(57)【要約】【課題】レンズアレイを用いつつ、プレートのより適切な位置にマスクのパターンを露光すること。【解決手段】短冊形状の複数のマスクを走査方向が長手となる向きで、非走査方向に沿って配置し、照明光学系及びレンズアレイとマスク及びプレートとを、マスク及びプレートに沿った走査方向に相対的に移動させ、照明光学系からパターンに照明光を照射し、マスクに形成されたパターンの像をレンズアレイを介してプレートに投影することと、照明光学系及びレンズアレイとマスク及びプレートとの走査方向への相対的な移動中に、走査方向に直交する方向である非走査方向における複数のマスクの間隔を変化させることと、を含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光を照明光学系を介してマスクに照射し、前記マスクに形成されたパターンをレンズアレイを介してプレートに転写する露光方法であって、
短冊形状の複数の前記マスクを走査方向が長手となる向きで、前記走査方向に直交する方向である非走査方向に沿って配置し、前記照明光学系及び前記レンズアレイと前記マスク及び前記プレートとを、前記マスク及び前記プレートに沿った前記走査方向に相対的に移動させ、前記照明光学系から前記パターンに前記照明光を照射し、前記マスクに形成されたパターンの像を前記レンズアレイを介して前記プレートに投影することと、
前記照明光学系及び前記レンズアレイと前記マスク及び前記プレートとの前記走査方向への相対的な移動中に、前記走査方向に直交する方向である非走査方向における複数の前記マスクの間隔を変化させることと、を含む露光方法。
【請求項２】
前記マスクは、前記パターンが形成されたパターン領域が前記走査方向に沿って複数形成され、
前記照明光が一の前記パターン領域を照明した後、当該一の前記パターン領域より前記走査方向の下流側の他の前記パターン領域を照明する前に、当該他の前記パターン領域のパターンと当該パターンが投影される前記プレートに形成されているパターンとの前記非走査方向における相対関係に関する情報に基づいて、前記非走査方向における複数の前記マスクの間隔を変化させる請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
一の前記パターン領域と他の前記パターン領域との間の前記プレートにパターンを投影しない領域を前記照明光が通過している場合、前記非走査方向における複数の前記マスクの間隔を変化させる請求項２に記載の露光方法。
【請求項４】
（後ろに移動）
前記マスクに形成されたパターンと当該パターンが投影される前記プレートに形成されているパターンとの前記非走査方向における相対関係に関する情報に基づいて、前記非走査方向における複数の前記マスクの間隔を変化させる請求項１から３のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項５】
複数の前記マスクを個別に移動させて、前記マスクの間隔を変化させる請求項１から４のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項６】
前記マスクに形成されたパターンと当該パターンが投影される前記プレートに形成されているパターンとの前記走査方向における相対関係に関する情報に基づいて、前記相対的な移動中に、前記マスクと前記プレートとを前記走査方向に相対的に移動させることと、を含む請求項１から５のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項７】
前記相対的な移動中に、前記プレートを前記走査方向に移動させる請求項６に記載の露光方法。
【請求項８】
前記プレートに形成されているパターンの位置を検出することと、
前記検出した前記プレートに形成されているパターンの位置に基づいて、前記相対的な移動中の前記マスクと前記プレートの前記走査方向の相対位置を決定することと、を含む請求項６または７に記載の露光方法。
【請求項９】
前記検出した前記プレートに形成されているパターンの位置に基づいて、前記相対的な移動中の前記非走査方向における複数の前記マスクの間隔を決定することと、を含む請求項８に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記プレートに形成されているパターンの位置を検出することと、
前記検出した前記プレートに形成されているパターンの位置に基づいて、前記相対的な移動中の前記非走査方向における複数の前記マスクの間隔を決定することと、を含む請求項１から７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１１】
前記プレートに形成されているアライメントマークを検出して、前記プレートに形成されているパターンの位置を検出する請求項８から１０のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１２】
照明光をマスクに照射させる照明光学系と、前記照明光学系によって照明される前記マスクに形成されているパターンの像をプレートに投影し、前記マスクに形成されたパターンを前記プレートに転写するレンズアレイと、前記照明光学系及び前記レンズアレイを、前記マスク及び前記プレートに沿った走査方向に相対的に移動させる移動装置と、を備える露光装置であって、
短冊形状の複数の前記マスクを走査方向が長手となる向きで、前記走査方向に直交する方向である非走査方向に沿って配置し、前記走査方向に直交する方向である非走査方向における複数の前記マスクの間隔を変化させるマスク間隔調整機構と、前記マスク間隔調整機構を支持する支持台とを有するマスク支持機構と、
前記プレートを支持するプレート支持機構と、
前記移動装置による相対的な移動中に、前記マスク間隔調整機構によって複数の前記マスクの間隔を調整する制御装置と、を備える露光装置。
【請求項１３】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の露光方法によって、前記マスクに形成されたパターンをプレートに転写することと、
前記パターンが転写された前記プレートを、転写された前記パターンに基づいて加工することと、を含むデバイス製造方法。
【請求項１４】
プレートにパターンを投影し、当該プレートにパターンを転写させる露光用マスクであって、
一方が長辺となり他方が短辺となる短冊形状の基部を有し、
前記基部は、前記パターンが形成されたパターン領域が前記長辺に沿って複数形成され、かつ、前記パターン領域の間に遮蔽領域が形成されたマスク。
【請求項１５】
複数の前記パターン領域に形成された前記パターンは、同一形状である請求項１４に記載のマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスク上のパターンをプレート上に投影露光する露光方法、露光装置、デバイス製造方法及びマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報表示装置として、液晶又は有機ＥＬ（Electro Luminescence）等の素子を用いた薄型の表示パネルが多用されている。これらの表示パネルは、薄いガラス基板に透明薄膜電極をフォトリソグラフィ手法でパターンニングすることにより製造されている。このフォトリソグラフィ工程で、マスクに形成されたパターンを感光基板（以下、プレートともいう）に投影露光する装置として、ＭＬＡ（Micro Lens Array）等のレンズアレイを用いてパターンの像をプレートに投影する露光装置がある（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の露光装置では、パターンの像をプレートに露光する際に、マスクおよびウェハと、マスクを照明する照明光学系およびパターンの像を投影する投影光学系としてのＭＬＡと、を相対移動させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２４４２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
例えば、表示パネルを製造する場合、１つのプレートに、パターンの露光と現像とを繰り返すことで、プレート上に複数層のパターンを積層させる。この場合、露光装置は、同じプレートにパターンを複数回露光する。ここで、露光する対象のプレートは、現像処理などによって、伸縮する場合がある。露光装置は、ＭＬＡではなく、レンズやミラー等の光学部材で光を透過、反射させる一般的な投影光学系を備える場合、投影光学系の一部にプレートの伸縮で生じるパターンのずれに対応するため、投影倍率等を調整する機構を備えているものもある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１のようにレンズアレイを備える露光装置は、マスクと基板との間隔を狭くする構成であるため、投影倍率を調整する機構を設けることが困難である。また、仮にマスクと基板との間にレンズアレイに加え、投影倍率を調整する機構を設けると、マスクと基板との間隔が広くなるため、レンズアレイを設けることで得られる効果が著しく減少する。
【０００６】
本発明の態様は、レンズアレイを用いつつ、プレートのより適切な位置にマスクのパターンを露光することができる露光方法、露光装置、デバイス製造方法及びマスク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】
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、照明光を照明光学系を介してマスクに照射し、前記マスクに形成されたパターンをレンズアレイを介してプレートに転写する露光方法であって、短冊形状の複数の前記マスクを走査方向が長手となる向きで、前記走査方向に直交する方向である非走査方向に沿って配置し、前記照明光学系及び前記レンズアレイと前記マスク及び前記プレートとを、前記マスク及び前記プレートに沿った前記走査方向に相対的に移動させ、前記照明光学系から前記パターンに前記照明光を照射し、前記マスクに形成されたパターンの像を前記レンズアレイを介して前記プレートに投影することと、前記照明光学系及び前記レンズアレイと前記マスク及び前記プレートとの前記走査方向への相対的な移動中に、前記走査方向に直交する方向である非走査方向における複数の前記マスクの間隔を変化させることと、を含む露光方法が提供される。
【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、照明光をマスクに照射させる照明光学系と、前記照明光学系によって照明される前記マスクに形成されているパターンの像をプレートに投影し、前記マスクに形成されたパターンを前記プレートに転写するレンズアレイと、前記照明光学系及び前記レンズアレイを、前記マスク及び前記プレートに沿った走査方向に相対的に移動させる移動装置と、を備える露光装置であって、短冊形状の複数の前記マスクを走査方向が長手となる向きで、前記走査方向に直交する方向である非走査方向に沿って配置し、前記走査方向に直交する方向である非走査方向における複数の前記マスクの間隔を変化させるマスク間隔調整機構と、前記マスク間隔調整機構を支持する支持台とを有するマスク支持機構と、前記プレートを支持するプレート支持機構と、前記移動装置による相対的な移動中に、前記マスク間隔調整機構によって複数の前記マスクの間隔を調整する制御装置と、を備える露光装置が提供される。
【０００９】
本発明の第３の態様に従えば、上記の露光方法によって、前記マスクに形成されたパターンをプレートに転写することと、前記パターンが転写された前記プレートを、転写された前記パターンに基づいて加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。
【００１０】
本発明の第４の態様に従えば、プレートにパターンを投影し、当該プレートにパターンを転写させる露光用マスクであって、一方が長辺となり他方が短辺となる短冊形状の基部を有し、前記基部は、前記パターンが形成されたパターン領域が前記長辺に沿って複数形成され、かつ、前記パターン領域の間に遮蔽領域が形成されたマスクが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の態様によれば、走査方向に直交する非走査方向における複数のマスクの間隔を変化させ、マスクとプレートとの相対位置を変化させることで、プレート上の投影するマスクのパターンの位置をプレートのパターンのズレに対応して調整することができる。これにより、レンズアレイを用いつつ、プレートのより適切な位置にマスクのパターンを露光することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施形態１に係る露光装置の側面図である。
【図２】図２は、図１に示す露光装置のマスク支持機構の上面図である。
【図３】図３は、図２に示すマスク支持機構の側面図である。
【図４】図４は、実施形態１に係る露光装置を、投影光学系とプレートとの間から見た図である。
【図５】図５は、実施形態１に係る露光装置を照明光学系及び投影光学系が移動する方向側から見た図である。
【図６】図６は、図１に示す露光装置に位置検出装置が設置されている状態を示す側面図である。
【図７】図７は、図１に示す露光装置に位置検出装置が設置されている状態を示す上面図である。
【図８】図８は、図６に示す露光装置にマスクが配置されている状態を示す側面図である。
【図９】図９は、図７に示す露光装置のマスクが配置されている状態を示す上面図である。
【図１０】図１０は、実施形態１に係る露光装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、実施形態１に係る露光装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。
【図１３】図１３は、実施形態１に係る露光装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１４】図１４は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。
【図１５】図１５は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。
【図１６】図１６は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。
【図１７】図１７は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。
【図１８】図１８は、実施形態２に係る露光装置の側面図である。
【図１９】図１９は、実施形態３に係る露光装置の側面図である。
【図２０】図２０は、実施形態３に係る露光装置を、投影光学系とプレートとの間から見た図である。
【図２１】図２１は、実施形態３に係る露光装置を照明光学ユニット及び投影光学系が移動する方向側から見た図である。
【図２２】図２２は、本実施形態に係るデバイス製造方法の各ステップ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】
【００１３】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に記載の実施形態により本発明が限定されるものではない。以下において、下は重力が作用する方向（鉛直方向）側であり、上は重力が作用する方向とは反対方向側である。
【００１４】
（実施形態１）
以下、図１から図５を用いて、実施形態１の露光装置について説明する。図１は、実施形態１に係る露光装置の側面図である。図２は、図１に示す露光装置のマスク支持機構の上面図である。図３は、図２に示すマスク支持機構の側面図である。図４は、実施形態１に係る露光装置を、投影光学系とマスクとの間から見た図である。図５は、実施形態１に係る露光装置を照明光学系及び投影光学系が移動する方向側から見た図である。露光装置１は、投影光学系にＭＬＡ（Micro Lens Array）を用いて、照明光学ユニット及び投影光学系をマスク及びプレート（感光基板）に対して移動（走査）させることにより、プレートにマスクのパターン（マスクパターン）を露光する走査型の露光装置である。なお、本実施形態の露光装置１は、複数のマスクを含むマスクユニットＭを支持しており、複数のマスクのパターンをそれぞれプレートに露光する。以下においては、投影光学系の光軸ＡＸＬ（図１参照）と平行な方向にＺ軸をとり、照明光学系及び投影光学系の走査方向にＸ軸をとり、Ｚ軸とＸ軸とに直交する方向にＹ軸をとる。まず、露光装置１の概要を説明する。
【００１５】
＜露光装置の概要＞
露光装置１は、フレーム１Ｆと、照明光学系２と、投影光学系３と、移動装置２１と、を含む。露光装置１は、照明光学系２に向けて光を出力する光源６が配置されている。露光装置１は、光源６から出射される光を照明光学系２でマスクユニットＭまで案内し、マスクユニットＭを通過した光を投影光学系３によって案内することでマスクユニットＭのパターンをプレートＰに投影させる。露光装置１は、制御装置９によって制御される。また、露光装置１は、マスクユニットＭに形成されたパターンの位置とプレートに形成されたパターンの位置を検出する位置検出装置を備えている。位置検出装置については後述する。
【００１６】
フレーム１Ｆは、基部１Ｖと、基部１Ｖに取り付けられた側部１Ｗと、照明光学系２を支持する一対の照明系ガイド５Ｌと、投影光学系３を支持する一対の投影系ガイド５Ｐとを有する。基部１Ｖは、露光装置１の設置対象（例えば、基礎）に取り付けられて、露光装置１の下部に位置することになる。基部１Ｖの上部には、側部１Ｗが取り付けられている。側部１Ｗには、一対の照明系ガイド５Ｌと、一対の投影系ガイド５Ｐとが取り付けられている。照明系ガイド５Ｌと一対の投影系ガイド５Ｐとは、前者が後者よりも上側に配置されて、側部１Ｗに支持される。
【００１７】
照明系ガイド５Ｌ及び投影系ガイド５Ｐは、Ｘ軸と平行な方向に向かって延在している。一対の照明系ガイド５Ｌ及び一対の投影系ガイド５Ｐは、Ｙ方向に所定の間隔を空けて配置される。照明光学系２は、一対の照明系ガイド５Ｌを跨いでこれらに支持される。そして、照明光学系２は、一対の照明系ガイド５Ｌに沿ってＸ方向（図１の矢印ｘｌで示す方向）に移動する。投影光学系３は、一対の投影系ガイド５Ｐを跨いでこれらに支持される。そして、投影光学系３は、一対の投影系ガイド５Ｐに沿ってＸ方向（図１の矢印ｘｐで示す方向）に移動する。照明系ガイド５Ｌは投影系ガイド５Ｐよりも上に配置されるので、照明光学系２は投影光学系３よりも上に配置される。
【００１８】
＜プレートステージ＞
基部１Ｖの上部には、プレートステージ１Ｓが設けられている。プレートステージ１Ｓは、露光対象のプレートＰを載置する。本実施形態において、プレートステージ１Ｓは、プレートＰをホルダに保持した状態で載置する。プレートステージ１Ｓは、プレートＰを支持する支持部３２と移動可能な状態で支持部３２を支持する土台３４とを有する。土台３４は、基部１Ｖに固定されている。プレートステージ１Ｓは、プレートを支持する支持部３２を土台３４に対して移動させることで、プレートＰをフレーム１Ｆに対して移動させることができる。プレートステージ１Ｓは、支持部３２と土台３４とがプレートＰを移動させる移動機構となる。プレートステージ１Ｓは、プレートＰを走査方向に移動させることができる。プレートステージ１Ｓは、つまり、支持部３２を土台３４に対して移動させる機構として種々の直動アクチュエータを用いることができる。
【００１９】
＜マスクステージ＞
図１から図３を用いて、マスクステージ１Ｔについて説明する。マスクステージ１Ｔは、マスクユニットＭを支持する。マスクユニットＭは、プレートステージ１Ｓの上方で、側部１Ｗからフレーム１Ｆの内側に突出したマスクステージ１Ｔに支持される。本実施形態において、プレートステージ１Ｓは、プレートＰをホルダに保持した状態で載置し、支持する。
【００２０】
マスクステージ１Ｔが保持するマスクユニットＭについて説明する。マスクユニットＭは、上述したように複数のマスク、本実施形態では、５つのマスクＭａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ，Ｍｅを含む。マスクユニットＭは、マスクＭａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ，Ｍｅは、マスクユニットＭの表面において走査方向に直交する方向、つまりＹ方向（非走査方向ともいえる）に列状に配置されている。つまり、マスクＭａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ，Ｍｅは、Ｙ方向に隣接するマスクが配置されている。マスクＭａ，Ｍｂ，Ｍｃ，Ｍｄ，Ｍｅは、配置位置が異なるのみで、基本的に同様の構成であるので、以下、代表してマスクＭａについて説明する。マスクＭａは、走査方向が長辺（長手方向）となり、Ｙ方向が短辺（短手方向）となる長方形状である。マスクＭａは、長方形状の基部に複数のパターン領域５０が形成される。パターン領域５０は、転写用のパターンが形成された領域であり、走査方向に列状に配置されている。マスクＭａは、基部上のパターン領域５０とパターン領域の間に、照明光を遮光するための遮蔽領域５２が配置されている。このように、マスクＭａは、基部に走査方向にパターン領域５０と遮蔽領域５２とが交互に配置され、隣接するパターン領域５０の間に遮蔽領域５２が配置される。遮蔽領域５２は、転写用のパターンが形成されていない領域であり、照明光が実質的に透過しない膜、例えばクロム膜が形成されている。
【００２１】
マスクユニットＭは、走査方向に複数のパターン領域５０が配置されたマスクＭａ〜Ｍｅが、非走査方向に並列に配置されている。ここで、マスクＭａ〜Ｍｅに含まれる複数のパターン領域５０は、１つのパターン領域５０を、小型用液晶表示パネルのＴＦＴアレイ基盤を構成するためのマスクパターンとすることが好ましい。マスクＭａ〜Ｍｅは、例えば中、小型用液晶表示パネルのＴＦＴアレイ基盤を構成するためのパターンが描画されている。中、小型液晶パネルとは、例えば１０インチ（横２０５．２ｍｍ×縦１５３．９ｍｍ）程度までの画面サイズの液晶パネルである。本実施形態の露光装置１は、後述するが等倍露光されるため、１つの液晶パネルに相当するパターン領域５０が同様のサイズである。したがって、１つのパターン領域５０は、横２０５．２ｍｍ×縦１５３．９ｍｍ以下の大きさとなる。マスクＭａ〜Ｍｅは、これらの大きさのパターン領域５０が走査方向に複数配置されている。マスクＭａ〜Ｍｅの大きさとしては、例えば、幅１６０ｍｍ×長さ７００ｍｍ×厚さ１０ｍｍである。また、本実施形態のマスクＭａ〜Ｍｅは、パターン領域に形成されるパターンが同じ形状である。これにより、マスクユニットＭは、プレートＰ上に同じパターンを複数個転写させることができる。
【００２２】
マスクステージ１Ｔは、図１及び図２に示すように、支持台４０と、複数のマスク間隔調整機構４１を備えている。支持台４０は、側部１Ｗに固定されている。本実施形態の支持台４０は、側部１Ｗと繋がっている１つの部材である。マスク間隔調整機構４１は、支持台４０に設置されている。マスク間隔調整機構４１は、マスクユニットＭに含まれるマスクＭａ〜Ｍｅのそれぞれに対して設置されている。また、マスク間隔調整機構４１は、それぞれのマスクＭａ〜Ｍｅの両端に設置されている。つまり、マスクステージ１Ｔは、１つのマスクＭａ〜Ｍｅに対応してそれぞれ２つのマスク間隔調整機構４１が設置されている。したがって、本実施形態のマスクステージ１Ｔは、１０個のマスク間隔調整機構４１が設置されている。
【００２３】
マスク間隔調整機構４１は、マスクＭａ〜Ｍｅのうち対応するマスクを支持する支持部４２と、移動可能な状態で支持部４２を支持する土台４４と、を有する。土台４４は、支持台４０に固定されている。マスク間隔調整機構４１は、マスクを支持する支持部４２を土台４４に対して移動させることで、マスクをフレーム１Ｆに対して移動させることができる。マスク間隔調整機構４１は、マスクをＹ方向、つまり矢印４５の方向に移動させることができる。ここで、Ｙ方向は、マスクユニットＭ及びプレートＰの表面に平行な面において、走査方向であるＸ方向に直交する方向であり、非走査方向とも言える。マスク間隔調整機構４１は、種々の直動アクチュエータを用いることができる。つまり、支持部４２を土台４４に対して移動させる機構としては種々の機構を用いることができる。なお、本実施形態では、マスクＭｃがＹ方向におけるマスクユニットＭの中心となる。このため、マスクＭｃに対応して配置されたマスク間隔調整機構４１は、マスクＭｃをＹ方向に移動させない。なお、露光装置１は、Ｙ方向におけるマスクユニットＭの中心のマスクを移動させるようにしてもよい。
【００２４】
マスクステージ１Ｔは、マスクＭａ〜Ｍｅに対応してマスク間隔調整機構４１を設けることで、マスクＭａ〜ＭｅのＹ方向の位置をそれぞれ独立して調整することができる。これにより、マスクステージ１Ｔは、マスクＭａ〜ＭｅのそれぞれのＹ方向の位置を変えることができ、マスクＭａ〜Ｍｅの隣接するマスクとの間隔を変えることができる。
【００２５】
露光装置１は、マスクステージ１Ｔを用いてマスクユニットＭを支持し、プレートステージ１Ｓを用いてプレートＰを支持することで、マスクステージ１Ｔに支持されたマスクユニットＭに対向させた状態にプレートＰを支持する。マスクパターンをプレートＰに投影露光している間、マスクユニットＭはマスクステージ１Ｔに設けられた真空チャックによってエアー吸着され、固定されている。マスクユニットＭを交換するときはエアー吸着が開放され、所望のマスクユニットＭに交換することができる。マスクユニットＭは、プレートＰよりも上に配置される。プレートＰに露光する際には、プレートＰが最も下に配置され、上に向かって投影光学系３、マスクユニットＭ、照明光学系２の順に配置される。照明光学系２及び投影光学系３は、同期してＸ方向に移動しながらマスクパターンをプレートＰに投影露光する。
【００２６】
露光装置１は、移動装置２１を備えている。移動装置２１は、照明光学系２及び投影光学系３を支持する支持部２２を有し、支持部２２を照明系ガイド５Ｌ及び投影系ガイド５Ｐに沿ってＸ方向に移動させることで、照明光学系２及び投影光学系３を照明系ガイド５Ｌ及び投影系ガイド５Ｐに沿ってＸ方向に移動させる。つまり、移動装置２１は、マスクユニットＭ及びプレートＰの表面に沿った方向に支持部２２を移動させることで、照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向に移動させる。また、移動装置２１は、支持部２２によって光源６を支持し、光源６も照明光学系２及び投影光学系３とともに移動させる。
【００２７】
露光装置１は、マスクステージ１Ｔの支持台４０及びプレートステージ１Ｓの土台３４がフレーム１Ｆに取り付けられ、固定されている。これにより、露光装置１は、マスクユニットＭ及びプレートＰのフレーム１Ｆに対する位置を所定の位置とすることができる。照明光学系２及び投影光学系３は、マスクステージ１Ｔ及びプレートステージ１Ｓに対してＸ方向に移動しながらマスクパターンをプレートＰに投影露光する。照明光学系２及び投影光学系３は、マスクパターンをプレートＰに投影露光するにあたって、マスクステージ１Ｔ及びプレートステージ１Ｓに対してＸ方向へ移動する。
【００２８】
＜照明光学系＞
照明光学系２は、光源６から発された光を導光し、マスクユニットＭを照明する光として入射する。照明光学系２は、光源６から発された光を導光し、マスクユニットＭを照明する光として入射する。なお、露光装置１は、光源６を複数備えている。なお、露光装置１は、光を出力する出力部を複数備えていればよく、複数の光源６を１つの装置で実現してもよい。本実施形態において、光源６は、レーザ光源であるが、これに限定されるものではない。照明光学系２は、図４に示す照明視野ＳＲ、ＳＬを形成する部分照明光学ユニット１０Ｌ、１０Ｒと、照明視野ＳＣを形成する部分照明光学ユニット１０Ｃと、を有する。光源６から出力された光は、部分照明光学ユニット１０Ｌ、１０Ｒに入射し、リレー光学系１２によって光源６の出射端面をフライアイレンズ１３の入射面に投影する。このとき、リレー光学系１２は、光源６の出射端面を所定の倍数に拡大して、フライアイレンズ１３の入射面に投影する。フライアイレンズ１３は、複数のエレメントレンズが配列し、接合されている。本実施形態においては、列方向に８個、行方向に１０個のエレメントレンズが配列するとともに、合計８０個のエレメントが接合されている。
【００２９】
フライアイレンズ１３を射出した光は、σ絞り１４を通過する。σ絞り１４は、光の径を制限して照明ＮＡを定める。σ絞り１４を通過した光は、２個のコンデンサレンズ１５及びミラー１６を介してマスクユニットＭの表面（照明光学系２側の表面）に集光されて、照明視野を形成する。フライアイレンズ１３の入射面とマスクユニットＭの表面とは共役関係になっており、フライアイレンズ１３の入射面の照度分布がフライアイレンズ１３のエレメントレンズ毎に重なり合って平均化されて、マスクユニットＭの表面では均一な照度分布が得られる。このような部分照明光学ユニット１０Ｌ、１０Ｒにより、マスクユニットＭの表面には、図４に示す照明視野ＳＲ、ＳＬが形成される。照明視野ＳＣを形成する部分照明光学ユニット１０Ｃも、コンデンサレンズ１５とミラー１６との配置が異なる以外は、部分照明光学ユニット１０Ｌ、１０Ｒと同様の構造である。
【００３０】
＜投影光学系＞
次に、投影光学系３についてより詳細に説明する。投影光学系３は、マスクパターンをプレートＰの表面に結像して投影するための光学系である。投影光学系３は、マスクステージ１Ｔに支持されたマスクユニットＭとプレートステージ１Ｓに支持されたプレートＰとの間を移動可能に設けられたレンズアレイを含み、マスクユニットＭに形成されたパターンの像をプレートＰに投影する。本実施形態において、投影光学系３は、マイクロレンズアレイを用いた結像光学系を用いて、マスクパターンをプレートＰの表面に結像して投影する。マイクロレンズアレイとは、多数の要素レンズを２次元的に配置した結像素子のことである。投影光学系は、複数のマイクロレンズアレイ（ＭＬＡ：Micro Lens Allay）８を有している。図１及び図４に示すように、ＭＬＡ８は、投影光学系３のステージ３Ｓに搭載される。ステージ３Ｓが投影系ガイド５Ｐに沿って移動することにより、ＭＬＡ８がＸ方向に移動する。本実施形態の投影光学系３はＭＬＡ８を用いたが、マイクロレンズアレイ以外のレンズアレイを用いることもできる。なお、投影光学系３を支持するステージ３Ｓは、支持部２２の一部となる。
【００３１】
本実施形態においては、照明光学系２が形成した照明視野ＳＲ、ＳＣ、ＳＬに対応した位置に、それぞれＭＬＡ８Ｒ、ＭＬＡ８Ｃ、ＭＬＡ８Ｌが配置されている。以下において、ＭＬＡ８Ｒ、ＭＬＡ８Ｃ、ＭＬＡ８Ｌを区別しない場合、単にＭＬＡ８という。本実施形態において、照明視野ＳＲ、ＳＣ、ＳＬは、Ｙ方向に向かって互いにＸ方向に所定間隔ずれて、千鳥状に配置されている。このようにすることで、ＭＬＡ８Ｒ、ＭＬＡ８Ｃ、ＭＬＡ８ＬもＹ方向に向かって千鳥状に配置されるので、これらの干渉を回避することができる。その結果、Ｙ方向の照明視野を拡大することが可能になる。ＭＬＡ８は薄いため、投影光学系３も薄くなる。
【００３２】
また、露光装置１は、検出部としてマスクステージ１Ｔとプレートステージ１Ｓとの距離を計測する距離計を備えている。露光装置１は、距離計でマスクステージ１Ｔとプレートステージ１Ｓとの距離を計測することで、マスクユニットＭとプレートＰとの距離を検出することができる。露光装置１は、マスクパターンをプレートＰに投影露光する場合、距離計で計測したマスクユニットＭとプレートＰとの距離に基づいて、マスクステージ１Ｔとプレートステージ１Ｓとの光軸方向の相対位置を調整する。これにより、露光装置１は、投影レンズ（本実施形態では、投影光学系３が有するＭＬＡ８）の合焦位置にマスク及びプレートを正しく配置させることができる。露光装置１は、プレートＰの厚さがばらつくことに起因したフォーカスのずれを補正することができ、露光性能の低下を抑制することができる。
【００３３】
また、露光装置１は、各ステージの位置情報を計測する計測システムを備えている。なお、計測システムとしては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各ステージの位置情報を計測する計測システムを用いてもよいし、各ステージに設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。
【００３４】
次に、図６から図９を用いて、位置検出装置８０について説明する。図６は、図１に示す露光装置に位置検出装置が設置されている状態を示す側面図である。図７は、図１に示す露光装置に位置検出装置が設置されている状態を示す上面図である。図８は、図６に示す露光装置にマスクが配置されている状態を示す側面図である。図９は、図７に示す露光装置のマスクが配置されている状態を示す上面図である。露光装置１は、上述したように複数の位置検出装置８０を備えている。露光装置１は、マスクＭａ〜Ｍｅのそれぞれに対応して、位置検出装置８０が配置されている。また、露光装置１は、マスクＭａ〜Ｍｅの走査方向における両端の近傍に対面するそれぞれに位置検出装置８０が配置されている。つまり、露光装置１は、マスク間隔調整機構４１と同様に５つのマスクＭａ〜Ｍｅに対してそれぞれ２つの位置検出装置８０が配置されており、合計１０個の位置検出装置８０が配置されている。
【００３５】
本実施形態の露光装置１は、マスクＭａ〜Ｍｅが配置されている領域の走査方向における一方の端部に配置された５つの位置検出装置８０を、それぞれ位置検出装置８０ａとし、他方の端部に配置された５つの位置検出装置８０を、それぞれ位置検出装置８０ｂとする。位置検出装置８０ａ，８０ｂは、マスクユニットＭの対応するマスクＭａ〜Ｍｅのそれぞれに形成されたパターン領域５０の位置や、プレートＰにすでに露光、現像されているパターンの位置を検出する装置である。位置検出装置８０ａは、マスクＭａ〜ＭｅまたはプレートＰの検出領域８９ａにある部分が検出対象の領域となる。位置検出装置８０ｂは、マスクＭａ〜ＭｅまたはプレートＰの検出領域８９ｂにある部分が検出対象の領域となる。
【００３６】
５つの位置検出装置８０ａは、支持部８６ａに支持されている。支持部８６ａは、レール８７ａに沿って走査方向に移動可能である。支持部８６ａは、レール８７ａに沿って移動することで、ＸＹ平面上でマスクＭａ〜Ｍｅと対面する位置から、対面しない位置まで移動することができる。５つの位置検出装置８０ｂは、支持部８６ｂに支持されている。支持部８６ｂは、レール８７ｂに沿って走査方向に移動可能である。支持部８６ｂは、レール８７ｂに沿って移動することで、ＸＹ平面上でマスクＭａ〜Ｍｅと対面する位置から、対面しない位置まで移動することができる。露光装置１は、位置検出装置８０ａ、８０ｂをマスクＭａ〜Ｍｅと対面しない位置まで移動させることで、マスクステージに対してマスクＭａ〜Ｍｅを着脱することができる。これにより、露光装置１は、図８および図９に示すようにマスクステージにマスクＭａ〜Ｍｅが配置されていない状態と、図６および図７に示すようにマスクステージにマスクＭａ〜Ｍｅが配置されている状態とを切り換えることができる。
【００３７】
位置検出装置８０ａ，８０ｂは、マスクＭａ〜Ｍｅ、プレートＰに形成された目印、いわゆるアライメントマークを検出し、それぞれのパターンの位置を検出する。位置検出装置８０は、いわゆるアライメント顕微鏡であり、光源８１と、画像検出部８２と、指標８３と、ビームスプリッタ８４と、光学系８５と、を有する。光源８１は、光を出力する発光源であり、プレートＰが感光しない波長の光を出力する。画像検出部８２は、ＣＣＤ等画像を読み取る装置である。指標８３は、光源８１から出力された光の光路上に配置されている。具体的には、光源８１とビームスプリッタ８４との間に配置されている。指標８３は、光を透過する部分が所定の形状となっており、そのほかの部分が光を遮蔽する板状の部材であり、光源８１から出力された光を所定の形状の光とする。所定の形状は、比較の基準となる形状であり、線分、曲線、円、十字等がある。ビームスプリッタ８４は、一部の光を反射させ、一部の光を透過させる。ビームスプリッタ８４は、指標８３を通過した光の一部を反射させ、検出領域８９ａ，８９ｂにあるマスクＭａ〜ＭｅまたはプレートＰで反射された光の一部を透過させる。光学系８５は、ビームスプリッタ８４と検出領域８９ａ、８９ｂとの間に配置されている。光学系８５は、ビームスプリッタ８４で反射された光を検出領域８９ａ，８９ｂの所定位置に案内し、検出領域８９ａ，８９ｂで反射された光をビームスプリッタ８４の所定位置に案内する。光学系８５は、対物レンズ等を含む。検出領域８９ａ、８９ｂにあるマスクＭａ〜ＭｅまたはプレートＰで反射され、光学系８５及びビームスプリッタ８４を通過した光は画像検出部８２に入射する。
【００３８】
光源８１から出力された光は、指標８３を通過して所定形状とされた後、ビームスプリッタ８４で反射され、光学系８５を通過して検出領域８９ａ、８９ｂに到達する。検出領域８９ａ、８９ｂ到達した光は、検出領域８９ａ、８９ｂで反射され、光学系８５、ビームスプリッタ８４を通過して画像検出部８２に到達する。これにより、位置検出装置８０ａ，８０ｂは、指標８３で所定の形状に加工された光の形状と、検出領域８９ａ、８９ｂにあるマスクＭａ〜ＭｅまたはプレートＰに形成された特定のパターン、つまりアライメントマークの形状と、を比較することで、マスクＭａ〜ＭｅまたはプレートＰに形成されたアライメントマークの位置を特定する。なお、位置検出装置８０ａ、８０ｂは、マスクＭａ〜ＭｅまたはプレートＰに形成されたパターンの位置を特定できればよく、その検出機構としては種々の機構を用いることができる。
【００３９】
ここで、位置検出装置８０ａ、８０ｂは、光学系８５の光軸方向の位置を移動させ、フォーカスをマスクの位置やプレートの位置に合わせる。位置検出装置８０ａ、８０ｂは、検出領域８９ａ、８９ｂに指標８３を投影させ、検出領域８９ａ、８９ｂのアライメントマークの位置を指標８３の位置を基準として検出する。これにより、光学系８５の駆動誤差による影響を避けることができる。光学系８５の光軸方向の移動ストロークは、マスクの表面（パターン面）とプレートの表面との距離と同距離またはそれ以上の距離とすることが好ましい。これにより、フォーカスを適切な位置に調整することができる。
【００４０】
＜露光方法＞
次に、図１０から図１７を用いて露光方法について説明する。本実施形態に係る露光方法は、露光装置１によって実現できる。図１０は、実施形態１に係る露光装置の動作の一例を示すフローチャートである。なお、図１０の処理の開始前は、マスクユニットＭとプレートＰのいずれも露光装置１に設置されていない。露光装置１は、制御装置９で各部の動作を制御することで、図１０に示す処理を実現することができる。
【００４１】
露光装置１は、ステップＳ１１０としてプレートを設置する。つまり、露光装置１は、プレートステージ１Ｓに加工する対象のプレートＰを設置する。露光装置１は、プレート供給装置等により、プレートステージ１ＳにプレートＰを設置する。これにより、露光装置１は、上述した図８及び図９に示すように、プレートステージ１ＳにプレートＰが設置される。露光装置１は、プレートステージ１Ｓにプレートが設置されたら、ステップＳ１１２としてプレートＰの位置を検出する。露光装置１は、位置検出装置８０ａ、８０ｂで検出領域８９ａ、８９ｂに含まれるプレートＰの部分の画像を取得し、プレートＰに形成されているアライメントマークの位置、形状を取得する。露光装置１は、取得したアライメントマークの位置、形状からプレートＰに形成されているパターンの位置を検出する。露光装置１は、アライメントマークとプレートＰに投影された指標の像とを対比することで、アライメントマークの位置を検出することができる。
【００４２】
露光装置１は、ステップＳ１１２でプレートの位置を検出したら、ステップＳ１１４としてマスクを設置する。具体的には、露光装置１は、位置検出装置８０ａ、８０ｂをマスクユニットＭが配置される領域から退避させる。その後、露光装置１は、マスク供給装置等により、使用するマスクＭａ〜Ｍｅをマスクステージ１Ｔの対応する支持部４２上に設置する。露光装置１は、マスクＭａ〜Ｍｅが設置されたら、真空チャックによりエアー吸着する。露光装置１は、マスクＭａ〜Ｍｅを１枚ずつ設置しても、マスクユニットＭに含まれるマスクＭａ〜Ｍｅを一体で移動させ、同時に設置してもよい。これにより、露光装置１は、上述した図６及び図７に示すように、プレートステージ１ＳにプレートＰが設置され、マスクステージ１ＴにマスクユニットＭが設置された状態となる。
【００４３】
露光装置１は、ステップＳ１１４でマスクステージにマスクを設置したら、ステップＳ１１６としてマスクの位置を検出する。露光装置１は、支持部８６ａ、６８ｂを移動させて、位置検出装置８０ａ、８０ｂをマスクＭａ〜Ｍｅと対面する位置に移動させる。露光装置１は、位置検出装置８０ａ、８０ｂで検出領域８９ａ、８９ｂに含まれるマスクＭａ〜Ｍｅの部分の画像を取得し、マスクＭａ〜Ｍｅに形成されているアライメントマークの位置、形状を取得する。露光装置１は、取得したアライメントマークの位置、形状からマスクＭａ〜Ｍｅに形成されているパターン領域５０の位置を検出する。露光装置１は、アライメントマークとマスクＭａ〜Ｍｅに投影された指標の像とを対比することで、アライメントマークの位置を検出することができる。
【００４４】
露光装置１は、ステップＳ１１６でマスクの位置を検出したら、ステップＳ１１８として、マスクとプレートの相対位置関係を検出する。具体的には、露光装置１は、位置検出装置８０ａ、８０ｂ検出したプレートのパターンの位置とマスクのパターン領域５０の位置との相対位置を検出する。露光装置１は、ステップＳ１１８で相対位置関係を検出したら、ステップＳ１２０として、相対位置関係に基づいて露光時の位置補正量を決定する。具体的には、露光装置１は、プレートＰに２回目以降のパターンを露光する場合、露光済みのパターンにマスクのパターンが重なる位置となる、マスクとプレートの相対位置を検出し、検出した相対位置に移動させる移動量を位置補正量とする。位置補正量は、少なくともマスク間隔調整機構４１で調整できるマスクの非走査方向の間隔を含む。位置補正量は、プレートステージ１Ｓで移動できるプレートＰの走査方向の位置も含む。露光装置１は、プレートステージ１ＳでプレートＰを走査方向に移動させることで、走査方向におけるマスクとプレートとの相対位置を調整することができる。なお、露光時は、照明光学系２及び投影光学系３とマスクまたはプレートとの相対位置毎、つまり本実施形態では支持部２２の位置毎に算出することが好ましい。これにより、マスクとプレートの相対位置をプレートＰの位置ごとに補正することができ、マスクのパターンをプレート上のより適切な位置に投影することができる。
【００４５】
露光装置１は、ステップＳ１２０で位置補正量を決定したら、ステップＳ１２２として、マスクの間隔を調整する。露光装置１は、マスク間隔調整機構４１によって、マスクＭａ〜Ｍｅを算出した位置補正量分、移動させる。このように、露光装置１は、設置したプレートＰで最初に露光する位置に対応した位置にマスクを移動させることで、マスクの間隔を変化させる。
【００４６】
露光装置１は、ステップＳ１２２でマスクの間隔を調整したら、ステップＳ１２４として露光を行う。露光装置１は、位置検出装置８０ａ、８０ｂを露光処理の妨げにならない位置に移動させる。露光装置１は、投影露光を開始すると、マスク及びプレートに対して照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向に移動（走査）させる。露光装置１は、例えば、移動装置２１により照明光学系２及び投影光学系３を移動させることで、マスクユニットＭ及びプレートＰに対して照明光学系２及び投影光学系３を走査させる。これにより、露光装置１は、マスクユニットＭに形成されたパターンをプレートＰに転写させる。なお、露光装置１は、照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の全域に移動させなくてもよい。
【００４７】
次に、図１１及び図１２を用いて、露光装置１が露光時に実行するマスクの間隔を調整する動作の一例を説明する。図１１は、実施形態１に係る露光装置の動作の一例を示すフローチャートである。図１２は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。
【００４８】
露光装置１は、ステップＳ１３０として、マスク及びプレートと照明光学系及び投影光学系との相対移動を開始する。本実施形態の露光装置１は、移動装置２１による照明光学系２及び投影光学系３の走査方向の移動を開始する。露光装置１は、ステップＳ１３０で相対移動を開始させたら、ステップＳ１３２として、照明位置が遮蔽領域であるかを判定する。ここで、照明位置とは、照明視野となる位置である。つまり、露光装置１は、照明光が照射されているマスクの領域がマスクの遮蔽領域５２であるか、すなわち、照明視野にパターン領域５０を含んでいない状態であるかを判定する。
【００４９】
露光装置１は、ステップＳ１３２で照明位置が遮蔽領域である（ステップＳ１３２でＹｅｓ）と判定した場合、ステップＳ１３４に進み、ステップＳ１３２で照明位置が遮蔽領域ではない（ステップＳ１３２でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１３６に進む。
【００５０】
露光装置１は、ステップＳ１３２でＹｅｓと判定した場合、ステップＳ１３４として、マスクの間隔を調整する。露光装置１は、マスク間隔調整機構４１によって、マスクＭａ〜Ｍｅを算出した位置補正量分、移動させる。ここで、露光装置１は、照明視野（照明位置）が現在通過している遮蔽領域５２の次に通過するパターン領域５０に対して算出されている位置補正量に基づいてマスクＭａ〜Ｍｅを移動させる。露光装置１は、マスクＭａ〜Ｍｅを移動させることで、マスクの間隔を変化させる。露光装置１は、位置補正量が０の場合、マスクを移動させない、つまりマスクの間隔を変化させない。露光装置１は、遮蔽領域によっては、マスクの間隔を変化させない場合もある。なお、遮蔽領域を挟んだパターン領域に対応するプレートに形成されているパターンの間隔が同じ場合、位置補正量が０となる。このように、露光装置１は、マスクユニットＭのマスクに形成されたパターンを転写する場合、マスクのパターン領域によっては、マスクの間隔を変化させない調整を行うこともある。露光装置１は、ステップＳ１３４でマスクの間隔を調整したら、ステップＳ１３６に進む。
【００５１】
露光装置１は、ステップＳ１３２でＮｏと判定した場合またはステップＳ１３４の処理を実行した場合、ステップＳ１３６として、露光終了かを判定する。つまり露光装置１は、プレートＰに対するマスクＭａ〜Ｍｅのパターンの転写が終了したかを判定する。露光装置１は、例えば、移動装置２１で支持部２２を移動範囲の端部まで移動させた場合や、走査方向において、照明視野をマスクの端部まで移動させた場合、露光終了と判定する。露光装置１は、ステップＳ１３６で露光終了ではない（Ｓ１３６でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１３２に戻り、ステップＳ１３２以降の処理を再び実行する。露光装置１は、ステップＳ１３６で露光終了である（Ｓ１３６でＹｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。
【００５２】
図１２に示すプレートＰ１は、マスクユニットＭのパターンが転写された状態の一例を示している。プレートＰ１は、１つのパターン領域５０に対応するパターン６０を「Ｆ」で示している。露光装置１は、マスクユニットＭの遮蔽領域５２を通過する度にマスクとマスクの間隔を広げでパターンを転写することで、プレートＰ１の配置のパターン６０を形成することができる。また、プレートＰ１上に形成される複数のパターン６０は、走査方向の一方の端部から走査方向の他方の端部に向かうに従って、非走査方向に隣接するパターン６０との間隔が大きくなる。プレートＰ１は、パターン６０のうち、一方の端部に形成されるパターン６０ａの間隔６２が最も狭くなり、パターン６０のうち、他方の端部に形成されるパターン６０ｂの間隔６４が最も広くなる。なお、露光時のマスクの間隔は、単純増加に限定されない。露光装置１は、検出したプレートのパターンの位置に基づいて、プレートのパターンにマスクのパターンが重なるように調整すればよい。
【００５３】
露光装置１は、以上のように、マスク間隔調整機構４１でマスクとマスクの間隔を調整することができる。これにより、非走査方向において、パターン領域５０のパターンが形成されるプレートＰ上の位置を、プレートの走査方向の位置によって変化させることができる。露光装置１は、マスクとマスクの間隔を調整することで、プレートＰ全体に対してパターン領域が転写される領域の分布を変化させることができる。これにより、露光装置１に生じるプレートに形成されているパターンとマスクに形成されるパターンと大きさのずれの影響を低減することができ、パターン領域５０のパターンをプレートＰ上の適切な位置に転写することができる。マスクに形成されているパターンの位置とは、マスクに形成されているパターンがプレートに形成する像の位置でもある。
【００５４】
露光装置１は、例えば、プレートが基準の大きさに対して伸縮し、プレートに形成されたパターンの大きさと、プレートに投影されるマスクのパターンの大きさとにズレが生じている場合も、マスクの間隔を調整することで、パターンのズレを抑制することができる。より具体的には、マスクユニットを１枚のマスクとした場合、プレートが伸縮すると、プレートの非走査方向の端部に向かうに従って、プレートのパターンとマスクから投影されるパターンとのズレ量が大きくなる。これに対して、露光装置１は、マスクユニットのマスクの位置を個別に調整できる。これにより、マスクとプレートとズレ量を個別に調整し、非走査方向のパターン領域も対応するプレートのパターンに対して少ないずれで投影することができる。
【００５５】
露光装置１は、図１１の処理に限定されず、パターン領域５０に照明光が照射されている間に、マスク間隔調整機構４１でマスクＭａ〜ＭｅをＹ方向に移動させてもよい。この場合、露光装置１は、設定した一定速度でマスクＭａ〜ＭｅをＹ方向に移動させてもよいし、マスクＭａ〜Ｍｅの移動速度を変化させてもよい。なお、マスク間隔調整機構４１によるマスクＭａ〜ＭｅのＹ方向への移動量（マスク間隔の調整量）は、３０μｍ程度確保することが好ましい。
【００５６】
露光装置１は、位置検出装置８０ａ、８０ｂをＸＹ平面上で移動可能とし、マスクＭの配置領域から退避可能とすることで、マスクを設置しやすくすることができる。
【００５７】
次に、図１３から図１７を用いて、露光装置１が露光時に実行するマスクの間隔を調整する動作の一例を説明する。図１３は、実施形態１に係る露光装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５８】
露光装置１は、ステップＳ１４０として位置補正量に基づいて走査方向におけるマスクとプレートとの相対移動速度を決定する。露光装置１は、ステップＳ１４０で相対移動速度を決定したら、ステップＳ１４２として、マスク及びプレートと照明光学系及び投影光学系との相対移動を開始する。本実施形態の露光装置１は、移動装置２１による照明光学系２及び投影光学系３の走査方向の移動を開始する。露光装置１は、ステップＳ１４２で相対移動を開始させたら、ステップＳ１４４として、マスクとプレートとの相対移動を開始する。具体的には、露光装置１は、プレートステージ１Ｓの支持部３２を土台３４に対して走査方向に移動させることで、プレートＰを走査方向に移動させる。マスクは、走査方向に移動しない。これにより、露光装置１は、プレートＰとマスクとを走査方向に相対的に移動させることができる。また、プレートＰの移動速度を上述した相対移動速度とすることで、プレートＰとマスクとを走査方向に相対的に相対移動速度で移動させることができる。
【００５９】
露光装置１は、ステップＳ１４４でマスクとプレートの相対移動を開始した場合、ステップＳ１４６として、露光終了かを判定する。つまり露光装置１は、プレートＰに対するマスクＭａ〜Ｍｅのパターンの転写が終了したかを判定する。露光装置１は、ステップＳ１４６で露光終了ではない（Ｓ１４６でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１４６に戻り、ステップＳ１４６の処理を再び実行する。露光装置１は、ステップＳ１３６で露光終了である（Ｓ１４６でＹｅｓ）と判定した場合、本処理を終了する。
【００６０】
以下、図１４から図１７を用いて、マスクとプレートとを相対移動させた場合にプレートに転写されるパターンの一例について説明する。図１４は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。図１５は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。図１６は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。図１７は、実施形態１に係る露光装置の動作を説明するための説明図である。
【００６１】
図１４は、マスクとパターンとを相対的に移動させない場合を示している。図１４に示す矢印７９は、本実施形態で基準とする位置にプレートＰを配置した場合の配置領域を示している。また、図１４に示す露光装置は、移動装置２１が照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向、図中左から右側に移動させる。この点は、図１５及び図１６も同様である。
【００６２】
この場合、露光装置１は、露光が開始されると移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ１の位置を通過する。露光装置１は、ステップＳ１の位置の通過時に、走査方向においてプレートＰの左側の一部にマスクのパターンを投影する。プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７０にパターンが転写される。
【００６３】
その後、露光装置１は、移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ１の位置からステップＳ２の位置まで移動させる。露光装置１は、ステップＳ２の位置の通過時に走査方向においてプレートＰの中央の一部にマスクのパターンを投影する。プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７２にパターンが転写される。
【００６４】
その後、露光装置１は、移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ２の位置からステップＳ３の位置まで移動させる。露光装置１は、ステップＳ３の位置の通過時に走査方向においてプレートＰの右側の一部にマスクのパターンを投影する。プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７４にパターンが転写される。
【００６５】
露光装置１は、ステップＳ１からステップＳ３のように照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、プレートＰにマスクユニットＭのパターンを転写する。図１４に示すプレートＰ２は、マスクユニットＭのパターンが転写された状態の一例を示している。ここで、図１４ではマスクとプレートＰとを相対移動させない。このため、プレートＰ２は、領域７０と領域７２との間隔７６、及び、領域７２と領域７４との間隔７８が、当該対応する領域から領域を露光する際の照明光学系２及び投影光学系３の移動距離と同じ距離となる。なお、図１４では、ステップＳ１、Ｓ２、Ｓ３の際にパターンが転写される領域７０、７２、７４の関係を示すため領域７０、７２、７４のみを示したが、パターンが転写される領域は、照明光学系２及び投影光学系３の移動とともに走査方向に移動し、走査された領域の全域にパターンが形成される。
【００６６】
図１５は、パターンがマスクに対して走査方向に移動する場合を示している。この場合、露光装置１は、露光が開始されると移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ１１の位置を通過する。露光装置１は、ステップＳ１１の位置の通過時に、走査方向においてプレートＰの左側の一部にマスクのパターンを投影する。このため、プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７０ａにパターンが転写される。なお、ステップＳ１１のプレートＰは、図中左側の一部が矢印７９で示す範囲の外側にある。
【００６７】
その後、露光装置１は、移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ１１の位置からステップＳ１２の位置まで移動させる。また、露光装置１は、プレートステージ１ＳによってプレートＰをＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ１１の位置からステップＳ１２の位置まで移動させる。これにより、ステップＳ１２のプレートＰは、矢印７９で示す範囲内に配置される。露光装置１は、ステップＳ１２の位置の通過時に走査方向においてプレートＰの中央の一部にマスクのパターンを投影する。プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７２ａにパターンが転写される。
【００６８】
その後、露光装置１は、移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ１２の位置からステップＳ１３の位置まで移動させる。また、露光装置１は、プレートステージ１ＳによってプレートＰをＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ１２の位置からステップＳ１３の位置まで移動させる。これにより、ステップＳ１３のプレートＰは、図中右側の一部が矢印７９で示す範囲の外側にある。露光装置１は、ステップＳ１３の位置の通過時に走査方向においてプレートＰの右側の一部にマスクのパターンを投影する。プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７４ａにパターンが転写される。
【００６９】
露光装置１は、ステップＳ１１からステップＳ１３のように、プレートＰをＸ方向の正の方向に移動させつつ、照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、プレートＰにマスクユニットＭのパターンを転写する。図１５に示すプレートＰ３は、マスクユニットＭのパターンが転写された状態の一例を示している。ここで、図１５ではパターンをマスクに対して走査方向に移動させる。これにより、プレートＰ３は、領域７０ａと領域７２ａとの間隔７６ａ、及び、領域７２ａと領域７４ａとの間隔７８ａが、当該対応する領域から領域を露光する際の照明光学系２及び投影光学系３の移動距離よりも短い距離となる。つまり、プレートＰ３は、マスクのパターンが投影される領域が短くなる。
【００７０】
図１６は、パターンがマスクに対して走査方向とは反対の方向に移動する場合を示している。この場合、露光装置１は、露光が開始されると移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ２１の位置を通過する。露光装置１は、ステップＳ２１の位置の通過時に、走査方向においてプレートＰの左側の一部にマスクのパターンを投影する。このため、プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７０ｂにパターンが転写される。なお、ステップＳ２１のプレートＰは、図中右側の一部が矢印７９で示す範囲の外側にある。
【００７１】
その後、露光装置１は、移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ２１の位置からステップＳ２２の位置まで移動させる。また、露光装置１は、プレートステージ１ＳによってプレートＰをＸ方向の負の方向に移動させ、ステップＳ２１の位置からステップＳ２２の位置まで移動させる。これにより、ステップＳ２２のプレートＰは、矢印７９で示す範囲内に配置される。露光装置１は、ステップＳ２２の位置の通過時に走査方向においてプレートＰの中央の一部にマスクのパターンを投影する。プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７２ｂにパターンが転写される。
【００７２】
その後、露光装置１は、移動装置２１によって照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、ステップＳ２２の位置からステップＳ２３の位置まで移動させる。また、露光装置１は、プレートステージ１ＳによってプレートＰをＸ方向の負の方向に移動させ、ステップＳ２２の位置からステップＳ２３の位置まで移動させる。これにより、ステップＳ２３のプレートＰは、図中左側の一部が矢印７９で示す範囲の外側にある。露光装置１は、ステップＳ２３の位置の通過時に走査方向においてプレートＰの右側の一部にマスクのパターンを投影する。プレートＰは、マスクを通過した光が到達した領域７４ｂにパターンが転写される。
【００７３】
露光装置１は、ステップＳ２１からステップＳ２３のように、プレートＰをＸ方向の負の方向に移動させつつ、照明光学系２及び投影光学系３をＸ方向の正の方向に移動させ、プレートＰにマスクユニットＭのパターンを転写する。図１６に示すプレートＰ４は、マスクユニットＭのパターンが転写された状態の一例を示している。ここで、図１６ではパターンをマスクに対して走査方向とは反対側の方向に移動させる。これにより、プレートＰ４は、領域７０ｂと領域７２ｂとの間隔７６ｂ、及び、領域７２ｂと領域７４ｂとの間隔７８ｂが、当該対応する領域から領域を露光する際の照明光学系２及び投影光学系３の移動距離よりも長い距離となる。つまり、プレートＰ４は、マスクのパターンが投影される領域が長くなる。
【００７４】
図１７は、図１４から図１６のそれぞれの露光方法でパターンを転写したプレートＰ２，Ｐ３，Ｐ４を示している。図１７に示すように、プレートＰをＸ方向の正の方向に移動させてパターンを形成したプレートＰ３は、プレートＰ２よりもパターン６０のＸ方向の長さが短くなる。つまり、露光装置１は、プレートＰをＸ方向の正の方向に移動させることで、Ｘ方向に短くなる倍率分縮小したパターンをプレートＰに転写することができる。また、プレートＰをＸ方向の負の方向に移動させてパターンを形成したプレートＰ４は、プレートＰ２よりもパターン６０のＸ方向の長さが長くなる。つまり、露光装置１は、プレートＰをＸ方向の負の方向に移動させることでＸ方向に長くなった倍率分拡大したパターンをプレートＰに転写することができる。
【００７５】
以上のように、露光装置１は、プレートとマスクとを走査方向に相対的に移動させつつ、露光を行うことで、Ｘ方向におけるプレートに形成されているパターンとマスクに形成されているパターンとの相対位置を調整することができる。マスクに形成されているパターンの位置とは、マスクに形成されているパターンがプレートに形成する像の位置でもある。これにより、露光装置１に生じる走査方向のプレートのパターンとマスクのパターンと大きさのずれの影響を低減することができ、パターン領域５０のパターンをプレートＰ上の適切な位置に転写することができる。露光装置１は、例えば、プレートが基準の大きさに対して伸縮し、プレートに形成されたパターンの大きさと、プレートに投影されるマスクのパターンの大きさとにズレが生じている場合も、マスクとプレートと露光時に相対移動させることで、具体的にはマスクに対してプレートを走査方向に移動させることで、パターンのズレを抑制することができる。これにより、マスクとプレートとズレ量を個別に調整し、走査方向のパターン領域も対応するプレートのパターンに対して少ないずれで投影することができる。
【００７６】
ここで、露光装置１は、投影光学系３の１回の走査露光の移動量に対して、プレートとマスクとが走査方向に相対的に移動する移動距離を１ｍｍ以下とすることが好ましい。これにより、走査方向における位置ずれを適正に抑制できる。また、装置構成を簡単にしつつ、露光の品質も維持することができる。
【００７７】
露光装置１は、図１３の処理に限定されず、図１１と同様に、照明位置がマスクの遮蔽領域５２である間に、マスクとプレートの走査方向の相対位置を変化させるようにしてもよい。これにより、マスクに投影されるパターンをそのままで維持しつつ、プレート全体に対する各パターン領域が投影されるパターンの位置を調整することができる。具体的には、パターン領域とパターン領域との間隔を変化させることができ、マスクから投影されるパターン領域の位置と、基板のパターン領域に対応するパターンとの位置と、のずれをより少なくすることができる。
【００７８】
露光装置１は、マスクのＹ方向の間隔と、マスクとプレートとのＸ方向の相対位置と、の両方を調整してもよい。つまり、図１１の処理と、図１３の処理を並行して実行してもよい。
【００７９】
上記実施形態１の露光装置１は、１つのマスクの両端にそれぞれ配置されたマスク間隔調整機構４１の移動量を同じ移動量とし、マスクの長手方向がＸ軸に平行となる向きでＹ方向に移動させたがこれに限定されない。マスクの両端にそれぞれ配置されたマスク間隔調整機構４１の移動量を異なる量として、マスクの長手方向をＸ軸に対して傾斜させてもよい。
【００８０】
＜実施形態２＞
以下、図１８を用いて、実施形態２の露光装置について説明する。図１８は、実施形態２に係る露光装置の側面図である。図１８に示す実施形態２の露光装置２０１は、照明光学系２０２の構成以外は、露光装置１と同様の構成である。露光装置１と同様の構成についての説明は省略し、露光装置２０１に特有の構成について、説明する。なお、露光装置２０１は、照明光学系２０２の一部が支持部２２に支持され、他の部分は、支持台２２０に支持されている。本実施形態の照明光学系２０２は、支持部２２に支持されていない部分を有する案内光学ユニット２３０と、支持部２２に支持される照明光学ユニット２３１と、を有する。また、露光装置２０１は、案内光学ユニット２３０の一部を移動させる移動機構２４０を有する。
【００８１】
露光装置２０１は、照明光学系２０２の照明光学ユニット２３１に向けて光を出力する光源２０６が配置されている。光源２０６は、露光時に移動しない支持台２２０に固定されており、露光時に移動機構２４０の固定子側等と相対位置が変化しない。支持台２２０は、フレーム１Ｆ等に連結されている。支持台２２０は、照明光学系２の一部及び投影光学系３を支持する移動装置２１の支持部２２とは別体の部材であり、移動部に対して独立している。つまり、移動装置２１は、支持部２２を支持台２２０に対して相対的に移動させることができる。
【００８２】
＜照明光学系＞
照明光学系２０２は、光源２０６から発された光を導光し、マスクユニットＭを照明する光として入射する。照明光学系２０２は、案内光学ユニット２３０と照明光学ユニット２３１とを有する。案内光学ユニット２３０は、光源２０６から出力された光を照明光学ユニット２３１に案内する光学系である。案内光学ユニット２３０は、光源２０６側の一部が支持台２２０に支持されている。また、案内光学ユニット２３０は、照明光学ユニット２２８側の一部が移動機構２４０に支持されている。移動機構２４０は、案内光学ユニット２３０を移動させる機構であり、フレーム１Ｆ等の露光時に移動しない部材に固定されている。照明光学ユニット２３１は、案内光学ユニット２３０で導光された光を、マスクユニットＭを照明する光として入射させる。照明光学ユニット２３１は、支持部により支持され、移動装置により移動される。なお、露光装置２０１は、照明光学ユニット２３１を移動させる機構、つまり移動装置２１も移動機構２４０の一部に含まれる。
【００８３】
＜案内光学ユニット＞
案内光学ユニット２３０は、光源２０６から出力されたレーザ光（光）を照明光学ユニット２３１に案内する光学系である。案内光学ユニット２３０は、複数の集光レンズ２０６Ｌと複数の光ファイバ（導光ファイバ）２０７とバンドル２３２とを有する。案内光学ユニット２３０は、集光レンズ２０６Ｌ及び光ファイバ２０７の光源２０６側の一部（第１端部）が支持台２２０に支持されている。また、案内光学ユニット２３０は、光ファイバ２０７の照明光学ユニット２３１側の一部（第２端部）が移動機構２４０に支持されている。なお、露光装置２０１は、光源６と同様に光源２０６を複数備えている。光源２０６の構成は特に限定されない。案内光学ユニット２３０は、光源２０６に対応して、それぞれ集光レンズ２０６Ｌと光ファイバ２０７とが配置されている。案内光学ユニット２３０は、光源２０６から出力された光を集光レンズ２０６Ｌで集光し、光ファイバ２０７に入射させる。本実施形態において、光ファイバ２０７は単一の石英ファイバである。光ファイバ２０７は、一方の端部（第１端部）が集光レンズ２０６Ｌの焦点近傍に配置され、他方の端部（第２端部）が照明光学ユニット２３１に対面して配置されている。また、光ファイバ２０７は、他方の端部が照明光学ユニット２３１の移動機構の可動子に固定されており、照明光学ユニット２３１とともに移動する。光ファイバ２０７は、集光レンズ２０６Ｌで集光されたが一方の端部から入射される。光ファイバ２０７は、一方の端部から入力された光を他方の端部から出力させる。バンドル２３２は、複数の光ファイバ２０７の端部近傍以外の部分を１つにまとめている。なお、本実施形態の光ファイバ２０７は、一方の端部（第１端部側の端部）が光源２０６に対して固定され、他方の端部（第２端部側の端部）が照明光学ユニット２３１に対して固定されている。これにより、案内光学ユニット２３０は、光源２０６及び照明光学ユニット２３１との相対関係にずれを生じにくくすることができる。
【００８４】
＜移動機構＞
移動機構２４０は、案内光学ユニット２３０の光源２０６側の端部（第１端部）から照明光学ユニット２３１までの光路長を所定の範囲に維持しつつ、案内光学ユニット２３０の位置を移動させる機構である。ここで、光路長を所定の範囲に維持するとは、案内光学ユニット２３０の光源２０６側の端部（第１端部）から照明光学ユニット２３１までの光路長を略一定の光路長に維持することである。つまり、移動機構２４０は、移動装置２１による照明光学ユニット２３１の移動に合わせて案内光学ユニット２３０を移動させて、案内光学ユニット２３０の光源２０６側の端部から照明光学ユニット２３１までの光路長の変化を所定のしきい値以下とする機構である。また、案内光学ユニット２３０の第１端部が光源２０６に対して所定位置に支持され、案内光学ユニット２３０の第２端部が照明光学ユニット２３１に対して所定位置に支持されている場合、案内光学ユニット２３０の光源２０６側の端部から照明光学ユニット２３１までは、光源２０６から照明光学系２０２の支持部２２に支持されていている部分までとも言える。
【００８５】
移動機構２４０は、定滑車２４４とリニアアクチュエータ２４６とを有する。定滑車２４４は、フレーム１Ｆに図示しない保持機構により保持されており、バンドル２３２を移動自在な状態で支持している。リニアアクチュエータ２４６は、可動子２４８と固定子２５０とを有する。リニアアクチュエータ２４６は、可動子２４８が固定子２５０に対して、Ｘ方向に移動可能な状態で配置されている。固定子２５０は、フレーム１Ｆに図示しない保持機構により保持されている。可動子２４８は、例えば滑車であり、回転可能な状態で支点がＸ方向に移動可能な状態で固定子２５０と連結している。可動子２４８は、バンドル２３２の移動とともに回転する。リニアアクチュエータ２４６は、可動子２４８の滑車がバンドル２３２を支持している。
【００８６】
移動機構２４０は、リニアアクチュエータ２４６の可動子２４８をＸ方向に移動させることで、バンドル２３２の位置を移動させる。本実施形態の移動機構２４０は、定滑車２４４、固定子２５０が例えばフレーム１Ｆに固定されるものとしたが、露光装置２０１の露光時に移動しない部分、つまり走査しない部分に固定されていればよい。
【００８７】
＜照明光学ユニット＞
照明光学ユニット２３１は、光源２０６から発され案内光学ユニット２３０で案内され出力された光を導光し、マスクユニットＭを照明する光として入射する。照明光学ユニット２３１は、照明視野ＳＲ、ＳＬを形成する部分照明光学ユニット１０Ｌ、１０Ｒと、照明視野ＳＣを形成する部分照明光学ユニット１０Ｃと、を有する。案内光学ユニット２３０の光ファイバ２０７から出力された光は、部分照明光学ユニット１０Ｌ、１０Ｒに入射し、リレー光学系１１、１２によって案内光学ユニット２３０の光ファイバ２０７の出射端面をフライアイレンズ１３の入射面に投影する。なお、照明光学ユニット２３１は、光学系としてリレー光学系１１を備えている以外は、照明光学系２と同様の構成である。このとき、リレー光学系１１、１２は、案内光学ユニット２３０の光ファイバ２０７の出射端面を所定の倍数に拡大して、フライアイレンズ１３の入射面に投影する。フライアイレンズ１３は、複数のエレメントレンズが配列し、接合されている。本実施形態においては、列方向に８個、行方向に１０個のエレメントレンズが配列するとともに、合計８０個のエレメントが接合されている。
【００８８】
フライアイレンズ１３を射出した光は、σ絞り１４を通過する。σ絞り１４は、光の径を制限して照明ＮＡを定める。σ絞り１４を通過した光は、２個のコンデンサレンズ１５及びミラー１６を介してマスクユニットＭの表面（照明光学系２側の表面）に集光されて、照明視野を形成する。フライアイレンズ１３の入射面とマスクユニットＭの表面とは共役関係になっており、フライアイレンズ１３の入射面の照度分布がフライアイレンズ１３のエレメントレンズ毎に重なり合って平均化されて、マスクユニットＭの表面では均一な照度分布が得られる。このような部分照明光学ユニット１０Ｌ、１０Ｒにより、マスクユニットＭの表面には、照明視野ＳＲ、ＳＬが形成される。照明視野ＳＣを形成する部分照明光学ユニット１０Ｃも、コンデンサレンズ１５とミラー１６との配置が異なる以外は、部分照明光学ユニット１０Ｌ、１０Ｒと同様の構造である。
【００８９】
以上の構成の露光装置２０１は、露光時に支持部２２の移動に合わせて移動機構２４０で案内光学ユニット２３０を移動させる。投影露光が開始されると、制御装置９は、ＭＬＡ８の移動方向側、すなわち投影光学系３の移動方向側で、照明光学ユニット２３１及び投影光学系３をＸ方向に移動（走査）させる。露光装置２０１は、移動装置２１により照明光学ユニット２３１及び投影光学系３を移動させることで、マスクユニットＭ及びプレートＰに対して照明光学ユニット２３１及び投影光学系３を走査させる。これにより、露光装置２０１は、マスクユニットＭに形成されたパターンをプレートＰに転写させる。
【００９０】
露光装置２０１は、移動装置２１で照明光学ユニット２３１及び投影光学系３を移動させるとともに、移動機構２４０で案内光学ユニット２３０の光路長、つまり光源２０６側の端部（第１端部）から照明光学ユニット２３１までの光路長を所定の範囲に維持、つまり略同一にしたまま、光路の位置を移動させる。本実施形態の移動機構２４０は、リニアアクチュエータ２４６の可動子２４８を、照明光学ユニット２３１及び投影光学系３のＸ方向への移動と同じ方向に照明光学ユニット２３１及び投影光学系３と同じ距離、移動させる。移動機構２４０の可動子２４８が移動すると、可動子２４８が支持しているバンドル２３２も移動する。可動子２４８が移動すると、可動子２４８と定滑車２４４との相対位置が変化する。バンドル２３２は、可動子２４８と定滑車２４４との相対位置の変化に対応して、定滑車２４４と接触している位置が移動する。定滑車２４４は、回転してバンドル２３２と接触する位置を変化し、接触位置を円滑に変化させることができる。
【００９１】
以上のように、光源２０６を支持部２２とともに移動しない支持台２２０に設置し、照明光学系２０２を案内光学ユニット２３０と照明光学ユニット２３１とを含む構成とした場合も上記と同様に、マスクステージ１Ｔのマスク間隔調整機構４１でマスクのＹ方向の間隔を調整したり、プレートステージ１ＳでマスクユニットＭとプレートＰとの走査方向の相対位置を調整したりすることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
また、露光装置２０１は、光源２０６から出力される光を照明光学ユニット２３１に案内する案内光学ユニット２３０が光ファイバ２０７を含み、当該光ファイバ２０７の一方の端部を光源２０６に対して固定し、他方の端部を照明光学ユニット２３１に対して固定する。これにより、露光装置２０１は、光源２０６から出力された光が照明光学ユニット２３１に到達するまでの光路長を所定の範囲に維持とすることができる。つまり、露光時に照明光学ユニット２３１がＺ方向に移動しても、固定された光源２０６と移動する照明光学ユニット２３１との間の光路長を所定の範囲に維持することができる。これにより、露光装置２０１は、マスクユニットＭを照明する光がマスクユニットＭのＸ方向の位置によって変動することを抑制することができ、安定した光をマスクに照射することができ、プレートＰにマスクユニットＭのパターンをより適切に転写させることができる。
【００９３】
露光装置２０１は、案内光学ユニット２３０の光ファイバ２０７を、一方の端部（第１端部側の端部）が光源２０６から出力された照明光の光路上に配置され、他方の端部（第２端部側の端部）が照明光学ユニット２３１とともに移動機構２４０によって移動させてもよい。つまり、露光装置２０１は、案内光学ユニット２３０の光源２０６側の端部を光源２０６に対して固定しなくてもよい。この場合は、光源２０６と案内光学ユニット２３０の相対位置のずれに基づいて光路量を調整することで、光路長を所定範囲に維持することができる。これにより、光源６の位置を調整できる構成とした場合でも、上記と同様の処理を実現することができる。
【００９４】
また、露光装置２０１は、光源２０６をフレーム１Ｆ等の露光時に走査しない位置、本実施形態では支持台２２０に固定することで、つまり、光源を走査光学系（照明光学ユニットおよび投影光学系）と分離することで、露光時に走査する構成を軽量化することができる。これにより、走査する構成を走査させる駆動源の大型化を抑制することができ、走査する構成を支持する機構の大型化を抑制することができる。したがって、露光装置２０１は、走査露光系を小型化することができ、走査露光系の走査に必要なエネルギーを少なくすることができる。
【００９５】
また、露光装置２０１は、案内光学ユニット２３０で、光源２０６と照明光学ユニット２３１との間の光路量を所定の範囲に維持することで、光源を走査光学系と分離しても、走査光学系の位置によって露光条件が変動することを抑制することができ、光源を走査光学系と一体とした場合と遜色のない性能で露光を行うことができる。また、露光装置２０１は、光源を走査光学系から分離した構成とすることで、走査する構成をそのままにして、光源を大型化することができる。これにより、光源の出力を簡単に大きくすることができ、光の照度を向上させ、生産効率を向上させることができる。例えば、露光装置２０１は、１つの光ファイバ２０７（または１つの部分照明光学ユニット）に対して、レーザ光を出力する光源を複数設け、複数の光源から出力された光を１つの光ファイバ２０７に入射させることで、照度を上げることができる。
【００９６】
また、露光装置２０１は、移動機構２４０を用いて、案内光学ユニット２３０を照明光学ユニット２３１及び投影光学系３の移動に合わせて移動させることで、光源２０６から出力された光を案内する光ファイバ２０７を、円滑に移動させることができる。なお、露光装置２０１は、光ファイバ２０７の他方の端部の一部が照明光学ユニット２３１を支持する筐体に支持されている。このため、露光装置２０１は、照明光学ユニット２３１を支持する筐体、照明光学ユニット２３１を移動させる移動機構も、移動機構２４０の一部となる。
【００９７】
なお、露光装置２０１は、案内光学ユニット２３０として光ファイバ２０７を用いた光学系を用いたがこれに限定されない。露光装置２０１は、光ファイバ２０７に代えて、ミラーを含む光学系を用い、照明光学ユニット２３１等の移動に合わせてミラーを移動させ、光路長を調整するようにしてもよい。
【００９８】
＜実施形態３＞
以下、図１９から図２１を用いて、実施形態３の露光装置５０１について説明する。図１９は、実施形態３に係る露光装置の側面図である。図２０は、実施形態３に係る露光装置を、投影光学系とプレートとの間から見た図である。図２１は、実施形態３に係る露光装置を照明光学ユニット及び投影光学系が移動する方向側から見た図である。
【００９９】
露光装置５０１は、フレーム１Ｆと、照明光学係５０２と、投影光学系５０３と、移動装置２１と、を含む。また、露光装置５０１は、光源５０６から出力された光が照明光学系５０２に入射される。上述した露光装置１（図１等参照）が備える投影光学系３は、複数のＭＬＡ８を備えていたが、本変形例の露光装置５０１が備える投影光学系５０３は、Ｙ方向に延在した１個のＭＬＡ５０８を有する。また、照明光学ユニット５５０は、１個の凹面ミラー５１６を用いて光を投影光学系５０３に出射する。露光装置５０１は、１つの光源５０６から出力された光を照明光学系５０２に入射させる。
【０１００】
照明光学系５０２は、光源５０６から出力された光を、マスクユニットＭを照明する光として出力する構成である。照明光学系５０２は、図２０に示す照明視野Ｓを形成する光学系を有する。照明光学系５０２は、光源５０６から射出された光が、リレー光学系５１１でコリメートされ、ミラー５１２で反射し、リレー光学系５１３を介してフライアイレンズ５１４に入射する。このとき、リレー光学系５１１、５１３は、光ファイバ５３２の出射端面を所定の倍数に拡大して、フライアイレンズ５１４の入射面に入射する。フライアイレンズ５１４は、複数のエレメントレンズが配列し、接合されている。本実施形態においては、列方向に５個、行方向に１７個のエレメントレンズが配列するとともに、合計８５個のエレメントが接合されている。フライアイレンズ５１４を射出した光は、σ絞り５１５を通過する。σ絞り５１５は、通過する光の径を制限して照明ＮＡを定める。σ絞り５１５を通過した光は、凹面ミラー５１６によって、マスクユニットＭの表面（照明光学ユニット５５０側の表面）に集光され、照明視野Ｓを形成する。
【０１０１】
投影光学系５０３は、Ｙ方向に向かって延在する１つのＭＬＡ５０８を有する。ＭＬＡ５０８は、照明光学系５０２が形成した照明視野Ｓに対応した位置に配置されている。ＭＬＡ５０８は、投影光学系５０３のステージ５０３Ｓに搭載される。ステージ５０３Ｓが投影系ガイド５Ｐに沿って移動することにより、ＭＬＡ５０８がＸ方向に移動する。
【０１０２】
以上のように、１つの照明光学系５０２で、照明視野Ｓの全域を照明する構成の場合も、上記と同様に、マスクステージ１Ｔのマスク間隔調整機構でマスクのＹ方向の間隔を調整したり、プレートステージ１ＳでマスクユニットＭとプレートＰとの走査方向の相対位置を調整したりすることで、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０３】
＜デバイス製造方法＞
図２２は、本実施形態に係るデバイス製造方法の各ステップを示すフローチャートである。本実施形態に係るデバイス製造方法でデバイスを製造するにあたって、まず、デバイス（電子デバイス）の機能及び性能の設計が行われる（ステップＳ２０１）。次に、ステップＳ２０１における設計に基づいたマスクが製造される（ステップＳ２０２）。次に、レジストが塗布されたプレートＰに、ステップＳ２０２で製造されたマスクのマスクパターンが投影露光される工程、露光したプレートＰを現像する工程、現像されたプレートＰの加熱工程及びエッチング工程等を含む基板処理が行われる（ステップＳ２０３）。
【０１０４】
基板処理においてマスクパターンがプレートＰに投影露光される工程では、露光装置１、２０１、５０１が本実施形態に係る露光方法を実行することにより、マスクに形成されたパターン、すなわちマスクパターンと同形状のパターンがプレートＰに転写される。なお、基板処理においては、複数のマスクをマスクユニットＭとして用い、マスクユニットＭのそれぞれのマスクのパターンをプレートＰに転写させる。マスクパターンが転写されたプレートＰは、現像、加熱及びエッチングによって、転写されたパターンに基づいて加工される。基板処理が終了したら、ダイシング工程、ボンディング工程及びパッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイスの組み立てが行われ（ステップＳ２０４）、その後の検査（ステップＳ２０５）を経てデバイスが完成する。
【０１０５】
上記の実施形態の露光装置１、２０１、５０１の投影システム（主として投影光学系）は、投影倍率を１として投影する場合として説明したがこれに限定されない。露光装置１、２０１、５０１は、投影システムの光学系を構成するレンズの配置や焦点位置を変更することで、投影倍率を任意の倍率とすることができる。露光装置１、２０１、５０１は、投影倍率を１未満とし、マスクのパターンの線幅を投影倍率分縮小して、プレートＰで結像される構成、つまり、マスクのパターンの線幅がプレートＰで結像されるパターンの線幅の数倍（２倍、３倍）の大きさとなる構成としてもよい。また、露光装置１、２０１、５０１は、投影倍率を１より大きくし、マスクのパターンの線幅を投影倍率分拡大して、プレートＰで結像される構成、つまり、マスクのパターンの線幅がプレートＰで結像されるパターンの線幅の数分の１（１／２、１／３）の大きさとなる構成としてもよい。
【０１０６】
なお、上述のプレートＰとしては、ディスプレイデバイス用のガラス基板のみならず、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）などを用いることができる。
【０１０７】
また、本発明は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書などに開示されているような、複数のプレートステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【０１０８】
また、本発明は、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書などに開示されているような、プレートを保持するプレートステージと、プレートを保持せずに、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適用することができる。また、複数のプレートステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。
【０１０９】
露光装置１、２０１、５０１の種類としては、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置に限られず、プレートＰに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【０１１０】
なお、上記実施形態において、マスクＭａ〜Ｍｅは、パターン領域５０の間に遮蔽領域５２が形成された構造としたがこれに限定されない。マスクＭａ〜Ｍｅは、パターン領域５０の間を光を透過する領域としてもよい。この場合、露光装置１、２０１、５０１の投影光学系または照明光学系にシャッタを設け、シャッタの開閉を切り換えることで、プレートに光が投影されるか否かを切り換えることができる。ここで、マスクＭａ〜Ｍｅに遮蔽領域５２が形成されている場合も、シャッタを設けてもよい。この場合、露光装置１、２０１、５０１は、シャッタを閉じてプレートに光が投影されていない状態で、マスクＭａ〜Ｍｅの非走査方向の間隔を変化させる。これにより、上述した遮蔽領域５２でマスクＭａ〜Ｍｅの間隔を変化させる場合と同様の効果を得ることができる。
【０１１１】
なお、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）を用いてもよい。また、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。
【０１１２】
上述の実施形態の露光装置１、２０１、５０１は、本願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などが含まれる。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後、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及びクリーン度などが管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０１１３】
なお、上述の実施形態及び変形例の要件は、適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。また、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換又は変更を行うことができる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１１４】
１、２０１、５０１  露光装置
１Ｓ  プレートステージ
１Ｔ  マスクステージ
２  照明光学系
３  投影光学系
３Ｓ  ステージ
６  光源
９  制御装置
１０Ｃ、１０Ｌ、１０Ｒ  部分光学ユニット
１２、５１１、５１３  リレー光学系
１３、５１４  フライアイレンズ
１５  コンデンサレンズ
１６  ミラー
２１  移動装置
２２  支持部
３２、４２  支持部
３４、４４  土台
４０  支持台
４１  マスク間隔調整機構
５０  パターン領域
５２  遮蔽領域
２３０  案内光学ユニット
２３１  照明光学ユニット
５１６  凹面ミラー
Ｍ  マスクユニット
Ｍａ、Ｍｂ、Ｍｃ、Ｍｄ、Ｍｅ  マスク
【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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