(57)【要約】【課題】  走査露光にかかるスループットの向上を達成する。【解決手段】  本発明の態様にかかる露光装置は、パターンが形成されたマスク（Ｍ）を保持して第１方向（Ｘ方向）へ移動するマスク移動部（ＭＳ）と、第１方向に間隔を隔てた第１照明領域（ＩＲ１）および第２照明領域（ＩＲ２）を形成する照明系（ＩＬ１，ＩＬ２）と、感光性基板（Ｗ）を保持して第２方向（Ｘ方向）へ移動する基板移動部（ＷＳ）と、第１照明領域のパターンの第１投影像および第２照明領域のパターンの第２投影像を形成する投影光学系（ＰＬ）と、第１投影像および第２投影像を第１投影領域（ＥＲ１）内および第２投影領域（ＥＲ２）内に制限する制限部（ＭＢ，ＭＤ，ＣＲ）とを備えている。第１投影領域と共役な第１共役領域と第２投影領域と共役な第２共役領域との第１方向に沿った間隔は、第２方向に隣り合った第１転写領域および第２転写領域への各走査露光が順次行われる間隔に設定されている。【選択図】  図１
2010087513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたマスクを保持して第１方向へ移動するマスク移動部と、
前記マスク移動部が保持する前記マスクに露光光を照射して、前記第１方向に間隔を隔てた第１照明領域および第２照明領域を形成する照明系と、
感光性基板を保持し、前記第１方向に対応する第２方向へ前記マスク移動部に同期して移動する基板移動部と、
前記第１照明領域に位置する前記パターンの第１投影像および前記第２照明領域に位置する前記パターンの第２投影像を、前記基板移動部が保持する前記感光性基板上に形成する投影光学系と、
前記感光性基板上の前記第１投影像および前記第２投影像をそれぞれ第１投影領域内および第２投影領域内に制限する制限部とを備え、
前記投影光学系を介して前記第１投影領域と光学的に共役な第１共役領域と、前記第２投影領域と光学的に共役な第２共役領域との前記第１方向に沿った領域間隔は、前記感光性基板上で前記第２方向に沿って隣り合う第１転写領域および第２転写領域への前記パターンの各走査露光が、前記マスク移動部と前記基板移動部との同期移動に対応して順次行われる間隔に設定されていることを特徴とする露光装置。
【請求項２】
前記領域間隔は、前記第１転写領域もしくは前記第２転写領域の前記第２方向に沿った寸法と、前記第１投影領域と前記第２投影領域との前記第２方向に沿った間隔と、前記第１転写領域と前記第２転写領域との前記第２方向に沿った間隔と、前記投影光学系の倍率とに基づく間隔に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１共役領域の中心と前記第２共役領域の中心との前記第１方向に沿った中心間隔Ｕと、前記第１転写領域もしくは前記第２転写領域の前記第２方向に沿った寸法Ｓと、前記第１投影領域の中心と前記第２投影領域の中心との前記第２方向に沿った中心間隔Ｖと、前記第１転写領域と前記第２転写領域との前記第２方向に沿った間隔Ｋと、前記投影光学系の投影倍率の絶対値βとは、
Ｕ＝（Ｓ＋Ｋ＋Ｖ）／β
の関係を満足することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１共役領域の中心と前記第２共役領域の中心との前記第１方向に沿った中心間隔Ｕと、前記マスク上の前記パターンが形成されたパターン領域の前記第１方向に沿った寸法Ｐと、前記第１投影領域の中心と前記第２投影領域の中心との前記第２方向に沿った中心間隔Ｖと、前記第１転写領域と前記第２転写領域との前記第２方向に沿った間隔Ｋと、前記投影光学系の投影倍率の絶対値βとは、
Ｕ＝Ｐ＋（Ｋ＋Ｖ）／β
の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１照明領域の中心と前記第２照明領域の中心との前記第１方向に沿った中心間隔Ｕと、前記マスク上の前記パターンが形成されたパターン領域の前記第１方向に沿った寸法Ｐと、前記第１照明領域もしくは前記第２照明領域の前記第１方向に沿った寸法Ｄと、前記第１投影領域と前記第２投影領域との前記第２方向に沿った間隔Ｔと、前記第１転写領域と前記第２転写領域との前記第２方向に沿った間隔Ｋと、前記投影光学系の投影倍率の絶対値βとは、
Ｕ＝Ｐ＋Ｄ＋（Ｔ＋Ｋ）／β
の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項６】
前記基板移動部は、前記マスク移動部が前記第１方向に沿って前記第１共役領域から前記第２共役領域に向かう向きへ移動する動きに同期して、前記第２方向に沿って前記第１投影領域から前記第２投影領域に向かう向きへ移動することを特徴とする請求項３〜５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項７】
前記第１共役領域の中心と前記第２共役領域の中心との前記第１方向に沿った中心間隔Ｕと、前記第１転写領域もしくは前記第２転写領域の前記第２方向に沿った寸法Ｓと、前記第１投影領域の中心と前記第２投影領域の中心との前記第２方向に沿った中心間隔Ｖと、前記第１転写領域と前記第２転写領域との前記第２方向に沿った間隔Ｋと、前記投影光学系の投影倍率の絶対値βとは、
Ｕ＝（Ｓ＋Ｋ−Ｖ）／β
の関係を満足することを特徴とする請求項２に記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１共役領域の中心と前記第２共役領域の中心との前記第１方向に沿った中心間隔Ｕと、前記マスク上の前記パターンが形成されたパターン領域の前記第１方向に沿った寸法Ｐと、前記第１投影領域の中心と前記第２投影領域の中心との前記第２方向に沿った中心間隔Ｖと、前記第１転写領域と前記第２転写領域との前記第２方向に沿った間隔Ｋと、前記投影光学系の投影倍率の絶対値βとは、
Ｕ＝Ｐ＋（Ｋ−Ｖ）／β
の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１照明領域の中心と前記第２照明領域の中心との前記第１方向に沿った中心間隔Ｕと、前記マスク上の前記パターンが形成されたパターン領域の前記第１方向に沿った寸法Ｐと、前記第１照明領域もしくは前記第２照明領域の前記第１方向に沿った寸法Ｄと、前記第１投影領域と前記第２投影領域との前記第２方向に沿った間隔Ｔと、前記第１転写領域と前記第２転写領域との前記第２方向に沿った間隔Ｋと、前記投影光学系の投影倍率の絶対値βとは、
Ｕ＝Ｐ−Ｄ−（Ｔ−Ｋ）／β
の関係を満足することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記基板移動部は、前記マスク移動部が前記第１方向に沿って前記第１共役領域から前記第２共役領域に向かう向きへ移動する動きに同期して、前記第２方向に沿って前記第２投影領域から前記第１投影領域に向かう向きへ移動することを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記制限部は、前記マスク移動部と前記基板移動部との同期移動に対応して、前記第１投影領域の前記第２方向に沿った第１寸法と前記第２投影領域の前記第２方向に沿った第２寸法とを設定することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記制限部は、前記マスク移動部の前記第１方向の移動位置および前記基板移動部の前記第２方向の移動位置に対応する移動情報に基づいて、前記第１寸法および前記第２寸法を設定することを特徴とする請求項１１に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記制限部は、前記露光光の光路と交差する方向に移動可能に設けられた遮光部材と、前記移動情報に基づいて前記露光光の光路に対する前記遮光部材の位置を設定する遮光制御部とを含むことを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記投影光学系は、前記パターンの第１中間像を結像する第１結像系と、前記パターンの第２中間像を結像する第２結像系と、前記第１中間像をもとに前記第１投影像を前記第１投影領域に結像し且つ前記第２中間像をもとに前記第２投影像を前記第２投影領域に結像する第３結像系とを有することを特徴とする請求項１〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記第１結像系および前記第２結像系は、前記第３結像系の光軸に関して対称に設けられた反射屈折光学系であることを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第１結像系は、前記パターンの第３中間像を結像する第１前側結像系と、前記第３中間像をもとに前記第１中間像を結像する第１後側結像系とを有し、
前記第２結像系は、前記パターンの第４中間像を結像する第２前側結像系と、前記第４中間像をもとに前記第２中間像を結像する第２後側結像系とを有することを特徴とする請求項１４に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記第１後側結像系および前記第２後側結像系は、前記第３結像系の光軸に関して対称に設けられた反射屈折光学系であることを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記照明系は、第１光源からの光に基づいて前記第１照明領域を形成する第１照明光学系と、第２光源からの光に基づいて前記第２照明領域を形成する第２照明光学系とを有することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記第１光源および前記第２光源は、前記第１照明光学系と前記第２照明光学系とに共通の光源を有することを特徴とする請求項１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記照明系は、共通の光源からの光に基づいて前記第１照明領域および前記第２照明領域を形成する共通の照明光学系を有することを特徴とする請求項１〜１７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
マスクに形成されたパターンの像で基板を露光する露光装置であって、
前記マスクと同一面上に間隔を隔てて第１照明領域及び第２照明領域を形成する照明系と、
前記マスクを保持しつつ、連続的に移動して前記パターンを前記第１照明領域及び前記第２照明領域を順次通過させるマスク移動部と、
前記パターンが前記第１照明領域及び前記第２照明領域を通過するときに形成される第１像及び第２像をそれぞれ前記基板上に投影する投影系と、
前記基板を保持しつつ、前記マスク移動部の移動に対応する方向に且つ前記マスク移動部の移動と同期して、連続的に移動して前記第１像及び前記第２像を前記基板上の異なる領域に順次形成する基板移動部と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項２２】
前記第１像及び前記第２像が前記基板上の異なる領域に順次形成されるときに、前記第１照明領域および前記第２照明領域をそれぞれ制限する第１および第２ブラインドを備えることを特徴とする請求項２１に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記基板上の異なる領域は前記第１像および前記第２像が形成される第１領域および第２領域であり、前記第１ブラインドは前記第２領域に前記第１像が形成されることを防止し、前記第２ブラインドは前記第１領域に前記第２像が形成されることを防止することを特徴とする請求項２２に記載の露光装置。
【請求項２４】
パターンが形成されたマスクに露光光を照射して、第１方向に間隔を隔てた第１照明領域および第２照明領域を形成する照明工程と、
前記第１照明領域に位置する前記パターンの第１投影像および前記第２照明領域に位置する前記パターンの第２投影像を感光性基板上に形成する投影工程と、
前記マスクおよび前記感光性基板をそれぞれ前記第１方向および前記第１方向に対応する第２方向へ同期して移動させ、前記感光性基板上で前記第２方向に沿って隣り合う第１転写領域および第２転写領域への前記パターンの各走査露光を順次行う走査露光工程とを含むことを特徴とする露光方法。
【請求項２５】
前記走査露光工程は、前記第１転写領域もしくは前記第２転写領域の前記第２方向に沿った寸法と、前記第１投影領域と前記第２投影領域との前記第２方向に沿った間隔と、前記第１転写領域と前記第２転写領域との前記第２方向に沿った間隔と、前記投影光学系の投影倍率とに基づく間隔を前記第１方向に隔てて、前記第１照明領域と前記第２照明領域とにそれぞれ設けられる第１領域と第２領域とに前記マスクを順次移動させるマスク移動工程を含むことを特徴とする請求項２４に記載の露光方法。
【請求項２６】
前記走査露光工程は、前記マスクと前記感光性基板との同期移動に対応して、前記感光性基板上における前記第１投影像の前記第２方向に沿った第１寸法と前記第２投影像の前記第２方向に沿った第２寸法とを設定する設定工程を含むことを特徴とする請求項２４または２５に記載の露光方法。
【請求項２７】
前記設定工程は、前記マスクの前記第１方向の移動位置および前記感光性基板の前記第２方向の移動位置に対応する移動情報に基づいて、前記第１寸法および前記第２寸法を設定することを特徴とする請求項２６に記載の露光方法。
【請求項２８】
前記設定工程は、前記移動情報に基づいて、前記露光光を遮光する遮光部材の該露光光の光路に対する位置を設定することを特徴とする請求項２７に記載の露光方法。
【請求項２９】
マスクに形成されたパターンの像で基板を露光する露光方法であって、
前記マスクと同一面上に間隔を隔てて第１照明領域及び第２照明領域を形成することと、
前記マスクを前記第１照明領域及び前記第２照明領域に相対して連続的に移動して前記パターンを前記第１照明領域及び前記第２照明領域を順次通過させることと、
前記パターンが前記第１照明領域及び前記第２照明領域を通過するときに形成される第１像及び第２像をそれぞれ前記基板上に投影することと、
前記基板を、前記マスクの移動に対応する方向に且つ前記マスクの移動と同期して、連続的に移動して前記第１像及び前記第２像を前記基板上の異なる領域に順次形成することと、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項３０】
前記第１照明領域及び前記第２照明領域が第１方向に配列しており、前記第１照明領域及び前記第２照明領域の前記第１方向の幅が、それぞれ前記パターンの前記第１方向の幅より狭いことを特徴とする請求項２９に記載の露光方法。
【請求項３１】
前記第１像及び前記第２像を前記基板上の異なる領域に順次形成した後に、前記基板を前記連続移動した方向と異なる方向に移動し、前記マスクを前記第２照明領域及び前記第１照明領域に相対して連続的に移動して前記パターンを前記第２照明領域及び前記第１照明領域を順次通過させることと、前記パターンが前記第２照明領域及び前記第１照明領域を通過するときに形成される第３像及び第４像をそれぞれ前記基板に投影することと、前記基板を、前記マスクの移動に対応する方向に且つ前記マスクの移動と同期して、連続的に移動して前記第３像及び前記第４像を前記基板上の異なる領域に順次形成することを含むことを特徴とする請求項２９または３０に記載の露光方法。
【請求項３２】
前記基板上の異なる領域は前記第１像および前記第２像が形成される第１領域および第２領域であり、前記第１像および前記第２像が前記基板上の前記第１領域および前記第２領域に順次形成されるときに、前記第１照明領域を制限して前記第２領域に前記第１像が形成されることを防止し、前記第２照明領域を制限して前記第１領域に前記第２像が形成されることを防止することを特徴とする請求項３１に記載の露光方法。
【請求項３３】
請求項１乃至２３のいずれか１項に記載の露光装置または請求項２４乃至３２のいずれか１項に記載の露光方法を用いて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に転写する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を前記パターンに基づいて加工する加工工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクのパターンを感光性基板に転写する走査型の露光装置、露光方法、およびデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子等を製造するためのフォトリソグラフィ工程において、マスク（またはレチクル）のパターン像を、投影光学系を介して、感光性基板（フォトレジストが塗布されたウェハ等）上に投影露光する露光装置が使用されている。通常の露光装置では、１つのパターンを感光性基板上の１つのショット領域に形成している。これに対し、スループットを向上させるために、いわゆる双頭型の投影光学系を用いて、２つのパターンを感光性基板上の同一ショット領域に走査露光する二重露光方式の露光装置が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。この双頭型の投影光学系を用いる二重露光方式を含む従来技術では、１つのショット領域への走査露光の動作と次のショット領域への感光性基板のステップ移動の動作とを交互に繰り返している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２０１４５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、フォトリソグラフィ工程に用いる感光性基板の大型化が検討されている。ところが、上述の従来技術では、感光性基板の大型化にともない感光性基板上に設けられるショット領域が増加すると、その増加率にほぼ比例してフォトリソグラフィ工程のスループットが低下するという問題があった。
【０００５】
本発明の態様は、前述の課題に鑑みてなされたものであり、走査露光にかかるスループットの向上を達成することのできる露光装置、露光方法、およ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】
前記課題を解決するために、本発明の第１の態様にかかる露光装置は、パターンが形成されたマスクを保持して第１方向へ移動するマスク移動部と、
前記マスク移動部が保持する前記マスクに露光光を照射して、前記第１方向に間隔を隔てた第１照明領域および第２照明領域を形成する照明系と、
感光性基板を保持し、前記第１方向に対応する第２方向へ前記マスク移動部に同期して移動する基板移動部と、
前記第１照明領域に位置する前記パターンの第１投影像および前記第２照明領域に位置する前記パターンの第２投影像を、前記基板移動部が保持する前記感光性基板上に形成する投影光学系と、
前記感光性基板上の前記第１投影像および前記第２投影像をそれぞれ第１投影領域内および第２投影領域内に制限する制限部とを備え、
前記投影光学系を介して前記第１投影領域と光学的に共役な第１共役領域と、前記第２投影領域と光学的に共役な第２共役領域との前記第１方向に沿った領域間隔は、前記感光性基板上で前記第２方向に沿って隣り合う第１転写領域および第２転写領域への前記パターンの各走査露光が、前記マスク移動部と前記基板移動部との同期移動に対応して順次行われる間隔に設定されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第２の態様にかかる露光装置は、マスクに形成されたパターンの像で基板を露光する露光装置であって、前記マスクと同一面上に間隔を隔てて第１照明領域及び第２照明領域を形成する照明系と、前記マスクを保持しつつ、連続的に移動して前記パターンを第１照明領域及び第２照明領域を順次通過させるマスク移動部と、前記パターンが第１照明領域及び第２照明領域を通過するときに形成される第１像及び第２像をそれぞれ基板上に投影する投影系と、前記基板を保持しつつ、マスク移動部の移動に対応する方向に且つマスク移動部の移動と同期して、連続的に移動して第１像及び第２像を基板上の異なる領域に順次形成する基板移動部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の第３の態様にかかる露光方法は、パターンが形成されたマスクに露光光を照射して、第１方向に間隔を隔てた第１照明領域および第２照明領域を形成する照明工程と、
前記第１照明領域に位置する前記パターンの第１投影像および前記第２照明領域に位置する前記パターンの第２投影像を感光性基板上に形成する投影工程と、
前記マスクおよび前記感光性基板をそれぞれ前記第１方向および前記第１方向に対応する第２方向へ同期して移動させ、前記感光性基板上に前記第２方向に沿って隣り合わせに設けられた第１転写領域および第２転写領域への前記パターンの各走査露光を順次行う走査露光工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】
本発明の第４の態様にかかる露光方法は、マスクに形成されたパターンの像で基板を露光する露光方法であって、前記マスクと同一面上に間隔を隔てて第１照明領域及び第２照明領域を形成することと、前記マスクを第１照明領域及び第２照明領域に相対して連続的に移動して前記パターンを第１照明領域及び第２照明領域を順次通過させることと、前記パターンが第１照明領域及び第２照明領域を通過するときに形成される第１像及び第２像をそれぞれ基板上に投影することと、前記基板を、マスクの移動に対応する方向に且つマスクの移動と同期して、連続的に移動して第１像及び第２像を基板上の異なる領域に順次形成することを含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の第５の態様にかかるデバイス製造方法は、本発明の第１もしくは第２の態様にかかる露光装置、または第３もしくは第４の態様にかかる露光方法を用いて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に転写する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を前記パターンに基づいて加工する加工工程と、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の露光装置では、パターンが形成されたマスクに露光光を照射して、第１方向に間隔を隔てた第１照明領域および第２照明領域を形成し、第１照明領域に位置するパターンの第１投影像および第２照明領域に位置するパターンの第２投影像を、感光性基板上に形成し、感光性基板上の第１投影像および第２投影像をそれぞれ第１投影領域内および第２投影領域内に制限し、第１投影領域と光学的に共役な第１共役領域と、第２投影領域と光学的に共役な第２共役領域との第１方向に沿った領域間隔は、感光性基板上に第２方向に沿って隣り合わせに設けられた第１転写領域および第２転写領域へのパターンの各走査露光が、マスクを保持して移動するマスク移動部と、感光性基板を保持して移動する基板移動部との同期移動に対応して順次行われる間隔に設定されている。
【００１２】
具体的な態様によれば、本発明の露光装置は、第１共役領域の中心と第２共役領域の中心との中心間隔が所要の条件式を満たすように構成されている。その結果、マスク移動部と基板移動部との一度の同期移動（同期走査）によって、第２方向に隣り合う２つの転写領域に対して連続的に走査露光を行うことができ、ひいては走査露光にかかるスループットの向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる露光装置の構成を示す図である。
【図２】投影光学系の物体面に形成される一対の照明領域を示す図である。
【図３】ウェハ上に形成される一対の投影領域を示す図である。
【図４】第１実施形態において第１ショット領域への走査露光の開始時点および終了時点での照明領域とパターン領域との位置関係を示す図である。
【図５】第１実施形態において第１ショット領域への走査露光の開始時点および終了時点での投影領域とショット領域との位置関係を示す図である。
【図６】第１実施形態において第２ショット領域への走査露光の開始時点および終了時点での照明領域とパターン領域との位置関係を示す図である。
【図７】第１実施形態において第２ショット領域への走査露光の開始時点および終了時点での投影領域とショット領域との位置関係を示す図である。
【図８】第１実施形態において隣り合う２つのショット領域に対して連続的に走査露光を行うのに必要な条件を説明するための第１の図である。
【図９】第１実施形態において隣り合う２つのショット領域に対して連続的に走査露光を行うのに必要な条件を説明するための第２の図である。
【図１０】第１実施形態における走査手順を説明する図である。
【図１１】従来技術における走査手順を説明する図である。
【図１２】第１実施形態の変形例にかかる露光装置の構成を示す図である。
【図１３】本発明の第２実施形態にかかる露光装置の構成を示す図である。
【図１４】第２実施形態において第１ショット領域への走査露光の開始時点および終了時点での照明領域とパターン領域との位置関係を示す図である。
【図１５】第２実施形態において第１ショット領域への走査露光の開始時点および終了時点での投影領域とショット領域との位置関係を示す図である。
【図１６】第２実施形態において第２ショット領域への走査露光の開始時点および終了時点での照明領域とパターン領域との位置関係を示す図である。
【図１７】第２実施形態において第２ショット領域への走査露光の開始時点および終了時点での投影領域とショット領域との位置関係を示す図である。
【図１８】第２実施形態において隣り合う２つのショット領域に対して連続的に走査露光を行うのに必要な条件を説明するための第１の図である。
【図１９】第２実施形態において隣り合う２つのショット領域に対して連続的に走査露光を行うのに必要な条件を説明するための第２の図である。
【図２０】第２実施形態の変形例にかかる露光装置の構成を示す図である。
【図２１】第２実施形態に適用可能な反射屈折光学系であって、すべての透過光学部材が共軸配置された例を示す図である。
【図２２】第２実施形態に適用可能な反射屈折光学系であって、すべての透過光学部材が共軸配置された別の例を示す図である。
【図２３】本発明の露光方法の概略を示すフローチャートである。
【図２４】半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。
【図２５】液晶デバイスの製造工程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】
【００１４】
本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。図１は、本発明の第１実施形態にかかる露光装置の構成を示す図である。図１では、投影光学系ＰＬの基準光軸ＡＸの方向にＺ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に平行にＸ軸を、光軸ＡＸに垂直な面内において図１の紙面に垂直にＹ軸を設定している。
【００１５】
第１実施形態の露光装置ＥＸは、光源（不図示）から射出された露光光（照明光）で、所定のパターンが形成されたマスクＭを照明する一対の照明系ＩＬ１，ＩＬ２を備えている。一対の照明系ＩＬ１，ＩＬ２は、互いに同じ構成を有し、投影光学系ＰＬの基準光軸ＡＸを含むＹＺ平面に関して対称に設けられている。そして、第２照明系ＩＬ２は、第１照明系ＩＬ１から＋Ｘ方向の側に間隔を隔てて配置されている。各照明系ＩＬ１，ＩＬ２は、個別または共通の光源を含み、オプティカル・インテグレータ、視野絞り、コンデンサレンズ等から構成されている。光源として、例えば、ＡｒＦエキシマレーザを用いることができる。ＡｒＦエキシマレーザに代えて、別の光源、例えば、国際公開第１９９９／４６８３５号パンフレット（対応米国特許第７,０２３,６１０号）に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。
【００１６】
照明系ＩＬ１およびＩＬ２は、照明系ＩＬ１およびＩＬ２から射出された露光光（照明光）ＥＬ１及びＥＬ２により投影光学系ＰＬの物体面ＰＬｏ（マスク表面またはそれと同一面）に、照明領域ＩＲ１およびＩＲ２をそれぞれ形成する。走査露光に関する基準状態において、照明領域ＩＲ１およびＩＲ２は、図２に示すように、Ｙ方向に細長い矩形状の外形形状を有し、基準光軸ＡＸを含むＹＺ平面に関して対称に形成される。また、第２照明領域ＩＲ２は、第１照明領域ＩＲ１から＋Ｘ方向の側に間隔を隔てて形成される。ただし、走査露光中の照明領域ＩＲ１，ＩＲ２の形状および大きさは、照明系ＩＬ１，ＩＬ２中において物体面ＰＬｏと光学的にほぼ共役な位置に配置された視野絞りとしてのマスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２により規定される。
【００１７】
マスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２は、露光光の光路と交差する方向（例えば光路と直交する方向）に移動可能に設けられた遮光部材（可動ブラインド）を用いて構成されており、遮光部材を移動させることにより遮光部材により区画された開口（透光部）の面積を制御している。マスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２の動作は、制御部ＣＲからの指令に基づき、ブラインド駆動系ＢＤ１，ＢＤ２によって制御される。マスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２の具体的な構成および動作については、例えば特開２００７−２８７７６０号公報及び対応する米国特許公開第２００７／０２４２３６３号を参照することができる。
【００１８】
マスクＭは、マスクステージＭＳ上においてＸＹ平面に平行に保持され、そのパターン領域ＰＡが投影光学系ＰＬの物体面ＰＬｏとほぼ一致するように位置決めされている。なお、図１では、図面の明瞭化のために、マスクステージＭＳをマスクＭから離間した状態で示している。マスクステージＭＳは、制御部ＣＲからの指令に基づき、マスク駆動系ＭＤの作用により、ＸＹ平面に沿って二次元的に移動可能である。マスクステージＭＳの位置座標は、マスク干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御される。
【００１９】
第１照明領域ＩＲ１およびパターン領域ＰＡを透過した光ＥＬ１は、いわゆる双頭型の投影光学系ＰＬを介して、感光性基板であるウェハＷ上（ひいては投影光学系ＰＬの像面上）の第１投影領域ＥＲ１にパターンの投影像を形成する。また、第２照明領域ＩＲ２およびパターン領域ＰＡを透過した光ＥＬ２は、投影光学系ＰＬを介して、ウェハＷ上の第２投影領域ＥＲ２にパターンの投影像を形成する。
【００２０】
投影領域ＥＲ１，ＥＲ２は、照明領域ＩＲ１，ＩＲ２と光学的に共役な領域である。したがって、投影領域ＥＲ１，ＥＲ２は、図３に示すように、Ｙ方向に細長い矩形状の外形形状を有し、投影光学系ＰＬのイメージフィールドＩＦ内において基準光軸ＡＸを含むＹＺ平面に関して対称に形成される。ただし、第２投影領域ＥＲ２は、第１投影領域ＥＲ１から−Ｘ方向の側に間隔を隔てて形成される。投影光学系ＰＬの具体的な構成および作用については後述する。
【００２１】
ウェハＷは、ウェハステージＷＳ上においてＸＹ平面に平行に保持され、その表面（転写面；感光面）が投影光学系ＰＬの像面とほぼ一致するように位置決めされている。ウェハステージＷＳは、制御部ＣＲからの指令に基づき、ウェハ駆動系ＷＤの作用により、ＸＹ平面に沿って二次元的に移動可能である。ウェハステージＷＳの位置座標は、ウェハ干渉計（不図示）によって計測され且つ位置制御される。
【００２２】
露光装置ＥＸには、各ショット領域に形成されたアライメントマーク及びマスクに形成されたアライメントマークを検出することで、ウェハステージＷＳ上のウェハＷの各ショット領域とマスクＭに形成されたパターンＰＡを位置合わせするためのマスクアライメント系およびウェハアライメント系を備えている。それらのアライメント系として、例えば特開平４−６５６０３号（対応米国特許第５，４９３，４０３号）、米国特許第５,６４６,４１３号などに開示されているようなアライメント系を用い得る。本明細書ではアライメント系の構造及び動作の詳細については省略する。
【００２３】
第１実施形態では、投影光学系ＰＬの投影倍率の大きさ（絶対値）βに応じた速度比でマスクステージＭＳおよびウェハステージＷＳをＸ方向に沿って同期移動させることにより、第１照明領域ＩＲ１において照明されたパターン領域ＰＡのパターン（パターンにより形成される第１像）をウェハＷ上の第１ショット領域（第１転写領域）に転写し、第２照明領域ＩＲ２において照明されたパターン領域ＰＡのパターン（パターンにより形成される第２像）を第１ショット領域とＸ方向に隣り合う第２ショット領域（第２転写領域）に転写する。なお、隣り合う２つのショット領域に連続的に走査露光を行う露光動作の詳細については後述する。
【００２４】
再び図１を参照すると、投影光学系ＰＬは、第１照明領域ＩＲ１において照明されたパターンの第１中間像を結像する第１結像系Ｇ１と、第２照明領域ＩＲ２において照明されたパターンの第２中間像を結像する第２結像系Ｇ２と、第１中間像をもとにパターンの投影像を第１投影領域ＥＲ１に結像し且つ第２中間像をもとにパターンの投影像を第２投影領域ＥＲ２に結像する第３結像系Ｇ３とを有する。第３結像系Ｇ３は屈折光学系であり、その光軸ＡＸ３は投影光学系ＰＬの基準光軸ＡＸと一致している。
【００２５】
第１結像系Ｇ１および第２結像系Ｇ２は、互いに同じ構成を有し、第３結像系Ｇ３の光軸ＡＸ３（ひいては基準光軸ＡＸ）を含むＹＺ平面に関して対称に設けられた反射屈折光学系である。具体的に、第１結像系Ｇ１（第２結像系Ｇ２）は、光の入射順に、フィールドレンズＬ１１（Ｌ２１）と、平面反射鏡ＦＭ１（ＦＭ２）と、正レンズ群Ｌ１２（Ｌ２２）と、凹面反射鏡ＣＭ１（ＣＭ２）とを備えている。また、第１結像系Ｇ１および第２結像系Ｇ２と第３結像系Ｇ３との間の光路中には、反射面Ｒ１およびＲ２を有する偏向部材ＰＭが配置されている。
【００２６】
投影光学系ＰＬでは、第１照明領域ＩＲ１において照明されたパターンからの光が、フィールドレンズＬ１１、平面反射鏡ＦＭ１、および正レンズ群Ｌ１２を経て、凹面反射鏡ＣＭ１に入射する。凹面反射鏡ＣＭ１によって反射された光は、正レンズ群Ｌ１２を介して、第１中間像を形成する。第１中間像は、例えばマスクパターンのほぼ等倍の像であって、Ｘ方向に正立し且つＹ方向に倒立した像である。第１中間像からの光は、偏向部材ＰＭの反射面Ｒ１によって反射され、第３結像系Ｇ３を介して、ウェハＷ上の第１投影領域ＥＲ１にパターンの投影像を形成する。この第１投影像は、例えばマスクパターンの１／４程度の縮小像であって、Ｘ方向に倒立し且つＹ方向に正立した像である。
【００２７】
同様に、第２照明領域ＩＲ２において照明されたパターンからの光は、フィールドレンズＬ２１、平面反射鏡ＦＭ２、および正レンズ群Ｌ２２を経て、凹面反射鏡ＣＭ２に入射する。凹面反射鏡ＣＭ２によって反射された光は、正レンズ群Ｌ２２を介して、第２中間像を形成する。第２中間像は、第１中間像と同様に、例えばマスクパターンのほぼ等倍の像であって、Ｘ方向に正立し且つＹ方向に倒立した像である。第２中間像からの光は、偏向部材ＰＭの反射面Ｒ２によって反射され、第３結像系Ｇ３を介して、ウェハＷ上の第２投影領域ＥＲ２にパターンの投影像を形成する。この第２投影像は、第１投影像と同様に、例えばマスクパターンの１／４程度の縮小像であって、Ｘ方向に倒立し且つＹ方向に正立した像である。
【００２８】
このように、第１実施形態では、マスクステージＭＳにおける＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）と、ウェハステージＷＳにおける−Ｘ方向（または＋Ｘ方向）とが、投影光学系ＰＬを介して光学的に対応している。したがって、各ショット領域の走査露光に際して、マスクステージＭＳはパターンが形成されたマスクＭを保持して＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）へ移動し、ウェハステージＷＳはウェハＷを保持して−Ｘ方向（または＋Ｘ方向）へ（すなわちマスクステージＭＳと逆の向きへ）マスクステージＭＳに同期して移動する。
【００２９】
すなわち、第１実施形態では、マスクステージＭＳがＸ方向に沿って第１照明領域（第１共役領域）ＩＲ１から第２照明領域（第２共役領域）ＩＲ２に向かう向き（＋Ｘ方向の向き）へ移動する動きに同期して、ウェハステージＷＳはＸ方向に沿って第１投影領域ＥＲ１から第２投影領域ＥＲ２に向かう向き（−Ｘ方向の向き）へ移動する。あるいは、マスクステージＭＳが−Ｘ方向の向きへ移動する動きに同期して、ウェハステージＷＳは＋Ｘ方向の向きへ移動する。なお、各ショット領域の走査露光の前に、アライメント系によりマスクＭ及びウェハＷに形成されたアライメントマークを検出することで、マスクステージＭＳ及びウェハステージＷＳの位置を制御して各ショット領域とマスクＭのパターン領域ＰＡが位置合せされる。
【００３０】
以下、図４〜図７を参照して、第１実施形態において隣り合う２つのショット領域に対して連続的に走査露光を行う露光動作（露光方法）を説明する。図４〜図７では、走査露光の一例として、マスクステージＭＳが＋Ｘ方向へ移動し且つウェハステージＷＳが−Ｘ方向へ移動する例を示している。図４において実線で示すように、マスクＭのパターン領域ＰＡの＋Ｘ方向の側の辺ＰＡＰＸが第１照明領域ＩＲ１の−Ｘ方向側の辺ＩＲ１ＭＸと一致した時点で、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光が始まる。第１ショット領域ＳＲ１への走査露光の開始時点では、第１ショット領域ＳＲ１とパターン領域ＰＡは、露光開始前に前述のアライメント系を通じて既に位置合せがされているので、図５において実線で示すように、第１ショット領域ＳＲ１の−Ｘ方向の側の辺ＩＲ１ＭＸが第１投影領域ＥＲ１の＋Ｘ方向側の辺ＥＲ１ＰＸと一致する。
【００３１】
次いで、図４において破線で示すように、パターン領域ＰＡの−Ｘ方向の側の辺ＰＡＭＸが第１照明領域ＩＲ１の＋Ｘ方向の側の辺ＩＲ１ＰＸまで移動した時点で、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光が終了する。第１ショット領域ＳＲ１への走査露光の終了時点では、図５において破線で示すように、第１ショット領域ＳＲ１の＋Ｘ方向の側の辺ＳＲ１ＰＸが第１投影領域ＥＲ１の−Ｘ方向の側の辺ＥＲ１ＭＸと一致する。
【００３２】
ただし、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光に際して第１ショット領域ＳＲ１が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けることがないように、第２照明系ＩＬ２中のマスクブラインドＭＢ２の作用により第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）の形成を行わない（ブラインドを閉鎖する）。換言すれば、照明系ＩＬ１，ＩＬ２は、第１照明領域ＩＲ１（ひいては第１投影領域ＥＲ１）と第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）とを順次形成する。この際、マスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２は、それぞれ第１投影領域ＥＲ１のＸ方向の寸法と、第２投影領域ＥＲ２のＸ方向の寸法とを順次増加させることでブラインドの開口面積を増加させている。
【００３３】
また、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光の途中で、後続の第２ショット領域ＳＲ２が第１投影領域ＥＲ１の影響を受けることがないように、第１照明系ＩＬ１中のマスクブラインドＭＢ１の作用により第１照明領域ＩＲ１（ひいては第１投影領域ＥＲ１）のＸ方向の寸法を、基準状態の所定値から０まで徐々に減少させる。具体的には、第１ショット領域ＳＲ１の＋Ｘ方向の側の辺ＳＲ１ＰＸが第１投影領域ＥＲ１の＋Ｘ方向の側の辺ＥＲ１ＰＸを通り過ぎた時点で第１照明領域ＩＲ１（ひいては第１投影領域ＥＲ１）のＸ方向の寸法を減少させ始め、第２ショット領域ＳＲ２が第１投影領域ＥＲ１の影響を受けないように０まで減少させる。
【００３４】
さらにマスクステージＭＳが＋Ｘ方向へ移動して、図６において実線で示すようにパターン領域ＰＡの＋Ｘ方向の側の辺ＰＡＰＸが第２照明領域ＩＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＩＲ２ＭＸと一致した時点で、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光が始まる。第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の開始時点では、図７において実線で示すように、第２ショット領域ＳＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＳＲ２ＭＸが第２投影領域ＥＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＥＲ２ＰＸと一致する。ただし、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の開始に先立って、第１ショット領域ＳＲ１が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けるのを回避しつつ、マスクブラインドＭＢ２の作用により第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）のＸ方向の寸法を０から基準状態の所定値まで徐々に増大させる。
【００３５】
次いで、図６において破線で示すように、パターン領域ＰＡの−Ｘ方向の側の辺ＰＡＭＸが第２照明領域ＩＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＩＲ２ＰＸまで移動した時点で、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光が終了する。第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の終了時点では、図７において破線で示すように、第２ショット領域ＳＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＳＲ２ＰＸが第２投影領域ＥＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＥＲ２ＭＸと一致する。
【００３６】
また、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の途中もしくは終了後に、後続の第３ショット領域（不図示）が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けることがないように、第２照明系ＩＬ２中のマスクブラインドＭＢ２の作用により第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）のＸ方向の寸法を、基準状態の所定値から０まで徐々に減少させる。具体的には、第２ショット領域ＳＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＳＲ２ＰＸが第２投影領域ＥＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＥＲ２ＰＸを通り過ぎた時点で第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）のＸ方向の寸法を減少させ始め、第３ショット領域が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けないように０まで減少させる。
【００３７】
なお、ここでは、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光の途中で、後続の第２ショット領域ＳＲ２が第１投影領域ＥＲ１の影響を受けることがないように、マスクブラインドＭＢ１によって第１照明領域ＩＲ１（ひいては第１投影領域ＥＲ１）のＸ方向の寸法を基準状態の所定値から０まで徐々に減少させるとともに、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の開始に先立って、第１ショット領域ＳＲ１が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けることがないように、マスクブラインドＭＢ２によって第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）のＸ方向の寸法を０から基準状態の所定値まで徐々に増大させることとしたが、第１ショット領域ＳＲ１と第２ショット領域ＳＲ２との間隔が十分に広ければ、マスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２をそれぞれ開放したままとすることもできる。
【００３８】
次に、図８および図９を参照して、第１実施形態において隣り合う２つのショット領域ＳＲ１，ＳＲ２に対して連続的に走査露光を行うのに必要な条件について説明する。図８では、説明を簡単にするために、パターン領域ＰＡの−Ｘ方向の側の辺ＰＡＭＸが第１照明領域ＩＲ１の中心ＩＲ１Ｃに達した状態を示している。図９では、図８に示したパターン領域ＰＡと第１照明領域ＩＲ１の位置関係に対応するように、第１ショット領域ＳＲ１の＋Ｘ方向の側の辺ＳＲ１ＰＸが第１投影領域ＥＲ１の中心ＥＲ１Ｃに達した状態を示している。
【００３９】
図８において、参照符号Ｕは、第１照明領域ＩＲ１の中心ＩＲ１Ｃと第２照明領域ＩＲ２の中心ＩＲ２ＣとのＸ方向に沿った中心間隔を示している。参照符号Ｐはパターン領域ＰＡのＸ方向に沿った寸法を、参照符号Ｄは第１照明領域ＩＲ１および第２照明領域ＩＲ２のＸ方向に沿った寸法を示している。参照符号ΔＸは、図８の状態におけるパターン領域ＰＡの＋Ｘ方向側の辺ＰＡＰＸと第２照明領域ＩＲ２の中心ＩＲ２ＣとのＸ方向に沿った距離を示している。
【００４０】
図９において、参照符号Ｓは第１ショット領域ＳＲ１および第２ショット領域ＳＲ２のＸ方向に沿った寸法を、参照符号Ｋは第１ショット領域ＳＲ１と第２ショット領域ＳＲ２とのＸ方向に沿った間隔を示している。参照符号Ｖは第１投影領域ＥＲ１の中心ＥＲ１Ｃと第２投影領域ＥＲ２の中心ＥＲ２ＣとのＸ方向に沿った中心間隔を、参照符号Ｔは第１投影領域ＥＲ１と第２投影領域ＥＲ２とのＸ方向に沿った間隔を示している。
【００４１】
この場合、以下の式（１）〜（４）に示す関係が成立する。
Ｕ＝Ｐ＋ΔＸ      （１）
Ｐ＝Ｓ／β        （２）
ΔＸ＝（Ｖ＋Ｋ）／β        （３）
Ｖ＝β×Ｄ＋Ｔ      （４）
【００４２】
ここで、式（１）、（２）及び（４）は、第１照明領域ＩＲ１と第２照明領域ＩＲ２のＸ方向の距離、第１照明領域ＩＲ１及び第２照明領域ＩＲ２のＸ方向のそれぞれの長さ（幅）、パターン領域ＰＡのＸ方向の長さ、第１投影領域ＥＲ１と第２投影領域ＥＲ２のＸ方向の距離、第１投影領域ＥＲ１及び第２投影領域ＥＲ２のＸ方向のそれぞれの長さ（幅）から導かれる関係を規定している。式（３）は、第１ショット領域ＳＲ１および第２ショット領域ＳＲ２のＸ方向の長さ、パターン領域ＰＡとのＸ方向の長さ、投影倍率βなどに対する第１ショット領域ＳＲ１と第２ショット領域ＳＲ２とのＸ方向の間隔の関係を示し、次のような条件を規定している。すなわち、図８に示した第２照明領域ＩＲ２に対するパターン領域ＰＡの位置からパターン領域ＰＡがさらにスキャン方向（＋Ｘ方向）に距離ΔＸ移動してパターン領域ＰＡの＋Ｘ方向の側の辺ＰＡＰＸが第２照明領域ＩＲ２の中心ＩＲ２Ｃに到達した状況を想定する。
【００４３】
この状況では、第２ショット領域ＳＲ２にパターン領域ＰＡの転写が開始される必要がある。つまり、第２ショット領域ＳＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＳＲ２ＭＸが第２投影領域ＥＲ２の中心ＥＲ２Ｃまで到達している必要がある。そうでなければ、第２ショット領域ＳＲ２にパターンＰＡの像が正確に転写されない。それゆえ、マスクＭのパターン領域ＰＡがΔＸ移動する間に、ウェハＷの第２ショット領域ＳＲ２は、Ｖ＋Ｋ移動する必要があり、投影倍率βを考慮すると、ΔＸ＝（Ｖ＋Ｋ）／βという関係が成立する必要がある。なお、第１ショット領域ＳＲ１がマスクＭのパターンＰＡとアライメント動作により位置合わせされるのに対して、第２ショット領域ＳＲ２は第１ショット領域ＳＲ１との関係で式(３)の関係を通じてアライメントされているとみなすこともできる。
【００４４】
式（１）〜（４）に示す関係から、次の条件式（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）が得られる。なお、条件式（Ａ）と（Ｂ）と（Ｃ）とは表現が互いに異なるだけであり、これらの条件式のうちの１つの条件式が満たされるときには他の２つの条件式も満たされる。
Ｕ＝（Ｓ＋Ｋ＋Ｖ）／β      （Ａ）
Ｕ＝Ｐ＋（Ｋ＋Ｖ）／β      （Ｂ）
Ｕ＝Ｐ＋Ｄ＋（Ｔ＋Ｋ）／β      （Ｃ）
【００４５】
このように、第１実施形態では、投影光学系ＰＬを介して第１投影領域ＥＲ１と光学的に共役な第１共役領域である第１照明領域ＩＲ１の中心ＩＲ１Ｃと、第２投影領域ＥＲ２と光学的に共役な第２共役領域である第２照明領域ＩＲ２の中心ＩＲ２ＣとのＸ方向に沿った中心間隔Ｕが、条件式（Ａ）、ひいては条件式（Ｂ）および（Ｃ）を満たすように構成することにより、マスクステージＭＳおよびウェハステージＷＳのＸ方向への一度の同期移動（Ｙ方向へのステップ移動を含まない同期移動）によって、Ｘ方向に隣り合う２つのショット領域ＳＲ１，ＳＲ２に対して連続的に走査露光を行うことが可能である。
【００４６】
第１実施形態の露光装置では、隣り合う２つのショット領域に対して連続的に走査露光を行うことができるので、例えば図１０に示すような単純な走査手順に基づいて、走査露光にかかるスループットの向上を達成することができる。図１０では、一例として、６つのショット領域ＳＲ１〜ＳＲ６に対する投影光学系ＰＬの基準光軸ＡＸの軌跡を模式的に示している。図１０において、実線は一対のショット領域への走査露光中のマスクステージＭＳおよびウェハステージＷＳの同期移動に伴う基準光軸ＡＸの軌跡を、破線は一対のショット領域への走査露光と次の一対のショット領域への走査露光との間のウェハステージＷＳのステップ移動に伴う基準光軸ＡＸの軌跡を示している。なお、これらの軌跡は、各ショット領域に対する基準光軸ＡＸの相対的な軌跡を示すものである。
【００４７】
具体的に、図１０に示す第１実施形態の走査手順では、マスクステージＭＳを＋Ｘ方向へ移動させ且つウェハステージＷＳを−Ｘ方向へ移動させて第１組のショット領域ＳＲ１，ＳＲ２への走査露光を行った後、Ｘ方向に関してマスクステージＭＳおよびウェハステージＷＳの移動を減速し、移動方向を折り返して再び加速する間に、次の一対のショット領域ＳＲ３，ＳＲ４への走査露光のためにウェハステージＷＳを＋Ｙ方向にステップ移動させる。次いで、マスクステージＭＳを−Ｘ方向へ移動させ且つウェハステージＷＳを＋Ｘ方向へ移動させて、第２組のショット領域ＳＲ３，ＳＲ４への走査露光を行う。
【００４８】
さらに、次の一対のショット領域ＳＲ５，ＳＲ６への走査露光のためにウェハステージＷＳを＋Ｙ方向へステップ移動させた後、マスクステージＭＳを＋Ｘ方向へ移動させ且つウェハステージＷＳを−Ｘ方向へ移動させて、第３組のショット領域ＳＲ５，ＳＲ６への走査露光を行う。このように、第１実施形態の露光装置では、一対のショット領域への走査露光の動作と次の一対のショット領域への走査露光のためのステップ移動の動作とが交互に繰り返される。本発明の露光方法では、一回の走査またはワンウエイの走査で二つのショット領域を同時に（連続的に）露光している点に着目されたい（１スキャン・２ショット露光）。さらに、二つのショット領域に対するパターンＰＡの位置合わせ（アライメント）は、最初に走査露光されるショット領域だけで足りる。
【００４９】
これに対し、前述したように、従来の走査露光技術では、一回の走査で一つのショット領域しか露光しないために、基本的には１回の走査ごとにステップ移動が必要となる。すなわち、１つのショット領域への走査露光の動作と次のショット領域への走査露光のためのステップ移動の動作とが交互に繰り返されるため、例えば図１１に示すようにステップ移動の動作回数が多く、走査手順が比較的複雑であり、高いスループットを達成することが困難である。さらに、ショット領域に対するパターンＰＡの位置合わせ（アライメント）は、ショット領域ごとに行う必要がある。図１１においても、図１０の場合と同様に、実線は各ショット領域への走査露光中の投影光学系の基準光軸の軌跡を、破線は１つのショット領域から次のショット領域へのステップ移動に伴う基準光軸の軌跡を示している。
【００５０】
具体的に、図１１に示す従来の走査露光技術の走査手順では、ショット領域ＳＲ１への走査露光、ショット領域ＳＲ２の走査露光へのステップ移動、ショット領域ＳＲ２への走査露光、ショット領域ＳＲ３の走査露光へのステップ移動、ショット領域ＳＲ３への走査露光が順次行われる。次いで、ショット領域ＳＲ４の走査露光への直線状のステップ移動の後に、ショット領域ＳＲ４への走査露光、ショット領域ＳＲ５の走査露光へのステップ移動、ショット領域ＳＲ６への走査露光が順次行われる。
【００５１】
図１０と図１１に示したステップ移動に伴う基準光軸の軌跡から明らかなように、本発明の走査露光方法は従来の走査露光方法に比べて、露光光で基板上のショット領域を走査する経路が単純であり、ステップ移動の回数（ひいては、ウェハステージＷＳの減速回数及び加速回数）が少ないために、スループットを向上させることができる。図２３のフローチャートに、本発明の露光方法の概略を示した。パターンＰＡが形成されたマスクＭに、照明系ＩＬ１，ＩＬ２からの露光光ＥＬ１及びＥＬ２をＸ方向に間隔を隔てて照射することで第１照明領域ＩＲ１および第２照明領域ＩＲ２を形成する（Ｓ１）。
【００５２】
マスクＭのパターンＰＡとウェハＷのショット領域ＳＲ１（ＳＲ２）をアライメント動作を通じて位置合わせし、露光開始位置にパターンＰＡとショット領域ＳＲ１を位置付ける。次いで、第１照明領域ＩＲ１および第２照明領域ＩＲ２に相対してマスクステージＭＳを＋Ｘ方向（又は−Ｘ方向）に向って移動し、この移動に同期して、第１照明領域ＩＲ１および第２照明領域ＩＲ２に相対してウェハステージＷＳを−Ｘ方向（又は＋Ｘ方向）に向かって移動する（Ｓ２）。これらのステージの同期移動によってマスクＭのパターンＰＡとウェハＷのショット領域ＳＲ１，ＳＲ２も第１照明領域ＩＲ１および第２照明領域ＩＲ２に対して同期移動する。この移動過程において、パターンＰＡが第１照明領域ＩＲ１を通過するときにパターンＰＡの像が投影光学系ＰＬを介して（あるいは投影光学系ＰＬによるパターンＰＡの像）がショット領域ＳＲ１に投影され、パターンＰＡが第２照明領域ＩＲ２を通過するときにパターンＰＡの像が投影光学系ＰＬを介してショット領域ＳＲ２に投影される。
【００５３】
次いで、ウェハステージＷＳを、照明系ＩＬ１，ＩＬ２からの露光光ＥＬ１及びＥＬ２で次のショット領域ＳＲ３，ＳＲ４が照射されるように、Ｙ方向にステップ移動させる（Ｓ３）。そして、ショット領域ＳＲ３，ＳＲ４において、ショット領域ＳＲ１，ＳＲ２において行った動作と同様にして（ただし、逆向きに）、第１照明領域ＩＲ１および第２照明領域ＩＲ２に対してマスクステージＭＳとウェハステージＷＳを同期移動する（Ｓ４）。このようにして、同期移動とステップ移動を繰り返すことでウェハＷ上のショット領域を順次露光する。
【００５４】
第１実施形態では、マスクステージＭＳがマスクＭを保持してＸ方向へ移動するマスク移動部を構成し、ウェハステージＷＳがウェハ（感光性基板）Ｗを保持してＸ方向へマスクステージＭＳに同期して移動する基板移動部を構成している。そして、一対のマスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２、ブラインド駆動系ＢＤ１，ＢＤ２および制御部ＣＲは、ウェハＷ上に投影されるマスクＭのパターンの第１投影像および第２投影像をそれぞれ第１投影領域ＥＲ１内および第２投影領域ＥＲ２内に制限する制限部を構成している。
【００５５】
また、第１実施形態において、制限部（ＭＢ１，ＭＢ２，ＢＤ１，ＢＤ２，ＣＲ）は、マスクステージＭＳのＸ方向（走査方向）の移動位置およびウェハステージＷＳのＸ方向（一般にはマスクステージＭＳの走査方向に対応する方向）の移動位置に対応する移動情報に基づいて、第１投影領域ＥＲ１および第２投影領域ＥＲ２の大きさ（Ｘ方向に沿った寸法）を設定する。そして、制限部（ＭＢ１，ＭＢ２，ＢＤ１，ＢＤ２，ＣＲ）は、露光光の光路と交差する方向に移動可能に設けられた遮光部材としてのマスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２と、上記移動情報に基づいて露光光の光路に対する遮光部材の位置を設定する遮光制御部としてのブラインド駆動系ＢＤ１，ＢＤ２と、制御部ＣＲとを含んでいる。
【００５６】
また、第１実施形態において、投影光学系ＰＬは、第１ショット領域ＳＲ１（もしくは第２ショット領域ＳＲ２）のＸ方向に沿った寸法Ｓと、第１投影領域ＥＲ１と第２投影領域ＥＲ２とのＸ方向に沿った間隔Ｔと、第１ショット領域ＳＲ１と第２ショット領域ＳＲ２とのＸ方向に沿った間隔Ｋと、投影光学系ＰＬの投影倍率の大きさβとに基づく間隔をＸ方向に隔てて、第１投影領域ＥＲ１と光学的に共役な第１照明領域（第１共役領域）ＩＲ１および第２投影領域ＥＲ２と光学的に共役な第２照明領域（第２共役領域）ＩＲ２を形成する。そして、照明系ＩＬ１，ＩＬ２は、第１照明領域ＩＲ１および第２照明領域ＩＲ２を介してウェハＷに露光光ＥＬ１，ＥＬ２を照射する。
【００５７】
図１２は、第１実施形態の変形例にかかる露光装置の構成を示す図である。図１２の変形例では、第１実施形態における一対の照明系ＩＬ１とＩＬ２とを、第１照明領域ＩＲ１と第２照明領域ＩＲ２とに共通の照明系ＩＬに一体化している。また、第１実施形態におけるフィールドレンズＬ１１とＬ２１とを、第１結像系Ｇ１と第２結像系Ｇ２とに共通のフィールドレンズＬＣ１に一体化している。また、第１実施形態における平面反射鏡ＦＭ１とＦＭ２とを、第１結像系Ｇ１のための反射面Ｒ３と第２結像系Ｇ２のための反射面Ｒ４とを有する１つの偏向部材ＰＭ２に一体化している。
【００５８】
図１３は、本発明の第２実施形態にかかる露光装置の構成を示す図である。第２実施形態は、第１実施形態と類似の構成を有するが、投影光学系ＰＬの構成が第１実施形態と相違し、ひいては走査露光の動作も第１実施形態と相違している。図１３では、図１の第１実施形態における要素と同様の機能を有する構成要素に、図１と同じ参照符号を付している。以下、第１実施形態との相違点に着目して、第２実施形態の構成および作用を説明する。
【００５９】
第２実施形態の投影光学系ＰＬは、第１照明領域ＩＲ１において露光光ＥＬ１によって照明されたパターンの第１前側中間像を結像する第１前側結像系ＧＦ１と、第２照明領域ＩＲ２において露光光ＥＬ２によって照明されたパターンの第２前側中間像を結像する第２前側結像系ＧＦ２と、第１前側中間像をもとに第１後側中間像を結像する第１後側結像系ＧＲ１と、第２前側中間像をもとに第２後側中間像を結像する第２後側結像系ＧＲ２と、第１後側中間像をもとにパターンの投影像を第１投影領域ＥＲ１に結像し且つ第２後側中間像をもとにパターンの投影像を第２投影領域ＥＲ２に結像する第３結像系Ｇ３とを有する。第３結像系Ｇ３は屈折光学系であり、その光軸ＡＸ３は投影光学系ＰＬの基準光軸ＡＸと一致している。
【００６０】
第１前側結像系ＧＦ１および第２前側結像系ＧＦ２は、互いに同じ構成を有し、第３結像系Ｇ３の光軸ＡＸ３（ひいては基準光軸ＡＸ）を含むＹＺ平面に関して対称に設けられた屈折光学系である。第１後側結像系ＧＲ１および第２後側結像系ＧＲ２は、互いに同じ構成を有し、第３結像系Ｇ３の光軸ＡＸ３を含むＹＺ平面に関して対称に設けられた反射屈折光学系である。具体的に、第１後側結像系ＧＲ１（第２後側結像系ＧＲ２）は、光の入射順に、レンズ群と、凹面反射鏡ＣＭ１（ＣＭ２）とを備えている。
【００６１】
第１前側結像系ＧＦ１と第１後側結像系ＧＲ１との間の光路中には反射面Ｒ５を有する偏向部材ＰＭ３が配置され、第２前側結像系ＧＦ２と第２後側結像系ＧＲ２との間の光路中には反射面Ｒ６を有する偏向部材ＰＭ４が配置されている。また、第１後側結像系ＧＲ１および第２後側結像系ＧＲ２と第３結像系Ｇ３との間の光路中には、反射面Ｒ１およびＲ２を有する偏向部材ＰＭが配置されている。
【００６２】
第２実施形態の投影光学系ＰＬでは、第１照明領域ＩＲ１において露光光ＥＬ１によって照明されたパターンからの光が、第１前側結像系ＧＦ１を介して、第１前側中間像を形成する。第１前側中間像は、例えばマスクパターンの縮小像であって、Ｘ方向およびＹ方向に倒立した像である。第１前側中間像からの光は、偏向部材ＰＭ３の反射面Ｒ５によって反射され、第１後側結像系ＧＲ１を介して、第１後側中間像を形成する。第１後側中間像は、例えば第１前側中間像のほぼ等倍の像である。第１後側中間像からの光は、偏向部材ＰＭの反射面Ｒ１によって反射され、第３結像系Ｇ３を介して、ウェハＷ上の第１投影領域ＥＲ１にパターンの投影像を形成する。この第１投影像は、例えばマスクパターンの１／４程度の縮小像であって、Ｘ方向に正立し且つＹ方向に倒立した像である。
【００６３】
同様に、第２照明領域ＩＲ２において露光光ＥＬ２によって照明されたパターンからの光は、第２前側結像系ＧＦ２を介して、第２前側中間像を形成する。第２前側中間像は、第１前側中間像と同様に、例えばマスクパターンの縮小像であって、Ｘ方向およびＹ方向に倒立した像である。第２前側中間像からの光は、偏向部材ＰＭ４の反射面Ｒ６によって反射され、第２後側結像系ＧＲ２を介して、第２後側中間像を形成する。第２後側中間像は、第１後側中間像と同様に、例えば第２前側中間像のほぼ等倍の像である。第２後側中間像からの光は、偏向部材ＰＭの反射面Ｒ２によって反射され、第３結像系Ｇ３を介して、ウェハＷ上の第２投影領域ＥＲ２にパターンの投影像を形成する。この第２投影像は、第１投影像と同様に、例えばマスクパターンの１／４程度の縮小像であって、Ｘ方向に正立し且つＹ方向に倒立した像である。
【００６４】
このように、第２実施形態では、第１実施形態とは異なり、マスクステージＭＳにおける＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）と、ウェハステージＷＳにおける＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）とが、投影光学系ＰＬを介して光学的に対応している。したがって、第２実施形態では、各ショット領域への走査露光に際して、マスクステージＭＳはパターンが形成されたマスクＭを保持して＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）へ移動し、ウェハステージＷＳもウェハＷを保持して＋Ｘ方向（または−Ｘ方向）へ（すなわちマスクステージＭＳと同じ向きへ）マスクステージＭＳに同期して移動する。
【００６５】
すなわち、第２実施形態では、第１実施形態の場合とは逆に、マスクステージＭＳがＸ方向に沿って第１照明領域（第１共役領域）ＩＲ１から第２照明領域（第２共役領域）ＩＲ２に向かう向き（＋Ｘ方向の向き）へ移動する動きに同期して、ウェハステージＷＳはＸ方向に沿って第２投影領域ＥＲ２から第１投影領域ＥＲ１に向かう向き（＋Ｘ方向の向き）へ移動する。あるいは、マスクステージＭＳが−Ｘ方向の向きへ移動する動きに同期して、ウェハステージＷＳは−Ｘ方向の向きへ移動する。
【００６６】
以下、図１４〜図１７を参照し、第２実施形態において隣り合う２つのショット領域に対して連続的に走査露光を行う露光動作を説明する。図１４〜図１７では、走査露光の一例として、マスクステージＭＳが＋Ｘ方向へ移動し且つウェハステージＷＳが＋Ｘ方向へ移動する例を示している。図１４において実線で示すように、マスクＭのパターン領域ＰＡの＋Ｘ方向の側の辺ＰＡＰＸが第１照明領域ＩＲ１の−Ｘ方向側の辺ＩＲ１ＭＸと一致した時点で、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光が始まる。第１ショット領域ＳＲ１への走査露光の開始時点では、図１５において実線で示すように、第１ショット領域ＳＲ１の＋Ｘ方向の側の辺ＳＲ１ＰＸが第１投影領域ＥＲ１の−Ｘ方向側の辺ＥＲ１ＭＸと一致する。
【００６７】
次いで、図１４において破線で示すように、パターン領域ＰＡの−Ｘ方向の側の辺ＰＡＭＸが第１照明領域ＩＲ１の＋Ｘ方向の側の辺ＩＲ１ＰＸまで移動した時点で、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光が終了する。第１ショット領域ＳＲ１への走査露光の終了時点では、図１５において破線で示すように、第１ショット領域ＳＲ１の−Ｘ方向の側の辺ＳＲ１ＭＸが第１投影領域ＥＲ１の＋Ｘ方向の側の辺ＥＲ１ＰＸと一致する。
【００６８】
ただし、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光に際して第１ショット領域ＳＲ１が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けることがないように、少なくとも第１ショット領域ＳＲ１の−Ｘ方向の側の辺ＳＲ１ＭＸが基準状態における第２投影領域ＥＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＥＲ２ＭＸを通り過ぎるまで、第２照明系ＩＬ２中のマスクブラインドＭＢ２の作用により第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）の形成を行わない。換言すれば、照明系ＩＬ１，ＩＬ２は、第１照明領域ＩＲ１（ひいては第１投影領域ＥＲ１）と第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）とを順次形成する。
【００６９】
また、第１ショット領域ＳＲ１への走査露光の途中で、後続の第２ショット領域ＳＲ２が第１投影領域ＥＲ１の影響を受けることがないように、第１照明系ＩＬ１中のマスクブラインドＭＢ１の作用により第１照明領域ＩＲ１（ひいては第１投影領域ＥＲ１）のＸ方向の寸法を、基準状態の所定値から０まで徐々に減少させる。具体的には、第１ショット領域ＳＲ１の−Ｘ方向の側の辺ＳＲ１ＭＸが第１投影領域ＥＲ１の−Ｘ方向の側の辺ＥＲ１ＭＸを通り過ぎた時点で第１照明領域ＩＲ１（ひいては第１投影領域ＥＲ１）のＸ方向の寸法を減少させ始め、第２ショット領域ＳＲ２が第１投影領域ＥＲ１の影響を受けないように０まで減少させる。
【００７０】
さらにマスクステージＭＳが＋Ｘ方向へ移動して、図１６において実線で示すようにパターン領域ＰＡの＋Ｘ方向の側の辺ＰＡＰＸが第２照明領域ＩＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＩＲ２ＭＸと一致した時点で、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光が始まる。第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の開始時点では、図１７において実線で示すように、第２ショット領域ＳＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＳＲ２ＰＸが第２投影領域ＥＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＥＲ２ＭＸと一致する。ただし、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の開始に先立って、第１ショット領域ＳＲ１が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けるのを回避しつつ、マスクブラインドＭＢ２の作用により第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）のＸ方向の寸法を０から基準状態の所定値まで徐々に増大させる。
【００７１】
次いで、図１６において破線で示すように、パターン領域ＰＡの−Ｘ方向の側の辺ＰＡＭＸが第２照明領域ＩＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＩＲ２ＰＸまで移動した時点で、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光が終了する。第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の終了時点では、図１７において破線で示すように、第２ショット領域ＳＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＳＲ２ＭＸが第２投影領域ＥＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＥＲ２ＰＸと一致する。
【００７２】
また、第２ショット領域ＳＲ２への走査露光の途中もしくは終了後に、後続の第３ショット領域（不図示）が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けることがないように、第２照明系ＩＬ２中のマスクブラインドＭＢ２の作用により第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）のＸ方向の寸法を、基準状態の所定値から０まで徐々に減少させる。具体的には、第２ショット領域ＳＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＳＲ２ＭＸが第２投影領域ＥＲ２の−Ｘ方向の側の辺ＥＲ２ＭＸを通り過ぎた時点で第２照明領域ＩＲ２（ひいては第２投影領域ＥＲ２）のＸ方向の寸法を減少させ始め、第３ショット領域が第２投影領域ＥＲ２の影響を受けないように０まで減少させる。
【００７３】
次に、図１８および図１９を参照して、第２実施形態において隣り合う２つのショット領域ＳＲ１，ＳＲ２に対して連続的に走査露光を行うのに必要な条件について説明する。図１８では、説明を簡単にするために、パターン領域ＰＡの−Ｘ方向の側の辺ＰＡＭＸが第１照明領域ＩＲ１の中心ＩＲ１Ｃに達した状態を示している。図１９では、図１８に対応するように、第１ショット領域ＳＲ１の−Ｘ方向の側の辺ＳＲ１ＭＸが第１投影領域ＥＲ１の中心ＥＲ１Ｃに達した状態を示している。
【００７４】
図１８において、参照符号Ｕは第１照明領域ＩＲ１の中心ＩＲ１Ｃと第２照明領域ＩＲ２の中心ＩＲ２ＣとのＸ方向に沿った中心間隔を、参照符号Ｐはパターン領域ＰＡのＸ方向に沿った寸法を、参照符号Ｄは第１照明領域ＩＲ１および第２照明領域ＩＲ２のＸ方向に沿った寸法を示している。参照符号ΔＸは、図１８の状態におけるパターン領域ＰＡの＋Ｘ方向側の辺ＰＡＰＸと第２照明領域ＩＲ２の中心ＩＲ２ＣとのＸ方向に沿った距離を示している。
【００７５】
図１９において、参照符号Ｓは第１ショット領域ＳＲ１および第２ショット領域ＳＲ２のＸ方向に沿った寸法を、参照符号Ｋは第１ショット領域ＳＲ１と第２ショット領域ＳＲ２とのＸ方向に沿った間隔を示している。参照符号Ｖは第１投影領域ＥＲ１の中心ＥＲ１Ｃと第２投影領域ＥＲ２の中心ＥＲ２ＣとのＸ方向に沿った中心間隔を、参照符号Ｔは第１投影領域ＥＲ１と第２投影領域ＥＲ２とのＸ方向に沿った間隔を示している。
【００７６】
この場合、以下の式（５）〜（８）に示す関係が成立する。
Ｕ＝Ｐ−ΔＸ      （５）
Ｐ＝Ｓ／β        （６）
ΔＸ＝（Ｖ−Ｋ）／β        （７）
Ｖ＝β×Ｄ＋Ｔ      （８）
【００７７】
ここで、式（５），（６）及び（８）は、第１照明領域ＩＲ１と第２照明領域ＩＲ２のＸ方向の距離、第１照明領域ＩＲ１及び第２照明領域ＩＲ２のＸ方向のそれぞれの長さ（幅）、パターン領域ＰＡのＸ方向の長さ、第１投影領域ＥＲ１と第２投影領域ＥＲ２のＸ方向の距離、第１投影領域ＥＲ１及び第２投影領域ＥＲ２のＸ方向のそれぞれの長さ（幅）から導かれる関係を規定している。式（７）は、第１ショット領域ＳＲ１および第２ショット領域ＳＲ２のＸ方向の長さ、パターン領域ＰＡとのＸ方向の長さ、投影倍率βなどに対する第１ショット領域ＳＲ１と第２ショット領域ＳＲ２とのＸ方向の間隔の関係を示し、次のような条件を規定している。
【００７８】
すなわち、図１８及び１９に示すような配置では、パターン領域ＰＡが第１照明領域ＩＲ１を通過して第１ショット領域ＳＲ１の第１投影領域ＥＲ１による走査露光が終了する前に、パターン領域ＰＡの＋Ｘ方向の側の辺ＰＡＰＸが第２照明領域ＩＲ２の中心ＩＲ２Ｃに達していたはずである。パターン領域ＰＡの＋Ｘ方向の側の辺ＰＡＰＸが第２照明領域ＩＲ２の中心ＩＲ２Ｃに達したときには、第２ショット領域ＳＲ２の＋Ｘ方向の側の辺ＳＲ２ＰＸが第２投影領域ＥＲ２の中心ＥＲ２Ｃに位置している必要がある。すなわち、第２ショット領域ＳＲ２にパターンＰＡの像が正確に転写されるためには、第２ショット領域ＳＲ２とパターンＰＡとアライメントされていなければならない。それゆえ、マスクＭのパターン領域ＰＡが図１８に示したΔＸを移動する間に、ウェハＷの第２ショット領域ＳＲ２は、図１９に示す距離Ｖ−Ｋだけ移動しているのであるから、投影倍率βを考慮すると、ΔＸ＝（Ｖ−Ｋ）／βという関係が求められる。
【００７９】
式（５）〜（８）に示す関係から、次の条件式（Ｄ），（Ｅ）および（Ｆ）が得られる。なお、条件式（Ｄ）と（Ｅ）と（Ｆ）とは表現が互いに異なるだけであり、これらの条件式のうちの１つの条件式が満たされるときには他の２つの条件式も満たされる。
Ｕ＝（Ｓ＋Ｋ−Ｖ）／β      （Ｄ）
Ｕ＝Ｐ＋（Ｋ−Ｖ）／β      （Ｅ）
Ｕ＝Ｐ−Ｄ−（Ｔ−Ｋ）／β      （Ｆ）
【００８０】
このように、第２実施形態では、投影光学系ＰＬを介して第１投影領域ＥＲ１と光学的に共役な第１共役領域である第１照明領域ＩＲ１の中心と、第２投影領域ＥＲ２と光学的に共役な第２共役領域である第２照明領域ＩＲ２の中心とのＸ方向に沿った中心間隔Ｕが、条件式（Ｄ）、ひいては条件式（Ｅ）および（Ｆ）を満たすように構成することにより、マスクステージＭＳおよびウェハステージＷＳのＸ方向への一度の同期移動（Ｙ方向へのステップ移動を含まない同期移動）によって、Ｘ方向に隣り合う２つの（異なる）ショット領域ＳＲ１，ＳＲ２に対して連続的に走査露光を行うことが可能である。その結果、第２実施形態の露光装置においても、第１実施形態と同様に、隣り合う２つのショット領域に対して連続的に走査露光を行うことができるので、例えば図１０に示すような単純な走査手順に基づいて、走査露光にかかるスループットの向上を達成することができる。なお、第２実施形態では、一対の共役領域のＸ方向に沿った中心間隔Ｕが第１実施形態よりも小さくなるので、照明系ＩＬ１，ＩＬ２の一体化を容易に行うことができる。
【００８１】
図２０は、第２実施形態の変形例にかかる露光装置の構成を示す図である。図１３の第２実施形態では、第１照明領域ＩＲ１の中心と第１前側結像系ＧＦ１の光軸ＡＸＦ１とをほぼ一致させ、第２照明領域ＩＲ２の中心と第２前側結像系ＧＦ２の光軸ＡＸＦ２とをほぼ一致させている。これに対し、図２０の変形例では、第１照明領域ＩＲ１の中心を光軸ＡＸＦ１から＋Ｘ方向へ偏心させ、第２照明領域ＩＲ１の中心を光軸ＡＸＦ２から−Ｘ方向へ偏心させている。換言すれば、第１照明領域ＩＲ１の中心および第２照明領域ＩＲ２の中心を、基準光軸ＡＸに向かって内側へ偏心させている。この構成により、第１前側結像系ＧＦ１と第２前側結像系ＧＦ２とを互いに機械的に干渉させることなく配置することが容易になる。
【００８２】
なお、第２実施形態では、Ｘ方向に正立したマスクパターン像（投影像）を形成する投影光学系として、図１３に示すように基準光軸ＡＸに対して偏心配置されたレンズ（透過光学部材）を含む３回結像型の反射屈折光学系を用いている。しかしながら、これに限定されることなく、例えば図２１および図２２に示すように、すべての透過光学部材が基準光軸ＡＸに沿って共軸配置された反射屈折光学系を、第２実施形態の投影光学系に適用することもできる。
【００８３】
図２１に示す反射屈折光学系は、第１照明領域ＩＲ１において照明されたマスクＭのパターンの第１中間像を結像する第１結像系Ｇ１と、第２照明領域ＩＲ２において照明されたパターンの第２中間像を結像する第２結像系Ｇ２と、第１中間像をもとにパターンの投影像を第１投影領域ＥＲ１に結像し且つ第２中間像をもとにパターンの投影像を第２投影領域ＥＲ２に結像する第３結像系Ｇ３とを有する。第３結像系Ｇ３は屈折光学系であり、その光軸ＡＸ３は基準光軸ＡＸと一致している。
【００８４】
第１結像系Ｇ１および第２結像系Ｇ２は、互いに同じ構成を有し、第３結像系Ｇ３の光軸ＡＸ３（ひいては基準光軸ＡＸ）を含むＹＺ平面に関して対称に設けられた反射屈折光学系である。具体的に、第１結像系Ｇ１（第２結像系Ｇ２）は、光の入射順に、第１結像系Ｇ１と第２結像系Ｇ２とに共通の正レンズ群ＬＣと、凹面反射鏡ＣＭ１１（ＣＭ２１）と、凹面反射鏡ＣＭ１２（ＣＭ２２）とを備えている。ここで、正レンズ群ＬＣは基準光軸ＡＸに沿って配置されているが、凹面反射鏡ＣＭ１１（ＣＭ２１），ＣＭ１２（ＣＭ２２）は基準光軸ＡＸに対して偏心配置されている。
【００８５】
図２１の反射屈折光学系では、第１照明領域ＩＲ１において照明されたパターンからの光ＥＬ１が、正レンズ群ＬＣ、凹面反射鏡ＣＭ１１、および凹面反射鏡ＣＭ１２を介して、第１中間像を形成する。第１中間像は、Ｘ方向およびＹ方向に倒立した像である。第１中間像からの光は、第３結像系Ｇ３を介して、ウェハＷ上の第１投影領域ＥＲ１にパターンの投影像を形成する。この第１投影像は、例えばマスクパターンの１／４程度の縮小像であって、Ｘ方向およびＹ方向に正立した像である。
【００８６】
同様に、第２照明領域ＩＲ２において照明されたパターンからの光ＥＬ２は、正レンズ群ＬＣ、凹面反射鏡ＣＭ２１、および凹面反射鏡ＣＭ２２を介して、第２中間像を形成する。第２中間像は、第１中間像と同様に、Ｘ方向およびＹ方向に倒立した像である。第２中間像からの光は、第３結像系Ｇ３を介して、ウェハＷ上の第２投影領域ＥＲ２にパターンの投影像を形成する。この第２投影像は、第１投影像と同様に、例えばマスクパターンの１／４程度の縮小像であって、Ｘ方向およびＹ方向に正立した像である。
【００８７】
図２２に示す反射屈折光学系は、図２１の反射屈折光学系と類似の構成を有する。しかしながら、図２１の反射屈折光学系では第３結像系Ｇ３が屈折光学系であるのに対し、図２２の反射屈折光学系では第３結像系Ｇ３が反射屈折光学系である。また、図２１の反射屈折光学系と図２２の反射屈折光学系とでは、ウェハＷ上に形成される第１投影領域ＥＲ１と第２投影領域ＥＲ２とのＸ方向に沿った位置関係が逆になる。
【００８８】
具体的に、図２２に示す反射屈折光学系において、第３結像系Ｇ３は、光の入射順に、基準光軸ＡＸを中心とした中央開口部を有する凹面反射鏡ＣＭ３１と、凹面反射鏡ＣＭ３２と、正レンズ群Ｌ３とを備えている。ここで、凹面反射鏡ＣＭ３１、凹面反射鏡ＣＭ３２、および正レンズ群Ｌ３は、基準光軸ＡＸ（光軸ＡＸ３）に沿って偏心することなく配置されている。
【００８９】
図２２の反射屈折光学系では、第１照明領域ＩＲ１において照明されたパターンからの光ＥＬ１が、正レンズ群ＬＣ、凹面反射鏡ＣＭ１１、および凹面反射鏡ＣＭ１２を介して、第１中間像を形成する。第１中間像は、Ｘ方向およびＹ方向に倒立した像である。第１中間像からの光は、凹面反射鏡ＣＭ３１、凹面反射鏡ＣＭ３２、および正レンズ群Ｌ３を介して、ウェハＷ上の第１投影領域ＥＲ１にパターンの投影像を形成する。この第１投影像は、例えばマスクパターンの１／４程度の縮小像であって、Ｘ方向およびＹ方向に正立した像である。
【００９０】
同様に、第２照明領域ＩＲ２において照明されたパターンからの光ＥＬ２は、正レンズ群ＬＣ、凹面反射鏡ＣＭ２１、および凹面反射鏡ＣＭ２２を介して、第２中間像を形成する。第２中間像は、第１中間像と同様に、Ｘ方向およびＹ方向に倒立した像である。第２中間像からの光は、凹面反射鏡ＣＭ３１、凹面反射鏡ＣＭ３２、および正レンズ群Ｌ３を介して、ウェハＷ上の第２投影領域ＥＲ２にパターンの投影像を形成する。この第２投影像は、第１投影像と同様に、例えばマスクパターンの１／４程度の縮小像であって、Ｘ方向およびＹ方向に正立した像である。
【００９１】
なお、図２１および図２２に示す反射屈折光学系では、凹面反射鏡ＣＭ１１およびＣＭ２１と凹面反射鏡ＣＭ１２およびＣＭ２２との間の光路中に、第１結像系Ｇ１と第２結像系Ｇ２とに共通のレンズ群（１つのレンズを含む広い概念）を基準光軸ＡＸに沿って配置することもできる。
【００９２】
なお、上述の各実施形態では、照明系（ＩＬ１，ＩＬ２；ＩＬ）の光路中においてマスクＭのパターン面と光学的に共役なパターン共役面に配置された可動視野絞り（ＭＢ１，ＭＢ２）の作用により、投影光学系ＰＬの物体面ＰＬｏに形成される照明領域（ＩＲ１，ＩＲ２）の形状を規定し、ひいてはウェハＷ上に形成される投影領域（ＥＲ１，ＥＲ２）の形状を規定している。しかしながら、これに限定されることなく、例えば投影光学系の光路中においてマスクのパターン面と光学的に共役なパターン共役面（中間像が形成される位置）に可動視野絞りを配置して、感光性基板上に形成される投影領域の形状を規定することもできる。この場合、照明領域が投影領域と光学的に共役な共役領域とは必ずしも一致しないため、各条件式において照明領域に代えて共役領域を用いる。あるいは、照明領域とは、照明系からの光束が投影光学系の物体面に達する領域ではなく、照明系から投影光学系を介して感光性基板に達する有効光束が投影光学系の物体面を通過する領域、すなわち共役領域であると解釈すれば良い。なお、機械的に駆動（移動）する視野絞り機構に限定されることなく、可動視野絞りとして、例えば液晶フィルタのように電気的に明暗領域を変更可能な素子を用いることができる。
【００９３】
ところで、上述の各実施形態において、各ショット領域のＸ方向に沿った寸法Ｓ、および各ショット領域の間のＸ方向に沿った間隔Ｋのうちの少なくとも一方が変化する場合が考えられる。この場合、第１共役領域（実施形態では第１照明領域ＩＲ１）の中心と第２共役領域（実施形態では第２照明領域ＩＲ２）の中心とのＸ方向に沿った中心間隔Ｕが所要の条件式を満たすように、何らかの光学調整を行う必要がある。一例として、第１実施形態では、例えば結像系Ｇ１，Ｇ２および偏向部材ＰＭのうちの少なくとも一方に関する光学調整により、第１投影領域と第２投影領域とのＸ方向に沿った間隔Ｔを変化させ、ひいては一対の共役領域の中心間隔Ｕを所要の値に変化させることが考えられる。
【００９４】
上記実施形態においては、マスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２を動作させることで、第１ショット領域ＳＲ１（または第２ショット領域ＳＲ２）が第２投影領域ＥＲ２（第１投影領域ＥＲ１）によって露光されることを防止していたが、これに代えて、照明系ＩＬ１，ＩＬ２のオンオフを制御することで、照明領域ＩＲ１または照明領域ＩＲ２を照明させないこともできる。その場合には、マスクブラインドＭＢ１，ＭＢ２を省くことができる。
【００９５】
上述の実施形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００９６】
次に、上述の実施形態にかかる露光装置または露光方法を用いたデバイス製造方法について説明する。図２４は、半導体デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図２４に示すように、半導体デバイスの製造工程では、半導体デバイスの基板となるウェハＷに金属膜を蒸着し（ステップＳ４０）、この蒸着した金属膜上に感光性材料であるフォトレジストを塗布する（ステップＳ４２）。つづいて、上述の実施形態の露光装置または露光方法を用い、図２３のフローチャートに示したようにマスクＭに形成されたパターンをウェハＷ上の各ショット領域に転写し（ステップＳ４４：露光工程）、この転写が終了したウェハＷの現像、つまりパターンが転写されたフォトレジストの現像を行う（ステップＳ４６：現像工程）。
【００９７】
その後、ステップＳ４６によってウェハＷの表面に生成されたレジストパターンをウェハ加工用のマスクとし、ウェハＷの表面に対してエッチング等の加工を行う（ステップＳ４８：加工工程）。ここで、レジストパターンとは、上述の実施形態の露光装置によって転写されたパターンに対応する形状の凹凸が生成されたフォトレジスト層（転写パターン層）であって、その凹部がフォトレジスト層を貫通しているものである。ステップＳ４８では、このレジストパターンを介してウェハＷの表面の加工を行う。ステップＳ４８で行われる加工には、例えばウェハＷの表面のエッチングまたは金属膜等の成膜の少なくとも一方が含まれる。なお、ステップＳ４４では、上述の実施形態の露光装置は、フォトレジストが塗布されたウェハＷを感光性基板としてパターンの転写を行う。
【００９８】
図２５は、液晶表示素子等の液晶デバイスの製造工程を示すフローチャートである。図２５に示すように、液晶デバイスの製造工程では、パターン形成工程（ステップＳ５０）、カラーフィルタ形成工程（ステップＳ５２）、セル組立工程（ステップＳ５４）およびモジュール組立工程（ステップＳ５６）を順次行う。ステップＳ５０のパターン形成工程では、感光性基板としてフォトレジストが塗布されたガラス基板上に、上述の実施形態の露光装置を用いて回路パターンおよび電極パターン等の所定のパターンを形成する。このパターン形成工程には、上述の実施形態の露光装置または露光方法を用いてフォトレジスト層にパターンを転写する露光工程と、パターンが転写された感光性基板の現像、つまりガラス基板上のフォトレジスト層の現像を行い、パターンに対応する形状のフォトレジスト層（転写パターン層）を生成する現像工程と、この現像されたフォトレジスト層を介してガラス基板の表面を加工する加工工程とが含まれている。
【００９９】
ステップＳ５２のカラーフィルタ形成工程では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応する３つのドットの組をマトリックス状に多数配列するか、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を水平走査方向に複数配列したカラーフィルタを形成する。ステップＳ５４のセル組立工程では、ステップＳ５０によって所定パターンが形成されたガラス基板と、ステップＳ５２によって形成されたカラーフィルタとを用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。具体的には、例えばガラス基板とカラーフィルタとの間に液晶を注入することで液晶パネルを形成する。ステップＳ５６のモジュール組立工程では、ステップＳ５４によって組み立てられた液晶パネルに対し、この液晶パネルの表示動作を行わせる電気回路およびバックライト等の各種部品を取り付ける。
【０１００】
また、本発明は、半導体デバイスまたは液晶デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、プラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の、露光工程（露光装置）にも適用することができる。
【０１０１】
上述の各実施形態において、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット，特開２００４−２８９１２６号（対応米国特許公開第２００４／０１６５１５９号公報）等に開示されているような液浸法を適用してもよい。すなわち、第１、第２投影領域ＥＲ１、ＥＲ２を覆うように、液浸システムを用いて液体の液浸領域を基板Ｐ上に形成し、その液体を介して第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を基板Ｐ上に照射するようにしてもよい。液浸システムは、例えば、投影光学系ＰＬの終端光学素子と基板Ｐとの間の露光光の光路の近傍に設けられ、その光路に対して液体を供給するための供給口を有する供給部材及び液体を回収するための回収口を有する回収部材を有し得る。なお、液浸システムは、その一部（例えば、液体供給部材及び／又は液体回収部材）が露光装置に設けられている必要はなく、例えば露光装置が設置される工場等の設備を代用してもよい。また、液浸システムの構造は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、国際公開第２００４／０５７５９０号パンフレット、国際公開第２００５／０２９５５９号パンフレット（対応米国特許公開第２００６／０２３１２０６号）、国際公開第２００４／０８６４６８号パンフレット（対応米国特許公開第２００５／０２８０７９１号）、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号）などに記載されているものを用いることができる。液浸法に用いる液体としては、水（純水）を用いてもよいし、水以外のもの、例えば過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体、あるいはセダー油などを用いてもよい。
【０１０２】
また、本発明は、例えば特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報（対応する米国特許６，３４１，００７、６，４００，４４１、６，５４９，２６９及び６，５９０,６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応する米国特許５，９６９，４４１号）などに開示されているような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。更に、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応する国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応する米国特許６,８９７,９６３号）に開示されているように、基板を保持する基板ステージと、計測部材（例えば、基準マークが形成された基準部材、及び／又は各種の光電センサ）を搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。
【０１０３】
本願明細書に掲げた種々の米国特許及び米国特許出願公開については、特に援用表示をしたもの以外についても、本願が出願された国の法令が許す範囲においてそれらの開示を援用して本文の一部とする。
【産業上の利用可能性】
【０１０４】
本発明によれば、基板の露光を高い効率で実現することができる。このため、液晶表示素子やマイクロマシンなどに使用される高密度で複雑な回路パターンを有するデバイスを高いスループットで生産することができる。それゆえ、本発明は、半導体産業を含む精密機器産業の国際的な発展に著しく貢献するであろう。
【符号の説明】
【０１０５】
ＩＬ１，ＩＬ２  照明系
ＭＢ１，ＭＢ２  マスクブラインド
ＩＲ１，ＩＲ２  照明領域
ＥＲ１，ＥＲ２  投影領域
Ｍ  マスク
ＰＡ  パターン領域
ＭＳ  マスクステージ
ＰＬ  投影光学系
Ｇ１，Ｇ２，Ｇ３  結像系
Ｗ  ウェハ
ＷＳ  ウェハステージ
ＣＲ  制御部
【図１】
2010087513.tif 000003
【図２】
2010087513.tif 000004
【図３】
2010087513.tif 000005
【図４】
2010087513.tif 000006
【図５】
2010087513.tif 000007
【図６】
2010087513.tif 000008
【図７】
2010087513.tif 000009
【図８】
2010087513.tif 000010
【図９】
2010087513.tif 000011
【図１０】
2010087513.tif 000012
【図１１】
2010087513.tif 000013
【図１２】
2010087513.tif 000014
【図１３】
2010087513.tif 000015
【図１４】
2010087513.tif 000016
【図１５】
2010087513.tif 000017
【図１６】
2010087513.tif 000018
【図１７】
2010087513.tif 000019
【図１８】
2010087513.tif 000020
【図１９】
2010087513.tif 000021
【図２０】
2010087513.tif 000022
【図２１】
2010087513.tif 000023
【図２２】
2010087513.tif 000024
【図２３】
2010087513.tif 000025
【図２４】
2010087513.tif 000026
【図２５】
2010087513.tif 000027