から、パルス光を入射させる光ファイバ１９を選択する。具体的には、デストリビュータ１８４２は、所定の回転数で回転するポリゴンミラーデバイスを備えている。ポリゴンミラーデバイスは、リターダ１８３から入射するパルス光を、回転角速度に応じた方向に反射させる。
【0063】
ポリゴンミラーデバイスが回転することにより、リターダ１８３から入射するパルス光に対するポリゴンミラーデバイスの反射面の角度が変化する。したがって、リターダ１８３から入射してポリゴンミラーデバイスの反射面に反射されたパルス光の行先が、時刻によって変化する。
ポリゴンミラーデバイスの回転角速度は、パルス光の発光タイミングの時間間隔に応じて定められている。例えば、パルス光が第１パルスＰＬ１、第２パルスＰＬ２、第３パルスＰＬ３の順にポリゴンミラーデバイス入射する場合に、第１パルスＰＬ１が第１光ファイバ１９Ａに入射し、第２パルスＰＬ２が第２光ファイバ１９Ｂに入射し、第３パルスＰＬ３が第３光ファイバ１９Ｃに入射する。
すなわち、分配部１８４は、リターダ１８３から出射されたパルス光を、複数の光ファイバ１９のそれぞれに分配する。つまり、分配部１８４は、リターダ１８３から出射されたパルス光を入射する光ファイバ１９を時間ごとに切り替えることができる。
回転スイッチ１８４１は、図８では不図示だが、リターダ１８３とデストリビュータ１８４２との間に設けられている。回転スイッチ１８４１は、時間間隔Ｔ１（たとえば、時間ｔ１から時間ｔ２の間）にポリゴンミラーデバイスの第１面にリターダ１８３から射出されたパルス光を導き、時間間隔Ｔ２（たとえば、時間ｔ２からｔ３の間）にポリゴンミラーデバイスの第２面にパルス光を導く。時間間隔Ｔ３（たとえば、時間ｔ３からｔ４の間）においては、回転スイッチ１８４１は、常に回転をしているため、もともと第１面が位置した場所にポリゴンミラーデバイスの第３面が移動してくる。時間間隔Ｔ４（たとえば、時間ｔ４からｔ５の間）においては、同様に、第２面に位置した場所にポリゴンミラーデバイスの第４面が移動してくる。つまり、時間間隔Ｔ１における第１面と時間間隔Ｔ３における第３面とは、リターダ１８３から射出されるパルス光に対する角度が等しくなる。また、時間間隔Ｔ２における第２面と時間間隔Ｔ４における第４面とは、リターダ１８３から射出されるパルス光に対する角度が等しくなる。つまり、回転スイッチ１８４１は、ある時間間隔ごとに、パルス光を導くポリゴンミラー上の面を変更するものである。時間間隔Ｔ１における第１面に反射されたパルス光は、たとえば、第１光ファイバ１９Ａから第５光ファイバ１９Ｅの順番に入射される。時間間隔Ｔ２における第２面に反射されたパルス光は、たとえば、不図示の第６光ファイバ１９Ｆから第１０光ファイバ１９Ｊの順番に入射される。時間間隔Ｔ３における第３面に反射されたパルス光は、第１光ファイバ１９Ａから第５光ファイバ１９Ｅの順番に入射される。時間間隔Ｔ４における第４面に反射されたパルス光は、たとえば、不図示の第６光ファイバ１９Ｆから第１０光ファイバ１９Ｊの順番に入射される。このように、回転スイッチ１８４１は、ある時間間隔ごとに、パルス光を導くポリゴンミラー上の面を変更するものである。
ポリゴンミラーデバイスの回転角速度は、パルス光の発光タイミングの時間間隔に応じて定められている。例えば、パルス光が第１パルスＰＬ１、第２パルスＰＬ２、第３パルスＰＬ３の順にポリゴンミラーデバイス入射する場合に、第１パルスＰＬ１が第１光ファイバ１９Ａに入射し、第２パルスＰＬ２が第２光ファイバ１９Ｂに入射し、第３パルスＰＬ３が第３光ファイバ１９Ｃに入射する。
すなわち、分配部１８４は、リターダ１８３から出射されたパルス光を、複数の光ファイバ１９のそれぞれに分配する。つまり、分配部１８４は、リターダ１８３から出射されたパルス光を入射する光ファイバ１９を時間ごとに切り替えることができる。
回転スイッチ１８４１は、図８では不図示だが、リターダ１８３とデストリビュータ１８４２との間に設けられている。回転スイッチ１８４１は、時間間隔Ｔ１（たとえば、時間ｔ１から時間ｔ２の間）にポリゴンミラーデバイスの第１面にリターダ１８３から射出されたパルス光を導き、時間間隔Ｔ２（たとえば、時間ｔ２からｔ３の間）にポリゴンミラーデバイスの第２面にパルス光を導く。時間間隔Ｔ３（たとえば、時間ｔ３からｔ４の間）においては、回転スイッチ１８４１は、常に回転をしているため、もともと第１面が位置した場所にポリゴンミラーデバイスの第３面が移動してくる。時間間隔Ｔ４（たとえば、時間ｔ４からｔ５の間）においては、同様に、第２面に位置した場所にポリゴンミラーデバイスの第４面が移動してくる。つまり、時間間隔Ｔ１における第１面と時間間隔Ｔ３における第３面とは、リターダ１８３から射出されるパルス光に対する角度が等しくなる。また、時間間隔Ｔ２における第２面と時間間隔Ｔ４における第４面とは、リターダ１８３から射出されるパルス光に対する角度が等しくなる。つまり、回転スイッチ１８４１は、ある時間間隔ごとに、パルス光を導くポリゴンミラー上の面を変更するものである。時間間隔Ｔ１における第１面に反射されたパルス光は、たとえば、第１光ファイバ１９Ａから第５光ファイバ１９Ｅの順番に入射される。時間間隔Ｔ２における第２面に反射されたパルス光は、たとえば、不図示の第６光ファイバ１９Ｆから第１０光ファイバ１９Ｊの順番に入射される。時間間隔Ｔ３における第３面に反射されたパルス光は、第１光ファイバ１９Ａから第５光ファイバ１９Ｅの順番に入射される。時間間隔Ｔ４における第４面に反射されたパルス光は、たとえば、不図示の第６光ファイバ１９Ｆから第１０光ファイバ１９Ｊの順番に入射される。このように、回転スイッチ１８４１は、ある時間間隔ごとに、パルス光を導くポリゴンミラー上の面を変更するものである。
【0064】
なお、分配部１８４は、光路切替部（例えば、ポリゴンミラーデバイス）からパルス光が出射する出射位置と、導光部（例えば、光ファイバ１９）のパルス光の入射位置とが光学的にほぼ共役となる位置に、光路切替部と導光部とを設けていてもよい。
また、分配部１８４は、ポリゴンミラーデバイスが反射するパルス光を各光ファイバ１９の入射端の位置に集光させるレンズ１８４３を備えていてもよいし、更にリレーレンズを用いてポリゴンミラーデバイスの反射面と光ファイバ１９の入射面を共役にしても構わない。換言すれば、光源ユニット１８は、光路切替部（例えば、ポリゴンミラーデバイス）と、導光部（例えば、光ファイバ１９）との間に、光路切替部からパルス光が出射する出射位置と、導光部の前記パルス光の入射位置とを光学的にほぼ共役とするリレーレンズを備えていてもよい。
また、分配部１８４は、ポリゴンミラーデバイスに代えて、パルス光の出射方向をわずかに振動させるようなガルバノミラーや音響光学変調器（ＡＯＭ）による光路変化を利用してもよい。
また、分配部１８４は、ポリゴンミラーデバイスが反射するパルス光を各光ファイバ１９の入射端の位置に集光させるレンズ１８４３を備えていてもよいし、更にリレーレンズを用いてポリゴンミラーデバイスの反射面と光ファイバ１９の入射面を共役にしても構わない。換言すれば、光源ユニット１８は、光路切替部（例えば、ポリゴンミラーデバイス）と、導光部（例えば、光ファイバ１９）との間に、光路切替部からパルス光が出射する出射位置と、導光部の前記パルス光の入射位置とを光学的にほぼ共役とするリレーレンズを備えていてもよい。
また、分配部１８４は、ポリゴンミラーデバイスに代えて、パルス光の出射方向をわずかに振動させるようなガルバノミラーや音響光学変調器（ＡＯＭ）による光路変化を利用してもよい。
【0065】
光ファイバ１９は、デストリビュータ１８４２によって分配されたパルス光を、照明モジュール１６に供給する。
【0066】
複数の光ファイバ１９は、１つの空間光変調器２０１へ異なる光源部１８１から射出される第１パルス光と第２パルス光とを導くように構成されていると言える。
複数の光伝送部のうち第１光伝送部は、複数設けられた空間光変調器２０１のうち第１空間光変調器へ第１パルス光と第２パルス光とを導く。
複数の光伝送部のうち第２光伝送部は、複数設けられた空間光変調器２０１のうち第２空間光変調器へ第１パルス光と第２パルス光とを導く。
複数の光伝送部のうち第１光伝送部は、複数設けられた空間光変調器２０１のうち第１空間光変調器へ第１パルス光と第２パルス光とを導く。
複数の光伝送部のうち第２光伝送部は、複数設けられた空間光変調器２０１のうち第２空間光変調器へ第１パルス光と第２パルス光とを導く。
【0067】
また、光源ユニット１８は、光源（例えば、光源部１８１）のパルス光の出射位置と、光路切替部（例えば、デストリビュータ１８４２）にパルス光が入射する入射位置とが光学的にほぼ共役となる位置に、光源と光路切替部とを設けていてもよい。
このように構成された光源ユニット１８によれば、光源部１８１のパルス光の出射位置と、デストリビュータ１８４２にパルス光が入射する入射位置とが共役であるため、光源部１８１のパルス光の出射位置を調整することによって、デストリビュータ１８４２にパルス光が入射する入射位置を容易に調整することができる。したがって、このように構成された光源ユニット１８によれば、光源部１８１の交換作業や位置調整作業において、デストリビュータ１８４２にパルス光が入射する入射位置を容易に調整することができる。
このように構成された光源ユニット１８によれば、光源部１８１のパルス光の出射位置と、デストリビュータ１８４２にパルス光が入射する入射位置とが共役であるため、光源部１８１のパルス光の出射位置を調整することによって、デストリビュータ１８４２にパルス光が入射する入射位置を容易に調整することができる。したがって、このように構成された光源ユニット１８によれば、光源部１８１の交換作業や位置調整作業において、デストリビュータ１８４２にパルス光が入射する入射位置を容易に調整することができる。
【0068】
【0069】
［光源ユニット１８の動作］
図９は、本実施形態の光源部１８１が出射するパルス光の状態の一例を示す図である。同図［Ａ］には、従来の光源部が出射するパルス光の状態の一例を示す。従来の光源部は、パルス幅２０ｎｓ、周期２００ｋＨｚのパルス光を出射する。
図９は、本実施形態の光源部１８１が出射するパルス光の状態の一例を示す図である。同図［Ａ］には、従来の光源部が出射するパルス光の状態の一例を示す。従来の光源部は、パルス幅２０ｎｓ、周期２００ｋＨｚのパルス光を出射する。
【0070】
同図［Ｂ］には、本実施形態の光源部１８１が出射するパルス光の状態の一例を示す。本実施形態の光源部１８１は、パルス幅２ｎｓ、パルス間隔２０ｎｓ、パルス数１０、周期２００ｋＨｚの群パルス光を出射する。
【0071】
ここで、本実施形態の光源部１８１は、複数の光源部１８１が互いに異なるタイミングで群パルス光を出射する。一例として、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂは、いずれも、パルス幅２ｎｓ、パルス間隔２０ｎｓ、パルス数１０、周期２００ｋＨｚの群パルス光を出射する。第２光源部１８１Ｂは、第１光源部１８１Ａが出射する群パルス光のパルス間隔２０ｎｓの期間において、パルス光を出射する。
つまり、第１光源部１８１Ａのパルス光の出射タイミングと、第２光源部１８１Ｂのパルス光の出射タイミングとが互いにずらされている。
一例として、第１光源部１８１Ａと第２光源部１８１Ｂとについて説明したが、第１光源部１８１Ａ～第４光源部１８１Ｄの出射タイミングがそれぞれ互いにずらされていてもよい。
つまり、第１光源部１８１Ａのパルス光の出射タイミングと、第２光源部１８１Ｂのパルス光の出射タイミングとが互いにずらされている。
一例として、第１光源部１８１Ａと第２光源部１８１Ｂとについて説明したが、第１光源部１８１Ａ～第４光源部１８１Ｄの出射タイミングがそれぞれ互いにずらされていてもよい。
【0072】
すなわち、光源ユニット１８は、複数のパルス光の発光タイミングを互いに異ならせることにより、分配部１８４が分配するパルス光の状態を互いに異ならせる。
具体的には、同図［Ｂ］に示すように、第１光源部１８１Ａは、第１時間に第１パルス光を射出する。第２光源部１８１Ｂは、第１時間とは異なる第２時間に第２パルス光を射出する。
上述したように、照明モジュール１６（照明系）は、第１パルス光及び第２パルス光を空間光変調器２０１へ導き、を空間光変調器２０１照明する。
第２光源部１８１Ｂは、第１時間からの時間間隔が所定時間間隔よりも短くなる第２時間に第２パルス光を射出する。所定時間間隔とは、空間光変調器２０１がＤＭＤである場合には、マイクロミラーのオン状態とオフ状態とを切り替える周期である。
具体的には、同図［Ｂ］に示すように、第１光源部１８１Ａは、第１時間に第１パルス光を射出する。第２光源部１８１Ｂは、第１時間とは異なる第２時間に第２パルス光を射出する。
上述したように、照明モジュール１６（照明系）は、第１パルス光及び第２パルス光を空間光変調器２０１へ導き、を空間光変調器２０１照明する。
第２光源部１８１Ｂは、第１時間からの時間間隔が所定時間間隔よりも短くなる第２時間に第２パルス光を射出する。所定時間間隔とは、空間光変調器２０１がＤＭＤである場合には、マイクロミラーのオン状態とオフ状態とを切り替える周期である。
【0073】
第１光源部１８１Ａは、所定周期により第１パルス光を連続的に射出する。第２光源部１８１Ｂは、所定周期により第２パルス光を連続的に射出する。所定周期とは、同図［Ｂ］に示す群パルス光の周期（例えば、周期２００ｋＨｚ）である。連続的に射出とは、所定パルス幅（例えば、パルス幅２ｎｓ）、所定パルス間隔（例えば、パルス間隔２０ｎｓ）、所定パルス数（例えば、パルス数１０）の群パルス光として射出することである。
【0074】
第２光源部１８１Ｂは、連続する第１パルス光が第１光源部１８１Ａから射出される間の時間に、第２パルス光を射出する。連続する第１パルス光が第１光源部１８１Ａから射出される間の時間とは、第１パルス光の１つの群パルス光が射出される間の時間（例えば、２００ｎｓ）である。
【0075】
第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂは、空間光変調器２０１の素子が制御される所定時間間隔よりも短い時間間隔となる所定周期により、第１パルス光と第２パルス光とをそれぞれ連続的に射出する。すなわち、群パルス光の発振時間間隔（先述の所定周期例えば、周期２００ｋＨｚ）は、空間光変調器２０１の複数の素子が個別に制御される所定時間間隔（例えば、１０ｋＨｚ）よりも短い時間間隔である。
【0076】
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数のパルス光の出射タイミングが互いに異なるものとなり、パルス光の可干渉性が低減されるため、スペックルの発生を抑制することができる。
【0077】
なお、上述したパルス光の出射タイミングは、制御部２１が光源部１８１を制御することによって調整されてもよい。先述の第１光源部１８１Ａ～第８光源部１８１Ｈは、それぞれが種光源を備えており、制御部は、この各種光源をそれぞれ制御することに、光源ごとにパルス光の発振タイミングを制御することができる。制御部２１は、複数のパルス光の発光タイミングを互いに異ならせることにより、空間光変調器２０１上におけるパルス光の状態を互いに異ならせる。制御部２１は、状態変更部の一例である。
また、上述したパルス光の出射タイミングは、制御部２１の制御によらずに、光源部１８１にあらかじめ発光タイミングが設定されていてもよい。
また、上述したパルス光の出射タイミングは、制御部２１の制御によらずに、光源部１８１にあらかじめ発光タイミングが設定されていてもよい。
【0078】
本実施形態の光源部１８１は、複数の光源部１８１が出射するパルス光の波長が、互いに異なっていてもよい。一例として、複数の光源部１８１のパルス光の中心波長を数ピコメートルから数十ピコメートルほど異ならせる。光源部１８１毎に異ならせる中心波長のずれ量の許容値は、一例としてそのずれ量に起因して投影モジュールで発生する色収差によって決まる。許容値がたとえば１００ｐｍ、光源の数が５台であれば、光源ごとに２０ｐｍずつ均等にずらす。なお、ずらす量は均等でなくてもよい。換言すると、色収差により露光不良が発生しない程度に、光源部１８１毎に中心波長をずらす。一例として、光源部１８１は、動作環境温度の変化によって、出射されるパルス光の波長が変化する。複数の光源部１８１は、互いに動作環境温度を異ならせることにより、互いのパルス光の波長を異ならせる。
なお、第１パルス光と第２パルス光との中心波長の波長差をλとし、波長差λによって発生する投影光学系の色収差をΔと、投影光学系の開口数をＮＡとするとき、
λ＞Δ×（ＮＡ＾２）
を満たす。
なお、第１パルス光と第２パルス光との中心波長の波長差をλとし、波長差λによって発生する投影光学系の色収差をΔと、投影光学系の開口数をＮＡとするとき、
λ＞Δ×（ＮＡ＾２）
を満たす。
【0079】
なお、光源ユニット１８は、光源部１８１の動作環境温度を変化させる温度制御デバイス（加温デバイスまたは冷却デバイス。いずれも不図示）を備えていてもよい。また、温度制御デバイスは、制御部２１の制御に基づいて、光源部１８１の動作環境温度を変化させる構成であってもよい。この場合、制御部２１は、複数の光源部１８１の動作環境温度をそれぞれ制御することにより、複数の光源部１８１がそれぞれ出射するパルス光の波長が互いに異なるように制御する。
光源ユニット１８は、種光の温度を積極的に周期的に変動させることで波長を周期的に可変し、ある範囲内で、波長を周期的に変更することも可能である。
光源ユニット１８は、種光の温度を積極的に周期的に変動させることで波長を周期的に可変し、ある範囲内で、波長を周期的に変更することも可能である。
【0080】
光源ユニット１８は、光源部１８１が出射するパルス光の波長帯域のうち一部の波長帯域を透過可能にする波長フィルタデバイス（不図示）を備えていてもよい。また、波長フィルタデバイスは、制御部２１の制御に基づいて、透過させるパルス光の波長を変化させる構成であってもよい。この場合、制御部２１は、波長フィルタデバイスが透過させる波長帯域を、複数の光源部１８１について互いに異なるように制御することにより、複数の光源部１８１がそれぞれ出射するパルス光の波長が互いに異なるように制御する。
【0081】
光源ユニット１８は、状態変更部の一例である。光源ユニット１８（状態変更部）は、複数のパルス光の波長を互いに異ならせることにより、分配部１８４が分配するパルス光の状態を互いに異ならせる。
例えば、第１光源部１８１Ａが射出するパルス光の波長と、第２光源部１８１Ｂが射出するパルス光の波長とは互いに異なる。第１光源部１８１Ａは、第２光源部１８１Ｂから射出される第２パルス光の波長が異なる第１パルス光を射出する。
例えば、第１光源部１８１Ａが射出するパルス光の波長と、第２光源部１８１Ｂが射出するパルス光の波長とは互いに異なる。第１光源部１８１Ａは、第２光源部１８１Ｂから射出される第２パルス光の波長が異なる第１パルス光を射出する。
【0082】
光源ユニット１８は、出射されるパルス光の波長を計測する波長計測デバイス（不図示）を備えていてもよい。制御部２１は、波長計測デバイスによるパルス光の波長の測定結果に基づいて、光源部１８１から出射されるパルス光の波長を制御する。
換言すれば、制御部２１は、複数のパルス光の波長を互いに異ならせることにより、空間光変調器２０１上におけるパルス光の状態を互いに異ならせる。制御部２１は、状態変更部の一例である。
換言すれば、制御部２１は、複数のパルス光の波長を互いに異ならせることにより、空間光変調器２０１上におけるパルス光の状態を互いに異ならせる。制御部２１は、状態変更部の一例である。
【0083】
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数のパルス光の波長が互いに異なるものとなり、パルス光の可干渉性が低減されるため、スペックルの発生を抑制することができる。
【0084】
第１パルス光の波長と、第２パルス光の波長とが互いに異なる場合について説明したが、これに限られない。第１パルス光の位相状態と、第２パルス光の位相状態とが互いに異なる構成であってもよい。この場合、照明系は、第１パルス光または第２パルス光の少なくとも一方の位相状態を変化させる位相変化部を有していてもよい。
【0085】
【0086】
図１０は、本実施形態のパルス光が光ファイバ１９に入射する位置の一例を示す図である。
上述したように、デストリビュータ１８４２（例えば、ポリゴンミラーデバイス）には、リターダ１８３からパルス光（例えば、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１）が入射する。デストリビュータ１８４２に入射した第１リターダ出射光１８３ＬＯ１は、ポリゴンミラーデバイスへの入射角度と、入射したタイミングにおける反射鏡の角度とに基づく方向に反射される。入射したタイミングにおける反射鏡の角度は、ポリゴンミラーデバイスの回転速度（角速度）が変化することによって変化する。
例えば、デストリビュータ１８４２の回転速度が所定の角速度であれば、デストリビュータ１８４２によって反射された第１リターダ出射光１８３ＬＯ１は、光ファイバ１９の位置Ｐ１に入射する。デストリビュータ１８４２の回転速度が所定の角速度よりも遅い場合には、デストリビュータ１８４２によって反射された第１リターダ出射光１８３ＬＯ１は、光ファイバ１９の位置Ｐ２に入射する。デストリビュータ１８４２の回転速度が所定の角速度よりも速い場合には、デストリビュータ１８４２によって反射された第１リターダ出射光１８３ＬＯ１は、光ファイバ１９の位置Ｐ３に入射する。
上述したように、デストリビュータ１８４２（例えば、ポリゴンミラーデバイス）には、リターダ１８３からパルス光（例えば、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１）が入射する。デストリビュータ１８４２に入射した第１リターダ出射光１８３ＬＯ１は、ポリゴンミラーデバイスへの入射角度と、入射したタイミングにおける反射鏡の角度とに基づく方向に反射される。入射したタイミングにおける反射鏡の角度は、ポリゴンミラーデバイスの回転速度（角速度）が変化することによって変化する。
例えば、デストリビュータ１８４２の回転速度が所定の角速度であれば、デストリビュータ１８４２によって反射された第１リターダ出射光１８３ＬＯ１は、光ファイバ１９の位置Ｐ１に入射する。デストリビュータ１８４２の回転速度が所定の角速度よりも遅い場合には、デストリビュータ１８４２によって反射された第１リターダ出射光１８３ＬＯ１は、光ファイバ１９の位置Ｐ２に入射する。デストリビュータ１８４２の回転速度が所定の角速度よりも速い場合には、デストリビュータ１８４２によって反射された第１リターダ出射光１８３ＬＯ１は、光ファイバ１９の位置Ｐ３に入射する。
【0087】
ここでは、ファイバに入射する位置変化を記載したが、例えば、ポリゴンミラーデバイスの反射面とファイバ入射口をレンズにより共役としてもよい。換言すれば、分配部１８４は、光路切替部（例えば、ポリゴンミラーデバイス）からパルス光が出射する出射位置と、導光部（例えば、光ファイバ１９）のパルス光の入射位置とが光学的にほぼ共役となる位置に、光路切替部と導光部とを設けていてもよい。このように構成された光源ユニット１８によれば、ファイバの入射位置はぼぼ変わらないが、ファイバへの入射角度が変化させることもできる。
つまり、ポリゴンミラーデバイスの回転速度（角速度）が変化することによって、パルス光の光ファイバ１９への入射位置及び入射角が変化する。
パルス光の光ファイバ１９への入射位置及び入射角が変化すると、光ファイバ１９内を導光されるパルス光の経路が変化し、パルス光の時間的特性が変化する。
つまり、ポリゴンミラーデバイスの回転速度（角速度）が変化することによって、パルス光の光ファイバ１９への入射位置及び入射角が変化する。
パルス光の光ファイバ１９への入射位置及び入射角が変化すると、光ファイバ１９内を導光されるパルス光の経路が変化し、パルス光の時間的特性が変化する。
【0088】
制御部２１は、ポリゴンミラーデバイスの回転速度を変化させて、光ファイバ１９内を導光されるパルス光の経路を変化させることにより、照明モジュール１６から出射されるパルス光の時間的特性を変化させる。
すなわち、光源ユニット１８は、分配部１８４によるパルス光の分配タイミングをそれぞれ異ならせることにより、分配部１８４が分配するパルス光の状態を互いに異ならせる。
すなわち、光源ユニット１８は、分配部１８４によるパルス光の分配タイミングをそれぞれ異ならせることにより、分配部１８４が分配するパルス光の状態を互いに異ならせる。
【0089】
例えば、照明系は、第１パルス光と第２パルス光とを空間光変調器２０１へ導く光伝送部を備える。上述した光ファイバ１９は、光伝送部の一例である。位相変化部は、光伝送部（例えば、光ファイバ１９）へ入射される第１パルス光および第２パルス光の入射角度を調整する。上述した回転速度（角速度）が変化するポリゴンミラーデバイスは、位相変化部の一例である。
【0090】
換言すれば、照明系は、光路切替部を備えている。光路切替部は、合成されたパルス光の光路を切り替えて、複数設けられたマスクに順に導く。ポリゴンミラーデバイスは光路切替部の一例である。なお、上述したように、マスクとは、フォトマスクであってもよいし、空間光変調器であってもよい。
照明系が、合成されたパルス光の光路を切り替えて、複数設けられたマスクへ順に導く光路切替部を有する場合において、制御部２１は、光路切替部によるパルス光の分配タイミングをそれぞれ異ならせることにより、空間光変調器２０１上におけるパルス光の状態を互いに異ならせる。制御部２１による光路切替部によるパルス光の分配タイミング制御は、状態変更部の一例である。
照明系が、合成されたパルス光の光路を切り替えて、複数設けられたマスクへ順に導く光路切替部を有する場合において、制御部２１は、光路切替部によるパルス光の分配タイミングをそれぞれ異ならせることにより、空間光変調器２０１上におけるパルス光の状態を互いに異ならせる。制御部２１による光路切替部によるパルス光の分配タイミング制御は、状態変更部の一例である。
【0091】
すなわち、照明系は、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂから順次発振された第１パルス光および第２パルス光の光路を切り替えて、複数設けられた光伝送部（例えば、光ファイバ１９）に順に導く光路切替え機を有する。上述したポリゴンミラーデバイスは、光路切替え機の一例である。
【0092】
光路切替え機は、第１パルス光および第２パルス光を反射する反射面を有し、第１パルス光および第２パルス光に対する反射面の入射角度を変更し光路を切り替える。
位相変化部は、光伝送部へ入射される第１パルス光および第２パルス光の入射角度を調整するよう、光路切替え機を制御する。
位相変化部は、光伝送部へ入射される第１パルス光および第２パルス光の入射角度を調整するよう、光路切替え機を制御する。
【0093】
なお、位相変化部は、空間光変調器２０１へ入射される光を拡散する拡散板を有していてもよい。また、位相変化部は、光ファイバ１９自体を揺らすことで、位相変化を起こしてもよい。
【0094】
上述したように、露光装置１は、第１パルス光及び第２パルス光によって照明された複数の空間光変調器２０１からそれぞれ出射される光を基板に照射することにより、前記基板を分割露光する投影光学系と、を備える。
【0095】
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数のパルス光の時間的特性が互いに異なるものとなり、パルス光の可干渉性が低減されるため、スペックルの発生を抑制することができる。
【0096】
なお、各ファイバ１９の入射端の直前に拡散板を配置しても良い。拡散板は、パルス光を拡散し、パルス光のファイバへの入射位置、入射角度を変化させることができるため、パルス光の位相や波面を変更することができる。拡散されたパルス光は互いに重なりあい、平均化される。そのため、同じファイバ１９に入射されるパルス光ごとに位相、波面、強度等を変更することができる。
なお拡散板は、回転移動および／又は併進移動させる機構を備えていても良い。機構は、拡散板上でパルス光が通過する位置を変更することで、パルス光を拡散される状態を変更し、ファイバへのパルス光の入射位置や入射角度を変更させることができる。機構は、１つ目のパルスが通過した後、２つ目のパルスが通過する前に、拡散板を移動させると、パルス光どうしの位相や波面を変更することができる。このようにパルス光毎に位相や波面拡散板の移動は、１パルス毎に行っても良いし、複数パルス毎に行っても良い。また、拡散板は、ファイバ１９毎ではなく、複数のファイバに対して１つ設置するようにしても良い。
なお拡散板は、回転移動および／又は併進移動させる機構を備えていても良い。機構は、拡散板上でパルス光が通過する位置を変更することで、パルス光を拡散される状態を変更し、ファイバへのパルス光の入射位置や入射角度を変更させることができる。機構は、１つ目のパルスが通過した後、２つ目のパルスが通過する前に、拡散板を移動させると、パルス光どうしの位相や波面を変更することができる。このようにパルス光毎に位相や波面拡散板の移動は、１パルス毎に行っても良いし、複数パルス毎に行っても良い。また、拡散板は、ファイバ１９毎ではなく、複数のファイバに対して１つ設置するようにしても良い。
【0097】
なお、ポリゴンミラーデバイスの回転速度（角速度）を変化させ、パルス光の光ファイバ１９への入射位置を変化させたが、これに限定されない。ポリゴンミラーデバイスの回転速度を一定とし、光ファイバ１９の入射端を移動させ、パルス光が入射される位置をずらすようにしても良い。なお、ポリゴンミラーデバイスの回転速度を変化させつつ、光ファイバ１９の入射端を移動させるようにしても良い。
【0098】
なお、拡散板は、光ファイバ１９の射出端に設けられても良い。また、拡散板は、各光源の射出端に設けられても良い。
【0099】
［リターダ１８３の構成］
上述したように、リターダ１８３は、リターダ入射光１８３ＬＩを分割・合成することにより、パルス光の状態が変化したリターダ出射光１８３ＬＯを出射する。
具体的には、リターダ１８３は、入射したパルス光を複数（例えば２つ）に分割し、分割された一方のパルス光の光路長を、他方のパルス光の光路長よりも長くすることにより、パルス幅に相当する遅延をパルス光に生じさせる。リターダ１８３は、分割されたパルス光どうしを合成することにより、入射したパルス光に対して状態が変化したパルス光を出射する。図１１を参照してリターダ１８３の具体的な構成について説明する。
上述したように、リターダ１８３は、リターダ入射光１８３ＬＩを分割・合成することにより、パルス光の状態が変化したリターダ出射光１８３ＬＯを出射する。
具体的には、リターダ１８３は、入射したパルス光を複数（例えば２つ）に分割し、分割された一方のパルス光の光路長を、他方のパルス光の光路長よりも長くすることにより、パルス幅に相当する遅延をパルス光に生じさせる。リターダ１８３は、分割されたパルス光どうしを合成することにより、入射したパルス光に対して状態が変化したパルス光を出射する。図１１を参照してリターダ１８３の具体的な構成について説明する。
【0100】
図１１は、本実施形態のリターダ１８３の構成の概要を示す図である。一例として、同図には、９つのビームスプリッタ（例えば、ハーフプリズム）が直列に配置された、８段構成のリターダ１８３を示す。リターダ１８３は、入力段１８３１と、遅延段１８３２とを備える。入力段１８３１は、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａを備える。
【0101】
入力段ビームスプリッタ１８３４Ａは、上述した９つのビームスプリッタのうち、合成部１８２から出射されるパルス光（リターダ入射光１８３ＬＩ）が最初に入射するビームスプリッタである。入力段ビームスプリッタ１８３４Ａは、入射するパルス光を分割し、その一方を入力段ミラー１８３５に、他方を２段目のビームスプリッタに出射する。入力段ミラー１８３５によって反射されたパルス光は２段目のビームスプリッタに入射する。 なお、以下の説明において、プリズムミラー（例えば、入力段ミラー１８３５）を経由する光路を遅延光路と、プリズムミラーを経由しない光路を非遅延光路ともいう。
【0102】
２段目のビームスプリッタには、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａから出射されたパルス光（つまり、非遅延光路を経由し、遅延していないパルス光）と、入力段ミラー１８３５によって反射されたパルス光（つまり、遅延光路を経由し、遅延したパルス光）とがそれぞれ入射する。２段目のビームスプリッタにおいて、遅延していないパルス光と遅延したパルス光とが合成され、さらに遅延光路と非遅延光路とに分割される。
【0103】
上述したように、リターダ１８３が備えるビームスプリッタは、パルス光の一部を透過し、他の一部を反射することによって、パルス光を合成または分割する。すなわち、リターダ１８３（遅延光学系）は、パルス光の一部を透過し、他の一部を反射することによって、パルス光を合成または分割する。
また、ビームスプリッタ（例えば、ハーフプリズム）は、パルス光の偏光の状態（例えば、ｐ偏光とｓ偏光）によらずに、パルス光を透過又は反射する。リターダ１８３は、ビームスプリッタによって、パルス光を合成または分割する。
また、ビームスプリッタ（例えば、ハーフプリズム）は、パルス光の偏光の状態（例えば、ｐ偏光とｓ偏光）によらずに、パルス光を透過又は反射する。リターダ１８３は、ビームスプリッタによって、パルス光を合成または分割する。
【0104】
リターダ１８３（遅延光学系）は、合成部１８２が合成したパルス光を分割し、分割したそれぞれのパルス光の一部を遅延させる。すなわち、リターダ１８３（遅延光学系）は、合成部１８２が合成したパルス光の一部を遅延させる。
より具体的には、リターダ１８３（遅延光学系）は、パルス光の一部を分割して遅延光路に導光し、遅延光路に導光したパルス光の一部を、分割したパルス光の他の一部と合成することにより、パルス光の時間特性を変化させる。リターダ１８３（遅延光学系）は、複数の光源からそれぞれ出射されるパルス光を合成し、合成したパルス光の一部を分割して遅延光路に導光する。
より具体的には、リターダ１８３（遅延光学系）は、パルス光の一部を分割して遅延光路に導光し、遅延光路に導光したパルス光の一部を、分割したパルス光の他の一部と合成することにより、パルス光の時間特性を変化させる。リターダ１８３（遅延光学系）は、複数の光源からそれぞれ出射されるパルス光を合成し、合成したパルス光の一部を分割して遅延光路に導光する。
【0105】
リターダ１８３の８段目まで、パルス光の分割と合成とを繰り返すと、１つのパルス光（同図［Ｂ］を参照。）が、２の８乗（つまり、２５６）個の群パルス光（同図［Ｃ］を参照。）に変換される。
【0106】
すなわち、照明系は、第１パルス光および第２パルス光のそれぞれを、２つのパルス光に分割する分割部と、分割部を経た一方のパルス光を第１光路に沿って導くとともに分割部を経た他方のパルス光を第１光路よりも長い第２光路に沿って導く導光光学系と、を有する。
【0107】
光学系は、パルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部と、第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ第２パルス光を導く遅延光学系と、第１パルス光と遅延光学系をとおった第２パルス光とを合成する合成部と、を有する。
照明系は、合成部で合成された第１パルス光および第２パルス光をマスクへ導き、マスクを照明する。なお、上述したように、マスクとは、フォトマスクであってもよいし、空間光変調器であってもよい。
照明系は、合成部で合成された第１パルス光および第２パルス光をマスクへ導き、マスクを照明する。なお、上述したように、マスクとは、フォトマスクであってもよいし、空間光変調器であってもよい。
【0108】
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数のパルス光の時間的特性が互いに異なるものとなり、パルス光の可干渉性が低減されるため、スペックルの発生を抑制することができる。
【0109】
なお、同図［Ａ］には、１段目から３段目までをプリズムミラーによって遅延光路を構成し、４段目から８段目までを透過率が比較的高い光ファイバ１８３５Ａによって遅延光路を構成するリターダ１８３を例示したが、これに限られない。
【0110】
また、同図［Ａ］には、リターダ１８３に１種類のパルス光が入射する場合について説明したが、これに限られない。２種類のパルス光が入射するリターダ１８３について、図１２を参照して説明する。
【0111】
図１２は、本実施形態のリターダ１８３の構成の第１変形例を示す図である。同図には、一例として、６つのビームスプリッタ（例えば、ハーフプリズム）が直列に配置された５段構成のリターダ１８３を示す。
本変形例のリターダ１８３は、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１と、第２リターダ入射光１８３ＬＩ２との２種類のパルス光が、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａに入射する。
最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂは、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１と、第２リターダ出射光１８３ＬＯ２とをそれぞれ出射する。
本変形例のリターダ１８３は、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１と、第２リターダ入射光１８３ＬＩ２との２種類のパルス光が、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａに入射する。
最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂは、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１と、第２リターダ出射光１８３ＬＯ２とをそれぞれ出射する。
【0112】
上述したように、リターダ１８３（遅延光学系）は、例えば、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１と、第２リターダ出射光１８３ＬＯ２との複数の経路によってパルス光を出射する。リターダ１８３（遅延光学系）は、経路に対応する複数の分配部１８４に対してパルス光をそれぞれ出射する。すなわち、本変形例のリターダ１８３は、２入力－２出力である。
換言すれば、リターダ１８３（遅延光学系）が備える最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂは、複数の経路によってパルス光を出射する。パルス光はそれぞれの経路に対応する複数の分配部１８４（光路切替部）に導光される。すなわち、遅延光学系は、複数の経路によってパルス光を出射するものであって、経路に対応する複数の光路切替部に対して前記パルス光をそれぞれ出射する。なお、複数の光路切替部は、複数のデストリビュータ１８４２によって構成されていてもよいし、１つのデストリビュータ１８４２の互いに異なる反射面によって構成されていてもよい。
換言すれば、リターダ１８３（遅延光学系）が備える最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂは、複数の経路によってパルス光を出射する。パルス光はそれぞれの経路に対応する複数の分配部１８４（光路切替部）に導光される。すなわち、遅延光学系は、複数の経路によってパルス光を出射するものであって、経路に対応する複数の光路切替部に対して前記パルス光をそれぞれ出射する。なお、複数の光路切替部は、複数のデストリビュータ１８４２によって構成されていてもよいし、１つのデストリビュータ１８４２の互いに異なる反射面によって構成されていてもよい。
【0113】
図１３は、本実施形態のリターダ１８３の構成の第２変形例を示す図である。同図には、６つのビームスプリッタが直列に配置された５段構成のリターダ１８３を一例として示す。
本変形例のリターダ１８３は、５段目の遅延光路がミラー間を周回するように構成されている。具体的には、本変形例のリターダ１８３は、第１周回ミラー１８３５Ａ、第２周回ミラー１８３５Ｂ、第３周回ミラー１８３５Ｃ及び第４周回ミラー１８３５Ｄを備えている。第１周回ミラー１８３５Ａ～第４周回ミラー１８３５Ｄは、５段目の遅延光路を構成する。
本変形例のリターダ１８３は、５段目の遅延光路がミラー間を周回するように構成されている。具体的には、本変形例のリターダ１８３は、第１周回ミラー１８３５Ａ、第２周回ミラー１８３５Ｂ、第３周回ミラー１８３５Ｃ及び第４周回ミラー１８３５Ｄを備えている。第１周回ミラー１８３５Ａ～第４周回ミラー１８３５Ｄは、５段目の遅延光路を構成する。
【0114】
同図に示すように、リターダ１８３は、第２パルス光を反射する反射部（例えば、第１周回ミラー１８３５Ａ）と、反射された第２パルス光を再び反射部に入射する光学部材とを有する。
光学部材は、反射部材（例えば、第２周回ミラー１８３５Ｂ～第４周回ミラー１８３５Ｄ）を有する。反射部材（例えば、第２周回ミラー１８３５Ｂ～第４周回ミラー１８３５Ｄ）は、反射部（例えば、第１周回ミラー１８３５Ａ）に反射された第２パルス光を反射し、第２パルス光を反射部に入射する。
つまり、リターダ１８３は、反射部が反射したパルス光を、再び反射部に導光する光学部材を備えている。リターダ１８３は、これら反射部と光学部材とにより、パルス光の光路を反射部と光学部材との間で周回（例えば、渦巻き状に周回）させる。
光学部材は、反射部材（例えば、第２周回ミラー１８３５Ｂ～第４周回ミラー１８３５Ｄ）を有する。反射部材（例えば、第２周回ミラー１８３５Ｂ～第４周回ミラー１８３５Ｄ）は、反射部（例えば、第１周回ミラー１８３５Ａ）に反射された第２パルス光を反射し、第２パルス光を反射部に入射する。
つまり、リターダ１８３は、反射部が反射したパルス光を、再び反射部に導光する光学部材を備えている。リターダ１８３は、これら反射部と光学部材とにより、パルス光の光路を反射部と光学部材との間で周回（例えば、渦巻き状に周回）させる。
【0115】
このように構成されたリターダ１８３によれば、遅延光路の光路長をより長くしつつ（つまり、スペックル低減性能を向上させつつ）、装置が大型化することを抑制することができる。
【0116】
なお、リターダ１８３は、ビームスプリッタ１８３４Ｃを備えていてもよい。ビームスプリッタ１８３４Ｃは、第１周回ミラー１８３５Ａ～第４周回ミラー１８３５Ｄによるパルス光の周回光路に配置され、周回するパルス光の一部を周回光路に、他の一部を最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂに、それぞれ導光する。
このように構成されたリターダ１８３によれば、光路長が互いに異なる複数のパルス光の種類をさらに増すことができるため、装置の大型化を抑制しつつ、スペックル低減性能をさらに向上させることができる。
このように構成されたリターダ１８３によれば、光路長が互いに異なる複数のパルス光の種類をさらに増すことができるため、装置の大型化を抑制しつつ、スペックル低減性能をさらに向上させることができる。
【0117】
図１４は、本実施形態のリターダ１８３の構成の第３変形例を示す図である。同図には、５つのビームスプリッタが直列に配置された４段構成のリターダ１８３を一例として示す。本変形例のリターダ１８３は、リレーレンズ１８３６と集光鏡１８３７とを備えており、遅延光路がダイソン光学系を用いて構成されている。
より具体的には、第１段リターダ１８３Ａにおいて、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａによって反射されたパルス光は、リレーレンズ１８３６を介して集光鏡１８３７によって反射され、再びリレーレンズ１８３６を介して第２段ビームスプリッタ１８３４－２に入射する。第２段リターダ１８３Ｂ～第５段リターダ１８３Ｅにおいても、第１段リターダ１８３Ａと同様に集光と反射とを繰り返すことにより、遅延光路を構成する。
入力段ビームスプリッタ１８３４Ａが、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部をして機能する。リレーレンズ１８３６と集光鏡１８３７とが、第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ第２パルス光を導く遅延光学系として機能する。第２段ビームスプリッタ１８３４－２が、第１パルス光と遅延光学系（リレーレンズ１８３６及び集光鏡１８３７）をとおった第２パルス光とを合成する合成部として機能する。
より具体的には、第１段リターダ１８３Ａにおいて、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａによって反射されたパルス光は、リレーレンズ１８３６を介して集光鏡１８３７によって反射され、再びリレーレンズ１８３６を介して第２段ビームスプリッタ１８３４－２に入射する。第２段リターダ１８３Ｂ～第５段リターダ１８３Ｅにおいても、第１段リターダ１８３Ａと同様に集光と反射とを繰り返すことにより、遅延光路を構成する。
入力段ビームスプリッタ１８３４Ａが、第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部をして機能する。リレーレンズ１８３６と集光鏡１８３７とが、第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ第２パルス光を導く遅延光学系として機能する。第２段ビームスプリッタ１８３４－２が、第１パルス光と遅延光学系（リレーレンズ１８３６及び集光鏡１８３７）をとおった第２パルス光とを合成する合成部として機能する。
【0118】
上述したように、リレーレンズ１８３６は、集光鏡１８３７の表面の位置を後焦点とする。この後焦点は、第１段リターダ１８３Ａから入射するパルス光の焦点であり、第２段リターダ１８３Ｂに出射されるパルス光の焦点でもある。つまり、リレーレンズ１８３６は、第１段リターダ１８３Ａから入射するパルス光と、第２段リターダ１８３Ｂに出射されるパルス光とを、共通の焦点によって導光する。つまり、リレーレンズ１８３６について、第１段リターダ１８３Ａの分割面と、第２段リターダ１８３Ｂの分割面とが共役である。
ここで、第１段リターダ１８３Ａを第１分割合成部ともいう。また、第２段リターダ１８３Ｂを第２分割合成部ともいう。
すなわち、リターダ１８３（遅延光学系）は、複数のビームスプリッタ（分割合成部）のうち、パルス光を第１パルス光と第２パルス光とに分割して第１パルス光を遅延光路に導光する第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）の分割面と、遅延光路から出射される第１パルス光と第２パルス光とを合成する第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）の分割面とが、共役である。
なお、双方のパルス光がほぼ平行な光と見なせる場合には、特に光路長差が短い場合には、第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）の分割面と第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）の分割面とが、厳密に共役関係である必要はない。この場合には、一方のパルス光について所定の距離を遅延させるように配置すればよい。
ここで、第１段リターダ１８３Ａを第１分割合成部ともいう。また、第２段リターダ１８３Ｂを第２分割合成部ともいう。
すなわち、リターダ１８３（遅延光学系）は、複数のビームスプリッタ（分割合成部）のうち、パルス光を第１パルス光と第２パルス光とに分割して第１パルス光を遅延光路に導光する第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）の分割面と、遅延光路から出射される第１パルス光と第２パルス光とを合成する第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）の分割面とが、共役である。
なお、双方のパルス光がほぼ平行な光と見なせる場合には、特に光路長差が短い場合には、第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）の分割面と第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）の分割面とが、厳密に共役関係である必要はない。この場合には、一方のパルス光について所定の距離を遅延させるように配置すればよい。
【0119】
リレーレンズ１８３６を光学部材ともいう。集光鏡１８３７を反射部ともいう。
すなわち、リターダ１８３（遅延光学系）は、リレーレンズ１８３６（光学部材）と、集光鏡１８３７（反射部）とを備える。
集光鏡１８３７（反射部）は、第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）から出射される第１パルス光を第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）の方向に反射する。
リレーレンズ１８３６（光学部材）は、第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）及び第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）との間の光路上に配置され、第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）から出射される第１パルス光を集光鏡１８３７（反射部）に入射させ、集光鏡１８３７（反射部）によって反射される第１パルス光を第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）に入射させる。
すなわち、リターダ１８３（遅延光学系）は、リレーレンズ１８３６（光学部材）と、集光鏡１８３７（反射部）とを備える。
集光鏡１８３７（反射部）は、第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）から出射される第１パルス光を第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）の方向に反射する。
リレーレンズ１８３６（光学部材）は、第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）及び第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）との間の光路上に配置され、第１段リターダ１８３Ａ（第１分割合成部）から出射される第１パルス光を集光鏡１８３７（反射部）に入射させ、集光鏡１８３７（反射部）によって反射される第１パルス光を第２段リターダ１８３Ｂ（第２分割合成部）に入射させる。
【0120】
換言すれば、リターダ１８３（遅延光学系）は、反射部（例えば、集光鏡１８３７）と、光学部材（例えば、リレーレンズ１８３６）とを備えている。反射部は、第２パルス光を反射し合成部（例えば、第２段ビームスプリッタ１８３４－２）に導光する。光学部材は、分割部（例えば、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａ）と反射部との間、且つ、反射部と合成部の間に配置され、第２パルス光を反射部に入射させ、反射部によって反射された第２パルス光を合成部に入射させる。
リターダ１８３（遅延光学系）は、パルス光を第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部（例えば、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａ）の分割面と、第１光路をとおった第１パルス光と第２光路をとおった第２パルス光とを合成する合成部（例えば、第２段ビームスプリッタ１８３４－２）の合成面とが、光学的に共役となる位置に、分割部と合成部とを設ける。
リターダ１８３（遅延光学系）は、パルス光を第１パルス光と第２パルス光とに分割する分割部（例えば、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａ）の分割面と、第１光路をとおった第１パルス光と第２光路をとおった第２パルス光とを合成する合成部（例えば、第２段ビームスプリッタ１８３４－２）の合成面とが、光学的に共役となる位置に、分割部と合成部とを設ける。
【0121】
上述したように、リターダ１８３（遅延光学系）は、第１段リターダ１８３Ａと第２段リターダ１８３Ｂとの少なくとも２段構成にされている。換言すれば、リターダ１８３（遅延光学系）は、第２パルス光の進行方向を軸として対向する位置に、リレーレンズ１８３６（光学部材）が少なくとも２個配置される。これら複数の光学部材のうち、一方の光学部材の光軸と、他方の光学部材の光軸とが、軸方向に離間している。
すなわち、反射部は、第１反射部と第２反射部とを有する。光学部材は、分割部で分割された第２パルス光を第１反射部に入射する第１光学部材と、第１反射部に反射された第２パルス光を第２反射部に入射する第２光学部材と、を有する。第１光学部材及び第２光学部材は、互いの光軸が離間して配置される。
すなわち、反射部は、第１反射部と第２反射部とを有する。光学部材は、分割部で分割された第２パルス光を第１反射部に入射する第１光学部材と、第１反射部に反射された第２パルス光を第２反射部に入射する第２光学部材と、を有する。第１光学部材及び第２光学部材は、互いの光軸が離間して配置される。
【0122】
同図に示すように、反射部（例えば、集光鏡１８３７）は、光学部材（例えば、リレーレンズ１８３６）の焦点位置が、第２パルス光を反射する反射面となる位置に設けられる。
反射部（例えば、集光鏡１８３７）は、反射部に入射する第２パルス光がとおる光学部材内の位置とは異なる位置に、第２パルス光が入射するよう第２パルス光を反射させる。 すなわち、第２反射部は、第２パルス光を反射させ、第２光学系を介して、第２パルス光を再び第１反射部へ導光する。反射部は、第３反射部を有する。光学部材は、第３光学部材を有する。第２反射部は、第２パルス光を反射させ、第２光学系および第３光学系を介して、第３反射部へ第２パルス光を導光する。
反射部（例えば、集光鏡１８３７）は、反射部に入射する第２パルス光がとおる光学部材内の位置とは異なる位置に、第２パルス光が入射するよう第２パルス光を反射させる。 すなわち、第２反射部は、第２パルス光を反射させ、第２光学系を介して、第２パルス光を再び第１反射部へ導光する。反射部は、第３反射部を有する。光学部材は、第３光学部材を有する。第２反射部は、第２パルス光を反射させ、第２光学系および第３光学系を介して、第３反射部へ第２パルス光を導光する。
【0123】
リターダ１８３の第２段ビームスプリッタ１８３４－２は、パルス光の分割部の機能と合成部の機能とを兼ねている。第２段ビームスプリッタ１８３４－２（合成部）は、第１パルス光を第３パルス光と第４パルス光とに分割し、第２パルス光を第５パルス光と第６パルス光とに分割する。
【0124】
図１５は、本実施形態のリターダ１８３の構成の第４変形例を示す図である。同図には、６つのビームスプリッタが直列に配置された５段構成のリターダ１８３を一例として示す。本変形例のリターダ１８３は、第１段リターダ１８３Ａ～第５段リターダ１８３Ｅを含む。第１段リターダ１８３Ａ～第５段リターダ１８３Ｅは、それぞれリレーレンズ１８３６と集光鏡１８３７とを備えており、ダイソン光学系を用いて構成されている。
より具体的には、第１段リターダ１８３Ａにおいて、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａによって反射されたパルス光は、リレーレンズ１８３６を介して集光鏡１８３７によって反射され、再びリレーレンズ１８３６を介して第２段ビームスプリッタ１８３４－２に入射する。第２段リターダ１８３Ｂ～第５段リターダ１８３Ｅにおいても、第１段リターダ１８３Ａと同様に集光と反射とを繰り返すことにより、遅延光路を構成する。
より具体的には、第１段リターダ１８３Ａにおいて、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａによって反射されたパルス光は、リレーレンズ１８３６を介して集光鏡１８３７によって反射され、再びリレーレンズ１８３６を介して第２段ビームスプリッタ１８３４－２に入射する。第２段リターダ１８３Ｂ～第５段リターダ１８３Ｅにおいても、第１段リターダ１８３Ａと同様に集光と反射とを繰り返すことにより、遅延光路を構成する。
【0125】
遅延光路の光路長は、リターダ１８３の段数を経るごとに指数的に増加する。本変形例のリターダ１８３は、第３段リターダ１８３Ｃ以降の段において、複数のリレーレンズ１８３６と集光鏡１８３７とを備え、光路をリターダ幅１８３Ｗの方向に折り返す構成を有する。このように構成されたリターダ１８３によれば、リターダ幅１８３Ｗ方向の寸法の増加を抑えつつ、より長い光路長の遅延光路を構成することができる。
【0126】
同図には、リターダ１８３の各段がダイソン光学系を用いて構成されている場合について示す。すなわち、リターダ１８３は、ビームスプリッタ１８３４（分割部）をとおった第２パルス光を反射部（図１４の集光鏡１８３７に相当。）に集光するレンズ（図１４のリレーレンズ１８３６に相当。）を有している。レンズは、集光鏡（反射部材）で反射された第２パルス光を、次段の反射鏡（反射部材）へ導く。
【0127】
なお、リターダ１８３の各段がダイソン光学系を用いて構成されていなくてもよい。リターダ１８３は、段ごとに、図１４などに示したダイソン光学系による遅延光路と、図１２などに示したプリズムミラーによる遅延光路と、を交互に用いて構成されていてもよい。
この場合、リターダ１８３は、ビームスプリッタ（分割部）をとおった第２パルス光を、集光鏡に集光するリレーレンズ（レンズ部）を有している。リレーレンズは、集光鏡で反射された第２パルス光を、次段のビームスプリッタへ導く。次段のビームスプリッタは、第２パルス光をプリズムミラー（反射部）へ導く。
この場合、リターダ１８３は、ビームスプリッタ（分割部）をとおった第２パルス光を、集光鏡に集光するリレーレンズ（レンズ部）を有している。リレーレンズは、集光鏡で反射された第２パルス光を、次段のビームスプリッタへ導く。次段のビームスプリッタは、第２パルス光をプリズムミラー（反射部）へ導く。
【0128】
また、光路の折り返し数が増加する後段のリターダ１８３（例えば、第５段リターダ１８３Ｅ）は、図１６に示す構成にすることができる。
【0129】
図１６は、本実施形態のリターダ１８３の構成の第５変形例を示す図である。同図には図１５に示す第５段リターダ１８３Ｅに代えて採用される、ダイソン光学系による遅延光路の一例を示す。
本変形例の第５段リターダ１８３Ｅは、第１リレーレンズ１８３６Ａ、第１集光鏡１８３７Ａ、第２リレーレンズ１８３６Ｂ及び第２集光鏡１８３７Ｂを備える。
第１集光鏡１８３７Ａは、第１リレーレンズ１８３６Ａの後焦点位置に配置される。第１リレーレンズ１８３６Ａに入射した第１光Ｌ１は、第１集光鏡１８３７Ａによって反射され、第２光Ｌ２として再び第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する。第１リレーレンズ１８３６Ａに入射した第２光Ｌ２は、第２リレーレンズ１８３６Ｂに入射する。
第２集光鏡１８３７Ｂは、第２リレーレンズ１８３６Ｂの後焦点位置に配置される。第２リレーレンズ１８３６Ｂに入射した第２光Ｌ２は、第２集光鏡１８３７Ｂによって反射され、第３光Ｌ３として再び第２リレーレンズ１８３６Ｂに入射する。第２リレーレンズ１８３６Ｂに入射した第３光Ｌ３は、第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する。
第１リレーレンズ１８３６Ａに入射した第３光Ｌ３は、第１集光鏡１８３７Ａによって反射され、第４光Ｌ４として再び第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する。
本変形例の第５段リターダ１８３Ｅは、第１リレーレンズ１８３６Ａ、第１集光鏡１８３７Ａ、第２リレーレンズ１８３６Ｂ及び第２集光鏡１８３７Ｂを備える。
第１集光鏡１８３７Ａは、第１リレーレンズ１８３６Ａの後焦点位置に配置される。第１リレーレンズ１８３６Ａに入射した第１光Ｌ１は、第１集光鏡１８３７Ａによって反射され、第２光Ｌ２として再び第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する。第１リレーレンズ１８３６Ａに入射した第２光Ｌ２は、第２リレーレンズ１８３６Ｂに入射する。
第２集光鏡１８３７Ｂは、第２リレーレンズ１８３６Ｂの後焦点位置に配置される。第２リレーレンズ１８３６Ｂに入射した第２光Ｌ２は、第２集光鏡１８３７Ｂによって反射され、第３光Ｌ３として再び第２リレーレンズ１８３６Ｂに入射する。第２リレーレンズ１８３６Ｂに入射した第３光Ｌ３は、第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する。
第１リレーレンズ１８３６Ａに入射した第３光Ｌ３は、第１集光鏡１８３７Ａによって反射され、第４光Ｌ４として再び第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する。
【0130】
第２リレーレンズ１８３６Ｂの光軸ＡＸ２は、第１リレーレンズ１８３６Ａの光軸ＡＸ１に対して、ビームスプリッタ１８３４の配列方向（図１５及び図１６に示す方向Ｄ１）にオフセットして配置される。
第３光Ｌ３が第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する位置は、第１光Ｌ１が第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する位置に対して、上述したオフセット分、方向Ｄ１にずれている。このため、第１光Ｌ１が第１集光鏡１８３７Ａに入射する入射角と、第３光Ｌ３が第１集光鏡１８３７Ａに入射する入射角とが互いに異なる。したがって、第１集光鏡１８３７Ａによって反射される第２光Ｌ２の光路と、第４光Ｌ４の光路とが互いに異なることになり、第２光Ｌ２と、第４光Ｌ４とを幾何学的に分離可能になる。このため、第５段リターダ１８３Ｅは、第４光Ｌ４をリターダ出射光１８３ＬＯとして取り出すことができる。
第３光Ｌ３が第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する位置は、第１光Ｌ１が第１リレーレンズ１８３６Ａに入射する位置に対して、上述したオフセット分、方向Ｄ１にずれている。このため、第１光Ｌ１が第１集光鏡１８３７Ａに入射する入射角と、第３光Ｌ３が第１集光鏡１８３７Ａに入射する入射角とが互いに異なる。したがって、第１集光鏡１８３７Ａによって反射される第２光Ｌ２の光路と、第４光Ｌ４の光路とが互いに異なることになり、第２光Ｌ２と、第４光Ｌ４とを幾何学的に分離可能になる。このため、第５段リターダ１８３Ｅは、第４光Ｌ４をリターダ出射光１８３ＬＯとして取り出すことができる。
【0131】
換言すれば、リレーレンズ１８３６は、その光軸がレンズ部の光軸と離間するように配置される。
【0132】
このように構成されたリターダ１８３によれば、リレーレンズ１８３６及び集光鏡１８３７の部品点数の増加を抑えつつ、より長い光路長の遅延光路を構成することができる。 なお、本変形例では、集光と反射とを３回繰り返す構成の遅延光路について説明したが、集光と反射との繰り返し回数はこれに限られず、より多くの回数繰り返すように構成されていてもよい。
【0133】
ここで、方向Ｄ１を第２パルス光の進行方向ともいう。リターダ１８３（遅延光学系）は、第２パルス光の進行方向（方向Ｄ１）を軸として対向する位置に、リレーレンズ１８３６（光学部材）と、集光鏡１８３７（反射部）との組を遅延光路として備える。リレーレンズ１８３６と集光鏡１８３７との組とは、例えば、「第１リレーレンズ１８３６Ａと第１集光鏡１８３７Ａ」の組、及び「第２リレーレンズ１８３６Ｂと第２集光鏡１８３７Ｂ」の組である。
「第１リレーレンズ１８３６Ａと第１集光鏡１８３７Ａ」の組が構成する遅延光路を第１の遅延光路ともいい、「第２リレーレンズ１８３６Ｂと第２集光鏡１８３７Ｂ」の組が構成する遅延光路を第２の遅延光路ともいう。
リターダ１８３（遅延光学系）の遅延光路のうち、第１の遅延光路を構成する光学部材（例えば、第１リレーレンズ１８３６Ａ）の光軸と、第２の遅延光路を構成する光学部材（例えば、第２リレーレンズ１８３６Ｂ）の光軸とが、方向Ｄ１にオフセット（つまり、軸方向に離間）している。
「第１リレーレンズ１８３６Ａと第１集光鏡１８３７Ａ」の組が構成する遅延光路を第１の遅延光路ともいい、「第２リレーレンズ１８３６Ｂと第２集光鏡１８３７Ｂ」の組が構成する遅延光路を第２の遅延光路ともいう。
リターダ１８３（遅延光学系）の遅延光路のうち、第１の遅延光路を構成する光学部材（例えば、第１リレーレンズ１８３６Ａ）の光軸と、第２の遅延光路を構成する光学部材（例えば、第２リレーレンズ１８３６Ｂ）の光軸とが、方向Ｄ１にオフセット（つまり、軸方向に離間）している。
【0134】
図１７は、本実施形態のリターダ１８３の構成の第６変形例を示す図である。同図には、４つのビームスプリッタが直列に配置された３段構成のリターダ１８３を一例として示す。本変形例のリターダ１８３は、ビームスプリッタ１８３４の配列方向（同図の方向Ｄ１）を対象軸として対向配置された２組のダイソン光学系を用いて構成される。
このように構成されたリターダ１８３によれば、リレーレンズ１８３６及び集光鏡１８３７の部品点数の増加を抑えつつ、より長い光路長の遅延光路を構成することができる。 なお、ほぼ入射光が平行と見なせる場合には、凹面鏡（例えば、第１集光鏡１８３７Ａや第２集光鏡）の光束が小さくなりパワーが高いレーザなどではダメージを受ける場合があるが、本実施例のように入射側のハーフプリズムにレンズにより集光させることで凹面鏡上での光束径を大きくすることも可能となる。この場合には、非遅延部と遅延部との光束を同様の径となるようにすることが望ましく、若干プリズムミラー位置同士の共役関係をずらすことが望ましい。図１４、図１５も同様にずらすことが望ましいがレーザのようにほぼ平行な光束と見なせる場合には、特に問題にならない。
なお、遅延光学系はビームスプリッタ（例えば、ハーフプリズム）による光の分割及び合成を行うこととしたが、薄膜の透過率、反射率の特性ばらつきなどを考慮して、波長板と偏光ビームスプリッタの構成とし、波長板の回転により透過・反射光を調整しても構わない。
このように構成されたリターダ１８３によれば、リレーレンズ１８３６及び集光鏡１８３７の部品点数の増加を抑えつつ、より長い光路長の遅延光路を構成することができる。 なお、ほぼ入射光が平行と見なせる場合には、凹面鏡（例えば、第１集光鏡１８３７Ａや第２集光鏡）の光束が小さくなりパワーが高いレーザなどではダメージを受ける場合があるが、本実施例のように入射側のハーフプリズムにレンズにより集光させることで凹面鏡上での光束径を大きくすることも可能となる。この場合には、非遅延部と遅延部との光束を同様の径となるようにすることが望ましく、若干プリズムミラー位置同士の共役関係をずらすことが望ましい。図１４、図１５も同様にずらすことが望ましいがレーザのようにほぼ平行な光束と見なせる場合には、特に問題にならない。
なお、遅延光学系はビームスプリッタ（例えば、ハーフプリズム）による光の分割及び合成を行うこととしたが、薄膜の透過率、反射率の特性ばらつきなどを考慮して、波長板と偏光ビームスプリッタの構成とし、波長板の回転により透過・反射光を調整しても構わない。
【0135】
［分配部の変形例］
図１８は、分配部１８４の変形例を示す図である。本変形例の分配部１８４は、２つのデストリビュータ１８４２（第１デストリビュータ１８４２Ａ及び第２デストリビュータ１８４２Ｂ）を備えている。第１デストリビュータ１８４２Ａは、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂから出射される第１リターダ出射光１８３ＬＯ１を分配する。第２デストリビュータ１８４２Ｂは、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂから出射される第２リターダ出射光１８３ＬＯ２を分配する。
図１８は、分配部１８４の変形例を示す図である。本変形例の分配部１８４は、２つのデストリビュータ１８４２（第１デストリビュータ１８４２Ａ及び第２デストリビュータ１８４２Ｂ）を備えている。第１デストリビュータ１８４２Ａは、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂから出射される第１リターダ出射光１８３ＬＯ１を分配する。第２デストリビュータ１８４２Ｂは、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂから出射される第２リターダ出射光１８３ＬＯ２を分配する。
【0136】
すなわち、上述した図６に示す分配部１８４の構成では、１つのデストリビュータ１８４２の互いに異なる２つの反射面のうち、第１反射面によって第１リターダ出射光１８３ＬＯ１を分割し、第２反射面によって第２リターダ出射光１８３ＬＯ２を分割する。一方、本変形例の分配部１８４は、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１を分割する第１デストリビュータ１８４２Ａと、第２リターダ出射光１８３ＬＯ２を分割する第２デストリビュータ１８４２Ｂとを備える点において、上述した図６に示す分配部１８４の構成と異なる。
【0137】
本変形例のように構成された分配部１８４によれば、２つのデストリビュータ１８４２の回転速度をそれぞれ制御することができる。このため、本変形例のように構成された分配部１８４によれば、２つのデストリビュータ１８４２の回転速度を互いに異ならせることができ、パルス光の可干渉性が低減され、スペックル低減性能をより高めることができる。
【0138】
［デストリビュータと照明モジュールとの対応関係の変形例］
なお、上述した一例では、１つの照明モジュール１６にパルス光を導光するデストリビュータ１８４２が１つである場合について説明したがこれに限られない。１つの照明モジュール１６にパルス光を導光するデストリビュータ１８４２が複数であってもよい。デストリビュータ１８４２と照明モジュール１６との対応関係の変形例について、図１９を参照して説明する。
なお、上述した一例では、１つの照明モジュール１６にパルス光を導光するデストリビュータ１８４２が１つである場合について説明したがこれに限られない。１つの照明モジュール１６にパルス光を導光するデストリビュータ１８４２が複数であってもよい。デストリビュータ１８４２と照明モジュール１６との対応関係の変形例について、図１９を参照して説明する。
【0139】
図１９は、本実施形態の光源ユニット１８と照明モジュール１６との対応関係の変形例を示す図である。
本変形例において、デストリビュータ１８４２は、第１デストリビュータ１８４２Ａと第２デストリビュータ１８４２Ｂとを含む。複数の照明モジュール１６のそれぞれは、第１光ファイバ１９Ａを介して第１デストリビュータ１８４２Ａから光が導光され、第２光ファイバ１９Ｂを介して第２デストリビュータ１８４２Ｂから光が導光される。
つまり、本変形例においては、デストリビュータ１８４２と照明モジュール１６とが、ｎ対１（ｎは自然数。この一例では、ｎ＝２）で設けられる。
本変形例において、デストリビュータ１８４２は、第１デストリビュータ１８４２Ａと第２デストリビュータ１８４２Ｂとを含む。複数の照明モジュール１６のそれぞれは、第１光ファイバ１９Ａを介して第１デストリビュータ１８４２Ａから光が導光され、第２光ファイバ１９Ｂを介して第２デストリビュータ１８４２Ｂから光が導光される。
つまり、本変形例においては、デストリビュータ１８４２と照明モジュール１６とが、ｎ対１（ｎは自然数。この一例では、ｎ＝２）で設けられる。
【0140】
本変形例のように構成された露光装置１によれば、ｎ個（例えば、２つ）のデストリビュータ１８４２から分配される、状態が互いに異なるパルス光を、照明モジュール１６に導光することができる。このため、本変形例のように構成された露光装置１によれば、照明モジュール１６から出射されるパルス光の状態をより多様にすることができ、パルス光の可干渉性が低減され、スペックル低減性能をより高めることができる。
【0141】
図２０は、本実施形態の光源ユニット１８の第１変形例を示す図である。
本変形例の光源ユニット１８は、一例として４つの光源部１８１（第１光源部１８１Ａ～第４光源部１８１Ｄ）を備えている。また、本変形例の光源ユニット１８は、リターダ１８３からデストリビュータ１８４２に対して２つのリターダ出射光１８３ＬＯ（第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２）を出射する。すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、４入力－２出力構成である。
本変形例の光源ユニット１８は、一例として４つの光源部１８１（第１光源部１８１Ａ～第４光源部１８１Ｄ）を備えている。また、本変形例の光源ユニット１８は、リターダ１８３からデストリビュータ１８４２に対して２つのリターダ出射光１８３ＬＯ（第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２）を出射する。すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、４入力－２出力構成である。
【0142】
合成部１８２は、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂについて、プリズムミラー１８２１、プリズムミラー１８２１Ａ、プリズムミラー１８２１Ｂ、偏光ビームスプリッタ１８２２、波長板１８２３、プリズムミラー１８２５、ハーフプリズム１８２６Ａ及びプリズムミラー１８２７ を備えている。プリズムミラー１８２１は、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光（ｓ偏光）を偏光ビームスプリッタ１８２２に導光する。プリズムミラー１８２１Ａ及びプリズムミラー１８２１Ｂは、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光（ｓ偏光）を波長板１８２３に導光する。波長板１８２３は、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光（ｓ偏光）の偏光状態を変化させパルス光（ｐ偏光）を偏光ビームスプリッタ１８２２に導光する。
【0143】
合成部１８２は、第３光源部１８１Ｃ及び第４光源部１８１Ｄについても、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂの構成に対応する構成を有する。すなわち、合成部１８２は、第３光源部１８１Ｃ及び第４光源部１８１Ｄからのパルス光をそれぞれ偏光ビームスプリッタ１８２２に導光する。
【0144】
ハーフプリズム１８２６Ａには、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂからの第１光と、第３光源部１８１Ｃ及び第４光源部１８１Ｄからの第２光とが入射する。ハーフプリズム１８２６Ａは、第１光の一部を反射させ、第２光の一部を透過させ、それらの光を合成し、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１を、リターダ１８３が備える入力段ビームスプリッタ１８３へ入射する。また、ハーフプリズム１８２６Ａは、第１光の他部を透過させ、第２光の他部を反射させ、それらの光を合成する。合成された光は、第２リターダ入射光１８３ＬＩ２として、プリズムミラー１８２７で反射され、入力段ビームスプリッタ１８３へ入射される。
【0145】
リターダ１８３は、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａと、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂとの間の遅延光路によって、パルス光の時間軸の分布を変化させる。リターダ１８３は、時間軸の分布を変化させたパルス光を第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２として、分配部１８４に出射する。
【0146】
本変形例の分配部１８４は、２つのデストリビュータ１８４２（第１デストリビュータ１８４２Ａ及び第２デストリビュータ１８４２Ｂ）を備えている。第１デストリビュータ１８４２Ａは、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂから出射される第１リターダ出射光１８３ＬＯ１を分配する。第２デストリビュータ１８４２Ｂは、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂから出射される第２リターダ出射光１８３ＬＯ２を分配する。
【0147】
なお、合成部１８２は、プリズムミラー１８２７を構成として含まない、つまり第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂについて、プリズムミラー１８２１、プリズムミラー１８２１Ａ、プリズムミラー１８２１Ｂ、偏光ビームスプリッタ１８２２、波長板１８２３、プリズムミラー１８２５、及びハーフプリズム１８２６Ａを備えていてもよい。合成部がこのような構成の場合、リターダ１８３は、先述した構成に加えハーフプリズム１８２６Ａとプリズムミラー１８２７とを構成として含む。そのように考えた場合、ハーフプリズム１８２６Ａは、合成部１８２の一部であり、リターダ１８３の入力段ビームスプリッタであると言える。図２０で示された入力段ビームスプリッタ１８３４Ａに入射される第１光と、プリズムミラーで反射された入力段ビームスプリッタ１８３４Ａに入射される第２光とは、入力段ビームスプリッタ１８３４Ａに入射されるまでの光路に差が生じており、ハーフプリズム１８２６Ａとプリズムミラー１８２７とは、リターダ１８３の一部であることがわかる。この構成は、本変形例のみに限定されるものではなく、他の実施例、後述する他の変形例においても同様である。
【0148】
すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、複数の光源と、光学系と、照明系とを備えている。光学系は、分割部と、遅延光学系と、合成分割部（例えば、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂ）とを有している。
分割部は、複数の光源からそれぞれ出射されるパルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する。遅延光学系は、第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ第２パルス光を導く。合成部は、第１パルス光と遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成する。
光学系は、合成部が合成したパルス光を光源の数（例えば、４つ）を上限とする数（例えば、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２の２つ）にして出射する。
分割部は、複数の光源からそれぞれ出射されるパルス光を、第１パルス光と第２パルス光とに分割する。遅延光学系は、第１パルス光がとおる第１光路よりも長い第２光路へ第２パルス光を導く。合成部は、第１パルス光と遅延光学系をとおった前記第２パルス光とを合成する。
光学系は、合成部が合成したパルス光を光源の数（例えば、４つ）を上限とする数（例えば、第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２の２つ）にして出射する。
【0149】
また、光学系は、合成分割部が合成したパルス光を少なくとも２つに分割して出射するように構成されていてもよい。この場合、照明系は、分割されたパルス光をそれぞれ互いに異なるマスクへ導くことにより、少なくとも２つのマスクを照明する。
【0150】
すなわち、合成分割部は、複数の光源から出射されるパルス光の偏光特性に基づいてパルス光を合成する。
【0151】
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数のパルス光の時間軸の分布が互いに異なるものとなり、パルス光の可干渉性が低減されるため、スペックルの発生を抑制することができる。また、光源部１８１の数（例えば、４つ）よりも少ない数（例えば、２つ）のパルス光を出射するように構成された光源ユニット１８によれば、複数の光源部１８１を備えることによってパルス光のパワーを強くしつつ、可干渉性が低減されたパルス光を出射することができる。
【0152】
なお、光源ユニット１８は、分割部で分割された遅延光路上の所定位置と、合成部においてパルス光が合成される合成面とが光学的にほぼ共役となる位置に、分割部と合成部とを設けていてもよい。より具体的には、光源ユニット１８は、ビームスプリッタ１８３４Ｃから非遅延側の光路に出射されたパルス光が次段のビームスプリッタ（例えば、最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂ）に入射して合成・分割される位置と、ビームスプリッタ１８３４Ｃから遅延側の光路に出射されたパルス光の所定の位置（例えば、図２０に示す位置Ｐ５）とが、光学的にほぼ共役となる位置に、分割部と合成部とを設けていてもよい。 また、光源ユニット１８は、分割部で分割された遅延光路上の所定位置（例えば、図２０に示す位置Ｐ５）と、合成部においてパルス光が合成される合成面（例えば、図２０に示す位置Ｐ４）とを光学的にほぼ共役とする不図示のリレーレンズを遅延光路上に備えていてもよい。これは、リターダを介すことで遅延光路が長く、たとえばビームスプリッタ１８３４Ｃの分割面と最終段ビームスプリッタ１８３４Ｂと分割面との間の距離が長くなるため、分割面どうしの間に一回共役点を設けることで、光をリレーしやすくするためである。
このように構成された光源ユニット１８によれば、分割部で分割されて遅延光路に導光されるパルス光と、非遅延光路に導光されるパルス光とが、合成面において合成されやすくなり、スペックルをより低減させることができる。
このように構成された光源ユニット１８によれば、分割部で分割されて遅延光路に導光されるパルス光と、非遅延光路に導光されるパルス光とが、合成面において合成されやすくなり、スペックルをより低減させることができる。
【0153】
また、光源ユニット１８は、複数の光源部１８１からそれぞれ入力段ビームスプリッタ１８３４Ａにパルス光を入射させる各光路の光路長が、互いにほぼ等しくされていてもよい。
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数の光源部１８１からそれぞれ出射されるパルス光の時間軸の条件をそろえることができ、スペックル低減のためのパルス光の調整を容易にすることができる。
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数の光源部１８１からそれぞれ出射されるパルス光の時間軸の条件をそろえることができ、スペックル低減のためのパルス光の調整を容易にすることができる。
【0154】
また、光源ユニット１８は、複数の光源部１８１からそれぞれ入力段ビームスプリッタ１８３４Ａにパルス光を入射させる各光路の光路長が、互いに異なっていてもよい。
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数の光源部１８１から同時にパルス光が出射された場合であっても、出射されるパルス光どうしの時間軸の条件にばらつきを与えることができ、スペックル低減のためのパルス光の調整を容易にすることができる。
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数の光源部１８１から同時にパルス光が出射された場合であっても、出射されるパルス光どうしの時間軸の条件にばらつきを与えることができ、スペックル低減のためのパルス光の調整を容易にすることができる。
【0155】
図２１は、本実施形態の光源ユニット１８の第２変形例を示す図である。
本変形例の光源ユニット１８は、一例として４つの光源部１８１（第１光源部１８１Ａ～第４光源部１８１Ｄ）を備えている。また、本変形例の光源ユニット１８は、リターダ１８３からデストリビュータ１８４２に対して２つのリターダ出射光１８３ＬＯ（第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２）を出射する。すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、４入力－２出力構成である。
本変形例の光源ユニット１８は、一例として４つの光源部１８１（第１光源部１８１Ａ～第４光源部１８１Ｄ）を備えている。また、本変形例の光源ユニット１８は、リターダ１８３からデストリビュータ１８４２に対して２つのリターダ出射光１８３ＬＯ（第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２）を出射する。すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、４入力－２出力構成である。
【0156】
本変形例の光源ユニット１８は、上述した第１変形例の偏光ビームスプリッタ１８２２及び波長板１８２３に代えて、三角プリズムミラー１８２８を備える。
合成部１８２は、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂについて、プリズムミラー１８２１Ｃ、プリズムミラー１８２１Ｄ、三角プリズムミラー１８２８、プリズムミラー１８２５、ハーフプリズム１８２６Ａ及びプリズムミラー１８２７を備えている。
プリズムミラー１８２１Ｃは、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光（ｓ偏光）を三角プリズムミラー１８２８に導光する。プリズムミラー１８２１Ｄは、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光（ｓ偏光）を三角プリズムミラー１８２８に導光する。
三角プリズムミラー１８２８は、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光と、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光とを、プリズムミラー１８２５を介してハーフプリズム１８２６Ａに導光する。
合成部１８２は、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂについて、プリズムミラー１８２１Ｃ、プリズムミラー１８２１Ｄ、三角プリズムミラー１８２８、プリズムミラー１８２５、ハーフプリズム１８２６Ａ及びプリズムミラー１８２７を備えている。
プリズムミラー１８２１Ｃは、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光（ｓ偏光）を三角プリズムミラー１８２８に導光する。プリズムミラー１８２１Ｄは、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光（ｓ偏光）を三角プリズムミラー１８２８に導光する。
三角プリズムミラー１８２８は、第１光源部１８１Ａが出射するパルス光と、第２光源部１８１Ｂが出射するパルス光とを、プリズムミラー１８２５を介してハーフプリズム１８２６Ａに導光する。
【0157】
合成部１８２は、第３光源部１８１Ｃ及び第４光源部１８１Ｄについても、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂの構成に対応する構成を有する。すなわち、合成部１８２は、第３光源部１８１Ｃ及び第４光源部１８１Ｄからのパルス光を、三角プリズムミラーを介してハーフプリズム１８２６Ａに導光する。
【0158】
ハーフプリズム１８２６Ａには、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂからの第１光と、第３光源部１８１Ｃ及び第４光源部１８１Ｄからの第２光とが入射する。ハーフプリズム１８２６Ａは、第１光の一部を反射させ、第２光の一部を透過させ、それらの光を合成し、第１リターダ入射光１８３ＬＩ１を、リターダ１８３が備える入力段ビームスプリッタ１８３へ入射する。また、ハーフプリズム１８２６Ａは、第１光の他部を透過させ、第２光の他部を反射させ、それらの光を合成する。合成された光は、第２リターダ入射光１８３ＬＩ２として、プリズムミラー１８２７で反射され、入力段ビームスプリッタ１８３へ入射される。
すなわち、本変形例では、三角プリズムミラー１８２８が、複数の光源部１８１からのパルス光を視野合成して、ハーフプリズム１８２６Ａに入射させる。ここで、視野合成とは、パルス光の各光路どうしを、換言すると光軸を互いに近接させることにより、パルス光を合成することである。また、視野合成とは、パルス光の各光路どうしを単一の光学系によってリレー可能なように近接させることである、ともいえる。
すなわち、本変形例では、三角プリズムミラー１８２８が、複数の光源部１８１からのパルス光を視野合成して、ハーフプリズム１８２６Ａに入射させる。ここで、視野合成とは、パルス光の各光路どうしを、換言すると光軸を互いに近接させることにより、パルス光を合成することである。また、視野合成とは、パルス光の各光路どうしを単一の光学系によってリレー可能なように近接させることである、ともいえる。
【0159】
すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、三角プリズムミラー１８２８を含む導光部を備えている。導光部は、複数の光源（例えば、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂ）からそれぞれ出射されるパルス光の光路どうしを分割部（例えば、ハーフプリズム１８２６Ａ）に入射しうる範囲内に互いに近接させて、パルス光を分割部に導光する。
【0160】
このように構成された光源ユニット１８によれば、複数のパルス光の時間軸の分布が互いに異なるものとなり、パルス光の可干渉性が低減されるため、スペックルの発生を抑制することができる。また、光源部１８１の数（例えば、４つ）よりも少ない数（例えば、２つ）のパルス光を出射するように構成された光源ユニット１８によれば、複数の光源部１８１を備えることによってパルス光のパワーを強くしつつ、可干渉性が低減されたパルス光を出射することができる。
また、このように構成された光源ユニット１８によれば、光学部品のレーザ耐性や寿命を考慮して、三角プリズムミラー１８２８によってパルス光の光路どうしを積極的にずらすこともできる。パルス光の光路どうしがずらされる（例えば、パルス光の光路間の距離が大きくされる）ことにより、例えば、ハーフプリズム１８２６Ａなどの光学部品において、複数のパルス光のパワーが集中する程度を低下させることができ、光学部品の寿命を延ばすことができる。
また、このように構成された光源ユニット１８によれば、光学部品のレーザ耐性や寿命を考慮して、三角プリズムミラー１８２８によってパルス光の光路どうしを積極的にずらすこともできる。パルス光の光路どうしがずらされる（例えば、パルス光の光路間の距離が大きくされる）ことにより、例えば、ハーフプリズム１８２６Ａなどの光学部品において、複数のパルス光のパワーが集中する程度を低下させることができ、光学部品の寿命を延ばすことができる。
【0161】
図２２は、本実施形態の光源ユニット１８の第３変形例を示す図である。
本変形例の光源ユニット１８は、一例として８つの光源部１８１（第１光源部１８１Ａ～第８光源部１８１Ｈ）を備えている。また、本変形例の光源ユニット１８は、リターダ１８３からデストリビュータ１８４２に対して２つのリターダ出射光１８３ＬＯ（第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２）を出射する。すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、８入力－２出力構成である。
本変形例の光源ユニット１８は、一例として８つの光源部１８１（第１光源部１８１Ａ～第８光源部１８１Ｈ）を備えている。また、本変形例の光源ユニット１８は、リターダ１８３からデストリビュータ１８４２に対して２つのリターダ出射光１８３ＬＯ（第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２）を出射する。すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、８入力－２出力構成である。
【0162】
本変形例の光源ユニット１８は、上述した第１変形例における偏光ビームスプリッタ１８２２を用いたパルス光の偏光特性に基づく合成と、第２変形例における三角プリズムミラー１８２８を用いた視野合成とを組み合わせることによって、パルス光を合成する。
【0163】
このように構成された光源ユニット１８によれば、より多く（例えば、８つ）の光源部１８１からのパルス光を合成することができるため、パルス光の可干渉性がより低減されて、スペックルの発生を抑制することができる。
【0164】
図２３は、本実施形態の光源ユニット１８の第４変形例を示す図である。
本変形例の光源ユニット１８は、一例として８つの光源部１８１（第１光源部１８１Ａ～第８光源部１８１Ｈ）を備えている。また、本変形例の光源ユニット１８は、リターダ１８３からデストリビュータ１８４２に対して２つのリターダ出射光１８３ＬＯ（第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２）を出射する。すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、８入力－２出力構成である。
本変形例の光源ユニット１８は、上述した第２変形例における三角プリズムミラー１８２８を用いた視野合成によって、８つのパルス光を合成する。
本変形例の光源ユニット１８は、一例として８つの光源部１８１（第１光源部１８１Ａ～第８光源部１８１Ｈ）を備えている。また、本変形例の光源ユニット１８は、リターダ１８３からデストリビュータ１８４２に対して２つのリターダ出射光１８３ＬＯ（第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２）を出射する。すなわち、本変形例の光源ユニット１８は、８入力－２出力構成である。
本変形例の光源ユニット１８は、上述した第２変形例における三角プリズムミラー１８２８を用いた視野合成によって、８つのパルス光を合成する。
【0165】
本変形例のリターダ１８３は、上述した第２変形例におけるリターダ１８３のハーフプリズム１８２６Ｂに代えて、偏光ビームスプリッタ１８２６Ｃ、偏光ビームスプリッタ１８２６Ｄ、波長板１８２３Ａ及び波長板１８２３Ｂを備える。
波長板１８２３Ａは、遅延光路から偏光ビームスプリッタ１８２６Ｃに入射するパルス光の偏光状態を変化させる。偏光ビームスプリッタ１８２６Ｃにおいて、非遅延光路から入射したパルス光と、波長板１８２３Ａから入射したパルス光とが合成され、合成されたパルス光が同図に示す位置Ｐ６に出射される。
波長板１８２３Ｂは、位置Ｐ６から入射するパルス光（つまり、偏光ビームスプリッタ１８２６Ｃにおいて合成されたパルス光）の偏光状態を変化させる。
偏光ビームスプリッタ１８２６Ｄは、波長板１８２３Ｂから入射するパルス光の偏光状態に基づいて、パルス光を第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２に分割して出射する。
波長板１８２３Ａは、遅延光路から偏光ビームスプリッタ１８２６Ｃに入射するパルス光の偏光状態を変化させる。偏光ビームスプリッタ１８２６Ｃにおいて、非遅延光路から入射したパルス光と、波長板１８２３Ａから入射したパルス光とが合成され、合成されたパルス光が同図に示す位置Ｐ６に出射される。
波長板１８２３Ｂは、位置Ｐ６から入射するパルス光（つまり、偏光ビームスプリッタ１８２６Ｃにおいて合成されたパルス光）の偏光状態を変化させる。
偏光ビームスプリッタ１８２６Ｄは、波長板１８２３Ｂから入射するパルス光の偏光状態に基づいて、パルス光を第１リターダ出射光１８３ＬＯ１及び第２リターダ出射光１８３ＬＯ２に分割して出射する。
【0166】
なお、本変形例において、波長板１８２３Ｂ及び偏光ビームスプリッタ１８２６Ｄを備えずに、位置Ｐ６のパルス光（つまり、偏光ビームスプリッタ１８２６Ｃにおいて合成されたパルス光）をデストリビュータ１８４２に出射する構成であってもよい。この構成の場合には、光源ユニット１８は、８入力－１出力構成である。
【0167】
なお、上述した実施形態およびその変形例において、三角プリズムミラー１８２８によって視野合成を実現するものとして説明したが、これに限られない。例えば、上述した偏光ビームスプリッタによって視野合成を実現してもよい。また、例えば、偏光ビームスプリッタや非偏光型のハーフプリズムにおいて、パルス光を分割する分割面へのパルス光の入射位置をずらすことによって視野合成を実現してもよい。
【0168】
なお、上述したパルス光の可干渉性を低減する手法は、スキャン露光する場合の積算像のコントラスト低下を招く場合がある。このスキャン露光する場合の積算像のコントラスト低下は、露光している間に像が進むことによる像の流れとして発生する。その像の流れ量は、解像度のおよそ１／３～１／４程度に収めることが好ましい。
例えば、スキャン露光する場合の積算像のコントラスト低下を招く像の流れ量を解像度の１／４に収めるとした場合の、パルス光の許容遅延時間Δｔは、解像度を２μｍ、スキャン速度を１０００ｍｍ／ｓとすると、Δｔ＝２／４／１０００＝０．５μｓｅｃである。ここで、パルス発光幅を４ｎｓとすると、最大１２５（≒１２８）パルスに分割可能である。
また、例えば、スキャン露光する場合の積算像のコントラスト低下を解像度の１／３に収めるとした場合の、パルス光の許容遅延時間Δｔは、解像度を２μｍ、スキャン速度を１０００ｍｍ／ｓとすると、Δｔ＝２／３／１０００＝０．６７μｓｅｃである。
このように、リターダ１８３の遅延光学系による遅延させたパルス光が合成された群パルス光のパルス幅が、露光装置１の走査速度による像の流れの積が解像度の１／３以下となるように設定されると好ましい。
例えば、スキャン露光する場合の積算像のコントラスト低下を招く像の流れ量を解像度の１／４に収めるとした場合の、パルス光の許容遅延時間Δｔは、解像度を２μｍ、スキャン速度を１０００ｍｍ／ｓとすると、Δｔ＝２／４／１０００＝０．５μｓｅｃである。ここで、パルス発光幅を４ｎｓとすると、最大１２５（≒１２８）パルスに分割可能である。
また、例えば、スキャン露光する場合の積算像のコントラスト低下を解像度の１／３に収めるとした場合の、パルス光の許容遅延時間Δｔは、解像度を２μｍ、スキャン速度を１０００ｍｍ／ｓとすると、Δｔ＝２／３／１０００＝０．６７μｓｅｃである。
このように、リターダ１８３の遅延光学系による遅延させたパルス光が合成された群パルス光のパルス幅が、露光装置１の走査速度による像の流れの積が解像度の１／３以下となるように設定されると好ましい。
【0169】
例えば、露光装置１において、投影モジュール１７（投影光学系）に対してステージ１４が所定速度で相対移動する場合に、第１パルス光の発光タイミングである第１時間と、第２パルス光の発光タイミングである第２時間との時間差をδ、所定速度をＶ、解像度をＲとすると、Ｒ／３＜Ｖ・δを満たす。
【0170】
また、第１光源部１８１Ａ及び第２光源部１８１Ｂは、λ＞Δ×（ＮＡ＾２）を満たす第１パルス光及び第２パルス光を射出する。ここで、λは第１パルス光と第２パルス光との波長差を、Δは第１パルス光と第２パルス光との波長差によって発生する投影光学系の色収差を、ＮＡは投影光学系の開口数を示す。＾２は２乗を意味する。
【0171】
なお、上記実施形態で引用した露光装置などに関する全ての米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
【0172】
以上説明したように、本発明の照明装置、露光装置は、リソグラフィ工程において物体に照明光を照射して露光するのに適している。また、本発明のフラットパネルディスプレイ製造方法は、フラットパネルディスプレイの生産に適している。
【符号の説明】
【0173】
１…露光装置、１６…照明モジュール、１６２１…光変調部、１７…投影モジュール、１８…光源ユニット、１８１…光源部、１８２…合成部、１８３…リターダ、１８４…分配部、１９…光ファイバ、２１…制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】