(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に近接するように配置されたマスクに露光光を照射して、該マスクに形成された所定のパターンを前記基板に露光する第１露光工程と；
前記基板に近接するように配置されて複数の集光部を備える集光パターン形成部材に露光光を照射して、前記基板上に所定形状の集光パターンを露光する第２露光工程と；
を備え、
前記第１露光工程により前記基板に露光される前記所定のパターンの少なくとも一部と、前記第２露光工程により前記基板に形成される前記集光パターンの少なくとも一部とは、重畳されることを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記第１露光工程では、前記マスクと前記基板とを相対的に静止した状態で露光を行うことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記第２露光工程では、前記集光パターンと前記基板とを相対的に静止した状態で露光を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記第２露光工程では、前記集光パターンが形成される位置と前記基板とを相対的に移動させつつ露光を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の露光方法。
【請求項５】
前記第１露光工程では、前記マスクと前記基板とを相対的に移動させつつ露光を行うことを特徴とする請求項１に記載の露光方法。
【請求項６】
前記マスクと前記基板とを第１方向に沿って相対的に移動させる第１移動工程をさらに備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載の露光方法。
【請求項７】
前記マスクと前記集光パターン形成部材とを前記第１方向に沿って配置する配置工程をさらに備えていることを特徴とする請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記マスクと前記基板とを前記第１方向を横切る方向である第２方向に沿って相対的に移動させる第２移動工程をさらに備えていることを特徴とする請求項６または７に記載の露光方法。
【請求項９】
前記マスクは複数のマスクのうちの一つであり、前記複数のマスクを前記基板とほぼ平行な面内において千鳥状に配置する工程を備えていることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記第１露光工程により露光される前記所定のパターンよりも、前記第２露光工程により形成される前記集光パターンを形成する各特徴が細かいことを特徴とする請求項１乃至９の何れか一項に記載の露光方法。
【請求項１１】
前記集光パターン形成部材は、光透過性基板と、該光透過性基板上に形成された位相型回折パターンを備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の露光方法。
【請求項１２】
前記位相型回折パターンは、フレネルレンズであることを特徴とする請求項１１に記載の露光方法。
【請求項１３】
前記集光パターン形成部材は、光透過性基板と、該光透過性基板上に形成されたレンズ面を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか一項に記載の露光方法。
【請求項１４】
前記レンズ面は、前記光透過性基板をエッチングして形成されていることを特徴とする請求項１３に記載の露光方法。
【請求項１５】
基板に近接するように保持されて、所定のパターンが形成されたマスクと；
前記基板に近接するように保持されて、前記基板上に所定形状の集光パターンを形成する複数の集光部を備えた集光パターン形成部材と；
前記マスクおよび前記集光パターン形成部材に露光光を照射する照明部と；
を備え、
前記マスクを介した露光光で前記基板に露光される前記所定のパターンの少なくとも一部と、前記集光パターン形成部材を介した露光光で前記基板に形成される前記集光パターンの少なくとも一部とを重畳させることを特徴とする露光装置。
【請求項１６】
前記基板を第１方向に移動可能に支持する基板ステージをさらに備えていることを特徴とする請求項１５に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記マスクを保持する第１保持部および前記集光パターン形成部材を保持する第２保持部は、前記マスクと前記集光パターン形成部材とを前記第１方向に沿って保持す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】
前記基板ステージは、前記第１方向を横切る方向である第２方向に沿って移動可能であることを特徴とする請求項１６または１７に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記マスクを保持する第１保持部は複数の第１保持部のうちの一つであり、前記マスクは複数のマスクのうちの一つであり、前記複数の第１保持部は、前記基板とほぼ平行な面内に千鳥状に前記複数のマスクを保持することを特徴とする請求項１６乃至１８の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記照明部および前記基板ステージを制御する制御部をさらに備え、
該制御部は、前記マスクと前記基板とを相対的に静止した状態で前記マスクに前記露光光を照射することを特徴とする請求項１６乃至１９の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記照明部および前記基板ステージを制御する制御部をさらに備え、
該制御部は、前記集光パターンと前記基板とを相対的に静止した状態で前記集光パターン形成部材に前記露光光を照射することを特徴とする請求項１６乃至２０の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記照明部および前記基板ステージを制御する制御部をさらに備え、
該制御部は、前記集光パターンが形成される位置と前記基板とを前記第１方向に沿って相対的に移動させつつ前記集光パターン形成部材に前記露光光を照射することを特徴とする請求項１６乃至２０の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記照明部および前記基板ステージを制御する制御部をさらに備え、
該制御部は、前記マスクと前記基板とを前記第１方向に沿って相対的に移動させつつ前記マスクに前記露光光を照射することを特徴とする請求項１６乃至１９の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２４】
前記複数の集光部による前記複数の光パターンの少なくとも一部が前記マスクの前記パターンの転写される位置と重複するように、前記集光パターン形成部材上での前記複数の集光部が位置決めされていることを特徴とする請求項１６乃至２３の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２５】
前記複数の集光部は、前記集光パターン形成部材上に設けられた集光性遮光パターンを備えていることを特徴とする請求項１５乃至２４の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２６】
前記マスクと前記集光パターン形成部材とは一体的に形成され、
前記マスクの前記所定のパターンは遮光パターンを備えることを特徴とする請求項２５に記載の露光装置。
【請求項２７】
前記マスクと前記集光パターン形成部材とは別の部材であることを特徴とする請求項１５乃至２５の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２８】
前記集光パターン形成部材は、光透過性基板と、該光透過性基板上に形成された位相型回折パターンを備えていることを特徴とする請求項１５乃至２４の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項２９】
前記位相型回折パターンは、フレネルレンズであることを特徴とする請求項２８に記載の露光装置。
【請求項３０】
前記集光パターン形成部材は、光透過性基板と、該光透過性基板上に形成されたレンズ
面を備えていることを特徴とする請求項１５乃至２４の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項３１】
前記レンズ面は、前記光透過性基板をエッチングして形成されていることを特徴とする請求項３０に記載の露光装置。
【請求項３２】
前記集光パターン形成部材の前記複数の集光部の前記第１方向におけるパワーと、前記第１方向を横切る第２方向における前記集光部のパワーとは互いに異なることを特徴とする請求項１５乃至２５の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項３３】
前記複数の集光部は、前記集光パターン形成部材上に二次元的に配置されていることを
特徴とする請求項１５乃至２６の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項３４】
前記照明部は、前記集光パターン形成部材へ向かう露光光の光路中に配置された空間光変調器を備え、該空間光変調器は前記複数の集光部に選択的に光を照射することを特徴とする請求項３３に記載の露光装置。
【請求項３５】
前記照明部は、前記露光光のテレセントリシティを制御するテレセントリシティ制御部を備えていることを特徴とする請求項１５乃至３４の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項３６】
前記照明部は、前記マスクへ前記露光光を照射する第１照明部と、前記集光パターン形成部材へ前記露光光を照射する第２照明部とを備え、
前記テレセントリシティ制御部は、前記第１照明部内に配置されて前記マスクへ向かう前記露光光のテレセントリシティを制御する第１テレセントリシティ制御部と、前記第２照明部内に配置されて前記集光パターン形成部材へ向かう前記露光光のテレセントリシティを制御する第２テレセントリシティ制御部とを備えていることを特徴とする請求項３５に記載の露光装置。
【請求項３７】
前記基板の変形状態を検出する基板変形状態検出部をさらに備え、
前記テレセントリシティ制御部は、該基板変形状態検出部からの出力に基づいて前記露光光のテレセントリシティを制御することを特徴とする請求項３５または３６に記載の露光装置。
【請求項３８】
前記基板変形状態検出部は、前記基板上に設けられた位置合わせマークを検出することを特徴とする請求項３７に記載の露光装置。
【請求項３９】
前記露光光のテレセントリシティを計測するテレセントリシティ計測部をさらに備え、
前記テレセントリシティ制御部は、前記基板変形状態検出部からの出力および前記テレセントリシティ計測部からの出力に基づいて前記露光光の前記テレセントリシティを制御することを特徴とする請求項３７または３８に記載の露光装置。
【請求項４０】
前記第２保持部は、前記集光パターン形成部材と前記基板との間隔を調整可能となるように前記集光パターン形成部材を保持することを特徴とする請求項１５乃至３９の何れか一項に記載の露光装置。
【請求項４１】
前記基板の前記間隔の方向に沿った面位置を検出する面位置検出部をさらに備え、該面位置検出部からの出力に応じて前記間隔を制御することを特徴とする請求項４０に記載の露光装置。
【請求項４２】
請求項１乃至１４のいずれか一項に記載の露光方法を用いて前記所定のパターン及び前記集光パターンを感光性基板に露光する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を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。
【請求項４３】
請求項１５乃至４１のいずれか一項に記載の露光装置を用いて前記パターンを感光性基板に露光する露光工程と、
前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と、
前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を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】
関連出願
本願は、２００７年４月２日に出願した米国仮出願第６０／９０７４４４号と２００８年２月２７日に出願した米国出願（出願番号未付与）に基づく優先権を主張する。
【０００２】
本発明は、例えば半導体素子、液晶表示素子、プリント基板、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム[Micro-Electro-Mechanical Systems]）又は光集積回路等のデバイスをリソグラフィ工程で製造する際に回路パターン等を感光性の基板上に露光する露光方法及び露光装置、当該露光に用いられる集光パターン形成部材並びにマスク、これら集光パターン形成部材及びマスクの設計及び製造方法、そして、上記デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
例えば半導体素子、液晶表示素子、プリント基板、ＭＥＭＳ又は光集積回路等のデバイスの製造工程においては、これらデバイスに微細パターンを形成するための露光装置が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第４，６３６，６２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の特許文献１に開示される露光装置では、基板に対して所定の間隔を空けて配置されたマスクを用いてパターンを転写するので、基板にはパターンがぼけて転写され、細かいパターンを基板に転写できない。そこで、本発明は、微細パターンをぼけずに転写可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の露光方法は、基板に近接するように配置されたマスクに露光光を照射して、該マスクに形成された所定のパターンを基板に露光する第１露光工程と；前記基板に近接するように配置されて複数の集光部を備える集光パターン形成部材に露光光を照射して、前記基板上に所定形状の集光パターンを露光する第２露光工程と；を備え、前記第１露光工程により露光される所定のパターンと、前記第２露光工程により形成される前記集光パターンとは、少なくとも一部が重畳することを特徴とする。
【０００６】
本発明の露光方法は、所定の第１パターンに対して基板を静止した状態で、前記第１パターンを基板上の第１領域に露光する第１露光工程と；所定の第２パターンと前記基板とを相対的に移動させつつ、前記第２パターンを前記基板上の前記第１領域に露光する第２露光工程と；前記基板上の前記第１領域とは異なる第２領域に、前記第１パターンを露光するために前記第１パターンが形成される位置と前記基板とを相対的に移動させる移動工程と；を備え、前記第２露光工程は前記移動工程を実行する際に行われることを特徴とする。
【０００７】
本発明の露光装置は、所定のパターンが形成されたマスクを基板に近接するように保持する第１保持部と；前記基板上に所定形状の光パターンを形成する複数の集光部を備えた集光パターン形成部材を、前記基板に近接するように保持する第２保持部と；前記マスクおよび前記集光パターン形成部材に露光光を照射する照明部と；を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明の露光装置は、所定の第１パターンを基板上の第１領域に露光する第１露光部と；所定の第２パターンを前記基板上の前記第１領域に露光する第２露光工程と；前記基板を所定の第１方向に沿って移動させる基板移動部と；前記第１および第２露光部による露光と基板移動部による前記基板の移動とを制御する制御部と；を備え、前記制御部は、前記第１露光部による露光の際に前記第１パターンと前記基板とを相対的に静止した状態に保ち、且つ前記第１パターンを前記基板上の前記第１領域とは異なる第２領域に露光するために前記第１パターンが形成される位置と前記基板とを相対的に移動させる際に前記第２露光部による露光を行うことを特徴とする。
【０００９】
本発明の集光パターン形成部材は、被露光体上に形成される光パターンの一部である第１光パターンに応じた第１パターンを持つマスクと組み合わせて用いられ、前記光パターンの別の一部である第２光パターンに応じた集光パターンを形成する複数の集光部を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明のマスクは、上記集光パターン形成部材と組み合わせて用いられ、前記被露光体に近接して配置可能であって前記第１パターンを持つことを特徴とする。
本発明の集光パターン形成部材を設計する設計方法は、前記被露光体に形成すべき光パターンを複数の光パターンの組に分割する工程と；該複数の光パターンの組のうちの少なくとも１つの光パターンを抽出して第１光パターンを得る工程と；前記複数のパターンの組のうちの前記抽出されたパターンとは異なるパターンを抽出して第２光パターンを得る工程と；前記第２光パターンを形成するための前記複数の集光部のパラメータを求める工程と；を備え、前記第１光パターンの少なくとも一部と前記第２光パターンの少なくとも一部とは、互いに重畳していることを特徴とする。
【００１１】
本発明のマスク設計方法は、前記被露光体に形成すべき光パターンを複数の光パターンの組に分割する工程と；該複数の光パターンの組のうちの少なくとも１つのパターンを抽出して第１光パターンを得る工程と；該第１光パターンに基づいて、前記第１パターンを生成する工程と；を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明の集光パターン形成部材製造方法は、光透過性基板を準備する工程と；前記集光パターンを形成するための前記複数の集光部の設計データに基づいて、前記光透過性基板に処理を施す工程とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明のマスク製造方法は、光透過性基板を準備する工程と；前記第１パターンの情報に基づいて、前記光透過性基板に処理を施す工程とを備えていることを特徴とする。
本発明のデバイス製造方法は、本発明の露光方法を用いて前記所定のパターン及び前記集光パターンを感光性基板に露光する露光工程と；前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と；前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を加工する加工工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明のデバイス製造方法は、本発明の露光装置を用いて前記パターンを感光性基板に露光する露光工程と；前記パターンが転写された前記感光性基板を現像し、前記パターンに対応する形状のマスク層を前記感光性基板の表面に形成する現像工程と；前記マスク層を介して前記感光性基板の表面を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】
【００１５】
本発明によれば、プロキシミティ露光と集光パターン形成部材による集光パターンの露光との多重露光を行う。プロキシミティ露光では解像しきれなかった部分を集光パターンの露光で補っているため、微細なパターンをぼけずに転写することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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概略的に示す図である。図１では、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面内に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。
【００１７】
第１実施形態の露光装置は、図１に示すように、所定の遮光又は減光パターンであるマスクパターンが形成されたマスク１０をプレートＰに近接するように保持する第１保持部１１と、プレートＰ上に所定形状の光パターンを形成する複数の集光部（レンズ面）２０ａ，２０ｂを備えた集光パターン形成部材２０を、プレートＰに近接するように保持する第２保持部２１と、マスク１０及び集光パターン形成部材２０に露光光を照射する照明部１２，２２とを備えている。
【００１８】
また、プレートＰは、このプレートＰを少なくともＹ軸に沿って移動可能に保持するプレートステージＰＳに載置されている。
そして、マスク１０を保持する第１保持部１１と、集光パターン形成部材２０を保持する第２保持部２１とは、マスク１０と集光パターン形成部材２０とがＹ方向に沿って整列するように構成されている。
【００１９】
なお、本実施形態のプレートＰは、一例として液晶表示素子製造用のフォトレジスト（感光材料）が塗布された１辺又は対角線の長さが５００ｍｍよりも大きい矩形の平板状のガラスプレートである。そのプレートＰ（基板）としては、薄膜磁気ヘッド製造用のセラミックス基板又は半導体素子製造用の円形の半導体ウエハ等が使用できる。
【００２０】
図２を参照して、本実施形態の露光装置の作用を説明する。図２（ａ）はプレートＰ上に露光すべき光パターンの一例を示す平面図、図２（ｂ）はマスク１０によってプレートＰ上に形成される光パターンを示す平面図、図２（ｃ）は集光パターン形成部材２０によってプレートＰ上に形成される光パターンを示す平面図である。
【００２１】
図２（ａ）において、プレートＰ上に露光すべき光パターン３０は、光強度がほぼ０である暗パターン部３１ａ，３１ｂ，３１ｃと、所定の光強度を有する明パターン部３２と、当該明パターン部３２よりも小さい光強度を有する中間強度光パターン部３３ａ，３３ｂとを有している。ここで、中間強度光パターン部３３ａ，３３ｂは、例えば液晶表示デバイス等のフラットパネルディスプレイのＴＦＴトランジスター回路におけるゲート電極部を形成するために用いられる。中間強度光パターン部３３ａ，３３ｂの寸法は極めて小さく、例えば２〜３μｍ程度である。
【００２２】
本実施形態では、図２（ａ）に示す光パターン３０を、図２（ｂ）のような粗い寸法を持つ光パターン３４と、図２（ｃ）のような細かい寸法の細かい特徴[feature]を持つ光パターン３５とに分解する。ここで、図２（ｃ）における光パターン３５は、図２（ａ）に示した極めて小さな寸法を有する中間強度光パターン部３３ａ，３３ｂに対応している。
【００２３】
図３は、光パターン３４，３５を形成するために用いられるマスク１０及び集光パターン形成部材２０の構成を示す図であって、図３（ａ）はマスク１０の配置図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示したマスク１０の３ｂ?３ｂ線に沿った断面図、図３（ｃ）は集光パターン形成部材２０の配置図、図３（ｄ）は図３（ｃ）に示した集光パターン形成部材２０の３ｄ?３ｄ線に沿った断面図である。
【００２４】
図３（ａ），（ｂ）に示すマスク１０は、光透過性の基板上に形成されたクロムや酸化クロムなどの遮光または減光パターンである遮光部（減光部）１０ａ，１０ｂ，１０ｃを備える。そして、このマスク１０は、図１に示した通りプレートＰに対して所定の間隔（プロキシミティ・ギャップ）だけ離されて配置され、照明部１２からの露光光に基づいて、プレートＰ上に図２（ｂ）に示した光パターン３４を形成する。
【００２５】
図３（ｃ），（ｄ）に示す集光パターン形成部材２０は、光透過性の基板上に形成されたレンズ面２０ａ，２０ｂと、当該レンズ面２０ａ，２０ｂ以外の領域に形成された遮光または減光パターンである遮光部（減光部）２０ｃとを備えている。そして、この集光パターン形成部材２０は、図１に示した通り、プレートＰに対して所定の間隔だけ離されて配置され、照明部２２からの露光光をレンズ面２０ａ，２０ｂで集光することにより、プレートＰ上に図２（ｃ）に示した光パターン（集光パターン）３５を形成する。
【００２６】
ここで、図１に示した通り、マスク１０と集光パターン形成部材２０とはＹ方向に沿って並んで配置されている。まずマスク１０によってプレートＰ上の特定の一区画に光パターン３４を一括露光し、その後、プレートステージＰＳをＹ方向にステップ移動させ、集光パターン形成部材２０によってプレートＰ上の露光済みの特定の一区画に光パターン３５を重ねて一括露光する。これにより、図２（ａ）に示した光パターン３０を露光した場合と等価な潜像をプレートＰ上に塗布されている感光性材料上に形成することができる。
【００２７】
例えば、集光パターン形成部材２０に平行光を照射する場合（コリメーション半角が実質的に０°の場合）には、集光パターン形成部材２０とプレートＰとのＺ方向に沿った間隔（プロキシミティ・ギャップ）を１００μｍとし、集光パターン３５の幅を３μｍとすると、集光パターン形成部材２０のレンズ面２０ａ，２０ｂのプレートＰ側開口数ＮＡＰは、０．０８２程度であれば良い。このようなプレートＰ側開口数ＮＡＰを得るためには、プレートＰ上に焦点位置を位置させるためにレンズ面２０ａ，２０ｂの焦点距離を１００μｍとすると、レンズ面２０ａ，２０ｂの開口部直径として３００μｍ程度であれば良い。
【００２８】
ここで、集光パターン形成部材２０に照射される露光光のコリメーション半角は例えば０°〜５°であることができ、プロキシミティ・ギャップは、例えば１μｍ〜１０００μｍであることができる。
【００２９】
なお、図２（ｃ）に示した光パターン３５に含まれる各featureの形状は一方向に延びた細長い矩形状であるため、当該featuresに対応するレンズ面２０ａ，２０ｂは、シリンドリカルレンズとすることができる。この場合、シリンドリカル形状のレンズ面２０ａ，２０ｂの軸方向（図３（ｃ）の横方向）は光パターン３５の各featureの長手方向と一致しており、上記した例の緒元は、当該シリンドリカル形状のレンズ面の軸方向（光を屈折しない経線の方向）と直交する方向（光を最も強く屈折する経線の方向：強主経線方向）に沿った１次元的な緒元となる。
【００３０】
ここで、シリンドリカル形状の強主経線方向に沿った断面形状は、例えば円形状、楕円形状などであることができる。
図４は、集光パターン形成部材のレンズ面２０ａ，２０ｂの変形例を示す図である。ここで、図４（ａ）は集光パターン形成部材２０の集光部２０ａ，２０ｂの配置図、図４（ｂ）は集光部の第１変形例の平面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）の断面図、図４（ｄ）は集光部の第２変形例の平面図、図４（ｅ）は図４（ｄ）の断面図、図４（ｆ）は集光部の第３変形例の平面図、図４（ｇ）は図４（ｆ）の断面図、図４（ｈ）は集光部の第４変形例の平面図、図４（ｉ）は図４（ｈ）の断面図、そして、図４（ｊ）は集光部の第５変形例の平面図、図４（ｋ）は図４（ｊ）の断面図である。
【００３１】
図４（ｂ），（ｃ）に示す第１変形例は、図４（ａ）に示した集光パターン形成部材２０の集光部をシリンドリカルレンズと等価なパワーを持つ明暗型（振幅型）の１次元フレネルレンズとしたものである。この明暗型の１次元フレネルレンズは、遮光部２０ｃを形成する材料と同じ遮光材料で形成されて、所定の一次元方向に並べられて、当該一次元方向と直交する方向に延びた形状の遮光帯を備えている。この第１変形例の明暗型の１次元フレネルレンズは、集光部と遮光部２０とを同一のリソグラフィ工程で形成することができるため、極めて安価に製造することができる。さらに、第１変形例では、マスク１０と集光パターン形成部材とを同一基板上に形成する場合であっても、同一のプロセスでマスク１０の遮光パターンと集光部の明暗パターンとを形成することができる利点も奏する。
【００３２】
図４（ｄ），（ｅ）に示す第２変形例は、図４（ｂ），（ｃ）に示した第１変形例の集光部をトーリックレンズと等価なパワーを持つ明暗型のアナモルフィックフレネルレンズとしたものである。この構成により、プレートＰ上に形成される集光パターンの寸法を２次元的に制御することができる。例えば、プレートＰ上に矩形状の集光パターンを形成する際に、アナモルフィックフレネルレンズの開口数（アナモルフィックフレネルレンズの大きさ）を直交する２方向の各々で適切な値に設定することで、当該矩形の長手方向の寸法と短手方向の寸法とを独立に制御できる。
【００３３】
図４（ｆ），（ｇ）に示す第３変形例は、図４（ｂ），（ｃ）に示した第１変形例の集光部を位相型の１次元フレネルレンズとしたものである。この構成によれば、集光部での光量ロスを低減できる利点がある。なお、第３変形例において、第２変形例と同様にアナモルフィックフレネルレンズに変形しても良い。
【００３４】
図４（ｈ），（ｉ）に示す第４変形例は、集光パターン形成部材のレンズ面２０ａ，２０ｂを、当該レンズ面の頂点が集光パターン形成部材の表面と同じレベルまたは多少内側のレベルとなるように形成したものである。この第４変形例の構成によれば、光透過性の基板をエッチング等の手法で加工してレンズ面を形成する際に、光透過性の基板の削り量を小さくすることができ、ひいては集光パターン形成部材の製造を容易にすることができる。
【００３５】
図４（ｊ），（ｋ）に示す第５変形例は、集光パターン形成部材のレンズ面２０ａ，２０ｂを、集光パターン形成部材２０の光入射側の面に形成したものである。このように、集光パターン形成部材の集光部の配置は、プレートＰ側（光射出側）の面には限定されず、集光パターン形成部材２０の光入射側の面であっても良い。なお、この第５変形例の教示に従って、上述の第１乃至第４変形例を変形しても良い。
【００３６】
なお、光透過性の基板としては例えば石英ガラス基板などの紫外光を透過する材料で形成された基板を用いることができる。
図５は、本発明の第２実施形態にかかる露光装置を概略的に示す図である。図５では、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面内に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。
【００３７】
さて、上述の第１実施形態では、マスク１０及び集光パターン形成部材２０を用いてプレートＰ上に露光を行ったが、図５に示す第２実施形態では、マスク１０と等価なマスクパターン領域４０ａと集光パターン形成部材２０の集光部と等価な構造を持つ集光部形成領域４０ｂとを１つの光透過性の基板上に形成した光パターン形成部材４０を用いて露光を行っている。
【００３８】
図５において、光パターン形成部材４０は、保持部４１によって上方側（＋Ｚ軸方向側）から吸着保持されている。この保持部４１は、架台ＧＡに対してＺ軸方向に移動可能且つＸ軸回り及びＹ軸回りに傾斜（回動）可能となるように、架台ＧＡに取り付けられている。ここで、保持部４１は、光パターン形成部材４０がプレートＰに対して平行且つ所定の間隔となるように図示なき複数のアクチュエータによって駆動制御される。なお、図５では、理解を容易にするために、光パターン形成部材４０よりも照明部４２側の構成を、実際よりも＋Ｚ方向側に離した状態で図示している。ここで、保持部４１は、マスクを保持する第１保持部と集光パターン形成部材を保持する第２保持部とを一体的に設けたものと見なすことができる。
【００３９】
照明部４２は、光パターン形成部材４０のマスクパターン領域４０ａと集光部形成領域４０ｂとのそれぞれに露光光を供給するものである。ここで、照明部４２は、マスクパターン領域４０ａへの露光光の供給及び停止の制御と、集光部形成領域４０ｂへの露光光の供給及び停止の制御とを独立して行う。なお、照明部４２の詳細な構成については後述する。
【００４０】
また、感光性の材料が塗布されたプレートＰは、ＸＹ平面内に沿って移動可能に設けられたプレートステージＰＳによって保持されており、図示なきプレートステージ駆動部による駆動制御により、プレートＰは図中ＸＹ平面内に沿って移動する。また、プレートステージＰＳにおけるプレートＰが載置されるＸＹ平面内の領域から外れた箇所には、位置合わせのための基準マークが形成された基準板ＲＰが設けられている。
【００４１】
第２実施形態にかかる露光装置では、光パターン形成部材４０のＸＹ平面内の位置を検出するための第１アライメント系４３Ａ〜４３Ｄと、プレートＰのＸＹ平面内の位置を検出するための第２アライメント系４４Ａ〜４４Ｄとを備えている。
【００４２】
ここで、第１アライメント系４３Ａ〜４３Ｄは、基準板ＲＰに対する光パターン形成部材４０のＸＹ平面内の位置を検出する。即ち、基準板ＲＰが設けられているプレートステージＰＳのＸＹ平面内の位置を計測するステージ位置計測部によって基準板ＲＰのＸＹ平面内の座標は管理されており、当該基準板ＲＰ上の基準マークを第１アライメント系４３Ａ〜４３Ｄで検出することにより、基準板ＲＰに対する第１アライメント系４３Ａ〜４３Ｄの位置が既知となる。この第１アライメント系４３Ａ〜４３Ｄによって光パターン形成部材４０の位置を検出することにより、ＸＹ座標が管理されている基準板に対する光パターン形成部材４０の位置を間接的に求めることができる。
【００４３】
そして、第２アライメント系４４Ａ〜４４Ｄは、基準板ＲＰに対するプレートＰのＸＹ平面内の位置を検出する。上述のように、基準板ＲＰのＸＹ平面内の座標は管理されており、当該基準板ＲＰ上の基準マークを第２アライメント系４４Ａ〜４４Ｄで検出することにより、基準板ＲＰに対する第２アライメント系４４Ａ〜４４Ｄの位置が既知となる。この第２アライメント系４４Ａ〜４４ＤによってプレートＰの位置を検出することにより、ＸＹ座標が管理されている基準板に対するプレートＰの位置を間接的に求めることができる。
【００４４】
次に、図６及び図７を参照して、第２実施形態にかかる露光装置の露光動作について説明する。図６は、第２実施形態にかかる露光装置の露光動作時における光パターン形成部材４０とプレートＰとの位置関係の変化を示す平面図であり、図７は、図６の手順に従って露光されたプレートＰ上の露光領域を示す図である。
【００４５】
なお、この露光動作に先立って、上述のアライメント手順が実行されている。従って、光パターン形成部材４０とプレートＰとの相対的な位置関係はステージ位置計測部によって常に管理されている。
【００４６】
図６（ａ）に示すように、まず光パターン形成部材４０の集光部形成領域４０ｂのみがプレートＰと重なるように、プレートステージＰＳを駆動制御し、その後、照明部４２によって集光部形成領域４０ｂに露光光を照射する。図７（ａ）に示すように、この一括露光動作により、プレートＰ上には露光領域Ａ１が形成される。
【００４７】
その後、光パターン形成部材４０のマスクパターン領域４０ａが露光領域Ａ１と重なるように、プレートステージＰＳを−Ｙ方向へステップ移動させ、照明部４２によって、マスクパターン領域４０ａと集光部形成領域４０ｂとに露光光を照射する。これにより、図７（ｂ）に示す通り、プレートＰ上には、露光領域Ａ１と重畳する露光領域Ｂ１がマスクパターン領域４０ａを介した露光光によって形成され、同時に露光領域Ｂ１に対して＋Ｙ方向側に隣接した露光領域Ａ２が集光部形成領域４０ｂを介した露光光によって形成される。
【００４８】
その後、図６（ｃ），図６（ｄ）に示した通り、プレートステージＰＳの−Ｙ方向へのステップ移動と、照明部４２によるマスクパターン領域４０ａと集光部形成領域４０ｂとへの露光光の照射とを繰り返し、図７（ｃ），図７（ｄ）に示す露光領域Ａ３，Ａ４，Ｂ２，Ｂ３を形成する。
【００４９】
続いて、光パターン形成部材４０のマスクパターン領域４０ａが露光領域Ａ４と重なるように、プレートステージＰＳを−Ｙ方向へステップ移動させて図６（ｅ）に示す位置関係とし、その後、照明部４２によって、マスクパターン領域４０ａのみに露光光を照射する。これにより、図７（ｅ）に示す通り、プレートＰ上には、露光領域Ａ４と重畳する露光領域Ｂ４がマスクパターン領域４０ａを介した露光光によって形成される。
【００５０】
その後、プレートステージＰＳを−Ｘ方向へステップ移動させて、光パターン形成部材４０とプレートＰとを図６（ｆ）に示す位置関係にし、その後、照明部４２によってマスクパターン領域４０ａのみに露光光を照射する。これにより、図７（ｆ）に示す通り、プレートＰ上の露光領域Ａ４，Ｂ４に対して＋Ｘ方向側に隣接した露光領域Ａ５がマスクパターン領域４０ａを介した露光光によって形成される。
【００５１】
次いで、光パターン形成部材の集光部形成領域４０ｂが露光領域Ａ５と重なるように、プレートステージＰＳを＋Ｙ方向へステップ移動させ、図６（ｇ）に示す位置関係とする。そして、照明部４２によるマスクパターン領域４０ａと集光部形成領域４０ｂとへの露光光の照射を行い、図７（ｇ）に示すように、マスクパターン領域４０ａを介した露光光によって露光領域Ａ５に重畳した露光領域Ｂ５を形成し、集光部形成領域４０ｂを介した露光光によって露光領域Ｂ５に対して−Ｙ方向側に隣接した露光領域Ａ６を形成する。
【００５２】
その後、図６（ｈ），図６（ｉ）に示した通り、プレートステージＰＳの＋Ｙ方向へのステップ移動と、照明部４２によるマスクパターン領域４０ａと集光部形成領域４０ｂとへの露光光の照射とを繰り返し、図７（ｈ），図７（ｉ）に示す露光領域Ａ７，Ａ８，Ｂ６，Ｂ７を形成する。
【００５３】
そして、光パターン形成部材４０の集光部形成領域４０ｂが露光領域Ａ８と重なるように、プレートステージＰＳを＋Ｙ方向へステップ移動させ、図６（ｊ）に示す位置関係とする。そして、照明部４２によって集光部形成領域４０ｂのみに露光光の照射を行い、図７（ｊ）に示すように、集光部形成領域４０ｂを介した露光光によって露光領域Ａ８に重畳した露光領域Ｂ８を形成する。
【００５４】
このように、第２実施形態にかかる露光装置では、プレートステージＰＳをＸＹ方向に移動可能としているため、光パターン形成部材４０をプレートＰに対して小型にすることができ、ひいては光パターン形成部材４０自体のコストを低減できる効果があると共に、光パターン形成部材４０の重力によるたわみの影響を低減して、高精度のもとで光パターン露光を行うことができる効果がある。
【００５５】
次に、図８を参照して、照明部４２の構成について説明する。ここで、図８（ａ）は光源から光分岐部までの光路における光学配置を示す図であり、図８（ｂ）は光分岐部から光パターン形成部材までの光路における光学配置を示す図である。図８では、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面内に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。
【００５６】
図８（ａ）において、例えば超高圧水銀ランプ光源からなる光源４１１より射出した光束は、楕円鏡４１２及びダイクロイックミラー４１３により反射され、コリメートレンズ４１４に入射する。楕円鏡４１２の反射膜及びダイクロイックミラー４１３の反射膜によりｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）及びｉ線（波長３６５ｎｍ）の光を含む波長域の光が取り出され、ｇ、ｈ、ｉ線の光を含む波長域の光がコリメートレンズ４１４に入射する。また、ｇ、ｈ、ｉ線の光を含む波長域の光は、光源４１１が楕円鏡４１２の第１焦点位置に配置されているため、楕円鏡４１２の第２焦点位置に光源像を形成する。楕円鏡４１２の第２焦点位置に形成された光源像からの発散光束は、コリメートレンズ４１４により平行光束となり、所定の露光波長域の光束のみを透過させる波長選択フィルタ４１５を透過する。
【００５７】
波長選択フィルタ４１５を通過した照明光は、減光フィルタ４１６を通過し、集光レンズ４１７によりライトガイドファイバ４１８の入射口４１８Ａに集光される。ここで、ライトガイドファイバ４１８は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトカイドファイバであって、入射口４１８Ａと２つの射出口（以下、射出口４１８ａ，４１８ｂという。）を備えている。
【００５８】
図８（ｂ）に示す通り、ライトガイドファイバ４１８の入射口４１８Ａに入射した照明光は、ライトガイドファイバ４１８の内部を伝播し、その後、２つの射出口４１８ａ，４１８ｂにより分割されて射出し、光パターン形成部材４０のマスクパターン領域４０ａと集光部形成領域４０ｂとを部分的に照明する２つの部分照明光学系にそれぞれ入射する。
【００５９】
ライトガイドファイバ４１８の射出口４１８ａ，４１８ｂから射出した照明光は、射出口４１８ａ、４１８ｂの近傍に配置されているシャッタ４１９ａ，４１９ｂを通過し、その後、コリメートレンズ４２１ａ，４２１ｂにより平行光束にされて、オプティカルインテグレータであるフライアイレンズ４２２ａ，４２２ｂに入射する。フライアイレンズ４２２ａ，４２２ｂの後側焦点面に形成された多数の二次光源からの照明光は、それぞれコンデンサーレンズ４２４ａ，４２４ｂを介して光路合成部材４２５の偏向反射面４２５ａ，４２５ｂに入射し、これら２つの偏向反射面４２５ａ，４２５ｂの稜線を通過する面に２つの照明領域を隣接した状態で形成する。
【００６０】
これら２つの照明領域からの光は、集光レンズ群４２６及び偏向凹面鏡４２７を備える再結像光学系により、光パターン形成部材４０へ導かれる。このとき、光パターン形成部材４０のマスクパターン領域４０ａ上には２つの照明領域のうちの一方の照明領域の像が形成され、集光部形成領域４０ｂには２つの照明領域のうちの他方の照明領域の像が形成される。
【００６１】
ここで、２つの部分照明光学系中のシャッタ４１９ａ，４１９ｂはそれぞれシャッタ駆動部４２０ａ，４２０ｂにより駆動制御され、光パターン形成部材４０のマスクパターン領域４０ａと集光部形成領域４０ｂとへの照明のＯＮ／ＯＦＦを独立して制御可能としている。また、２つの部分照明光学系中のフライアイレンズ４２２ａ，４２２ｂは、それぞれ光軸方向の位置および光軸垂直面内の位置が変更可能に設けられており、フライアイレンズ駆動部４２３ａ，４２３ｂにより駆動制御されることによって、光軸方向の位置および光軸垂直面内の位置が変更される。これにより、光パターン形成部材４０のマスクパターン領域４０ａと集光部形成領域４０ｂとへ入射する照明光のテレセントリシティ（テレセントリック性）が制御可能である。これらのフライアイレンズ駆動部４２３ａ，４２３ｂは照明テレセントリシティ制御部と見なすことができる。
【００６２】
図９は、照明光のテレセントリシティの制御によって、集光部形成領域４０ｂによる集光パターンの倍率を制御可能であることを説明するための図である。図９（ａ）は、フライアイレンズ４２２ｂが基準位置Ｉｎｉに位置決めされている状態を示す。図９（ａ）において、フライアイレンズ４２２ｂはコンデンサーレンズ４２４ｂの前側焦点位置に位置決めされており、この状態でのフライアイレンズ４２２ｂの位置を基準位置とする。このようにフライアイレンズ４２２ｂが基準位置に位置決めされているとき、当該フライアイレンズ４２２からの光は、コンデンサーレンズ４２４ｂ及び再結像光学系（４２６，４２７）を経て、集光部形成領域４０ｂをテレセントリックな照明光（照明光の主光線が光軸と平行である状態の照明光）で照明する。この照明光は集光部形成領域４０ｂの複数の集光部で集光されてプレートＰ上の基準位置に集光パターンを形成する。
【００６３】
図９（ｂ）は、フライアイレンズ４２２ｂを基準位置Ｉｎｉから光軸方向へ移動させた状態を示す。このとき、集光部形成領域４０ｂへの照明光がテレセントリックな状態から外れ、プレートＰ上の基準位置から外れたところに集光パターンが形成される。この集光パターンの基準位置から外れ量は光軸Ａｘｃからの距離に比例したものであるため、集光パターンの倍率を等方的に変更したのと等価な状態を実現できる。
【００６４】
また、図９（ｃ）は、フライアイレンズ４２２ｂを基準位置Ｉｎｉから光軸垂直方向へ移動させた状態を示す。このとき、集光部形成領域４０ｂへの照明光は、その主光線同士は互いに平行ではあるが、光軸に対して傾斜したものとなる。プレートＰ上に形成される集光パターンは、基準位置からプレートＰ上において一方向に同量だけ移動したものとなるため、集光パターン位置をプレートＰ上において横シフトさせた状態と等価となる。
【００６５】
このように、フライアイレンズ４２２ｂを移動させて照明光のテレセントリシティの状態を変更することにより、プレートＰ上に形成される集光パターンの等方的な倍率、形成位置などを制御することができる。
【００６６】
また、マスクパターン領域４０ａを照明する照明光のテレセントリシティもフライアイレンズ駆動部４２３ａによるフライアイレンズ４２２ａの移動により制御可能となっているため、マスクパターン領域４０ａを介した照明光によってプレートＰ上に形成される光パターンの等方的な倍率や光パターン位置の横シフト（プレートＰ上でのシフト）も制御することができる。従って、第２実施形態では、マスクパターン領域４０ａ及び集光部形成領域４０ｂが１つの部材上に形成されている場合であっても、マスクパターン領域４０ａにより転写される光パターンの倍率・位置と集光部形成領域４０ｂによる形成される集光パターンの倍率・位置とをそれぞれ独立に制御することができる。
【００６７】
さて、図５に戻って、第２実施形態では、照明光のテレセントリシティの状態の検出するための、テレセントリシティ検出装置がプレートステージＰＳ上の基準板ＲＰ内に設けられている。このテレセントリシティ検出装置の詳細について、図１０を参照して説明する。
【００６８】
図１０は、基準板ＲＰの一部分を抽出したＸＺ断面図である。図１０において、基準板ＲＰを構成する光透過性基板４５Ａの一部の領域に、集光レンズ面４５Ｂが形成されている。なお、この集光レンズ面４５Ｂは、光透過性基板４５Ａの光の射出側の面でなく光の入射側の面に形成されていても良く、またレンズ面ではなく回折面であっても良い。この集光レンズ面４５Ｂに対応する光入射側（＋Ｚ方向側）の領域の周囲には遮光部４５Ｃが形成されており、この遮光部４５Ｃが形成されない領域である光通過領域を介して入射光が集光レンズ面４５Ｂへ導かれ、この集光レンズ面４５Ｂにより集光されて、集光レンズ面４５Ｂの後側焦点位置に配置された光検出器４６へ導かれる。
【００６９】
光検出器４６は例えば２次元ＣＣＤとすることができ、集光レンズ面４５Ｂにより集光された光スポットの光量重心位置を検出する。この光検出器４６により検出された光スポットの光量重心位置に基づいて、入射する照明光のテレセントリシティの状態を計測することができる。
【００７０】
なお、光透過性基板４５Ａ上の集光レンズ面４５Ｂの周囲には迷光防止のための遮光部４５Ｄが形成されている。また、光透過性基板４５Ａの光入射側の遮光部４５Ｃによって上述の基準マークを形成しても良い。
【００７１】
さて、第２実施形態では、上述した第２アライメント系４４Ａ〜４４Ｄと照明テレセントリシティ制御部とを用いて、プレートＰにプロセス中の加熱処理起因による非線形的な変形があっても、この変形に併せて光パターンを露光することができる。すなわち、第２アライメント系４４Ａ〜４４Ｄを用いてプレートＰ上のアライメントマークを検出することにより、当該プレートＰの等方的な倍率変化（変形）量、Ｘ方向の倍率成分変化（変形）量、Ｙ方向の倍率成分変化（変形）量、及び非線形倍率成分変化（変形）量を求めることができる。そして、これら求められた倍率変化（変形量）に応じて光パターンの形成位置を露光位置毎に求める（すなわち、図６（ａ）〜（ｊ）の位置毎に求める）。そして、求められた光パターンの形成位置とするためのテレセントリシティ制御部による駆動量（第２実施形態ではフライアイレンズ駆動部４２３ａ，４２３ｂの駆動量）を各露光位置毎に求める。そして、露光動作時に、各露光位置毎にテレセントリシティ制御部によってマスクパターン領域４０ａへの照明光のテレセントリシティの状態と集光部形成領域４０ｂへの照明光のテレセントリシティを制御しつつ露光を行う。これにより、プレートＰにプロセス中の加熱処理起因による非線形的な変形があっても、この変形に併せて光パターンを露光することができる。
【００７２】
図１１は、本発明の第３実施形態にかかる露光装置を概略的に示す図である。図１１では、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面内に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。
【００７３】
さて、上述の第２実施形態では、光パターン形成部材４０に対してプレートＰをＸＹ平面内でのステップと一括露光とを繰り返してプレートＰの全面に露光を行っていたが、図１１に示す第３実施形態では、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び集光パターン形成部材２０Ａ〜２０ＥをプレートＰとほぼ平行な面内に千鳥状に配列して、プレートＰの一方向へのステップ移動と一括露光とを繰り返してプレートＰの全面に露光を行う。
【００７４】
図１１において、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅは上述の第１実施形態に示したマスク１０と等価なものであり、複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅは第１実施形態の集光パターン形成部材２０と等価なものであるため、ここでの詳細な説明は省略する。これらのマスク１０Ａ〜１０Ｅはそれぞれ保持部１１Ａ〜１１Ｅに載置されており、これらの保持部１１Ａ〜１１ＥはＺ軸方向に移動可能且つＸ軸回り及びＹ軸回りに傾斜（回動）可能となるように設けられている。ここで、保持部１１Ａ〜１１Ｅはマスク１０Ａ〜１０ＥがプレートＰに対して平行且つ所定の間隔となるように図示なき複数のアクチュエータによって駆動制御される。なお、保持部１１Ａ〜１１Ｅは複数の第１保持部と見なすことができる。
【００７５】
また、複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅはそれぞれ保持部２１Ａ〜２１Ｅに載置されており、これらの保持部２１Ａ〜２１ＥはＺ軸方向に移動可能且つＸ軸回り及びＹ軸回りに傾斜（回動）可能となるように設けられている。ここで、保持部２１Ａ〜２１Ｅは集光パターン形成部材２０Ａ〜２０ＥがプレートＰに対して平行且つ所定の間隔となるように図示なき複数のアクチュエータによって駆動制御される。なお、保持部２１Ａ〜２１Ｅは複数の第２保持部と見なすことができる。
【００７６】
複数の照明部１２Ａ〜１２Ｅは、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅに対してそれぞれ露光光を供給するものであり、各々独立に露光光の供給・停止を制御することができる。また、複数の照明部２２Ａ〜２２Ｅは、複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅにに対してそれぞれ露光光を供給するものであり、各々独立に露光光の供給・停止を制御することができる。これら複数の照明部１２Ａ〜１２Ｅ，２２Ａ〜２２Ｅには、上述の第２実施形態と同様なテレセントリシティ制御部が設けられており、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅへの照明光のテレセントリシティの状態をそれぞれ独立に変更することが可能である。
【００７７】
また、図１１において、プレートアライメント系４４Ａ〜４４Ｄは、第２実施形態の第２アライメント系４４Ａ〜４４Ｄと同様の構成を有するため、ここでは説明を省略する。
プレートＰは図中Ｙ方向に移動可能なプレートステージＰＳ上に載置されており、図示なき駆動部による駆動制御により、プレートＰはＹ方向に沿って移動可能となる。プレートステージＰＳのＹ方向における端部には、基準板ＲＰが取り付けられている。上述のプレートアライメント系４４Ａ〜４４Ｄはこの基準板ＲＰを基準にしたプレートＰの位置検出・変形検出を行う。なお、干渉計ＩＦ１，ＩＦ２はプレートステージＰＳのＹ方向の位置、図中Ｚ方向を軸とした回転方向（θｚ方向）を検出するステージ位置計測部と見なすことができる。
【００７８】
また、複数のマスク１０Ａ〜１０ＥのＸＹ平面内の位置及びＺ方向を軸とした回転方向（θｚ方向）、並びに複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０のＸＹ平面内の位置及びＺ方向を軸とした回転方向（θｚ方向）は、基準板ＲＰに埋め込まれた図示なきアライメント系によって検出することが可能である。
【００７９】
図１２は、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅの配置を示す平面図である。
図１２において、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅのうち、マスク１０Ａ，１０Ｃ，１０ＥはＹ方向と直交するＸ方向に所定間隔をもって第１列として−Ｙ方向側に配置されており、マスク１０Ｂ，１０Ｄは、Ｙ方向と直交するＸ方向に所定間隔をもって第２列として＋Ｙ方向側に配置されている。
【００８０】
また、複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅのうち、集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０ＥはＹ方向と直交するＸ方向に所定間隔をもって第３列として−Ｙ方向側に配置されており、集光パターン形成部材２０Ｂ，２０Ｄは、Ｙ方向と直交するＸ方向に所定間隔をもって第４列として＋Ｙ方向側に配置されている。
【００８１】
さて、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅはそれぞれ第１マスクパターン領域１０Ａ１〜１０Ｅ１と、当該第１マスクパターン領域１０Ａ１〜１０Ｅ１の周囲に配置された第２マスクパターン領域１０Ａ２〜１０Ｅ２を備えている。ここで、Ｘ方向においては、第２マスクパターン領域１０Ａ２〜１０Ｅ２が重畳するように各マスク１０Ａ〜１０Ｅの配置が定められている。
【００８２】
第２マスクパターン領域１０Ａ２〜１０Ｅ２は、マスク１０Ａ〜１０Ｅによる露光の際にプレートＰ上において互いに重畳する領域であり、オーバーラップ領域とも呼ばれる。
第１列のマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０ＥのＸ方向における間隔は、第２列のマスク１０Ｂ，１０Ｄにおける第１マスクパターン領域（非オーバーラップ領域）１０Ｂ１，１０Ｄ１のＸ方向の幅Ｗ１０１と等しい。そして、第２列のマスク１０Ｂ，１０ＤのＸ方向における間隔は第１列のマスク１０ＣのＸ方向の幅Ｗ１０１と等しい。
【００８３】
また、複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅはそれぞれ第３集光パターン領域２０Ａ１〜２０Ｅ１と、当該第３集光パターン領域２０Ａ１〜２０Ｅ１の周囲に配置された第４集光パターン領域２０Ａ２〜２０Ｅ２を備えている。ここで、Ｘ方向においては、第３集光パターン領域２０Ａ２〜２０Ｅ２が重畳するように各集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅの配置が定められている。
【００８４】
第４集光パターン領域２０Ａ２〜２０Ｅ２は、集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅによる露光の際にプレートＰ上において互いに重畳する領域であり、オーバーラップ領域とも呼ばれる。
【００８５】
第３列の集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０ＥのＸ方向における間隔は、第４列の集光パターン形成部材２０Ｂ，２０Ｄにおける第３集光パターン領域（非オーバーラップ領域）２０Ｂ１，２０Ｄ１のＸ方向の幅Ｗ１０１と等しい。そして、第４列の集光パターン形成部材２０Ｂ，２０ＤのＸ方向における間隔は第３列の集光パターン形成部材２０ＣのＸ方向の幅Ｗ１０１と等しい。なお、第３実施形態では、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅにおける第１マスクパターン領域（非オーバーラップ領域）のＸ方向の幅と、複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅにおける第３集光パターン領域（非オーバーラップ領域）のＸ方向の幅は共にＷ１０１としている。但し、これら複数のマスク及び集光パターン形成部材の非オーバーラップ領域のＸ方向の幅を等しくする必要はない。
【００８６】
ここで、マスク及び集光パターン形成部材の数をｎとすると、マスク及び集光パターン形成部材によって露光されるＸ方向の幅の最大値は、
ｎ×Ｗ１０１＋｛（ｎ＋１）×（Ｗ１０２−Ｗ１０１）／２｝
となる。なお、第３実施形態ではマスク及び集光パターン形成部材の数は５であったが、この数は自然数であれば良く、奇数に限定されるものではない。
【００８７】
後述するように、第３実施形態では、第１列のマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅによって露光される領域と、第３列の集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｅによって露光される領域とがプレートＰ上で重畳する。このとき、第１列と第３列のＹ方向の間隔Ｓ１は、第１列のマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅの第１マスクパターン領域（非オーバーラップ領域）１０Ａ１，１０Ｃ１，１０Ｅ１のＹ方向の長さをＬ１０とし、第３列の集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｅの第３集光パターン領域（非オーバーラップ領域）２０Ａ１，２０Ｃ１，２０Ｅ１のＹ方向の長さをＬ２０とし、Ｌ１０とＬ２０とが等しい場合には、
Ｓ１＝ｍ×Ｌ１０，またはＳ１＝ｍ×Ｌ２０
の条件を満たす（但しｍは０以外の整数）。なお、第１列と第３列のＹ方向の間隔Ｓ１として、第１列に配置されるマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅの中心と、第３列に配置される集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｅの中心とのＹ方向の間隔を用いることができる。
【００８８】
同様に、第３実施形態では、第２列のマスク１０Ｂ，１０Ｄによって露光される領域と、第４列の集光パターン形成部材２０Ｂ，２０Ｄによって露光される領域とがプレートＰ上で重畳する。このとき、第２列と第４列のＹ方向の間隔Ｓ１は、第２列のマスク１０Ｂ，１０Ｄの第１マスクパターン領域（非オーバーラップ領域）１０Ｂ１，１０Ｄ１のＹ方向の長さをＬ１０とし、第４列の集光パターン形成部材２０Ｂ，２０Ｄの第３集光パターン領域（非オーバーラップ領域）２０Ｂ１，２０Ｄ１のＹ方向の長さをＬ２０とし、Ｌ１０とＬ２０とが等しい場合には、
Ｓ１＝ｍ×Ｌ１０，またはＳ１＝ｍ×Ｌ２０
の条件を満たす（但しｍは０以外の整数）。なお、第２列と第４列のＹ方向の間隔Ｓ２として、第２列に配置されるマスク１０Ｂ，１０Ｄの中心と、第４列に配置される集光パターン形成部材２０Ｂ，２０Ｄの中心とのＹ方向の間隔を用いることができる。
【００８９】
なお、上述では、Ｙ方向に沿って第１列、第２列、第３列及び第４列の順で、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅを配置したが、例えば、Ｙ方向に沿って第１列、第３列、第２列及び第４列の順であっても良い。また、第１列と第２列との順序は入れ替え可能であり、第３列と第４列の順序も入れ替え可能である。
【００９０】
次に、図１３乃至図１５を参照して、第３実施形態にかかる露光装置の露光動作について説明する。図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４（ａ）〜（ｃ）及び図１５（ａ）は、第３実施形態にかかる露光装置の露光動作時における複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０ＥとプレートＰとの位置関係の変化を示す平面図であり、図１３（ｄ）〜（ｆ）、図１４（ｄ）〜（ｆ）及び図１５（ｂ）は、図１３（ａ）〜（ｃ）、図１４（ａ）〜（ｃ）及び図１５（ａ）の手順に従って露光されたプレートＰ上の露光領域を示す図である。
【００９１】
なお、この露光動作に先立って複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０ＥとプレートＰとのアライメントが実行されている。
図１３（ａ）に示すように、まずマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０ＥがプレートＰと重なるように、プレートステージＰＳを駆動制御し、その後、照明部１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｅによってマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅに露光光を照射する。図１３（ｄ）に示すように、この一括露光動作により、プレートＰ上には露光領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３が形成される。
【００９２】
その後、図１３（ｂ）に示すように、プレートステージＰＳを−Ｙ方向へステップ移動させ、マスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅを露光領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３の−Ｙ方向側に隣接させる。そして、照明部１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｅによってマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅに露光光を照射する。これにより、図１３（ｅ）に示す通り、プレートＰ上には、露光領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３に対して−Ｙ方向側に隣接する露光領域Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３がマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅを介した露光光によって形成される。このとき、露光領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３におけるマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅの第２マスクパターン領域１０Ａ２，１０Ｃ２，１０Ｅ２によって形成される−Ｙ方向側の部分と、露光領域Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３におけるマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅの第２マスクパターン領域１０Ａ２，１０Ｃ２，１０Ｅ２によって形成される＋Ｙ方向側の部分とは、プレートＰ上において互いに重畳する。
【００９３】
次に、図１３（ｃ）に示すように、マスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅが露光領域Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３の−Ｙ方向側に隣接し且つマスク１０Ｂ，１０Ｄが露光領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３の間に位置するようにプレートステージＰＳを−Ｙ方向へステップ移動させる。そして、照明部１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｅによってマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅに露光光を照射すると共に、照明部１２Ｂ，１２Ｄによってマスク１０Ｂ，１０Ｄに露光光を照射する。これにより、図１３（ｆ）に示す通り、プレートＰ上には、露光領域Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３に対して−Ｙ方向側に隣接する露光領域Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３がマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅを介した露光光によって形成され、露光領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３の間に位置する露光領域Ａ１４，Ａ１５がマスク１０Ｂ，１０Ｄを介した露光光によって形成される。
【００９４】
このとき、露光領域Ａ２１，Ａ２２，Ａ２３におけるマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅの第２マスクパターン領域１０Ａ２，１０Ｃ２，１０Ｅ２によって形成される−Ｙ方向側の部分と、露光領域Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３におけるマスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅの第２マスクパターン領域１０Ａ２，１０Ｃ２，１０Ｅ２によって形成される＋Ｙ方向側の部分とは、プレートＰ上において互いに重畳する。
【００９５】
そして、露光領域Ａ１４におけるマスク１０Ｂの第２マスクパターン領域１０Ｂ２によって形成される−Ｘ方向側の部分は、露光領域Ａ１１におけるマスク１０Ａの第２マスクパターン領域１０Ａ２によって形成される＋Ｘ方向側の部分と重なり、露光領域Ａ１４におけるマスク１０Ｂの第２マスクパターン領域１０Ｂ２によって形成される＋Ｘ方向側の部分は、露光領域Ａ１２におけるマスク１０Ｃの第２マスクパターン領域１０Ｃ２によって形成される−Ｘ方向側の部分と重なる。
【００９６】
同様に、露光領域Ａ１５におけるマスク１０Ｄの第２マスクパターン領域１０Ｄ２によって形成される−Ｘ方向側の部分は、露光領域Ａ１２におけるマスク１０Ｃの第２マスクパターン領域１０Ｃ２によって形成される＋Ｘ方向側の部分と重なり、露光領域Ａ１５におけるマスク１０Ｄの第２マスクパターン領域１０Ｄ２によって形成される＋Ｘ方向側の部分は、露光領域Ａ１３におけるマスク１０Ｃの第２マスクパターン領域１０Ｃ２によって形成される−Ｘ方向側の部分と重なる。
【００９７】
次に、図１４（ａ）に示すように、マスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅが露光領域Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３の−Ｙ方向側に隣接し且つマスク１０Ｂ，１０Ｄが露光領域Ａ１４，Ａ１５の−Ｙ方向側に隣接するようにプレートステージＰＳを−Ｙ方向へステップ移動させ、照明部１２Ａ〜１２Ｅによってマスク１０Ａ〜１０Ｅに露光光を照射する。この一括露光動作により、図１４（ｄ）に示すように、プレートＰ上には露光領域Ａ４１〜Ａ４３，Ａ２４，Ａ２５が形成される。
【００９８】
その後、図１４（ｂ）に示すように、マスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅが露光領域Ａ４１，Ａ４２，Ａ４３の−Ｙ方向側に隣接し且つマスク１０Ｂ，１０Ｄが露光領域Ａ２４，Ａ２５の−Ｙ方向側に隣接するようにプレートステージＰＳを−Ｙ方向へステップ移動させる。このとき、集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｅは露光領域Ａ１１，Ａ１２，Ａ１３と重なる。
【００９９】
このステップ動作の後、照明部１２Ａ〜１２Ｅによってマスク１０Ａ〜１０Ｅに露光光を照射すると共に、照明部２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｅによって集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｅへ露光光を照射する。この一括露光動作により、図１４（ｅ）に示すように、プレートＰ上には露光領域Ａ５１〜Ａ５３，Ａ３４，Ａ３５が形成され、且つ露光領域Ａ１１〜Ａ１３の領域に重なるように露光領域Ｂ１１〜Ｂ１３が形成される。
【０１００】
次に、図１４（ｃ）に示すように、マスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅが露光領域Ａ５１，Ａ５２，Ａ５３の−Ｙ方向側に隣接し、マスク１０Ｂ，１０Ｄが露光領域Ａ３４，Ａ３５の−Ｙ方向側に隣接し、且つ集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｅが露光領域Ｂ１１（Ａ１１），Ｂ１２（Ａ１２），Ｂ１３（Ａ１３）の−Ｙ方向側に隣接するようにプレートステージＰＳを−Ｙ方向へステップ移動させ、照明部１２Ａ〜１２Ｅ，２２Ａ，２２Ｃ，２２Ｅによってマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｅに露光光を照射する。この一括露光動作により、図１４（ｆ）に示すように、プレートＰ上には露光領域Ａ６１〜Ａ６３，Ａ４４，Ａ４５が形成され、且つ露光領域Ａ２１〜Ａ２３の領域に重なるように露光領域Ｂ２１〜Ｂ２３が形成される。
【０１０１】
この一括露光動作の後、図１５（ａ）に示すように、マスク１０Ａ，１０Ｃ，１０Ｅが露光領域Ａ６１〜Ａ６３の−Ｙ方向側に隣接し且つマスク１０Ｂ，１０Ｄが露光領域Ａ４４，Ａ４５の−Ｙ方向側に隣接するようにプレートステージＰＳを−Ｙ方向へステップ移動させる。このとき、集光パターン形成部材２０Ａ，２０Ｃ，２０Ｅは露光領域Ａ３１，Ａ３２，Ａ３３と重なり、集光パターン形成部材２０Ｂ，２０Ｄは露光領域Ａ１４，Ａ１５と重なる。その後、照明部１２Ａ〜１２Ｅ，２２Ａ〜２２Ｅによってマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅに露光光を照射する。
【０１０２】
この一括露光動作によって、図１５（ｂ）に示すように、プレートＰ上には露光領域Ａ７１〜Ａ７３，Ａ５４，Ａ５５が形成され、露光領域Ａ３１〜Ａ３３の領域に重なるように露光領域Ｂ３１〜Ｂ３１が形成され、且つ露光領域Ａ１４〜Ａ１５の領域に重なるように露光領域Ｂ１４〜Ｂ１５が形成される。
【０１０３】
以下、上述のようなＹ方向へのステップ動作と一括露光動作とを繰り返して、プレートＰ上に露光を行っていく。
このように、第３実施形態にかかる露光装置では、千鳥状に配置された複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅと、千鳥状に配置された複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅとを用いているため、マスク１０Ａ〜１０Ｅ及び集光パターン形成部材２０Ａ〜２０ＥをプレートＰ上に対して小型にすることができ、ひいてはマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅ自体のコストを低減できる効果があると共に、マスク１０Ａ〜１０Ｅ及び集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅの重力によるたわみの影響を低減して、高精度のもとで光パターン露光を行うことができる効果がある。
【０１０４】
なお、第３実施形態においても、上述の第２実施形態と同様に、プレートアライメント系４４Ａ〜４４Ｄを用いてプレートＰ上のアライメントマークを検出することにより、このプレートＰの変形量を求めることができる。そして、これら求められた変形量に応じて照明部１２Ａ〜１２Ｅ，２２Ａ〜２２Ｅ内のテレセントリシティ制御部による照明光のテレセントリシティの状態の制御を行うことができる。これにより、プレートＰにプロセス中の加熱処理起因による非線形的な変形があっても、この変形に併せて光パターンを露光することができる。
【０１０５】
さて、上述の第１〜第３実施形態では、プレートＰの露光時にはプレートＰは静止していたが、プレートＰを移動させつつ露光を行う変形例も可能である。
図１６は、プレートＰを移動させつつ露光を行う第６変形例にかかる露光装置の概略的な構成を示す図である。図１６では、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面内に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。
【０１０６】
図１６は、上述の第１実施形態を変形したものであり、図１に示した第１実施形態と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付している。
図１６において、第１保持部１１に保持されたマスク１０に対して露光光を供給する照明部は、発光コントローラＬＣ１により発光・停止が制御される光源５１１と、この光源５１１からの露光光を集光するインプットレンズ５１２と、インプットレンズ５１２からの露光光に基づいて二次光源を形成するフライアイレンズ等のオプティカルインテグレータ５１３と、オプティカルインテグレータ５１３が形成する二次光源からの光をマスクへ導くコンデンサレンズ５１４とを備えている。
【０１０７】
また、第２保持部２１に保持された集光パターン形成部材２０に対して露光光を供給する照明部は、マスク１０へ露光光を供給する照明部と同様の構成であるため、ここでは説明を省略する。
【０１０８】
それぞれ光源５１１，５２１の発光・停止を制御する発光コントローラＬＣ１，ＬＣ２は、主制御ユニットＭＣＵに接続されている。この主制御ユニットＭＣＵには、プレートステージＰＳのＸＹ平面内の位置を検出するためのステージ位置計測ユニットとしての干渉計ＩＦと、プレートステージＰＳを駆動するプレートステージ駆動部ＰＳＤとが接続されている。
【０１０９】
また、第６変形例にかかる露光装置では、プレートＰの±Ｚ方向の位置を検出するための面位置検出装置ＡＦが設けられており、この面位置検出装置ＡＦによって、プレートＰの±Ｚ方向の位置、ひいてはマスク１０とプレートＰとの間隔並びに集光パターン形成部材２０とプレートＰとの間隔を常時計測することが可能である。そして、この計測結果に基づいて、マスク１０の±Ｚ方向の位置を変更するために第１保持部に接続された図示なき駆動部を制御するとともに、集光パターン形成部材２０の±Ｚ方向の位置を変更するために第２保持部に接続された図示なき駆動部を制御して、マスク１０及び集光パターン形成部材２０の±Ｚ方向の位置を調整することが可能である。これにより、集光パターン形成部材２０の複数の集光部による集光パターンをディフォーカス状態にすることなく形成できるため、さらなる高精度な露光を達成できる。
【０１１０】
次に、第６変形例にかかる露光装置の露光動作について簡単に説明する。なお、図１６には不図示ではあるが、第６変形例にかかる露光装置においても、上述の第２実施形態又は第３実施形態に示したアライメント系が設けられており、露光動作に先立って、マスク１０、集光パターン形成部材２０及びプレートＰのアライメントが実行されている。
【０１１１】
第６変形例にかかる露光装置において、主制御ユニットＭＣＵは、プレートステージ駆動部ＰＳＤを介してプレートステージＰＳをＹ方向に沿って移動させる。なお、プレートステージＰＳのＸＹ座標は、主制御ユニットＭＣＵによって干渉計ＩＦを介して常にモニタされている。そして、プレートＰ上の所定の露光領域とマスク１０とが重なった瞬間に、主制御ユニットＭＣＵは、発光コントローラＬＣ１を介して光源５１１を瞬間的に発光させる。すなわち、主制御ユニットＭＣＵは、プレートステージＰＳのＸＹ座標が、プレートＰ上の所定の露光領域とマスク１０とが重なる座標となった瞬間に、発光コントローラＬＣ１を介して光源５１１を発光させ、マスク１０上のパターンをプレートＰ上に露光する。
【０１１２】
そして、主制御ユニットＭＣＵは、マスク１０による露光が行われた上記所定の露光領域に集光パターン形成部材２０によって光パターンが形成される領域（露光領域）である光パターン形成領域が重なった瞬間に、発光コントローラＬＣ２を介して光源５２１を瞬間的に発光させ、集光パターン形成部材２０を介して所定の露光領域に光パターンを重ね露光する。
【０１１３】
また、主制御ユニットＭＣＵは、マスク１０による露光が行われた上記所定の露光領域とＹ方向において隣接する別の露光領域にマスク１０が重なった瞬間に、発光コントローラＬＣ１を介して光源５１１を瞬間的に発光させ、この別の露光領域にもマスク１０のパターンを露光する。
【０１１４】
上述の動作を、プレートＰ上全面に対して行うことにより、プレートＰへの露光が完了する。
なお、第６変形例における光源５１１，５２１としては、紫外域の光を発光する半導体レーザや高調波レーザなどのレーザ光源や、紫外発光ダイオード（紫外ＬＥＤ）などを用いることができる。
【０１１５】
この第６変形例によれば、プレートＰを停止させることなく露光を実行できるため、スループットの向上を図れる利点がある。
上述の第６変形例では、主制御ユニットＭＣＵは、マスク１０又は集光パターン形成部材２０が被露光領域に重なった瞬間に発光コントローラＬＣ１，ＬＣ２を制御したが、光源５１１，５２１への電力印加から発光まで時間的遅延がある場合には、この遅延時間を考慮して発光コントローラＬＣ１，ＬＣ２を制御すれば良い。
【０１１６】
なお、図１６に示した第６変形例は、上述の第１実施形態を変形したものであるが、この開示に従って、上述の第２実施形態及び第３実施形態を変形することも可能である。
さて、図１７に、マスク１０又は集光パターン形成部材２０を保持する第１保持部１１又は第２保持部２１を変形した第７変形例を示す。図１７では、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面内に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。なお、図１７において、上述の実施形態並びに変形例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付してある。
【０１１７】
なお、図１７には、集光パターン形成部材２０を保持する第２保持部のみを図示しているが、マスク１０を保持する第１保持部においても同様の構成を採りうる。
図１７において、集光パターン形成部材２０の下面側（射出面側）には、複数の集光部２０ａ，２０ｂと遮光部（減光部）２０ｃが形成されており、上面側（入射面側）の周縁部にはフレア光などの有害光の発生を低減するための遮光部（減光部）２０ｄが形成されている。そして、集光パターン形成部材２０の上面（入射面）と下面（射出面）との間には、第２保持部２１に接触可能である被保持面２０ｅが形成されており、この被保持面２０ｅから射出面にかけての側面は、下面に向けて狭まるテーパー状に形成されている。
【０１１８】
ここで、第７変形例では、被保持面２０ｅが複数の集光部２０ａ，２０ｂよりも入射面側に位置しているので、集光パターン形成部材２０を下側から保持する場合であっても、複数の集光部２０ａ，２０ｂとプレートＰとの間の距離（作動距離）を短く設定することが可能である。
【０１１９】
次に、図１８及び図１９を参照して第４実施形態を説明する。ここで、図１８は第４実施形態にかかる露光装置の概略構成を示す図であり、図１８（ａ）は露光装置全体を示す斜視図、図１８（ｂ）は可変光スポット生成ユニットを示す図である。また、図１９は第４実施形態にかかる露光装置の露光動作を説明する図である。図１８及び図１９では、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行な方向に設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。さらに具体的には、ＸＹ平面が水平面内に平行に設定され、＋Ｚ軸が鉛直方向に沿って上向きに設定されている。なお、図１８及び図１９において、上述の実施形態並びに変形例と同様の機能を有する部材には、同一の符号を付してある。
【０１２０】
第４実施形態にかかる露光装置は、図１１に示した第３実施形態における複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅを、可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅに置き換えたものである。
【０１２１】
図１８（ａ）に示すように、第４実施形態の露光装置において、第１保持部１１Ａ〜１１Ｃによってそれぞれ保持される複数のマスク１０Ａ〜１０Ｃは、ＸＹ平面内において千鳥状に配置されている。具体的には、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｃのうち、マスク１０Ａ，１０ＣはＹ方向と直交するＸ方向に所定間隔をもって第１列として−Ｙ方向側に配置されており、マスク１０Ｂは、Ｙ方向と直交するＸ方向に所定間隔をもって第２列として＋Ｙ方向側に配置されている。
【０１２２】
そして、第４実施形態の露光装置においては、複数の可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅが、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｃの＋Ｙ方向側に千鳥状に配置されている。具体的には、複数の可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅのうち、可変光スポット生成ユニット２００Ａ，２００Ｃ，２００Ｅ，２００Ｇは、Ｙ方向と直交するＸ方向に所定間隔をもって第１列として−Ｙ方向側に配置されており、可変光スポット生成ユニット２００Ｂ，２００Ｄ，２００Ｆは、Ｘ方向に所定間隔をもって第２列として＋Ｙ方向側に配置されている。
【０１２３】
図１８（ｂ）は可変光スポット生成ユニットの概略的な構成を示す図である。なお、ここでは、１つの可変光スポット生成ユニット２００Ａの構成のみを代表して説明する。他の可変光スポット生成ユニット２００Ｂ〜２００Ｇの構成は、可変光スポット生成ユニット２００Ａと同じであるため、ここでの説明は省略する。
【０１２４】
図１８（ｂ）において、可変光スポット生成ユニット２００Ａは、例えば２次元マイクロレンズアレイなどの複数の集光部が形成された集光パターン形成部２２０Ａと、露光光を供給する照明部２２２Ａと、例えばデジタル・マイクロ・ミラー（ＤＭＤ）アレイなどの空間光変調器２２３Ａとを備えている。そして、空間光変調器２２３Ａと集光パターン形成部２２０Ａとの間の光路中には、照明部２２２Ａからの露光光を空間光変調器２２３Ａへ導くと共に空間光変調器２２３Ａを介した露光光を集光パターン形成部２２０Ａへ導くビームスプリッタ２２４Ａが配置される。
【０１２５】
また、空間光変調器２２３Ａと集光パターン形成部２２０Ａとの間の光路中に配置されたリレー光学系２２５Ａ，２２６Ａによって、空間光変調器２２３Ａの光変調面と集光パターン形成部２２０Ａの入射面とが光学的に共役になっている。ここで、空間光変調器２２３Ａは、集光パターン形成部２２０Ａの各集光部（２次元マイクロレンズアレイの各レンズ）へ達する露光光の供給・停止を個別に制御している。すなわち、各集光部に対して選択的に光を照射している。これにより、空間光変調器２２３Ａにて反射された露光光が達した集光部のみによってプレートＰ上に光スポットが形成される。すなわち、プレートＰ上に形成される光スポットのＯＮ／ＯＦＦを空間光変調器によって制御することができ、ひいてはプレートＰ上に任意の光パターンを形成することができる。
【０１２６】
集光パターン形成部２２０Ａは、筐体２２７Ａによって保持されており、この筐体２２７Ａは、集光パターン形成部材を保持する第２保持部と見なすことができる。なお、この筐体２２７Ａ内には、空間光変調器２２３Ａ、ビームスプリッタ２２４Ａ、及びリレー光学系２２５Ａ，２２６Ａが収められている。
【０１２７】
なお、可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００ＥによるプレートＰ上の露光領域がＸ方向において互いに一部だけ重畳するように、各可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００ＥによるプレートＰ上の露光領域の最大範囲は設定されている。
【０１２８】
次に、図１９を参照して第４実施形態の露光装置における露光動作を説明する。図１９は、第４実施形態にかかる露光装置の露光動作時におけるプレートＰの状態を示す図である。
【０１２９】
この露光動作に先立って、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｃ及び複数の可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００ＥとプレートＰとのアライメントが実行されている。なお、複数のマスク１０Ａ〜１０ＣとプレートＰとのアライメントについては、上述の各実施形態を参照することができ、複数の可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００ＥとプレートＰとのアライメントについては、国際公開第ＷＯ２００６／０８０２８５号パンフレットの開示を参照することができる。ここでは、国際公開第ＷＯ２００６／０８０２８５号パンフレットを参照として援用する。
【０１３０】
図１９では、説明を簡単にするために、複数のマスクのうちのマスク１０Ａのみを図示すると共に、複数の可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅのうちの可変光スポット生成ユニット２００Ａのみを図示しており、以下では、マスク１０Ａ及び可変光スポット生成ユニット２００Ａに着目して説明を行っている。
【０１３１】
まず、図１９（ａ）に示すように、マスク１０ＡとプレートＰ上の領域ＰＡ１とが重なるようにプレートステージＰＳを駆動制御し、その後、照明部１２Ａによってマスク１０Ａに露光光を照射する。この一括露光動作により、プレートＰ上の領域ＰＡ１には、マスク１０Ａのパターンが潜像として転写される。
【０１３２】
次に、マスク１０ＡとプレートＰ上の領域ＰＡ２とが重なるようにプレートステージＰＳを図中＋Ｙ方向へ移動させる。このとき、図１９（ｂ）〜図１９（ｅ）に示すように、プレートステージＰＳの移動中、すなわちプレートＰの移動中に可変光スポット生成ユニット２００Ａにより、プレートＰ上の領域ＰＡ１に対して光スポット露光を行う。この走査光スポット露光により、プレートＰ上の領域ＰＡ１には、可変光スポット生成ユニット２００Ａによる光スポットが、マスク１０Ａによって既に形成された潜像に重畳して形成される。
【０１３３】
その後、図１９（ｆ）に示すように、照明部１２Ａによってマスク１０Ａに露光光を照射する。この一括露光動作により、プレートＰ上の領域ＰＡ２には、マスク１０Ａのパターンが潜像として転写される。
【０１３４】
そして、プレートＰを＋Ｙ方向へ移動しつつ可変光スポット生成ユニット２００Ａによる光スポット露光を行う動作と、マスク１０Ａによる一括露光動作とを繰り返して、プレートＰの全面に露光を行う。
【０１３５】
このように、第４実施形態にかかる露光装置では、複数のマスク１０Ａ〜１０Ｃで露光された露光領域に可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅによる光スポット露光を行うことができる。このとき、マスク１０Ａ〜１０Ｃに対するプレートＰ上の領域を移動させるステップ動作中に可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅによる走査光スポット露光を実行することができるので、スループットを向上させることができる。
【０１３６】
さて、このような可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅは、マスクレス露光装置において知られているが、プレートＰに露光する光パターンのパターンデータ量が増えると、この莫大なパターンデータを処理するための制御系や、この制御系から空間光変調器へパターンデータを転送する転送回路を構成するのにコストがかかる。或いは、莫大なパターンデータを転送する転送回路のデータ転送速度の制約により、スループットが向上しない。
【０１３７】
それに対して、第４実施形態では、可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅで扱うパターンデータ量が極めて少ないので、制御系や転送回路の低コスト化を図ってもスループットの低下を招かない利点がある。
【０１３８】
なお、第４実施形態の露光装置を液晶表示デバイス等のフラットパネルディスプレイの製造に用いる場合には、可変光スポット生成ユニット２００Ａ〜２００Ｅのみを用いてディスプレイ周辺回路への露光を行っても良い。
【０１３９】
また、第４実施形態において、上述の第６変形例を参照して、マスク１０Ａ〜１０Ｃを用いたプレートＰの露光時にプレートＰを移動させつつ露光を行う変形例も可能である。
なお、上述の実施形態１乃至４或いは各変形例にかかる露光装置において、プレートＰとしてガラスなどの光透過性基板を用いる代わりに、光透過性樹脂などの可撓性のあるシート状基板を用いても良い。このときには、シート状基板を第１及び第２保持部に対して移動させる機構（典型的には、処理前のシート状基板をロール状に巻き取ってある送出ローラ、送出ローラから送り出されたシート状基板を移送するローラやスプロケットなどの搬送機構、および処理後のシート状基板をロール状に巻き取る巻取ローラ）を基板ステージとすることができる。
【０１４０】
さて、上述の実施形態１乃至４或いは各変形例にかかる露光装置は、以下の手順で製造することが可能である。まず、マスクを保持するための第１保持部及び集光パターン形成部材を保持するための第２保持部、並びにマスク及び集光パターン形成部材に露光光を照射するための照明部をサブシステムとして準備する。そして、プレートが載置されるプレートステージに近接するように第１保持部及び第２保持部を組付け、これら第１保持部及び第２保持部によって保持されるマスク及び集光パターン形成部材に露光光を照射できるように照明部を組み付ける。この組付けにあたっては、上記サブシステムが、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付ける。これらの各種精度を確保するために、この組み付けの前後には、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。上記サブシステムの露光装置への組み付け工程が終了したら、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
さて、上述の実施形態１乃至４或いは各変形例にかかる露光装置を用いて、感光基板（ガラスプレート）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２０〜図３０を参照して、この製造方法の一例につき説明する。
【０１４１】
図２０のステップＳ４０１（パターン形成工程）では、まず、露光対象の基板上にフォトレジストを塗布して感光基板を準備する塗布工程、上記の実施形態１〜４或いは各変形例のいずれかにかかる露光装置を用いて液晶表示素子用のマスクのパターンをその感光基板上に転写露光する露光工程、及びその感光基板を現像する現像工程が実行される。この塗布工程、露光工程、及び現像工程を含むリソグラフィ工程によって、その基板上に所定のレジストパターンが形成される。このリソグラフィ工程に続いて、そのレジストパターンをマスクとしたエッチング工程、及びレジスト剥離工程等を経て、その基板上に多数の電極等を含む所定パターンが形成される。そのリソグラフィ工程等は、その基板上のレイヤ数に応じて複数回実行される。これらのリソグラフィ工程を経ることによって、基板上に薄膜トランジスター基板が形成される。
【０１４２】
以下、図２１〜３０を参照して、第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における薄膜トランジスター基板を製造する工程について詳述する。
まず、薄膜トランジスター基板を製造する工程の第１の段階を、図２１を参照して説明する。
【０１４３】
ここで、図２１（ａ）は薄膜トランジスター基板を製造する工程における第１の段階における薄膜トランジスター基板の配置図であり、図２１（ｂ）は図２１（ａ）の配置図においてIVｂ−IVｂ'線に沿って切って図示した断面図、図２１（ｃ）は図２１（ａ）の配置図においてIVｃ−IVｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【０１４４】
図２１に示すように、まず、基板５１０（プレートＰ）上に金属などの導電体層をスパッタリングなどの方法で１０００Å〜３０００Åの厚さで蒸着する。そして、この基板５１０上に感光膜を塗布し、その後、図２１（ａ）の配置図に示される回路パターンに相当するパターンを持つマスクを用いて感光膜を露光し、当該感光膜の現像を行う。その後、現像された感光膜をマスクとして用いて乾式または湿式エッチングして、基板５１０の上にゲート線５２２、ゲートパッド５２４、ゲート電極５２６及び維持電極５２８を含むゲート配線を形成する。
【０１４５】
図２２は、第２の段階における薄膜トランジスター基板の断面図であって、図２２（ａ）は、図２１（ａ）のIVｂ−IVｂ'線に沿って切って図示した断面図であり、図２２（ｂ）は、図２１（ａ）のIVｃ−IVｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【０１４６】
第２の段階では、ゲート絶縁膜５３０、半導体層５４０、中間層（接触層）５５０を化学気相成長法を用いてそれぞれ１５００Å〜５０００Å、５００Å〜２０００Å、３００Å〜６００Åの厚さで連続蒸着し、また、金属などの導電体層５６０をスパッタリングなどの方法で１５００Å〜３０００Åの厚さで蒸着し、その後、その上に感光膜５１１０（感光性樹脂（レジスト）層）を１μm〜２μmの厚さで塗布する。
【０１４７】
図２３は、第３の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、図２３（ａ）は配置図、図２３（ｂ）は図２３（ａ）の配置図においてVIｂ−VIｂ'線を切って図示した断面図、図２３（ｃ）は図２３（ａ）の配置図において、VIｃ−VIｃ'線を切って図示した断面図である。
【０１４８】
図２４（ａ）は第３の段階で用いられる集光パターン形成部材２０の配置図であり、図２４（ｂ）は第３の段階で用いられる集光パターン形成部材２０によって形成される光パターン３７の配置図である。
【０１４９】
図２４（ａ）に示す通り、第３の段階で用いられる集光パターン形成部材２０は、光透過性の基板上に形成された複数の集光部２０ｆ〜２０ｊと、これらの集光部２０ｆ〜２０ｊ以外の領域に形成された遮光または減光パターンである遮光部（減光部）２０ｋとを備えている。この集光パターン形成部材２０は、基板５１０に対して所定の間隔だけ離されて配置されて、照明部からの露光光を集光部２０ｆ〜２０ｊで集光することにより、基板５１０上に図２４（ｂ）に示した光パターン（集光パターン）３７を形成する。
【０１５０】
この第３の段階では、上述の実施の形態のいずれかに係る露光装置と、上記集光パターン形成部材２０とを用いて感光膜５１１０上に光パターン露光を行う。
第３の段階では、感光膜１１０に光パターン露光し、その後、現像して図２３（ｂ）および（ｃ）に示すように、感光膜パターンの第１部分５１１４、第２部分５１１２を形成する。この時、感光膜パターンの第１部分５１１４，第２部分５１１２の中で薄膜トランジスターのチャンネル部Ｃ（つまりソース電極５６５とドレーン電極５６６との間に位置している第１部分５１１４）はデータ配線部Ａ（つまりデータ配線５６２、５６４、５６５、５６６、５６８が形成される部分に位置している第２部分５１１２）より厚さが小さくなるようにし、その他の部分Ｂの感光膜は全て除去する。
【０１５１】
次に、感光膜パターンの第１部分５１１４及びその下部の膜、つまり導電体層５６０、接触層５５０及び半導体層５４０に対するエッチングを進める。エッチングの後には、データ配線部Ａにはデータ配線及びその下部の膜がそのまま残っており、チャンネル部Ｃには半導体層だけが残っていなければならず、残りの部分Ｂには上の三つの層５６０、５５０、５４０が全て除去されてゲート絶縁膜５３０が現れなければならない。
【０１５２】
図２５は、第４の段階における薄膜トランジスター基板の断面図であって、図２５（ａ）は、図２３（ａ）のVIｂ−VIｂ'線に沿って切って図示した断面図であり、図２５（ｂ）は、図２３（ａ）のVIｃ−VIｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【０１５３】
第４の段階では、図２５（ａ）及び図２５（ｂ）に示したように、他の部分Ｂに露出されている導電体層５６０を除去して、その下部の接触層５５０を露出させる。この過程では乾式または湿式の方法をともに用いることができる。
【０１５４】
図２６は、第５の段階における薄膜トランジスター基板の断面図であって、図２６（ａ）は、図２３（ａ）のVIｂ−VIｂ'線に沿って切って図示した断面図であり、図２６（ｂ）は、図２３（ａ）のVIｃ−VIｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【０１５５】
第５の段階では、図２６（ａ）及び（ｂ）に示すように、他の部分Ｂの露出された接触層５５０及びその下部の半導体層５４０を感光膜の第１部分５１１４と一緒に乾式エッチングの方法で同時に除去する。この時のエッチングは感光膜パターンの第１部分５１１４、第２部分５１１２と接触層５５０及び導電体パターン５６７の表面に残っている感光膜滓を除去する。
【０１５６】
図２７は、第６の段階における薄膜トランジスター基板の断面図であって、図２７（ａ）は、図２３（ａ）のVIｂ−VIｂ'線に沿って切って図示した断面図であり、図２７（ｂ）は、図２３（ａ）のVIｃ−VIｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【０１５７】
第６の段階では、図２７（ａ）及び（ｂ）に示すように、チャンネル部Ｃのソース／ドレーン用導電体パターン５６７及びその下部のソース／ドレーン用接触層パターン５５７をエッチングして除去する。これにより、チャンネル部Ｃに位置する感光膜パターンの第１部分５１１４が除去されてソース／ドレーン用導電体パターン５６７が露出し、他の部分Ｂに位置する接触層５５０及び半導体層５４０が除去されてその下部のゲート絶縁膜５３０が露出する。
【０１５８】
一方、データ配線部Ａに対応する感光膜パターンの第２部分５１１２もやはりエッチングされるので厚さが薄くなる。この段階において半導体パターン５４２、５４８が完成する。図面符号５５７と５５８とはそれぞれソース／ドレーン用導電体パターン５６７の下部の接触層パターンと維持蓄電器用導電体パターン５６８の下部の接触層パターンを示す。
【０１５９】
これにより、ソース電極５６５とドレーン電極５６６とを分離するとともに、データ配線（５６２、５６４、５６５、５６６、５６８）とその下部に位置する接触層パターン５５５、５５６、５５８が完成する。
【０１６０】
最後に、データ配線部Ａに残っている感光膜パターンの第２部分５１１２を除去する。第２部分５１１２の除去はチャンネル部Ｃに位置するソース／ドレーン用導電体パターン５６７を除去し、その後、その下の接触層パターン５５７を除去する前に行うことも可能である。
【０１６１】
図２８は、第７の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、図２８（ａ）は配置図、図２８（ｂ）は図２８（ａ）の配置図においてXIIｂ−XIIｂ'線線に沿って切って図示した断面図であり、図２８（ｃ）は図２８（ａ）の配置図においてXIIｃ−XIIｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【０１６２】
第７の段階では、前述のようにしてデータ配線（５６２、５６４、５６５、５６６、５６８）を形成し、その後、図２８（ａ）乃至（ｃ）に示すように窒化珪素をＣＶＤ方法で蒸着するか、有機絶縁物質をスピンコーティングして３０００Å以上の厚さを有する保護膜５７０を形成する。そして、その上に感光膜を塗布する。
【０１６３】
第８の段階では、図３に示したマスク１０及び集光パターン形成部材２０と、上述の実施の形態および変形例のうちのいずれかに係る露光装置を用いて、上記感光膜上に光パターン露光を行う。
【０１６４】
光パターン露光された感光膜を現像してマスクと用い、保護膜５７０及びゲート絶縁膜５３０をエッチングしてドレーン電極５６６、ゲートパッド５２４、データパッド５６４及び維持蓄電器用導電体パターン５６８をそれぞれ露出する接触孔５７１、５７２、５７３、５７４を形成する。
【０１６５】
その後、第９の段階として、４００Å〜５００Å厚さのＩＴＯ層を蒸着し、その上に感光膜を塗布する。そして、図２９に示すマスクを用いて感光膜に光パターン露光を行い、この感光膜を現像する。現像された感光膜をマスクとして用いてエッチングし、画素電極５８２、補助ゲートパッド５８４及び補助データパッド５８６を形成する。
【０１６６】
上述の工程を経ることにより、第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの薄膜トランジスター基板を製造することができる。すなわち、ステップＳ４０１が完了する。なお、図３０は当該薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、図３０（ａ）は配置図、（ｂ）は図３０（ａ）に示した薄膜トランジスター基板をII−II'線及びIII−III'線に沿って切って図示した断面図であり、図３０（ｃ）は図３０（ａ）に示した薄膜トランジスター基板をIII−III'線に沿って切って図示した断面図である。
【０１６７】
図２０に戻って、その次のステップＳ４０２（カラーフィルタ形成工程）では、赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂに対応した３つの微細なフィルタの組をマトリックス状に多数配列するか、又は赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの３本のストライプ状の複数のフィルタの組を水平走査線方向に配列することによってカラーフィルタを形成する。その次のステップＳ４０３（セル組立工程）では、例えばステップＳ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とステップＳ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。
【０１６８】
その後のステップＳ４０４（モジュール組立工程）では、そのようにして組み立てられた液晶パネル（液晶セル）に表示動作を行わせるための電気回路、及びバックライト等の部品を取り付けて、液晶表示素子として完成させる。
【０１６９】
以上の通り、第５実施形態では、フラットパネルディスプレィをコストを抑えて製造することができる。特に第１乃至第３実施形態並びにそれらの変形例にかかる露光装置を用いる場合には、低コストで調達できる露光装置を用いて低コスト化を図ることができ、実施形態４並びにその変形例にかかる露光装置を用いる場合には、高スループットのもとでリソグラフィ工程を行うことができるため、フラットパネルディスプレィの製造コストを抑えることができる。
【０１７０】
なお、上述の第５実施形態において、第１乃至第４実施形態並びにそれらの変形例にかかる露光装置を用いて細かい特徴［feature］を形成して、その他の回路パターンを、例えばインクジェット印刷法、スクリーン印刷（孔版印刷）法、オフセット印刷（平版印刷）法、凹版印刷法、または凸版印刷法などの印刷手法を用いても良い。また、基板としては、ガラスなどの光透過性平板の他に、光透過性樹脂などの可撓性のある薄型シートを用いても良い。
【０１７１】
次に、図３１を参照して、マスク及び集光パターン形成部材の設計方法である第６実施形態について説明する。
図３１のステップＳ５０１（光パターン準備工程）では、最終的にフォトレジスト上に形成したい光パターンと同形状の光パターンデータ（以下、第１光パターンデータと称する）を作成する。
【０１７２】
そして、ステップＳ５０２（光パターン分割工程）では、ステップＳ５０１で作成された第１光パターンデータを複数の光パターンの組に分割する。本実施形態では、第１光パターンデータを、例えば当該光パターンデータを構成するラインパターン成分、アイランドパターン成分、ホールパターン成分に分解する。
【０１７３】
ステップＳ５０３（第１光パターン抽出工程）では、ステップＳ５０２で分解された光パターンデータ（以下、第２パターンデータと称する）から、パターン寸法の大きな光パターンを第３光パターンデータとして抽出する。本実施形態では、プロキシミティ露光方法で解像可能なパターン寸法を持つ成分を第３光パターンデータとして抽出する。この第３光パターンデータがマスク１０の設計データに対応する。
【０１７４】
ステップＳ５０４（第２光パターン抽出工程）では、第２光パターンデータと第３光パターンデータとの差分を第４光パターンデータとして抽出する。本実施形態では、この第４光パターンデータが集光パターン形成部材の複数の集光部で形成すべき光パターンとなる。
【０１７５】
ステップＳ５０５（集光部パラメータ算出工程）では、第４光パターンデータを形成するための複数の集光部のパラメータを求める。本実施形態では、このパラメータとして、例えばそれぞれの集光部のＸＹ座標（集光パターン形成部材内の位置）、プレートＰとのＺ方向に沿った距離、ＸＺ断面における焦点距離及び開口数、ＹＺ断面における焦点距離及び開口数、ならびに集光部での減光率を用いることができる。
【０１７６】
例えば、上述の図２に示した光パターン３５（第４光パターンデータに相当）を形成するための、図３に示した複数の集光部２０ａ，２０ｂのパラメータを考える。まず、光パターン３５における２箇所の明部の重心位置から複数の集光部２０ａ，２０ｂのＸＹ座標を求める。
【０１７７】
次に、２箇所の明部のＸ方向の寸法を１０μｍ、Ｙ方向の寸法を３μｍとして、複数の集光部２０ａ，２０ｂのＸＺ断面の開口数とＹＺ断面の開口数とを求める。このとき、集光パターン形成部材２０に照射される露光光のコリメーション半角を０°とすると、複数の集光部２０ａ，２０ｂのＸＺ断面の開口数はほぼ０、複数の集光部２０ａ，２０ｂのＹＺ断面の開口数は０．０８２となる。
【０１７８】
そして、集光パターン形成部材２０とプレートＰとのＺ方向に沿った間隔（プロキシミティ・ギャップ）を１００μｍとして、複数の集光部２０ａ，２０ｂのＸＺ断面の焦点距離及び寸法、ＹＺ断面の焦点距離及び寸法を求める。ここでは、ＸＺ断面の焦点距離は無限大となり、その寸法（複数の集光部２０ａ，２０ｂのＸ方向の寸法）は１０μｍとなり、ＹＺ断面の焦点距離は１００μｍとなり、その寸法（複数の集光部２０ａ，２０ｂのＹ方向の寸法）は３００μｍとなる。すなわち、複数の集光部２０ａ，２０ｂは、作動距離１００μｍを有し、一方向（Ｙ方向）にパワー（３００μｍの焦点距離）を持つシリンドリカルレンズとなる。
【０１７９】
ここで、集光パターン形成部材２０に照射される露光光のコリメーション半角としては０°〜５°を用いることができ、プロキシミティ・ギャップとしては１μｍ〜１０００μｍを用いることができる。
【０１８０】
この求められた複数の集光部２０ａ，２０ｂのパラメータから、複数の集光部２０ａ，２０ｂがレンズ面である場合には当該レンズ面の曲率（曲率半径）を求め、複数の集光部２０ａ，２０ｂが位相型（振幅型）回折パターンである場合には当該回折パターンの形状・配置を求める。
【０１８１】
また、図２に示した光パターン３５では、ハーフトーン露光を行うために光パターン３４よりも光強度を弱くしており、ここでは、複数の集光部２０ａ，２０ｂでの減光率も併せて求める。
【０１８２】
このステップＳ５０５では、複数の集光部２０ａ，２０ｂ以外の領域を遮光領域とする遮光パターンデータ（以下、第５遮光パターンデータと称する）を併せて生成する。
以上のステップＳ５０１〜Ｓ５０５により、集光パターン形成部材の設計データ及びマスクの設計データを得ることができる。
【０１８３】
次に、図３２を参照して、第６実施形態で得られた集光パターン形成部材の設計データから集光パターン形成部材を製造する方法について第７実施形態として説明する。
図３２のステップＳ６０１（光透過性基板準備工程）では、光透過性基板を作成する。例えば石英ガラスなどの基板材料を研削・研磨して平行平面板形状に形成し、その後、クロム等の遮光膜を蒸着やスパッタで表面に形成する。また、一般的には、このステップＳ６０１において、感光性樹脂（レジスト）を光透過性基板に塗布しておく。
【０１８４】
次に、ステップＳ６０２（集光部形成工程）では、上述の第６実施形態で得られた設計データに基づいて、感光性樹脂が塗布された基板にパターン描画を行い、その後、現像、ポストベーク、デスカム、エッチング、レジスト除去等のプロセス処理を行い、光透過性基板上に複数の集光部を形成する。なお、複数の集光部が形成されない領域には、ステップＳ６０１で形成してあった遮光部が残されることになる。ステップＳ６０２において、複数の集光部がレンズ面であるときには、主平面方向に透過率の分布（濃淡）を有するグレースケールマスクを用いてパターン描画を行えば良い。
【０１８５】
ステップＳ６０３（検査工程）では、ステップＳ６０２で作成された複数の集光部の検査を行う。複数の集光部が振幅型（位相型）回折パターンである場合には、単純に第６実施形態で得られた集光パターン形成部材の設計データに基づいて、パターン寸法精度、パターン位置精度、そして外観品質の観点で比較検査する。また、複数の集光部がレンズ面である場合には、複数の集光部を用いて検査用の感光性基板上に試し露光を行う手法や２次元的に移動可能な光検出器を用いて複数の集光部が形成する光パターンの形状（分布）を計測する。そして、計測された光パターンの形状（分布）と、上記設計データとを比較検査する。
【０１８６】
以上のステップＳ６０１〜Ｓ６０３により、集光パターン形成部材を製造することができる。
さて、第６実施形態で得られたマスクの設計データからマスクを製造する場合には、上述のステップＳ６０１と同様に、マスク基板となる光透過性基板を準備し、このマスク設計データに基づいて、感光性樹脂が塗布された光透過性基板にパターン描画を行う。そして、この光透過性基板に対して、現像、ポストベーク、デスカム、エッチング、レジスト除去等のプロセス処理を行う。最後にこのプロセス処理を経たマスクを設計データと比較検査する。この手順により、第６実施形態で得られたマスクの設計データからマスクを製造することができる。
【０１８７】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。また、上記実施形態の各構成要素等は、いずれの組み合わせ等も可能とすることができる。
【０１８８】
さて、上述した各実施形態にかかる露光装置では、ステージの位置計測を行うためにレーザ干渉計を用いたが、レーザ干渉計の代わりに、あるいはそれと組み合わせて、他の計測センサ、例えばエンコーダなどを用いても良い。
【０１８９】
なお、上述した各実施形態にかかる露光装置で用いた光源は例示であり、例えばＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）、Ｆ2 レーザ（波長１５７ｎｍ）、又はその他の光源を用いることができる。また、レーザプラズマ光源、又はＳＯＲ（シンクロトロン軌道放射）から発生する軟Ｘ線領域、例えば波長１３．４ｎｍ、又は１１．５ｎｍのＥＵＶ（極端紫外）放射を用いるようにしても良い。さらに、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いても良い。または、紫外域の光を放射する半導体レーザやＬＥＤ、或いは赤外域又は可視域のレーザを非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。
【０１９０】
また、集光パターン形成部材を用いて、プレートＰ上に所定の一方向に延びた形状の集光パターンを形成する場合、プレートＰに対してｓ偏光となる偏光成分であって上記一方向と平行な偏光方向を持つ偏光成分を主成分として持つ露光光を照明部から供給しても良い。ここで、複数の集光部のそれぞれに対応した偏光子を集光パターン形成部材上に設け、複数の集光部ごとに集光パターンの延びる形状が異なる場合に対応させても良い。
【０１９１】
また、プレート面またはその上に塗布された感光性材料での露光光の反射による悪影響を低減するために、プレートＰに対してｐ偏光となる偏光成分を主成分として持つ露光光を照明部から供給しても良い。
【０１９２】
また、上述の実施形態にかかる露光装置が適用可能な範囲は、半導体素子、撮像素子、薄膜磁気ヘッド、フラットパネルディスプレイの製造に用いられるものには限定されず、例えばマイクロマシン、ＤＮＡチップ、マスク若しくはレチクルなどを製造するためのもににも適用できる。
【０１９３】
また、上述した各実施形態にかかる露光装置において、マスク及びプレートの間の空間と、集光パターン形成部材及びプレートの間の空間との少なくとも一方を液体で満たした状態で露光、いわゆる液浸露光を行っても良い。この場合、上記空間に局所的に液体を満たすために、国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報に開示されるノズル機構（液体供給ノズル及び液体回収ノズル）を用いることができる。ここでは、国際公開番号ＷＯ９９／４９５０４号公報を参照として援用する。
【０１９４】
また、第４実施形態及びその変形例にかかる露光装置で用いられる投影光学系の倍率は、等倍、縮小倍率、拡大倍率の何れであっても良く、反射光学系、屈折光学系、及び反射屈折光学系の何れを用いても良い。
【０１９５】
ステージの駆動装置として平面モータを用いる場合には、磁石ユニットと電機子ユニットの何れか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をステージの移動面側（ベース）に設ければよい。
【０１９６】
ステージの移動により発生する反力は、米国特許第５，５２８，１１８号に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的に床（大地）に逃がしても良い。この代わりに、或いはこれに加えて、米国特許第６，９６９，９６６号に記載されているように、運動量保存則を利用してステージの移動時に発生する反力を相殺するカウンターマス方式を採用しても良い。なお、ここでは、米国特許第５，５２８，１１８号及び米国特許第６，９６９，９６６号を参照として援用する。
【図面の簡単な説明】
【０１９７】
【図１】本発明の第１実施形態にかかる露光装置を概略的に示す図である。
【図２】第１実施形態の作用を説明するための図であり、図２（ａ）はプレートＰ上に露光すべき光パターンの一例を示す平面図、図２（ｂ）はマスク１０によってプレートＰ上に形成される光パターンを示す平面図、図２（ｃ）は集光パターン形成部材２０によってプレートＰ上に形成される光パターンを示す平面図である。
【図３】第１実施形態のマスク１０及び集光パターン形成部材２０の構成を示す図であって、図３（ａ）はマスク１０の配置図、図３（ｂ）は図３（ａ）に示したマスク１０の３ｂ−３ｂ矢視図、図３（ｃ）は集光パターン形成部材２０の配置図、図３（ｄ）は図３（ｃ）に示した集光パターン形成部材２０の３ｄ−３ｄ矢視図である。
【図４】第１実施形態の変形例を示す図であり、図４（ａ）は集光パターン形成部材２０の集光部２０ａ，２０ｂの配置図、図４（ｂ）は集光部の第１変形例の平面図、図４（ｃ）は第１変形例の断面図、図４（ｄ）は集光部の第２変形例の平面図、図４（ｅ）は第２変形例の断面図、図４（ｆ）は集光部の第３変形例の平面図、図４（ｇ）は第３変形例の断面図、図４（ｈ）は集光部の第４変形例の平面図、図４（ｉ）は第４変形例の断面図、図４（ｊ）は集光部の第５変形例の平面図、図４（ｋ）は第５変形例の断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態にかかる露光装置を概略的に示す図である。
【図６】第２実施形態にかかる露光装置の露光動作時における光パターン形成部材４０とプレートＰとの位置関係の変化を示す平面図である。
【図７】図６の手順に従って露光されたプレートＰ上の露光領域を示す図である。
【図８】（ａ）は第２実施形態にかかる露光装置の照明部４２の構成を概略的に示す図であり、図８（ｂ）は光分岐部から光パターン形成部材までの光路における光学配置を示す図である。
【図９】集光パターンの倍率制御を説明するための図である。
【図１０】テレセントリシティ検出装置の構成を概略的に示す図である。
【図１１】本発明の第３実施形態にかかる露光装置を概略的に示す図である。
【図１２】第３実施形態における複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０Ｅの配置を示す平面図である。
【図１３】第３実施形態にかかる露光装置の露光動作時を説明するための図であり、図１３（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態にかかる露光装置の露光動作時における複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０ＥとプレートＰとの位置関係の変化を示す平面図であり、図１３（ｄ）〜（ｆ）は、図１３（ａ）〜（ｃ）の手順に従って露光されたプレートＰ上の露光領域を示す図である。
【図１４】第３実施形態にかかる露光装置の露光動作時を説明するための図であり、図１４（ａ）〜（ｃ）は、第３実施形態にかかる露光装置の露光動作時における複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０ＥとプレートＰとの位置関係の変化を示す平面図であり、図１４（ｄ）〜（ｆ）は、図１４（ａ）〜（ｃ）の手順に従って露光されたプレートＰ上の露光領域を示す図である。
【図１５】第３実施形態にかかる露光装置の露光動作時を説明するための図であり、図１５（ａ）は、第３実施形態にかかる露光装置の露光動作時における複数のマスク１０Ａ〜１０Ｅ及び複数の集光パターン形成部材２０Ａ〜２０ＥとプレートＰとの位置関係の変化を示す平面図であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の手順に従って露光されたプレートＰ上の露光領域を示す図である。
【図１６】第６変形例にかかる露光装置の概略的な構成を示す図である。
【図１７】第７変形例にかかる露光装置の第１及び第２保持部の概略的な構成を示す図である。
【図１８】第４実施形態にかかる露光装置の概略構成を示す図であり、図１８（ａ）は露光装置全体を示す斜視図、図１８（ｂ）は可変光スポット生成ユニットを示す図である。
【図１９】第４実施形態にかかる露光装置の露光動作を説明する図である。
【図２０】第５実施形態にかかるデバイス製造方法を説明するためのフローチャートである。
【図２１】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第１の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、（ａ）は配置図、（ｂ）は（ａ）の配置図においてIVｂ−IVｂ'線に沿って切って図示した断面図、（ｃ）は（ａ）の配置図においてIVｃ−IVｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【図２２】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第２の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、（ａ）は 図２１（ｂ）の次の段階における断面図であり、図２１（ａ）のIVｂ−IVｂ'線に沿って切って図示した断面図であり、（ｂ）は図２１（ｃ）の次の段階における断面図であり、図２１（ａ）のIVｃ−IVｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【図２３】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第３の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、（ａ）は配置図、（ｂ）は（ａ）の配置図においてVIｂ−VIｂ'線を切って図示した断面図、（ｃ）は（ａ）の配置図において、VIｃ−VIｃ'線を切って図示した断面図である。
【図２４】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第３の段階で用いるマスク及び集光パターン形成部材の配置図である。
【図２５】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第４の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、（ａ）は図２３（ｂ）の次の段階における断面図であり、図２３（ａ）のVIｂ−VIｂ'線に沿って切って図示した断面図であり、（ｂ）は図２３（ｃ）の次の段階における断面図であり、図２３（ａ）のVIｃ−VIｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【図２６】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第５の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、（ａ）は図２５（ａ）の次の段階における断面図であり、図２３（ａ）のVIｂ−VIｂ'線に沿って切って図示した断面図であり、（ｂ）は図２５（ｂ）の次の段階における断面図であり、図２３（ａ）のVIｃ−VIｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【図２７】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第６の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、（ａ）は図２６（ａ）の次の段階における断面図であり、図２３（ａ）のVIｂ−VIｂ'線に沿って切って図示した断面図であり、（ｂ）は図２６（ｂ）の次の段階における断面図であり、図２３（ａ）のVIｃ−VIｃ'線に沿って切って図示した断面図である。
【図２８】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第７の段階における薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、（ａ）は配置図、（ｂ）は（ａ）の配置図においてXIIb−XIIb'線に沿って切って図示した断面図であり、（ｃ）は（ａ）の配置図においてXIIc−XIIc'線に沿って切って図示した断面図である。
【図２９】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法における、第９の段階で用いるマスクの配置図である。
【図３０】第５実施形態にかかるフラットパネルディスプレィの製造方法に従って製造された薄膜トランジスター基板の構成を示す図であって、（ａ）は配置図、（ｂ）は図３０（ａ）に示した薄膜トランジスター基板をII−II'線及びIII−III'線に沿って切って図示した断面図であり、（ｃ）は図３０（ａ）に示した薄膜トランジスター基板をIII−III'線に沿って切って図示した断面図である。
【図３１】本発明の第６実施形態にかかるマスク及び集光パターン形成部材の設計方法を説明するためのフローチャートである。
【図３２】本発明の第７実施形態にかかる集光パターン形成部材の製造方法を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【０１９８】
１０…マスク、１１…第１保持部、１２，２２…照明部、２０…集光パターン形成部材、２１…第２保持部、Ｐ…プレート，ＰＳ…プレートステージ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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