(57)【要約】      （修正有）【課題】投影光学系の焦点ずれを高精度に検出することにより高精度な露光を行うことができる走査型露光装置を提供する。【解決手段】第１照明領域Ｉ１、Ｉ３、Ｉ５の第１パターンの像を形成する第１投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５と、第２照明領域Ｉ２、Ｉ４の第２パターンの像を形成する第２投影光学系とを備える走査型露光装置において、重複露光領域の形成に寄与する前記第１投影光学系の像視野内の重複領域に対応する前記第１照明領域内の部分領域またはその近傍の第１検出位置における前記第１パターンに対する前記第１投影光学系の焦点ずれ、および前記重複露光領域を形成に寄与する前記第２投影光学系の像視野内の重複領域に対応する前記第２照明領域内の部分領域またはその近傍の第２検出位置における前記第２パターンに対する前記第２投影光学系の焦点ずれ検出する検出装置を備えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１照明領域の第１パターンの像を形成する第１投影光学系と、第２照明領域の第２パターンの像を形成する第２投影光学系とを備え、第１投影光学系及び第２投影光学系に対して基板を相対的に走査方向に沿って移動させて、前記第１パターンの像と前記第２パターンの像とを基板にて重複露光して重複露光領域を形成する走査型露光装置において、
前記重複露光領域の形成に寄与する前記第１投影光学系の像視野内の重複領域に対応する前記第１照明領域内の部分領域またはその近傍の第１検出位置における前記第１パターンに対する前記第１投影光学系の焦点ずれ、および前記重複露光領域を形成に寄与する前記第２投影光学系の像視野内の重複領域に対応する前記第２照明領域内の部分領域またはその近傍の第２検出位置における前記第２パターンに対する前記第２投影光学系の焦点ずれ検出する検出装置を備えることを特徴とする走査型露光装置。
【請求項２】
前記走査方向と直交する方向での前記第１検出位置と前記第２検出位置との間の距離は、前記走査方向と直交する方向での前記第１パターンの長さと前記走査方向と直交する方向での前記第２パターンの長さとの和よりも長いことを特徴とする請求項１記載の走査型露光装置。
【請求項３】
前記走査方向と直交する方向での前記第１検出位置と前記第２検出位置との間に距離は、前記走査方向と直交する方向での前記第１照明領域の長さと前記走査方向と直交する方向での前記第２照明領域の長さとの和よりも長いことを特徴とする請求項１記載の走査型露光装置。
【請求項４】
前記検出手段は、
前記第１投影光学系の前記第１パターン側の視野領域またはその近傍の第１検出位置に関して、前記第１投影光学系の物体面に対する前記第１パターンの焦点ずれを検出する第１検出手段と、
前記第２投影光学系の前記第２パターン側の視野領域またはその近傍の第２検出位置に関して、前記第２投影光学系の物体面に対する前記第２パターンの焦点ずれを検出する第２検出手段と、
を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の走査型露光装置。
【請求項５】
前記第１検出手段は、前記第１投影光学系により形成される前記第１パターンの像と前記第２投影光学系により形成される前記第２パターンの像とが前記基板において重なる部分に対応する前記第１投影光学系の前記第１パターン側の視野領域の端部またはその近傍の第１検出位置に関して、前記第１投影光学系の物体面に対する前記第１パターンの焦点ずれを検出し、
前記第２検出手段は、前記第１投影光学系により形成される前記第１パターンの像と前記第２投影光学系により形成される前記第２パターンの像とが前記基板において重なる部分に対応する前記第２投影光学系の前記第２パターン側の視野領域の端部またはその近傍の第２検出位置に関して、前記第２投影光学系の物体面に対する前記第２パターンの焦点ずれを検出することを特徴とする請求項４記載の走査型露光装置。
【請求項６】
前記検出手段による検出結果を用いて、前記第１投影光学系及び前記第２投影光学系の焦点位置を調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の走査型露光装置。
【請求項７】
前記第１投影光学系及び前記第２投影光学系は、拡大倍率を有することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の走査型露光装置。
【請求項８】
前記第１投影光学系及び前記第２投影光学系により形成される像は、倒立像であることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の走査型露光装置。
【請求項９】
前記基板は、外径が５００ｍｍよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか一項に記載の走査型露光装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れか一項に記載の走査型露光装置を用いてパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と、
を含むことを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１１】
第１投影光学系を介して基板上に転写される第１パターン及び第２投影光学系を介して前記基板上に転写される第２パターンが形成されたマスクにおいて、
前記第１投影光学系により形成される前記第１パターンの像と前記第２投影光学系により形成される前記第２パターンの像とが前記基板において重なる部分に対応する前記第１パターンの重複領域またはその近傍に、前記第１投影光学系の焦点ずれを検出する第１検出用パターンが形成されると共に、
前記第１投影光学系により形成される前記第１パターンの像と前記第２投影光学系により形成される前記第２パターンの像とが前記基板において重なる部分に対応する前記第２パターンの重複領域またはその近傍に、前記第２投影光学系の焦点ずれを検出する第２検出用パターンが形成されることを特徴とするマスク。
【請求項１２】
前記第１パターン及び前記第２パターンは、所定方向に延びる形状を有し、
前記検出用パターンは、前記第１パターン及び前記第２パターンの長手方向の縁部又はその近傍に、連続的又は所定の間隔で形成されていることを特徴とする請求項１１記載のマスク。
【請求項１３】
前記第１パターン及び前記第２パターンは、前記基板に拡大転写されることを特徴とする請求項１１または請求項１２記載のマスク。
【請求項１４】
前記第１パターンは、前記基板に形成される前記第１パターンの像に対して倒立し、
前記第２パターンは、前記基板に形成される前記第２パターンの像に対して倒立していることを特徴とする請求項１１乃至請求項１３の何れか一項に記載のマスク。
【請求項１５】
前記第１パターン及び第２パターンは、所定方向に延びる形状を有し、
前記第１及び第２パターンの幅方向における前記第１検出用パターンと前記第２検出用パターンとの距離は、前記第１パターンの幅と前記第２検出パターンの幅との和よりも長いことを特徴とする請求項１１乃至請求項１４の何れか一項に記載のマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、液晶表示素子等のフラットパネル表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための走査型露光装置、該走査型露光装置を用いたデバイスの製造方法及び該走査型露光装置で用いられるマスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば半導体素子又は液晶表示素子等を製造する際に、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基板（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。従来はステップ・アンド・リピート方式で基板上の各ショット領域にそれぞれマスクのパターンを一括露光する投影露光装置（ステッパ）が多用されていた。近年、１つの大きな投影光学系を使用する代わりに、投影光学系を走査方向と直交する方向に複数並べ、さらに走査方向に沿って所定間隔で複数列に配置し、マスク及び基板を走査させつつ各投影光学系でそれぞれマスクのパターンを基板上に露光するステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。複数の投影光学系としては、マスク上のパターンを基板上に正立正像等倍にて露光する光学系が用いられている。
【特許文献１】特願２００１−３３７４６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、近年、基板がますます大型化し、２ｍ角を越える基板が使用されるようになってきている。ここで、上述のステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を用いて大型の基板上に露光を行う場合、投影倍率が等倍の投影光学系を用いているため、マスクも大型化する。マスクのコストは、マスク基板の平面性を維持する必要もあり、大型化すればするほど高くなる。そこで、拡大倍率を有する投影光学系を用いることによりマスクの小型化を図ることができる。しかしながら、投影光学系の投影倍率をβとしたとき、マスク側の焦点深度は基板側の焦点深度の１/β２となるため、拡大倍率を有する投影光学系のマスク側の焦点深度は等倍率を有する投影光学系のそれと比較して小さくなる。したがって、拡大倍率を有する投影光学系を用いる場合、高精度な露光を行うためにマスク側の合焦管理を高精度に行う必要がある。
【０００４】
この発明の課題は、投影光学系の焦点ずれを高精度に検出することにより高精度な露光を行うことができる走査型露光装置、該走査型露光装置を用いたデバイスの製造方法及び該走査型露光装置で用いられるマスクを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の走査型露光装置は、第１照明領域（Ｉ１、Ｉ３、Ｉ５）の第１パターン（Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５）の像を形成する第１投影光学系（ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５）と、第２照明領域（Ｉ２、Ｉ４）の第２パターン（Ｍ２、Ｍ４）の像を形成する第２投影光学系（ＰＬ２、ＰＬ４）とを備え、第１投影光学系（ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５）及び第２投影光学系（ＰＬ２、ＰＬ４）に対して基板を相対的に走査方向に沿って移動させて、前記第１パターンの像と前記第２パターンの像とを基板にて重複露光して重複露光領域（Ｐ１１〜Ｐ１４）を形成する走査型露光装置において、前記重複露光領域（Ｐ１１〜Ｐ１４）の形成に寄与する前記第１投影光学系（ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５）の像視野（Ｒ１、Ｒ３、Ｒ５）内の重複領域（Ｒａ、Ｒｄ、Ｒｅ、Ｒｈ）に対応する前記第１照明領域（Ｉ１、Ｉ３、Ｉ５）内の部分領域（Ａ１、Ａ４、Ａ５、Ａ８）またはその近傍の第１検出位置（Ｄ１、Ｄ４、Ｄ５、Ｄ８）における前記第１パターン（Ｍ１、Ｍ３、Ｍ５）に対する前記第１投影光学系（ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５）の焦点ずれ、および前記重複露光領域（Ｐ１１〜Ｐ１４）を形成に寄与する前記第２投影光学系（ＰＬ２、ＰＬ４）の像視野（Ｒ２、Ｒ４）内の重複領域（Ｒｂ、Ｒｃ、Ｒｆ、Ｒｇ）に対応する前記第２照明領域（Ｉ２、Ｉ４）内の部分領域（Ａ２、Ａ３、Ａ６、Ａ７）またはその近傍の第２検出位置（Ｄ２、Ｄ３、Ｄ６、Ｄ７）における前記第２パターン（Ｍ２、Ｍ４）に対する前記第２投影光学系（ＰＬ２、ＰＬ４）の焦点ずれ検出する検出装置を備えることを特徴とする。
【０００６】
また、この発明のデバイスの製造方法は、この発明の走査型露光装置を用いてパターンを感光性基板（Ｐ）上に露光する露光工程（Ｓ３０３）と、前記露光工程（Ｓ３０３）により露光された前記感光性基板（Ｐ）を現像する現像工程（Ｓ３０４）とを含むことを特徴とする。
【０００７】
また、この発明のマスク（Ｍ）は、第１投影光学系（ＰＬ１,ＰＬ３,ＰＬ５）を介して基板（Ｐ）上に転写される第１パターン（Ｍ１,Ｍ３,Ｍ５）及び第２投影光学系を介して前記基板（Ｐ）上に転写される第２パターン（Ｍ２,Ｍ４）が形成されたマスク（Ｍ）において、前記第１投影光学系（ＰＬ１,ＰＬ３,ＰＬ５）により形成される前記第１パターン（Ｍ１,Ｍ３,Ｍ５）の像と前記第２投影光学系により形成される前記第２パターン（Ｍ２,Ｍ４）の像とが前記基板（Ｐ）において重なる部分（Ｐ１１〜ＰＬ１４）に対応する前記第１パターン（Ｍ１，Ｍ３，Ｍ５）の重複領域（Ａ１，Ａ４，Ａ５，Ａ８）またはその近傍に、前記第１投影光学系（ＰＬ１,ＰＬ３,ＰＬ５）の焦点ずれを検出する第１検出用パターン（ｍ１，ｍ４，ｍ５，ｍ８）が形成されると共に、前記第１投影光学系（ＰＬ１,ＰＬ３,ＰＬ５）により形成される前記第１パターン（Ｍ１,Ｍ３,Ｍ５）の像と前記第２投影光学系により形成される前記第２パターン（Ｍ２，Ｍ４）の像とが前記基板（Ｐ）において重なる部分に対応する前記第２パターン（Ｍ２,Ｍ４）の重複領域（Ａ２，Ａ３，Ａ６，Ａ７）またはその近傍に、前記第２投影光学系の焦点ずれを検出する第２検出用パターン（ｍ２，ｍ３，ｍ６，ｍ７）が形成されることを特徴とする。なお、本発明をわかりやすく説明するために一実施形態を表す図面の符号に対応つけて説明したが、本発明が実施形態に限定されるものでないことは言うまでもない。
【発明の効果】
【０００８】
この発明の走査型露光装置によれば、重複露光領域の形成に寄与する第１投影光学系の像視野内の重複領域に対応する第１照明領域内の部分領域またはその近傍の第１検出位置における、第１パターンに対する第１投影光学系の焦点ずれ、および重複露光領域を形成に寄与する前記第２投影光学系の像視野内の重複領域に対応する第２照明領域内の部分領域またはその近傍の第２検出位置における、第２パターンに対する第２投影光学系の焦点ずれ検出する検出装置を備えているため、第１投影光学系及び第２投影光学系の焦点ずれを高精度に検出することができ、検出結果を用いてそれぞれの投影光学系について適切な調整を行うことにより高精度な露光を行うことができる。
【０００９】
また、この発明のデバイスの製造方法によれば、この発明の走査型露光装置を用いて露光を行うため、高精度な重ね合わせ露光を行うことができ、良好なデバイスを製造することができる。
【００１０】
また、この発明のマスクによれば、第１投影光学系により形成される第１パターンの像と第２投影光学系により形成される第２パターンの像とが基板において重なる部分に対応する第１パターン及び第２パターンの重複領域またはその近傍に、第１投影光学系及び第２投影光学系の焦点ずれを検出する第１検出用パターン及び第２検出用パターンが形成されているため、この発明のマスクを走査型露光装置に設置した際に、第１投影光学系及び第２投影光学系の焦点ずれを高精度に検出することができ、検出結果を用いてそれぞれの投影光学系について適切な調整を行うことにより高精度な露光を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る走査型露光装置について説明する。図１は、この実施の形態に係る走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である。この実施の形態においては、複数の投影光学ユニットＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５及び図示しない２つの投影光学ユニット（以下、投影光学ユニットＰＬ２，ＰＬ４という。）からなる投影光学系ＰＬに対してマスクＭと外径が５００ｍｍよりも大きいプレート（基板、感光性基板）Ｐとを相対的に移動させつつマスクＭに形成されたパターンの像をプレートＰ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明する。ここで外径が５００ｍｍよりも大きいとは、一辺若しくは対角線が５００ｍｍよりも大きいことをいう。
【００１２】
なお、以下の説明においては、各図中に示したＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施の形態ではマスクＭ及びプレートＰを移動させる方向（走査方向）をＸ軸方向に設定している。
【００１３】
図１に示す走査型露光装置は、図示しないマスクステージ上に載置されたマスクＭを均一に照明するための照明光学系を備えている。照明光学系は、例えば水銀ランプ又は超高圧水銀ランプからなる図示しない光源を備えている。光源より射出した光束は楕円鏡２及びダイクロイックミラー３により反射され、コリメートレンズ４に平行光となり、所定の露光波長域の光束のみを透過させる波長選択フィルタ５を透過する。
【００１４】
波長選択フィルタ５を通過した光束は、減光フィルタ６を通過し、集光レンズ７によりライトガイドファイバ８の入射口８ａに集光される。ライトガイドファイバ８は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、入射口８ａと５つの射出口（以下、射出口８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅ，８ｆという。）を備えている。ライトガイドファイバ８の入射口８ａに入射した光束は、ライトガイドファイバ８の内部を伝播した後、５つの射出口８ｂ〜８ｆより分割されて射出し、マスクＭを部分的に照明する５つの照明光学ユニットＩＬ１，ＩＬ２，ＩＬ３，ＩＬ４，ＩＬ５にそれぞれ入射する。
【００１５】
照明光学ユニットＩＬ１〜ＩＬ５のそれぞれは、図示しないコリメートレンズ、オプティカルインテグレータであるフライアイレンズ、コンデンサレンズを備えている。即ち、ライトガイドファイバ８の射出口８ｂ〜８ｆから射出した光束は、コリメートレンズにより平行光にされ、フライアイレンズに入射する。フライアイレンズ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、コンデンサレンズによりマスクＭをほぼ均一に照明する。即ち、照明光学系は、マスクＭ上においてＹ軸方向に並んだ複数（この実施の形態においては５つ）の台形状の領域を照明する。なお、照明光学系が備える光源としては、紫外半導体レーザ（ｈ線）や、固体レーザ（３５５ｎｍ）や、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等であってもよい。
【００１６】
マスクＭが載置されているマスクステージ（図示せず）には、マスクステージを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（図示せず）が設けられている。また、マスクステージを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って所定量だけ移動させるとともにＺ軸廻りに微小量回転させるためのアライメント駆動系（図示せず）が設けられている。そして、マスクステージの位置座標が移動鏡（図示せず）を用いたレーザ干渉計（図示せず）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。更に、マスクステージは、Ｚ方向の位置が可変に構成されている。
【００１７】
図２は、マスクＭの構成を示す図である。図２に示すように、マスクＭ上には、投影光学ユニット（第１投影光学系）ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５を介してプレートＰ上に転写される第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５、及び投影光学ユニット（第２投影光学系）ＰＬ２，ＰＬ４を介してプレートＰ上に転写される第２パターンＭ２，Ｍ４が形成されている。各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は、１回結像システムの光学系により構成されているため、第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５は、プレートＰ上に形成される第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５の像に対して倒立し、第２パターンＭ２，Ｍ４は、プレートＰ上に形成される第２パターンＭ２，Ｍ４の像に対して倒立している。また、第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５及び第２パターンＭ２，Ｍ４は、所定方向（走査方向、Ｘ方向）に延びる形状（帯状領域）を有しており、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を介してプレートＰ上に拡大転写され、プレートＰ上に露光された際には一部が重複する領域を備えているため、プレートＰ上で非走査方向（Ｙ方向）に連続したパターンとなる。
【００１８】
また、マスクＭ上には、後述する検出装置４０により投影光学ユニットＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５の焦点ずれを検出する第１検出用パターンｍ１，ｍ４，ｍ５，ｍ８及び検出装置４０により投影光学ユニットＰＬ２，ＰＬ４の焦点ずれを検出する第２検出用パターンｍ２，ｍ３，ｍ６，ｍ７が形成されている。第１検出用パターンｍ１，ｍ４，ｍ５，ｍ８は、投影光学ユニットＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５によりプレートＰ上に形成される第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５の像と投影光学ユニットＰＬ２，ＰＬ４によりプレートＰ上に形成される第２パターンＭ２，Ｍ４の像とがプレートＰ上で重なる部分に対応する第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５の近傍に形成されている。第２検出用パターンｍ２，ｍ３，ｍ６，ｍ７は、投影光学ユニットＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５によりプレートＰ上に形成される第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５の像と投影光学ユニットＰＬ２，ＰＬ４によりプレートＰ上に形成される第２パターンＭ２，Ｍ４の像とがプレートＰ上で重なる部分に対応する第２パターンＭ２，Ｍ４の近傍に形成されている。即ち、第１検出用パターンｍ１，ｍ４，ｍ５，ｍ８及び第２検出用パターンｍ２，ｍ３，ｍ６，ｍ７は、図２に示すように、第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５及び第２パターンＭ２，Ｍ４の長手方向の縁部に、連続的に例えばクロム等を塗布して高反射率を有するように形成されている。
【００１９】
なお、マスク上のパターン（Ｍ１〜Ｍ５）には、不図示ではあるが、重複パターンと非重複パターンが形成されている。ここでは、端部の２つのパターン（Ｍ１、Ｍ５）には、検出用パターン（ｍ１、ｍ８）に隣接してＸ方向に沿って延びた帯状の重複パターンが形成され、また、その帯状の重複パターンに隣接してＸ方向に沿って延びた帯状の非重複パターンが形成されている。また、中間部の３つのパターン（Ｍ２〜Ｍ４）には、両端の２つの検出用パターン（ｍ２〜ｍ７）に隣接してＸ方向に沿って延びた帯状の重複パターンがそれぞれ形成され、また、その２つの帯状の重複パターンに隣接して各パターン（Ｍ２〜Ｍ４）の中央部にはＸ方向に沿って延びた帯状の非重複パターンが形成されている。
【００２０】
各部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ５に対応してマスクＭの上部近傍には、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５のマスクＭ側の焦点ずれを検出する検出装置（検出手段）４０が設けられている。図３及び図４は、検出装置４０の構成を示す上面図及び側面図である。図３及び図４に示すように、検出装置４０は、第１検出用パターンｍ１を用いて投影光学ユニットＰＬ１の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出する斜入射オートフォーカス系（以下、ＡＦ系という。）４０ａ、第２検出用パターンｍ２を用いて投影光学ユニットＰＬ２の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出するＡＦ系４０ｂ、第２検出用パターンｍ３を用いて投影光学ユニットＰＬ２の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出するＡＦ系４０ｃ、第１検出用パターンｍ４を用いて投影光学ユニットＰＬ３の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出するＡＦ系４０ｄ、第１検出用パターンｍ５を用いて投影光学ユニットＰＬ３の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出するＡＦ系４０ｅ、第２検出用パターンｍ６を用いて投影光学ユニットＰＬ４の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出するＡＦ系４０ｆ、第２検出用パターンｍ７を用いて投影光学ユニットＰＬ４の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出するＡＦ系４０ｇ、第１検出用パターンｍ８を用いて投影光学ユニットＰＬ５の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出するＡＦ系４０ｈを備えている。
【００２１】
図５及び図６は、ＡＦ系４０ａの構成を示す図である。図５及び図６に示すように、ＡＦ系４０ａは、図示しない光源から射出される光を導く照明用ファイバ４１を備えている。照明用ファイバ４１から射出した光束は、−Ｚ方向に進行し、コリメートレンズ４２を通過することにより集光され、矩形状の開口部を有するスリット板４３に入射する。スリット板４３の開口部を通過した光束は、ミラー４４により反射され、Ｘ軸及びＹ軸に対して４５度傾斜した方向でマスクＭに対して斜め方向に進行し、送光側対物レンズ４５を通過する。送光側対物レンズ４５を通過した光束は、マスクＭ上の第１検出用パターンｍ１が形成されている領域内に６５度の入射角で入射する。マスクＭ上には、Ｘ軸に対して４５度傾斜したスリットの像が形成される。マスクＭの上面により反射された光束（図５及び図６において実線で示す）及びマスクＭの下面により反射された光束（図５及び図６において破線で示す）は、検出側対物レンズ４６を通過し、ミラー４７により反射されて、＋Ｚ方向に進行し、リニアセンサ４８に入射する。
【００２２】
リニアセンサ４８からの出力信号強度から投影光学ユニットＰＬ１の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出することができる。露光時においては、マスクＭの下面に転写パターンが形成されているため、マスクＭの下面の位置と投影光学ユニットＰＬ１の焦点位置とを合わせる必要がある。したがって、マスクＭの上面及び下面により反射された光束の出力信号強度を計測し、マスクＭの上面及び下面により反射された光束の出力信号強度からマスクＭの位置と投影光学ユニットＰＬ１の焦点位置とのずれを高精度に検出することができる。なお、ＡＦ系４０ｂ〜４０ｊは、ＡＦ系４０ａと同様の構成であるため、詳細な説明を省略する。また、検出装置４０を用いた投影光学系ＰＬのマスク側の焦点ずれの検出及び調整の詳細な説明については後述する。
【００２３】
マスクＭ上の各照明領域（Ｉ１〜Ｉ５）からの光は、各照明領域（Ｉ１〜Ｉ５）に対応するようにＹ軸方向に沿って千鳥状に配列された複数（この実施の形態においては５つ）の投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５からなる投影光学系ＰＬに入射する。即ち、投影光学ユニット（第１投影光学系）ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５は、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって第１列として配置され、投影光学ユニット（第２投影光学系）ＰＬ２、ＰＬ４も同様に走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって第２列として配置されている。なお、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は、１回結像システムの光学系により構成されている。
【００２４】
投影光学系ＰＬを介した光は、図示しないプレートステージ上において、図示しないプレートホルダを介してＸＹ平面に平行に支持されたプレートＰ上にマスクＭのパターンの像を形成する。各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は、拡大倍率（この実施の形態のおいては２．５倍）を有している。したがって、プレートＰ上において各照明領域に対応するようにＹ方向に並んだ台形状の露光領域（又は台形状のパターン像）Ｒ１〜Ｒ５（図７参照）には、マスクＭの第１パターンＭ１，Ｍ３，Ｍ５及び第２パターンＭ２，Ｍ４の拡大像が形成される。また、各投影光学ユニット系ＰＬ１〜ＰＬ５によりプレートＰ上に形成される像は、倒立像である。また、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５は、プレートＰ上に形成される像の位置、倍率、回転、フォーカス、像面傾斜等を調整するための調整機構（調整手段）を備えている。例えば、フォーカスや像面傾斜を調整するためのクサビ状のペアガラス、像の位置を調整するための平行平面板、像の倍率を調整するための平凹レンズ、両凸レンズ、平凹レンズにより構成される倍率調整レンズ、像の回転を調整するためのプリズムミラー等を備えている。なお、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５のプレートＰ側は、プレートＰ表面の平面度によるが、テレセントリックであることが望ましい。
【００２５】
図７は、プレートＰ上にマスクＭのパターン像が形成された状態を示す図である。図７に示すように、露光領域Ｒ１によりマスクＭ上の第１パターンＭ１の倒立像がプレートＰ上の領域Ｐ１上に、露光領域Ｒ２によりマスクＭ上の第２パターンＭ２の倒立像がプレートＰ上の領域Ｐ２上に、露光領域Ｒ３によりマスクＭ上の第１パターンＭ３の倒立像がプレートＰ上の領域Ｐ３上に、露光領域Ｒ４によりマスクＭ上の第２パターンＭ４の倒立像がプレートＰ上の領域Ｐ４上に、露光領域Ｒ５によりマスクＭ上の第１パターンＭ５の倒立像がプレートＰ上の領域Ｐ５上に、それぞれ拡大されて露光される。
【００２６】
また、第１パターンＭ１の倒立像と第２パターンＭ２の倒立像とが重なる部分がプレートＰ上の領域Ｐ１１上に、第２パターンＭ２の倒立像と第１パターンＭ３の倒立像とが重なる部分がプレートＰ上の領域Ｐ１２上に、第１パターンＭ３の倒立像と第２パターンＭ４の倒立像とが重なる部分がプレートＰ上の領域Ｐ１３上に、第２パターンＭ４の倒立像と第１パターンＭ５の倒立像とが重なる部分がプレートＰ上の領域Ｐ１４上に、それぞれ露光される。なお、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５により形成される露光領域Ｒ１〜Ｒ５の重なる領域Ｐ１１〜Ｐ１４のパターンが連続的となるように、マスクＭの第１パターン（Ｍ１，Ｍ３，Ｍ５）と第２パターン（Ｍ２，Ｍ４）との重なる領域には互いに反転した同一パターンのパターンニングを行う。また、露光領域としては、台形状に限らず、装置を構成する光学系により決定され、長方形、六角形、円弧、円弧と三角形を組み合わせたもの等であってもよい。
【００２７】
なお、露光領域Ｒ１〜Ｒ５は、対応する各投影光学ユニットの像視野（像、または露光視野等）を意味し、各像視野内の三角形状の重複領域（Ｒa〜Ｒｈ）によって、プレート上には各重複露光領域（Ｐ１１〜Ｐ１４）が形成される。
【００２８】
プレートＰが載置されているプレートステージ（図示せず）には、プレートステージを走査方向であるＸ軸方向に沿って移動させるための長いストロークを有する走査駆動系（図示せず）、プレートステージを走査直交方向であるＹ軸方向に沿って所定量だけ移動させるとともにＺ軸廻りに微小量回転させるためのアライメント駆動系（図示せず）が設けられている。そして、プレートステージの位置座標が移動鏡５０を用いたレーザ干渉計（図示せず）によって計測され且つ位置制御されるように構成されている。この実施の形態では、マスクＭのパターンは投影光学系ＰＬにより２．５倍に拡大されてプレートＰ上に投影される。したがって、マスクステージとプレートステージとを１：２．５の走査比で、それぞれ投影光学系ＰＬに対して走査させる。つまり、投影光学系ＰＬの倍率に応じ、マスクステージに対してプレートステージを倍率倍の速度比で走査させることになる。これにより走査方向に関しては、マスクＭのパターン領域の長さに対して、倍率倍の長さに拡大されてプレートＰ側に露光されることになる。更に、プレートステージは、Ｚ方向の位置が可変に構成されている。第１列の投影光学ユニット群と第２列の投影光学ユニット群との間には、プレートＰ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５２、及びプレートＰのフォーカス位置を調整するためのオートフォーカス系５４が配置されている。
【００２９】
次に、検出装置４０を用いた投影光学系ＰＬのマスク側の焦点ずれの検出及び調整方法について説明する。この走査型露光装置においては、上述したように、パターンＭ１〜Ｍ５がプレートＰ上に形成される像に対して倒立しており、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を介してプレートＰ上に拡大転写される。したがって、図８に示すように、照明光学ユニットＩＬ１が照明する視野領域（照明領域）Ｉ１の重複領域（部分領域）Ａ１の像と、照明光学ユニットＩＬ２が照明する視野領域Ｉ２の重複領域Ａ３の像が、プレートＰ上において重なる。同様に、照明光学ユニットＩＬ２が照明する視野領域Ｉ２の重複領域Ａ２の像と照明光学ユニットＩＬ３が照明する視野領域Ｉ３の重複領域Ａ５の像、照明光学ユニットＩＬ３が照明する視野領域Ｉ３の重複領域Ａ４の像と照明光学ユニットＩＬ４が照明する視野領域Ｉ４の重複領域Ａ７の像、照明光学ユニットＩＬ４が照明する視野領域Ｉ４の重複領域Ａ６の像と照明光学ユニットＩＬ５が照明する視野領域Ｉ５の重複領域Ａ８の像が、プレートＰ上において重なる。なお、視野領域（Ｉ１〜Ｉ５）は、投影光学ユニット（ＰＬ１〜ＰＬ５）の視野（物体視野）または照明光学ユニット（ＩＬ１〜ＩＬ５））の照明視野を意味する。
【００３０】
そこで、この実施の形態においては、ＡＦ系（第１検出手段）４０ａにより投影光学ユニットＰＬ１のマスクＭ側の視野領域Ｉ１の端部近傍Ｄ１に位置する第１検出用パターンｍ１を用いて、投影光学ユニットＰＬ１の物体面に対するマスクＭ（パターンＭ１）の焦点ずれを検出し、ＡＦ系（第２検出手段）４０ｃにより投影光学ユニットＰＬ２のマスクＭ側の視野領域Ｉ２の端部近傍Ｄ３に位置する第２検出用パターンｍ３を用いて、投影光学ユニットＰＬ２の物体面に対するマスクＭ（パターンＭ２）の焦点ずれを検出する。即ち、ＡＦ系４０ａにより視野領域Ｉ１の端部に位置する重複領域Ａ１の近傍のＡＦ検出点Ｄ１に位置する第１検出用パターンｍ１を用いて投影光学ユニットＰＬ１の焦点ずれを検出し、ＡＦ系４０ｃにより視野領域Ｉ２の端部に位置する重複領域Ａ３の近傍のＡＦ検出点Ｄ３に位置する第２検出用パターンｍ３を用いて投影光学ユニットＰＬ２の焦点ずれを検出する。これにより、図７に示すように、四辺形状の露光領域（像視野または露光視野）Ｒ１内の三角形状の重複領域Ｒａおよび台形状の露光領域（像視野または露光視野）Ｒ２内の三角形状の重複領域Ｒｂにより形成されるプレートＰ上の重複露光領域Ｐ１１に対応する各投影光学ユニット（ＰＬ１、ＰＬ２）それぞれのマスク側での焦点位置ずれが高精度に検出される。
【００３１】
同様に、ＡＦ系４０ｂにより重複領域Ａ２の近傍のＡＦ検出点Ｄ２に位置する第２検出用パターンｍ２を用いて投影光学ユニットＰＬ２の焦点ずれ、ＡＦ系４０ｅにより重複領域Ａ５の近傍のＡＦ検出点Ｄ５に位置する第１検出用パターンｍ５を用いて投影光学ユニットＰＬ３の焦点ずれ、ＡＦ系４０ｄにより重複領域Ａ４の近傍のＡＦ検出点Ｄ４に位置する第１検出用パターンｍ４を用いて投影光学ユニットＰＬ３の焦点ずれ、ＡＦ系４０ｇにより重複領域Ａ７の近傍のＡＦ検出点Ｄ７に位置する第２検出用パターンｍ７を用いて投影光学ユニットＰＬ４の焦点ずれ、ＡＦ系４０ｆにより重複領域Ａ６の近傍のＡＦ検出点Ｄ６に位置する第２検出用パターンｍ６を用いて投影光学ユニットＰＬ４の焦点ずれ、ＡＦ系４０ｈにより重複領域Ａ８の近傍のＡＦ検出点Ｄ８に位置する第１検出用パターンｍ８を用いて投影光学ユニットＰＬ５の焦点ずれをそれぞれ検出する。
【００３２】
この結果、２つの露光視野または像視野（Ｒ２〜Ｒ５）内の三角形状の重複領域により形成されるプレートＰ上の重複露光領域（Ｐ１２〜Ｐ１４）に対応する各投影光学ユニット（ＰＬ２〜ＰＬ５）それぞれのマスク側での焦点位置ずれが高精度に検出される。なお、プレート上で重複露光領域（Ｐ１１、Ｐ１３）を形成するためのマスク上の２つのパターンの重複領域のＡＦ検出点の間（Ｄ１とＤ３、Ｄ４とＤ７）における走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での距離は、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での第１パターン（Ｍ１、Ｍ３）の長さ（幅）と、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での第２パターン（Ｍ２、Ｍ４）の長さ（幅）との和よりも長くなっている。
【００３３】
換言すれば、プレート上で重複露光領域Ｐ１１を形成するためのマスク上の２つのパターンの重複領域のＡＦ検出点の間（Ｄ１とＤ３、Ｄ４とＤ７）における走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での距離は、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での第１照明領域の長さ（Ｉ１、Ｉ３）と、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での第２照明領域（Ｉ２、Ｉ４）の長さとの和よりも長くなっている。これにより、プレート上で重複露光領域（Ｐ１１、Ｐ１３）を形成する２つの投影光学ユニット（ＰＬ１とＰＬ２、ＰＬ３とＰＬ４）による像が倒立拡大像となっても、マスク上の２つのパターンの重複領域での焦点ずれを高精度で検出することができる。
【００３４】
また、プレート上で重複露光領域（Ｐ１２、Ｐ１４）を形成するためのマスク上の２つのパターンの重複領域のＡＦ検出点の間（Ｄ２とＤ５、Ｄ６とＤ８）における走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での距離は、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での第１パターン（Ｍ２、Ｍ４）の長さ（幅）と、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での第２パターン（Ｍ３、Ｍ５）の長さ（幅）との和よりも長くなっている。換言すれば、プレート上で重複露光領域Ｐ１２を形成するためのマスク上の２つのパターンの重複領域のＡＦ検出点の間（Ｄ２とＤ５、Ｄ６とＤ８）における走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での距離は、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での第１照明領域の長さ（Ｉ２、Ｉ４）と、走査方向（Ｘ方向）と直交する方向（Ｙ方向）での第２照明領域（Ｉ３、Ｉ５）の長さとの和よりも長くなっている。これにより、プレート上で重複露光領域（Ｐ１２、Ｐ１４）を形成する２つの投影光学ユニット（ＰＬ２、ＰＬ３）による像が倒立拡大像となっても、マスク上の２つのパターンの重複領域での焦点ずれを高精度で検出することができる。
【００３５】
次に、ＡＦ系４０ａ及びＡＦ系４０ｃの検出結果から投影光学ユニットＰＬ２の焦点位置を投影光学ユニットＰＬ１の焦点位置に合わせるための補正量（第１補正量という。）を算出する。そして、第１補正量とＡＦ系４０ｂ及びＡＦ系４０ｅの検出結果から投影光学ユニットＰＬ３の焦点位置を投影光学ユニットＰＬ２の補正後の焦点位置に合わせるための補正量（第２補正量という。）を算出し、第２補正量とＡＦ系４０ｄ及びＡＦ系４０ｇの検出結果から投影光学ユニットＰＬ４の焦点位置を投影光学ユニットＰＬ３の補正後の焦点位置に合わせるための補正量（第３補正量という。）を算出し、第３補正量とＡＦ系４０ｆ及びＡＦ系４０ｈの検出結果から投影光学ユニットＰＬ５の焦点位置を投影光学ユニットＰＬ４の補正後の焦点位置に合わせるための補正量（第４補正量という。）を算出する。
【００３６】
次に、算出した第１補正量〜第４補正量に基づいて、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の焦点位置の調整を行う。具体的には、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５が備える調整機構としてのクサビ状のペアガラスを用いて焦点位置の調整を行う。なお、検出装置４０による焦点位置の計測は、走査露光時に先読み的に行う。
【００３７】
この実施の形態にかかる走査型露光装置によれば、投影光学ユニットＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５により形成されるパターンの像と第２投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４により形成されるパターンの像とがプレートＰ上において重なる部分に対応するマスクＭ上の重複領域の近傍における、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の物体面に対するマスクＭの焦点ずれを検出する検出装置４０を備えているため、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の焦点ずれを高精度に検出することができ、検出結果を用いて各投影光学ユニットの焦点位置の調整を行うことにより高精度な露光を行うことができる。この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５が拡大倍率を有しており、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５により形成される像が倒立像であるため、マスクＭ上の離れた領域（部分領域Ａ１とＡ３、Ａ２とＡ５、Ａ４とＡ７、Ａ６とＡ８）に形成されているパターンの像が投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を介することによりプレートＰ上で重なることとなるが、この発明の検出装置４０による検出結果を用いて適切な補正を行うことにより高精度な重ね合わせ露光を行うことができる。
【００３８】
また、この実施の形態にかかるマスクによれば、第１投影光学ユニット群ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５により形成される第１パターンの像と第２投影光学ユニット群ＰＬ２，ＰＬ４により形成される第２パターンの像とがプレートＰ上において重なる部分に対応するマスクＭ上の重複領域の近傍に、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の焦点ずれを検出する第１検出用パターンｍ１，ｍ４，ｍ５，ｍ８及び第２検出用パターンｍ２，ｍ３，ｍ６，ｍ７が形成されているため、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の焦点ずれを高精度に検出することができる。
【００３９】
図２に示すように、プレート上で重複露光領域Ｐ１１を形成するためのマスク上の第１パターンＭ１及び第２パターンＭ２は、所定方向（走査方向、Ｘ方向）に延びる形状（帯状領域）を有し、第１及び第２パターン（Ｍ１、Ｍ２）の幅方向（Ｙ方向）における第１検出用パターンｍ１と第２検出用パターンｍ３との距離は、第１パターンＭ１の幅と前記第２検出パターンＭ２の幅との和よりも長くなっている。また、プレート上で重複露光領域Ｐ１２を形成するためのマスク上の第１パターンＭ２及び第２パターンＭ３は、所定方向（走査方向、Ｘ方向）に延びる形状（帯状領域）を有し、第１及び第２パターン（Ｍ２、Ｍ３）の幅方向（Ｙ方向）における第１検出用パターンｍ２と第２検出用パターンｍ５との距離は、第１パターンＭ２の幅と前記第２検出パターンＭ３の幅との和よりも長くなっている。
【００４０】
また、プレート上で重複露光領域Ｐ１３を形成するためのマスク上の第１パターンＭ３及び第２パターンＭ４は、所定方向（走査方向、Ｘ方向）に延びる形状（帯状領域）を有し、第１及び第２パターン（Ｍ３、Ｍ４）の幅方向（Ｙ方向）における第１検出用パターンｍ４と第２検出用パターンｍ７との距離は、第１パターンＭ３の幅と前記第２検出パターンＭ４の幅との和よりも長くなっている。また、プレート上で重複露光領域Ｐ１４を形成するためのマスク上の第１パターンＭ４及び第２パターンＭ５は、所定方向（走査方向、Ｘ方向）に延びる形状（帯状領域）を有し、第１及び第２パターン（Ｍ４、Ｍ５）の幅方向（Ｙ方向）における第１検出用パターンｍ６と第２検出用パターンｍ８との距離は、第１パターンＭ４の幅と前記第２検出パターンＭ５の幅との和よりも長くなっている。
【００４１】
以上のマスクの構成により、プレート上で重複露光領域（Ｐ１１〜Ｐ１４）を形成する５つの投影光学ユニット（ＰＬ１〜ＰＬ５）による像が倒立拡大像となっても、マスク上の各パターンの重複領域での焦点ずれを高精度で検出することができる。以上のように、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５が拡大倍率を有する構成にすると、マスク側での焦点深度が小さくなるが、検出装置４０や検出用パターンを有するマスクを用いて、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の焦点位置を適切に補正することにより、高精度な重ね合わせ露光が実現できる。
【００４２】
また、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５が倒立像を形成する１回結像システムの光学系とした場合、マスク上の離れた領域に形成されるパターンの像が基板上で重なることになるが、検出装置４０や検出用パターンを有するマスクを用いて、投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５の焦点位置を適切に補正することにより、高精度な重ね合わせ露光が実現できる。
【００４３】
なお、この実施の形態においては、拡大倍率を有する投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を備えているが、等倍率を有する投影光学ユニットを備えるようにしてもよい。また、プレートＰ上に倒立像が形成される投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５を備えているが、プレートＰ上に正立像が形成される２回結像システムの光学系により構成される投影光学ユニットを備えるようにしてもよい。
【００４４】
また、この実施の形態においては、第１検出用パターンｍ１，ｍ４，ｍ５，ｍ８及び第２検出用パターンｍ２，ｍ３，ｍ６，ｍ７が各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５により形成される像が重なる領域の近傍に形成されているが、各投影光学ユニットＰＬ１〜ＰＬ５により形成される像が重なる領域に第１検出用パターン及び第２検出用パターンを形成するようにしてもよい。
【００４５】
また、この実施の形態においては、マスクＭ上にクロム等が塗布された高い反射率を有する連続的な第１検出用パターンｍ１，ｍ４，ｍ５，ｍ８及び第２検出用パターンｍ２，ｍ３，ｍ６，ｍ７が形成されているが、図９に示す検出用パターンｍ１１〜ｍ１７のように、マスクＭ上に所定の間隔で形成するようにしてもよい。
【００４６】
また、この実施の形態においては、検出装置４０が８つのＡＦ系４０ａ〜４０ｈを備えているが、２つ検出点を１つのＡＦ系を用いて検出するようにしても良い。例えば、６つのＡＦ系を備えている場合、第２検出用パターンｍ３及び第１検出用パターンｍ４における投影光学系ＰＬの焦点ずれを同一のＡＦ系で計測し、第１検出用パターンｍ５及び第２検出用パターンｍ６における投影光学系ＰＬの焦点ずれを同一のＡＦ系で計測するようにすればよい。
【００４７】
また、この実施の形態においては、マスクＭの上に検出装置４０を備えているが、マスクＭの下、即ち、マスクＭと投影光学系ＰＬとの間に検出装置を備えるようにしてもよい。この場合には、マスクＭの下面により反射される光束を計測する。
【００４８】
また、この実施の形態にかかる走査型露光装置においては、投影光学ユニットＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５がＹ方向に所定間隔をもって第１列として配置され、投影光学ユニットＰＬ２、ＰＬ４がＹ方向に所定間隔をもって第２列として配置されているが、複数の等倍の倍率又は複数の拡大の倍率を有する投影光学ユニットをＹ方向に所定間隔をもって１列のみ配置するようにしてもよい。この場合には、まず第１パターンの露光をマスクステージ及びプレートステージを＋Ｘ方向または−Ｘ方向に走査することにより行い、次に、プレートステージ及びマスクステージをＹ方向にステップ移動させて、第２パターンの露光をマスクステージ及びプレートステージを−Ｘ方向または＋Ｘ方向に走査することにより行う。
【００４９】
また、複数の拡大の倍率を有する投影光学ユニットをＹ方向に所定間隔をもって１列のみ配置するようにしてもよい。この場合には、マスクステージ及びプレートステージを＋Ｘ方向に走査することにより拡大されたマスクのパターンがプレート上において非走査方向に連続した状態で転写される。
【００５０】
以上説明した実施の形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上述の実施の形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【００５１】
上述の実施の形態にかかる走査型露光装置では、投影光学系を用いてマスクにより形成された転写用のパターンを感光性基板（プレート）に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１０のフローチャートを参照して説明する。
【００５２】
先ず、図１０のステップＳ３０１において、１ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の実施の形態にかかる走査型露光装置を用いて、リアルタイムに投影光学系のマスク側の焦点ずれを検出装置により検出し、検出結果を用いて投影光学系の焦点位置の調整を行いながら、マスクにより形成されたパターンの像が投影光学系を介して、その１ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスクにより形成されたパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、マイクロデバイスが製造される。上述のマイクロデバイスの製造方法によれば、投影光学系のマスク側の焦点ずれを高精度に検出し、検出結果から投影光学系のマスク側の焦点ずれを良好に調整することができるため、高精度な露光を行うことができ、良好なマイクロデバイスを得ることができる。
【００５３】
また、この実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１１のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図１１において、パターン形成工程４０１では、この実施の形態にかかる走査型露光装置を用いてマスクのパターンをプレートに転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、プレート上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光されたプレートは、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、プレート上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程４０２へ移行する。
【００５４】
次に、カラーフィルタ形成工程４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程４０２の後に、セル組み立て工程４０３が実行される。セル組み立て工程４０３では、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有するプレート、およびカラーフィルタ形成工程４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程４０３では、例えば、パターン形成工程４０１にて得られた所定パターンを有するプレートとカラーフィルタ形成工程４０２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。その後、モジュール組み立て工程４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各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、投影光学系のマスク側の焦点ずれを高精度に検出し、検出結果から投影光学系のマスク側の焦点ずれを良好に調整することができるため、高精度な露光を行うことができ、良好な液晶表示素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施の形態にかかる走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態にかかるマスクの構成を示す図である。
【図３】実施の形態にかかる検出装置の構成を示す上面図である。
【図４】実施の形態にかかる検出装置の構成を示す側面図である。
【図５】実施の形態にかかるオートフォーカス系の構成を示す図である。
【図６】実施の形態にかかるオートフォーカス系の構成を示す図である。
【図７】プレート上を照明する露光領域及びプレート上にパターンが重ね合わせ露光された状態を示す図である。
【図８】照明領域について説明するための図である。
【図９】実施の形態にかかる他のマスクの構成を示す図である。
【図１０】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５６】
２…楕円鏡、３…ダイクロイックミラー、４…コリメートレンズ、５…波長選択フィルタ、６…減光フィルタ、７…集光レンズ、８…ライトガイドファイバ、４０…検出装置、４０ａ〜４０ｊ…ＡＦ系、５０…移動鏡、５２…オフアクシスのアライメント系、５４…オートフォーカス系、ＩＬ１〜ＩＬ５…照明光学系、Ｍ…マスク、ＰＬ…投影光学系、ＰＬ１〜ＰＬ５…投影光学ユニット、Ｍ１，Ｍ３，Ｍ５…第１パターン、Ｍ２，Ｍ４…第２パターン、Ｐ…プレート、ｍ１，ｍ４，ｍ５，ｍ８…第１検出用パターン、ｍ２，ｍ３，ｍ６，ｍ７…第２検出用パターン、Ｉ１〜Ｉ５…視野領域、Ｒ１〜Ｒ５…露光領域、Ａ１〜Ａ８…重複領域。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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