(57)【要約】  複数のマスクに形成されたパターンを継ぎ合わせて転写する場合の継ぎ誤差の発生を抑制できる露光装置である。本発明にかかる露光装置は、パターンが形成された複数のマスク（Ｍ１〜Ｍ７）を支持するマスクステージ（ＭＳＴ）と、プレート（ＰＴ）が載置されるプレートステージと、マスク（Ｍ１〜Ｍ７）のうちの制御対象のマスクをマスクステージ（ＭＳＴ）に対して個別に動かしてマスク（Ｍ１〜Ｍ７）の相対配置を制御する制御装置と、相対配置が制御されたマスク（Ｍ１〜Ｍ７）のパターンを介してプレート（ＰＴ）に露光光を照射する照明装置（ＩＵ）と、を備える。
2009128439.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成された複数のマスクを第１ステージ上に支持する支持工程と、
前記複数のマスクのうち少なくとも１つの制御対象マスクを前記第１ステージに対して個別に動かして該複数のマスクの相対配置を制御する制御工程と、
前記相対配置が制御された前記複数のマスクの前記パターンを介し、第２ステージに載置された物体を露光する露光工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記制御工程は、
前記複数のマスク間の相対的な配置誤差と、前記制御対象マスクと前記物体との間の相対的な配置誤差との少なくとも一方を計測する計測工程と、
前記計測工程の計測結果に基づいて前記制御対象マスクを前記第１ステージに対して動かす駆動工程と、を含む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１ステージと前記第２ステージとを同期して移動させる同期移動工程を含み、
前記制御工程は、前記計測工程の計測結果に基づいて、前記第１ステージの移動位置に対応する前記制御対象マスクの駆動量を設定する設定工程を含み、
前記駆動工程は、前記第１ステージの移動にともない、前記設定工程によって設定された前記駆動量に基づいて前記制御対象マスクを動かすことを特徴とする請求項２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記計測工程は、前記複数のマスクに設けられた各計測マークと前記第２ステージに設けられた基準マークとの間の位置ずれ量を計測し、該位置ずれ量に基づいて前記複数のマスク間の相対的な配置誤差を計測することを特徴とする請求項２または３に記載の露光方法。
【請求項５】
前記計測工程は、前記複数のマスクに設けられた各計測マークの座標を計測し、該座標に基づいて前記複数のマスク間の相対的な配置誤差を計測することを特徴とする請求項２または３に記載の露光方法。
【請求項６】
前記計測工程は、前記制御対象マスクに設けられた各マスク上マークと前記物体に設けられた物体上マークとの間の位置ずれ量を計測し、該位置ずれ量に基づいて前記制御対象マスクと前記物体との間の相対的な配置誤差を計測することを特徴とする請求項２〜５のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項７】
前記相対的な配置誤差は、相対的な位置誤差及び回転誤差の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項２〜６のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項８】
前記支持工程は、保持部材を介して前記複数のマスクを支持し、
前記駆動工程は、前記制御対象マスクを前記保持部材に対して動かすことを特徴とする請求項２〜７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項９】
前記駆動工程は、前記制御対象マスクに外設された部材を介して該制御対象マスクを動かすことを特徴とする請求項２〜８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１０】
前記駆動工程は、前記制御対象マスクの位置及び回転角の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項２〜９のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１１】
前記複数のマスクを搬送部材上に載置し、前記複数のマスクが載置された前記搬送部材を前記第１ステージ上に搬送し、前記搬送部材上の前記複数のマスクを前記第１ステージに受け渡し、前記複数のマスクを受け渡した前記搬送部材を前記第１ステージの退避部に退避させる退避工程を含む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方法。
【請求項１２】
前記複数のマスクを前記保持部材上に載置するマスク載置工程と、
前記複数のマスクが載置された前記保持部材を前記第１ステージ上に搬送する部材搬送工程と、
を含むことを特徴とする請求項８に記載の露光方法。
【請求項１３】
前記露光工程は、前記複数のマスクにそれぞれ対応して配置された複数の投影光学系を介して前記物体を露光することを特徴とする請求項１〜１２のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項１４】
前記第１ステージと前記第２ステージとを同期して移動させる同期移動工程を含み、
前記露光工程は、前記同期移動工程中に前記物体を露光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方法。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、前記複数のマスクの前記パターンを前記第２ステージに載置された感光基板に転写する転写工程と、
前記パターンが転写された前記感光基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記感光基板上に形成する現像工程と、
前記転写パターン層を介して前記感光基板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１６】
パターンが形成された複数のマスクを支持する第１ステージと、
物体が載置される第２ステージと、
前記複数のマスクのうち少なくとも１つの制御対象マスクを前記第１ステージに対して個別に動かして該複数のマスクの相対配置を制御する制御装置と、
前記相対配置が制御された前記複数のマスクの前記パターンを介して前記物体に露光光を照射する照明系と、
を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１７】
前記制御装置は、
前記複数のマスク間の相対的な配置誤差と、前記制御対象マスクと前記物体との間の相対的な配置誤差との少なくとも一方を計測する計測装置と、
前記計測装置の計測結果に基づいて前記制御対象マスクを前記第１ステージに対して動かす駆動装置と、を含むことを特徴とする請求項１６に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記第１ステージと前記第２ステージとを同期して移動させるステージ制御部を備え、
前記制御装置は、前記計測装置の計測結果に基づいて、前記第１ステージの移動位置に対応する前記制御対象マスクの駆動量を設定する設定制御部を含み、
前記駆動装置は、前記第１ステージの移動にともない、前記駆動量に基づいて前記制御対象マスクを動かすことを特徴とする請求項１７に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記計測装置は、前記複数のマスクに設けられた各計測マークと前記第２ステージに設けられた基準マークとの間の位置ずれ量を計測し、該位置ずれ量に基づいて前記複数のマスク間の相対的な配置誤差を計測することを特徴とする請求項１７または１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記計測装置は、前記複数のマスクに設けられた各計測マークの座標を計測し、該座標に基づいて前記複数のマスク間の相対的な配置誤差を計測することを特徴とする請求項１７または１８に記載の露光装置。
【請求項２１】
前記計測装置は、前記制御対象マスクに設けられた各マスク上マークと前記物体に設けられた物体上マークとの間の位置ずれ量を計測し、該位置ずれ量に基づいて前記制御対象マスクと前記物体との間の相対的な配置誤差を計測することを特徴とする請求項１７〜２０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２２】
前記相対的な配置誤差は、相対的な位置誤差及び回転誤差の少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１７〜２１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２３】
前記第１ステージは、保持部材を介して前記複数のマスクを支持し、
前記駆動装置は、前記制御対象マスクを前記保持部材に対して動かすことを特徴とする請求項１７〜２２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２４】
前記駆動装置は、前記制御対象マスクに外設された部材を介して該制御対象マスクを動かすことを特徴とする請求項１７〜２３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２５】
前記駆動装置は、前記制御対象マスクの位置及び回転角の少なくとも一方を変化させることを特徴とする請求項１７〜２４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２６】
前記駆動装置は、電力が供給されない状態で作動位置をほぼ一定に維持することを特徴とする請求項１７〜２５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２７】
前記複数のマスクが載置された搬送部材を前記第１ステージ上に搬送し、前記搬送部材上の前記複数のマスクを前記第１ステージのマスク支持部に受け渡し、該複数のマスクを受け渡した前記搬送部材を前記第１ステージの退避部に退避させる搬送装置を備えることを特徴とする請求項１６〜２６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２８】
前記複数のマスクが載置された前記搬送部材を保管する保管部を備え、
前記搬送装置は、前記保管部に保管された前記搬送部材を前記第１ステージ上に搬送することを特徴とする請求項２７に記載の露光装置。
【請求項２９】
前記複数のマスクが載置された前記保持部材を前記第１ステージ上に搬送する搬送装置を備えることを特徴とする請求項２３に記載の露光装置。
【請求項３０】
前記複数のマスクに対応して配置され、該複数のマスクの前記パターンの像を前記物体上に投影する複数の投影光学系を備え、
前記照明系は、前記複数の投影光学系を介して前記物体に前記露光光を照射することを特徴とする請求項１６〜２９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項３１】
前記投影光学系は、前記パターンの像を拡大して投影す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】
前記第１ステージと前記第２ステージとを同期して移動させるステージ制御部を備え、
前記照明系は、前記ステージ制御部が移動させる前記第１ステージ上の前記複数のマスクの前記パターンを介し、該第１ステージに同期して移動される前記第２ステージ上の前記物体に露光光を照射することを特徴とする請求項１６〜３１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項３３】
請求項１６〜３２のいずれか一項に記載の露光装置を用いて、前記複数のマスクの前記パターンを前記第２ステージに載置された感光基板に転写する転写工程と、
前記パターンが転写された前記感光基板を現像し、前記パターンに対応する形状の転写パターン層を前記感光基板上に形成する現像工程と、
前記転写パターン層を介して前記感光基板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】
本発明は、複数のマスクに形成されたパターンを介して物体を露光する露光技術、及びその露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体素子又は液晶表示素子等のデバイス（電子デバイス、マイクロデバイス）を製造する際に、マスク（レチクル、フォトマスク等）のパターンを投影光学系を介してレジストが塗布されたプレート（ガラスプレート又は半導体ウエハ等）上に投影する投影露光装置が使用されている。例えば液晶表示素子製造用のプレートは益々大型化し、近年では、２ｍ角を越えるプレートが使用されるようになってきている。このようなプレートに対して例えば等倍の投影光学系を使用するものとすると、マスクも大型化する。マスクのコストは、マスク基板の平面度を維持する必要もあり、また、大面積になるほど製造工程が複雑化するため、大型化するほど高くなる。さらに、例えば液晶表示素子の薄膜トランジスタ部を形成するためには、通常４〜５層分のマスクが必要とされており多大なコストを要していた。【０００３】
そこで、例えば走査方向に２列に分けて配置され、走査方向と直交する方向（以下、非走査方向と呼ぶ。）に隣接して配置された拡大倍率を有する複数の部分投影光学系よりなる拡大系マルチレンズを用いることによって、プレートに比してマスクのパターンを小さくした走査型の投影露光装置（走査型露光装置）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この従来の拡大系マルチレンズを備えた走査型露光装置では、マスクのパターンが各部分投影光学系に対応して複数のパターン領域に短冊状（条片状）に分割され、各パターン領域内のパターンの投影像が１回の走査露光によってプレート上に非走査方向に継ぎ合わされて転写される。
【特許文献１】特開平１１−２６５８４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、上述のような拡大系マルチレンズを備えた走査型露光装置では、分割された各パターン領域間に相互に配置誤差が生じた場合、プレート上に継ぎ合わせて転写されるパターンにおいて、その配置誤差に起因する継ぎ合わせの誤差（以下、継ぎ誤差と呼ぶ。）が発生する問題があった。【０００５】
本発明はこのような事情に鑑み、複数のマスクに形成されたパターンをプレート（基板）上に継ぎ合わせて転写する場合の継ぎ誤差の発生を抑制できる露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による露光方法は、パターンが形成された複数のマスクを第１ステージ上に支持する支持工程と、前記複数のマスクのうち少なくとも１つの制御対象マスクを前記第１ステージに対して個別に動かして該複数のマスクの相対配置を制御する制御工程と、前記相対配置が制御された前記複数のマスクの前記パターンを介し、第２ステージに載置された物体を露光する露光工程と、を含むものである。
また、本発明による露光装置は、パターンが形成された複数のマスクを支持する第１ステージと、物体が載置される第２ステージと、前記複数のマスクのうち少なくとも１つの制御対象マスクを前記第１ステージに対して個別に動かして該複数のマスクの相対配置を制御する制御装置と、前記相対配置が制御された前記複数のマスクの前記パターンを介し
て前記物体に露光光を照射する照明系と、を備えるものである。【０００７】
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光方法又は露光装置を用いて、複数のマスクのパターンをその第２ステージに載置された感光基板に転写する転写工程と、そのパターンが転写されたその感光基板を現像し、そのパターンに対応する形状の転写パターン層をその感光基板上に形成する現像工程と、その転写パターン層を介してその感光基板を加工する加工工程と、を含むものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、パターンが形成された複数のマスクのうち少なくとも１つの制御対象マスクを、この複数のマスクを支持するステージに対して個別に動かして、この複数のマスクの相対配置を制御しているため、この複数のマスクに形成されたパターンを基板等の物体上に継ぎ合わせて転写する場合の継ぎ誤差の発生を抑制でき、物体上に高精度にパターンを転写できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る投影露光装置の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の２つの部分照明光学系及び２つの投影光学系等の構成を示す断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、マスクステージＭＳＴ及びその駆動機構等を示す斜視図、図３（Ｂ）は、マスクステージＭＳＴを示す斜視図である。
【図４】図４（Ａ）は、マスクステージＭＳＴ上のアクチュエータ系の配列の一例を示す平面図、図４（Ｂ）は押圧部４０Ｂを示す拡大図、図４（Ｃ）はアクチュエータ３９Ｂを示す断面図、図４（Ｄ）は図４（Ａ）のIVD−IVD線に沿う拡大断面図である。
【図５】マスクステージＭＳＴをガイド部材の端部に移動した状態を示す斜視図である。
【図６】図６（Ａ）は、マスクステージＭＳＴ上のマスクＭ１〜Ｍ７の配置を示す平面図、図６（Ｂ）は、プレートステージ上のプレートＰＴを示す平面図である。
【図７】図７（Ａ）は走査露光中のプレートＰＴを示す平面図、図７（Ｂ）は走査露光中のマスクステージＭＳＴを示す平面図、図７（Ｃ）は走査露光中のマスクＭ１を示す平面図である。
【図８】第１の実施形態の露光動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】第１の実施形態の変形例のマスクＭ１の駆動機構を示す平面図である。
【図１０】図１０（Ａ）は、第２の実施形態においてキャリア４５上にマスクＭ１〜Ｍ７を載置した状態を示す斜視図、図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）のキャリア４５をマスクステージＭＳＴ上に載置した状態を示す斜視図である。
【図１１】図１１（Ａ）は図１０（Ｂ）のマスクステージＭＳＴを示す平面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のXIB−XIB線に沿う拡大断面図である。
【図１２】図１２（Ａ）は、第３の実施形態においてキャリア４５上にマスクＭ１〜Ｍ７を載置した状態を示す斜視図、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のマスクＭ１を示す平面図、図１２（Ｃ）は図１２（Ａ）中の押圧部４０ＳＢを示す拡大図、図１２（Ｄ）は図１２（Ａ）中のアクチュエータ３９ＳＢを示す拡大図である。
【図１３】第２の実施形態のプリアライメント装置を示す斜視図である。
【図１４】図１４（Ａ）は、第４の実施形態のキャリア４７Ａを示す平面図、図１４（Ｂ）はキャリア４７Ａ上にマスクＭ１〜Ｍ７を載置した状態を示す平面図、図１４（Ｃ）はキャリア４７Ａを搬送している状態を示す斜視図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、図１４（Ｃ）のキャリア４７Ａが載置されたマスクステージＭＳＴを示す平面図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のXVB−XVB線に沿う断面図である。
【図１６】液晶デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
［第１の実施形態］
以下、本発明の好ましい第１の実施形態につき図１〜図８を参照して説明する。
図１は、本実施形態のステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（走査型露光装置）ＥＸの概略構成を示す。図１において、投影露光装置ＥＸは、露光光源（不図示）からの光で、複数（図１では７個）の小型のマスクＭ１，Ｍ２，Ｍ３，Ｍ４，Ｍ５，Ｍ６，Ｍ７に形成されたパターンを照明する照明装置ＩＵと、マスクＭ１〜Ｍ７を保持して移動するマスクステージＭＳＴと、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの拡大像をそれぞれプレートＰＴ上に投影する複数の反射屈折型の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を含む投影光学装置ＰＬと、プレートＰＴを保持して移動するプレートステージPTST（図２参照）と、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージPTSTを駆動するリニアモータ等を含む駆動機構（不図示）と、この駆動機構等の動作を統括的に制御するコンピュータよりなる主制御系５７とを備えている。なお、本実施形態のプレートＰＴは、一例としてフォトレジスト（感光材料）が塗布された１．９×２．２ｍ角、２．２×２．４ｍ角、２．４×２．８ｍ角、又は２．８×３．２ｍ角等の矩形の平板状の液晶表示素子製造用のガラスプレートである。【００１１】
以下では、プレートステージPTSTでプレートＰＴが載置される面（ほぼプレートＰＴの表面に平行な面）上で直交する２方向にＸ軸及びＹ軸を取り、その面に垂直にＺ軸を取り、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転方法をθｚ方向として説明する。本実施形態では、一例としてＸＹ面が水平面に平行に、−Ｚ方向が鉛直方向に設定される。また、マスクＭ１〜Ｍ７及びプレートＰＴを同期して移動する方向、すなわちマスクステージＭＳＴ及びプレートステージPTSTを同期して移動させる方向（走査方向）をＸ方向に設定している。【００１２】
図１において、例えば超高圧水銀ランプからなる露光光源（不図示）より射出した光は、照明装置ＩＵ内で楕円鏡２及びダイクロイックミラー３により反射されてコリメートレンズ４に入射する。楕円鏡２の反射膜及びダイクロイックミラー３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、取り出された光がコリメートレンズ４に入射する。コリメートレンズ４で平行光にされた照明光は、所定の露光波長域の光のみを透過させる波長選択フィルタ５、減光フィルタ６、及び集光レンズ７を介してライトガイドファイバ８の入射口８ａに集光される。【００１３】
ライトガイドファイバ８は、入射口８ａと７つの射出口（以下、射出口８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆ，８ｇ，８ｈという。）を備えている。入射口８ａに入射した照明光は、ライトガイドファイバ８の内部を伝播した後、７つの射出口８ｂ〜８ｈより分割されて射出し、マスクＭ１〜Ｍ７を部分的に照明する７つの部分照明光学系（以下、部分照明光学系ＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４，ＩＬ５，ＩＬ６，ＩＬ７という。）にそれぞれ入射する。各部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７を通過した照明光は、それぞれマスクＭ１〜Ｍ７上の対応する照明領域をほぼ均一に照明する。楕円鏡２から部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７までの光学部材を用いて照明装置ＩＵが構成されている。【００１４】
マスクＭ１〜Ｍ７上の照明領域からの照明光は、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの一部の像をプレートＰＴ上にそれぞれ投影する７つの投影光学系（以下、投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２，ＰＬ３，ＰＬ４，ＰＬ５，ＰＬ６，ＰＬ７という。）のそれぞれに入射する。投影光学系（部分投影光学系）ＰＬ１〜ＰＬ７は、それぞれマスクＭ１〜Ｍ７のパターン面（下面）のパターンの像をプレートＰＴ上に結像する。【００１５】
次に、図３（Ａ）は、マスクステージＭＳＴ及びその駆動機構等を示す斜視図、図３（Ｂ）は、マスクステージＭＳＴを示す斜視図である。図３（Ａ）において、マスクステージＭＳＴは、Ｘ軸に平行に不図示のコラムに支持された１対のロッド状のガイド部材５９Ａ，５９Ｂ上に、真空予圧型気体軸受を介してＸ方向及びθｚ方向に移動可能に載置されている。また、マスクステージＭＳＴのＹ方向の両端部に固定された移動子６０Ａａ及び６０Ｂａと、不図示のコラムに支持された固定子６０Ａｂ及び６０Ｂｂとから、それぞれガイド部材５９Ａ，５９Ｂに対してＸ方向にマスクステージＭＳＴを移動させるための１対のリニアモータ６０Ａ及び６０Ｂが構成されている。リニアモータ６０Ａ及び６０ＢのＸ方向の駆動量を変化させることによって、マスクステージＭＳＴのθｚ方向の回転角を所定範囲内で制御することも可能である。【００１６】
また、マスクステージＭＳＴの−Ｘ方向の端部に固定された２つの移動鏡５５Ｘ１，５５Ｘ２にレーザ干渉計５６Ｘ１，５６Ｙ２から計測用ビームが照射され、マスクステージＭＳＴの−Ｙ方向の端部に固定されたロッド状の移動鏡５５Ｙにレーザ干渉計５６Ｙから計測用ビームが照射されている。レーザ干渉計５６Ｘ１，５６Ｘ２及び５６Ｙによって、例えば投影光学装置ＰＬを支持する不図示のコラムに設けられた参照鏡（不図示）を基準として、マスクステージＭＳＴのＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角が計測されている。この計測情報に基づいて主制御系５７内のステージ制御部が、リニアモータ６０Ａ，６０Ｂを介してマスクステージＭＳＴのＸ方向の位置及び速度、並びにθｚ方向の回転角を制御する。【００１７】
また、マスクステージＭＳＴには、図３（Ｂ）に示すように、マスクＭ１〜Ｍ７を通過した照明光を通過させるための７つの矩形の開口２１が形成されている。さらに、マスクステージＭＳＴ上には各開口２１を囲むように、マスクステージＭＳＴに対してマスクＭ１〜Ｍ７を互いに独立にＸ方向、Ｙ方向、及びθｚ方向に駆動するためのアクチュエータ系ＡＣ１，ＡＣ２，ＡＣ３，ＡＣ４，ＡＣ５，ＡＣ６，ＡＣ７が設けられている。マスクＭ１〜Ｍ７は、このアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７によって、マスクステージＭＳＴに対して個別に駆動される。【００１８】
図４（Ａ）は、図３（Ａ）のマスクステージＭＳＴ上のアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７の配列の一例を示す平面図であり、図４（Ｄ）は図４（Ａ）のIVD−IVD線に沿う拡大断面図である。図４（Ａ）において、マスクＭ１〜Ｍ７は、それぞれそのパターン領域ＰＡが開口２１を覆うように、マスクステージＭＳＴ上で真空予圧型気体軸受を構成する４箇所のエアパッド部４１Ａ，４１Ｂ，４１Ｃ，４１Ｄによって、Ｘ方向、Ｙ方向の移動、及びθｚ方向の回転が可能な状態で浮上して支持されている。【００１９】
即ち、図４（Ｄ）に示すように、マスクステージＭＳＴのエアパッド部４１Ｄの複数の排気孔４２Ａが通気孔４２Ｂ及び不図示の可撓性配管を介して真空ポンプ４３に連通し、複数の給気孔４２Ｃが通気孔４２Ｄ及び不図示の可撓性配管を介して加圧源４４に連通している。エアパッド部４１Ｄの給気孔４２Ｃから加圧空気等を吹き出す加圧と、排気孔４２Ａから気体を吸引する真空予圧とを並行して行うことによって、エアパッド部４１ＤとマスクＭ１との間に数μｍ程度（例えば５μｍ程度）のギャップｇが維持される。他のエアパッド部４１Ａ〜４１Ｃも同様に構成されている。【００２０】
なお、図４（Ｄ）の例では、エアパッド部４１ＤはマスクステージＭＳＴの上面から所定の段差をもって突き出ているが、エアパッド部４１Ａ〜４１Ｄの上面をマスクステージＭＳＴの他の部分と同じ高さにしてもよい。
また、図４（Ａ）において、アクチュエータ系ＡＣ１は、マスクＭ１をＸ方向に駆動するアクチュエータ３９Ａと、Ｘ方向に離れた２箇所でマスクＭ１をＹ方向に駆動する２つのアクチュエータ３９Ｂ，３９Ｃと、アクチュエータ３９Ａ及び３９Ｂ，３９Ｃに対向してそれぞれマスクＭ１をＸ方向及びＹ方向に付勢する押圧部４０Ａ及び４０Ｂ，４０Ｃとを備えている。Ｙ軸のアクチュエータ３９Ｂ，３９Ｃの駆動量を変えることでマスクＭ１のθｚ方向の回転角を制御できる。アクチュエータ３９Ｂ，３９Ｃはアクチュエータ３９Ａを９０°回転して配置したものであり、押圧部４０Ｂ，４０Ｃは押圧部４０Ａを９０°回転して配置したものである。マスクＭ１の着脱時に、アクチュエータ系ＡＣ１の各先端部とマスクＭ１との間に或る程度の隙間を確保できるように、押圧部４０Ａ〜４０Ｃの先端部を随時逆方向に退避できるように構成されている。【００２１】
他のアクチュエータ系ＡＣ２〜ＡＣ７もアクチュエータ系ＡＣ１と実質的に同一構成である。ただし、隣接する２つのアクチュエータ系（例えばＡＣ１及びＡＣ２）は、Ｙ軸のアクチュエータ３９Ｂ，３９Ｃと、Ｙ軸の押圧部４０Ｂ，４０Ｃとが機械的に干渉しないようにＸ方向の位置がずれている。アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７は、主制御系５７の制御のもとにあるアクチュエータ駆動系５８（図４（Ｂ），（Ｃ）参照）によって駆動される。アクチュエータ駆動系５８からアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃに供給する駆動信号と、対応するマスクＭ１〜Ｍ７の移動量との関係は予めアクチュエータ駆動系５８内の記憶部に記憶されている。主制御系５７からアクチュエータ駆動系５８に対してマスクＭ１〜Ｍ７のそれぞれの目標駆動量の情報が供給され、それに応じて一例としてアクチュエータ駆動系５８は、マスクＭ１〜Ｍ７が対応する目標駆動量だけ駆動されるように、開ループ制御でアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃを駆動する。なお、マスクＭ１〜Ｍ７のマスクステージＭＳＴに対する変位を検出するセンサ（静電容量型のギャプセンサ等）を設け、閉ループ方式でアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃを駆動することも可能である。【００２２】
代表的にアクチュエータ３９Ｂ及び押圧部４０Ｂの構成例につき図４（Ｃ）及び図４（Ｂ）を参照して説明する。
図４（Ｂ）において、押圧部４０Ｂは、マスクステージＭＳＴに固定される本体部４０ａと、本体部４０ａに対して挿脱自在に支持された磁性材料からなる移動部材４０ｃと、移動部材４０ｃを外側に付勢するコイルばね４０ｄと、移動部材４０ｃの先端部に回転可能に設けられてマスクＭ１に直接接触する金属製の球体４０ｅとを含んでいる。さらに、本体部４０ａ内に組み込まれたコイル４０ｂにアクチュエータ駆動系５８から通電することによって、移動部材４０ｃ（球体４０ｅ）を本体部４０ａ側の位置Ｂ１に退避できるように構成されている。なお、押圧部４０Ｂとしては、板ばね部材等も使用可能である。【００２３】
一方、図４（Ｃ）において、アクチュエータ３９Ｂは、マスクステージＭＳＴに固定されて、多数の小さいピエゾ素子（圧電素子）が周囲に配列された開口を持つ固定子３９ａと、固定子３９ａの開口内に挿脱自在に配置された移動子３９ｂと、移動子３９ｂの先端部に回転可能に設けられてマスクＭ１に直接接触する金属製の球体３９ｃとを含んでいる。即ち、アクチュエータ３９Ｂは直動型のピエゾモータであり、アクチュエータ駆動系５８から固定子３９ａ内の多数のピエゾ素子を駆動することで、移動子３９ｂを所望の駆動量だけ移動することができる。さらに、ピエゾモータは、固定子３９ａに駆動電力を供給しない状態では、移動子３９ｂの位置がそれまでの位置に維持される。【００２４】
また、図４（Ａ）において、マスクＭ１〜Ｍ７のパターン領域ＰＡのＸ方向（走査方向）の近傍には、相互の位置関係及びプレートＰＴ上に形成されているデバイスパターン（２層目以降に露光する場合）との位置関係を計測するための２対の２次元のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ及び３７Ａ，３７Ｂが形成されている。
図１に戻り、プレートＰＴはプレートホルダ（不図示）を介してプレートステージPTST（図２参照）上に吸着保持され、プレートステージPTSTにはＸ軸の移動鏡５０Ｘ及びＹ軸の移動鏡５０Ｙが設けられている。Ｘ軸のレーザ干渉計５１Ｘ１，５１Ｘ２及びＹ軸のレーザ干渉計５１Ｙ１，５１Ｙ２，５１Ｙ３から移動鏡５０Ｘ及び５０Ｙに計測用ビームが照射されている。レーザ干渉計５１Ｘ１，５１Ｘ２及び５１Ｙ１〜５１Ｙ３によって、例えば投影光学装置ＰＬを支持する不図示のコラムに設けられた参照鏡（不図示）を基準として、プレートステージPTSTのＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角が計測されている。その計測情報に基づいて主制御系５７内のステージ制御部が、駆動機構（不図示）を介してプレートステージPTST（プレートＰＴ）のＸ方向、Ｙ方向の位置及び速度、並びにθｚ方向の回転角を制御する。【００２５】
上述の部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７のうちの−Ｘ方向側の第１列の部分照明光学系ＩＬ１，ＩＬ３，ＩＬ５，ＩＬ７は、走査方向と直交する非走査方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって配置され、部分照明光学系ＩＬ１，ＩＬ３，ＩＬ５，ＩＬ７に対応して設けられている第１列の投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７も、同様に投影光学装置ＰＬ内で非走査方向に所定間隔をもって配置されている。また、第２列の部分照明光学系ＩＬ２，ＩＬ４，ＩＬ６は、第１列に対して＋Ｘ方向側に、かつ非走査方向に所定間隔をもって配置されており、部分照明光学系ＩＬ２，ＩＬ４，ＩＬ６に対応して設けられている第２列の投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６も、第１列に対して＋Ｘ方向に、かつ非走査方向に所定間隔をもって配置されている。【００２６】
第１列の投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７は、それぞれマスクＭ１〜Ｍ７が配置される第１面上の非走査方向に平行な直線に沿った視野Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７を持ち、プレートＰＴが配置される第２面上の非走査方向に平行な直線に沿って所定間隔で配列された像野（投影領域）Ｉ１，Ｉ３，Ｉ５，Ｉ７に像をそれぞれ形成する。また、第２列の投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６は、それぞれその第１面上の非走査方向に平行な直線に沿った視野Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６を持ち、その第２面上の非走査方向に平行な直線に沿って所定間隔で配列された像野（投影領域）Ｉ２，Ｉ４，Ｉ６（Ｉ２，Ｉ４は不図示）に像をそれぞれ形成する。なお、視野Ｖ１〜Ｖ７は、部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７によるマスクＭ１〜Ｍ７上の照明領域（照野）でもある。【００２７】
第１列及び第２列の投影光学系の間には、マスクＭ１〜Ｍ７及びプレートＰＴのフォーカス位置（Ｚ方向の位置）を合わせるためのオートフォーカス系５２と、プレートＰＴの位置合わせを行うためのオフアクシスのアライメント系５４とが配置されている。
以下、部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７及び投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の構成につき詳細に説明する。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は、それぞれマスクＭ１〜Ｍ７上における視野（ここでは照明領域に等しい）内の拡大像である一次像をプレートＰＴ上の像野内に形成する反射屈折型の投影光学系であり、その走査方向（Ｘ方向）における拡大倍率が＋１倍を超え、且つ非走査方向（Ｙ方向）における拡大倍率は−１を下回る。言い換えると、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は、それぞれマスクＭ１〜Ｍ７のパターンの走査方向に正立で、かつ非走査方向に倒立の拡大像をプレートＰＴ上に形成する。走査方向及び非走査方向の拡大倍率の絶対値は、一例として２．５程度である。【００２８】
本例では、部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７は同一構成である。また、第１列の投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７は同一構成であり、第２列の投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６は投影光学系ＰＬ１を１８０°回転した構成である。以下では代表的に第１列及び第２列の２つの部分照明光学系ＩＬ１，ＩＬ２及び２つの投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２の構成につき説明する。【００２９】
図２は、図１中の２つの部分照明光学系ＩＬ１，ＩＬ２、及びこれらに対応する２つの投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２の構成を示す図である。図２において、ライトガイドファイバ８の射出口８ｂ及び８ｃから射出した光束は、部分照明光学系ＩＬ１及びＩＬ２に入射して、コリメートレンズ９ｂ及び９ｃにより集光される。集光された光束は、オプティカルインテグレータであるフライアイレンズ１０ｂ及び１０ｃに入射し、フライアイレンズ１０ｂ及び１０ｃの後側焦点面に形成された多数の二次光源からの光束は、それぞれコンデンサーレンズ１１ｂ及び１１ｃによりマスクＭ１及びＭ２をほぼ均一に照明する。【００３０】
また、投影光学系ＰＬ１は、凹面反射鏡ＣＣＭｂと、マスクＭ１と凹面反射鏡ＣＣＭｂとの間の光路中に配置されたＺ軸に平行な光軸ＡＸ１１を持つ第１レンズ群Ｇ１ｂ及び第２レンズ群Ｇ２ｂと、第２レンズ群Ｇ２ｂから＋Ｚ方向に進行する光を−Ｘ方向に光軸ＡＸ１２に沿って偏向する第１偏向部材ＦＭ１ｂと、その−Ｘ方向に進行する光を−Ｚ方向に偏向する第２偏向部材ＦＭ２ｂと、第２偏向部材ＦＭ２ｂとプレートＰＴとの間の光路中に配置されて、Ｚ軸に平行な光軸ＡＸ１３を有する第３レンズ群Ｇ３ｂとを備えている。投影光学系ＰＬ１は、凹面反射鏡ＣＣＭｂを用いた軸外れ光学系である。【００３１】
投影光学系ＰＬ１において、凹面反射鏡ＣＣＭｂの反射面の近傍（瞳面）には、投影光学系ＰＬ１のプレートＰＴ側の開口数を決定するための開口絞りＡＳｂが備えられており、開口絞りＡＳｂは、マスクＭ１側及びプレートＰＴ側が略テレセントリックとなるように位置決めされている。
また、投影光学系ＰＬ２は、投影光学系ＰＬ１と対称に、Ｚ軸に平行な光軸ＡＸ２１に沿って配置された第１レンズ群Ｇ１ｃ、第２レンズ群Ｇ２ｃ、及び凹面反射鏡ＣＣＭｃと、Ｚ軸に平行な光軸ＡＸ２３を持つ第３レンズ群Ｇ３ｃと、第２レンズ群Ｇ２ｃから＋Ｚ方向に向かう光束を光軸ＡＸ２２に沿って＋Ｘ方向に折り曲げる第１偏向部材ＦＭ１ｃと、その＋Ｘ方向に向かう光束を−Ｚ方向に折り曲げる第２偏向部材ＦＭ２ｃと、投影光学系ＰＬ２の瞳面に配置された開口絞りＡＳｃとを備えている。【００３２】
さらに、投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２には倍率補正機構（不図示）が設けられている。なお、投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２の構成及び倍率は任意であり、投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２を例えば屈折系で構成してもよい。また、投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２として中間像を形成する投影光学系を使用してもよい。
また、投影光学系ＰＬ１及びＰＬ２は、第１レンズ群Ｇ１ｂ及びＧ１ｃの光軸ＡＸ１１，ＡＸ２１のＸ方向（走査方向）における間隔をＤｍとし、第３レンズ群Ｇ３ｂ及びＧ３ｃの光軸ＡＸ１３，ＡＸ２３のＸ方向における間隔をＤｐとし、投影光学系ＰＬ１及びＰＬ２の投影倍率をβとするとき、以下の関係が満足されている。【００３３】
Ｄｐ＝Ｄｍ×｜β｜  …（１）
図６（Ａ）は、図１のマスクステージＭＳＴ上のマスクＭ１〜Ｍ７の配置を示す平面図である。図６（Ａ）に示すように、マスクＭ１〜Ｍ７は、Ｙ方向（非走査方向）に沿って配置されて、それぞれ図１の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の台形状の視野Ｖ１〜Ｖ７が位置決めされるパターン領域ＰＡを備えている。視野Ｖ１〜Ｖ７が台形状であるのは、継ぎ誤差を低減するために、視野Ｖ１〜Ｖ７の両端部のパターンの像をプレートＰＴ上に重ねて露光するためである。そのため、マスクＭ２〜Ｍ６のパターン領域ＰＡの両端部には交互に同じパターンが形成されている。ただし、Ｙ方向の両端部の視野Ｖ１，Ｖ７の内側のエッジ部の像は重ねては露光されない部分であるため、視野Ｖ１，Ｖ７の内側はＸ軸に平行な直線状となっている。【００３４】
なお、マスクＭ１〜Ｍ７上の視野Ｖ１，Ｖ２等を規定するために、一例として、図２の部分照明光学系ＩＬ１１，ＩＬ２中に不図示の照明視野絞り及びリレー光学系が配置されている。
図６（Ｂ）は、プレートステージPTST上のプレートＰＴを示す平面図である。図６（Ｂ）において、プレートＰＴ上の被露光領域ＥＰは、Ｙ方向の境界部ＥＰ１２等が重なるように、Ｘ方向に細長い７列の部分被露光領域ＥＰ１〜ＥＰ７に分かれている。部分被露光領域ＥＰ１〜ＥＰ７上にはそれぞれ投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の像野Ｉ１〜Ｉ７が設定され、走査露光によってマスクＭ１〜Ｍ７のパターン領域ＰＡ内のパターンの像がＹ方向に継ぎ合わせながら露光される。また、プレートＰＴの被露光領域ＥＰの四隅の近傍には、複数の２次元のアライメントマーク３８Ａ〜３８Ｄが形成されている。なお、部分被露光領域ＥＰ１〜ＥＰ７毎に複数のアライメントマークを設けてもよい。また、実際にはプレートＰＴ上には、複数の被露光領域が設定される。【００３５】
また、図６（Ａ）の第１列の視野Ｖ１，Ｖ３等の中心を結ぶＹ軸に平行な直線と、第２列の視野Ｖ２，Ｖ４等の中心を結ぶＹ軸に平行な直線とのＸ方向の間隔をＬｍとする。同様に、図６（Ｂ）の第１列の像野Ｉ１，Ｉ３等の中心を結ぶＹ軸に平行な直線と、第２列の像野Ｉ２，Ｉ４等の中心を結ぶＹ軸に平行な直線とのＸ方向の間隔をＬｐとする。間隔Ｌｍ及びＬｐは図２の間隔Ｄｍ及びＤｐよりも大きいが、間隔ＬｍとＬｐとの間にも式（１）と同様の以下の関係が成立する。【００３６】
Ｌｐ＝Ｌｍ×｜β｜  …（２）
この場合、奇数番目のマスクＭ１，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ７のパターン領域ＰＡと、偶数番目のマスクＭ２，Ｍ４，Ｍ６のパターン領域ＰＡとをＸ方向の同じ位置に形成して、マスクオフセットＭＯを０にしておいても、マスクＭ１〜Ｍ７の投影像をプレートＰＴ上で正確に繋ぎ合わせて露光できる。【００３７】
なお、例えば第１列の像野と第２列の像野との間隔Ｌｐを小さくするような場合には、式（１）の関係が成立しなくなる。この場合には、マスクオフセットＭＯ（＝Ｌｍ−Ｌｐ／｜β｜）の分だけ、奇数番目のマスクＭ１，Ｍ３等と、偶数番目のマスクＭ２，Ｍ４等とのパターン領域をＸ方向にずらせばよい。
また、図２のプレートステージPTSTの−Ｘ方向の端部に設けられた光透過性の基準部材３１のプレートＰＴ表面と同じ高さの表面には、Ｙ方向に所定間隔の１対の２次元の基準マーク３２Ａ，３２Ｂ（図１参照）が合計で４対（８個）形成されている。基準部材３１の底面のプレートステージPTST内には、対応する基準マークの周囲を通過した照明光を受光して基準マーク等の像を撮像する、それぞれ結像レンズ３４と２次元の撮像素子３５とを備える８個の空間像計測系３３Ａ〜３３Ｈが設置されている。撮像素子３５の撮像信号は主制御系５７内のアライメント制御部に供給される。【００３８】
図２の状態では、マスクＭ１のアライメントマーク３６Ａの投影光学系ＰＬ１による像が基準部材３１上に形成され、アライメントマーク３６Ａの像及び基準マーク３２Ａの像が重ねて空間像計測系３３Ａの撮像素子３５上に形成される。アライメント制御部では、その撮像信号を処理して、基準マーク３２Ａに対するアライメントマーク３６Ａ（又は他のアライメントマーク）の像のＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量を求める。同様に図１の他の空間像計測系３３Ｂ〜３３Ｈの撮像信号より基準マーク３２Ｂ等に対するアライメントマークの像のＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量が求められる。【００３９】
また、基準マーク３２Ａ，３２Ｂ等の中心と、プレート用のアライメント系５４の検出中心との位置関係は予め求められてアライメント制御部に記憶されている。
さらに、図５は、マスクステージＭＳＴをガイド部材５９Ａ，５９Ｂの＋Ｘ方向の端部に移動した状態を示す。図５において、その端部近傍にマスクライブラリ６２が設置され、マスクライブラリ６２内にマスクＭ１と同様の小型のマスクＭ８〜Ｍ１４等が格納されている。また、マスクライブラリ６２とガイド部材５９Ａ，５９Ｂの端部との間に、マスクローダ系６１が配置されている。マスクローダ系６１は、Ｙ軸に平行なガイド部材６１ａと、ガイド部材６１ａに沿って移動する多関節部６１ｂと、多関節部６１ｂの先端でマスクＭ１等を吸着保持して３次元的に移動するハンド部６１ｃとを備えている。【００４０】
以下、本実施形態の投影露光装置ＥＸで走査露光を行う場合の動作の一例につき図８のフローチャートを参照して説明する。この動作は主制御系５７によって制御される。初期状態では、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージPTST上にマスク及びプレートはロードされていないものとする。さらに、図４（Ａ）のマスクステージＭＳＴの各アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７において、押圧部４０Ａ〜４０Ｃの移動部材４０ｃ（球体４０ｅ）は本体部４０ａ側に退避し、アクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃの移動子３９ｂは、移動ストローク内の最も外側に移動している。これによって、マスクＭ１〜Ｍ７を容易にアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃと押圧部４０Ａ〜４０Ｃとの間（アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７の内側）に設置できる。また、エアパッド部４１Ａ〜４１Ｄの吸引及び加圧動作は停止されている。【００４１】
先ず、図８のステップ２０１において、図５に示すように、マスクステージＭＳＴをガイド部材５９Ａ，５９Ｂの＋Ｘ方向の端部に移動して、マスクライブラリ６２からマスクローダ系６１によって順次、マスクＭ１〜Ｍ７をマスクステージＭＳＴ上のアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７の内側に搬送する。この際に、プリアライメント系（不図示）によってマスクＭ１〜Ｍ７上のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ（又は３７Ａ，３７Ｂ）を検出して、大まかなアライメントを行ってもよい。この結果、ステップ２０２において、マスクステージＭＳＴ上にマスクＭ１〜Ｍ７が並列に載置されている。この状態で、マスクステージＭＳＴ上の全部のエアパッド部４１Ａ〜４１Ｄにおいて吸引及び加圧を開始して、マスクステージＭＳＴ（エアパッド部４１Ａ〜４１Ｄ）上に数μｍのギャップを空けてマスクＭ１〜Ｍ７を移動及び回転が円滑にできる状態で支持する。また、アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７において、押圧部４０Ａ〜４０Ｃの球体４０ｅをマスクＭ１〜Ｍ７の側面に接触させてマスクＭ１〜Ｍ７を付勢し、かつアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃの移動子３９ｂを移動ストロークの中央に移動する。これによって、マスクＭ１〜Ｍ７はアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７内でＸ方向、Ｙ方向の移動ストロークの中央に保持される。【００４２】
次のステップ２０３において、マスクステージＭＳＴを−Ｘ方向に移動して、図６（Ａ）の奇数番目のマスクＭ１，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ７のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ上に視野Ｖ１，Ｖ３，Ｖ５，Ｖ７（照明領域）を設定し、部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７から照明光を照射する。さらに、プレートステージPTSTを駆動して、図６（Ｂ）の奇数番目の像野Ｉ１，Ｉ３，Ｉ５，Ｉ７中に図１の基準部材３１の４対の基準マーク３２Ａ，３２Ｂを移動して、空間像計測系３３Ａ〜３３Ｈによって４対の基準マーク３２Ａ，３２ＢとマスクＭ１，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ７のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂの像とのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量を計測する。さらに、マスクステージＭＳＴを間隔Ｌｍだけ＋Ｘ方向に移動し、偶数番目のマスクＭ２，Ｍ４，Ｍ６のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ上に視野Ｖ２，Ｖ４，Ｖ６を設定するとともに、プレートステージPTSTを間隔Ｌｐだけ＋Ｘ方向に移動し、偶数番目の像野Ｉ２，Ｉ４，Ｉ６中に基準部材３１の内側の６個の基準マークを移動する。そして、空間像計測系３３Ｂ〜３３Ｇによって、この６個の基準マーク（３対の基準マーク３２Ｂ，３２Ａ）とマスクＭ２，Ｍ４，Ｍ６のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂの像とのＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量を計測する。【００４３】
さらに、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンのＸ方向、Ｙ方向のスケーリング（線形伸縮）、及び直交度も計測する場合には、同様にマスクＭ１〜Ｍ７の＋Ｘ方向のアライメントマーク３７Ａ，３７Ｂの像の基準マーク３２Ａ，３２Ｂに対する位置ずれ量を計測する。これらの位置ずれ量は主制御系５７内のアライメント制御部で求められる。さらにアライメント制御部では、これらの位置ずれ量の情報から図６（Ａ）のマスクＭ１〜Ｍ７の位置関係として、例えばマスクＭ１を基準とした他のマスクＭ２〜Ｍ７のＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量（ΔＸｉ，ΔＹｉ）（ｉ＝２〜７）、及びθｚ方向の回転角のずれ量Δθｉを求める。この各ずれ量は、マスクＭ１〜Ｍ７間の相対的な配置誤差に相当する。また、アライメント制御部では、＋Ｙ方向の端部の基準マーク３２Ａ，３２Ｂの位置とマスクＭ１のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ等の像との位置関係の情報も求める。【００４４】
また、そのアライメント制御部はアクチュエータ駆動系５８に対してその位置ずれ量（ΔＸｉ，ΔＹｉ）及び回転角のずれ量Δθｉの情報を供給する。これに応じて、アクチュエータ駆動系５８では、その位置ずれ量（ΔＸｉ，ΔＹｉ）及び回転角のずれ量Δθｉを相殺するようにアクチュエータ系ＡＣ２〜ＡＣ７を駆動する。これによって、マスクＭ１〜Ｍ７のパターン領域ＰＡ内のパターンは、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンを１枚の大型のマスクに形成した場合と同様の位置関係に設定される。従って、小型の複数のマスクＭ１〜Ｍ７を用いても、このマスクＭ１〜Ｍ７のパターンをプレートＰＴ上に継ぎ合わせて転写する場合の継ぎ誤差の発生を抑制することができ、プレートＰＴ上に目標とするパターン（継ぎ合わせられた一連のパターン）を高精度に転写できる。【００４５】
また、マスクＭ１〜Ｍ７のアライメントマーク３７Ａ，３７Ｂをも計測して、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンのＸ方向、Ｙ方向のスケーリング、及び直交度も計測した場合、Ｙ方向のスケーリングは、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７内の倍率補正機構によって補正できる。また、Ｘ方向のスケーリングは、後述の走査露光中にプレートステージPTSTに対するマスクステージＭＳＴの走査速度を初期の目標値に対して増減することで補正できる。さらに、図７（Ｃ）に示すように、直交度誤差（ここではプレートＰＴ上のパターンに対する誤差）を補正して、マスクＭ１のパターンを仮想的にマスクＭ１’のパターンのように変形させる場合には、視野Ｖ１に対してマスクＭ１をＸ方向に移動する際にマスクＭ１を次第にＹ方向にシフトすればよい。これは他のマスクＭ２〜Ｍ７についても同様である。【００４６】
次のステップ２０４において、プレートステージPTST上にプレートＰＴをロードする。プレートＰＴには予め不図示のコータ・デベロッパにおいてフォトレジストが塗布されている。次のステップ２０５において、アライメント系５４を用いてプレートＰＴ上のアライメントマーク３８Ａ〜３８Ｄの位置を検出し、この検出結果に基づいて主制御系５７内のアライメント制御部で、基準マーク３２Ａ，３２Ｂ等に対するプレートＰＴの被露光領域ＥＰの位置関係を求める。この動作（プレートＰＴのアライメント）によって、マスクＭ１〜Ｍ７とプレートＰＴとの間の相対的な配置誤差として、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの投影像と、プレートＰＴの被露光領域ＥＰ等との位置関係の誤差（Ｘ方向、Ｙ方向の位置ずれ量、及びθｚ方向の回転誤差）を求めることができる。アライメント制御部は、この位置ずれ量及び回転誤差の情報をアクチュエータ駆動系５８に対して供給し、アクチュエータ駆動系５８は、この供給された位置ずれ量及び回転誤差を相殺するようにアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７を駆動することができる。【００４７】
また、ステップ２０３のマスクＭ１〜Ｍ７のアライメントの結果と、そのプレートＰＴのアライメントの結果とを用いて、一例として、主制御系５７では、プレートステージPTST（プレートＰＴ）の走査方向の位置（Ｘ座標）の関数として、マスクステージＭＳＴ上のマスクＭ１〜Ｍ７の目標位置（回転角を含む）を算出する。これ以降は、プレートステージPTSTのＸ座標が所定量ずつ変化する毎に、マスク側のレーザ干渉計５６Ｘ１，５６Ｘ２，５６Ｙ及びプレート側のレーザ干渉計５１Ｘ１，５１Ｘ２，５１Ｙ１〜５１Ｙ３の計測値から、マスクＭ１〜Ｍ７の各目標位置からのずれ量（マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの像とプレートＰＴ（被露光領域ＥＰ）との位置ずれ量及び回転誤差）が同期誤差として求められる。【００４８】
次のステップ２０６において、マスクステージＭＳＴを駆動して、図６（Ａ）の視野Ｖ１〜Ｖ７の例えば手前にマスクＭ１〜Ｍ７を移動し、プレートステージPTSTを駆動して、図６（Ｂ）の像野Ｉ１〜Ｉ７の手前にプレートＰＴの被露光領域ＥＰを移動し、上記の同期誤差が０になるような位置関係で、マスクステージＭＳＴ及び／又はプレートステージPTSTを駆動する。これ以降は、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の投影倍率βを考慮して、その位置関係が維持されるようにマスクステージＭＳＴ及びプレートステージPTSTを同期して駆動することで、プレートＰＴの走査露光を開始する。【００４９】
そして、視野（照明領域）Ｖ１〜Ｖ７への照明光の照射を開始して、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの像を投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を介してプレートＰＴの被露光領域ＥＰ上の像野Ｉ１〜Ｉ７に投影露光した状態で、マスクステージＭＳＴを矢印ＳＭ１で示す＋Ｘ方向に速度ＶＭで移動するのに同期して、プレートステージPTST（プレートＰＴ）を印ＳＰ１で示す＋Ｘ方向に速度ＶＭ×｜β｜で移動する。なお、そのようにマスクステージＭＳＴ及びプレートステージPTSTを同期移動しても、上記の同期誤差が或る程度は残存する場合がある。【００５０】
そこで、この走査露光中にステップ２０７に示すように、マスク側のレーザ干渉計５６Ｘ１，５６Ｘ２，５６Ｙ及びプレート側のレーザ干渉計５１Ｘ１，５１Ｘ２，５１Ｙ１〜５１Ｙ３によって、上記のマスクＭ１〜Ｍ７のパターンの像とプレートＰＴとの位置ずれ量及び回転誤差である同期誤差の計測を継続して行う。そして、その同期誤差が所定の許容範囲を超えた場合には、その誤差を補正するように図６（Ａ）のアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７を駆動して、マスクステージＭＳＴに対するマスクＭ１〜Ｍ７のＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を個別にダイナミックに補正する。本実施形態では、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は拡大倍率であるため、マスクＭ１〜Ｍ７を駆動することによって、プレートＰＴの位置を調整する場合に比べて、少ない駆動量で高速に同期誤差を補正できる。【００５１】
その同期誤差の補正方法の一例につき図７（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図７（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ走査露光中のプレートＰＴ及びマスクステージＭＳＴを示す。図７（Ａ）に示すように、プレートＰＴ（被露光領域ＥＰ）の目標回転角に対する回転誤差をθ（ｒａｄ）として、被露光領域ＥＰの中心を通りＸ軸に平行な直線から像野Ｉ１の中心までのＹ方向の距離をＰ１ｙとする。このとき、像野Ｉ１の位置は本来の位置からθ・Ｐ１ｙだけＸ方向にずれる。この対策として、予め主制御系５７は、マスクＭ１に関しては図７（Ｂ）に示すように、マスクステージＭＳＴに対する回転角（プレートステージPTSTのＸ座標に応じた目標回転角）を−θに設定しておく。さらに、マスクＭ１のＸ方向の中心から視野Ｖ１の中心までの距離をＭａ（ｘ）として、マスクＭ１のマスクステージＭＳＴに対するＸ方向、Ｙ方向の移動量（ΔＸＭ１，ΔＹＭ１）（Ｘ方向、Ｙ方向の目標位置）を近似的に次のように設定しておく。【００５２】
ΔＸＭ１＝−θ・Ｐ１ｙ／｜β｜  …（３）
ΔＹＭ１＝θ・Ｍａ（ｘ）        …（４）
他のマスクＭ２〜Ｍ７についても同様に目標位置の設定（補正）を行う。これによって、走査露光中の同期誤差を高い追従速度で補正できる。なお、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の投影像が正立正像である場合には、マスクＭ１〜Ｍ７の回転角はθでよい。【００５３】
被露光領域ＥＰへの走査露光終了後に、照明光の照射を停止する。そして、プレートＰＴ上の他の被露光領域にも露光する場合には、プレートＰＴのＹ方向への移動（ステップ移動）を行った後、例えばマスクステージＭＳＴを図６（Ａ）の矢印ＳＭ２で示す−Ｘ方向に移動させ、プレートＰＴを図６（Ｂ）の矢印ＳＰ２で示す−Ｘ方向に同期して移動させることで、走査露光を行う。プレートＰＴ上の全部の被露光領域への走査露光終了後のステップ２０８において、プレートＰＴのアンロードが行われる。アンロードされたプレートＰＴには不図示のコータ・デベロッパにおいて現像が行われる。この露光及び現像工程は、後述のステップＳ４０１のパターン形成工程及びステップＳ４０２のカラーフィルタ形成工程の一部である。【００５４】
その後、ステップ２０９で次のプレートを露光する場合には、動作はステップ２０４に移行して、ステップ２０４〜２０８までの露光動作が繰り返される。ステップ２０９で露光対象のプレートがない場合には、一例としてステップ２１０に移行して、マスクステージＭＳＴのマスクＭ１〜Ｍ７に対するエアパッド部４１Ａ〜４１Ｄの吸引及び加圧動作を解除して、アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７の押圧部４０Ａ〜４０Ｃの球体４０ｅを本体部４０ａ側に退避する。これによって、マスクＭ１〜Ｍ７をマスクステージＭＳＴから容易に取り出すことが可能になる。次のステップ２１１において、マスクステージＭＳＴを図５のガイド部材５９Ａ，５９Ｂの端部に移動した後、マスクローダ系６１によってマスクステージＭＳＴ上のマスクＭ１〜Ｍ７を順次アンロードしてマスクライブラリ６２に格納して、露光が終了する。【００５５】
このように本実施形態によれば、転写対象のパターンをマスクＭ１〜Ｍ７に分割して形成し、かつマスクＭ１〜Ｍ７のパターンの像を拡大倍率を持つ投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を介してプレートＰＴ上に継ぎ合わせて露光しているため、投影光学系を大型化することなく、プレートＰＴ上に大面積のデバイスパターンを高いスループットでかつ高精度に露光できる。【００５６】
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の投影露光装置ＥＸによる露光方法は、複数のマスクＭ１〜Ｍ７をマスクステージＭＳＴ上に支持するステップ２０２と、マスクＭ１〜Ｍ７をマスクステージＭＳＴに対して個別に動かしてマスクＭ１〜Ｍ７の相対的な位置及び回転角を制御するステップ２０３と、その相対的な位置及び回転角が制御されたマスクＭ１〜Ｍ７のパターンを介し、プレートステージPTSTに載置されたプレートＰＴを露光するステップ２０６，２０７と、を含んでいる。
また、投影露光装置ＥＸは、マスクＭ１〜Ｍ７を支持するマスクステージＭＳＴと、プレートＰＴが載置されるプレートステージPTSTと、マスクＭ１〜Ｍ７をマスクステージＭＳＴに対して個別に動かしてマスクＭ１〜Ｍ７の相対的な位置及び回転角を制御する主制御系５７を含む制御機構と、その相対的な位置及び回転角が制御されたマスクＭ１〜Ｍ７のパターンを介してプレートＰＴに照明光を照射する照明装置ＩＵと、を備えている。【００５７】
本実施形態によれば、プレートＰＴ上の各被露光領域に露光されるデバイスパターンを生成するためのパターンを分割してマスクＭ１〜Ｍ７に形成することによって、個々のマスクＭ１〜Ｍ７を小型化できる。従って、例えば小型の電子線描画装置を用いてマスクＭ１〜Ｍ７を個々に、安価にかつ高精度に製造できる。さらに、ステップ２０３において、例えばマスクＭ１を基準としてマスクＭ２〜Ｍ７の相対的な位置及び回転角を補正することによって、マスクＭ１〜Ｍ７のパターン間の相対的な位置誤差及び回転誤差（相対的な配置誤差）を低減でき、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンを１枚の大型のマスクに形成した場合と同様の位置関係に設定できる。このため、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンをプレートＰＴ上に継ぎ合わせて転写する場合の継ぎ誤差の発生を抑制することができ、プレートＰＴ上に高精度にデバイスパターンを転写できる。【００５８】
また、ステップ２０７において、プレートＰＴ上の被露光領域に前工程で形成されているパターンとマスクＭ１〜Ｍ７のパターンとの相対的な位置誤差及び回転誤差（同期誤差）を低減するようにマスクＭ１〜Ｍ７を駆動することで、重ね合わせ精度が向上する。なお、例えばプリアライメント精度が高い場合にはステップ２０３を省略してもよく、走査露光中の同期誤差をマスクステージＭＳＴ及びプレートステージPTSTの動作のみで補正可能な場合には、ステップ２０７を省略することが可能である。【００５９】
また、本実施形態では、全部のマスクＭ１〜Ｍ７を制御対象のマスクとしている。しかしながら、例えば図１の投影光学装置ＰＬを１列の投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７のみから構成し、１回目の走査露光で奇数番目のマスクＭ１，Ｍ３，Ｍ５，Ｍ７のパターンの像をプレートＰＴ上に露光し、２回目の走査露光で偶数番目のマスクＭ２，Ｍ４，Ｍ６のパターンの像を先に露光した像にＹ方向に継ぎ合わせて露光することも可能である。この場合には、１回目の走査露光では奇数番目のマスクが制御対象（アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７による駆動対象）となり、２回目の走査露光では偶数番目のマスクが制御対象となる。【００６０】
さらに、例えば１番目のマスクＭ１の位置及び回転角はマスクステージＭＳＴ自体で補正し、他のマスクＭ２〜Ｍ７のマスクステージＭＳＴに対する位置及び回転角をアクチュエータ系ＡＣ２〜ＡＣ７で補正してもよい。この場合には、マスクＭ１用のアクチュエータ系ＡＣ１の代わりに、単にマスクＭ１の位置決めを行う部材を設けてもよい。
なお、本実施形態ではマスクステージＭＳＴ上に７個のマスクＭ１〜Ｍ７が載置されるが、マスクステージＭＳＴ上には２個以上の任意の数のマスクを載置してもよい。従って、制御対象のマスクは少なくとも一つでよい。【００６１】
（２）また、本実施形態では、マスクＭ１〜Ｍ７のＸ方向、Ｙ方向の位置及びθｚ方向の回転角を制御しているが、その位置及び回転角の少なくとも一方を制御するのみでもよい。これによって、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの相対誤差及び／又は重ね合わせ誤差を改善できる。
（３）また、ステップ２０３は、空間像計測系３３Ａ〜３３Ｈによって基準マーク３２Ａ，３２Ｂ等を基準としてマスクＭ１〜Ｍ７のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ等の位置関係を計測し、この計測結果からマスクＭ１（マスクステージＭＳＴ）に対するマスクＭ２〜Ｍ７の相対的な位置及び回転角（この少なくとも一方でもよい）を求める工程と、その計測結果に基づいてアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７によってマスクＭ１〜Ｍ７の位置及び回転角（この少なくとも一方でもよい）を変化させる工程とを含んでいる。【００６２】
これによって、マスクＭ１〜Ｍ７のパターン間の相対的な位置及び／又は回転角の誤差を高精度に補正できる。
なお、ステップ２０３では、空間像計測系３３Ａ〜３３Ｈによる計測を行うことなく、例えばプリアライメント系（不図示）によって予め計測（取得）されているマスクＭ１〜Ｍ７のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ等の位置関係等に基づいて、マスクＭ１〜Ｍ７の位置等を補正してもよい。【００６３】
また、本実施形態では、アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７のアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃとしてピエゾモータが使用されているが、ピエゾモータの他に直動型の超音波モータ、又はボイスコイルモータ等も使用できる。
（４）また、ステップ２０７は、マスク側のレーザ干渉計５６Ｘ１，５６Ｘ２等及びプレート側のレーザ干渉計５１Ｘ１，５１Ｘ２等によって、プレートＰＴ上の被露光領域ＥＰとマスクＭ１〜Ｍ７のパターンの像との相対的な位置及び回転角の誤差（この少なくとも一方でもよい）を求める工程と、その計測結果に基づいてアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７によってマスクＭ１〜Ｍ７の位置及び回転角（この少なくとも一方でもよい）を個別に制御する工程とを含んでいる。【００６４】
これによって、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの像をプレートＰＴの被露光領域ＥＰ上に高い重ね合わせ精度で露光できる。
（５）また、本実施形態では、図４（Ａ）に示すように、アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７のアクチュエータ３９Ａ〜３９ＣによってマスクＭ１〜Ｍ７を直接駆動しているため、例えばマスクステージＭＳＴ上にマスクＭ１〜Ｍ７が載置される小型の複数の可動ステージを設ける場合に比べて、マスクステージＭＳＴ上にアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７を配置するためのスペースを十分に確保できる。【００６５】
なお、図９に示すように、アクチュエータ系ＡＣ１のアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃ及び押圧部４０Ａ〜４０ＣによるマスクＭ１（他のマスクＭ２〜Ｍ７も同様）の外面の接触部に、例えば金属製のスペーサ４８（緩衝部材）を接着等によって設けてもよい。これによって、マスクＭ１〜Ｍ７の駆動時にマスクＭ１〜Ｍ７の側面が損傷を受ける恐れがなくなる。【００６６】
（６）また、本実施形態では、マスクステージＭＳＴ（マスクＭ１〜Ｍ７）及びプレートステージPTST（プレートＰＴ）をＸ方向に同期して移動させながら、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７による像でプレートＰＴを走査露光している。従って、１回の走査露光で効率的にマスクＭ１〜Ｍ７のパターンをプレートＰＴ上の各被露光領域ＥＰに転写することができる。【００６７】
なお、例えば図４（Ａ）において、マスクＭ１のパターン領域ＰＡのパターンを１つの投影光学系を介してプレートＰＴ上に一括露光した後、マスクステージＭＳＴ及びプレートＰＴをＹ方向にステップ移動しながら、マスクＭ２〜Ｍ７のパターンの像を順次継ぎ合わせながらステップ・アンド・リピート方式でプレートＰＴ上に露光してもよい。【００６８】
［第２の実施形態］
本発明の第２の実施形態につき図１０及び図１１を参照して説明する。本実施形態の投影露光装置は図１の投影露光装置ＥＸとほぼ同じであるが、複数のマスクＭ１〜Ｍ７を個々にマスクステージＭＳＴ上に載置するのではなく、図１０（Ａ）に示すように、マスクＭ１〜Ｍ７を矩形の平板状のキャリア４５に載置した状態でマスクステージＭＳＴ上に載置する点が異なっている。図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）において、図３（Ａ）、図３（Ｂ）及び図４（Ａ）〜図４（Ｄ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。【００６９】
図１０（Ａ）はキャリア４５上にマスクＭ１〜Ｍ７を載置した状態を示し、図１０（Ｂ）はそのキャリア４５をマスクステージＭＳＴ上に載置した状態を示す。図１０（Ａ）において、キャリア４５上のマスクＭ１〜Ｍ７の周囲にはそれぞれアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃ及び押圧部４０Ａ〜４０Ｃを含むアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７が設置されている。キャリア４５には、アクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃ及び押圧部４０Ａ〜４０Ｃを駆動する電力を供給するためのコネクタ４６が設けられている。【００７０】
マスクＭ１〜Ｍ７は初めて露光される際に、マスクローダ系（不図示）によってマスクステージＭＳＴ上のキャリア４５上に並列に載置される。
図１０（Ｂ）において、マスクステージＭＳＴ上のキャリア４５のコネクタ４６は可撓性のケーブル７０を介してアクチュエータ駆動系５８に連結され、アクチュエータ駆動系５８は、図４（Ａ）の例と同様にアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７を介してマスクステージＭＳＴに対してマスクＭ１〜Ｍ７を駆動する。【００７１】
図１１（Ａ）は図１０（Ｂ）のマスクステージＭＳＴを示す平面図、図１１（Ｂ）は図１１（Ａ）のXIB−XIB線に沿う拡大断面図である。図１１（Ａ）において、キャリア４５にはマスクＭ１〜Ｍ７のパターン領域ＰＡを覆うように開口２２が形成され、マスクステージＭＳＴには開口２２を覆うように開口２１が形成されている。また、図４（Ａ）のマスクステージＭＳＴ上のエアパッド部４１Ａ〜４１Ｄ（本実施形態では吸着用に使用される）に対応して、キャリア４５の開口２２の周囲に真空予圧型気体軸受を構成する４箇所のエアパッド部４１Ｅ〜４１Ｈが形成されている。【００７２】
図１１（Ｂ）において、マスクステージＭＳＴ内の通気孔４２Ｂに連通する排気孔４２Ｅからの吸引によって、キャリア４５はマスクステージＭＳＴのエアパッド部４１Ｄに吸着保持される。さらに、キャリア４５のエアパッド部４１Ｈには、エアパッド部４１Ｄ内の排気孔４２Ａ及び給気孔４２Ｃに接続されるようにそれぞれ排気孔４２Ａ１及び給気孔４２Ｃ１が形成されている。他の構成は図４（Ａ）と同様であり、エアパッド部４１Ｈからの吸引及び加圧によって、マスクＭ１はエアパッド部４１Ｈからギャップｇを開けて浮上して保持される。従って、マスクＭ１〜Ｍ７はアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７によってキャリア４５（マスクステージＭＳＴ）に対してＸ方向、Ｙ方向、θｚ方向に円滑に駆動できる。【００７３】
本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態において、マスクＭ１〜Ｍ７を初めて使用する際には、図１１（Ａ）に示すようにマスクＭ１〜Ｍ７をマスクステージＭＳＴ上のキャリア４５上のアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７内に載置して、エアパッド部４１Ｅ〜４１Ｈの吸引及び加圧を開始する。その後、図８のステップ２０３に対応して、プレートステージPTST上の基準マーク３２Ａ，３２Ｂ等と、マスクＭ１〜Ｍ７のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ等の像との位置ずれ量を計測し、例えばマスクＭ１（ひいてはキャリア４５又はマスクステージＭＳＴ）を基準として、他のマスクＭ２〜Ｍ７の相対位置及び相対角度の誤差（又はこれらの少なくとも一方）を計測する。【００７４】
その後、その誤差を補正するように、アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７を介してキャリア４５に対するマスクＭ１〜Ｍ７の位置及び回転角の少なくとも一方を変化させることによって、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンを１枚の大きなマスクに形成されている場合と等価な位置関係に設定できる。従って、プレートＰＴ上に所望の大きなデバイスパターンを高精度に露光できる。【００７５】
さらに、走査露光中にステップ２０７に対応して、レーザ干渉計を介して計測されるマスクＭ１〜Ｍ７のパターン（マスクステージＭＳＴ）の像とプレートＰＴの被露光領域ＥＰ（プレートステージPTST）との位置ずれ量を補正するように、キャリア４５上のアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７を駆動することで、重ね合わせ誤差を低減できる。
（２）その露光後、コネクタ４６からケーブル７０を外した後、マスクＭ１〜Ｍ７はキャリア４５に載置された状態でマスクローダ系（不図示）によってマスクステージＭＳＴとマスクライブラリ（不図示）との間を搬送され、キャリア４５に載置された状態でマスクライブラリに収納される。２回目以降にマスクＭ１〜Ｍ７を使用する際には、マスクＭ１〜Ｍ７はキャリア４５に載置された状態でマスクローダ系によってマスクステージＭＳＴ上に載置される。【００７６】
この際に、アクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７のアクチュエータ３９Ａ〜３９Ｃとしては、電力が供給されない状態で作動位置をほぼ一定に維持するピエゾモータ（又は超音波モータ、小型電動マイクロメータ等でもよい）が使用されているため、キャリア４５上に並列に載置されたマスクＭ１〜Ｍ７の相対位置等は、マスクステージＭＳＴからマスクライブラリを経てマスクステージＭＳＴに戻る間でほぼ一定の関係に維持される。従って、２回目以降に、マスクＭ１〜Ｍ７が載置されたキャリア４５をマスクステージＭＳＴ上に載置した状態では、マスクＭ１〜Ｍ７の相対位置等がその前の露光時に設定された状態（ほぼマスクＭ１〜Ｍ７間の相対位置誤差等が補正された状態）であるため、ステップ２０３に対応するマスクアライメント動作を極めて短時間で実行できるか、又はステップ２０３に対応する動作を省略して、露光時間を短縮できる。また、キャリア４５を用いてマスクＭ１〜Ｍ７を一括して搬送することができるため、ステップ２０１に対応するマスクＭ１〜Ｍ７の搬送時間を短縮できる。【００７７】
（３）なお、本実施形態において、ステップ２０３に対応する工程では、キャリア４５とマスクステージＭＳＴとの相対位置及び相対角度の少なくとも一方を計測し、この計測結果に基づいてキャリア４５のマスクステージＭＳＴに対する位置及び回転角の少なくとも一方を変化させるようにしてもよい。これは、例えばマスクステージＭＳＴ上に設けられる不図示の画像処理型のプリアライメント系と、マスクローダ系とを用いて行うことができる。【００７８】
［第３の実施形態］
本発明の第３の実施形態につき図１２及び図１３を参照して説明する。本実施形態では、第２の実施形態と同様に図１２（Ａ）に示すように、キャリア４５上にマスクＭ１〜Ｍ７を載置するが、キャリア４５上のアクチュエータ系ＡＣＳ１〜ＡＣＳ７が第２の実施形態とは異なりオペレータによってマニュアルで駆動される点が異なっている。以下、図１２（Ａ）、図１２（Ｂ）及び図１３において、図１０（Ａ）、図１０（Ｂ）及び図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。【００７９】
図１２（Ａ）はキャリア４５上にマスクＭ１〜Ｍ７を載置した状態を示し、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のマスクＭ１を示す。図１２（Ａ）のマスクＭ１用のアクチュエータ系ＡＣＳ１は、図１２（Ｂ）に示すようにマスクＭ１を駆動する手動の３軸のアクチュエータ３９ＳＡ〜３９ＳＣと、これらにマスクＭ１を押圧する押圧部４０ＳＡ〜４０ＳＣとを備えている。代表的にアクチュエータ３９ＳＡＢは、図１２（Ｄ）に示すように手動のマイクロメータであり、押圧部４０ＳＢは、図１２（Ｃ）に示すようにコイルばね式のプランジャである。他のアクチュエータ系ＡＣＳ２〜ＡＣＳ７も同様に構成されている。【００８０】
また、図１３は、本実施形態でマスクライブラリ（不図示）と図１０（Ｂ）のマスクステージＭＳＴとの間に配置されるプリアライメント装置を示す。図１３において、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸よりなる直交座標系を設定する。プリアライメント装置は、Ｘ軸の移動鏡６４Ｘ１，６４Ｘ２及びＹ軸の移動鏡６４Ｙ１を備え、不図示のガイド部材に沿ってＸ方向に移動するＸステージ６３と、そのベース部材に対して不図示のフレームを介してＹ軸（Ｘ軸に直交する軸）に平行に架設されたＹ軸ガイド６５と、Ｙ軸の移動鏡６４Ｙ２を備え、Ｙ軸ガイド６５に沿ってＹ方向に移動する撮像装置６６と、移動鏡６４Ｘ１，６４Ｘ２のＸ方向の位置、及び移動鏡６４Ｙ１，６４Ｙ２のＹ方向の位置をそれぞれ計測する４軸のレーザ干渉計（不図示）と、撮像装置６６の撮像信号を処理する処理装置（不図示）とを含んでいる。Ｘステージ６３上にキャリア４５が吸着保持される。【００８１】
マスクＭ１〜Ｍ７を初めて使用する際には、マスクローダ系によってキャリア４５上のアクチュエータ系ＡＣＳ１〜ＡＣＳ７内にマスクＭ１〜Ｍ７が載置される。その状態でキャリア４５をＸステージ６３上に載置して吸着保持した後、マスクＭ１〜Ｍ７のプリアライメントを行う。即ち、Ｘステージ６３をＸ方向に駆動する動作と、撮像装置６６をＹ軸ガイド６５に沿ってＹ方向に駆動する動作とを組み合わせて、撮像装置６６によってマスクＭ１〜Ｍ７のアライメントマーク３６Ａ，３６Ｂ（及び／又は３７Ａ，３７Ｂ）の座標を計測する。その後、例えばマスクＭ１（キャリア４５）を基準として他のマスクＭ２〜Ｍ７のＸ方向、Ｙ方向の位置ずれ量、及びＺ軸の周りの回転角（又はこれらの少なくとも一方でもよい）を求める。さらに上記の処理装置では、その位置ずれ量及び回転角を相殺するための図１２（Ａ）のアクチュエータ系ＡＣＳ２〜ＡＣＳ７のアクチュエータ３９ＳＡ〜３９ＳＣ（マイクロメータ）の駆動量を求める。その後、オペレータがその求められた駆動量だけアクチュエータ３９ＳＡ〜３９ＳＣを手動で操作することによって、マスクＭ１〜Ｍ７の相対的な位置ずれ量及び回転角の誤差を補正できる。【００８２】
このようにプリアライメントが行われたキャリア４５は、不図示のマスクローダ系によって図１０（Ｂ）のマスクステージＭＳＴ上に搬送される。この際に、キャリア４５上のマスクＭ１〜Ｍ７はプリアライメントが完了しており、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンが形成された１枚の大型のマスクとして扱うことができる。従って、マスクステージＭＳＴ上では、例えば両端のマスクＭ１及びＭ７のアライメントマークの像と対応するプレートステージ上の基準マークとの位置ずれ量を検出するのみでマスクＭ１〜Ｍ７の最終的なアライメント（ファインアライメント）を迅速に行うことができる。【００８３】
なお、本実施形態では、アクチュエータ系ＡＣＳ１〜ＡＣＳ７はマニュアル方式で駆動されるため、露光中にマスクＭ１〜Ｍ７を個別に駆動する動作は実行されない。そのため、マスクＭ１〜Ｍ７のキャリア４５に対する保持は、単なる真空吸着のみでよく、加圧を行う必要はない。
また、露光後には、マスクＭ１〜Ｍ７はキャリア４５に載置された状態でマスクライブラリに搬送されて格納される。その後、マスクＭ１〜Ｍ７を使用する際には、プリアライメントが完了しているため、マスクＭ１〜Ｍ７が載置されたキャリア４５をそのままマスクステージＭＳＴ上に搬送するのみでよい。従って、マスクＭ１〜Ｍ７のアライメントを迅速に行うことができる。【００８４】
［第４の実施形態］
本発明の第４の実施形態につき図１４及び図１５を参照して説明する。本実施形態では、第２の実施形態と同様に図１４（Ａ）に示すように、キャリア４７Ａ上にマスクＭ１〜Ｍ７を載置して搬送するが、キャリア４７Ａにはアクチュエータ系が設けられておらず、第１の実施形態と同様にマスクステージＭＳＴ上にアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７が設けられている。以下、図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）において、図４（Ａ）、図４（Ｄ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。【００８５】
図１４（Ａ）は本実施形態のキャリア４７Ａを示す平面図、図１４（Ｂ）はキャリア４７Ａ上にマスクＭ１〜Ｍ７を載置した状態を示す平面図、図１４（Ｃ）はマスクローダ系６１でキャリア４７Ａを搬送している状態を示す斜視図である。図１４（Ａ）において、矩形の平板状のキャリア４７Ａには、マスクＭ１〜Ｍ７を通過した照明光を通過させるとともに、位置Ｂ２で示すように４隅及び対向する長辺の中央部でマスクＭ１〜Ｍ７を保持できる７つの矩形状の開口２３が設けられている。開口２３には、マスクステージＭＳＴ上のアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７及びエアパッド部４１Ａ〜４１Ｄが通過できるように切り欠き部２３ａ〜２３ｆが設けられている。【００８６】
また、図１４（Ｃ）において、マスクライブラリ６２には、キャリア４７Ａと同一形状でそれぞれ７枚のマスクＭＢ１〜ＭＢ７、ＭＣ１〜ＭＣ７、ＭＤ１〜ＭＤ７が載置された複数のキャリア４７Ｂ〜４７Ｄが格納されている。マスクライブラリ６２にはキャリア４７Ａを格納するスペースも設けられている。マスクローダ系６１は、キャリア４７Ａ〜４７Ｄを搬送するためのハンド部６１ｄを備えている。【００８７】
マスクＭ１〜Ｍ７は、最初は例えば個別にマスクを搬送するマスクローダ系（不図示）によってキャリア４７Ａ上に載置される。その後、マスクＭ１〜Ｍ７はキャリア４７Ａに載置された状態でマスクライブラリ６２内に格納される。マスクＭ１〜Ｍ７を露光に使用する際には、マスクＭ１〜Ｍ７が載置されたキャリア４７Ａをマスクローダ系６１によってマスクライブラリ６２からマスクステージＭＳＴ上に搬送する。【００８８】
図１５（Ａ）はキャリア４７Ａが搬送されたマスクステージＭＳＴを示す平面図、図１５（Ｂ）は図１５（Ａ）のXVB−XVB線に沿う断面図である。キャリア４７Ａに載置されたマスクＭ１〜Ｍ７をマスクステージＭＳＴに受け渡す際には、キャリア４７Ａの開口２３の切り欠き部２３ａ〜２３ｆをアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７及びエアパッド部４１Ａ〜４１Ｄが通過して、エアパッド部４１Ａ〜４１Ｄ上にマスクＭ１〜Ｍ７が受け渡される。この際に、図１５（Ｂ）に示すように、キャリア４７Ａは、マスクＭ１（マスクＭ２〜Ｍ７についても同様）とマスクステージＭＳＴとの間の空間に退避される。なお、マスクステージＭＳＴ上に２点鎖線で示す溝部２５を設けておき、溝部２５内にキャリア４７Ａを埋設して退避させてもよい。【００８９】
この結果、マスクＭ１〜Ｍ７はキャリア４７Ａから分離された状態になるため、第１の実施形態と同様にマスクステージＭＳＴ上のアクチュエータ系ＡＣ１〜ＡＣ７によって個別に駆動することができる。また、露光終了後には、図１５（Ｂ）の状態からマスクローダ系によってキャリア４７ＡをＺ方向に上昇させることによって、キャリア４７Ａ上にマスクＭ１〜Ｍ７が載置される。その後、マスクＭ１〜Ｍ７はキャリア４７Ａに載置された状態でマスクライブラリに格納される。【００９０】
以上説明した実施形態の投影露光装置（走査型露光装置）を用いて、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、液晶表示素子等の液晶デバイスを製造することができる。以下、図１６のステップＳ４０１〜Ｓ４０４を参照して、この製造方法の一例につき説明する。
図１６のステップＳ４０１（パターン形成工程）では、先ず、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、上記の走査型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加工用の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。【００９１】
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。【００９２】
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。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、露光工程で使用するマスクＭ１〜Ｍ７等の製造コストを低減できる。さらに、露光中にもマスクＭ１〜Ｍ７等を駆動することによって重ね合わせ精度も向上するため、低コストで、かつ高精度に液晶表示素子の製造を行うことができる。【００９３】
なお、本発明は、液晶表示素子の製造プロセス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の製造プロセスや、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems：微小電気機械システム)、セラミックスウエハ等を基板として用いる薄膜磁気ヘッド、及び半導体素子等の各種デバイスの製造プロセスにも広く適用できる。【００９４】
なお、上述の実施形態では、光源として放電ランプを備え、必要となるｇ線、ｈ線、及びｉ線等の光を選択するようにしていた。しかしながら、これに限らず、露光光として紫外ＬＥＤからの光、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）やＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）からのレーザ光、又は固体レーザ（半導体レーザ等）の高調波等を用いる場合であっても本発明を適用することが可能である。【００９５】
また、上述の実施形態では、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンの像を投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７によって投影する投影露光装置に本発明を適用するものとして説明したが、投影露光装置に限定されず、プロキシミティ露光を行う露光装置にも適用できる。【００９６】
また、上述の実施形態では、パターンが形成されたマスクＭ１〜Ｍ７として、露光光を透過させる透過型マスクを用いるものとして説明したが、露光光を反射させる反射型マスクを用いることもできる。反射型マスクとしては、例えば複数の微小なミラーエレメントによってパターンが形成されるＤＭＤ（Digital Micromirror DeviceまたはDeformable Micromirror Device）を用いることができる。【００９７】
また、上述の実施形態では、マスクＭ１〜Ｍ７のパターンを転写する物体（パターンを介して露光する物体）としてガラスプレート等のプレートＰＴを用いるものとして説明したが、ガラスプレート等の堅固なプレート（基板）に限らず、柔軟なフィルム状あるいはシート状の物体を用いることもできる。
また、上記の実施形態の投影露光装置ＥＸ（露光装置）は、本願請求の範囲に挙げられたステージ（ＭＳＴ，PTST）等の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及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。【００９８】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。また、明細書、特許請求の範囲、図面、及び要約を含む２００８年４月１６日付け提出の日本国特許出願第２００８−１０７３３７の全ての開示内容は、そっくりそのまま引用して本願に組み込まれている。
【符号の説明】
【００９９】
Ｍ１〜Ｍ７…マスク、ＭＳＴ…マスクステージ、ＰＬ１〜ＰＬ７…投影光学系、ＰＴ…プレート、PTST…プレートステージ、ＡＣ１〜ＡＣ７…アクチュエータ系、３６Ａ，３６Ｂ…アライメントマーク、３９Ａ〜３９Ｃ…アクチュエータ、４０Ａ〜４０Ｃ…押圧部、４１Ａ〜４１Ｃ…エアパッド部、４５…キャリア、４７Ａ〜４７Ｄ…キャリア
【図１】
2009128439.tif 000003
【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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【国際調査報告】
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