(57)【要約】 【課題】装置コストの増大や装置の大型化を抑え、基板を効率良く多重露光できる露光装置を提供する。【解決手段】露光装置ＥＸは、露光光ＥＬを射出する光源装置１と、光源装置１から射出された露光光ＥＬを第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とに分離する分離光学系１３を有し、第１露光光ＥＬ１で第１パターンＰＡ１を照明するとともに第２露光光ＥＬ２で第２パターンＰＡ２を照明する照明系ＩＬとを備え、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とを基板Ｐ上の所定領域に照射することによって、基板Ｐ上の所定領域を多重露光する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を露光する露光装置であって、
露光光を射出する光源装置と、
前記光源装置から射出された前記露光光を第１露光光と第２露光光とに分離する分離光学系と、
前記第１露光光で第１パターンを照明するとともに前記第２露光光で第２パターンを照明する照明系とを備え、
前記第１パターンからの前記第１露光光と前記第２パターンからの前記第２露光光とを前記基板上の所定領域に照射することによって、前記基板上の所定領域を多重露光する露光装置。
【請求項２】
前記分離光学系は、前記露光光を第１偏光状態の第１露光光と第２偏光状態の第２露光光とに分離する偏光分離光学系を含み、
前記照明系は、前記第１露光光で前記第１パターンを照明するとともに前記第２露光光で前記第２パターンを照明する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１露光光は、所定方向の直線偏光を主成分とし、
前記第２露光光は、前記所定方向に直交する方向の直線偏光を主成分とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１パターンが第1ラインパターンを含み、第1ラインパターンの長手方向と前記第１露光光の偏光方向とはほぼ平行であり、
前記第２パターンが第２ラインパターンを含み、第２ラインパターンの長手方向と前記第２露光光の偏光方向とはほぼ平行である請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１パターン及び前記第２パターンの少なくとも一方がダイポール照明される請求項３記載の露光装置。
【請求項６】
前記偏光分離光学系で生成された前記第１露光光及び前記第２露光光の少なくとも一方の偏光状態を変える変換素子を有する請求項２記載の露光装置。
【請求項７】
前記変換素子は、直線偏光を主成分とする露光光を、円偏光を主成分とする露光光に変換する請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
前記偏光分離光学系は、光軸の周囲に旋光性を有する複数の素子を備え、該複数の素子はそれぞれ偏光分離光学系への入射光の偏光方向を光軸の周りに回転させる請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
さらに、特定の前記素子を通過した直線偏光のみを通過させる開口絞りを備える請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
さらに、直線偏光を円偏光に変換する波長板を有する請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記第１パターンからの前記第１露光光を第１露光領域に照射するとともに、前記第２パターンからの前記第２露光光を第２露光領域に照射する光学ユニットを備え、
前記第１露光領域に照射される前記第１露光光で形成される第１パターン像と前記第２露光領域に照射される前記第２露光光で形成される前記第２パターン像とで前記基板上の所定領域を多重露光する請求項１〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第１パターンを有する第１マスクを前記第１露光光に対して所定の走査方向に移動可能であり、前記第２パターンを有する第２マスクを前記第２露光光に対して所定の走査方向に移動可能なマスク移動システムと、
前記基板上の所定領域を前記第１露光領域及び前記第２露光領域に対して所定の走査方向に移動可能な基板移動システムと、を備え、
前記マスク移動システムによる前記第１マスク及び前記第２マスクの各走査方向への移動に同期して、前記基板移動システムを用いて前記基板上の所定領域を走査方向へ移動しつつ、前記第１パターン像と前記第２パターン像とで前記基板上の所定領域を多重露光する請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記第１マスクと前記第２マスクとを同一の走査方向に移動しつつ、前記第１露光光及び前記第２露光光で前記第１パターン及び前記第２パターンのそれぞれを照明する請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記マスク移動システムは、前記第１マスク及び前記第２マスクを保持してほぼ同一の走査方向に移動可能なメインステージを有する請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
前記マスク移動システムは、前記メインステージに対して前記第１マスクを移動可能な第１サブステージと、前記メインステージに対して前記第２マスクを移動可能な第２サブステージとを有する請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記メインステージに対して前記第１サブステージ及び前記第２サブステージの少なくとも一方を移動することによって、前記第１マスクと前記第２マスクとの相対的な位置関係が調整される請求項１５記載の露光装置。
【請求項１７】
前記第１サブステージ及び前記第２サブステージの位置情報をそれぞれ計測可能な計測システムを更に備える請求項１５又は１６記載の露光装置。
【請求項１８】
第１マスク及び第２マスクは、前記メインステージ上で前記走査方向に配列されている請求項１５〜１７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１９】
前記光学ユニットは、前記第１マスクと前記第１露光領域との間で前記第１パターン像を偶数又は奇数のいずれか一方の回数倒立させ、
前記第２マスクと前記第２露光領域との間で前記第２パターン像を前記一方の回数倒立させる請求項１３〜１８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２０】
前記第１マスクと前記第２マスクとを互いに逆向きの走査方向に移動しつつ、前記第１露光光及び前記第２露光光で前記第１パターン及び前記第２パターンのそれぞれを照明する請求項１２記載の露光装置。
【請求項２１】
前記光学ユニットは、前記第１マスクと前記第１露光領域との間で前記第１パターン像を偶数又は奇数のいずれか一方の回数倒立させ、
前記第２マスクと前記第２露光領域との間で前記第２パターン像を他方の回数倒立させる請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記光学ユニットは、前記基板の表面と対向するように配置された１つの終端光学素子を有し、前記１つの終端光学素子を介して、前記第１露光領域及び前記第２露光領域に前記第１露光光及び前記第２露光光を照射する請求項１１〜２１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２３】
前記基板上の所定領域の露光中に、前記第１パターン及び前記第２パターンは各々の走査方向に移動されるとともに、前記基板が走査方向に移動され、
前記第１露光領域と前記第２露光領域とは前記基板の走査方向の異なる位置に設定される請求項２２記載の露光装置。
【請求項２４】
前記光学ユニットは、前記第１露光領域及び前記第２露光領域と光学的に共役な位置近傍に配置され、前記第１露光光と前記第２露光光とを前記終端光学素子へ導く中間光学部材を有し、
前記第１パターンからの前記第１露光光と前記第２パターンからの前記第２露光光とが前記中間光学部材と前記終端光学素子とを介して前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに照射される請求項２２又は２３記載の露光装置。
【請求項２５】
前記光学ユニットは、前記第１パターンからの前記第１露光光を前記中間光学部材へ導く第１誘導光学系と、前記第２パターンからの前記第２露光光を前記中間光学部材へ導く第２誘導光学系とを含む請求項２４記載の露光装置。
【請求項２６】
前記中間光学部材は、前記第１誘導光学系からの前記第１露光光を反射する第１反射面と前記第２誘導光学系からの前記第２露光光を反射する第２反射面とを有する請求項２５記載の露光装置。
【請求項２７】
前記第１誘導光学系及び前記第２誘導光学系の少なくとも一方は凹面ミラーを含む請求項２５記載の露光装置。
【請求項２８】
前記光源装置と前記分離光学系との間において、前記第１パターン、前記第２パターン、及び前記基板の少なくとも一つの移動と同期して移動可能に設けられ、前記第１露光光及び前記第２露光光による前記基板の不要な露光を防止する可動光学部材を備える請求項２３〜２７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２９】
前記可動光学部材は、前記第１露光光を通過可能な第１領域と、前記第２露光光を通過可能な第２領域と、前記第１露光光と前記第２露光光とを通過可能な第３領域とを有する請求項２８記載の露光装置。
【請求項３０】
前記第１、第２、及び前記第３領域は、前記第１パターン及び前記第２パターンの走査方向に対応する方向に並んで配置され、前記第３領域は前記第１領域と前記第２領域との間に設けられている請求項２９記載の露光装置。
【請求項３１】
前記第１領域を通過した第１露光光と前記第３領域を通過した第１露光光とを同一の強度で前記基板に照射するとともに、前記第２領域を通過した第２露光光と前記第３領域を通過した第２露光光とを同一の強度で前記基板に照射する調整装置を備えた請求項２９又は３０記載の露光装置。
【請求項３２】
前記可動光学部材を移動することによって、前記第１露光光及び前記第２露光光による前記基板の不要な露光が防止されるように、前記分離光学系と前記第１パターン及び前記第２パターンとの間に配置される光学系による結像回数が設定されている請求項２８〜３１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３３】
前記基板上に液浸領域を形成し、前記液浸領域の液体を介して前記第１露光光と前記第２露光光とを前記基板上の所定領域に照射する請求項１〜３２のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３４】
請求項１〜３３のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を多重露光することと、
多重露光した基板を現像することと、
現像した基板を加工することを含むデバイス製造方法。
【請求項３５】
基板を露光する露光装置であって、
露光光を発生する光源と、
第１露光光で第１パターンを照明するとともに第２露光光で第２パターンを照明する照明系と、
前記基板に相対して第1パターン及び第２パターンを移動する移動装置と、
第１パターン、第２パターン及び前記基板の少なくとも一つの移動と同期して移動可能であり、且つ第１露光光だけを通過させる第１領域と、第２露光光だけを通過させる第２領域と、第１露光光と第２露光光の両方を通過させる第３領域とを有する可動ブラインドと、
第１パターンからの第１露光光と第２パターンからの第２露光光とを前記基板上の所定領域に照射することによって、前記基板上の所定領域を多重露光する露光装置。
【請求項３６】
第1パターン及び第２パターンが前記基板と同期して移動されつつ、可動ブラインドが第1パターン及び第２パターンと同期して移動される請求項３５記載の露光装置。
【請求項３７】
第１、第２及び第３領域は、第１パターン及び第２パターンの配列方向に並んで配置され、第３領域は第１領域と前記第２領域との間に設けられている請求項３６記載の露光装置。
【請求項３８】
第１パターンが第１領域と第３領域に対応し、第２パターンが第２領域と第３領域に対応する請求項３６又は３７記載の露光装置。
【請求項３９】
第１露光光と第２露光光が互いに直交する直線偏光であり、可動ブラインドが偏光板を備える請求項３６〜３８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４０】
第１領域を通過した第１露光光と第３領域を通過した第１露光光とを同一の強度で前記基板に照射するとともに、第２領域を通過した第２露光光と第３領域を通過した第２露光光とを同一の強度で前記基板に照射する調整装置を備えた請求項３５〜３９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４１】
前記可動光学部材を移動することによって、第１露光光及び第２露光光による前記基板の不要な露光が防止されるように、前記光源と第１パターン及び第２パターンとの間に配置される光学系による結像回数が設定されている請求項３５〜４０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４２】
前記基板上に液浸領域を形成し、前記液浸領域の液体を介して第１露光光と第２露光光とを前記基板上の所定領域に照射する請求項３５〜４１のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項４３】
請求項３５〜４２のいずれか一項記載の露光装置を用いて基板を多重露光することと、
多重露光した基板を現像することと、
現像した基板を加工することとを含むデバイス製造方法。
【請求項４４】
基板を走査方向に移動しつつ前記基板上の所定領域を露光する露光方法であって、
光源装置から射出された露光光を、第１露光光と第２露光光とに分離し、
前記第１露光光を第１露光領域に照射するとともに、前記走査方向に関して前記第１露光領域とは異なる位置に設定された第２露光領域に前記第２露光光を照射し、
前記第１露光領域及び前記第２露光領域に対して前記基板上の所定領域を移動することによって、前記基板上の所定領域を多重露光する露光方法。
【請求項４５】
第１露光光と第２露光光は、偏光状態、強度及び波長のうちの一つが異なる請求項４４記載の露光方法。
【請求項４６】
第１露光光と第２露光光の偏光状態が異なる請求項４４記載の露光方法。
【請求項４７】
第１露光光と第２露光光が互いに直交する直線偏光である請求項４６記載の露光方法。
【請求項４８】
第１露光光が直線偏光であり、第２露光光が円偏光である請求項４６記載の露光方法。
【請求項４９】
前記第１露光領域及び前記第２露光領域の前記走査方向の距離は、前記基板上の所定領域の前記走査方向の幅よりも小さい請求項４４〜４８のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５０】
前記第１露光光を第１パターンでパターン化して第１露光領域に照射し、前記第２露光光を第２パターンでパターン化して第２露光領域に照射する請求項４４〜４９のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５１】
前記第１露光光を第１マスクによりパターン化し、前記第２露光光を第２マスクによりパターン化する請求項５０記載の露光方法。
【請求項５２】
前記基板を移動することに同期して、第１マスク及び第２マスクを第１及び第２露光光に対して移動することを含む請求項５１記載の露光方法。
【請求項５３】
第１、第２マスクを同一のステージで保持し、前記多重露光時に前記ステージを移動して、第１、第２マスクと前記基板との同期移動を行うことを含む請求項５２記載の露光方法。
【請求項５４】
前記基板上に液浸領域を形成し、前記液浸領域の液体を介して前記第１露光光と前記第２露光光とを前記基板上の所定領域に照射する請求項４４〜５３のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５５】
請求項４４〜５４のいずれか一項記載の露光方法を用いて基板を多重露光することと、
多重露光した基板を現像することと、
現像した基板を加工すること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、基板を露光する露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、例えば下記特許文献に開示されているような、基板を多重露光する露光装置が知られている。
【特許文献１】特開２００１−２９７９７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
多重露光において、複数のマスクのそれぞれを露光光で照明するために、複数の光源装置を設けたり、複数の照明系を設ける場合、装置コストが増大したり、露光装置が大型化する可能性がある。
【０００４】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、装置コストの増大や装置の大型化を抑え、基板を効率良く多重露光できる露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、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。
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、基板（Ｐ）を多重露光する露光装置であって、露光光（ＥＬ）を射出する光源装置（１）と、光源装置（１）から射出された露光光（ＥＬ）を第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とに分離する分離光学系（１３）と、第１露光光（ＥＬ１）で第１パターン（ＰＡ１）を照明するとともに第２露光光（ＥＬ２）で第２パターン（ＰＡ２）を照明する照明系（ＩＬ）とを備え、第１パターン（ＰＡ１）からの第１露光光（ＥＬ１）と第２パターン（ＰＡ２）からの第２露光光（ＥＬ２）とを基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）に照射することによって、基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）を多重露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、装置コストの増大や装置の大型化を抑え、基板を効率良く多重露光できる。
【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、基板（Ｐ）を露光する露光装置（ＥＸ）であって、露光光（ＥＬ）を発生する光源（１）と、第１露光光（ＥＬ１）で第１パターン（ＰＡ１）を照明するとともに第２露光光（ＥＬ２）で第２パターン（ＰＡ２）を照明する照明系（ＩＬ）と、前記基板（Ｐ）に相対して第1パターン（ＰＡ１）及び第２パターン（ＰＡ２）を移動する移動装置（６１）と、第１パターン（ＰＡ１）、第２パターン（ＰＡ２）及び前記基板の少なくとも一つの移動と同期して移動可能であり、且つ第１露光光だけを通過させる第１領域（１０Ａ）と、第２露光光だけを通過させる第２領域（１０Ｂ）と、第１露光光と第２露光光の両方を通過させる第３領域（１０Ｃ）とを有する可動ブラインド（１０）と、第１パターンからの第１露光光（ＥＬ１）と第２パターンからの第２露光光（ＥＬ２）とを前記基板上の所定領域（ＳＨ）に照射することによって、前記基板上の所定領域（ＳＨ）を多重露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様の露光装置によれば、単一の可動ブラインドを使用して基板上の隔離された位置に形成される二つの露光領域を良好に制御して基板の不要な露光を防止することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様に従えば、第１または第２態様の露光装置（ＥＸ）を用いて基板を多重露光すること（Ｓ２−Ｓ４、２０４）と、多重露光した基板を現像すること（２０４）と、現像した基板を加工すること（２０５）を含むデバイス製造方法が提供される。本発明のデバイス製造方法によれば、基板を効率良く多重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。
【００１１】
本発明の第４の態様に従えば、基板（Ｐ）を走査方向に移動しつつ基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）を多重露光する露光方法であって、光源装置（１）から射出された露光光（ＥＬ）を、第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とに分離し（Ｓ２）、第１露光光（ＥＬ１）を第１露光領域（ＡＲ１）に照射するとともに、走査方向に関して第１露光領域（ＡＲ１）とは異なる位置に設定された第２露光領域（ＡＲ２）に第２露光光（ＥＬ２）を照射し（Ｓ３）、第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）に対して基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）を移動することによって、基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）を多重露光する（Ｓ４）露光方法が提供される。
【００１２】
本発明の第４の態様によれば、装置コストの増大や装置の大型化を抑え、基板を効率良く多重露光できる。
【００１３】
本発明の第５の態様に従えば、上記露光方法を用いて基板を多重露光すること（Ｓ２−Ｓ４、２０４）と、多重露光した基板を現像すること（２０４）と、現像した基板を加工すること（２０５）を含むデバイス製造方法が提供される。
【００１４】
本発明の第５の態様によれば、基板を効率良く多重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。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、装置コストの増大や装置の大型化を抑え、基板を効率良く多重露光することができ、デバイスを良好に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
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、その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。そして、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。
【００１７】
＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。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、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１、及び第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を保持して移動可能なマスクステージ６０と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ８０と、各ステージの位置情報を計測可能な計測システム７０と、露光光ＥＬを射出する光源装置１と、光源装置１から射出された露光光ＥＬを、その第１成分としての第１露光光ＥＬ１と第２成分としての第２露光光ＥＬ２とに分離する分離光学系１３を有し、第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明するとともに第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する照明系ＩＬと、第１露光光ＥＬ１で照明された第１パターンＰＡ１の像及び第２露光光ＥＬ２で照明された第２パターンＰＡ２の像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置３０と、制御装置３０に接続され、露光に関する各種情報を記憶した記憶装置３１とを備えている。
【００１８】
なお、ここでいう基板は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）、保護膜（トップコート膜）などの各種の膜を塗布したものを含み、マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクは、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が形成されたものである。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。また、本実施形態においては、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とは異なるパターンである。
【００１９】
また、本実施形態においては、光源装置１と基板Ｐとの間に配置され、照明系ＩＬ及び投影光学系ＰＬの光学素子及び光学部材等を含む光学系を適宜、光学ユニットＵ、と称する。
【００２０】
本実施形態の露光装置ＥＸは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とを基板Ｐ上のショット領域に照射することによって、基板Ｐ上のショット領域を多重露光（二重露光）する。具体的には、露光装置ＥＸは、照明系ＩＬより射出され、第１パターンＰＡ１及び投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、照明系ＩＬより射出され、第２パターンＰＡ２及び投影光学系ＰＬを介して第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、基板Ｐ上のショット領域を多重露光する。
【００２１】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２と基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２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、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２と基板Ｐとの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とする。
【００２２】
そして、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに照射される第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２に対して基板ＰをＹ軸方向に移動することにより、基板Ｐ上のショット領域を多重露光する。基板ステージ８０は、基板Ｐ上のショット領域を、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対してＹ軸方向に移動可能であり、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対して、基板ステージ８０を用いて基板Ｐ上のショット領域をＹ軸方向に移動しつつ、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射することにより、基板Ｐ上のショット領域を多重露光（二重露光）する。
【００２３】
まず、光源装置１について説明する。光源装置１は、基板Ｐを露光するための露光光ＥＬを射出するものである。光源装置１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、光源装置１には、ＡｒＦエキシマレーザ装置が用いられ、露光光ＥＬにはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、光源装置１を１つ備えている。すなわち、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を照明するために単一の光源を用いている。
【００２４】
次に、照明系ＩＬについて説明する。照明系ＩＬは、光源装置１より射出された露光光（レーザビーム）ＥＬを、分離光学系１３を用いて第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とに分離し、マスクステージ６０に保持されている第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を第１露光光ＥＬ１で照明するとともに、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を第２露光光ＥＬ２で照明するものである。本実施形態の照明系ＩＬは、例えば、国際公開第２００５／０７６０４５号パンフレットに開示されているような、ビームエキスパンダ、偏光状態切換光学系３、回折光学素子４、アフォーカル光学系（無焦点光学系）、ズーム光学系、偏光変換素子５、オプティカルインテグレータ６、及びコンデンサー光学系等を含む第１光学系２と、第１マスクＭ１上での第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１、及び第２マスクＭ２上での第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２を規定する固定ブラインド９、及び第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止するための可動ブラインド１０を含むブラインド装置１１と、光源装置１から射出され、第１光学系２及びブラインド装置１１を通過した露光光ＥＬを第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とに分離する分離光学系１３とを備えている。すなわち、本実施形態の露光装置の照明系ＩＬは、分離光学系１３を備えることにより、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２とを照明するための、（共通の）単一の照明系として用いられる。なお、分離光学系は照明系ＩＬ中に組み込む必要はなく、照明系とは別に設けてもよい。
【００２５】
偏光状態切換光学系３は、回折光学素子４へ入射する露光光ＥＬを、偏光状態と非偏光状態とに切り換えることができる。また、偏光状態切換光学系３は、偏光状態の場合には、直線偏光状態と円偏光状態とに切り換えることができる。また、偏光状態切換光学系３は、直線偏光状態の場合には、互いに直交する偏光状態間（Ｓ偏光とＰ偏光との間）で切り換えることができる。
【００２６】
回折光学素子４は、入射された露光光ＥＬを所望の角度に回折する機能を有する。回折光学素子４は、光源装置１からの露光光ＥＬにより回折光を生成し、その回折光で所定面を所定の照明領域で照明可能である。回折光学素子４は、所定の基材上に形成された露光光ＥＬの波長程度のピッチを有する段差（凹凸構造）を有しており、ピッチ、凹凸構造の凹部の深さ（凸部の高さ）、及び凹部の内側面（凸部の外側面）が向く方向等を含む構造条件を適宜調整することにより、この回折光学素子４による照明領域の大きさ及び形状を設定することができる。例えば、回折光学素子４は、光源装置１からの露光光ＥＬにより回折光を生成し、その生成した回折光で、アフォーカル光学系、ズーム光学系、及び偏光変換素子５等を介して、マイクロフライアイレンズ等を含むオプティカルインテグレータ６の光入射面を、所定の大きさ及び形状を有する照明領域で照明可能である。本実施形態においては、オプティカルインテグレータ６の光入射面上には、照明系ＩＬの光軸を中心とした輪帯状の照明領域が形成され、オプティカルインテグレータ６の光射出面（後側焦点面）には、照明系ＩＬの光軸を中心とした輪帯状の二次光源７が形成される。また、制御装置３０は、ズーム光学系の焦点距離を調整することにより、オプティカルインテグレータ６の光入射面上における照明領域の大きさ及び形状、ひいては二次光源７の大きさ及び形状を調整可能である。
【００２７】
偏光変換素子５は、露光光ＥＬの偏光状態を変換するものである。本実施形態においては、偏光変換素子５は、オプティカルインテグレータ６の直前（光入射面近傍）に配置されている。偏光変換素子５は、オプティカルインテグレータ６の光入射面に入射する露光光ＥＬの偏光状態（ひいてはマスクＭ及び基板Ｐに照射される露光光ＥＬの偏光状態）を調整可能である。
【００２８】
図２は、偏光変換素子５の一例を示す図である。偏光変換素子５は、照明系ＩＬの光軸ＡＸを中心とした輪帯状の有効領域を有している。輪帯状の有効領域は、例えば水晶等、旋光性を有する光学材料によって形成されている。輪帯状に形成された有効領域の光学材料は、その周方向に関して変化する厚みの分布を有している。ここで、光学材料の厚みとは、光学材料の光透過方向（Ｙ軸方向）に関する長さである。
【００２９】
本実施形態においては、偏光変換素子５は、輪帯状の有効領域に配置され、旋光性を有する光学材料からなる複数の基本素子５Ａ〜５Ｄを有している。本実施形態においては、偏光変換素子５は、互いに異なる特性を有する第１〜第４基本素子５Ａ〜５Ｄを２つずつ備えており、全部で８つの基本素子５Ａ〜５Ｄを備えている。第１〜第４基本素子５Ａ〜５Ｄのそれぞれは、図２中、ＸＺ方向に関して扇状に形成され、輪帯状の有効領域をほぼ等分割するように配置されている。また、同じ特性を有する２つの基本素子５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄどうしが、光軸ＡＸを挟んで対向するように配置されている。また、第１〜第４基本素子５Ａ〜５Ｄは、その結晶光学軸と光軸ＡＸとがほぼ平行となるように、すなわち結晶光学軸と入射光の進行方向とがほぼ一致するように配置されている。
【００３０】
上述のように、本実施形態においては、オプティカルインテグレータ６の光入射面には、光軸ＡＸを中心とした露光光ＥＬによる輪帯状の照明領域が形成される。すなわち、オプティカルインテグレータ６の光入射面には、光軸ＡＸを中心としたほぼ輪帯状の断面を有する露光光ＥＬが入射するように設定されている。したがって、オプティカルインテグレータ６の直前に配置された偏光変換素子５の輪帯状の有効領域には、光軸ＡＸを中心としたほぼ輪帯状の断面を有する露光光ＥＬが入射する。
【００３１】
偏光変換素子５の輪帯状の有効領域に配置された第１〜第４基本素子５Ａ〜５Ｄに入射した露光光ＥＬは、各基本素子５Ａ〜５Ｄの旋光性により、その偏光状態を変換され、各基本素子５Ａ〜５Ｄより射出する。例えば、所定方向の直線偏光を主成分とする露光光ＥＬが各基本素子５Ａ〜５Ｄに入射した場合、偏光変換素子５の各基本素子５Ａ〜５Ｄは、入射された露光光ＥＬの偏光方向を、光軸ＡＸ周り（図中、θＹ方向）に所定の回転角度だけ回転するように露光光ＥＬの偏光状態を変換し、その偏光状態が変換された露光光ＥＬを射出する。偏光方向の回転角度は、各基本素子５Ａ〜５Ｄの旋光能及び厚み等に応じて定められる。各基本素子５Ａ〜５Ｄの旋光能及び厚み等を設定することにより、偏光変換素子５は、入射される直線偏光状態の露光光ＥＬの偏光方向を所定の回転角度だけ回転し、その偏光方向が変換された偏光状態の露光光ＥＬを射出する。
【００３２】
本実施形態においては、第１〜第４基本素子５Ａ〜５Ｄの光透過方向（Ｙ軸方向）に関するそれぞれの厚みは互いに異なっており、各基本素子５Ａ〜５Ｄは、入射された露光光ＥＬの偏光方向を互いに異なる回転角度で回転させる。各基本素子５Ａ〜５Ｄにより偏光状態（偏光方向）を変換された露光光ＥＬは、オプティカルインテグレータ６の光入射面よりオプティカルインテグレータ６に入射し、オプティカルインテグレータ６の光射出面に、光軸ＡＸを中心とした輪帯状の二次光源７を形成する。
【００３３】
図３は、偏光変換素子５及びオプティカルインテグレータ６を通過した露光光ＥＬによってオプティカルインテグレータ６の光射出面に形成された二次光源７を模式的に示す図である。本実施形態においては、第１〜第４基本素子５Ａ〜５Ｄのそれぞれに、図２及び図３中、Ｚ軸方向の直線偏光を主成分とする露光光ＥＬが入射する。
【００３４】
図２及び図３において、第１基本素子５Ａは、入射した露光光ＥＬの偏光方向をＺ軸に対してθＹ方向に＋９０度回転させるように設けられている。したがって、第１基本素子５Ａからは、Ｚ軸に対してθＹ方向に＋９０度回転させた方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬが射出される。また、二次光源７のうち、第１基本素子５Ａの旋光作用を受けた露光光ＥＬによって形成される第１円弧状領域７Ａからは、Ｚ軸に対してθＹ方向に＋９０度回転させた方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬが射出される。
【００３５】
第２基本素子５Ｂは、入射した露光光ＥＬの偏光方向をＺ軸に対してθＹ方向に＋１３５度回転させるように設けられている。したがって、第２基本素子５Ｂからは、Ｚ軸に対してθＹ方向に＋１３５度回転させた方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬが射出される。また、二次光源７のうち、第２基本素子５Ｂの旋光作用を受けた露光光ＥＬによって形成される第２円弧状領域７Ｂからは、Ｚ軸に対してθＹ方向に＋１３５度回転させた方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬが射出される。
【００３６】
第３基本素子５Ｃは、入射した露光光ＥＬの偏光方向をＺ軸に対してθＹ方向に＋１８０度回転させるように設けられている。したがって、第３基本素子５Ｃからは、Ｚ軸と平行な方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬが射出される。また、二次光源７のうち、第３基本素子５Ｃの旋光作用を受けた露光光ＥＬによって形成される第３円弧状領域７Ｃからは、Ｚ軸と平行な方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬが射出される。
【００３７】
第４基本素子５Ｄは、入射した露光光ＥＬの偏光方向をＺ軸に対してθＹ方向に＋４５度回転させるように設けられている。したがって、第４基本素子５Ｄからは、Ｚ軸に対してθＹ方向に＋４５度回転させた方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬが射出される。また、二次光源７のうち、第４基本素子５Ｄの旋光作用を受けた露光光ＥＬによって形成される第４円弧状領域７Ｄにおいては、Ｚ軸に対して＋４５度回転させた方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬが射出される。
【００３８】
このように、本実施形態においては、偏光変換素子５は、ほぼ単一方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬを、その偏光変換素子５の周方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬに変換する。以下の説明においては、偏光変換素子５の周方向を偏光方向とする直線偏光状態を適宜、周方向偏光状態と称する。
【００３９】
これにより、オプティカルインテグレータ６の光射出面に形成された輪帯状の二次光源７から射出される露光光ＥＬは、周方向偏光状態となる。
【００４０】
本実施形態においては、オプティカルインテグレータ６の光射出面近傍、すなわち二次光源７の直後には、所定の開口を有する開口絞り８が配置される。
【００４１】
図４は、開口絞り８の一例を示す図である。図４において、開口絞り８は、露光光ＥＬを通過可能な開口８Ａ、８Ｃを有している。開口絞り８は、二次光源７のうち、第１基本素子５Ａの旋光作用を受けた露光光ＥＬによって形成される第１円弧状領域７Ａから射出される露光光ＥＬを通過させるための２つの第１開口８Ａ、８Ａと、第３基本素子５Ｃの旋光作用を受けた露光光ＥＬによって形成される第３円弧状領域７Ｃから射出される露光光ＥＬを通過させるための２つの第２開口８Ｃ、８Ｃと、を有している。第１開口８Ａ、８Ａは、光軸ＡＸを挟んで対向する位置に設けられ、第２開口８Ｃ、８Ｃも、光軸ＡＸを挟んで対向する位置に設けられている。本実施形態においては、第１開口８Ａ、８Ａは、図４中、光軸ＡＸに対して＋Ｚ側及び−Ｚ側のそれぞれに設けられ、第２開口８Ｃ、８Ｃは、光軸ＡＸに対して＋Ｘ側及び−Ｘ側のそれぞれに設けられている。
【００４２】
開口絞り８は、第１開口８Ａ、８Ａを介して、Ｚ軸に対してθＹ方向に＋９０度回転させた方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬを通過させ、第２開口８Ｃ、８Ｃを介して、Ｚ軸と平行な方向を偏光方向とする直線偏光状態の露光光ＥＬを通過させる。すなわち、第１開口８Ａは、図４中、Ｘ軸方向の直線偏光を主成分とする露光光ＥＬを通過させ、第２開口８Ｃは、Ｘ軸方向と直交するＺ軸方向の直線偏光を主成分とする露光光ＥＬを通過させる。本実施形態においては、第１開口８Ａは、直線偏光であるＳ偏光状態の露光光ＥＬを通過させ、第２開口８Ｃは、Ｐ偏光状態の露光光ＥＬを通過させる。したがって、光源装置１から射出され、開口絞り８を通過する露光光ＥＬは、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む。
【００４３】
ここで、Ｓ偏光（ＴＥ偏光）とは、入射面に対して垂直な方向に偏光方向を有する直線偏光（入射面に垂直な方向に電気ベクトルが振動している偏光）である。ただし、入射面とは、光が媒質の境界面（被照射面：マスクの表面及び基板の表面の少なくとも一方）に達したときに、その点での境界面の法線と光の入射方向とを含む面として定義される。Ｐ偏光（ＴＭ偏光）とは、上述のように定義される入射面に対して平行な方向に偏光方向を有する直線偏光（入射面に平行な方向に電気ベクトルが振動している偏光）である。
【００４４】
オプティカルインテグレータ６の光射出面に形成された二次光源７からの露光光ＥＬは、開口絞り８の開口８Ａ、８Ｃを通過した後、コンデンサー光学系に入射される。二次光源７は、コンデンサー光学系等を介して、ブラインド装置１１を重畳的に照明する。
【００４５】
ブラインド装置１１は、第１マスクＭ１上での第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１、及び第２マスクＭ２上での第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２を規定するための開口（光通過領域）を有する固定ブラインド９と、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のうち第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２が形成された第１、第２パターン形成領域以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮るための遮光部材として機能する可動ブラインド１０とを備えている。可動ブラインド１０は、露光光ＥＬを通過可能な光通過領域を有しており、光源装置１と分離光学系１３との間において、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２、及び基板Ｐの少なくとも一つの移動と同期して移動可能に設けられている。可動ブラインド１０は、固定ブラインド９を通過することによって制限された露光光ＥＬを、第１マスクＭ１、第２マスクＭ２または基板Ｐの移動時の所定タイミングでさらに制限する。これにより、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターン形成領域以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮り、その結果、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止することができる。固定ブラインド９及び可動ブラインド１０を含むブラインド装置１１の光通過領域を通過したＳ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬは、第２光学系１２を介して、分離光学系１３に入射する。
【００４６】
図５は、分離光学系１３近傍を示す図である。分離光学系１３は、露光光ＥＬをＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離する偏光分離光学系（偏光ビームスプリッタ）を含む。上述のように、光源装置１から射出され、開口絞り８を通過する露光光ＥＬは、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含み、開口絞り８の開口８Ａ、８Ｃを通過し、ブラインド装置１１の光通過領域を通過した露光光ＥＬは、分離光学系１３によって、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離される。すなわち、本実施形態の分離光学系１３は、光源装置１から射出され、第１光学系２、及びブラインド装置１１等を通過した露光光ＥＬを、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離する。
【００４７】
本実施形態においては、分離光学系１３は、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１を反射し、Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２を通過させる。分離光学系１３で分離されたＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１は、第３光学系１４に供給され、その第３光学系１４を介して第１マスクＭ１上に照射される。また、分離光学系１３で分離されたＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２は、第４光学系１５に供給され、その第４光学系１５を介して反射ミラー１６に供給され、その反射ミラー１６で反射した後、第５光学系１７を介して第２マスクＭ２上に照射される。このように、照明系ＩＬは、分離光学系１３で分離したＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明するとともに、Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する。
【００４８】
図６は、マスクステージ６０に保持された第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を示す平面図である。なお、図６においては、マスクステージの図示は省略してある。図６に示すように、本実施形態においては、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする複数のライン・アンド・スペースパターンを主成分とし、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２は、Ｙ軸方向を長手方向とする複数のライン・アンド・スペースパターンを主成分とする。すなわち、第１パターンＰＡ１は、Ｘ軸方向を長手方向とするラインパターンをＹ軸方向に周期的に並べたパターンを多く含み、第２パターンＰＡ２は、Ｙ軸方向を長手方向とするラインパターンをＸ軸方向に周期的に並べたパターンを多く含む。
【００４９】
第１マスクＭ１上に照射される第１露光光ＥＬ１は、所定方向の直線偏光（Ｓ偏光）を主成分とする。本実施形態では、第１マスクＭ１上における第１露光光ＥＬ１の偏光方向とＸ軸とがほぼ平行となるように設定されている。また、第２マスクＭ２上に照射される第２露光光ＥＬ２は、所定方向に直交する方向の直線偏光（Ｐ偏光）を主成分とする。本実施形態では、第２マスクＭ２上における第２露光光ＥＬ２の偏光方向とＹ軸とがほぼ平行となるように設定されている。
【００５０】
すなわち、本実施形態においては、第１パターンＰＡ１に含まれるライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向と、Ｓ偏光を主成分とする第１露光光ＥＬ１の偏光方向とはほぼ平行であり、第２パターンＰＡ２に含まれるライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向と、Ｐ偏光を主成分とする第２露光光ＥＬ２の偏光方向とはほぼ平行である。
【００５１】
このように、本実施形態においては、照明系ＩＬは、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光照明を行う。第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１からは、Ｓ偏光成分、すなわち第１パターンＰＡ１のラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出され、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２からは、Ｐ偏光成分、すなわち第２パターンＰＡ２のラインパターンの長手方向に沿った偏光方向成分の回折光が多く射出される。
【００５２】
また、第１マスクＭ１上には、開口絞り８のうち、光軸ＡＸに対して互いに対向する位置に配置された第１開口８Ａ、８Ａのそれぞれを通過した第１露光光ＥＬ１が照射され、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１は、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１によってダイポール照明（二極照明）された状態となる。同様に、第２マスクＭ２上には、開口絞り８のうち、光軸ＡＸに対して互いに対向する位置に配置された第２開口８Ｃ、８Ｃのそれぞれを通過した第２露光光ＥＬ２が照射され、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２は、Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２によってダイポール照明（二極照明）された状態となる。
【００５３】
すなわち、本実施形態においては、図７（Ａ）の模式図に示すように、照明系ＩＬは、直線偏光状態（Ｓ偏光状態）の二つの光束（第１露光光ＥＬ１）を用いて、第１マスクＭ１のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明（ダイポール照明）を行うとともに、図７（Ｂ）の模式図に示すように、直線偏光状態（Ｐ偏光状態）の二つの光束（第２露光光ＥＬ２）を用いて、第２マスクＭ２のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明（ダイポール照明）を行う。図７（Ａ）に示すように、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１には、第１マスクＭ１の表面に対してθＸ方向に傾斜する二つの方向から、ラインパターンの長手方向に沿う方向（Ｘ軸方向）を偏光方向とする第１露光光ＥＬ１が入射する。また、図７（Ｂ）に示すように、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２には、第２マスクＭ２の表面に対してθＹ方向に傾斜する二つの方向から、ラインパターンの長手方向に沿う方向（Ｙ軸方向）を偏光方向とする第２露光光ＥＬ２が入射する。
【００５４】
なお、ここでは、照明系ＩＬは、回折光学素子４及び偏光変換素子５等を用いて、オプティカルインテグレータ６の光射出面に、周方向偏光状態の露光光ＥＬを射出する輪帯状の二次光源７を形成している。そして、照明系ＩＬは、二次光源７から射出される露光光ＥＬを、開口絞り８によりＳ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬに変換した後、分離光学系１３に入射させ、第１マスクＭ１をＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１によりダイポール照明（二極照明）するとともに、第２マスクＭ２をＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２によりダイポール照明（二極照明）している。ここで、回折光学素子を、例えば、クロスポール照明（四極照明）用の回折光学素子とし、そのクロスポール照明用の回折光学素子を露光光ＥＬの光路上に配置することによって、開口絞りを設けることなく、第１マスクＭ１をＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１によりダイポール照明するとともに、第２マスクＭ２をＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２によりダイポール照明することができる。露光光ＥＬの光路上にクロスポール照明用の回折光学素子を設けることにより、オプティカルインテグレータ６の光入射面上には四極状の照明領域が形成され、オプティカルインテグレータ６の光射出面には四極状の二次光源が形成される。そして、例えばオプティカルインテグレータ６の光入射面近傍のうち、四極状の照明領域に対応する位置に、偏光変換素子として、図２を参照して説明したような基本素子５Ａ、５Ｃを設けることにより、図８の模式図に示すように、オプティカルインテグレータ６の光射出面側には、四極状の二次光源７が形成される。この場合、第１円弧状領域７Ａから射出される露光光ＥＬは、Ｓ偏光状態の露光光ＥＬであり、第３円弧状領域７Ｃから射出される露光光ＥＬは、Ｐ偏光状態の露光光ＥＬである。このような構成とすることにより、開口絞りを省略しても、分離光学系１３には、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬが到達し、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１は、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１によりダイポール照明されるとともに、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２は、Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２によりダイポール照明される。
【００５５】
次に、マスクステージ６０について説明する。マスクステージ６０は、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１を第１露光光ＥＬ１に対してＹ軸方向に移動可能であり、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を第２露光光ＥＬ２に対してＹ軸方向に移動可能である。マスクステージ６０の位置情報は、計測システム７０により計測される。
【００５６】
図９は、本実施形態に係るマスクステージ６０及び計測システム７０を示す斜視図である。マスクステージ６０は、メインステージ６１と、メインステージ６１上で第１マスクＭ１を保持した状態で移動可能な第１サブステージ６２と、メインステージ６１上で第２マスクＭ２を保持した状態で移動可能な第２サブステージ６３とを備えている。
【００５７】
メインステージ６１は、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２をＹ軸方向に移動するためのものである。メインステージ６１は、第１サブステージ６２を介して第１マスクＭ１を保持し、第２サブステージ６３を介して第２マスクＭ２を保持する。メインステージ６１は、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３を介して第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を保持して同一の走査方向（Ｙ軸方向）に移動可能である。
【００５８】
メインステージ６１は、基板Ｐ上の１つのショット領域の走査露光中に、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１全体が第１照明領域ＩＡ１を通過するとともに、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２全体が第２照明領域ＩＡ２を通過するように、Ｙ軸方向に比較的大きなストロークを有している。マスクステージ６０は、メインステージ６１をＹ軸方向に移動するためのメインステージ駆動装置６４を備えている。メインステージ駆動装置６４は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む。本実施形態においては、メインステージ駆動装置６４は、メインステージ６１のＸ軸方向両側に設けられた可動子６４Ａと、可動子６４Ａに対応して設けられた固定子６４Ｂとを備えている。制御装置３０は、メインステージ駆動装置６４を駆動することにより、メインステージ６１をＹ軸方向に移動可能である。メインステージ６１がＹ軸方向に移動することにより、メインステージ６１上の第１、第２サブステージ６２、６３も、メインステージ６１と一緒に移動する。したがって、メインステージ６１がＹ軸方向に移動することにより、第１、第２サブステージ６２、６３に保持された第１、第２マスクＭ１、Ｍ２も、メインステージ６１と一緒に移動する。
【００５９】
第１サブステージ６２は、メインステージ６１上で、メインステージ６１に対してＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能に設けられ、不図示の第１サブステージ駆動装置により、メインステージ６１に対して第１マスクＭ１を微小移動可能である。同様に、第２サブステージ６３は、メインステージ６１上で、メインステージ６１に対してＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能に設けられ、不図示の第２サブステージ駆動装置により、メインステージ６１に対して第２マスクＭ２を微小移動可能である。なお、第１、第２サブステージ６２、６３は、例えば特開平８−１３０１７９号公報（対応米国特許第６,７２１,０３４号）に開示される構造を採用し得る。
【００６０】
計測システム７０は、メインステージ６１、第１サブステージ６２、及び第２サブステージ６３の位置情報をそれぞれ計測可能である。計測システム７０は、メインステージ６１に設けられた反射部材７１、第１サブステージ６２に設けられた反射部材７２、及び第２サブステージ６３に設けられた反射部材７３と、反射部材７１、７２、７３の反射面に計測ビームを投射するとともに、その反射光を受光してメインステージ６１、第１サブステージ６２、及び第２サブステージ６３のそれぞれの位置情報を取得するレーザ干渉計７４とを含む。本実施形態においては、レーザ干渉計７４は、マスクステージ６０の＋Ｙ側に配置されている。反射部材７１は、例えばコーナーキューブミラー（レトロリフレクタ）を含み、メインステージ６１上におけるレーザ干渉計７４からの計測ビームが照射可能な所定位置に２つ設けられている。反射部材７２も、例えばコーナーキューブミラー（レトロリフレクタ）を含み、第１サブステージ６２上におけるレーザ干渉計７４からの計測ビームが照射可能な所定位置に２つ設けられている。反射部材７３も、例えばコーナーキューブミラー（レトロリフレクタ）を含み、第２サブステージ６３上におけるレーザ干渉計７４からの計測ビームが照射可能な所定位置に２つ設けられている。計測システム７０は、レーザ干渉計７４、反射部材７１、７２、７３を用いて、メインステージ６１、第１サブステージ６２、及び第２サブステージ６３のＹ軸方向及びθＺ方向の位置情報を計測可能である。また、不図示ではあるが、計測システム７０は、メインステージ６１、第１サブステージ６２、及び第２サブステージ６３のＸ軸方向の位置情報を計測するための反射部材（反射面）及びレーザ干渉計も備えている。
【００６１】
計測システム７０は、レーザ干渉計７４、及びメインステージ６１に設けられた反射部材７１などを用いて、メインステージ６１のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、計測システム７０は、レーザ干渉計７４、及び第１、第２サブステージ６２、６３に設けられた反射部材７２、７３を用いて、第１、第２サブステージ６２、６３のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。制御装置３０は、計測システム７０の計測結果に基づいて、メインステージ６１、第１サブステージ６２、及び第２サブステージ６３を適宜駆動し、第１、第２サブステージ６２、６３に保持されている第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の位置制御を行う。また、制御装置３０は、メインステージ６１に対して第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３の少なくとも一方を移動することによって、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対的な位置関係を調整することができる。
【００６２】
次に、図１を参照しながら投影光学系ＰＬについて説明する。投影光学系ＰＬは、第１露光光ＥＬ１で照明された第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像、及び第２露光光ＥＬ２で照明された第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像を、所定の投影倍率で基板Ｐ上に投影する。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等の縮小系である。また、本実施形態の投影光学系ＰＬは、倒立像を形成する。
【００６３】
図１に示すように、本実施形態の投影光学系ＰＬは、基板Ｐの表面が対向して配置され且つ投影光学系ＰＬの像面に最も近く配置された１つの終端光学素子ＦＬを含む複数の光学素子を有し、その１つの終端光学素子ＦＬを介して、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射する。
【００６４】
投影光学系ＰＬは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２と光学的に共役な位置近傍に配置され、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とを終端光学素子ＦＬへ導く中間光学部材４０を有している。投影光学系ＰＬは、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を中間光学部材４０へ導く第１誘導光学系４１と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を中間光学部材４０へ導く第２誘導光学系４２とを有している。第１、第２誘導光学系４１、４２のそれぞれは、複数のレンズ、及び複数のレンズを通過した第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を中間光学部材４０に向けて反射する反射面を有する反射部材を含む。
【００６５】
中間光学部材４０は、第１誘導光学系４１からの第１露光光ＥＬ１を反射する第１反射面４０Ａと、第２誘導光学系４２からの第２露光光ＥＬ２を反射する第２反射面４０Ｂとを有している。本実施形態においては、中間光学部材４０はプリズムを含む。
【００６６】
第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とは、第１誘導光学系４１及び第２誘導光学系４２により中間光学部材４０に導かれる。第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とは、中間光学部材４０で反射した後、投影光学系ＰＬの像面側に配置された、終端光学素子ＦＬを含む第３誘導光学系４３を介して、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに照射される。
【００６７】
次に、基板ステージ８０について説明する。基板ステージ８０は、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２が照射される第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を含む所定領域内で基板Ｐを保持して移動可能である。基板ステージ８０は、基板Ｐを保持する基板ホルダを有しており、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８０Ｄの駆動により、基板ホルダに基板Ｐを保持した状態で、ベース部材ＢＰ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。
【００６８】
基板ステージ８０（ひいては基板Ｐ）の位置情報は、計測システム７０のレーザ干渉計７５によって計測される。レーザ干渉計７５は、基板ステージ８０に設けられた反射面７６を用いて基板ステージ８０のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ８０に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置３０は、レーザ干渉計７５の計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置８０Ｄを駆動し、基板ステージ８０に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。なお、フォーカス・レベリング検出系は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してその面位置情報を検出する。本実施形態では、この複数の計測点はその少なくとも一部が第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２内に設定されるが、例えば後述の第８実施形態（図２１）の液浸露光装置では、全ての計測点が第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２（又は液浸領域ＬＲ、）の外側に設定されてもよい。また、レーザ干渉計７５は基板ステージ４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。この場合、フォーカス・レベリング検出系は設けなくてもよい。
【００６９】
図１０は、第１照明領域ＩＡ１及び第２照明領域ＩＡ２と第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２との関係を示す模式図、図１１は、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２と基板Ｐ上の被露光領域であるショット領域ＳＨとの関係を示す模式図である。本実施形態においては、第１露光光ＥＬ１が照射される第１露光領域ＡＲ１、及び第２露光光ＥＬ２が照射される第２露光領域ＡＲ２は、投影光学系ＰＬの投影領域である。
【００７０】
照明系ＩＬ及び投影光学系ＰＬを含む光学ユニットＵは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を第１露光領域ＡＲ１に照射するとともに、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を第２露光領域ＡＲ２に照射する。照明系ＩＬは、投影光学系ＰＬを介して、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を第１露光領域ＡＲ１に照射するとともに、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を第２露光領域ＡＲ２に照射する。投影光学系ＰＬは、第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で第１パターンＰＡ１の像を形成し、第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で第２パターンＰＡ２の像を形成する。
【００７１】
制御装置３０は、第１照明領域ＩＡ１及び第２照明領域ＩＡ２に対するマスクステージ６０による第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２のＹ軸方向への移動に同期して、基板ステージ８０を用いて、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対して基板Ｐ上のショット領域ＳＨをＹ軸方向へ移動しつつ、照明系ＩＬ及び投影光学系ＰＬを含む光学ユニットＵにより、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射することにより、第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光（二重露光）する。
【００７２】
すなわち、本実施形態においては、制御装置３０は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する基板ＰのＹ軸方向への移動と、第１照明領域ＩＡ１に対する第１マスクＭ１のＹ軸方向への移動と、第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２のＹ軸方向への移動とを同期して行うことによって、パターン化された第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに照射して、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光する。
【００７３】
図１０に示すように、本実施形態においては、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とはＹ軸方向に並んで配置され、第１マスクＭ１は第２マスクＭ２に対して−Ｙ側に配置される。第１マスクＭ１上での第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されており、第２マスクＭ２上での第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２も、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。第１照明領域ＩＡ１及び第２照明領域ＩＡ２は、ブラインド装置１１の固定ブラインド９によって設定される。固定ブラインド９は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２上での第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２を規定する矩形状（スリット状）の開口（光通過領域）を有しており、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２が形成されたパターン形成面と共役な面から所定距離離れた位置（僅かにデフォーカスした位置）に配置されている。なお、後述するように、第１照明領域ＩＡ１及び第２照明領域ＩＡ２は、ブラインド装置１１の可動ブラインド１０により所定のタイミングで制限される。
【００７４】
図１１に示すように、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、Ｙ軸方向の異なる位置に設定されている。基板ステージ８０は、保持した基板Ｐ上のショット領域ＳＨを、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対してＹ軸方向に移動可能である。また、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれは、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）である。また、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、１つのショット領域ＳＨに同時に配置可能となっている。すなわち、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１（第１露光領域ＡＲ１の中心）と第２露光領域ＡＲ２（第２露光領域ＡＲ２の中心）とのＹ軸方向の距離は、基板Ｐ上の１つのショット領域ＳＨのＹ軸方向の幅よりも小さい。また、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とはＹ軸方向に離れている。また、第１露光領域ＡＲ１は第２露光領域ＡＲ２に対して＋Ｙ側に設定される。
【００７５】
制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１、及び第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を、各々の走査方向（Ｙ軸方向）に移動するとともに、基板Ｐを走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。本実施形態においては、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、マスクステージ６０を用いて、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１と第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２とを同一の走査方向（Ｙ軸方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２は、メインステージ６１上に載置されており、制御装置３０は、メインステージ駆動装置６４を用いてメインステージ６１を駆動することにより、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を同一の走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。例えば、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、マスクステージ６０のメインステージ６１によって、第１マスクＭ１が＋Ｙ方向に移動される場合、第２マスクＭ２も一緒に＋Ｙ方向に移動され、第１マスクＭ１が−Ｙ方向に移動される場合、第２マスクＭ２も一緒に−Ｙ方向に移動される。また、本実施形態の投影光学系ＰＬは、倒立像を形成し、制御装置３０は、基板Ｐのショット領域ＳＨの露光中に、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２と基板Ｐとを互いに逆向きの走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。例えば、制御装置３０は、マスクステージ６０を用いて第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を＋Ｙ方向に移動する場合、基板ステージ８０を用いて基板Ｐを−Ｙ方向に移動し、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を−Ｙ方向に移動する場合、基板Ｐを＋Ｙ方向に移動する。
【００７６】
図１０及び図１１には、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の＋Ｙ方向への移動と同期して、基板Ｐを−Ｙ方向に移動している状態が示されている。
【００７７】
第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係は、例えば投影光学系ＰＬの投影倍率及び中間光学部材４０等の投影光学系ＰＬを構成する各光学素子の配置等に応じて決定される。また、第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１に対する第１マスクＭ１の位置、及び第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２上の位置、換言すれば、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を基準とした第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対位置関係は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに対する第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の位置情報、すなわち、レーザ干渉計７５によって規定されるＸＹ座標系内における第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の位置情報に応じて定められる。
【００７８】
上述のように、本実施形態においては、基板Ｐ上での第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）の異なる位置に設定され、第１露光領域ＡＲ１は、第２露光領域ＡＲ２に対して＋Ｙ側に設定される。また、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とは同一の走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。また、本実施形態の投影光学系ＰＬは倒立像を形成し、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２と基板Ｐとは互いに逆向きの走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。したがって、本実施形態においては、図１０に示すように、第１マスクＭ１は第２マスクＭ２に対して−Ｙ側に配置され、第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１、及び第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２それぞれの中心に対して互いに異なる位置に設定される。換言すれば、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の位置関係に応じて、例えば、図１０に示すように、第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２に対する第１、第２マスクＭ１、Ｍ２上の位置を設定することにより、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを所望の位置関係で第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで多重露光することができる。
【００７９】
そして、本実施形態においては、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを露光するに際し、第１パターンＰＡ１に対する第１露光光ＥＬ１による照明、及び第２パターンＰＡ２に対する第２露光光ＥＬ２による照明の一方を開始した後に他方を開始し、一方を終了した後に他方を終了する。また、制御装置３０は、ショット領域ＳＨに対する第１露光光ＥＬ１の照射（第１露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の像の投影）、及びショット領域ＳＨに対する第２露光光ＥＬ２の照射（第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の像の投影）の一方を開始した後に他方を開始し、一方を終了した後に他方を終了する。
【００８０】
また、本実施形態においては、制御装置３０は、ブラインド装置１１の可動ブラインド１０を用いて、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のうち第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２が形成された第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮ることによって、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止する。第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１の外周には第１遮光帯ＳＢ１が設けられ、第２マスクＭ２の第２パターン形成領域ＳＡ２の外周には第２遮光帯ＳＢ２が設けられている。可動ブラインド１０は、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止するため、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２遮光帯ＳＢ１、ＳＢ２の外側への第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮る。可動ブラインド１０は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のパターン形成面とほぼ共役な面に配置されており、光源装置１と分離光学系１３との間において、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２、及び基板Ｐの少なくとも一つの移動と同期して移動可能に設けられている。
【００８１】
図１２は、可動ブラインド１０の一例を示す図である。図１２において、可動ブラインド１０は、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１を通過可能な第１通過領域１０Ａと、Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２を通過可能な第２通過領域１０Ｂと、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを通過可能な第３通過領域１０Ｃとを備えている。第１、第２、第３通過領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１、及び第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２の走査方向に対応する方向に並んで配置されている。本実施形態においては、第１、第２、第３通過領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、図１２中、Ｚ軸方向に並んで配置されている。第３通過領域１０Ｃは、第１通過領域１０Ａと第２通過領域１０Ｂとの間に設けられている。
【００８２】
第１、第２、第３通過領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは、所定の光を透過可能な光学部材によって形成されている。第１通過領域１０Ａは、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１を通過可能であり、Ｐ偏光状態を含む他の偏光状態の光（露光光）をほぼ通過させない偏光子を含む光学部材によって形成されている。第２通過領域１０Ｂは、Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２を通過可能であり、Ｓ偏光状態を含む他の偏光状態の光（露光光）をほぼ通過させない偏光子を含む光学部材によって形成されている。第３通過領域１０Ｃは、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１及びＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２のそれぞれを通過可能な光学部材によって形成されている。これら光学部材は、例えば金属製の支持部材１０Ｄに支持されている。支持部材１０Ｄは、光（露光光）を通過させない。ブラインド装置１１は、可動ブラインド１０を移動可能なリニアモータ等の駆動装置を備えており、制御装置３０は、その駆動装置を用いて、可動ブラインド１０を、図１２中、ほぼＺ軸方向（第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の走査方向（Ｙ軸方向）に対応する方向）に移動可能である。また、ブラインド装置１１は、可動ブラインド１０の位置を検出可能なエンコーダ等の位置検出装置を備えており、制御装置３０は、その位置検出装置の検出結果をモニタ可能である。
【００８３】
制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの走査露光開始前、走査露光中、走査露光終了後において、計測システム７０のレーザ干渉計７４の計測結果に基づいて、必要に応じて上述の位置検出装置の検出結果をモニタしつつ、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０を移動し、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮ることによって、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止する。
【００８４】
ここで、以下の説明においては、図１２中、第１通過領域１０Ａの＋Ｚ側のエッジ、すなわち第１通過領域１０Ａと支持部材１０Ｄとの境界を適宜、第１エッジＥ１、と称し、第１通過領域１０Ａの−Ｚ側のエッジ、すなわち第１通過領域１０Ａと第３通過領域１０Ｃとの境界を適宜、第２エッジＥ２、と称する。また、第３通過領域１０Ｃの−Ｚ側のエッジ、すなわち第３通過領域１０Ｃと第２通過領域１０Ｂとの境界を適宜、第３エッジＥ３、と称し、第２通過領域１０Ｂの−Ｚ側のエッジ、すなわち第２通過領域１０Ｂと支持部材１０Ｄとの境界を適宜、第４エッジＥ４、と称する。また、第１、第２、第３通過領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの＋Ｘ側のエッジを適宜、第５エッジＥ５、と称し、第１、第２、第３通過領域１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの−Ｘ側のエッジを適宜、第６エッジＥ６、と称する。
【００８５】
図１３は、可動ブラインド１０と第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２との関係を示す模式図である。可動ブラインド１０は、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止するため、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２遮光帯ＳＢ１、ＳＢ２の外側への第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮る。
【００８６】
第１通過領域１０Ａ及び第３通過領域１０Ｃは、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１を通過する光通過領域であり、その光通過領域は、第１マスクＭ１上の第１遮光帯ＳＢ１で囲まれた第１パターン形成領域ＳＡ１に応じた大きさを有する。また、第２通過領域１０Ｂ及び第３通過領域１０Ｃは、Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２を通過する光通過領域であり、その光通過領域は、第２マスクＭ２上の第２遮光帯ＳＢ２で囲まれた第２パターン形成領域ＳＡ２に応じた大きさを有する。すなわち、可動ブラインド１０は、第１パターン形成領域ＳＡ１に対応する光通過領域と、第２パターン形成領域ＳＡ２に対応する光通過領域とを、所定の範囲（第３通過領域１０Ｃ）で重複して備えている。
【００８７】
第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を第１露光光ＥＬ１で照明するために第１パターンＰＡ１を走査開始位置に配置した際、制御装置３０は、可動ブラインド１０の第１エッジＥ１及び第３エッジＥ３の像が第１マスクＭ１上に投影された場合を仮定したときに、第１エッジＥ１及び第３エッジＥ３の像が、第１パターン形成領域ＳＡ１の＋Ｙ側及び−Ｙ側に設けられた第１遮光帯ＳＢ１に収まるように、第１マスクＭ１と可動ブラインド１０との位置関係を調整する。また同様に仮定したときに、可動ブラインド１０の第５エッジＥ５及び第６エッジＥ６の像が、第１パターン形成領域ＳＡ１の＋Ｘ側及び−Ｘ側に設けられた第１遮光帯ＳＢ１に収まるように調整される。この第１マスクＭ１と可動ブラインド１０との位置関係を維持しつつ、第１マスクＭ１と可動ブラインド１０とを同期移動することにより、走査露光開始前において、固定ブラインド９を通過した露光光ＥＬの一部が特に第１エッジＥ１で遮られることで、第１パターン形成領域ＳＡ１以外の部分に対する不要な第１露光光ＥＬ１の照射、ひいては第１露光光ＥＬ１による基板Ｐの不要な露光が防止される。また、走査露光中においても、可動ブラインド１０は、第１マスクＭ１の移動と同期して移動するので、固定ブラインド９を通過した露光光ＥＬの一部が特に第５エッジＥ５及び第６エッジＥ６により遮られることで、第１パターン形成領域ＳＡ１以外の部分に対する不要な第１露光光ＥＬ１の照射を防止することができる。また、走査露光終了後においても、固定ブラインド９を通過した露光光ＥＬの一部が、第１マスクＭ１と同期して移動する可動ブラインド１０、特に第３エッジＥ３で遮られるので、第１パターン形成領域ＳＡ１以外の部分に対する不要な第１露光光ＥＬ１の照射、ひいては第１露光光ＥＬ１による基板Ｐの不要な露光が防止される。
【００８８】
また、第１マスクＭ１のＹ軸方向への移動が開始された後、第２マスクＭ２のＹ軸方向への移動が開始されるが、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が走査開始位置に配置された際、可動ブラインド１０の第２エッジＥ２及び第４エッジＥ４の像が第２マスクＭ２上に投影された場合を仮定したときに、第２エッジＥ２及び第４エッジＥ４の像が、第２パターン形成領域ＳＡ２の＋Ｙ側及び−Ｙ側に設けられた第２遮光帯ＳＢ２に収まるように設定されている。また同様に仮定したときに、可動ブラインド１０の第５エッジＥ５及び第６エッジＥ６の像が、第２パターン形成領域ＳＡ２の＋Ｘ側及び−Ｘ側に設けられた第２遮光帯ＳＢ２に収まるように調整される。この第２マスクＭ２と可動ブラインド１０との位置関係を維持しつつ、第２マスクＭ２と可動ブラインド１０とを同期移動することにより、走査露光開始前において、固定ブラインド９を通過した露光光ＥＬの一部が可動ブラインド１０の特に第２エッジＥ２で遮られるので、第２パターン形成領域ＳＡ２以外の部分に対する不要な第２露光光ＥＬ２の照射、ひいては第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止される。また、走査露光中においても、可動ブラインド１０は、第２マスクＭ２の移動と同期して移動するので、固定ブラインド９を通過した露光光ＥＬの一部が可動ブラインド１０の第５エッジＥ５及び第６エッジＥ６により遮られるので、第２パターン形成領域ＳＡ２以外の部分に対する不要な第２露光光ＥＬ２の照射を防止することができる。また、走査露光終了後においても、固定ブラインド９を通過した露光光ＥＬの一部が、第２マスクＭ２と同期して移動する可動ブラインド１０により、特に第３エッジＥ３により遮られることにより、第２パターン形成領域ＳＡ２以外の部分に対する不要な第２露光光ＥＬ２の照射、ひいては第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止される。
【００８９】
このように、本実施形態においては、特に走査露光の開始時及び終了時に、可動ブラインド１０を用いて、固定ブラインド９を通過した露光光Ｅｌを制限することで、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２上での第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を制限して第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止することができる。
【００９０】
特に、本実施形態においては、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２との偏光状態の違いを利用して、可動ブラインド１０に一方の露光光を通過可能で、他方の露光光をほぼ遮光できる第１通過領域１０Ａと第２通過領域１０Ｂとを設けているので、第１パターン形成領域ＰＡ１と第１照明領域ＩＡ１との位置関係と、第２パターン形成領域ＰＡ２と第２照明領域ＩＡ２との位置関係とが異なる場合にも、単一の可動ブラインド１０で基板Ｐに対する不要な露光を確実に防止することができる。これにより、多重を行うことができる露光装置の照明系をコンパクトにし、装置コストを低減することができる。
【００９１】
なお、本実施形態においては、第１通過領域１０Ａを通過した第１露光光ＥＬ１と第３通過領域１０Ｃを通過した第１露光光ＥＬ１とを同一の強度で基板Ｐ上に照射するとともに、第２通過領域１０Ｂを通過した第２露光光ＥＬ２と第３通過領域１０Ｃを通過した第２露光光ＥＬ２とを同一の強度で基板Ｐ上に照射するために、第３通過領域１０Ｃは、通過する光の強度を調整可能な光学部材によって形成してもよい。この場合、第３通過領域１０Ｃの光学部材は、例えばＮＤフィルタ（neutral density filter）等、透過率を調整可能な光学部材（フィルタ部材）を含む。光源装置１から射出され、第１光学系２を通過した露光光ＥＬのうち、Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１は、可動ブラインド１０の第１通過領域１０Ａ及び第３通過領域１０Ｃを通過し、分離光学系１３を介して第１マスクＭ１上に照射され、Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２は、可動ブラインド１０の第２通過領域１０Ｂ及び第３通過領域１０Ｃを通過し、分離光学系１３を介して第２マスクＭ２上に照射される。この場合において、第１通過領域１０Ａが第１の透過率を有する場合、第３通過領域１０Ｃの第１露光光ＥＬ１に対する透過率を、第１の透過率に応じた値に設定する必要がある。同様に、第２通過領域１０Ｂが第２の透過率を有する場合、第３通過領域１０Ｃの第２露光光ＥＬ２に対する透過率を、第２の透過率に応じた値に設定する必要がある。本実施形態においては、第３通過領域１０Ｃの光学部材として、透過率を調整可能な機能を有する光学部材を用いることによって、第１通過領域１０Ａの透過率と第３通過領域１０Ｃの透過率とを一致させることができるとともに、第２通過領域１０Ｂの透過率と第３通過領域１０Ｃの透過率とを一致させることができる。したがって、第１通過領域１０Ａを通過した第１露光光ＥＬ１と第３通過領域１０Ｃを通過した第１露光光ＥＬ１との基板Ｐ上での強度を同じ値にすることができるとともに、第２通過領域１０Ｂを通過した第２露光光ＥＬ２と第３通過領域１０Ｃを通過した第２露光光ＥＬ２との基板Ｐ上での強度を同じ値にすることができる。
【００９２】
なお、可動ブラインド１０において、第１通過領域１０Ａを形成する光学部材と第２通過領域１０Ｂを形成する光学部材とを、第３通過領域１０Ｃを形成する光学部材が固定された支持部材１０Ｄから分離して、第１通過領域１０Ａを形成する光学部材と第２通過領域１０Ｂを形成する光学部材とのそれぞれが独立に移動できるようにしてもよい。こうすることにより、第２エッジＥ２及び第３エッジＥ３のＺ軸方向の位置を変更することができるので、第１露光光ＥＬ１が通過する領域の大きさ及び第２露光光ＥＬ２が通過する領域の大きさを変更することが可能となる。したがって、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２上の第１、第２パターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ２の大きさが変わったり、ショット領域ＳＨを走査露光するときの第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対位置関係が変化したりしても、その変化に合わせて第１、第２マスクＭ１、Ｍ２に対する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を制限することができ、基板Ｐの不要な露光を確実に防止することができる。もちろん、可動ブラインド１０が、第５、第６エッジＥ５、Ｅ６の位置を調整するための可動な遮光部材を備えていてもよい。また、第１通過領域１０Ａ及び第２通過領域１０Ｂが、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２のそれぞれをほぼ１００％通過可能な場合には、第３通過領域１０Ｃには光学部材を設けなくてもよい。
【００９３】
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について図２２のフローチャートを参照しながら説明する。
【００９４】
上述のように、本実施形態においては、制御装置３０は、基板Ｐのショット領域ＳＨを露光するとき、マスクステージ６０を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向（例えば＋Ｙ方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。また、制御装置３０は、マスクステージ６０の所定の走査方向への移動と同期して、基板ステージ８０を用いて、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを第１、第２マスクＭ１、Ｍ２とは逆向きの走査方向（例えば−Ｙ方向）に移動する。
【００９５】
以下の説明においては、マスクステージ６０による第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の＋Ｙ方向への移動に同期して、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対して基板ステージ８０を用いて基板Ｐ上のショット領域ＳＨを−Ｙ方向に移動しつつ、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを露光する場合を例にして説明する。
【００９６】
まず、制御装置３０は、基板Ｐの露光を開始する前に、基板Ｐの感光材の感度等に基づいて、基板Ｐのショット領域ＳＨを露光するときの基板ステージ８０の移動速度（走査速度）を決定するとともに、投影光学系ＰＬの投影倍率と基板Ｐの走査速度とに基づいて、マスクステージ６０（メインステージ６１）の移動速度（走査速度）を決定する。また、記憶装置３１には、レーザ干渉計７５によって規定されるＸＹ座標系内における第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれの位置情報が予め記憶されている。
【００９７】
制御装置３０は、メインステージ６１のＹ軸方向への移動によって、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像の第１露光領域ＡＲ１への投影、及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像の第２露光領域ＡＲ２への投影のそれぞれが、所望のタイミングで開始されるように、メインステージ６１上での第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２のそれぞれの位置（第１マスクＭ１と第２マスクＭ２の相対位置関係）を調整する（図２２のＳ１）。
【００９８】
上述のように、メインステージ６１上での第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を基準とした第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対位置関係（第１照明領域ＩＡ１に対する第１マスクＭ１の位置、及び第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２の位置）は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに対する第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の位置情報、ひいては、レーザ干渉計７５によって規定されるＸＹ座標系内における第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の位置情報に応じて定められる。レーザ干渉計７５によって規定されるＸＹ座標系内における第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれの位置情報は記憶装置３１に予め記憶されており、レーザ干渉計７５によって規定されるＸＹ座標系内におけるショット領域ＳＨの位置情報も予め求められている。
【００９９】
制御装置３０は、記憶装置３１に記憶されている、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の位置情報（例えば、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との距離）に基づいて、第１、第２サブステージ６２、６３を用いて、メインステージ６１上における第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の位置（第１マスクＭ１と第２マスクＭ２の相対位置関係）を調整する。
【０１００】
このように、本実施形態においては、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係に基づいて、メインステージ６１上での第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の位置（第１マスクＭ１と第２マスクＭ２の相対位置関係）を予め調整する。
【０１０１】
上述の調整が完了した後、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光を開始する。基板Ｐの露光を開始するために、制御装置３０は、光源装置１より露光光ＥＬを射出する。光源装置１から射出された露光光ＥＬは、第１光学系２に入射する。上述のように、第１光学系２は、偏光変換素子５を含み、オプティカルインテグレータ６の光射出面に、周方向偏光状態の露光光ＥＬを射出する輪帯状の二次光源７を形成する。二次光源７から射出された露光光ＥＬは、開口絞り８で制限され、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬに変換される。
【０１０２】
第１光学系２より射出されたＳ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬは、ブラインド装置１１を通過した後、分離光学系１３に入射する。分離光学系１３は、光源装置１から射出され、第１光学系２及びブラインド装置１１を通過した露光光ＥＬを、互いに偏光状態の異なるＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離する（図２２のＳ２）。分離光学系１３で分離された第１露光光ＥＬ１は、第１サブステージ６２に保持されている第１マスクＭ１を第１照明領域ＩＡ１で照明し、第２露光光ＥＬ２は、第２サブステージ６３に保持されている第２マスクＭ２を第２照明領域ＩＡ２で照明する（図２２のＳ３）。
【０１０３】
第１マスクＭ１を通過することによりパターン化された第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１は、第１誘導光学系４１を介して中間光学部材４０の第１反射面４０Ａに入射する。中間光学部材４０の第１反射面４０Ａで反射した第１露光光ＥＬ１は、第３誘導光学系４３に入射し、第３誘導光学系４３の終端光学素子ＦＬを介して投影光学系ＰＬの像面側に規定された第１露光領域ＡＲ１に照射される。また、第２マスクＭ２を通過することによりパターン化された第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２は、第２誘導光学系４２を介して中間光学部材４０の第２反射面４０Ｂに入射する。中間光学部材４０の第２反射面４０Ｂで反射した第２露光光ＥＬ２は、第３誘導光学系４３に入射し、第３誘導光学系４３の終端光学素子ＦＬを介して、投影光学系ＰＬの像面側に第１露光領域ＡＲ１とは異なる位置（第１露光領域ＡＲ１からＹ軸方向に離れた位置）に規定された第２露光領域ＡＲ２に照射される。
【０１０４】
制御装置３０は、計測システム７０のレーザ干渉計７４を用いてマスクステージ６０の位置情報をモニタしながら、そのマスクステージ６０を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを＋Ｙ方向に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。また、制御装置３０は、マスクステージ６０による第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の＋Ｙ方向への移動に同期して、計測システム７０のレーザ干渉計７５を用いて基板ステージ８０の位置情報をモニタしながら、その基板ステージ８０を用いて、基板Ｐを−Ｙ方向に移動しつつ、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射する。このように第１及び第２マスクＭ１，Ｍ２と基板Ｐを移動しつつ第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を別個に照射することで、後に詳述するような過程を経て基板Ｐの所定領域（ショット領域）が二重露光される（図２２のＳ４）。
【０１０５】
本実施形態においては、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを露光するに際し、第１パターンＰＡ１に対する第１露光光ＥＬ１による照明を開始した後に、第２パターンＰＡ２に対する第２露光光ＥＬ２による照明を開始し、第１パターンＰＡ１に対する第１露光光ＥＬ１による照明を終了した後に、第２パターンＰＡ２に対する第２露光光ＥＬ２による照明を終了する。また、制御装置３０は、ショット領域ＳＨに対する第１露光光ＥＬ１によるパターンＰＡ１の投影を開始した後に、ショット領域ＳＨに対する第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の投影を開始し、ショット領域ＳＨに対する第１露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の投影を終了した後に、ショット領域ＳＨに対する第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の投影を終了する。
【０１０６】
次に、図１０及び図１１を参照して、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が照射される場合のシーケンスの一例について説明する。
【０１０７】
図１０において、制御装置３０は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成領域ＳＡ１の＋Ｙ側のエッジが第１照明領域ＩＡ１に到達した時点で、第１パターンＰＡ１に対する第１露光光ＥＬ１による照明を開始する。また、第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１の＋Ｙ側のエッジが第１照明領域ＩＡ１に到達した時点で、図１１中、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第１露光領域ＡＲ１に到達するように設定されており、第１露光領域ＡＲ１に対する第１露光光ＥＬ１の照射が開始される。なお、第１パターンＰＡ１に対する第１露光光ＥＬ１による照明を開始前は、可動ブラインド１０によって、基板Ｐ上での第１露光領域ＡＲ１の走査方向の幅が零であるが、第１パターンＰＡ１による走査露光（第１走査露光）の開始時点、すなわち基板Ｐ上のショット領域ＳＨのエッジＧ１が第１露光領域ＡＲ１の＋Ｙ側のエッジに到達した時点からその幅が徐々に広げられていき、所定の設定値に達した時点でその幅は一定に維持される。これにより、第１走査露光の開始前後に、基板Ｐ上でショット領域ＳＨに対して−Ｙ方向のショット領域の不要な露光を防止できる。なお、第１走査露光の開始直後は、可動ブラインド１０によって第２露光領域ＡＲ２の走査方向の幅が零となっている。
【０１０８】
制御装置３０は、マスクステージ６０（メインステージ６１）の＋Ｙ方向への移動を続けることによって、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１に対する第１露光光ＥＬ１による照明を連続的に行う。マスクステージ６０の＋Ｙ方向への移動を続けることによって、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１は第１照明領域ＩＡ１を通過する。
【０１０９】
また、制御装置３０は、マスクステージ６０の＋Ｙ方向への移動と同期して、基板ステージ８０の−Ｙ方向への移動を続けることによって、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに対する、第１露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の像の投影を連続的に行う。基板ステージ８０の−Ｙ方向への移動を続けることによって、基板Ｐ上のショット領域ＳＨは第１露光領域ＡＲ１を通過する。
【０１１０】
そして、第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１の−Ｙ側のエッジが第１照明領域ＩＡ１の＋Ｙ側のエッジに到達した時点で、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１に対する第１露光光ＥＬ１による照明が終了する。また、第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１の−Ｙ側のエッジが第１照明領域ＩＡ１の＋Ｙ側のエッジに到達した時点で、図１１中、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの＋Ｙ側のエッジＧ２が第１露光領域ＡＲ１の−Ｙ側のエッジに到達するように設定されており、ショット領域ＳＨの＋Ｙ側のエッジＧ２が第１露光領域ＡＲ１の−Ｙ側のエッジに到達した時点で、第１露光領域ＡＲ１に対する第１露光光ＥＬ１の照射が停止される。これにより、第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１によるショット領域ＳＨの露光、すなわちショット領域ＳＨに対する第１露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の像の投影が終了する。なお、前述のように、可動ブラインド１０が第１マスクＭ１と同期して移動するので、第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１の−Ｙ側のエッジが第１照明領域ＩＡ１の−Ｙ側のエッジに到達した時点で第１照明領域ＩＡ１が可動ブラインドのエッジＥ３により制限され始め、第１照明領域ＩＡ１の＋Ｙ側のエッジに到達した時点で第１照明領域ＩＡ１の幅は零となる。これに対応して、ショット領域ＳＨのエッジＧ２が第１露光領域ＡＲ１の＋Ｙ側のエッジに到達した時点から第１露光領域ＡＲ１の幅が徐々に狭められていき、エッジＧ２が第１露光領域ＡＲ１の−Ｙ側のエッジに到達した時点でその幅が零となる。これにより、第１走査露光の終了前に、基板Ｐ上でショット領域ＳＨに対して＋Ｙ方向のショット領域の不要な露光を防止できる。
【０１１１】
第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１の一部の領域が第１照明領域ＩＡ１を通過している間の所定のタイミングで、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成領域ＳＡ２の＋Ｙ側のエッジが第２照明領域ＩＡ２に到達し、第２パターンＰＡ２に対する第２露光光ＥＬ２による照明が開始される。また、第２マスクＭ２の第２パターン形成領域ＳＡ２の＋Ｙ側のエッジが第２照明領域ＩＡ２に到達した時点で、図１１中、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達するように設定されており、第２露光領域ＡＲ２に対する第２露光光ＥＬ２の照射が開始される。すなわち、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの一部の領域が第１露光領域ＡＲ１を通過している間の所定のタイミングで、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達し、ショット領域ＳＨに対する第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の像の投影が開始される。なお、第２パターンＰＡ２に対する第２露光光ＥＬ２による照明の開始前は、可動ブラインド１０によって、基板Ｐ上での第２露光領域ＡＲ２の走査方向の幅が零であるが、第２パターンＰＡ２による走査露光（第２走査露光）の開始時点、すなわち基板Ｐ上のショット領域ＳＨのエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２の＋Ｙ側のエッジに到達した時点からその幅が徐々に広げられていき、所定の設定値に達した時点でその幅は一定に維持される。これにより、第２走査露光の開始前後に、基板Ｐ上でショット領域ＳＨに対して−Ｙ方向のショット領域の不要な露光を防止できる。
【０１１２】
上述のように、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係（Ｙ軸方向の距離）に基づいて、メインステージ６１に対する第１マスクＭ１の位置及び第２マスクＭ２の位置、すなわちメインステージ６１上における第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対位置関係が予め調整されており、メインステージ６１と基板ステージ８０とを同期移動することによって、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達したときに、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の投影を開始することができる。
【０１１３】
制御装置３０は、マスクステージ６０（メインステージ６１）の＋Ｙ方向への移動を続けることによって、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２に対する第２露光光ＥＬ２による照明を連続的に行う。マスクステージ６０の＋Ｙ方向への移動を続けることによって、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２は第２照明領域ＩＡ２を通過する。
【０１１４】
また、制御装置３０は、マスクステージ６０の＋Ｙ方向への移動と同期して、基板ステージ８０の−Ｙ方向への移動を続けることによって、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに対する、第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の像の投影を連続的に行う。基板ステージ８０の−Ｙ方向への移動を続けることによって、基板Ｐ上のショット領域ＳＨは第２露光領域ＡＲ２を通過する。
【０１１５】
そして、第２マスクＭ２の第２パターン形成領域ＳＡ２の−Ｙ側のエッジが第２照明領域ＩＡ２の＋Ｙ側のエッジに到達した時点で、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２に対する第２露光光ＥＬ２による照明が終了する。また、第２マスクＭ２の第２パターン形成領域ＳＡ２の−Ｙ側のエッジが第２照明領域ＩＡ２の＋Ｙ側のエッジに到達した時点で、図１１中、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの＋Ｙ側のエッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の−Ｙ側のエッジに到達するように設定されており、ショット領域ＳＨの＋Ｙ側のエッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の−Ｙ側のエッジに到達した時点で、第２露光領域ＡＲ２に対する第２露光光ＥＬ２の照射が停止される。これにより、第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２によるショット領域ＳＨの露光、すなわちショット領域ＳＨに対する第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の像の投影が終了する。なお、前述のように、可動ブラインド１０が第２マスクＭ２と同期して移動するので、第２マスクＭ２の第２パターン形成領域ＳＡ２の−Ｙ側のエッジが第２照明領域ＩＡ２の−Ｙ側のエッジに到達した時点で第２照明領域ＩＡ２が可動ブラインドのエッジＥ４により制限され始め、第２照明領域ＩＡ２の＋Ｙ側のエッジに到達した時点で第２照明領域ＩＡ２の幅は零となる。これに対応して、ショット領域ＳＨのエッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の＋Ｙ側のエッジに到達した時点から第２露光領域ＡＲ２の幅が徐々に狭められていき、エッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の−Ｙ側のエッジに到達した時点でその幅が零となる。これにより、第２走査露光の終了前に、基板Ｐ上でショット領域ＳＨに対して＋Ｙ方向のショット領域の不要な露光を防止できる。
【０１１６】
こうして、第１露光領域ＡＲ１に照射された第１露光光ＥＬ１で露光された基板Ｐ上のショット領域ＳＨの感光材層は、現像工程等を介さずに、第２露光領域ＡＲ２に照射された第２露光光ＥＬ２で再度露光（二重露光）される。
【０１１７】
また、第２パターン形成領域ＳＡ２の一部の領域が第２照明領域ＩＡ２を通過している途中の所定のタイミングで、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１に対する第１露光光ＥＬ１による照明が終了する。また、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの一部の領域が第２露光領域ＡＲ２を通過している途中の所定のタイミングで、ショット領域ＳＨに対する第１露光光ＥＬ１の照射が終了する。
【０１１８】
以上のように、本実施形態においては、１回のスキャン動作で、基板Ｐ上の１つのショット領域ＳＨを第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで多重露光（二重露光）することができる。
【０１１９】
基板Ｐ上にはショット領域ＳＨが複数設けられており、制御装置３０は、これらショット領域ＳＨのそれぞれを順次露光する。制御装置３０は、基板Ｐの−Ｙ方向へのスキャン動作と＋Ｙ方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、基板Ｐ上の複数のショット領域ＳＨを順次多重露光する。
【０１２０】
また、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２、及び基板Ｐの移動中には、制御装置３０は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０を移動しているので、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のうち第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮ることができる。したがって、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止される。特に、単一の可動ブラインドを用いて、第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する露光光の不要な照射を防止しているので、多重露光を行う露光装置の装置コストの増大や装置の大型化を抑えることができる。
【０１２１】
また、光源装置１から射出される露光光ＥＬを分離する分離光学系１３を設けたので、装置コストの増大や装置の大型化を抑え、基板Ｐを効率良く多重露光できる。特に、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２は、単一の光源装置から発生される露光光ＥＬをしたものであるので、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２は、偏光方向が異なる以外は、共通のビーム品質（例えば、波長特性）を備えている。それゆえ、異なる二つの光源から第１露光光と第２露光光を発生させる場合に比べて、それらの露光光間の調整を行う必要がなく、一層容易に多重露光における良好な露光品質を維持することができる。
【０１２２】
また、Ｙ軸方向の異なる位置に規定された第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とのそれぞれに露光光ＥＬを照射するとともに、基板Ｐ上のショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを通過するように基板ＰをＹ軸方向に移動することで、基板Ｐのショット領域ＳＨを効率良く多重露光することができる。本実施形態においては、基板Ｐ上の複数のショット領域ＳＨを多重露光（二重露光）するときに、１回のスキャン動作で、１つのショット領域ＳＨを第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで露光することができ、スループットを向上できる。また、基板Ｐの−Ｙ方向へのスキャン動作と＋Ｙ方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、基板Ｐ上の複数のショット領域ＳＨを効率良く多重露光することができる。また、１回のスキャン動作で１つのショット領域ＳＨを多重露光することができるので、各ショット領域ＳＨ内に第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とを所望の位置関係で形成することができる。
【０１２３】
また、本実施形態においては、分離光学系１３は、露光光ＥＬをＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離しており、ラインパターンを含む第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を直線偏光照明している。ラインパターンの長手方向とほぼ平行な偏光方向を有する露光光は、そのラインパターンの像のコントラストの向上に寄与するので、投影光学系ＰＬの光学性能（焦点深度など）の向上を図ることができ、基板Ｐ上において高いコントラストの第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像を得ることができる。投影光学系ＰＬの開口数ＮＡが、例えば０．９程度と大きい場合、ランダム偏光光では偏光効果によって結像特性が劣化する可能性がある。本実施形態においては、偏光照明を用いているので、良好なパターンの像を得ることができる。
【０１２４】
また、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１へ照射される第１露光光ＥＬ１、及び第２露光領域ＡＲ２へ照射される第２露光光ＥＬ２が１つの終端光学素子ＦＬを介して基板Ｐに照射されるので、投影光学系ＰＬの構成を簡素化することができる。また、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを異なる位置に規定しているので、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２と光学的な共役な位置近傍に反射面４０Ａ、４０Ｂを配置することによって、第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１と第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２とを第３誘導光学系４３に導くことができ、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに照射することができる。
【０１２５】
また、本実施形態の投影光学系ＰＬにおいては、中間光学部材４０で反射した第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１と第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２とが、第３誘導光学系４３の光軸に対して対称に第３誘導光学系４３に入射するので、第３誘導光学系４３内の各素子内の温度分布も光軸に対して対称にすることができる。したがって、第３誘導光学系４３内の各素子に温度変化（温度分布変化を含む）が生じても、例えば投影光学系ＰＬ内の一部の光学素子（例えば、第３誘導光学系４３内の一部のレンズ）を移動したり、傾斜させたりすることによって、投影光学系ＰＬの光学性能を所望状態に維持することができる。
【０１２６】
また、本実施形態においては、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係等に基づいて、メインステージ６１上での第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の位置（第１マスクＭ１と第２マスクＭ２の相対位置関係）を予め調整するとともに、計測システム７０を用いて、マスクステージ６０及び基板ステージ８０の位置情報をモニタしつつ、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２と基板Ｐとを移動しながら露光するので、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像の投影と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像の投影とのそれぞれを所望のタイミングで実行することができ、各ショット領域ＳＨ内に第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像とを所望の位置関係で形成することができる。
【０１２７】
なお、基板Ｐ上の１つのショット領域ＳＨを多重露光しているときに、メインステージ６１と基板ステージ８０との相対位置が目標相対位置からずれる可能性がある。メインステージ６１と基板ステージ８０との相対位置のずれは、レーザ干渉計７４、７５の計測結果に基づいて検知することができるので、制御装置３０は、第１ステージ６１と基板ステージ８０との相対位置のずれを検知した場合には、レーザ干渉計７４、７５の計測結果に基づいて、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３の少なくとも一方を移動して、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の少なくとも一方の位置を調整する。これにより、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２とショット領域ＳＨとの各位置関係が常に所望状態に調整され、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とをショット領域ＳＨ内に所望の位置関係で形成することができる。
【０１２８】
なお、本実施形態においては、計測システム７０は、メインステージ６１に設けられた反射部材７１を用いてメインステージ６１の位置情報を取得し、制御装置３０は、その取得した位置情報に基づいて、メインステージ６１の位置を制御しているが、反射部材７１を省いて、反射部材７２を用いて得られる第１サブステージ６２の位置情報と、反射部材７３を用いて得られる第２サブステージ６３の位置情報との少なくとも一方を用いて、メインステージ６１の移動を制御するようにしてもよい。また、計測システム７０はレーザ干渉計以外のセンサ、例えばエンコーダなどを用いて、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の相対的な位置関係に関する情報、例えば第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の位置情報（位置又は変位）などを検出してもよい。
【０１２９】
なお、本実施形態においては、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を移動するための機構として、第１、第２サブステージ６２、６３を設け、その第１、第２サブステージ６２、６３の位置情報を取得するために、レーザ干渉計７４による位置計測で用いられる反射部材７２、７３を設けているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置の変化、及びメインステージ６１と基板ステージ８０との同期誤差（位置誤差）が許容できる場合には、これらを省いてもよい。この場合、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２をメインステージ６１上の所定位置のそれぞれに固定し、反射部材７１を用いてレーザ干渉計７４で取得されたメインステージ６１の位置情報と、レーザ干渉計７５で取得された基板ステージ８０の位置情報とに基づいて、メインステージ６１と基板ステージ８０とを同期移動するようにしてもよい。
【０１３０】
なお、投影光学系ＰＬへの第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射、及び投影光学系ＰＬの周囲の環境変化（温度変化、圧力変化などを含む）等により、投影光学系ＰＬの光学特性が変化して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係に変化が生じる可能性がある。この場合には、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像とのそれぞれがショット領域ＳＨ内の所望の位置に形成されるように、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３の少なくとも一方を動かして、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の少なくとも一方の位置を調整してもよい。例えば、制御装置３０は、投影光学系ＰＬへの第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射量、及び投影光学系ＰＬの周囲の環境変化等をモニタし、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像とのそれぞれがショット領域ＳＨ内の所望の位置に形成されるように、モニタ結果に基づいて、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３の少なくとも一方を動かすことができる。また、第１誘導光学系４１、第２誘導光学系４２、及び第３誘導光学系４３の少なくとも１つを調整して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係（Ｙ軸方向の距離など）を補正してもよい。さらに、上記の照射量や環境変化に起因して投影光学系ＰＬの結像特性も変動する。そこで、上記のモニタ結果に基づいて、例えば、投影光学系ＰＬの調整（光学素子の移動を含む）、露光光の波長特性（中心波長、スペクトル幅など）の調整、及び基板Ｐの移動（Ｚ軸、θＸ及びθＹ方向の位置調整）の少なくとも１つを行うことが好ましい。これにより、結像特性の変動の抑制（補正）、及び／又はその変動に起因する露光精度の低下の防止を図ることが可能となる。
【０１３１】
また、上述のように、本実施形態においては、制御装置３０は、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明しているが、後述するように、光学ユニットＵの構成によっては、ショット領域ＳＨの走査露光中に、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とが互いに逆向きに移動する場合もある。そのような場合には、一つのショット領域ＳＨの走査露光に対して、可動ブラインド１０の一方向（＋Ｚ方向又は−Ｚ方向）への移動により、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射、ひいては第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止されるように、分離光学系１３と第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２との間に配置される第３、第４、第５光学系１４、１５、１７の結像回数等の光学特性を設定すればよい。
【０１３２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１３３】
図１４は、第２実施形態に係る照明系ＩＬの要部を示す図である。上述の第１実施形態と異なる第２実施形態の特徴的な部分は、照明系ＩＬが、分離光学系（偏光分離光学系）１３で生成された第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の少なくとも一方の偏光状態を変える変換素子１８を有している点にある。
【０１３４】
本実施形態の照明系ＩＬは、上述の第１実施形態と同様、露光光ＥＬを射出する光源装置１と、光源装置１からの露光光ＥＬをＳ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬに変換して射出する第１光学系２と、ブラインド装置１１と、露光光ＥＬをＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離する分離光学系（偏光分離光学系）１３とを備えている。なお、図１４には、光源装置１及び第１光学系２は図示されていない。また、本実施形態においては、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間の光路上に、第２露光光ＥＬ２の偏光状態を変える変換素子１８が配置されている。変換素子１８は、位相差板を含む。本実施形態においては、変換素子１８は、λ／４板である。
【０１３５】
分離光学系１３で分離されたＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１は、第３光学系１４を介して第１マスクＭ１に照射される。一方、分離光学系１３で分離されたＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２は、第４光学系１５を介して、変換素子１８に入射する。λ／４板からなる変換素子１８は、入射されたＰ偏光を主成分とする第２露光光ＥＬ２を、円偏光を主成分とする第２露光光ＥＬ２に変換する。変換素子１８でその偏光状態を変換された第２露光光ＥＬ２は、反射ミラー１６及び第５光学系１７を介して、第２マスクＭ２に照射される。
【０１３６】
上述の実施形態同様、第１光学系２は、光源装置１からの露光光ＥＬを所望の角度に回折する回折光学素子４を含む。本実施形態においては、回折光学素子４は、オプティカルインテグレータ６の光入射面を、照明系ＩＬの光軸ＡＸを含む円形状の照明領域と光軸ＡＸを中心とした輪帯状の照明領域とで照明可能である。上述したように、回折光学素子４の構造条件を調整することによって、所望の照明領域を形成可能である。これにより、オプティカルインテグレータ６の光射出面には、光軸ＡＸを含む円形状の二次光源と光軸ＡＸを中心とした輪帯状の二次光源とが形成される。
【０１３７】
また、上述の第１実施形態同様、オプティカルインテグレータ６の直前（光入射面近傍）には偏光変換素子５が配置されている。本実施形態の偏光変換素子５は、円形状の二次光源から射出される露光光ＥＬをＰ偏光状態の露光光ＥＬに変換するとともに、輪帯状の二次光源から射出される露光光ＥＬを周方向偏光状態の露光光ＥＬに変換する。なお、上述したように、偏光変換素子５の旋光能及び厚み等を調整することによって、所望の偏光状態を有する露光光を生成可能である。
【０１３８】
図１５は、本実施形態に係る開口絞り８を示す図である。開口絞り８は、オプティカルインテグレータ６の光射出面近傍、すなわち二次光源７の直後に配置される。図１５において、開口絞り８は、露光光ＥＬを通過可能な２つの第１開口８Ａ及び第３開口８Ｇを有している。上述の第１実施形態同様、２つの第１開口８Ａは、光軸ＡＸを挟んで対向する位置に設けられており、その２つの第１開口８Ａからは、Ｓ偏光状態の露光光ＥＬが射出される。第３開口８Ｇは、円形状であり、光軸ＡＸ上に１つ設けられている。第３開口３Ｇは、円形状の二次光源に対応するように形成されており、その第３開口８Ｇからは、Ｐ偏光状態の露光光ＥＬが射出される。このように、本実施形態においても、光源装置１から射出され、開口絞り８を通過する露光光ＥＬは、Ｓ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む。
【０１３９】
開口絞り８の開口８Ａ、８Ｇを通過した露光光ＥＬは、コンデンサー光学系等を介してブラインド装置１１に入射する。ブラインド装置１１の光通過領域を通過したＳ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬは、第２光学系１２を介して、分離光学系１３に入射する。
【０１４０】
分離光学系１３は、露光光ＥＬをＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離する。分離光学系１３で分離されたＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１は、第３光学系１４に供給され、その第３光学系１４を介して第１マスクＭ１上に照射される。また、分離光学系１３で分離されたＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２は、第４光学系１５に供給され、変換素子１８で円偏光状態の第２露光光ＥＬ２に変換された後、反射ミラー１６及び第５光学系１７を介して第２マスクＭ２上に照射される。
【０１４１】
第１マスクＭ１上には、光軸ＡＸに対して互いに対向する位置に配置された２つの第１開口８Ａのそれぞれを通過した第１露光光ＥＬ１が照射され、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１は、Ｓ偏光を主成分とする第１露光光ＥＬ１によってダイポール照明（二極照明）される。上述の第１実施形態同様、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする複数のライン・アンド・スペースパターンを主成分とし、第１パターンＰＡ１に含まれるライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向と、Ｓ偏光を主成分とする第１露光光ＥＬ１の偏光方向とはほぼ平行である。このように、照明系ＩＬは、第１マスクＭ１のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた直線偏光状態（Ｓ偏光状態）の二つの光束（第１露光光ＥＬ１）を用いて、第１マスクＭ１のライン・アンド・スペースパターンのラインパターンの長手方向に合わせた斜入射照明（ダイポール照明）を行う。
【０１４２】
一方、第２マスクＭ２上には、光軸ＡＸを含む位置に配置された第３開口８Ｇを通過した第２露光光ＥＬ２が照射され、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２は、円偏光を主成分とする第２露光光ＥＬ２によって照明される。本実施形態においては、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２は、例えば複数の異なる方向に延びるラインパターンが混在するパターンである。照明系ＩＬは、第２マスクＭ２のパターンを、垂直照明する。以下では、第２露光光ＥＬ２による第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の照明を通常照明と呼ぶ。
【０１４３】
なお、本実施形態においては、開口絞り８の開口８Ｇを小さくすることによって、照明σ値（コヒーレンスファクター）の小さい照明条件を設定することができるので、第２マスクＭ２が、例えばコンタクトホールパターンが形成される位相シフトマスクである場合などに有効である。
【０１４４】
また、本実施形態においては、照明系ＩＬは、第１マスクＭ１をダイポール照明し、第２マスクＭ２を通常照明しており、例えば第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１としてファインパターンが形成され、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２として第１パターンＰＡ１よりもラフなラフパターンが形成されている場合、それぞれのパターンに応じた照明条件で照明することができる。
【０１４５】
なお、ここでは、照明系ＩＬは、二次光源７から射出される露光光ＥＬを、開口絞り８によりＳ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬに変換した後、分離光学系１３に入射させ、第１マスクＭ１をＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１によりダイポール照明（二極照明）するとともに、第２マスクＭ２を円偏光状態の第２露光光ＥＬ２により通常照明している。ここで、回折光学素子の構造を調整し、１つの回折光学素子に、ダイポール照明用の回折光学素子としての機能と通常照明用の回折光学素子としての機能とを持たせ、その露光光ＥＬの光路上に所定の偏光変換素子を配置することにより、開口絞りを設けることなく、第１マスクＭ１をＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１によりダイポール照明するとともに、第２マスクＭ２を円偏光状態の第２露光光ＥＬ２により通常照明することができる。
【０１４６】
次に、本実施形態に係る露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について説明する。上述の第１実施形態同様、制御装置３０は、基板Ｐを露光する前に、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の位置情報等に基づいて、メインステージ６１上での第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対位置関係を、第１、第２サブステージ６２、６３を用いて調整する。
【０１４７】
第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対位置関係の調整が終了した後、制御装置３０は、光源装置１より露光光ＥＬを射出する。光源装置１から射出された露光光ＥＬは、第１光学系２によって、所定の偏光状態に変換され、ブラインド装置１１を通過して、分離光学系１３に入射する。分離光学系１３は、入射した露光光ＥＬをＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離する。Ｓ偏光状態の第１露光光ＥＬ１は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明する。Ｐ偏光状態の第２露光光ＥＬ２は、変換素子１８によって円偏光状態の第２露光光ＥＬ２に変換された後、第２マスクＭ２を照明する。
【０１４８】
本実施形態においても、制御装置３０は、メインステージ６１を有するマスクステージ６０を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向（例えば＋Ｙ方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。また、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを露光中に、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の移動と同期して、基板Ｐを保持した基板ステージ８０を、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２とは逆向きの走査方向（例えば−Ｙ方向）に移動する。また、制御装置３０は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０を移動する。これにより、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止される。
【０１４９】
基板Ｐ上のショット領域ＳＨは、第１パターンＰＡ１及び投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２パターンＰＡ２及び投影光学系ＰＬを介して第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、多重露光される。本実施形態においても、第１露光領域ＡＲ１に照射された第１露光光ＥＬ１で露光された基板Ｐ上の感光材層は、現像工程等を介さずに、第２露光領域ＡＲ２に照射された第２露光光ＥＬ２で再度露光（二重露光）され、１つのショット領域ＳＨは、１回のスキャン動作で、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで多重露光（二重露光）される。
【０１５０】
＜第３実施形態＞
第３実施形態について説明する。図１６は、第３実施形態に係る照明系ＩＬの要部を示す図である。以下では、上述の第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１５１】
本実施形態の照明系ＩＬは、上述の第１実施形態と同様、露光光ＥＬを射出する光源装置１と、光源装置１からの露光光ＥＬをＳ偏光成分とＰ偏光成分とを主に含む露光光ＥＬに変換して射出する第１光学系２と、ブラインド装置１１と、露光光ＥＬをＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１とＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離する偏光分離光学系１３とを備えている。なお、図１６には、光源装置１及び第１光学系２は図示されていない。また、本実施形態においては、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間の光路上に、結像光学系（リレー光学系）１９Ａ、１９Ｂが配置されている。
【０１５２】
本実施形態においては、可動ブラインド１０を移動することによって、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射、ひいては第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止されるように、分離光学系１３と第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２との間に配置される光学系１４、１７、１９Ａ、１９Ｂによる結像回数が設定されている。本実施形態においては、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間の光路上に、２つの結像光学系（リレー光学系）１９Ａ、１９Ｂが配置されている。結像光学系１９Ａ、１９Ｂのそれぞれは、物体の像を１回倒立させる機能を有する。したがって、２つの結像光学系１９Ａ、１９Ｂによって、ブラインド装置１１の像、すなわち可動ブラインド１０の光通過領域の像（各エッジＥ１〜Ｅ６の像）は、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間において、２回倒立する。すなわち、本実施形態においては、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間における、可動ブラインド１０の光通過領域の像（各エッジＥ１〜Ｅ６の像）の結像回数（倒立回数）は、２回（偶数回）である。一方、本実施形態においては、分離光学系１３と第１マスクＭ１との間における、可動ブラインド１０の光通過領域の像（各エッジＥ１〜Ｅ６の像）の結像回数（倒立回数）は、０回（偶数回）である。
【０１５３】
分離光学系１３で分離されたＳ偏光状態の第１露光光ＥＬ１は、第３光学系１４を介して第１マスクＭ１に照射される。一方、分離光学系１３で分離されたＰ偏光状態の第２露光光ＥＬ２は、２つの結像光学系１９Ａ、１９Ｂを介して、反射ミラー１６に入射し、その反射ミラー１６で反射した後、第５光学系１７を介して、第２マスクＭ２に照射される。
【０１５４】
上述の実施形態同様、本実施形態においても、制御装置３０は、マスクステージ６０のメインステージ６１を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向（例えば−Ｙ方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。また、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、基板Ｐを保持した基板ステージ８０を、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２とは逆向きの走査方向（例えば−Ｙ方向）に移動する。また、制御装置３０は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０を移動する。基板Ｐ上のショット領域ＳＨは、第１パターンＰＡ１及び投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２パターンＰＡ２及び投影光学系ＰＬを介して第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、多重露光される。
【０１５５】
本実施形態においても、一つのショット領域ＳＨに対する露光動作中に、可動ブラインド１０を一方向（＋Ｚ方向又は−Ｚ方向）移動することによって、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止されるように、分離光学系１３と第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２との間に配置される光学系による結像回数が設定されているので、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明した場合でも、１つの可動ブラインド１０によって、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のうち第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮ることができる。これにより、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止することができる。
【０１５６】
また、本実施形態においては、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間の第２露光光ＥＬ２の光路上に、リレー光学系として結像光学系１９Ａ、１９Ｂが配置されている。このため、第１マスクＭ１（第１サブステージ６２）と第２マスクＭ２（第２サブステージ６３）との距離が長い場合も、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のそれぞれを第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２で良好に照明することができる。
【０１５７】
＜第４実施形態＞
第４実施形態について説明する。図１７は第４実施形態を示す概略構成図である。上述の第１実施形態と異なる本実施形態の特徴的な部分は、第１誘導光学系４１及び第２誘導光学系４２が凹面ミラー４４を有している点にある。以下では、その差異を中心に説明し、上述の第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１５８】
図１７に示すように、本実施形態の投影光学系ＰＬは、上述の実施形態同様、基板Ｐの表面が対向してに配置される１つの終端光学素子ＦＬを有し、その１つの終端光学素子ＦＬを介して、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射する。また、投影光学系ＰＬは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２と光学的に共役な位置の近傍に配置され、第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１と第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２とを第３誘導光学系４３へ導く中間光学部材４０を有している。
【０１５９】
第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１を中間光学部材４０に導く第１誘導光学系４１は、凹面ミラー４４を有している。同様に、第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２を中間光学部材４０に導く第２誘導光学系４２も、凹面ミラー４４を有している。
【０１６０】
第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のそれぞれでパターン化された第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２のそれぞれは、第１、第２誘導光学系４１、４２により中間光学部材４０に導かれる。ついで、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２は、中間光学部材４０の第１、第２反射面４０Ａ、４０Ｂで反射した後、終端光学素子ＦＬを含む第３誘導光学系４３を介して、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに照射される。
【０１６１】
本実施形態においても、制御装置３０は、マスクステージ６０のメインステージ６１を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向（例えば−Ｙ方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。また、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、基板Ｐを保持した基板ステージ８０を、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２とは逆向きの走査方向（例えば−Ｙ方向）に移動する。また、制御装置３０は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０を移動する。基板Ｐ上のショット領域ＳＨは、第１パターンＰＡ１及び投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２パターンＰＡ２及び投影光学系ＰＬを介して第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、多重露光される。
【０１６２】
本実施形態においても、スループットの低下を招くことなく、１回のスキャン動作で基板Ｐ上の各ショット領域ＳＨを多重露光することができる。
【０１６３】
なお、上述の第１〜第４実施形態において、第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１が通過する第１誘導光学系４１の一部の光学素子と、第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２が通過する第２誘導光学系４２の一部の光学素子とを移動可能（及び／又は傾斜可能）にして、第１露光領域ＡＲ１に投影される第１パターンＰＡ１の像と第２露光領域ＡＲ２に投影される第２パターンＰＡ２の像とをそれぞれ独立に調整するようにしてもよい。
【０１６４】
＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。図１８は第５実施形態を示す概略構成図である。上述の各実施形態と異なる本実施形態の特徴的な部分は、光学ユニットＵが、第２マスクＭ２と基板Ｐとの間の第２露光光ＥＬ２の光路上に、所定の結像光学系（リレー光学系）２０Ａ、２０Ｂを有している点にある。以下では、その差異を中心に説明し、上述の実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１６５】
本実施形態の照明系ＩＬは、上述の実施形態と同様、露光光ＥＬを射出する光源装置１と、光源装置１からの露光光ＥＬの偏光状態を変換して射出する第１光学系２と、ブラインド装置１１と、露光光ＥＬを第１偏光状態の第１露光光ＥＬ１と第２偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離する分離光学系（偏光分離光学系）１３とを備えている。そして、第１マスクＭ１は、第１偏光状態（例えばＳ偏光状態）の第１露光光ＥＬ１で照明され、第２マスクＭ２は、第２偏光状態（例えばＰ偏光状態）の第２露光光ＥＬ２で照明される。
【０１６６】
本実施形態においても、制御装置３０は、メインステージ６１を有するマスクステージ６０を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向（例えば＋Ｙ方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。また、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは同じ位置に重なるように設定されている。また、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の移動と同期して、基板Ｐを保持した基板ステージ８０を、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２とは逆向きの走査方向（例えば−Ｙ方向）に移動する。また、制御装置３０は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０’を移動する。但し、本実施形態においては、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２が同じ位置に設定されているので、第１パターン形成領域ＳＡ１と第１照明領域ＩＡ１との位置関係と、第２パターン形成領域ＳＡ２と第２照明領域ＩＡ２との位置関係とはほぼ同じなので、可動ブラインド１０’は、第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２に応じた大きさの光通過領域を有していればよい。基板Ｐ上のショット領域ＳＨは、第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、多重露光される。
【０１６７】
本実施形態においても、一つのショット領域ＳＨに対する露光動作中に、可動ブラインド１０’の一方向への移動によって、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射、ひいては第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止されるように、分離光学系１３と第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２との間に配置される光学系１４、１５、１７による結像回数が設定されている。
【０１６８】
光学ユニットＵは、投影光学系ＰＬの物体面側（投影光学系ＰＬとマスクステージ６０との間）に設けられ、第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１と第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２とが入射するビームスプリッタ２４を備えている。また、光学ユニットＵは、第２マスクＭ２と基板Ｐ（第２露光領域ＡＲ２）との間の第２露光光ＥＬ２の光路上に設けられた２つの結像光学系２０Ａ、２０Ｂを有している。本実施形態においては、結像光学系２０Ａ、２０Ｂは、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間の第２露光光ＥＬ２の光路のうち、第２マスクＭ２と投影光学系ＰＬとの間に設けられている。また、本実施形態の結像光学系２０Ａ、２０Ｂは等倍結像光学系である。また、結像光学系２０Ａ、２０Ｂのそれぞれは、物体の像を１回倒立させる機能を有する。
【０１６９】
第１マスクＭ１とビームスプリッタ２４との間には第１反射ミラー２１が設けられており、第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１は、第１反射ミラー２１で反射した後、ビームスプリッタ２４に入射する。また、第２マスクＭ２とビームスプリッタ２４との間には第２反射ミラー２２、結像光学系２０Ａ、２０Ｂ、及び第３反射ミラー２３が設けられており、第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２は、第２反射ミラー２２で反射した後、結像光学系２０Ａ、２０Ｂを通過し、第３反射ミラー２３で反射した後、ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２４に入射した第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２は、そのビームスプリッタ２４を介して投影光学系ＰＬに入射する。
【０１７０】
本実施形態の光学ユニットＵは、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を偶数又は奇数のいずれか一方の回数倒立させ、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を一方の回数倒立させる。すなわち、光学ユニットＵは、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を偶数回倒立させる場合には、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を偶数回倒立させる。一方、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を奇数回倒立させる場合には、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を奇数回倒立させる。
【０１７１】
本実施形態においては、第２マスクＭ２と投影光学系ＰＬとの間の第２露光光ＥＬ２の光路上に、物体の像を倒立させる機能を有する結像光学系２０Ａ、２０Ｂが設けられている。したがって、２つの結像光学系２０Ａ、２０Ｂによって、第２パターンＰＡ２の像は、第２マスクＭ２と投影光学系ＰＬとの間において、２回倒立する。また、本実施形態においては、投影光学系ＰＬは、物体の像を１回倒立させる。したがって、第２パターンＰＡ２の像は、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間において、３回（奇数回）倒立する。また、第１パターンＰＡ１の像は、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間において、投影光学系ＰＬにより、１回（奇数回）倒立する。
【０１７２】
このように、本実施形態の光学ユニットＵは、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を奇数回倒立させ、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を奇数回倒立させている。このため、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向（例えば＋Ｙ方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明した場合でも、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに所望の第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像を投影することができる。また、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０’が移動することによって、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止することができる。
【０１７３】
＜第６実施形態＞
第６実施形態について説明する。図１９は第６実施形態を示す概略構成図である。上述の第５実施形態と異なる本実施形態の特徴的な部分は、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像が偶数回倒立し、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像が偶数回倒立する点にある。以下では、その差異を中心に説明し、上述の実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１７４】
本実施形態の照明系ＩＬは、上述の実施形態と同等である。照明系ＩＬは、第１マスクＭ１を第１偏光状態（例えばＳ偏光状態）の第１露光光ＥＬ１で照明し、第２マスクＭ２を第２偏光状態（例えばＰ偏光状態）の第２露光光ＥＬ２で照明する。
【０１７５】
また、上述の実施形態同様、本実施形態においても、制御装置３０は、メインステージ６１を有するマスクステージ６０を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向（例えば＋Ｙ方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。また、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の移動と同期して、基板Ｐを保持した基板ステージ８０を、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２とは逆向きの走査方向（例えば−Ｙ方向）に移動する。また、制御装置３０は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０’を移動する。基板Ｐ上のショット領域ＳＨは、第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、多重露光される。
【０１７６】
光学ユニットＵは、投影光学系ＰＬの物体面側（投影光学系ＰＬとマスクステージ６０との間）に設けられ、第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１と第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２とが入射するビームスプリッタ２４を備えている。また、光学ユニットＵは、第１マスクＭ１と基板Ｐ（第１露光領域ＡＲ１）との間の第１露光光ＥＬ１の光路上に設けられた第１結像光学系２０Ａと、第２マスクＭ２と基板Ｐ（第２露光領域ＡＲ２）との間の第２露光光ＥＬ２の光路上に設けられた第２結像光学系２０Ｂとを有している。第１結像光学系２０Ａは、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間の第１露光光ＥＬ１の光路のうち、第１マスクＭ１と投影光学系ＰＬとの間に設けられている。第２結像光学系２０Ｂは、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間の第２露光光ＥＬ２の光路のうち、第２マスクＭ２と投影光学系ＰＬとの間に設けられている。また、本実施形態の第１、第２結像光学系２０Ａ、２０Ｂは等倍結像光学系である。また、第１、第２結像光学系２０Ａ、２０Ｂのそれぞれは、物体の像を１回倒立させる機能を有する。
【０１７７】
第１マスクＭ１とビームスプリッタ２４との間には、第１結像光学系２０Ａ及び第１反射ミラー２１が設けられており、第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１は、第１結像光学系２０Ａを通過した後、第１反射ミラー２１を介して、ビームスプリッタ２４に入射する。第２マスクＭ２とビームスプリッタ２４との間には、第２反射ミラー２２、第２結像光学系２０Ｂ、及び第３反射ミラー２３が設けられており、第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２は、第２反射ミラー２２で反射した後、第２結像光学系２０Ｂを通過し、第３反射ミラー２３で反射した後、ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２４に入射した第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２は、そのビームスプリッタ２４を介して投影光学系ＰＬに入射する。
【０１７８】
本実施形態においては、第１パターンＰＡ１の像は、第１結像光学系２０Ａによって、第１マスクＭ１と投影光学系ＰＬとの間において、１回倒立する。また、本実施形態においては、投影光学系ＰＬは、物体の像を１回倒立させる。したがって、第１パターンＰＡ１の像は、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間において、２回（偶数回）倒立する。また、第２パターンＰＡ２の像は、第２結像光学系２０Ｂによって、第２マスクＭ２と投影光学系ＰＬとの間において、１回倒立する。したがって、第２パターンＰＡ２の像は、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間において、２回（偶数回）倒立する。
【０１７９】
このように、本実施形態の光学ユニットＵは、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を偶数回倒立させ、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を偶数回倒立させている。このため、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを同一の走査方向（例えば＋Ｙ方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明した場合でも、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに所望の第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像を投影することができる。また、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０’が移動することによって、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止することができる。
【０１８０】
なお、上述の第１〜第６実施形態においては、第１マスクＭ１に第１パターンＰＡ１が形成され、第１マスクＭ１とは別の第２マスクＭ２に第２パターンＰＡ２が形成されているが、１つのマスク上に第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２を形成してもよい。その１つのマスク上に設けられている第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで基板Ｐを多重露光することができる。
【０１８１】
＜第７実施形態＞
第７実施形態について説明する。図２０は第７実施形態を示す概略構成図である。本実施形態の特徴的な部分は、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを互いに逆向きの走査方向に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する点にある。以下では、その差異を中心に説明し、上述の実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１８２】
本実施形態の照明系ＩＬは、上述の実施形態と同様、露光光ＥＬを射出する光源装置１と、光源装置１からの露光光ＥＬの偏光状態を変換して射出する第１光学系２と、ブラインド装置１１と、露光光ＥＬを第１偏光状態（例えばＳ偏光状態）の第１露光光ＥＬ１と第２偏光状態（例えばＰ偏光状態）の第２露光光ＥＬ２とに分離する偏光分離光学系１３とを備えている。なお、図２０には、光源装置１及び第１光学系２は図示されていない。また、本実施形態においては、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間の光路上に、結像光学系（リレー光学系）１９が配置されている。
【０１８３】
本実施形態においては、マスクステージ６０は、ベース部材６５と、ベース部材６５上で第１マスクＭ１を保持して移動可能な第１ステージ６２’と、第２マスクＭ２を保持して移動可能な第２ステージ６３’とを備えている。第１ステージ６２’と第２ステージ６３’とはベース部材６５上で独立して移動可能である。制御装置３０は、第１ステージ６２’及び第２ステージ６３’を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを互いに逆向きの走査方向（Ｙ軸方向）に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。
【０１８４】
例えば、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、マスクステージ６０の第１ステージ６２’によって、第１マスクＭ１が＋Ｙ方向に移動される場合、第２マスクＭ２は、第２ステージ６３’によって、−Ｙ方向に移動される。また、第１マスクＭ１が−Ｙ方向に移動される場合、第２マスクＭ２は＋Ｙ方向に移動される。また、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の移動に同期して、基板Ｐを保持した基板ステージ８０を、所定の走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。
【０１８５】
そして、本実施形態においては、可動ブラインド１０’を移動することによって、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射、ひいては第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止されるように、分離光学系１３と第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２との間に配置される光学系１４、１７、１９による結像回数が設定されている。本実施形態においては、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間の光路上に、１つの結像光学系（リレー光学系）１９が配置されている。結像光学系１９は、物体の像を１回倒立させる機能を有する。したがって、１つの結像光学系１９によって、ブラインド装置１１の像、すなわち可動ブラインド１０’の光通過領域の像（各エッジＥ１〜Ｅ６の像）は、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間において、１回倒立する。すなわち、本実施形態においては、分離光学系１３と第２マスクＭ２との間における、可動ブラインド１０’の光通過領域の像（各エッジＥ１〜Ｅ６の像）の結像回数（倒立回数）は、１回（奇数回）である。一方、本実施形態においては、分離光学系１３と第１マスクＭ１との間における、可動ブラインド１０’の光通過領域の像（各エッジＥ１〜Ｅ６の像）の結像回数（倒立回数）は、０回（偶数回）である。
【０１８６】
分離光学系１３で分離された第１偏光状態の第１露光光ＥＬ１は、第３光学系１４を介して第１マスクＭ１に照射される。一方、分離光学系１３で分離された第２偏光状態の第２露光光ＥＬ２は、結像光学系１９を介して、反射ミラー１６に入射し、その反射ミラー１６で反射した後、第５光学系１７を介して、第２マスクＭ２に照射される。
【０１８７】
また、本実施形態の光学ユニットＵは、投影光学系ＰＬの物体面側（投影光学系ＰＬとマスクステージ６０との間）に設けられ、第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１と第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２とが入射するビームスプリッタ２４と、第２マスクＭ２と基板Ｐ（第２露光領域ＡＲ２）との間の第２露光光ＥＬ２の光路上に設けられた１つの結像光学系２０とを有している。結像光学系２０は、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間の第２露光光ＥＬ２の光路のうち、第２マスクＭ２と投影光学系ＰＬとの間に設けられている。また、結像光学系２０は等倍結像光学系である。結像光学系２０は、物体の像を１回倒立させる機能を有する。
【０１８８】
第１マスクＭ１からの第１露光光ＥＬ１は、第１反射ミラー２１で反射した後、ビームスプリッタ２４に入射する。第２マスクＭ２からの第２露光光ＥＬ２は、第２反射ミラー２２で反射した後、結像光学系２０を通過し、第３反射ミラー２３で反射した後、ビームスプリッタ２４に入射する。ビームスプリッタ２４に入射した第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２は、そのビームスプリッタ２４を介して投影光学系ＰＬに入射する。
【０１８９】
本実施形態の光学ユニットＵは、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を偶数又は奇数のいずれか一方の回数倒立させ、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を他方の回数倒立させる。すなわち、光学ユニットＵは、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を偶数回倒立させる場合には、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を奇数回倒立させる。一方、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を奇数回倒立させる場合には、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を偶数回倒立させる。
【０１９０】
本実施形態においては、第２マスクＭ２と投影光学系ＰＬとの間の第２露光光ＥＬ２の光路上に、物体の像を倒立させる機能を有する結像光学系２０が１つ設けられている。したがって、第２パターンＰＡ２の像は、その結像光学系２０によって、第２マスクＭ２と投影光学系ＰＬとの間において、１回倒立する。また、本実施形態においては、投影光学系ＰＬは、物体の像を１回倒立させる。したがって、第２パターンＰＡ２の像は、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間において、２回（偶数回）倒立する。また、第１パターンＰＡ１の像は、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間において、投影光学系ＰＬにより、１回（奇数回）倒立する。
【０１９１】
次に、本実施形態に係る露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について説明する。
【０１９２】
制御装置３０は、マスクステージ６０の第１ステージ６２’及び第２ステージ６３’を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを互いに逆向きの走査方向に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明する。また、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の移動と同期して、基板Ｐを保持した基板ステージ８０を、走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。
【０１９３】
また、制御装置３０は、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０’を移動する。本実施形態においては、可動ブラインド１０’を移動することによって、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光が防止されるように、分離光学系１３と第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２との間に配置される光学系による結像回数が設定されている。このため、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを互いに逆向きの走査方向に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明した場合でも、１つの可動ブラインド１０’によって、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のうち第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２以外の部分に対する不要な第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を遮ることができる。これにより、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止することができる。
【０１９４】
第１パターンＰＡ１の像は、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間において、投影光学系ＰＬにより、１回倒立して、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに投影される。第２パターンＰＡ２の像は、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間において、２回倒立して、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに投影される。基板Ｐ上のショット領域ＳＨは、第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、多重露光される。
【０１９５】
このように、本実施形態の光学ユニットＵは、第１マスクＭ１と第１露光領域ＡＲ１との間で第１パターンＰＡ１の像を奇数回倒立させ、第２マスクＭ２と第２露光領域ＡＲ２との間で第２パターンＰＡ２の像を偶数回倒立させている。このため、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを互いに逆向きの走査方向に移動しつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明した場合でも、基板Ｐ上のショット領域ＳＨに所望の第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像を投影することができる。また、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と同期して、可動ブラインド１０’が移動することによって、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２による基板Ｐの不要な露光を防止することができる。
【０１９６】
＜第８実施形態＞
第８実施形態について説明する。本実施形態の特徴的な部分は、基板Ｐ上に液体の液浸領域を形成し、その液浸領域の液体を介して第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを基板Ｐ上のショット領域ＳＨに照射する点にある。以下では、その差異を中心に説明し、上述の実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１９７】
図２１は第８実施形態を示す概略構成図である。本実施形態の照明系ＩＬとしては、上述の第１〜第７実施形態の任意のものを用いることができる。投影光学系ＰＬ（光学ユニットＵ）も、上述の各実施形態の任意のものを用いることができる。また、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを露光する際、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とは同一の走査方向に移動されてもよいし、互いに逆向きの走査方向に移動されてもよい。
【０１９８】
本実施形態の露光装置ＥＸは、例えば国際公開第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）等に開示されているような、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した露光装置であって、基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成する液浸システム１００を備えている。本実施形態では、液体ＬＱとして、水（純水）を用いる。また、基板Ｐには、液体ＬＱ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。
【０１９９】
液浸システム１００は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い終端光学素子ＦＬと基板Ｐとの間の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光路の近傍に設けられ、その光路に対して液体ＬＱを供給するための供給口１１２を有する供給部材１１３、及び液体ＬＱを回収するための回収口１２２を有する回収部材１２３を有している。供給部材１１３には液体ＬＱを送出可能な液体供給装置（不図示）が接続されており、液体供給装置は、清浄で温度調整された液体ＬＱを供給口１１２を介して光路に供給可能である。また、回収部材１２３には、真空系等を含む液体回収装置（不図示）が接続されており、液体回収装置は、光路を満たす液体ＬＱを回収口１２２を介して回収可能である。液体供給装置及び液体回収装置の動作は制御装置３０で制御される。制御装置３０は、液浸システム１００を制御して、液体供給装置による液体供給動作と液体回収装置による液体回収動作とを並行して行うことで、投影光学系ＰＬの終端光学素子ＦＬの下面と、基板ステージ８０上の基板Ｐの表面との間の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光路を液体ＬＱで満たすように、基板Ｐ上の一部の領域に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを局所的に形成する。液浸領域ＬＲは、基板Ｐ上の第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２よりも大きく形成される。すなわち、液浸領域ＬＲは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の全てを覆うように形成される。
【０２００】
露光装置ＥＸは、基板ステージ８０に保持された基板Ｐ上に液体ＬＱの液浸領域ＬＲを形成し、その液浸領域ＬＲの液体ＬＱを介して基板Ｐ上の第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射して、基板Ｐを露光する。
【０２０１】
露光装置ＥＸは、液浸領域ＬＲを形成した状態で、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対して基板Ｐ上のショット領域ＳＨをＹ軸方向に移動しつつ、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射することにより、第１露光領域ＡＲ１に液体ＬＱを介して照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２露光領域ＡＲ２に液体ＬＱを介して照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光（二重露光）する。
【０２０２】
なお、本実施形態において、液体ＬＱとして水（純水）を用いているが、液体ＬＱとしては、水以外のものを用いてもよい。例えば、露光光ＥＬがＦ２レーザ光である場合、このＦ２レーザ光は水を透過しないので、液体ＬＱとしては例えば、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であってもよい。また、液体ＬＱとしては、その他にも、露光光ＥＬに対する透過性があってできるだけ屈折率が高く、投影光学系、基板Ｐ表面に塗布されているフォトレジストに対して安定なもの（例えばセダー油）を用いることも可能である。
【０２０３】
また、液体ＬＱとしては、水よりも露光光ＥＬ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。更に、石英や蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で終端光学素子ＦＬを形成してもよい。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ＬＱ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ＰＬ、及び／又は基板Ｐ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。また、液体ＬＱとしては、屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。液体ＬＱとして、超臨界流体を用いることも可能である。
【０２０４】
また、終端光学素子ＦＬ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。
【０２０５】
液浸システム１００は、その一部（例えば、液体供給装置及び／又は液体回収装置を構成する部材）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１００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。
【０２０６】
また、本実施形態の投影光学系において、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ＬＱ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ＬＱ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。
【０２０７】
また、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを１つの液浸領域ＬＲで覆っているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを別々の液浸領域（第１、第２液浸領域）で覆うようにしてもよい。この場合、第１、第２液浸領域を、種類（少なくとも露光光ＥＬに対する屈折率）が異なる液体でそれぞれ形成してもよい。一例としては、第１、第２液浸領域の一方を、水（純水）で形成し、他方を、水（屈折率は１．４４程度）よりも露光光ＥＬに対する屈折率が高い液体で形成してもよい。また、第１液浸領域と第２液浸領域とで、液体ＬＱの粘度、露光光ＥＬの透過率及び温度の少なくとも１つが互いに異なっていてもよい。
【０２０８】
上述の第１〜第８各実施形態において、照明系ＩＬは、光源装置１から射出された露光光ＥＬを、分離光学系（偏光分離光学系）１３を用いて、第１偏光状態の第１露光光ＥＬ１と第２偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離しているが、分離光学系を例えばハーフミラー等で形成し、その分離光学系を用いて、光源装置１から射出された露光光ＥＬを、第１の強度（光量）を有する第１露光光と、第２の強度（光量）を有する第２露光光とに分離するようにしてもよい。そして、照明系は、それら第１、第２の強度（光量）を有する第１、第２露光光で、第１、第２パターンのそれぞれを照明するようにしてもよい。
【０２０９】
あるいは、光源装置１が所定の波長帯域を有する露光光ＥＬを射出する場合には、分離光学系を例えばダイクロイックミラー等で形成し、その分離光学系を用いて、光源装置１から射出された露光光ＥＬを、第１の波長を有する第１露光光と、第２の波長を有する第２露光光とに分離するようにしてもよい。すなわち、露光光をその偏光状態、光強度（または光量）、または波長あるいはそれらの組み合わせにより分離してもよい（または露光光からそれらの物理的な特性が異なる第１成分および第２成分を取り出してもよい）。
【０２１０】
上述の第１〜第８実施形態において、投影光学系ＰＬとしては、上述のものに限られず、例えば縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれであってもよい。また、上述の実施形態においては、投影光学系ＰＬとして、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系（カタディ・オプトリック系）を例にして説明したが、投影光学系ＰＬとしては、反射光学素子を含まない屈折系、あるいは屈折光学素子を含まない反射系等であってもよい。さらに、反射屈折系として、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号パンフレット（対応米国特許公開第２００６／０１２１３６４号）に開示されているように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系または反屈系）がその一部に設けられ、単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系を使用してもよい。また、投影光学系を介して露光光が照射される露光領域は、投影光学系の視野内で光軸を含むオンアクシス領域でもよいし、あるいは上記のインライン型の反射屈折系と同様に、光軸を含まないオフアクシス領域でもよい。
【０２１１】
上記各実施形態ではマスクステージ６０に搭載されたメインステージ６１により第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を基板Ｐに対して同期移動したが、これに限らず、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２をそれぞれ独立して基板Ｐに対して同期移動させることもできる。この場合、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２をそれぞれ載置して独立に駆動する第１マスクステージ及び第２マスクステージを設けることができる。例えば、メインステージ６１を省略し、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３を独立してあるいは連動して基板Ｐに対して同期移動させることができる。このように独立に可動な第１マスクステージ及び第２マスクステージを設ける場合には、第１及び第２マスクステージが基板ステージとそれぞれ同期移動されるようにしなければならない。すなわち、第１マスクステージに載置された第１マスクと基板Ｐのショット領域の位置関係、並びに第２マスクステージに載置された第２マスクと基板Ｐのショット領域の位置関係をそれぞれ調整する必要がある。そうすることにより、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１マスクのパターンＰＡ１の像と、第２露光領域ＡＲ２に形成される第２マスクのパターンＰＡ２の像とで、それらの像が正確に重なった状態で、基板Ｐのショット領域を多重露光（二重露光）することができる。
【０２１２】
上述の各実施形態においては、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像とを１つの投影光学系ＰＬを用いて基板Ｐ上に投影しているが、投影光学系を複数（例えば２つ）設け、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像とを別々の投影光学系を用いて基板Ｐ上に投影するようにしてもよい。また、複数の投影光学系を、隣り合う投影領域が走査方向で所定量変位するように、且つ隣り合う投影領域の端どうしが走査方向と直交する方向に重複するように配置した、所謂マルチレンズ方式の走査型露光装置に、本発明を適用することも可能である。この場合であっても、単一の光源装置１と分離光学系１３を用いれば、露光装置の大型化を回避できる。
【０２１３】
なお、上述の各実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、１つのショット領域ＳＨに同時に配置可能であるが、必ずしも１つのショット領域ＳＨに同時に配置可能でなくてもよく、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２は任意に設定可能である。
【０２１４】
なお、上述の各実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とがＹ軸方向に離れているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とはその一部がＹ軸方向（走査方向）において重複していてもよい。
【０２１５】
また、上述の各実施形態において、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の大きさ及び形状の少なくとも一方が異なっていてもよい。例えば、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とでＸ軸方向の幅及び／又はＹ軸方向の幅が異なっていてもよい。なお、Ｘ軸方向の幅が異なる場合には、ショット領域ＳＨ内の一部だけが多重（二重）露光される。
【０２１６】
また、上述の各実施形態においては、ショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を通過する間、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬの照射が続けられるが、少なくとも一方の露光領域において、ショット領域ＳＨが通過する間の一部の期間だけで露光光が照射されるようにしてもよい。すなわち、ショット領域ＳＨ内の一部だけ多重（二重）露光するようにしてもよい。
【０２１７】
上記各実施形態では、第１パターン及び第２パターンを形成するために第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を用いたが、これらに代えて、可変のパターンを生成する電子マスク（可変成形マスク）を用いることができる。このような電子マスクとして、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ＥＬ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３０により制御され得る。制御装置３０は、基板Ｐ上に形成すべき第１パターン及び第２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ＩＬにより照射される露光光ＥＬ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ため、多重露光を一層効率よく行うことができる。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。
【０２１８】
上記各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。
【０２１９】
上記各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、国際公開第１９９９／４６８３５号パンフレット（対応米国特許第７,０２３,６１０号）に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、第１、第２露光領域がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状、台形状、平行四辺形状、あるいは菱形状などでもよい。
【０２２０】
なお、上記各実施形態の基板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Ｐの形状は円形のみならず、矩形など他の形状でもよい。
【０２２１】
また、本発明は、例えば、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６,３４１,００７号、第６,４００,４４１号、第６,５４９,２６９号、及び第６.５９０,６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５,９６９.４４１号）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（例えば、ツインステージ型）の露光装置にも適用できる。
【０２２２】
更に、特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）や特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６,８９７,９６３号）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、計測部材（例えば、基準マークが形成された基準部材、及び／又は各種の光電センサ）を搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。
【０２２３】
また、上述の各実施形態のうち、露光光の光路を液体で満たす実施形態においては、投影光学系と基板Ｐとの間に局所的に液体を満たす露光装置を採用しているが、本発明は、例えば、特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような、露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行う液浸露光装置にも適用可能である。
【０２２４】
なお、上記各実施形態では露光装置ＥＸが投影光学系を備えるものとしたが、投影光学系の代わりに、パターンの像を形成しない光学系（例えば、回折光学素子など）を用いてもよい。また、上記各実施形態では第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の少なくとも一方において、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように干渉縞を形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光してもよい。
【０２２５】
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や、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、撮像素子（ＣＣＤ）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。
【０２２６】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許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及びクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【０２２７】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図２３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多重露光する露光工程及び露光した基板の現像工程を含む基板処理ステップ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。
【産業上の利用可能性】
【０２２８】
本発明によれば、基板の多重露光を正確に且つ高い効率で実現することができる。このため、液晶表示素子やマイクロマシンなどに使用される高密度で複雑な回路パターンを有するデバイスを高いスループットで生産することができる。それゆえ、本発明は、我国の半導体産業を含む精密機器産業の発展に著しく貢献するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０２２９】
【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実施形態に係る照明系の偏光変換素子の一例を説明するための図である。
【図３】第１実施形態に係る照明系の二次光源の一例を説明するための図である。
【図４】第１実施形態に係る照明系の開口絞りの一例を説明するための図である。
【図５】第１実施形態に係る照明系の要部を示す図である。
【図６】第１実施形態に係る第１、第２マスクを示す図である。
【図７】（Ａ）及び（Ｂ）は第１、第２マスクに露光光が入射する様子を示す模式図である。
【図８】照明系の開口絞りの別の例を説明するための図である。
【図９】マスクステージの一例を示す斜視図である。
【図１０】第１実施形態に係る露光方法を説明するための図であって、第１、第２マスクと第１、第２照明領域との関係を示す模式図である。
【図１１】第１実施形態に係る露光方法を説明するための図であって、基板と第１、第２露光領域との関係を示す模式図である。
【図１２】第１実施形態に係る可動ブラインドの一例を説明するための図である。
【図１３】可動ブラインドの作用を説明するための模式図である。
【図１４】第２実施形態に係る照明系の要部を示す図である。
【図１５】第２実施形態に係る照明系の開口絞りの一例を説明するための図である。
【図１６】第３実施形態に係る照明系の要部を示す図である。
【図１７】第４実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図１８】第５実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図１９】第６実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２０】第７実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２１】第８実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２２】第１実施形態の露光装置を用いて基板を露光する方法を示すフローチャートである。
【図２３】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である。
【符号の説明】
【０２３０】
１…光源装置、１０、１０’…可動ブラインド、１０Ａ…第１通過領域、１０Ｂ…第２通過領域、１０Ｃ…第３通過領域、１１…ブラインド装置、１３…分離光学系、１８…変換素子、１９、１９Ａ、１９Ｂ…結像光学系、２０、２０Ａ、２０Ｂ…結像光学系、３０…制御装置、４０…中間光学部材、４０Ａ…第１反射面、４０Ｂ…第２反射面、４１…第１誘導光学系、４２…第２誘導光学系、４３…第３誘導光学系、４４…凹面ミラー、６０…マスクステージ、６１…メインステージ、６２…第１サブステージ、６３…第２サブステージ、７０…計測システム、８０…基板ステージ、１００…液浸システム、ＡＲ１…第１露光領域、ＡＲ２…第２露光領域、ＥＬ１…第１露光光、ＥＬ２…第２露光光、ＥＸ…露光装置、ＦＬ…終端光学素子、ＩＬ…照明系、ＬＱ…液体、ＬＲ…液浸領域、Ｍ１…第１マスク、Ｍ２…第２マスク、Ｐ…基板、ＰＡ１…第１パターン、ＰＡ２…第２パターン、ＰＬ…投影光学系、ＳＨ…ショット領域、Ｕ…光学ユニット
【図１】
2007201457.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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