(57)【要約】  所定の基準面に検出光を照射し、基準面を介した検出光の受光結果に基づいて基準面の面位置情報を検出する第１動作と、第１マスクの第１面の所定のエリアに検出光を照射し、第１面を介した検出光の受光結果に基づいてエリアの面位置情報を検出する第２動作と、を経て基板が露光される。第２動作は第１面の複数のエリア毎に複数回実行され、第１動作を第２動作の前に第２動作毎に実行する。
2007119821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出光が照射された基準面からの前記検出光の受光結果に基づいて、前記基準面の面位置情報を含む第１情報を検出する動作と、
前記検出光が照射される複数のエリアを有する、パターンが形成された第１マスクの第１面からの前記検出光の受光結果に基づいて、前記複数のエリアのそれぞれに対して、前記第１面の面位置情報を含む第２情報を検出する動作であり、前記複数のエリアのそれぞれに対する検出の前に前記第１情報の検出動作が行われる前記動作と、
前記第１マスクの前記パターンで基板を露光する動作と、を含む露光方法。
【請求項２】
前記露光動作は、所定の保持部材に保持された前記第１マスクに露光光を照射する動作を含み、
前記第２情報の検出動作は、前記保持部材に保持された前記第１マスクの前記第１面に前記検出光を照射する動作を含む請求項１記載の露光方法。
【請求項３】
前記第１情報の検出結果と前記第２情報の検出結果とに基づいて、前記基準面に対する前記第１面の相対的な面位置情報を取得する動作をさらに含む請求項１又は２記載の露光方法。
【請求項４】
前記第２情報の検出動作は、
前記第１マスクを前記第１面とほぼ平行な所定面内における第１方向に移動しつつ、前記第１面の第１エリアの前記第２情報を検出する動作と、
前記第１エリアに対して前記第１方向と交差する第２方向の側に位置する、前記第１面の第２エリアの前記第２情報を検出する動作と、を含む請求項１〜３のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５】
前記検出光の前記照射位置を前記所定面内において前記第１方向と傾斜する方向に微動しつつ、前記第２情報が検出される請求項４記載の露光方法。
【請求項６】
前記第２情報の検出動作は、前記検出光を前記第１面の微小エリア内で微動させ、前記検出光の受光結果に基づいて前記微小エリア内の面位置の平均値を求める動作を含む請求項５記載の露光方法。
【請求項７】
前記第１情報の検出動作及び前記第２情報の検出動作において、複数の光学系のうちの対応する光学系を介して前記複数のエリアのそれぞれに前記検出光が照射される請求項１〜６のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項８】
前記露光動作は、前記第２情報に基づいて露光条件を調整する動作を含む請求項１〜７のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項９】
前記露光動作は、前記第２情報に基づいて、前記第１マスクを介して前記基板を所望状態で露光するための第１補正量を求める動作と、前記第１補正量に基づいて前記露光条件を調整する動作とを含む請求項８記載の露光方法。
【請求項１０】
前記第１情報が検出される前記基準面は、前記第１マスクに形成されている請求項１〜９のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１１】
前記第１情報が検出される前記基準面にパターンが形成された、前記第１マスクとは異なる基準マスクを用いて、前記基板を所望状態で露光するための基準補正量を求める動作をさらに含み、
前記第１情報と、前記第２情報と、前記基準補正量とに基づいて、前記第１補正量が求められる請求項１０記載の露光方法。
【請求項１２】
パターンが形成された、基準マスクの基準面の面位置情報を含む第１情報を検出する動作と、
前記基準マスクを介して基板を所望状態で露光するための基準補正量を求める動作と、
第１マスクの第１面の面位置情報を含む第２情報を検出する動作と、
前記第１情報と、前記第２情報と、前記基準補正量とに基づいて、前記第１マスクを介して前記基板を所望状態で露光するための第１補正量を求める動作と、
前記第１補正量に基づいて調整された露光条件に基づいて、前記第１マスクの前記第１面に形成されたパターンで前記基板を露光する動作と、を含む露光方法。
【請求項１３】
前記第１情報が予め記憶装置に記憶され、
前記記憶した前記第１情報と、前記検出した前記第２情報とに基づいて、前記第１補正量が求められる請求項１１又は１２記載の露光方法。
【請求項１４】
前記記憶装置に、前記基準面の面位置と前記第１面の面位置との差分に応じた前記基準補正量に対する前記第１補正量に関する情報が予め記憶され、
前記検出した前記第２情報と前記記憶装置の前記記憶情報とに基づいて前記第１補正量が求められ、該求めた第１補正量に基づいて、前記露光条件が調整される請求項１３記載の露光方法。
【請求項１５】
前記基板を所定方向に移動しつつ、前記第１補正量に基づいて露光条件を調整しつつ前記基板が露光される請求項９〜１４のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１６】
前記露光条件は、前記第１マスクの前記第１面に対する前記基板の表面の相対距離及び相対傾斜の少なくとも一方を含む請求項８〜１５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１７】
前記基板の表面の面位置情報を検出する動作をさらに備え、
前記露光動作は、前記第１情報に基づいて、前記基板の面位置情報の検出結果を補正し、前記補正した補正値に基づいて、前記基板の表面の位置を調整する動作を含む請求項８〜１６のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１８】
前記第１マスクのパターンの像が投影光学系を介して前記基板の表面に投影され、
前記露光条件は、前記投影光学系の結像特性を含む請求項８〜１７のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項１９】
請求項１〜請求項１８のいずれか一項記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
【請求項２０】
第１マスクの第１面に形成されたパターンで基板を露光する露光装置において、
前記第１マスクを保持する保持部材と、
前記保持部材に形成された第１開口を介して前記保持部材に保持された前記第１マスクの第１面の所定のエリアに検出光を照射し、前記第１面を介した前記検出光の受光結果に基づいて前記エリアの面位置情報を検出可能であるとともに、所定の基準面に前記検出光を照射し、前記基準面を介した前記検出光の受光結果に基づいて前記基準面の面位置情報を検出可能な第１検出装置と、
前記第１検出装置を用いて前記第１面の複数のエリア毎に面位置情報を検出するとともに、前記第１検出装置による前記基準面の検出動作を、前記エリアの検出動作の前に前記エリアの検出動作毎に実行するように制御する制御装置と、を備えた露光装置。
【請求項２１】
露光光を通過させる第２開口及び前記第２開口とは別の第３開口を有する定盤と、
前記定盤上で前記保持部材を駆動する駆動装置とをさらに備え、
前記第１検出装置は、前記定盤の第３開口及び前記保持部材の第１開口を介して前記第１面に前記検出光を照射する請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記制御装置は、前記定盤上の前記第３開口を含む所定領域内で前記保持部材を第１方向に移動しつつ、前記第３開口及び前記第１開口を介して前記第１面に前記検出光を照射して前記第１面の第１エリアの面位置情報を検出した後、前記検出光の照射位置を前記第１方向と交差する第２方向に移動し、その後、前記所定領域内で前記保持部材を第１方向に移動しつつ、前記第３開口及び前記第１開口を介して前記第１面に前記検出光を照射して前記第１面の前記第１エリアとは異なる第２エリアの面位置情報を検出し、前記基準面の検出動作を、前記第１エリアの面位置情報を検出する動作の前、及び前記第２エリアの面位置情報を検出する動作の前のそれぞれで実行する請求項２１記載の露光装置。
【請求項２３】
前記第２開口と前記第３開口とは前記第１方向に沿って並んで形成されており、
前記マスクを前記第１方向に移動しつつ露光する請求項２２記載の露光装置。
【請求項２４】
前記第１検出装置は、前記基準面の検出結果と前記第１面の検出結果とに基づいて、前記基準面に対する前記第１面の相対的な面位置情報を取得する請求項２０〜２３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２５】
前記第１検出装置は、前記検出光を射出する射出面と、
前記複数のエリアのそれぞれに対応するように設けられた複数の第１光学系と、
前記射出面の所定位置から射出された前記検出光を、前記複数の第１光学系のうち検出対象エリアに対応する第１光学系に導く第２光学系とを備えた請求項２０〜２４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２６】
前記第１検出装置の検出結果に応じて警報を発する警報装置を備えた請求項２０〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２７】
前記第１検出装置の検出結果に基づいて露光条件を調整する調整装置を備えた請求項２０〜２６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２８】
第１マスクの第１面に形成されたパターンで基板を露光する露光装置において、
前記第１マスクの第１面の面位置情報を検出する第１検出装置と、
前記第１マスクとは異なる第２マスクのパターンが形成された第２面の面位置情報を予め記憶した第１記憶装置と、
前記第２マスクを用いて前記基板を所望状態で露光するための第２補正量を予め記憶した第２記憶装置と、
前記第１検出装置の検出結果と、前記第１記憶装置の記憶情報と、前記第２記憶装置の記憶情報とに基づいて、前記第１マスクを用いて前記基板を所望状態で露光するための第１補正量を求める制御装置と、を備えた露光装置。
【請求項２９】
請求項２０〜請求項２８のいずれか一項記載の露光装置を用い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、マスクのパターンで基板を露光する露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に関する。
本願は、２００６年４月１４日に出願された特願２００６−１１２０１５号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等のマイクロデバイスを製造する際のフォトリソグラフィ工程においては、マスクのパターン像を投影光学系を介して感光性の基板上に投影する露光装置が使用される。マスクのパターン形成面がマスクの重み（自重）等により撓むと、パターン像の投影状態が変化し、基板を良好に露光できない可能性がある。基板を良好に露光するためには、マスクのパターン形成面の面位置情報を取得することが有効である。下記特許文献には、センサを用いてマスクのパターン形成面の面位置情報を取得する技術の一例が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−３５６２９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
マスクのパターン形成面の面位置情報を取得するために、パターン形成面の複数の検出点の位置情報をセンサを用いて検出する場合、センサのゼロ点ドリフト等に起因して、各検出動作間で誤差が生じる可能性がある。その結果、パターン形成面の面位置情報を精確に取得できない可能性がある。【０００４】
また、取得した面位置情報とパターン像の投影状態とを関連付けるには、マスクのパターン形成面の面位置情報を取得する動作に加えて、そのマスクを用いたパターン像の投影状態を取得する動作を必要とする場合がある。なお、マスクを用いたパターン像の投影状態を取得する動作とは、例えばマスクを用いてテスト露光された基板上のパターン形状を計測する動作等が挙げられる。デバイスを製造するためには、複数のマスクを用いて基板上に複数のパターン像を順次投影することが一般的である。しかしながら、複数のマスク毎に、面位置情報を取得する動作と投影状態を取得する動作とを実行した場合、露光装置の稼動率の低下、ひいてはスループットの低下を招く可能性がある。【０００５】
本発明は、マスクのパターン形成面の面位置情報を効率良く精確に取得でき、基板を良好に露光できる露光方法及び露光装置、並びにその露光方法及び露光装置を用いる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】
本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、検出光（ＭＬ）が照射された基準面（ＤＡ）からの前記検出光（ＭＬ）の受光結果に基づいて、前記基準面（ＤＡ）の面位置情報を含む第１情報を検出する動作と；前記検出光（ＭＬ）が照射される複数のエリア（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）を有する、パターンが形成された第１マスク（Ｍ）の第１面（ＭＡ）からの前記検出光（ＭＬ）の受光結果に基づいて、前記複数のエリア（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）のそれぞれに対して、前記第１面（ＭＡ）の面位置情報を含む第２情報を検出する動作であり、前記複数のエリア（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）のそれぞれに対する検出の前に前記第１情報の検出動作が行われる前記動作と；前記第１マスク（Ｍ）の前記パターンで基板（Ｐ）を露光する動作と、を含む露光方法が提供される。【０００８】
本発明の第１の態様によれば、マスクのパターン形成面の面位置情報を効率良く精確に取得でき、その取得した面位置情報を用いて基板を良好に露光できる。【０００９】
本発明の第２の態様に従えば、パターンが形成された、基準マスク（Ｍ’）の基準面（ＭＡ’）の面位置情報を含む第１情報を検出する動作と；前記基準マスク（Ｍ’）を介して基板（Ｐ）を所望状態で露光するための基準補正量を求める動作と；第１マスク（Ｍ）の第１面（ＭＡ）の面位置情報を含む第２情報を検出する動作と；前記第１情報と、前記第２情報と、前記基準補正量とに基づいて、前記第１マスク（Ｍ）を介して前記基板（Ｐ）を所望状態で露光するための第１補正量を求める動作と；前記第１補正量に基づいて調整された露光条件に基づいて、前記第１マスク（Ｍ）の前記第１面（ＭＡ）に形成されたパターンで前記基板（Ｐ）を露光する動作と、を含む露光方法が提供される。【００１０】
本発明の第２の態様によれば、マスクのパターン形成面の面位置情報を効率良く精確に取得でき、その取得した面位置情報を用いて基板を良好に露光できる。【００１１】
本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いるデバイス製造方法が提供される。【００１２】
本発明の第３の態様によれば、基板を良好に露光できる露光方法を用いてデバイスを製造することができる。【００１３】
本発明の第４の態様に従えば、第１マスク（Ｍ）の第１面（ＭＡ）に形成されたパターンを基板（Ｐ）に露光する露光装置において、前記第１マスク（Ｍ）を保持する保持部材（１）と；前記保持部材（１）に形成された第１開口（６１）を介して前記保持部材（１）に保持された前記第１マスク（Ｍ）の第１面（ＭＡ）の所定のエリア（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）に検出光（ＭＬ）を照射し、前記第１面（ＭＡ）を介した前記検出光（ＭＬ）の受光結果に基づいて前記エリア（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）の面位置情報を検出可能であるとともに、所定の基準面（ＤＡ）に前記検出光（ＭＬ）を照射し、前記基準面（ＤＡ）を介した前記検出光（ＭＬ）の受光結果に基づいて前記基準面（ＤＡ）の面位置情報を検出可能な第１検出装置（７０）と；前記第１検出装置（７０）を用いて前記第１面（ＭＡ）の複数のエリア（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）毎に面位置情報を検出するとともに、前記第１検出装置（７０）による前記基準面（ＤＡ）の検出動作を、前記エリア（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）の検出動作の前に前記エリア（５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ）の検出動作毎に実行するように制御する制御装置（３）と、を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。【００１４】
本発明の第４の態様によれば、マスクのパターン形成面の面位置情報を効率良く精確に取得でき、その取得した面位置情報を用いて基板を良好に露光できる。【００１５】
本発明の第５の態様に従えば、第１マスク（Ｍ）の第１面（ＭＡ）に形成されたパターンを基板（Ｐ）に露光する露光装置において、前記第１マスク（Ｍ）の第１面（ＭＡ）の面位置情報を検出する第１検出装置（７０）と；前記第１マスク（Ｍ）とは異なる第２マスク（Ｍ’）のパターンが形成された第２面（ＭＡ’）の面位置情報を予め記憶した第１記憶装置（４）と；前記第２マスク（Ｍ’）を用いて前記基板（Ｐ）を所望状態で露光するための第２補正量を予め記憶した第２記憶装置（４）と；前記第１検出装置（７０）の検出結果と、前記第１記憶装置（４）の記憶情報と、前記第２記憶装置（４）の記憶情報とに基づいて、前記第１マスク（Ｍ）を用いて前記基板（Ｐ）を所望状態で露光するための第１補正量を求める制御装置（３）と、を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。【００１６】
本発明の第５の態様によれば、マスクのパターン形成面の面位置情報を効率良く精確に取得でき、その取得した面位置情報を用いて基板を良好に露光できる。【００１７】
本発明の第６の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。【００１８】
本発明の第６の態様によれば、基板を良好に露光できる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、マスクのパターン形成面の面位置情報を効率良く精確に取得でき、その取得した情報を用いて基板を良好に露光でき、所望の性能を有するデバイスを製造できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２】第１実施形態に係るマスクステージの近傍を示す斜視図である。
【図３】図２の分解斜視図である。
【図４】マスクステージの近傍を模式的に示す側断面図である。
【図５】マスクステージを下側から見た模式的な平面図である。
【図６】検出装置を示す概略構成図である。
【図７】検出装置の要部を示す側面図である。
【図８Ａ】検出装置がパターン形成面の各エリア内の所定の検出点のそれぞれに検出光を照射している状態を示す図である。
【図８Ｂ】検出装置がパターン形成面の各エリア内の所定の検出点のそれぞれに検出光を照射している状態を示す図である。
【図８Ｃ】検出装置がパターン形成面の各エリア内の所定の検出点のそれぞれに検出光を照射している状態を示す図である。
【図９Ａ】図８Ａの要部を示す側面図である。
【図９Ｂ】図８Ｂの要部を示す側面図である。
【図９Ｃ】図８Ｃの要部を示す側面図である。
【図１０】パターン形成面の所定エリア内の検出点に検出光を照射している状態を示す模式図である。
【図１１】検出装置による検出動作を説明するための模式図である。
【図１２】第１実施形態に係る露光方法を示すフローチャート図である。
【図１３】第２実施形態に係る露光方法を示すフローチャート図である。
【図１４】第３実施形態に係る露光方法を示すフローチャート図である。
【図１５】基準マスクのパターン形成面とデバイス製造用のパターン形成面とを模式的に示す図である。
【図１６】マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【符号の説明】
【００２１】
１…マスクステージ、１Ｄ…マスクステージ駆動装置、２…基板ステージ、３…制御装置、４…記憶装置、６…マスクステージ定盤、１７…報知装置、１８…フォーカス・レベリング検出系、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ…エリア、５０Ｓ…微小エリア、６１…第１開口、６２…第２開口、６３…第３開口、６４…第４開口、７０…検出装置、７１…センサユニット、７１Ａ…射出面、７２…光学ユニット、７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ…第１対物レンズ、７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃ…第２対物レンズ、７８…照射位置設定光学系、Ｄ…基準部材、ＤＡ…基準面、ＥＬ…露光装置、ＬＣ…結像特性調整装置、Ｍ…マスク、Ｍ’…基準マスク、ＭＡ…パターン形成面、ＭＡ’…パターン形成面、ＭＬ…検出光、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、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。水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。【００２３】
＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１に保持されているマスクＭを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン像を基板ステージ２に保持されている基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬとを備える。露光装置ＥＸはさらに、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置３と、制御装置３に接続され、露光処理に関する各種情報を記憶した記憶装置４と、制御装置３に接続され、露光装置ＥＸの動作状況を報知する報知装置１７とを備えている。報知装置１７は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置、光を発する発光装置、及び音を発する発音装置等を含む。【００２４】
なお、ここでいう基板は、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）を塗布したものを含み、感光膜とは別に保護膜（トップコート膜）などの各種の膜を塗布したものも含む。マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンを形成されたレチクルを含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。【００２５】
マスクＭは、ガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンを形成したものであり、パターンが形成されたパターン形成面ＭＡを有する。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。制御装置３は、マスクステージ１に保持されたマスクＭに露光光ＥＬを照射する。マスクＭを通過した露光光ＥＬを投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に照射することによって、マスクＭのパターン形成面ＭＡに形成されたパターンの像が基板Ｐ上に投影され、基板Ｐが露光される。【００２６】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、マスクＭのパターンが形成されたパターン形成面ＭＡの面位置情報を検出可能な検出装置７０を有している。検出装置７０は、マスクＭのパターン形成面ＭＡに検出光ＭＬを照射し、パターン形成面ＭＡからの検出光ＭＬの受光結果に基づいて、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を光学的に取得する。【００２７】
ここで、面位置情報とは、その面の位置（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置）、形状（凹凸）、及び平坦度等の各種情報を含む。【００２８】
本実施形態において、マスクステージ１は、所定の基準面ＤＡを有する基準部材Ｄを備えている。検出装置７０は、基準部材Ｄの基準面ＤＡの面位置情報も検出可能である。基準部材Ｄは、熱による線膨張係数の小さい、例えば低膨張ガラスや低膨張セラミックスで形成されている。検出装置７０は、基準部材Ｄの基準面ＤＡに検出光ＭＬを照射し、基準面ＤＡからの検出光ＭＬの受光結果に基づいて、基準部材Ｄの基準面ＤＡの面位置情報を光学的に取得する。【００２９】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつマスクＭに形成されたパターンの像を基板Ｐ上に投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、マスクＭと基板Ｐとの同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向とする。【００３０】
露光装置ＥＸは、例えばクリーンルーム内の床面ＦＬ上に設けられた第１コラムＣＬ１、及び第１コラムＣＬ１上に設けられた第２コラムＣＬ２を含むボディＢＤを備えている。第１コラムＣＬ１は、複数の第１支柱１１と、それら第１支柱１１に防振装置９を介して支持された鏡筒定盤７とを備えている。第２コラムＣＬ２は、鏡筒定盤７上に設けられた複数の第２支柱１２と、それら第２支柱１２に支持されたマスクステージ定盤６とを備えている。【００３１】
照明系ＩＬは、マスクＭ上の所定の照明領域を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。【００３２】
マスクステージ１は、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置１Ｄの駆動により、マスクＭを保持した状態で、マスクステージ定盤６上で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。マスクステージ１は、エアベアリング（エアパッド）により、マスクステージ定盤６の上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。マスクステージ１は、基板Ｐの露光時に露光光ＥＬを通過させるための第１開口６１を有している。マスクステージ定盤６は、露光光ＥＬを通過させるための第２開口６２を有している。照明系ＩＬから射出され、マスクＭのパターン形成面ＭＡを照明した露光光ＥＬは、マスクステージ１の第１開口６１、及びマスクステージ定盤６の第２開口６２を通過した後、投影光学系ＰＬに入射する。【００３３】
また、マスクステージ定盤６のうち、第２開口６２と別の位置には、検出装置７０の検出光ＭＬを通過させるための第３開口６３が設けられている。マスクステージ１のうち、第１開口６１と別の位置には、検出装置７０の検出光ＭＬを通過させるための第４開口６４が設けられている。【００３４】
また、マスクステージ定盤６上には、マスクステージ１のＹ軸方向の一方の方向（例えば＋Ｙ方向）への移動に応じてそのマスクステージ１とは反対の方向（例えば−Ｙ方向）へ移動するカウンタマス２０が設けられている。カウンタマス２０は、エアパッドを含む自重キャンセル機構により、マスクステージ定盤６の上面に対して非接触支持されている。本実施形態のカウンタマス２０は、マスクステージ１を囲むように設けられている。マスクステージ１（ひいてはマスクＭ）の位置情報はレーザ干渉計１３によって計測される。レーザ干渉計１３は、マスクステージ１に設けられた反射面１４を用いてマスクステージ１の位置情報を計測する。制御装置３は、レーザ干渉計１３の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置１Ｄを駆動し、マスクステージ１に保持されているマスクＭの位置制御を行う。【００３５】
投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターン像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影するものであって、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒５で保持されている。鏡筒５はフランジ５Ｆを有しており、投影光学系ＰＬはフランジ５Ｆを介して鏡筒定盤７に支持されている。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系であり、基板上の露光領域にパターンの縮小像を形成する。なお、投影光学系ＰＬは縮小系、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。【００３６】
投影光学系ＰＬには、例えば特開昭６０−７８４５４号公報、特開平１１−１９５６０２号公報、国際公開第２００３／６５４２８号パンフレット等に開示されているような、投影光学系ＰＬの結像特性（投影状態）を調整可能な結像特性調整装置ＬＣが設けられている。結像特性調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬの複数の光学素子の一部を移動可能な光学素子駆動装置を含む。光学素子駆動装置は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち特定の光学素子を光軸方向（Ｚ軸方向）に移動したり、光軸に対して傾斜させることができる。結像特性調整装置ＬＣは、投影光学系ＰＬの特定の光学素子を駆動することで、投影光学系ＰＬの各種収差（投影倍率、ディストーション、球面収差等）及び像面位置（焦点位置）等を含む結像特性（投影状態）を調整することができる。また、結像特性調整装置ＬＣとして、鏡筒の内部に保持されている一部の光学素子どうしの間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整装置を設けることもできる。結像特性調整装置ＬＣは、制御装置３に接続されており、制御装置３に制御される。【００３７】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持する基板ホルダを有している。リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置の駆動により、基板ステージ２は、基板ホルダに基板Ｐを保持した状態で、基板ステージ定盤８上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板ステージ２は、エアベアリングにより基板ステージ定盤８の上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。基板ステージ定盤８は、床面ＦＬ上に防振装置１０を介して支持されている。基板ステージ２（ひいては基板Ｐ）の位置情報はレーザ干渉計１５によって計測される。レーザ干渉計１５は、基板ステージ２に設けられた移動鏡の反射面１６を用いて基板ステージ２のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。【００３８】
本実施形態において、露光装置ＥＸは、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報を検出可能なフォーカス・レベリング検出系１８を備えている。フォーカス・レベリング検出系１８は、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面に検出光Ｌａを投射する投射装置１８Ａと、基板Ｐの表面に投射された検出光Ｌａの反射光を受光可能な受光装置１８Ｂとを備えており、受光装置１８Ｂの受光結果に基づいて、基板Ｐの表面の面位置情報を検出可能である。制御装置３は、レーザ干渉計１５の計測結果及びフォーカス・レベリング検出系１８の検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置を駆動し、基板ステージ２に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。【００３９】
フォーカス・レベリング検出系は、例えば米国特許第６,６０８,６８１号などに開示されるように、その複数の計測点でそれぞれ基板ＰのＺ軸方向の位置情報を計測することで、基板Ｐの面位置情報を検出することができる。レーザ干渉計１５は基板ステージ２のＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報をも計測可能としてよく、その詳細は、例えば特表２００１−５１０５７７号公報（対応国際公開第１９９９／２８７９０号パンフレット）に開示されている。【００４０】
次に、図２及び図３を参照しながら、マスクステージ１ついて説明する。図２は、マスクステージ１、カウンタマス２０、及びマスクステージ定盤６近傍の斜視図である。図３は、図２の分解斜視図である。【００４１】
図２及び図３において、マスクステージ１は、マスクステージ本体３０と、そのマスクステージ本体３０に固定された各種磁極ユニット等を含む。マスクステージ本体３０は、ＸＹ方向に関してほぼ矩形状の第１部材３０Ａと、第１部材３０Ａの＋Ｘ側の端に設けられた第２部材３０Ｂとを有している。第１開口６１は、マスクステージ１の第１部材３０Ａのほぼ中央に形成されており、第４開口６４は、第１開口６１とは別の位置に設けられている。本実施形態においては、第１開口６１と第４開口６４とはＹ軸方向に沿って並んで形成されている。【００４２】
第２部材３０Ｂは、Ｙ軸方向を長手方向とする長尺な部材である。＋Ｘ側の側面には、レーザ干渉計（１３）の計測光が照射される反射面（１４）が形成されている。また、カウンタマス２０の＋Ｘ側の側面には、レーザ干渉計（１３）の計測光を透過させるための透過領域２１が設けられている。同様に、不図示ではあるが、カウンタマス２０の−Ｙ側の側面にも、レーザ干渉計（１３）の計測光を透過させるための透過領域が設けられている。マスクステージ１の−Ｙ側の側面に設けられた反射面１４に、レーザ干渉計１３からの計測光が照射される。【００４３】
マスクステージ本体３０の底面には、エアベアリング（エアパッド）が設けられている。マスクステージ本体３０は、エアベアリングによって、マスクステージ定盤６の上面に対して非接触支持されている。本実施形態においては、マスクステージ定盤６のほぼ中央には凸部６Ａが設けられており、マスクステージ本体３０は、その凸部６Ａの上面に対して非接触支持されている。第２開口６２は、マスクステージ定盤６の凸部６Ａのほぼ中央に形成されており、第３開口６３は、第２開口６２とは別の位置に設けられている。本実施形態においては、第２開口６２と第３開口６３とはＹ軸方向に沿って並んで形成されている。【００４４】
マスクステージ駆動装置１Ｄは、マスクステージ定盤６上でマスクステージ１を駆動するためのものである。マスクステージ駆動装置１Ｄは、マスクステージ１をＹ軸方向に駆動するとともにθＺ方向に微小に駆動するための第１駆動装置１Ａと、マスクステージ１をＸ軸方向に微小に駆動するための第２駆動装置１Ｂとを備えている。第１駆動装置１Ａは、カウンタマス２０の内側において、Ｙ軸方向に延びるように設けられた第１、第２固定子ユニット３１、３２を有している。第２駆動装置１Ｂは、カウンタマス２０の内側において、Ｙ軸方向に延びるように設けられ、第２固定子ユニット３２の−Ｘ側に配置された第３固定子ユニット３３を有している。【００４５】
第１駆動装置１Ａの第１、第２固定子ユニット３１、３２のそれぞれはコイルユニットを有している。第１、第２固定子ユニット３１、３２の＋Ｙ側の端及び−Ｙ側の端は、所定の固定部材を介して、カウンタマス２０の内面に固定されている。第１、第２固定子ユニット３１、３２は、Ｘ軸方向に関して離れて設けられており、マスクステージ１の第１部材３０Ａは、第１固定子ユニット３１と第２固定子ユニット３２との間に配置されている。また、マスクステージ１の第１部材３０Ａの＋Ｘ側及び−Ｘ側の端には、第１、第２固定子ユニット３１、３２に対応する磁極ユニットが設けられている。【００４６】
すなわち、本実施形態においては、第１駆動装置１Ａは、第１、第２固定子ユニット３１、３２のコイルユニットと、マスクステージ１の磁極ユニットとを含むムービングマグネット型のリニアモータを備える。制御装置３は、第１固定子ユニット３１及びそれに対応する磁極ユニットによって発生する推力（駆動量）と、第２固定子ユニット３２及びそれに対応する磁極ユニットによって発生する推力（駆動量）とが同じになるように制御することで、マスクステージ１をＹ軸方向と平行な方向に移動することができる。また、制御装置３は、第１固定子ユニット３１及びそれに対応する磁極ユニットによって発生する推力（駆動量）と、第２固定子ユニット３２及びそれに対応する磁極ユニットによって発生する推力（駆動量）とを異ならせることにより、マスクステージ１をθＺ方向に微小に移動（回転）することができる。【００４７】
第２駆動装置１Ｂの第３固定子ユニット３３はコイルユニットを有している。第３固定子ユニット３３の＋Ｙ側の端及び−Ｙ側の端は、所定の固定部材を介して、カウンタマス２０の内面に固定されている。第３固定子ユニット３３は、第２固定子ユニット３２の−Ｘ側に配置されている。また、マスクステージ１の−Ｘ側の端には、第３固定子ユニット３３に対応する永久磁石が設けられている。【００４８】
マスクステージ１に設けられた永久磁石によって形成される磁界と第３固定子ユニット３３のコイルを流れる電流との間の電磁相互作用により、Ｘ軸方向の電磁力（ローレンツ力）が発生する。このローレンツ力の反力がマスクステージ１をＸ軸方向に駆動する駆動力となる。【００４９】
すなわち、本実施形態においては、第２駆動装置１Ｂは、第３固定子ユニット３３のコイルユニットと、マスクステージ１の永久磁石とを含むムービングマグネット型のボイスコイルモータを備える。制御装置３は、第３固定子ユニット３３及びそれに対応する永久磁石を用いて、マスクステージ１をＸ軸方向に微小に移動することができる。【００５０】
このように、マスクステージ１は、第１、第２駆動装置１Ａ、１Ｂを含むマスクステージ駆動装置１Ｄにより、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３自由度の方向に移動可能に設けられている。【００５１】
カウンタマス２０は、マスクステージ１を配置可能な開口を有する矩形状（枠状）の部材であり、マスクステージ１の移動に伴う反力を相殺するために、マスクステージ定盤６の上面において移動可能に設けられている。カウンタマス２０は、マスクステージ１の移動方向とは反対方向に移動することにより、マスクステージ１の移動に伴う反力を相殺する。【００５２】
検出装置７０は、所定面の面位置情報を光学的に検出可能である。検出装置７０は、所定面に対して検出光ＭＬを投射可能であるとともにその所定面を介した検出光ＭＬを受光可能なセンサユニット７１と、検出光ＭＬが通過する光学ユニット７２とを備えている。本実施形態においては、検出装置７０の少なくとも一部は、第２コラムＣＬ２に支持されている。図２等に示すように、第２コラムＣＬ２の一部には検出装置７０を支持するための支持機構６５が設けられている。センサユニット７１及び光学ユニット７２を含む検出装置７０の少なくとも一部は支持機構６５に支持される。なお、検出装置７０の少なくとも一部が第２コラムＣＬ２とは別の所定部材に支持されていてもよい。【００５３】
図４は、マスクステージ１近傍を模式的に示す側断面図である。図５は、マスクステージ１を下側（−Ｚ側）から見た模式的な平面図である。図４及び図５に示すように、マスクステージ１は、第１開口６１と第４開口６４とを有している。第１開口６１と第４開口６４とはＹ軸方向に沿って並んで形成されている。また、マスクステージ定盤６は、第２開口６２と第３開口６３とを有している。第２開口６２と第３開口６３とはＹ軸方向に沿って並んで形成されている。【００５４】
図４において、マスクステージ１は、マスクＭを保持するための第１保持機構ＭＨと、基準部材Ｄを保持するための第２保持機構ＤＨとを有している。第１保持機構ＭＨと第２保持機構ＤＨとはＹ軸方向に沿って並んで形成されている。【００５５】
第１保持機構ＭＨは、マスクＭのパターンが形成されたパターン形成面ＭＡのうち、パターンが形成されていない一部の領域を保持する。第２保持機構ＤＨは、基準部材Ｄの基準面ＤＡのうち、パターンが形成されていない一部の領域を保持する。マスクステージ１の第１保持機構ＭＨは、マスクＭのパターン形成領域が第１開口６１に配置されるようにマスクＭを保持する。マスクステージ１の第２保持機構ＤＨは、基準部材Ｄの基準面ＤＡが第４開口６４に配置されるように基準部材Ｄを保持する。【００５６】
また、本実施形態においては、マスクステージ１の第１保持機構ＭＨは、マスクＭのパターン形成面ＭＡがＸＹ平面とほぼ平行となるようにマスクＭを保持する。マスクステージ１の第２保持機構ＤＨは、基準部材Ｄの基準面ＤＡがＸＹ平面とほぼ平行となるように基準部材Ｄを保持する。【００５７】
本実施形態の照明系ＩＬは、露光光ＥＬを、マスクステージ１の上方から、マスクステージ１（マスクＭ）に向けて照射する。照明系ＩＬからの露光光ＥＬは、マスクＭ及びマスクステージ１の第１開口６１を通過した後、マスクステージ定盤６の第２開口６２を通過する。また、本実施形態の検出装置７０は、検出光ＭＬを、マスクステージ定盤６の下方から、マスクステージ定盤６に向けて照射する。検出装置７０からの検出光ＭＬは、マスクステージ定盤６の第３開口６３を通過した後、マスクステージ１の第１開口６１及び第４開口６４のいずれか一方を通過する。【００５８】
第２開口６２は、露光光ＥＬの光路上に形成されている。基板Ｐの露光動作時には、制御装置３は、露光光ＥＬの光路上にマスクステージ１の第１開口６１が配置されるように、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動することによって、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。基板Ｐの露光動作時には、露光光ＥＬは、マスクステージ１の第１開口６１とマスクステージ定盤６の第２開口６２とを通過する。【００５９】
第３開口６３は、検出光ＭＬの光路上に形成されている。検出装置７０を用いたマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報の検出動作時には、制御装置３は、検出光ＭＬの光路上にマスクステージ１の第１開口６１が配置されるように、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動することによって、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。マスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報の検出動作時には、検出装置７０は、マスクステージ定盤６の第３開口６３及びマスクステージ１の第１開口６１を介して、マスクＭのパターン形成面ＭＡに検出光ＭＬを照射する。【００６０】
また、検出装置７０を用いた基準部材Ｄの基準面ＤＡの面位置情報の検出動作時には、制御装置３は、検出光ＭＬの光路上にマスクステージ１の第４開口６４が配置されるように、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動することによって、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。マスクステージ１の基準部材Ｄの基準面ＤＡの面位置情報の検出動作時には、検出装置７０は、マスクステージ定盤６の第３開口６３及びマスクステージ１の第４開口６４を介して、基準部材Ｄの基準面ＤＡに検出光ＭＬを照射する。【００６１】
このように、本実施形態においては、第１開口６１は、露光光ＥＬを通過可能であるとともに、検出光ＭＬを通過可能である。第２開口６２は、露光光ＥＬを通過可能である。第３開口６３は、検出光ＭＬを通過可能である。第４開口６４は、検出光ＭＬを可能である。検出装置７０は、マスクステージ１に形成された第１開口６１を介してマスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面ＭＡに検出光ＭＬを照射し、パターン形成面ＭＡを介した検出光ＭＬの受光結果に基づいてパターン形成面ＭＡの面位置情報を検出可能である。また、検出装置７０は、基準部材Ｄの基準面ＤＡに検出光ＭＬを照射し、基準面ＤＡを介した検出光ＭＬの受光結果に基づいて基準面ＤＡの面位置情報を検出可能である。【００６２】
図６は、検出装置７０を示す概略構成図である。図７は、検出装置７０の要部を示す側面図であって、図６のＡ−Ａ線矢視図に相当する。上述のように、検出装置７０は、マスクＭのパターン形成面ＭＡ及び基準部材Ｄの基準面ＤＡのいずれか一方に検出光ＭＬを照射可能であるが、以下の説明においては、検出装置７０がマスクＭのパターン形成面ＭＡに検出光ＭＬを照射する場合を例にして説明する。【００６３】
検出装置７０は、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を光学的に検出可能なものであって、マスクＭのパターン形成面ＭＡに対して検出光ＭＬを投射可能であるとともにそのパターン形成面ＭＡで反射した検出光ＭＬを受光可能なセンサユニット７１と、検出光ＭＬが通過する光学ユニット７２とを備えている。【００６４】
センサユニット７１は、検出光ＭＬを射出する光源装置、及び検出光ＭＬを受光する受光素子を含む。本実施形態においては、センサユニット７１は、検出光ＭＬとして、例えば約６７０ｎｍの波長を有し、約２μｍの光束径を有するレーザ光を射出可能であり、検出光ＭＬを射出する射出面７１Ａを備えている。【００６５】
光学ユニット７２は、複数の光学素子を備えており、光源装置を含むセンサユニット７１から射出された検出光ＭＬを、マスクＭのパターン形成面ＭＡへ誘導可能であるとともに、マスクＭのパターン形成面ＭＡで反射した検出光ＭＬを、受光素子を含むセンサユニット７１へ誘導可能である。【００６６】
検出装置７０は、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第１開口６１を介してマスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面ＭＡに検出光ＭＬを照射し、パターン形成面ＭＡで反射した検出光ＭＬを、光学ユニット７２を介して、センサユニット７１の受光素子で受光する。検出装置７０は、センサユニット７１（受光素子）の受光結果に基づいて、パターン形成面ＭＡの面位置情報を検出する。本実施形態においては、検出装置７０は、レーザ共焦点光学系を備える。レーザ共焦点光学系は、結像位置（受光素子の前）に配置されたピンホールを備えており、光学系の合焦位置以外からの光を排除できる。レーザ共焦点光学系においては、合焦位置での受光素子による受光量が十分に大きくなるため、合焦位置に対する検出対象面（パターン形成面ＭＡ）の位置を良好に検出することができる。【００６７】
本実施形態においては、センサユニット７１は、駆動可能な不図示の光学系を有しており、光学系を駆動することにより、検出対象面（パターン形成面ＭＡ）の位置と合焦位置との位置関係を調整することができる。したがって、検出装置７０は、パターン形成面ＭＡの複数の検出点のそれぞれに照射して反射した検出光ＭＬをピンホールを介して受光素子で受光することができる。また、センサユニット７１は、所定の基準位置（原点）に対する面位置情報を検出し、検出装置７０は、光学系の駆動量と受光素子の受光量とに基づいて、基準位置（原点）に対する検出対象面（パターン形成面ＭＡ）の位置を良好に検出することができる。本実施形態においては、検出装置７０は、マスクＭのパターン形成面ＭＡのうち、検出光ＭＬが照射された照射位置（検出点）のＺ軸方向の位置を良好に検出することができる。【００６８】
本実施形態においては、制御装置３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡ上に複数のエリアを設定し、それら複数のエリア毎の面位置情報を検出装置７０を用いて検出する。本実施形態においては、マスクＭのパターン形成面ＭＡ上に第１、第２、第３エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを設定し、制御装置３は、検出装置７０を用いて、マスクＭのパターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ毎に検出光ＭＬを照射して面位置情報を検出する。本実施形態においては、第１、第２、第３エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃは、Ｘ軸方向に並んで設定されている。検出装置７０は、センサユニット７１の射出面７１Ａより検出光ＭＬを射出し、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第１開口６１を介してマスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに検出光ＭＬを照射し、パターン形成面ＭＡで反射した検出光ＭＬを光学ユニット７２を介してセンサユニット７１で受光し、その受光結果に基づいて、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を検出する。【００６９】
本実施形態においては、検出光ＭＬを射出する光源装置を含むセンサユニット７１は、１つである。光学ユニット７２は、センサユニット７１から射出された検出光ＭＬを、マスクＭのパターン形成領域に設定された複数のエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのうち、いずれか１つの検出対象エリアに誘導する。【００７０】
検出装置７０の光学ユニット７２は、第１光学ユニット７３と、第２光学ユニット７６とを備えている。第１光学ユニット７３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡに設定された複数（３つ）のエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれに対応するように設けられた複数（３つ）の第１対物レンズ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、及びインプットレンズ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃを有する。第２光学ユニット７６は、センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬを、第１光学ユニット７３の複数の第１対物レンズ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ（インプットレンズ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ）のうち、検出対象エリアに対応する第１対物レンズ（インプットレンズ）に導く。【００７１】
第２光学ユニット７６は、複数の第１対物レンズ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、ひいては複数のエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに対応するように設けられた複数（３つ）の第２対物レンズ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃと、センサユニット７１の射出面７１Ａより射出された検出光ＭＬを、複数の第２対物レンズ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃのうち、検出対象エリアに対応する第２対物レンズに入射させるための照射位置設定光学系７８と、第２対物レンズ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃのそれぞれに対応するように設けられ、各第２対物レンズ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃを通過した検出光ＭＬを第１光学ユニット７３の複数の第１対物レンズ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ（インプットレンズ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ）に誘導する反射ミラー７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃとを備えている。照射位置設定光学系７８は、マスクＭのパターン形成面ＭＡと光学的に共役な位置に設けられている。照射位置設定光学系７８は、センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬを、パターン形成面ＭＡに設定された複数のエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのうち、検出対象エリアに照射されるように、検出光ＭＬのパターン形成面ＭＡでの照射位置を設定する。照射位置設定光学系７８は、センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬを、複数の第２対物レンズ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃのうち、パターン形成面ＭＡの検出対象エリアに対応する第２対物レンズに入射させることによって、検出光ＭＬのパターン形成面ＭＡでの照射位置を設定する。【００７２】
検出装置７０は、ビームエキスパンダ光学系８０及び反射ミラー８１を介して、センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出した検出光ＭＬを、第２光学ユニット７６の照射位置設定光学系７８に入射させる。検出装置７０は、センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬを、照射位置設定光学系７８を用いて、複数の第２対物レンズ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃのうち、パターン形成面ＭＡの検出対象エリアに対応する第２対物レンズに入射させることによって、その第２対物レンズに対応する第１対物レンズを介して、パターン形成面ＭＡの検出対象エリア内の検出点に照射する。【００７３】
図８Ａ，８Ｂ，８Ｃは、検出装置７０がパターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ内の所定の検出点のそれぞれに検出光ＭＬを照射している状態を示す図である。図８Ａは、検出光ＭＬが第１エリア５０Ａ内の所定の検出点に照射されている状態を示す図である。図８Ｂは、検出光ＭＬが第２エリア５０Ｂ内の所定の検出点に照射されている状態を示す図である。図８Ｃは、検出光ＭＬが第３エリア５０Ｃ内の所定の検出点に照射されている状態を示す図である。図９Ａは、図８Ａの要部を示す側面図、図９Ｂは、図８Ｂの要部を示す側面図、図９Ｃは、図８Ｃの要部を示す側面図である。【００７４】
本実施形態においては、検出装置７０は、パターン形成面ＭＡの複数のエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのうち、検出対象エリアに検出光ＭＬを照射するために、センサユニット７１の射出面７１Ａから射出する検出光ＭＬの位置を変化させる。検出装置７０は、センサユニット７１の射出面７１Ａからの検出光ＭＬの射出位置を変化させることにより、照射位置設定光学系７８に対する検出光ＭＬの入射位置を変化させる。照射位置設定光学系７８は、センサユニット７１からの検出光ＭＬの入射位置に応じて、検出光ＭＬの射出位置を変化させることができ、複数の第２対物レンズ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃのうち、検出対象エリアに対応する第２対物レンズに検出光ＭＬを入射させることができる。【００７５】
本実施形態においては、検出装置７０は、センサユニット７１の射出面７１Ａにおける検出光ＭＬの射出位置を、図中、Ｙ軸方向に変化させることによって、パターン形成面ＭＡにおける検出光ＭＬの照射位置を、Ｘ軸方向に変化させることができる。【００７６】
このように、本実施形態の検出装置７０は、マスクＭのパターン形成面ＭＡのうち、Ｘ軸方向に関して互いに異なる複数（３つ）の位置のそれぞれに検出光ＭＬを照射し、それら照射位置（検出点）それぞれのＺ軸方向の位置情報を検出することができる。検出装置７０は、複数のエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれに対応するように設けられた第１対物レンズ７４Ａ、７４Ｂ、７４Ｃ、インプットレンズ７５Ａ、７５Ｂ、７５Ｃ、反射ミラー７９Ａ、７９Ｂ、７９Ｃ、第２対物レンズ７７Ａ、７７Ｂ、７７Ｃ等を含む複数の光学系を有しており、これら複数の光学系のうち検出対象エリアに対応する光学系を介してパターン形成面ＭＡに検出光ＭＬを照射する。【００７７】
また、本実施形態の検出装置７０は、検出光ＭＬの照射位置をパターン形成面ＭＡ内においてＹ軸方向と傾斜する方向に微動しつつ、パターン形成面ＭＡの面位置情報（検出点のＺ軸方向の位置）を検出する。【００７８】
図１０は、パターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａ内の所定の検出点に検出光ＭＬを照射している状態を示す模式図であって、図１０の（Ａ）部は、上方から見た第１対物レンズ７４Ａを模式的に示し、図１０の（Ｂ）部は、第１対物レンズ７４Ａの側断面を示す。図１０に示すように、検出装置７０は、検出光ＭＬの照射位置をパターン形成面ＭＡ内（ＸＹ平面内）においてＹ軸方向と傾斜する方向に微動しつつ、パターン形成面ＭＡの面位置情報を検出する。すなわち、検出装置７０は、パターン形成面ＭＡの検出点を含む微小エリア５０Ｓ内で検出光ＭＬをＹ軸方向と傾斜する方向に微動させ、その微小エリア５０Ｓに照射した検出光ＭＬの受光結果に基づいて、面位置情報（検出点のＺ軸方向の位置）を検出する。例えば、検出装置７０は、パターン形成面ＭＡの微小エリア５０Ｓ内において、Ｙ軸方向と４５度傾斜する方向へ、所定点（検出点）を基準として例えば±８０μｍ程度のストロークで往復させるように検出光ＭＬを微動させる。検出装置７０は、検出光ＭＬの受光結果に基づいて、パターン形成面ＭＡの微小エリア５０Ｓ内のＺ軸方向の位置の平均値を求める。【００７９】
本実施形態のマスクＭは、ガラス板等の透明板部材にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンを形成したものである。パターン形成面ＭＡには、パターンが形成された部分（遮光膜が存在する部分）とパターンが形成されていない部分（遮光膜が存在しない部分）とが混在する。パターンが形成された部分とパターンが形成されていない部分とでは、検出光ＭＬに対する反射率が異なる。そのため、パターンが形成された部分の検出点に照射された検出光ＭＬの受光結果に基づいて導出された検出点のＺ軸方向の位置と、パターンが形成されていない部分の検出点に照射された検出光ＭＬの受光結果に基づいて導出された検出点のＺ軸方向の位置とが異なる可能性がある。そこで、パターンが形成された部分とパターンが形成されていない部分との両方が含まれるように微小エリア５０Ｓを設定し、その微小エリア５０ＳのＺ軸方向の位置の平均値を求めることにより、パターン形成面ＭＡの位置情報（微小エリア５０Ｓ内の検出点のＺ軸方向の位置）を精度良く求めることができる。すなわち、本実施形態においては、検出装置７０は、微小エリア５０ＳのＺ軸方向の位置の平均値を、その微小エリア５０Ｓ内の検出点のＺ軸方向の位置とする。【００８０】
パターン形成面ＭＡに形成されたパターンが、例えばＹ軸方向（又はＸ軸方向）に沿うように形成されたラインパターン（ライン・アンド・スペースパターン）を主成分とする場合、検出光ＭＬの照射位置をパターン形成面ＭＡ内においてＹ軸方向（又はＸ軸方向）と傾斜する方向に微動させ、その検出光ＭＬの受光結果に基づく微小エリア５０ＳのＺ軸方向の位置の平均値を求めることで、ラインパターンの影響を抑えて、パターン形成面ＭＡの位置情報（微小エリア５０Ｓ内の検出点のＺ軸方向の位置）を精度良く求めることができる。【００８１】
なお、ここでは、第１対物レンズ７４Ａからパターン形成面ＭＡに射出される検出光ＭＬを微動させる場合を例にして説明したが、検出装置７０は、第２、第３対物レンズ７４Ｂ、７４Ｃからパターン形成面ＭＡに射出する検出光ＭＬも微動可能である。【００８２】
以上、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を検出する場合を例にして説明した。検出装置７０は、センサユニット７１から射出した検出光ＭＬを、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第４開口６４を介して基準部材Ｄの基準面ＤＡに照射し、基準面ＤＡで反射した検出光ＭＬを、光学ユニット７２を介してセンサユニット７１で受光し、その受光結果に基づいて基準面ＤＡの面位置情報を検出することができる。また、制御装置３は、基準部材Ｄの基準面ＤＡ上にも、マスクＭのパターン形成面ＭＡ上に設定した複数のエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃに応じた複数のエリアを設定し、検出装置７０を用いて、基準部材Ｄの基準面ＤＡの各エリア毎に検出光ＭＬを照射して面位置情報を検出することができる。【００８３】
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法の一実施形態について、図１１の模式図、及び図１２のフローチャート図を参照して説明する。本実施形態においては、制御装置３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡ上に第１、第２、第３エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃを設定し、それら複数のエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ毎の面位置情報を検出装置７０を用いて検出する。図１１に示すように、第１、第２、第３エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれは、Ｙ軸方向に延びるエリアであり、Ｘ軸方向に並んで設定されている。また、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれには、Ｙ軸方向に沿って複数の検出点が設定されている。制御装置３は、検出装置７０により、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの複数の検出点のそれぞれに検出光ＭＬを照射して、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ毎の面位置情報（形状、平坦度マップデータ）を取得する。【００８４】
まず、制御装置３は、所定の搬送系を用いてマスクＭをマスクステージ１にロード（搬入）する（ステップＳＡ１）。マスクステージ１は、ロードされたマスクＭを保持する。【００８５】
次に、制御装置３は、検出装置７０を用いて、マスクステージ１に設けられている基準部材Ｄの基準面ＤＡの位置情報を検出する動作を開始する（ステップＳＡ２）。【００８６】
基準面ＤＡの面位置情報を検出するに際し、制御装置３は、検出光ＭＬの光路上に、マスクステージ１の第４開口６４が配置されるように、レーザ干渉計１３を用いてマスクステージ１の位置情報を計測しつつ、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動して、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。【００８７】
本実施形態においては、制御装置３は、まず、基準面ＤＡのうち、パターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａに対応する第４エリア５１Ａ内の検出点に対して検出光ＭＬを照射するように、検出装置７０の射出面７１Ａにおける検出光ＭＬの射出位置を調整する。すなわち、制御装置３は、検出装置７０を、図８Ａに示した状態に設定する。制御装置３は、マスクステージ定盤６の第３開口６３とマスクステージ１の第４開口６４とを介して、検出光ＭＬを基準部材Ｄの基準面ＤＡに照射する。センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬは、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第４開口６４を介して、基準面ＤＡの第４エリア５１Ａ内の検出点にほぼ垂直に照射される。基準面ＤＡで反射した検出光ＭＬは、第４開口６４、第３開口６３、及び光学ユニット７２を介して、センサユニット７１に受光される。検出装置７０は、センサユニット７１の受光結果に基づいて、基準面ＤＡの第４エリア５１Ａ内の検出点のＺ軸方向の位置情報を求める。制御装置３は、求めた基準面ＤＡの第４エリア５１Ａ（第４エリア５１Ａ内の検出点）のＺ軸方向の位置情報を、第１基準位置（第１原点）として記憶装置４に記憶する。【００８８】
また、制御装置３は、第４エリア５１ＡのＺ軸方向の位置、すなわち第１基準位置（第１原点）を、センサユニット７１の基準位置（原点）として設定する。すなわち、センサユニット７１の基準位置（原点）は、第１基準位置（第１原点）にリセットされる。制御装置３は、基準面ＤＡの第４エリア５１Ａ（第４エリア５１Ａ内の検出点）のＺ軸方向の位置情報を用いて、センサユニット７１の基準位置（原点）をリセットしたことになる。【００８９】
次に、制御装置３は、検出装置７０を用いて、マスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａの位置情報を検出する動作を開始する（ステップＳＡ３）。【００９０】
パターン形成面ＭＡの面位置情報を検出するに際し、制御装置３は、検出光ＭＬの光路上に、マスクステージ１の第１開口６１が配置されるように、レーザ干渉計１３を用いてマスクステージ１の位置情報を計測しつつ、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動して、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。【００９１】
また、制御装置３は、パターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａ内の所定の検出点に対して検出光ＭＬを照射するように、検出装置７０の射出面７１Ａにおける検出光ＭＬの射出位置を調整する。【００９２】
制御装置３は、マスクステージ定盤６の第３開口６３とマスクステージ１の第１開口６１とを介して、検出光ＭＬをマスクＭのパターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａ内の所定の検出点に照射する。センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬは、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第１開口６１を介して、パターン形成面ＭＡにほぼ垂直に照射される。パターン形成面ＭＡで反射した検出光ＭＬは、第１開口６１、第３開口６３、及び光学ユニット７２を介して、センサユニット７１に受光される。検出装置７０は、センサユニット７１の受光結果に基づいて、パターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａの所定の検出点のＺ軸方向の位置情報を求める。【００９３】
制御装置３は、マスクステージ定盤６上の第３開口６３を含む所定領域内でマスクステージ１をＹ軸方向にステッピング移動しつつ、第３開口６３及び第１開口６１を介してパターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａに設定された複数の検出点のそれぞれに検出光ＭＬを順次照射する。制御装置３は、マスクステージ１（マスクＭ）をＹ軸方向に移動しつつ、パターン形成面ＭＡの第１エリア５０ＡにＹ軸方向に沿って設定された複数の検出点のそれぞれに検出光ＭＬを順次照射することにより、各検出点のＺ軸方向の位置情報を求めることができる。【００９４】
制御装置３は、パターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａにおける複数の検出点のＺ軸方向の位置情報に基づいて、第１エリア５０Ａの面位置情報を求めることができる。また、ステップＳＡ２において、基準面ＤＡの第４エリア５１ＡのＺ軸方向の位置情報が第１基準位置（第１原点）として設定されており、制御装置３は、第１基準位置に対する第１エリア５０Ａの面位置情報を導出する。【００９５】
パターン形成面ＭＡの第１エリア５０Ａの面位置情報を検出する動作が終了した後、制御装置３は、検出装置７０を用いて、マスクステージ１に設けられている基準部材Ｄの基準面ＤＡの位置情報を検出する動作を開始する（ステップＳＡ４）。【００９６】
制御装置３は、基準面ＤＡのうち、パターン形成面ＭＡの第２エリア５０Ｂに対応する第５エリア５１Ｂ内の検出点に対して検出光ＭＬが照射されるように、検出装置７０及びマスクステージ１を制御する。すなわち、制御装置３は、検出装置７０の射出面７１Ａにおける検出光ＭＬの射出位置を調整することによって、検出装置７０による検出光ＭＬの照射位置をＸ軸方向に移動するとともに、検出光ＭＬの光路上に、マスクステージ１の第４開口６４が配置されるように、レーザ干渉計１３を用いてマスクステージ１の位置情報を計測しつつ、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動して、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。検出装置７０は、図８Ｂに示した状態に設定される。【００９７】
そして、制御装置３は、マスクステージ定盤６の第３開口６３とマスクステージ１の第４開口６４とを介して、検出光ＭＬを基準部材Ｄの基準面ＤＡに照射する。センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬは、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第４開口６４を介して、基準面ＤＡの第５エリア５１Ｂ内の検出点にほぼ垂直に照射される。【００９８】
検出装置７０は、基準面ＤＡで反射した検出光ＭＬのセンサユニット７１による受光結果に基づいて、基準面ＤＡの第５エリア５１Ｂ内の検出点のＺ軸方向の位置情報を求める。そして、制御装置３は、求めた基準面ＤＡの第５エリア５１Ｂ（第５エリア５１Ｂ内の検出点）のＺ軸方向の位置情報を、第２基準位置（第２原点）として記憶装置４に記憶する。【００９９】
また、制御装置３は、第５エリア５１ＢのＺ軸方向の位置、すなわち第２基準位置（第２原点）を、センサユニット７１の基準位置（原点）として設定する。すなわち、センサユニット７１の基準位置（原点）は、第２基準位置（第２原点）にリセットされる。制御装置３は、基準面ＤＡの第５エリア５１Ｂ（第５エリア５１Ｂ内の検出点）のＺ軸方向の位置情報を用いて、センサユニット７１の基準位置（原点）をリセットしたことになる。【０１００】
次に、制御装置３は、検出装置７０を用いて、マスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面ＭＡの第２エリア５０Ｂの位置情報を検出する動作を開始する（ステップＳＡ５）。【０１０１】
制御装置３は、検出光ＭＬの光路上に、マスクステージ１の第１開口６１が配置されるように、レーザ干渉計１３を用いてマスクステージ１の位置情報を計測しつつ、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動して、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。【０１０２】
また、制御装置３は、パターン形成面ＭＡの第２エリア５０Ｂ内の所定の検出点に対して検出光ＭＬを照射するように、検出装置７０の射出面７１Ａにおける検出光ＭＬの射出位置を調整する。【０１０３】
制御装置３は、マスクステージ定盤６の第３開口６３とマスクステージ１の第１開口６１とを介して、検出光ＭＬをマスクＭのパターン形成面ＭＡの第２エリア５０Ｂ内の所定の検出点に照射する。センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬは、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第１開口６１を介して、パターン形成面ＭＡにほぼ垂直に照射される。パターン形成面ＭＡで反射した検出光ＭＬは、第１開口６１、第３開口６３、及び光学ユニット７２を介して、センサユニット７１に受光される。検出装置７０は、センサユニット７１の受光結果に基づいて、パターン形成面ＭＡの第２エリア５０Ｂの所定の検出点のＺ軸方向の位置情報を求める。【０１０４】
制御装置３は、マスクステージ定盤６上の第３開口６３を含む所定領域内でマスクステージ１をＹ軸方向にステッピング移動しつつ、第３開口６３及び第１開口６１を介してパターン形成面ＭＡの第２エリア５０Ｂに設定された複数の検出点のそれぞれに検出光ＭＬを順次照射する。制御装置３は、マスクステージ１（マスクＭ）をＹ軸方向に移動しつつ、パターン形成面ＭＡの第２エリア５０ＢにＹ軸方向に沿って設定された複数の検出点のそれぞれに検出光ＭＬを順次照射することにより、各検出点のＺ軸方向の位置情報を求めることができる。【０１０５】
制御装置３は、パターン形成面ＭＡの第２エリア５０Ｂにおける複数の検出点のＺ軸方向の位置情報に基づいて、第２エリア５０Ｂの面位置情報を求めることができる。また、ステップＳＡ４において、基準面ＤＡの第５エリア５１ＢのＺ軸方向の位置情報が第２基準位置（第２原点）として設定されており、制御装置３は、第２基準位置に対する第２エリア５０Ｂの面位置情報を導出する。【０１０６】
パターン形成面ＭＡの第２エリア５０Ｂの面位置情報を検出する動作が終了した後、制御装置３は、検出装置７０を用いて、マスクステージ１に設けられている基準部材Ｄの基準面ＤＡの位置情報を検出する動作を開始する（ステップＳＡ６）。【０１０７】
制御装置３は、基準面ＤＡのうち、パターン形成面ＭＡの第３エリア５０Ｃに対応する第６エリア５１Ｃ内の検出点に対して検出光ＭＬが照射されるように、検出装置７０及びマスクステージ１を制御する。すなわち、制御装置３は、検出装置７０の射出面７１Ａにおける検出光ＭＬの射出位置を調整することによって、検出装置７０による検出光ＭＬの照射位置をＸ軸方向に移動するとともに、検出光ＭＬの光路上に、マスクステージ１の第４開口６４が配置されるように、レーザ干渉計１３を用いてマスクステージ１の位置情報を計測しつつ、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動して、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。検出装置７０は、図８Ｃに示した状態に設定される。【０１０８】
そして、制御装置３は、マスクステージ定盤６の第３開口６３とマスクステージ１の第４開口６４とを介して、検出光ＭＬを基準部材Ｄの基準面ＤＡに照射する。センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬは、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第４開口６４を介して、基準面ＤＡの第６エリア５１Ｃの検出点にほぼ垂直に照射される。【０１０９】
検出装置７０は、基準面ＤＡで反射した検出光ＭＬのセンサユニット７１による受光結果に基づいて、基準面ＤＡの第６エリア５１Ｃ内の検出点のＺ軸方向の位置情報を求める。制御装置３は、求めた基準面ＤＡの第６エリア５１Ｃ（第６エリア５１Ｃ内の検出点）のＺ軸方向の位置情報を、第３基準位置（第３原点）として記憶装置４に記憶する。【０１１０】
また、制御装置３は、第６エリア５１ＣのＺ軸方向の位置、すなわち第３基準位置（第３原点）を、センサユニット７１の基準位置（原点）として設定する。すなわち、センサユニット７１の基準位置（原点）は、第３基準位置（第３原点）にリセットされる。制御装置３は、基準面ＤＡの第６エリア５１Ｃ（第６エリア５１Ｃ内の検出点）のＺ軸方向の位置情報を用いて、センサユニット７１の基準位置（原点）をリセットしたことになる。【０１１１】
次に、制御装置３は、検出装置７０を用いて、マスクステージ１に保持されたマスクＭのパターン形成面ＭＡの第３エリア５０Ｃの位置情報を検出する動作を開始する（ステップＳＡ７）。【０１１２】
制御装置３は、検出光ＭＬの光路上に、マスクステージ１の第１開口６１が配置されるように、レーザ干渉計１３を用いてマスクステージ１の位置情報を計測しつつ、マスクステージ駆動装置１Ｄを用いてマスクステージ１をＹ軸方向に駆動して、マスクステージ定盤６上でのマスクステージ１の位置を調整する。【０１１３】
また、制御装置３は、パターン形成面ＭＡの第３エリア５０Ｃ内の所定の検出点に対して検出光ＭＬを照射するように、検出装置７０の射出面７１Ａにおける検出光ＭＬの射出位置を調整する。【０１１４】
制御装置３は、マスクステージ定盤６の第３開口６３とマスクステージ１の第１開口６１とを介して、検出光ＭＬをマスクＭのパターン形成面ＭＡの第３エリア５０Ｃ内の所定の検出点に照射する。センサユニット７１の射出面７１Ａの所定位置から射出された検出光ＭＬは、光学ユニット７２、第３開口６３、及び第１開口６１を介して、パターン形成面ＭＡにほぼ垂直に照射される。パターン形成面ＭＡで反射した検出光ＭＬは、第１開口６１、第３開口６３、及び光学ユニット７２を介して、センサユニット７１に受光される。検出装置７０は、センサユニット７１の受光結果に基づいて、パターン形成面ＭＡの第３エリア５０Ｃの所定の検出点のＺ軸方向の位置情報を求める。【０１１５】
制御装置３は、マスクステージ定盤６上の第３開口６３を含む所定領域内でマスクステージ１をＹ軸方向にステッピング移動しつつ、第３開口６３及び第１開口６１を介してパターン形成面ＭＡの第３エリア５０Ｃに設定された複数の検出点のそれぞれに検出光ＭＬを順次照射する。制御装置３は、マスクステージ１（マスクＭ）をＹ軸方向に移動しつつ、パターン形成面ＭＡの第３エリア５０ＣにＹ軸方向に沿って設定された複数の検出点のそれぞれに検出光ＭＬを順次照射することにより、各検出点のＺ軸方向の位置情報を求めることができる。【０１１６】
制御装置３は、パターン形成面ＭＡの第３エリア５０Ｃにおける複数の検出点のＺ軸方向の位置情報に基づいて、第３エリア５０Ｃの面位置情報を求めることができる。また、ステップＳＡ６において、基準面ＤＡの第６エリア５１ＣのＺ軸方向の位置情報が第３基準位置（第３原点）として設定されており、制御装置３は、第３基準位置に対する第３エリア５０Ｃの面位置情報を導出する。【０１１７】
このように、本実施形態においては、制御装置３は、検出装置７０による基準面ＤＡの面位置情報を検出する動作を、パターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を検出する動作の前に、パターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を検出する動作毎に実行する。【０１１８】
次に、制御装置３は、基準面ＤＡの位置情報を検出した検出結果と、パターン形成面ＭＡの面位置情報を検出した検出結果とに基づいて、基準面ＤＡに対するパターン形成面ＭＡの相対的な面位置情報（形状、平坦度マップデータ）を導出する（ステップＳＡ８）。【０１１９】
面位置情報（形状、平坦度マップデータ）の算出に際し、基準面ＤＡの第１〜第３基準位置（第４〜第６エリア５１Ａ〜５１Ｃ）相互間のＺ方向位置関係に基づいてパターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を統合する。第１〜第３基準位置相互間のＺ方向位置関係は、基準面ＤＡが実質的に平坦である場合には全て同一の値（例えば０）とする。あるいは、基準部材Ｄをマスクステージ１に取り付けた後、第１〜第３基準位置におけるＺ方向位置を計測して記憶しておき、その値を用いてもよい。【０１２０】
制御装置３は、ステップＳＡ８で求めたマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報（形状）に基づいて、そのマスクＭを用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第１補正量を求める（ステップＳＡ９）。そして、制御装置３は、その求めた第１補正量に基づいて、露光条件を設定する（ステップＳＡ１０）。【０１２１】
ここで、露光条件は、マスクＭのパターン形成面ＭＡに対する基板Ｐの表面の相対距離及び相対傾斜の少なくとも一方を含む。また露光条件は、投影光学系ＰＬの結像特性を含む。【０１２２】
マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報（形状）に応じて、投影光学系ＰＬの像面の位置が変化したり、投影光学系ＰＬの像面が傾斜したり、投影光学系ＰＬの像面の形状が変化したり、あるいはディストーション等の収差が発生する等、投影光学系ＰＬを介したパターン像の投影状態、すなわち投影光学系ＰＬの結像特性が変化する可能性がある。パターン像の投影状態が変化すると、基板を良好に露光できなくなる可能性がある。そこで、本実施形態では、制御装置３は、パターン形成面ＭＡの面位置情報（形状）に基づいて、基板Ｐを良好に露光するための第１補正量を求め、その第１補正量に基づいて、マスクＭのパターン形成面ＭＡに対する基板Ｐの表面の相対距離及び相対傾斜の少なくとも一方、及び投影光学系ＰＬの結像特性等を含む露光条件を設定する。【０１２３】
例えば、マスクＭのパターン形成面ＭＡの形状に応じて、投影光学系ＰＬによる像面がＺ軸方向に移動したり、あるいは像面が傾斜する場合、制御装置３は、投影光学系ＰＬの像面と基板Ｐの表面との位置関係が所望状態となるように（像面と基板Ｐの表面とが合致するように、又は像面と基板Ｐの表面とのずれ量が許容値以下となるように）、基板Ｐを露光するときの基板Ｐの表面のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置の補正量、すなわちマスクＭのパターン形成面ＭＡに対する基板Ｐの相対距離及び相対傾斜に関する補正量を求める。制御装置３は、その求めた補正量に基づいて、基板Ｐの位置を設定する。【０１２４】
また、マスクＭのパターン形成面ＭＡの形状に応じて、投影光学系ＰＬによるパターン像にディストーション等の収差が発生する場合、制御装置３は、投影光学系ＰＬの結像特性（投影光学系ＰＬを介したパターン像の投影状態）が所望状態となるように、結像特性調整装置ＬＣによる補正量（例えば光学素子の駆動量）を求める。制御装置３は、その求めた補正量に基づいて、投影光学系ＰＬの結像特性を設定する。【０１２５】
本実施形態においては、所定形状のパターン形成面ＭＡを有するマスクＭを用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第１補正量に関する情報が予め記憶装置４に記憶されている。制御装置３は、ステップＳＡ８で求めたマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報（形状）と、記憶装置４の記憶情報とに基づいて、マスクＭを用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第１補正量を求めることができる。【０１２６】
制御装置３は、求めた第１補正量に基づいて露光条件を調整しつつ、基板Ｐを露光する（ステップＳＡ１１）。本実施形態の露光装置ＥＸは、走査型露光装置であり、制御装置３は、マスクＭを保持したマスクステージ１と基板Ｐを保持した基板ステージ２とを所定の走査方向（Ｙ軸方向）に移動しつつ、マスクステージ１に保持されたマスクＭに露光光ＥＬを照射して、マスクＭのパターン像を投影光学系ＰＬを介して基板Ｐの表面に投影する。【０１２７】
例えば、制御装置３は、投影光学系ＰＬの像面と基板Ｐの表面との位置関係が所望状態となるように、基板Ｐを保持した基板ステージ２の移動状態を調整しながら、基板Ｐを移動しつつ露光することができる。基板Ｐの表面の面位置情報は、フォーカス・レベリング検出系１８によって検出される。制御装置３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報に基づいて、フォーカス・レベリング検出系１８による基板Ｐの表面の面位置情報の検出結果を補正し、その補正した補正値に基づいて、基板ステージ２を制御して、基板Ｐの表面の位置を調整しつつ、露光することができる。【０１２８】
また、制御装置３は、投影光学系ＰＬの結像特性が所望状態となるように、結像特性調整装置ＬＣを駆動しながら、基板Ｐを移動しつつ露光することができる。【０１２９】
マスクＭを用いた露光が終了した後、制御装置３は、所定の搬送系を用いて、マスクステージ１のマスクＭをアンロード（搬出）する（ステップＳＡ１２）。【０１３０】
また、制御装置３は、検出装置７０の検出結果に応じて、報知装置１７を用いて警報を発することができる。例えば、ステップＳＡ８において、求めたパターン形成面ＭＡの形状が異常であると判断した場合、制御装置３は、報知装置１７を用いて警報を発することができる。具体的には、パターン形成面ＭＡの基準位置に対する最大誤差量（例えばパターン形成面ＭＡの最大撓み量）が、予め設定されている許容範囲内に収まらず、異常値であると判断した場合、制御装置３は、報知装置１７を用いて警報を発することができる。また、求めたパターン形成面ＭＡの基準位置に対する最大誤差量が異常値である場合、制御装置３は、例えばマスクステージ１とマスクＭとの間に異物（ゴミ）が存在するとみなし、その旨を報知装置１７で報知することができる。【０１３１】
以上説明したように、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を求めるために、パターン形成面ＭＡに設定された各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を検出する動作を実行する際、基準面ＤＡの面位置情報を検出する動作を、パターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を検出する動作の前に、パターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を検出する動作毎に実行するようにしたので、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を効率良く精確に取得でき、基板Ｐを良好に露光することができる。【０１３２】
すなわち、パターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの検出動作の前に、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの検出動作毎に、基準面ＤＡの検出結果を用いてセンサユニット７１の基準位置（原点）をリセットしているので、センサユニット７１のゼロ点ドリフトを校正した後、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの検出動作を実行することができる。基準面ＤＡの面位置情報が既知なので、センサユニット７１のゼロ点ドリフトを良好に校正することができる。したがって、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を高精度で検出することができる。【０１３３】
本実施形態においては、検出光ＭＬを射出する光源装置を含むセンサユニット７１は、１つであり、装置コスト及びユニット配置スペースの観点から有利である。光学ユニット７２は、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃのそれぞれに対応する複数の光学系を有し、センサユニット７１から射出された検出光ＭＬは、光学ユニット７２の複数の光学系のうち、検出対象エリアに対応するいずれか１つの光学系を通過する。光学系の違いにより、各光学系のそれぞれを通過する検出光ＭＬに基づく検出結果に誤差が生じる可能性があるが、本実施形態では、パターン形成面ＭＡの各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの検出動作の前に、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの検出動作毎に、基準面ＤＡの検出結果を用いてセンサユニット７１の基準位置（原点）をリセットしているので、光学系の違いによる検出精度の劣化を抑制し、各エリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃの面位置情報を高精度で検出することができる。【０１３４】
また、本実施形態においては、マスクステージ１に保持された状態のマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を検出しているので、マスクステージ１に保持された状態でのマスクＭの撓みや異物の存在等を良好に検出することができる。パターン形成面ＭＡの面位置情報の検出動作終了後、直ちに露光動作に移行できるので、パターン形成面ＭＡの検出結果に基づいて露光条件を良好に設定でき、基板Ｐを良好に効率良く露光することができる。【０１３５】
また、本実施形態においては、マスクステージ１はＸ軸方向には大きく動かない構成であるが、検出装置７０は、検出光ＭＬの照射位置をＸ軸方向に動かすことができるので、制御装置３は、マスクステージ１をＹ軸方向に動かすとともに、検出装置７０による検出光ＭＬの照射位置をＸ軸方向に動かすことで、パターン形成面ＭＡの広い範囲における面位置情報を取得することができる。【０１３６】
なお、上述の実施形態においては、パターン形成面ＭＡに３つのエリア５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃが設定されているが、もちろん、３つ以上の任意の複数のエリアを設定してもよい。【０１３７】
また、上述の実施形態においては、基準面ＤＡを検出する動作と、マスクＭのパターン形成面ＭＡに設定された複数の検出点を順次検出する動作とを繰り返しているが、基準面ＤＡを検出する動作と、マスクＭのパターン形成面ＭＡの１つの検出点を検出する動作とを繰り返すようにしてもよい。【０１３８】
＜第２実施形態＞
上述の第１実施形態においては、所定形状のパターン形成面ＭＡを有するマスクＭを用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第１補正量に関する情報が予め記憶装置４に記憶されており、制御装置３は、検出装置７０を用いて求めたマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報と、記憶装置４の記憶情報とに基づいて、マスクＭを用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第１補正量を求めている。本実施形態においては、記憶装置４に記憶される記憶情報を求めるシーケンス、及び第１補正量を求めるシーケンスの一実施形態について、図１３及び図１４のフローチャート図を参照して説明する。【０１３９】
本実施形態においては、記憶装置４の記憶情報を求めるために、制御装置３は、デバイス製造用のマスクＭを用いた露光動作の前に、そのマスクＭとは異なる基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置情報を検出するとともに、その基準マスクＭ’を用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第２補正量を求める。制御装置３は、取得した基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置情報を用いて基板Ｐを良好に露光するための第２補正量を求めるために、その基準マスクＭ’を用いてテスト露光を行い、そのテスト露光の結果を用いて、基準マスクＭ’を用いたパターン像の投影状態を取得し、パターン形成面ＭＡ’の面位置情報とパターン像の投影状態とを関連付ける。【０１４０】
基準マスクＭ’がマスクステージ１にロードされる（ステップＳＢ１）。基準マスクＭ’がマスクステージ１にロードされた後、制御装置３は、上述の第１実施形態と同様の手順で、検出装置７０を用いて、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置情報を検出する動作を実行する（ステップＳＢ２）。制御装置３は、その基準マスクＭ’を用いて、基板Ｐのテスト露光を実行する（ステップＳＢ３）。テスト露光が終了した後、基準マスクＭ’はアンロードされる（ステップＳＢ４）。【０１４１】
制御装置３は、ステップＳＢ２の検出結果に基づいて、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置情報（形状）を導出する（ステップＳＢ５）。制御装置３は、導出した基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置情報（形状）を記憶装置４に記憶する（ステップＳＢ６）。【０１４２】
また、ステップＳＢ３においてテスト露光された基板Ｐの解析が実行される（ステップＳＢ７）。例えば、テスト露光された基板Ｐに形成されたパターン形状が、所定の形状計測装置により計測され、その計測結果が制御装置３により解析される。【０１４３】
制御装置３は、解析結果に基づいて、基準マスクＭ’を用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第２補正量を求める（ステップＳＢ８）。第２補正量は記憶装置４に記憶される。【０１４４】
例えば、制御装置３は、解析結果に基づいて、所定形状のパターン形成面ＭＡ’を有する基準マスクＭ’を用いて基板Ｐを所望状態で露光するための、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’に対する基板Ｐの表面の相対距離及び相対傾斜の少なくとも一方に関する補正量（フォーカス・レベリング検出系１８の検出結果に対する補正量、基板ステージ２の移動条件に関する補正量）を求める。【０１４５】
あるいは、制御装置３は、解析結果に基づいて、所定形状のパターン形成面ＭＡ’を有する基準マスクＭ’を用いて基板Ｐを所望状態で露光するための、投影光学系ＰＬの結像特性に関する補正量（結像特性調整装置ＬＣによる補正量）を求める。【０１４６】
第２補正量を求めた後、制御装置３は、デバイス製造用のマスクＭを用いて、デバイスを製造するための本露光を実行する。【０１４７】
デバイス製造用のマスクＭがマスクステージ１にロードされる（ステップＳＣ１）。マスクＭがマスクステージ１にロードされた後、制御装置３は、上述の第１実施形態と同様の手順で、検出装置７０を用いてマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報の検出動作を実行する（ステップＳＣ２）。制御装置３は、その検出結果に基づいて、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報（形状）を導出する（ステップＳＣ３）。【０１４８】
制御装置３は、ステップＳＢ５で導出した、記憶装置４に記憶されている基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の形状（面位置）と、ステップＳＣ３で導出した、マスクＭのパターン形成面ＭＡの形状（面位置）との差分を導出する（ステップＳＣ４）。【０１４９】
図１５の（Ａ）部は、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’を模式的に示し、図１５の（Ｂ）部は、デバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡを模式的に示す。基準マスクＭ’とデバイス製造用のマスクＭとは異なるマスクであり、例えば基準マスクＭ’とデバイス製造用のマスクＭとがそれぞれ固有の形状を有していたり、あるいは厚みの違い等に応じて撓み量が異なる可能性がある。すなわち、図１５に示すように、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の基準位置に対する面位置と、デバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの基準位置に対する面位置とに差が生じる可能性がある。【０１５０】
基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置と、マスクＭのパターン形成面ＭＡとの差分を求めた後、制御装置３は、その求めた差分と、ステップＳＢ８で導出した、記憶装置４に記憶されている第２補正量とに基づいて、デバイス製造用のマスクＭを用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第１補正量を求める（ステップＳＣ５）。【０１５１】
記憶装置４には、デバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置と基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置との差分に応じた第２補正量に対する第１補正量に関する情報が予め記憶されている。デバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置と基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置との差分に応じた第２補正量に対する第１補正量に関する情報は、例えば実験あるいはシミュレーション等により予め求めることができ、例えばマップデータとして記憶装置４に記憶することができる。【０１５２】
また、デバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置と基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置との差分に応じた第２補正量に対する第１補正量に関する情報は、演算式により求めることも可能である。例えば、投影光学系ＰＬによるパターン像の像面位置が、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置に対するデバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置の差分に応じて比例的に変化し、デバイス製造用のマスクＭを用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第１補正量も、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置に対するデバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置の差分に応じて比例的に変化する場合、演算式で求めることができる。【０１５３】
例えば、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の基準位置に対する位置がＺ０であり、その基準マスクＭ’を用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第２補正量がＲ０であるとする。基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の位置Ｚ０に対するデバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの位置（すなわち差分）Ｚ１に応じて、そのマスクＭを用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第１補正量Ｒ１が比例的に変化する場合には、Ｒ１＝Ｒ０＋α×Ｚ１（但し、αは所定の定数）と表すことができる。【０１５４】
制御装置３は、求めた第１補正量に基づいて露光条件を設定する（ステップＳＣ６）。その設定された露光条件に基づいて基板Ｐを露光する（ステップＳＣ７）。例えば、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置に応じて投影光学系ＰＬによる像面の位置が変化する場合には、制御装置３は、投影光学系ＰＬの像面と基板Ｐの表面との位置関係が所望状態となるように、基板Ｐを保持した基板ステージ２の移動状態を調整しながら、基板Ｐを移動しつつ露光することができる。基板Ｐの表面の面位置情報は、フォーカス・レベリング検出系１８によって検出される。制御装置３は、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報に基づいて、フォーカス・レベリング検出系１８による基板Ｐの表面の面位置情報の検出結果を補正し、その補正した補正値に基づいて、基板ステージ２を制御して、基板Ｐの表面の位置を調整しつつ、露光する。【０１５５】
以上説明したように、基準マスクＭ’のパターン形成面ＭＡ’の面位置情報を予め検出するとともに、その基準マスクＭ’を用いて基板Ｐを所望状態で露光するための第２補正量を予め求めることで、デバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を効率良く精確に取得でき、基板Ｐを良好に露光することができる。【０１５６】
取得したデバイス製造用のマスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を用いて基板Ｐを良好に露光するための第１補正量を求めるために、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報とパターン像の投影状態とを関連付ける場合、基板Ｐのテスト露光等、マスクＭを用いたパターン像の投影状態を取得する動作を実行する必要がある。デバイスを製造するためには、複数のマスクＭを用いて基板Ｐ上に複数のパターン像を順次投影することが一般的であるが、複数のマスクＭ毎に、マスクＭのパターン形成面ＭＡの面位置情報を取得する動作とそのマスクＭを用いたパターン像の投影状態を取得する動作（テスト露光を実行する動作）とを実行した場合、露光装置ＥＸの稼動率の低下等を招く可能性がある。本実施形態においては、パターン像の投影状態を取得する動作（テスト露光を実行する動作）は、基準マスクＭ’を用いて所定回数（本実施形態では１回）行えばよく、露光装置ＥＸの稼動率の低下等を招くことなく、複数のデバイス製造用のマスクＭを用いて基板Ｐを効率良く良好に露光することができる。なお、基準マスクＭ’を用いたパターン像の投影状態を取得する動作はテスト露光に限られず、例えば光電センサを用いた空間像計測により取得しても構わない。空間像計測の詳細については例えば特開２００２−１４００５号公報に開示されている。【０１５７】
なお、上述の第１、第２実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、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）、またはフィルム部材等が適用される。また、基板はその形状が円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。【０１５８】
露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。【０１５９】
また、露光装置ＥＸとしては、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第１パターンの縮小像を投影光学系（例えば１／８縮小倍率で反射素子を含まない屈折型投影光学系）を用いて基板Ｐ上に一括露光する方式の露光装置にも適用できる。この場合、更にその後に、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で第２パターンの縮小像をその投影光学系を用いて、第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光するスティッチ方式の一括露光装置にも適用できる。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。【０１６０】
また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。【０１６１】
更に、上記各実施形態の露光装置ＥＸは、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開１９９９／２３６９２）、及ぶ特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６,８９７,９６３号）等に開示されているように、基板を保持する基板ステージとは独立に移動可能であるとともに、計測部材（例えば、基準マークが形成された基準部材及び／又や各種の光電センサ）を搭載した計測ステージを備えていてもよい。この計測ステージを備える露光装置では、例えば前述の空間像計測器を含む複数の計測部材を全て計測ステージに設けてもよいが、その複数の計測部材の少なくとも１つを基板ステージに設けてもよい。【０１６２】
他の実施形態において、可変のパターンを生成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはパターンジェネレータとも呼ばれる）を用いることができる。電子マスクとして、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器：Spatial  Light Modulator (ＳＬＭ)とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Deformable Micro-mirror Device又はDigital Micro-mirror Device）を用い得る。ＤＭＤは、所定の電子データに基づいて駆動する複数の反射素子（微小ミラー）を有し、複数の反射素子は、ＤＭＤの表面に２次元マトリックス状に配列され、かつ素子単位で駆動されて露光光を反射、偏向する。各反射素子はその反射面の角度が調整される。ＤＭＤの動作は、制御装置により制御され得る。制御装置は、基板上に形成すべきパターンに応じた電子データ（パターン情報）に基づいてそれぞれのＤＭＤの反射素子を駆動し、照明系により照射される露光光を反射素子でパターン化する。ＤＭＤを使用することにより、パターンが形成されたマスク（レチクル）を用いて露光する場合に比べて、パターンが変更されたときに、マスクの交換作業及びマスクステージにおけるマスクの位置合わせ操作が不要になる。なお、電子マスクを用いる露光装置では、マスクステージを設けず、基板ステージによって基板をＸ軸及びＹ軸方向に移動するだけでもよい。また、基板上でのパターンの像の相対位置を調整するため、例えばアクチュエータなどによって、パターンをそれぞれ生成する電子マスクの相対位置を調整してもよい。なお、ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば特開平８−３１３８４２号公報、特開２００４−３０４１３５号公報、米国特許第６,７７８,２５７号公報に開示されている。【０１６３】
また、本発明は、国際公開第９９／４９５０４号パンフレット、特開２００４−２８９１２６号（対応米国特許公開第２００４／０１６５１５９号公報）に開示されているような、露光光の光路を液体で満たした状態で基板を露光する液浸式の露光装置にも適用することができる。液浸システムは、例えば、投影光学系の終端光学素子と基板との間の露光光の光路の近傍に設けられ、その光路に対して液体を供給するための供給口を有する供給部材及び液体を回収するための回収口を有する回収部材を有し得る。なお、液浸システムは、その一部（例えば、液体供給部材及び／又は液体回収部材）が露光装置に設けられている必要はなく、例えば露光装置が設置される工場等の設備を代用してもよい。また、液浸システムの構造は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、国際公開第２００４／０５７５９０号パンフレット、国際公開第２００５／０２９５５９号パンフレット（対応米国特許公開第２００６／０２３１２０６号）、国際公開第２００４／０８６４６８号パンフレット（対応米国特許公開第２００５／０２８０７９１号）、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号）などに記載されているものを用いることができる。【０１６４】
液浸法に用いる液体としては、水（純水）を用いてもよいし、水以外のもの、例えば過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体、あるいはセダー油などを用いてもよい。また、液体としては、水よりも露光光に対する屈折率が高い液体、例えば屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。ここで、純水よりも屈折率が高い（例えば１．５以上）の液体ＬＱとしては、例えば、屈折率が約１．５０のイソプロパノール、屈折率が約１．６１のグリセロール（グリセリン）といったＣ−Ｈ結合あるいはＯ−Ｈ結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）、あるいは屈折率が約１．６０のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。また、液体ＬＱは、これら液体のうち任意の２種類以上の液体を混合したものでもよいし、純水にこれら液体の少なくとも１つを添加（混合）したものでもよい。さらに、液体ＬＱは、純水にＨ＋、Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｃｌ−、ＳＯ４２−、ＰＯ４２−等の塩基又は酸を添加（混合）したものでもよいし、純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものでもよい。なお、液体としては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系、及び／又は基板の表面に塗布されている感光材（又はトップコート膜あるいは反射防止膜など）に対して安定なものであることが好ましい。液体として、超臨界流体を用いることも可能である。また、基板には、液体から感光材や基材を保護するトップコート膜などを設けることができる。また、終端光学素子を、例えば石英（シリカ）、あるいは、フッ化カルシウム（蛍石）、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成してもよいし、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で形成してもよい。屈折率が１．６以上の材料としては、例えば、国際公開第２００５／０５９６１７号パンフレットに開示されるサファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第２００５／０５９６１８号パンフレットに開示される塩化カリウム（屈折率は約１．７５）等を用いることができる。【０１６５】
液浸法を用いる場合、例えば、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレット（対応米国特許公開第２００５／０２４８８５６号）に開示されているように、終端光学素子の像面側の光路に加えて、終端光学素子の物体面側の光路も液体で満たすようにしてもよい。さらに、終端光学素子の表面の一部（少なくとも液体との接触面を含む）又は全部に、親液性及び／又は溶解防止機能を有する薄膜を形成してもよい。なお、石英は液体との親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することが好ましい。【０１６６】
上記実施形態では、干渉計システムを用いて、マスクステージ及び基板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、例えば基板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、基板ステージの位置制御を行うようにしてもよい。【０１６７】
露光装置ＥＸの種類としては、基板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に限られず、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、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。【０１６８】
なお、法令で許容される限りにおいて、上記各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などの開示を援用して本文の記載の一部とする。【０１６９】
以上のように、上記実施形態の露光装置ＥＸは、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。【０１７０】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１６に示すように、マイクロデバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを基板に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などの基板処理プロセスを含むステップ２０４、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、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【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８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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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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