(57)【要約】【課題】露光動作に起因する反力の発生を低減し、露光精度の向上を図る。【解決手段】相互に反対の方向へ同期して移動するレチクルステージＲＳＴとウエハステージ系ＷＳＴ１,ＷＳＴ２は、投影光学系ＰＬの一側に配置されている。これにより、レチクルステージＲＳＴとウエハステージ系ＷＳＴ１,ＷＳＴ２とを近接して配置することができ、レチクルステージＲＳＴとウエハステージ系ＷＳＴ１,ＷＳＴ２とが同期移動する際に生じる反力に起因する偶力（モーメント）を、低減することが可能となる。【選択図】図１
2008103425.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクと物体とを同期して移動させ、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
前記マスクを照明光で照明する照明系と；
前記投影光学系の一側に配置され、前記マスクを保持して、少なくとも一軸方向に移動するマスクステージ系と；
前記投影光学系に対して、前記マスクステージ系と同じ側に配置され、第１、第２物体をそれぞれ保持して、その少なくとも一部が前記マスクステージ系とは反対方向に移動する物体ステージ系と；を備える露光装置。
【請求項２】
マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置であって、
前記マスクを照明光で照明する照明系と；
前記マスクのパターン像を、前記マスクが配置される物体面と同じ側の複数の位置にそれぞれ投影する投影光学系と；
前記投影光学系に対して第１、第２物体をそれぞれ移動するステージ系と；を備え、
前記投影光学系の一側で前記ステージ系が部分的に逆方向に駆動される露光装置。
【請求項３】
前記ステージ系はその駆動時における運動量の総和が実質的に零である請求項２に記載の露光装置。
【請求項４】
前記投影光学系は、前記照明光が入射する入射部と、所定方向に関して前記入射部を挟んで配置され、それぞれ前記照明光を射出する複数の射出部とを有する請求項２又は３に記載の露光装置。
【請求項５】
前記ステージ系は、前記第１、第２物体をそれぞれ保持する物体ステージ系と、前記マスクを保持するマスクステージ系とを含み、前記マスクステージ系及び前記物体ステージ系による前記マスクと前記第１、第２物体との所定の一軸方向への同期移動により、前記投影光学系を介して前記照明光で前記第１、第２物体がそれぞれ走査露光される請求項２〜４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項６】
前記ステージ系は、前記同期移動時に前記一軸方向に関して部分的に逆向きに駆動される請求項５に記載の露光装置。
【請求項７】
前記ステージ系は、前記同期移動時に前記マスクステージ系と前記物体ステージ系の少なくとも一部とが逆方向に駆動される請求項５又は６に記載の露光装置。
【請求項８】
前記ステージ系は、前記一軸方向に関して離れた位置でそれぞれ前記マスク、及び前記第１、第２物体を移動する請求項５〜７のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項９】
前記照明系は、前記一軸方向に関する位置が異なる前記マスク上の第１、第２領域にそれぞれ前記照明光を照射し、前記投影光学系は、前記第１、第２領域からの照明光をそれぞれ前記第１、第２物体に導く請求項５〜８のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記マスクを経由した前記照明光により前記第１、第２物体が実質的に同時に露光される請求項１、５〜９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記物体ステージ系は、前記第１、第２物体を、前記マスクステージ系の前記一軸方向の一側と他側でそれぞれ保持する請求項１、５〜１０のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記マスクが配置される前記投影光学系の物体面と、前記第１、第２物体が配置される前記投影光学系の像面とは、ほぼ同一面であり、前記マスクステージ系と前記物体ステージ系とはほぼ同一面上を同期移動することを特徴とする請求項１、５〜１１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記同期移動の際に、前記マスクステージ系の重心と前記物体ステージ系の重心とが前記一軸上を移動することを特徴とする請求項１、５〜１２のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１４】
前記同期移動時の前記マスクステージ系と前記物体ステージ系との運動量の総和は実質的に零であることを特徴とする請求項１、５〜１３のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１５】
前記物体ステージ系は、前記第１、第２物体をそれぞれ保持する第１、第２ステージを含むことを特徴とする請求項１、５〜１４のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１６】
前記投影光学系は反射屈折系であり、前記照明系はその少なくとも一部が前記マスクステージ系に関して前記投影光学系とは反対側に配置されることを特徴とする請求項１、５〜１５のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１７】
前記照明系は、前記一軸方向に関して離れた前記マスクの異なるパターンをそれぞれ前記照明光で照射し、前記第１、第２物体はそれぞれ前記異なるパターンによる多重露光が実質的に同時に行われる請求項１、５〜１６のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項１８】
前記マスクステージ系は、前記異なるパターンがそれぞれ形成される複数のマスクを、前記一軸方向に関して異なる位置で保持し、前記多重露光時、前記照明系は、前記一軸方向に関する位置が異なる前記各マスク上の第１、第２領域にそれぞれ前記照明光を照射するとともに、前記投影光学系は、前記第１、第２領域からの照明光をそれぞれ前記第１、第２物体に導く請求項１７に記載の露光装置。
【請求項１９】
前記マスクステージ系は、前記一軸方向に関して離れて配置され、かつ前記異なるパターンがそれぞれ形成される複数のマスクを保持する複数のマスクステージを含む請求項１７又は１８に記載の露光装置。
【請求項２０】
前記照明系は、前記異なるパターンの照明条件を独立に設定可能な複数の成形光学系を含む請求項１７〜１９のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項２１】
マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光方法であって、
前記マスクのパターン像を複数の位置にそれぞれ投影する投影光学系の一側で、前記マスク、及び第１、第２物体をそれぞれステージ系で保持し、
前記ステージ系を所定の一軸方向に関して部分的に逆向きに駆動することによって、前記マスクと前記第１、第２物体とを前記一軸方向に同期移動させつつ、前記マスク及び前記投影光学系を介して前記第１、第２物体にそれぞれ照明光を投射する露光方法。
【請求項２２】
前記マスクと前記第１、第２物体とはそれぞれ、前記ステージ系のマスクステージ系と物体ステージ系とで独立に移動される請求項２１に記載の露光方法。
【請求項２３】
前記同期移動時、前記マスクステージ系と前記物体ステージ系の少なくとも一部とが前記一軸方向に関して逆向きに駆動される請求項２２に記載の露光方法。
【請求項２４】
前記同期移動の際に、前記マスクステージ系の重心と前記物体ステージ系の重心とが前記一軸上を移動する請求項２２又は２３に記載の露光方法。
【請求項２５】
前記同期移動時の前記マスクステージ系と前記物体ステージ系との運動量の総和が実質的に零である請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２６】
前記物体ステージ系は、前記第１、第２物体をそれぞれ第１、第２ステージで独立に移動する請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２７】
前記第１、第２物体は、所定方向に関して前記マスクを挟んで配置される請求項２１〜２６のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２８】
前記マスク、及び前記第１、第２物体は、前記一軸方向に関して離れた位置にそれぞれ配置される請求項２１〜２７のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項２９】
前記同一軸方向に関する位置が異なる前記マスク上の第１、第２領域にそれぞれ前記照明光を照射し、前記投影光学系を介して前記第１、第２領域からの照明光をそれぞれ前記第１、第２物体に導く請求項２１〜２８のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３０】
前記第１、第２物体は前記照明光で実質的に同時に走査露光されることを特徴とする請求項２１〜２９のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３１】
前記マスク、及び前記第１、第２物体は、前記投影光学系の一側でほぼ同一面上に配置される請求項２１〜３０のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３２】
前記マスクは、前記投影光学系とは反対側から照明されることを特徴とする請求項２１〜３１のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３３】
前記一軸方向に関して離れた前記マスクの異なるパターンをそれぞれ前記照明光で照射し、前記第１、第２物体はそれぞれ前記異なるパターンによる多重露光が実質的に同時に行われる請求項２１〜３２のいずれか一項に記載の露光方法。
【請求項３４】
前記異なるパターンがそれぞれ形成される複数のマスクを、前記一軸方向に関して離して配置し、前記多重露光時、前記一軸方向に関する位置が異なる前記各マスク上の第１、第２領域にそれぞれ前記照明光を照射するとともに、前記投影光学系を介して前記第１、第２領域からの照明光をそれぞれ前記第１、第２物体に照射する請求項３３に記載の露光方法。
【請求項３５】
前記異なるパターンはそれぞれ照明条件が独立に設定される請求項３３又は３４に記載の露光方法。
【請求項３６】
請求項２１〜３５のいずれか一項に記載の露光方法を用いて、第１物体と第２物体とをほぼ同時に露光して、前記第１物体と前記第２物体とにパターンをそれぞれ形成するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置及び露光方法、並びにこれらを用いてデバイスを製造するデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、適宜ウエハともいう）上に転写する、例えばステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャナ）が用いられている。
【０００３】
走査型露光装置では、ウエハ上の複数のショット領域のそれぞれにレチクルパターンを転写する際に、レチクルを保持するレチクルステージが投影光学系の上方で、ウエハを保持するウエハステージが投影光学系の下方で、それぞれ所定の走査方向に等速移動する（例えば特許文献１参照）。また、走査型露光装置では、両ステージの等速移動の前後において加減速が行われる。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−６３２３１号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、第１の観点からすると、マスクと物体とを同期して移動させ、前記マスクに形成されたパターンを投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光で照明する照明系と；前記投影光学系の一側に配置され、前記マスクを保持して、少なくとも一軸方向に移動するマスクステージ系と；前記投影光学系に対して、前記マスクステージ系と同じ側に配置され、第１、第２物体をそれぞれ保持して、その少なくとも一部が前記マスクステージ系とは反対方向に移動する物体ステージ系と；を備える露光装置である。
【０００６】
これによれば、マスクステージ系と、その少なくとも一部がマスクステージ系とは反対方向に移動する物体ステージ系とが、ともに投影光学系の一側に配置されている。これにより、マスクステージ系と物体ステージ系とを近接して配置することができ、マスクステージ系と物体ステージ系の少なくとも一部とが同期移動する際に生じる反力に起因するモーメントを、投影光学系の一側と他側でマスクステージ系、及び物体ステージ系が移動する場合に比べて低減することができ、結果的に露光精度の向上を図ることが可能となる。
【０００７】
本発明は、第２の観点からすると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光装置であって、前記マスクを照明光で照明する照明系と；前記マスクのパターン像を、前記マスクが配置される物体面と同じ側の複数の位置にそれぞれ投影する投影光学系と；前記投影光学系に対して第１、第２物体をそれぞれ移動するステージ系と；を備え、前記投影光学系の一側で前記ステージ系が部分的に逆方向に駆動される露光装置である。
【０００８】
これによれば、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する際には、ステージ系が部分的に逆方向に駆動される。したがって、ステージ系を駆動するときの反力により生じるモーメントを低減することが可能となる。
【０００９】
本発明は、第３の観点からすると、マスクに形成されたパターンを物体上に転写する露光方法であって、前記マスクのパターン像を複数の位置にそれぞれ投影する投影光学系の一側で、前記マスク、及び第１、第２物体をそれぞれステージ系で保持し、前記ステージ系を所定の一軸方向に関して部分的に逆向きに駆動することによって、前記マスクと前記第１、第２物体とを前記一軸方向に同期移動させつつ、前記マスク及び前記投影光学系を介して前記第１、第２物体にそれぞれ照明光を投射する露光方法である。
【００１０】
これによれば、マスクと第１、第２物体とが、一軸方向に同期移動する際に生じる反力に起因するモーメントが、投影光学系の一側と他側でマスクを保持するステージ、物体を保持するステージが移動する場合に比べて低減され、結果的に露光精度の向上を図ることが可能となる。
【００１１】
本発明は、第４の観点からすると、本発明の露光方法を用いて、第１物体と第２物体とをほぼ同時に露光して、前記第１物体と第２物体とにパターンをそれぞれ形成するリソグラフィ工程を含むデバイス製造方法である。
【００１２】
これによれば、デバイスの生産性の向上を図ることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
《第１の実施形態》
以下、本発明の第１の実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。図１には、本発明の第１の実施形態に係る露光装置１００の概略的な構成が示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置である。
【００１４】
この露光装置１００は、水平面（ＸＹ平面）に沿って配置されＹ軸方向（図１における紙面内左右方向）の中央部の一部に開口３０ａが形成された定盤３０、所定のパターンが形成されたレチクルＲを保持して定盤３０の上面（＋Ｚ側の面）に沿って移動するレチクルステージＲＳＴ、該定盤３０の下方（−Ｚ側）に配置され、開口３０ａを介してレチクルステージＲＳＴに保持されたレチクルＲを照明光ＥＬ１，ＥＬ２で照明する照明系１０、レチクルＲを経由した照明光ＥＬ１，ＥＬ２を、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ１、Ｗ２にそれぞれ投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷ１、Ｗ２をそれぞれ保持して定盤３０上をレチクルステージＲＳＴと反対向きに移動するウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２、及びこれらの制御系等を備えている。本実施形態では、投影光学系ＰＬの一側（−Ｚ側）で、レチクルＲ及びウエハＷ１、Ｗ２をそれぞれ保持するステージ系が、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２で構成され、かつ走査露光時にＹ軸方向に関して部分的に逆向きに駆動される、すなわち本実施形態ではレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２とが逆方向に駆動される。また、ウエハＷ１、Ｗ２を同一のウエハステージで保持してもよいが、本実施形態では異なるウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２でそれぞれ保持するものとしている。なお、図示していないが、定盤３０は防振機構を介して所定面（床面など）上に配置されている。
【００１５】
前記照明系１０は、一例として波長２００ｎｍ〜１７０ｎｍの真空紫外域の光を発するパルス光源であるＡｒＦエキシマレーザ光源（出力波長１９３ｎｍ）と、所定の位置関係で配置されたビーム整形光学系、エネルギ粗調器、オプティカル・インテグレータ（ユニフォマイザ、又はホモジナイザ）、照明系開口絞り板、ビームスプリッタ、リレーレンズ、レチクルブラインド、光路折り曲げ用のミラー及びコンデンサレンズ（いずれも不図示）等を含む照明光学系とを備えている。そして、ＡｒＦエキシマレーザ光源から射出されたレーザ光が、不図示の照明光学系を経由することで、Ｙ軸方向に所定間隔隔てた２つの照明光ＥＬ１,ＥＬ２が、照明系１０から＋Ｚ方向へ射出される。また、本実施形態では、照明系開口絞り板の交換によって投影光学系ＰＬの瞳面と共役な照明光学系の所定面（瞳面）上でのレーザ光の強度分布を変更することで、レチクルＲの照明条件を可変としている。さらに、照明光学系は、照明系開口絞り板から射出されたレーザ光を２つに分岐する光分岐部材（例えば、ビームスプリッタなど）を含み、この分岐された２つのレーザ光を照明光ＩＬ１、ＩＬ２としてレチクルＲに照射する。なお、本実施形態ではレチクルＲの照明条件（照明光学系の瞳面上での照明光ＩＬ１、ＩＬ２の強度分布）を変更する成形光学系として照明系開口絞り板を用いるものとしたが、これに限らず、例えばオプティカル・インテグレータよりも上流（光源側）に設けられ、照明光学系内に交換して配置され、かつ照明光学系の瞳面上で形状、大きさ、及び位置の少なくとも１つが異なる領域にそれぞれ回折光を分布させる複数の回折光学素子と、照明光学系の光軸と平行な方向に関する間隔が可変な複数のプリズム（例えば円錐型、Ｖ型あるいは角錐型など）と、ズーム光学系（アフォーカル系）とを含む成形光学系を用いてもよい。
【００１６】
前記定盤３０は、例えばセラミックスを素材とする長方形板状部材から成り、その上面は、平坦度が高く仕上げられたレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２の移動の際のガイド面とされている。
【００１７】
前記レチクルステージＲＳＴは、その底面に固定された不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングによって定盤３０の上面の上方に数μｍのクリアランスを介して浮上支持されている。このレチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系３５により、少なくともＸＹ面内で微小駆動（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）が可能であるとともに、定盤３０に形成された前述の開口３０ａを中心とする所定範囲内でＹ軸方向に関して往復駆動（走査）可能である。なお、レチクルステージＲＳＴは、Ｚ軸方向、Ｘ軸及びＹ軸回りの回転方向（θｘ、θｙ方向）にも微動可能であってもよい。また、レチクルステージＲＳＴの質量をＭｒとする。
【００１８】
図２には、パターン面側（図１における−Ｚ側）から見たレチクルＲの平面図が示されている。図２に示されるように、レチクルＲは、ほぼ正方形のガラス基板６０を有し、該ガラス基板６０のパターン面の中央に遮光帯ＥＳで囲まれたパターン領域ＰＡが形成されている。そして、レチクルＲは、パターン面がＸＹ面に平行となるように、レチクルステージＲＳＴ上に真空吸着などによって固定されている。また、レチクルＲはそのパターン面を上向きとして（＋Ｚ側に向けて）レチクルステージＲＳＴに保持されていてもよいが、本実施形態ではそのパターン面を下向きとして（−Ｚ側に向けて）保持されているものとする。
【００１９】
前記レチクルステージＲＳＴには、レチクルＲより一回り小さな上下方向の開口部が形成されている。このため、レチクルステージＲＳＴが例えば前述の開口３０ａを中心とする所定範囲の中央部近傍にあるとき、照明系１０から＋Ｚ方向に射出された照明光ＥＬ１,ＥＬ２は、定盤３０に形成された開口３０ａ及びレチクルステージＲＳＴの開口部を介して、レチクルステージＲＳＴに保持されたレチクルＲに照射され、レチクルＲのパターン面上でＸ軸方向にそれぞれ延びる、照明光の照射領域（照明領域ＥＡ１,ＥＡ２）が形成される（図２参照）。これらの照明領域ＥＡ１,ＥＡ２のそれぞれをパターン領域ＰＡの全面が横切ることで、パターン領域ＰＡの回路パターンの全てが、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ１，Ｗ２上に転写される。
【００２０】
レチクルステージＲＳＴの位置情報（Ｚ軸回りの回転方向（θｚ方向）を含むＸＹ面内での位置情報など）は、レチクルステージＲＳＴの一部に形成された（あるいは設けられた）反射面を介して、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）３４によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。レチクル干渉計３４によって計測されるレチクルステージＲＳＴの位置情報は、主制御装置５０へ供給される。主制御装置５０は、その位置情報に基づいて、レチクルステージ駆動系３５を介して、レチクルステージＲＳＴの移動を制御する。
【００２１】
前記投影光学系ＰＬは、定盤３０の上方に配置されている。この投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率β（例えば１／４）を有する縮小系、かつ反射屈折系が用いられている。この投影光学系ＰＬは、レチクルＲ（パターン面）が配置される物体面と同じ側（−Ｚ側）に像面が配置され、レチクルＲのパターン像をＸＹ面内の異なる位置（本例ではＹ軸方向に関して離れた２つの位置）にそれぞれ投影する。さらに投影光学系ＰＬは、図１に示されるように、レチクルステージＲＳＴの上方に、下から上に順次配置された第１光学素子群ＧＬ１、この第１光学素子群ＧＬ１の光軸（図１中の一点鎖線）に関して左右対称の第１，第２反射面を有する反射部材（光分配部材）２４、第２光学素子群ＧＬ２、凹面ミラーＭ１、反射部材２４の−Ｙ側に、−Ｙ方向へ向かって順次配置された第３光学素子群ＧＬ３、反射ミラーＭ２及び該反射ミラーＭ２の下方に配置された第４光学素子群ＧＬ４、並びに第１光学素子群ＧＬ１の光軸に関して第３光学素子群ＧＬ３、反射ミラーＭ２及び第４光学素子群ＧＬ４と左右対称の配置となるように、反射部材２４の＋Ｙ側に配置された第５光学素子群ＧＬ５、反射ミラーＭ３及び第６光学素子群ＧＬ６を、備えている。なお、投影光学系ＰＬは支持部材を介して定盤３０に設置される、あるいは防振機構を有する支持部材を介して所定面（床面など）に設置される。
【００２２】
この投影光学系ＰＬによると、照明系１０から射出され、レチクルＲを透過した照明光ＥＬ１,ＥＬ２のそれぞれは、第１光学素子群ＧＬ１を介して反射部材２４に入射することなく、第２光学素子群ＧＬ２を介して凹面ミラーＭ１の反射面にそれぞれ入射する。この場合、照明系１０から射出され、凹面ミラーＭ１の反射面に至るまでの照明光ＥＬ１,ＥＬ２の光路は、第１光学素子群ＧＬ１の光軸に関して左右対称である。
【００２３】
凹面ミラーＭ１の反射面で反射された照明光ＥＬ１は、第２光学素子群ＧＬ２を介して反射部材２４の第１反射面で−Ｙ方向に向かって反射され、第３光学素子群ＧＬ３を介して反射ミラーＭ２で鉛直下方に反射され、第４光学素子群ＧＬ４を介してウエハステージＷＳＴ１に保持されたウエハＷ１の表面に到達する。同様に、凹面ミラーＭ１の反射面で反射された照明光ＥＬ２は、第２光学素子群ＧＬ２を介して反射部材２４の第２反射面で＋Ｙ方向に向かって反射され、第５光学素子群ＧＬ５を介して反射ミラーＭ３で鉛直下方に反射され、第６光学素子群ＧＬ６を介してウエハステージＷＳＴ２に保持されたウエハＷ２の表面に到達する。
【００２４】
このようにして、本実施形態では、レチクルＲのパターン領域ＰＡを通過した照明光ＥＬ１，ＥＬ２がウエハＷ１，Ｗ２上にそれぞれ投射され、レチクルＲの照明領域ＥＡ１，ＥＡ２内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が、ウエハＷ１，Ｗ２上の、照明領域ＥＡ１，ＥＡ２それぞれに共役な照明光ＥＬ１，ＥＬ２の照射領域（露光領域）に形成される。
【００２５】
前記ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２それぞれは、レチクルステージＲＳＴの質量の２倍の質量Ｍｗ（＝２Ｍｒ）を有し、それぞれの底面に固定された不図示の気体静圧軸受、例えばエアベアリングを介して定盤３０の上面の上方に例えば数μｍのクリアランスを介して浮上支持されている。この場合、ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２は、それぞれの重心の位置がレチクルステージＲＳＴの重心の位置とＺ軸方向に関して一致するように支持されている。ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２は、リニアモータ等を含む第１、第２ウエハステージ駆動系３３Ａ,３３Ｂそれぞれによって、少なくともＸＹ面内（θｚ回転を含む）で自在に駆動可能となっている。
ウエハＷ１、Ｗ２はそれぞれ、不図示のウエハホルダで保持され、かつウエハホルダが固定または形成されるウエハテーブル（不図示）を介して、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２上に配置される。各ウエハテーブルは、不図示の駆動系によってＺ軸方向及びＸＹ面に対する傾斜方向（θｘ、θｙ方向）に微小駆動される。また、ウエハＷ１、Ｗ２はそれぞれ中心がウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の重心のＸＹ座標とほぼ一致する状態で、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２に保持されている。
【００２６】
ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２それぞれの位置情報（本例ではＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ及びθｚ方向の位置情報）は、その一部（例えば、前述のウエハテーブル）に形成された（あるいは設けられた）反射面を介して、第１ウエハ干渉計３２Ａ、第２ウエハ干渉計３２Ｂそれぞれによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出される。第１ウエハ干渉計３２Ａ、第２ウエハ干渉計３２Ｂで計測されるウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２の位置情報は、主制御装置５０へ供給される。主制御装置５０は、その位置情報に基づいて、それぞれ第１、第２ウエハステージ駆動系３３Ａ,３３Ｂを介して、ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２の移動を制御する。
【００２７】
前記第４光学素子群ＧＬ４、第６光学素子群ＧＬ６それぞれの近傍には、ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２の上面にそれぞれ設けられた基準マーク、又はウエハＷ１,Ｗ２上にそれぞれ形成されたアライメントマークを検出する第１ウエハアライメント系４２Ａ、第２ウエハアライメント系４２Ｂ（図１には不図示、図３参照）がそれぞれ設けられている。ウエハアライメント系４２Ａ,４２Ｂとしては、例えばウエハ上のレジストを感光させないブロードバンドな検出光束を対象マークに照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と不図示の指標（各アライメント系内に設けられた指標板上の指標パターン）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を出力する画像処理方式のセンサ（ＦＩＡ（Field Image Alignment）系と呼ばれる）が用いられている。第１、第２ウエハアライメント系４２Ａ、４２Ｂそれぞれからの撮像信号は、主制御装置５０に供給される。主制御装置５０は、第１、第２ウエハアライメント系４２Ａ、４２Ｂそれぞれからの撮像信号と、第１、第２ウエハ干渉計３２Ａ、３２Ｂで計測されるウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２それぞれの位置情報とに基づいて、上記の検出対象の各マークのＸＹ座標を算出する。
【００２８】
なお、上記ウエハアライメント系としては、画像処理方式に限らず、コヒーレントな検出光を対象マークに照射し、その対象マークから発生する散乱光又は回折光を検出する、あるいはその対象マークから発生する２つの回折光（例えば同次数の回折光、あるいは同方向に回折する回折光）を干渉させて検出するアライメントセンサを単独であるいは適宜組み合わせて用いることは勿論可能である。
【００２９】
定盤３０の開口の内部にその一部が配置される各一対の第１レチクルアライメント系４１Ａ、第２レチクルアライメント系４１Ｂ（図１には不図示、図３参照）が設けられている。この第１及び第２レチクルアライメント系４１Ａ、４１Ｂは、例えば特開平７−１７６４６８号公報等に開示されるように、それぞれ照明光ＥＬ１，ＥＬ２を用いて、レチクルＲ上の各一対のレチクルマークＲＭと、対応するウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２上面にそれぞれ設けられた各一対の基準マークとを検出するＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系である。これらの各一対の第１、第２レチクルアライメント系４１Ａ、４１Ｂの出力は、主制御装置５０に供給される。
【００３０】
図３には、露光装置１００の制御系のブロック図が示されている。この図３に示されるように、制御系は、露光装置１００の構成各部を統括して制御するマイクロコンピュータ又はワークステーションなどを含む主制御装置５０を中心として構成されている。主制御装置５０には、その入力段に各種計測器類（４１Ａ，４１Ｂ、４２Ａ，４２Ｂ、３４、３２Ａ，３２Ｂなど）が接続されるとともに、その出力段には、照明系１０、レチクルステージ駆動系３５、第１，第２ウエハステージ駆動系３３Ａ，３３Ｂなどが接続されている。
【００３１】
上述のようにして構成された露光装置１００によると、デバイスの製造時には、まず、ウエハＷ１,Ｗ２及びレチクルＲが、それぞれウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２及びレチクルステージＲＳＴ上にロードされ、レチクルアライメント及びアライメント系４２Ａ,４２Ｂのベースライン計測、並びにウエハアライメント（例えばＥＧＡ（エンハンスト・グローバル・アライメント）等）などの所定の準備作業が行われる。そして、主制御装置５０の管理の下、ウエハＷ１，Ｗ２上の第１番目のショット領域に対する露光のための加速開始位置にウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のそれぞれが移動されるとともに、レチクルＲの位置が加速開始位置となるように、レチクルステージＲＳＴが移動される。そして、ウエハＷ１，Ｗ２上の第１番目のショット領域に対する走査露光のための一連の動作が行われる。具体的には、レチクルステージＲＳＴを例えば−Ｙ方向へ移動し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を＋方向に移動して、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２とのＹ軸方向に関する相対走査を開始する。そして、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ１及びウエハステージＷＳＴ２がそれぞれ目標走査速度に達し、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１とが、ともに等速同期状態に達すると、照明光ＥＬ１，ＥＬ２によってレチクルＲのパターン領域ＰＡがそれぞれ照明され始め、ウエハＷ１，Ｗ２に対する走査露光が僅かに時間的にずれて開始される。そして、照明光ＥＬ１，ＥＬ２によるパターン領域ＰＡ全面に対する照明がそれぞれ完了することにより、ウエハＷ１，Ｗ２に対する走査露光が終了する。この場合において、ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２の目標走査速度をＶｗ、レチクルステージＲＳＴの目標走査速度をＶｒとすると、Ｖｒ＝−４Ｖｗ（−Ｖｗ／β）の関係がある。
【００３２】
このようにして、ウエハＷ１，Ｗ２の第１ショット領域に対する走査露光が終了すると、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向に関する減速が行われ、この減速の開始とほぼ同時にウエハステージＷＳＴ１（ウエハＷ１）の−Ｘ方向への移動と、ウエハステージＷＳＴ２（ウエハＷ２）の＋Ｘ方向への移動とが開始される。そして、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のＹ軸方向の減速が終了し、速度が零になった時点で、レチクルステージＲＳＴを例えば＋Ｙ方向へ移動し、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を−Ｙ方向に移動して、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２とのＹ軸方向に関する相対走査が開始され、前述と同様に、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１とが、ともに等速同期状態に達すると、ウエハＷ１，Ｗ２上の第２ショット領域に対する走査露光が行われる。ここで、第２ショット領域に対する走査露光の開始前に、前記等速同期状態に達した時点では、ウエハステージＷＳＴ１（ウエハＷ１）の−Ｘ方向への移動、及びウエハステージＷＳＴ２（ウエハＷ２）の＋Ｘ方向への移動は、ともに終了している。すなわち、本実施形態では、第１ショット領域の走査露光が終了し第２ショット領域に対する露光が開始されるまでの間に、例えばＵ字状の経路に沿ってウエハステージＷＳＴ１（ウエハＷ１）、ウエハステージＷＳＴ２（ウエハＷ２）が移動する、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のショット領域間移動動作（ステッピング動作）が行われる。
【００３３】
ウエハＷ１，Ｗ２上の第２ショット領域に対する走査露光終了後、前述と同様のウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２のショット領域間移動動作と、ウエハ上のショット領域に対する走査露光動作とが、交互に繰り返し行われ、ウエハＷ１，Ｗ２上の第３ショット領域から第Ｍショット領域に対する、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が行われる。
【００３４】
すなわち、本実施形態では、このようにして、いわゆる完全交互スキャンによる、ステップ・アンド・スキャン方式の露光が、ウエハＷ１，Ｗ２に対して行われ、ウエハＷ１，Ｗ２上の第１ショット領域Ｓ1〜第Ｍショット領域ＳMに、レチクルＲのパターン領域ＰＡのパターンが転写される。
【００３５】
図４（Ａ）には、ウエハＷ１，Ｗ２上のＭ個（例えば７６個）のショット領域に対する同時走査露光を行った際の、ウエハＷ１に対する照明領域ＥＡ１の中心の軌跡Ｔｒ１が示され、図４（Ｂ）には、上記同時走査露光の際のウエハＷ２に対する照明領域ＥＡ２の中心の軌跡Ｔｒ２が示されている。なお、実際には、照明領域ＥＡ１、ＥＡ２が固定で、ウエハＷ１，Ｗ２が軌跡Ｔｒ１，Ｔｒ２と逆の軌跡に沿って移動するのであるが、説明の便宜上から、図４（Ａ）、図４（Ｂ）では、照明領域ＥＡ１、ＥＡ２が移動するかのような表現方法を用いている。
【００３６】
図５（Ａ）には、第ｎ番目のショット領域Ｓｎに対して走査露光を行っているときに、定盤３０上をＹ軸方向（走査方向）へ移動するウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２、及びレチクルステージＲＳＴの平面図が示されている。また、図５（Ｂ）には、図５（Ａ）に対応するウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２、及びレチクルステージＲＳＴの正面図が示されている。
【００３７】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）から分かるように、ウエハＷ１の移動軌跡（経路）と、ウエハＷ２の移動軌跡とは、Ｙ軸に平行な軸Ｌに関して対称となるように設定されている。このため、図５（Ａ）に示されるように、走査露光中のウエハステージＷＳＴ１の重心と、ウエハステージＷＳＴ２の重心とのＸ軸方向に関する位置関係は、常にＹ軸に平行でレチクルステージＲＳＴの重心を通る軸Ｌに対称な関係となる。
【００３８】
例えば、図５（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ１が軸Ｌから＋Ｘ方向へ距離ｄ隔てたところに位置する場合には、ウエハステージＷＳＴ２が軸Ｌから−Ｘ方向へ距離ｄ隔てたところに位置することとなり、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２は、Ｘ軸方向の位置に関し、常に軸Ｌと対称となる位置にある。
【００３９】
また、本実施形態では、図５（Ｂ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ,ＷＳＴ２、及びレチクルステージＲＳＴそれぞれの重心は、Ｚ軸方向に関しても常に軸Ｌ上にある。
【００４０】
従って、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とを含む系（以下、ウエハステージ系という）を考えると、そのウエハステージ系は質量が２Ｍｗで、重心が軸Ｌ上を移動する系であると考えることができる。なお、ウエハＷ１,Ｗ２の質量はウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２に比べて小さいので、ここでは無視するものとする。
【００４１】
また、前述の如く、ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２の目標走査速度Ｖｗと、レチクルステージＲＳＴの目標走査速度Ｖｒとの間には、Ｖｒ＝−４Ｖｗ（−Ｖｗ／β）の関係があるので、レチクルステージＲＳＴの加速度Ａｒと、ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２の加速度Ａｗとの間には、Ａｒ＝−４Ａｗの関係がある。
【００４２】
従って、ウエハステージ系の駆動力の反力とレチクルステージＲＳＴの駆動力の反力との総和は、次式（１）で表される。
【００４３】
Ｆｒ＋Ｆｗ＝２Ｍｗ・Ａｗ＋Ｍｒ・Ａｒ…（１）
しかるに、本実施形態ではウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２の加速度Ａｒが−４Ａｗであり、質量Ｍｗが２Ｍｒであるから、次式（２）に示されるように、ウエハステージ系の駆動力の反力とレチクルステージＲＳＴの駆動力の反力との総和は、常に零となる。
【００４４】
Ｆｒ＋Ｆｗ＝２Ｍｗ・Ａｗ＋Ｍｒ・Ａｒ
＝２・（２Ｍｒ）・Ａｗ＋Ｍｒ・（−４Ａｗ）
＝０  …（２）
また、速度の時間による微分が、加速度であることを考えればわかるように、本実施形態では、走査露光の際の、ウエハステージ系とレチクルステージＲＳＴとの運動量の総和は、零になる。
【００４５】
さらに、本実施形態では、前述の如く、ウエハステージ系の重心と、レチクルステージＲＳＴの重心とが、同一の軸Ｌ上を逆方向に移動するので、上記２つの反力によって偶力も生じない。
【００４６】
以上説明したように、本第１の実施形態に係る露光装置１００によると、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２それぞれとの同時並行的に行われる同期移動により、レチクルＲのパターンをウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２にそれぞれ保持されたウエハＷ１，Ｗ２上にほぼ同時に転写することができる。これにより、ウエハＷ１，Ｗ２を別々に露光する場合に比べて、スループットの向上が可能である。
【００４７】
また、露光装置１００によると、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２との走査速度及び加速度を、投影光学系ＰＬの投影倍率βに応じて定めるとともに、その投影倍率に応じて、すなわち加速度の比に応じてレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の質量比を定めていることから、レチクルステージＲＳＴの駆動力の反力と、ウエハステージ系（ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２）の駆動力の反力との総和を零にすることができ、その反力に起因する装置の振動を低減することができ、ひいては露光精度の向上を図ることが可能である。
【００４８】
また、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とが、常に、レチクルステージＲＳＴの重心が移動する軸Ｌに関して対称な位置にあるように、両ステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の移動経路が定められ、かつステージＲＳＴ１，ＷＳＴ１，ＷＳＴ２の全ての重心が、Ｚ軸方向に関して常に軸Ｌ上にあるように設定されているので、上記２つの反力による偶力も発生しないようになっている。
【００４９】
なお、上記実施形態では、同時並行的な走査露光により、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２上のウエハＷ１，Ｗ２上にレチクルＲのパターンをほぼ同時に転写するものとしたが、本発明がこれに限定されるものではない。例えば、照明光ＥＬ２を照射することなく、それ以外は、上記実施形態と同様の各部の動作を行うことにより、ウエハステージＷＳＴ１上のウエハＷ１のみにレチクルＲのパターンを転写しても良い。かかる場合であっても、反力の総和をほぼ零とすることで、露光精度を向上させることができる。
【００５０】
また、上記実施形態では、レチクルＲが配置される投影光学系ＰＬの物体面と、ウエハＷ１，Ｗ２が配置される投影光学系ＰＬの像面とが、ほぼ同一面であり、レチクルステージＲＳＴとウエハステージ系とがほぼ同一面上を同期移動する場合について説明したが、これは、レチクルステージＲＳＴの駆動力の反力とウエハステージ系の駆動力との反力とによって、Ｘ軸回りの偶力をも生じさせないためにこのようにしたものである。しかしながら、このような偶力の影響が無視できる、あるいは何らかの手段（例えば、日本特許第３８００６１６号に開示されるカウンターマス方式など）により相殺できるような場合には、必ずしもこのようにする必要は無い。かかる場合であっても、投影光学系ＰＬの一側（−Ｚ側）に、レチクルステージＲＳＴ、２つのウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２を、配置する場合には、投影光学系の一側と他側でマスクステージ系（レチクルステージＲＳＴ）、物体ステージ系（ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２）が移動する場合に比べて、レチクルステージとウエハステージ系とを近接して配置することができ、マスクステージ系と物体ステージ系とが同期移動する際に生じる反力に起因する偶力（モーメント）を、低減することができ、結果的に露光精度の向上を図ることが可能となる。
【００５１】
《第２の実施形態》
次に、本発明の第２の実施形態を図６及び図７に基づいて説明する。ここで、上述した第１の実施形態と同一若しくは同等の構成部分については、同一の符号を用いるとともに、その説明を簡略化し若しくは省略するものとする。
【００５２】
図６には、第２の実施形態に係る露光装置１００’の概略的な構成が示されている。図６に示されるように、露光装置１００’は、水平面（ＸＹ平面）に沿って配置され開口３０ａ、３０ｂがＹ軸方向（図６における紙面内左右方向）に離れて形成された定盤３０、所定のパターンが形成されたレチクルＲ１，Ｒ２をそれぞれ保持して定盤３０の上面（＋Ｚ側の面）に沿って移動するレチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２、該定盤３０の下方（−Ｚ側）に配置され、開口３０ａ，３０ｂをそれぞれ介してレチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２にそれぞれ保持されたレチクルＲ１，Ｒ２を、照明光ＥＬ１，ＥＬ２でそれぞれ照明する照明系１０Ａ，１０Ｂ、レチクルＲ１，Ｒ２をそれぞれ経由した照明光ＥＬ１，ＥＬ２を、表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ１、Ｗ２に投射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷ１,Ｗ２をそれぞれ保持して定盤３０上をレチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２と反対向きに移動するウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２、及びこれらの制御系等を備えている。本実施形態では、投影光学系ＰＬの一側（−Ｚ側）で、レチクルＲ１、Ｒ２及びウエハＷ１、Ｗ２をそれぞれ保持するステージ系が、レチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ２及びウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２で構成され、かつ走査露光時にＹ軸方向に関して部分的に逆向きに駆動される。すなわち本実施形態ではレチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ２とウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２とが逆方向に駆動される。また、レチクルＲ１、Ｒ２は同一のパターンを有してもよいが、本実施形態では異なるパターンを有するものとする。
【００５３】
前記照明系１０Ａ,１０Ｂのそれぞれは、照明光学系が前述の光分岐部材を備えていない点を除き、前述の照明系１０と同様に構成されている。このため、前述の成形光学系によって、レチクルＲ１、Ｒ２の照明条件を独立に設定可能であり、レチクルＲ１、Ｒ２のパターンに応じてその照明条件を異ならせることができる。
【００５４】
前記レチクルステージＲＳＴ１,ＲＳＴ２は、それぞれの底面に固定された不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングによって定盤３０の上面の上方に数μｍのクリアランスを介して浮上支持されている。これらのレチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２は、例えばリニアモータ等を含む第１、第２レチクルステージ駆動系３５Ａ,３５Ｂ（図７参照）により、少なくともＸＹ面内で微小駆動（θｚ回転を含む）が可能であるとともに、定盤３０に形成された前述の開口３０ａ、３０ｂをそれぞれ中心とする所定範囲内でＹ軸方向に関して往復駆動（走査）可能である。なお、レチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２の質量をともにＭｒとする。
【００５５】
レチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２は、前述のレチクルステージＲＳＴと同様に構成されている。レチクルステージＲＳＴ１が例えば前述の開口３０ａを中心とする所定範囲の中央部近傍にあるとき、照明系１０Ａから＋Ｚ方向に射出された照明光ＥＬ１は、定盤３０に形成された開口３０ａ及びレチクルステージＲＳＴ１の開口部を介して、レチクルステージＲＳＴ１に保持されたレチクルＲ１に照射され、レチクルＲ１のパターン面上でＸ軸方向に延びる、照明光の照射領域（以下、「第１照明領域」と言う）が形成される。同様に、レチクルステージＲＳＴ２が例えば前述の開口３０ｂを中心とする所定範囲の中央部近傍にあるとき、照明系１０Ｂから＋Ｚ方向に射出された照明光ＥＬ２は、定盤３０に形成された開口３０ｂ及びレチクルステージＲＳＴ２の開口部を介して、レチクルステージＲＳＴ２に保持されたレチクルＲ２に照射され、レチクルＲ２のパターン面上でＸ軸方向に延びる、照明光の照射領域（以下、「第２照明領域」と言う）が形成される。これら第１、第２照明領域をそれぞれレチクルＲ１，Ｒ２のパターン領域の全面が横切ることで、レチクルＲ１及びレチクルＲ２のパターン領域の回路パターンの全てが、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ１，Ｗ２上に同時に重ねて転写（二重露光）される。
【００５６】
レチクルステージＲＳＴ１,ＲＳＴ２それぞれの位置情報は、その一部に形成された（あるいは設けられた反射面）を介して、第１、第２レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）３４Ａ,３４Ｂ（図７参照）それぞれによって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。レチクル干渉計３４Ａ，３４Ｂによってそれぞれ計測されるレチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２の位置情報は、主制御装置５０（図７参照）へ供給される。主制御装置５０は、それらの位置情報に基づいて、第１、第２レチクルステージ駆動系３５Ａ,３５Ｂを介して、レチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ２の移動を制御する。
【００５７】
前記投影光学系ＰＬは、定盤３０の上方に配置されている。この投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率β（例えば１／４）を有する縮小系、かつ反射屈折系が用いられている。この投影光学系ＰＬは、レチクルＲ１、Ｒ２のパターン像をそれぞれＸＹ面内の異なる位置（本例ではＹ軸方向に関して離れた２つの位置）に投影するとともに、各投影位置ではレチクルＲ１のパターン像とレチクルＲ２のパターン像とが重なっている（すなわち、両像は同一位置に投影される）。さらに投影光学系ＰＬは、図１に示されるように、複数の光学素子からそれぞれなる第１〜第４光学素子群ＧＬ１’,ＧＬ２’,ＧＬ３’,ＧＬ４’、２つの反射ミラーＭ２，Ｍ３、及び２つのハーフミラーＨＭ１，ＨＭ２を含む。レチクルステージＲＳＴ１の上方に第１光学素子群ＧＬ１’、ハーフミラーＨＭ２が順次配置され、レチクルステージＲＳＴ２の上方に第２光学素子群ＧＬ２’、反射ミラーＭ３が配置されている。また、ハーフミラーＨＭ２の−Ｙ側には、ハーフミラーＨＭ１、及び反射ミラーＭ２が＋Ｙ側から−Ｙ側に順次配置され、ハーフミラーＨＭ１、及び反射ミラーＭ２の下方には、第４光学素子群ＧＬ４’、及び第３光学素子群ＧＬ３’がそれぞれ配置されている。
【００５８】
この投影光学系ＰＬによると、照明系１０Ａから射出され、レチクルＲ１を透過した照明光ＥＬ１は、第１光学素子群ＧＬ１’を介してハーフミラーＨＭ２に入射して、−Ｙ方向に反射される。このハーフミラーＨＭ２で反射された照明光ＥＬ１の一部は、ハーフミラーＨＭ１を通過して反射ミラーＭ２で鉛直下方に反射され、第３光学素子群ＧＬ３’を介してウエハステージＷＳＴ１に保持されたウエハＷ１の表面に到達する。一方、ハーフミラーＨＭ２で反射された照明光ＥＬ１の一部は、ハーフミラーＨＭ１で鉛直下方に反射され、第４光学素子群ＧＬ４’を介してウエハステージＷＳＴ２に保持されたウエハＷ２の表面に到達する。
【００５９】
一方、照明系１０Ｂから射出され、レチクルＲ２を透過した照明光ＥＬ２は、第２光学素子群ＧＬ２’を介して反射ミラーＭ３で−Ｙ方向に反射され、ハーフミラーＨＭ２を透過する。このハーフミラーＨＭ２を透過した照明光ＥＬ２の一部は、ハーフミラーＨＭ１を透過して反射ミラーＭ２で鉛直下方に反射され、第３光学素子群ＧＬ３’を介してウエハステージＷＳＴ１に保持されたウエハＷ１の表面に到達する。一方、ハーフミラーＨＭ２を透過した照明光ＥＬ２の一部は、ハーフミラーＨＭ１で鉛直下方に反射され、第４光学素子群ＧＬ４’を介してウエハステージＷＳＴ２に保持されたウエハＷ２の表面に到達する。
【００６０】
このようにして、本実施形態では、レチクルＲ１のパターン領域を通過した照明光ＥＬ１，及びレチクルＲ２のパターン領域を通過したＥＬ２が、ウエハＷ１，Ｗ２上に投射され、レチクルＲ１の第１照明領域内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）及びレチクルＲ２の第２照明領域内の回路パターンの縮小像（部分倒立像）が、前述の第１照明領域及び第２照明領域に共役なウエハＷ１，Ｗ２上の、照明光ＥＬ１及びＥＬ２の照射領域（露光領域）に、重ね合わせて形成される。
【００６１】
前記ウエハステージＷＳＴ１,ＷＳＴ２それぞれは、前述の第１の実施形態と同様に構成されているが、本第２の実施形態では、レチクルステージＲＳＴの質量の４倍の質量Ｍｗ（＝４Ｍｒ）を有している点が、第１の実施形態と異なる。
【００６２】
また、第３光学素子群ＧＬ３’及び第４光学素子群ＧＬ４’の近傍には、第１ウエハアライメント系４２Ａ、及び第２ウエハアライメント系４２Ｂ（図７参照）が設けられ、定盤３０の開口３０ａ，３０ｂの内部に一部が配置される第１、第２レチクルアライメント系４１Ａ，４１Ｂ（図７参照）がそれぞれ設けられている。
【００６３】
上述のようにして構成された本第２の実施形態に係る露光装置１００’によると、第１の実施形態と同様の準備作業の後に、前述と同様にステップ・アンド・スキャン方式の走査露光により、レチクルＲ１とＲ２とのパターンが、ウエハＷ１，Ｗ２上に転写される。但し、本第２の実施形態では、レチクルＲ１とＲ２のパターンは、同時二重露光によって、ウエハＷ１，Ｗ２上に転写される。
【００６４】
また、本実施形態では、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２それぞれの質量Ｍｗは、レチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２の質量Ｍｒの４倍（＝４Ｍｒ）であり、レチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２それぞれの走査速度Ｖｒ、加速度Ａｒは、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳ２それぞれの走査速度Ｖｗ、加速度Ａｗの−４倍となっている（Ｖｒ＝−４Ｖｗ、Ａｒ＝−４Ａｗ）。したがって、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２からなる系（ウエハステージ系）と、レチクルステージＲＳＴ１とレチクルステージＲＳＴ２からなる系（レチクルステージ系）とを、考えると、ウエハステージ系は質量が２Ｍｗで走査速度がＶｗ、加速度がＡｗの系であり、レチクルステージ系は質量が２Ｍｒで走査速度がＶｒ、加速度がＡｒの系であると考えることができる。従って、走査露光の際のレチクルステージ系の駆動力の反力とウエハステージ系の駆動力の反力との総和は、次式（３）で表される。
【００６５】
Ｆｒ＋Ｆｗ＝２Ｍｗ・Ａｗ＋２Ｍｒ・Ａｒ…（３）
そして、上述したように、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の質量Ｍｗは、レチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２の質量Ｍｒの４倍（＝４Ｍｒ）であり、レチクルステージＲＳＴ１，ＲＳＴ２の加速度Ａｒは、ウエハステージＷＳＴ１，ＷＳＴ２の加速度Ａｗの−４倍（＝−４Ａｗ）であるから、走査露光の際のレチクルステージ系の駆動力の反力とウエハステージ系の駆動力の反力との総和は、次式（４）に示されるように、常に零となる。
【００６６】
Ｆｒ＋Ｆｗ＝２Ｍｗ・Ａｗ＋２Ｍｒ・Ａｒ
＝２・（４Ｍｒ）・Ａｗ＋２Ｍｒ・（−４Ａｗ）
＝０  …（４）
本第２の実施形態においても、前述と同様の理由により、走査露光の際の、ウエハステージ系とレチクルステージＲＳＴとの運動量の総和は、零になる。
【００６７】
さらに、本実施形態では、ウエハステージ系の重心と、レチクルステージＲＳＴの重心とが、同一の軸上を逆方向に移動するので、上記２つの反力によって偶力も生じない。
【００６８】
以上説明したように、本第２の実施形態に係る露光装置１００’によると、前述の第１の実施形態と同等の効果を得られる他、異なるレチクルＲ１、Ｒ２に形成されたパターンを同時に、２つのウエハＷ１，Ｗ２に一度に二重露光により転写することができるので、スループットの向上を図ることが可能となる。また、例えばレチクルＲ１、Ｒ２でそれぞれ最適な照明条件を設定することができ、投影光学系ＰＬの解像力の向上、及び焦点深度の実質的な増大が期待できる。従って、第１の実施形態に比べて、一層のスループット、さらには露光精度の向上が可能である。
【００６９】
なお、本実施形態では２つのレチクルステージＲＳＴ１、ＲＳＴ２を設けるものとしたが、これに限らず、例えば１つのレチクルステージに、Ｙ軸方向に関して離して複数のレチクルを配置してもよいし、複数のレチクルを用いる代わりに、複数のパターンが形成された１つのレチクルを用いてもよい。また、本実施形態では２つの照明系１０Ａ、１０Ｂを設けるものとしたが、これに限らず、例えば一部（前述の成形光学系などを含む）を除き、残りが兼用される１つの照明系を用いてもよい。さらに、本実施形態では複数のウエハにそれぞれ二重露光を行うものとしたが、３つ以上のパターンを用いる多重露光を行ってもよい。
【００７０】
なお、上記各実施形態では投影光学系ＰＬの下方にレチクルステージ及びウエハステージ（ステージ系）を配置するものとしたが、例えば投影光学系ＰＬを図１又は図６の紙面内で上下反転させて設け、その投影光学系の上方にレチクルステージ及びウエハステージを配置することとしてもよい。この場合、レチクルが透過型であると、前述の照明系はその少なくとも一部がレチクルステージに関して投影光学系ＰＬと反対側（レチクルステージの上方）に配置される。また、上記各実施形態ではレチクルステージ及びウエハステージの全体で同期移動（走査露光）時の運動量の総和をほぼ零とするものとしたが、これに限らず、例えばレチクルステージは前述のカウンターマス方式とし、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２の運動量の総和をほぼ零としてもよい。この場合、ウエハステージＷＳＴ１、ＷＳＴ２は走査露光時、Ｙ軸方向に関して逆向きに駆動される。さらに、レチクルステージ系とウエハステージ系との質量比は上記各実施形態に限られるものでなく、例えばレチクルステージ系及びウエハステージ系（ステージ系）の少なくとも１つのステージに前述のカウンターマス方式を適用することでその質量比を変更することができる。
【００７１】
また、上記各実施形態では干渉計システムを用いてレチクルステージ及びウエハステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えばウエハステージの上面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。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、ウエハステージの位置制御を行うようにしてもよい。
【００７２】
なお、上記各実施形態では、マスクとして透過型のレチクルを用いたが、これに限らず、例えば反射型のレチクルを用いても良い。かかる場合、前述の照明系はその少なくとも一部がレチクルステージに関して投影光学系と同じ側に配置されるとともに、それに合わせて、投影光学系の構成の変更が必要になることがある。また、投影光学系は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでも良いし、反射屈折系のみならず、反射系でも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。
【００７３】
また、上記各実施形態では、ウエハＷ１及びウエハＷ２それぞれが、ウエハステージＷＳＴ１及びウエハステージＷＳＴ２に保持されている場合について説明したが、これに限らず、ウエハステージＷＳＴ１とウエハステージＷＳＴ２とを一体的に構成し、１つのステージで複数のウエハを保持しても良い。この場合にも、その１つのステージは、例えば２つのウエハを、マスクステージの走査方向の一側と他側でそれぞれ保持することとしても良い。
【００７４】
なお、例えば特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６,５９０,６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５,９６９,４４１号）あるいは米国特許第６,２０８,４０７号などに開示されているように、一対のウエハステージを交換して露光ステーションに配置するツインステージ型の露光装置にも本発明を適用できる。また、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６,８９７,９６３号）などに開示されているように、露光処理に関する計測に用いられる計測装置及び／又は基準マークなどを有し、ウエハステージとは独立して移動可能な計測ステージを備えた露光装置にも本発明を適用できる。
【００７５】
また、上記各実施形態において、照明光ＥＬ１，ＥＬ２は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ光（波長１５７ｎｍ）などであっても良い。また、照明光としては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを露光するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、その露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも、本発明を適用することが可能である。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号パンプレットなどに開示される、投影光学系ＰＬとウエハとの間に液体（例えば純水など）が満たされる液浸型露光装置などにも、本発明を適用可能である。
【００７６】
さらに、上記各実施形態の露光装置は半導体デバイスの製造用に限られるものでなく、例えばディスプレイ（液晶表示素子など）、撮像素子（ＣＣＤなど）、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン、ＤＮＡチップなど、他のデバイスの製造に用いる露光装置などであっても良く、これらの露光装置に本発明を適用しても良い。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【００７７】
また、上記各実施形態ではエネルギビーム（照明光）が照射される、露光対象の感応性の物体（基板）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、あるいはマスクブランクスなど他の物体でもよいし、その形状は円形に限られず矩形などでもよい。
【００７８】
以上のように、上記各実施形態の露光装置は、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等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００７９】
半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに転写するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記各実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の露光装置及び露光方法は、物体にマスクに形成されたパターンを転写するのに適しており、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】第１の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】パターン面側から見たレチクルＲの平面図である。
【図３】第１の実施形態に係る露光装置の制御系を示すブロック図である。
【図４】図４（Ａ）は、ウエハＷ１に対する照明領域ＥＡ１の中心の軌跡Ｔｒ１を示す図、図４（Ｂ）は、ウエハＷ２に対する照明領域ＥＡ２の中心の軌跡Ｔｒ２を示す図である。
【図５】図５（Ａ）及び図５（Ｂ）は、第１の実施形態の作用を説明するための図である。
【図６】第２の実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係る露光装置の制御系を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０，１０Ａ，１０Ｂ…照明系、３０…定盤、５０…主制御装置、１００，１００’…露光装置、Ｒ，Ｒ１，Ｒ２…レチクル、Ｗ１，Ｗ２…ウエハ、ＰＬ…投影光学系、ＲＳＴ，ＲＳＴ１，ＲＳＴ２…レチクルステージ、ＷＳＴ１，ＷＳＴ２…ウエハステージ、ＥＬ１，ＥＬ２…照明光、ＥＡ１，ＥＡ２…照明領域、ＰＡ…パターン領域。
【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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