(57)【要約】【課題】パターンどうしを良好に位置合わせでき、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、第１パターンＰＡ１の像を第１露光領域ＡＲ１に形成可能であり、第１パターンＰＡ１と異なる第２パターンＰＡ２の像を第２露光領域ＡＲ２に形成可能な投影光学系ＰＬと、第１パターンＰＡ１の像の位置情報、及び第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を求めるための第１検出系１０とを備える。検出結果に基づいて、第１及び第２パターンＰＡ１，ＰＡ２の像と基板Ｐ上の所定領域Ｓとの位置関係を調整し、第１及び第２パターンＰＡ１，ＰＡ２の像で基板Ｐ上の所定領域Ｓを多重露光する。基板を効率良く多重露光できる。【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、
第１パターンの像を第１露光領域に形成し、前記第１パターンと異なる第２パターンの像を第２露光領域に形成する光学システムと、
前記第１露光領域に形成されるパターン像の位置情報、及び前記第２露光領域に形成されるパターン像の位置情報の少なくとも一方を求めるための第１検出系とを備え、
前記第１露光領域に形成される第１パターンの像と前記第２露光領域に形成される第２パターンの像とで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】
さらに、前記第１検出系の検出結果に基づいて、前記第１パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係並びに、前記第２パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係の少なくとも一方を調整する調整装置を有する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記光学システムの光射出側に配置される基準部を更に備え、
前記第１検出系は、前記第１パターンと前記基準部との第１位置関係、及び前記第２パターンと前記基準部との第２位置関係の少なくとも一方を、前記光学システムの少なくとも一部を介して検出し、
前記第１検出系の検出結果に基づいて、前記第１露光領域に形成されるパターン像の位置情報、及び前記第２露光領域に形成されるパターン像の位置情報の少なくとも一方を求める請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１検出系は、前記第１パターンと所定位置関係で形成された第１マークと前記基準部との位置関係、及び前記第２パターンと所定位置関係で形成された第２マークと前記基準部との位置関係の少なくとも一方を、前記光学システムの少なくとも一部を介して検出することによって、前記第１位置関係及び前記第２位置関係の少なくとも一方を検出する請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記第１露光領域と前記第２露光領域とは異なる位置に設定され、
前記第１露光領域に前記基準部を配置して、前記第１検出系を用いて前記第１位置関係を検出した後に、前記第２露光領域に前記基準部を配置して、前記第１検出系を用いて前記第２位置関係を検出する請求項３又は４記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１露光領域と前記第２露光領域とは離れている請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
前記第１露光領域と前記第２露光領域とはその少なくとも一部が重複しており、
前記重複領域に前記基準部を配置して、前記第１検出系による前記第１位置関係の検出及び前記第２位置関係の検出の少なくとも一方を行う請求項３又は４記載の露光装置。
【請求項８】
前記第１位置関係の検出と前記第２位置関係の検出とをほぼ同時または非同時に行う請求項３又は４記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１検出系は、前記第１位置関係を検出するための第１サブ検出系と、前記第２位置関係を検出するための第２サブ検出系とを有する請求項３〜７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１０】
前記基準部または前記基準部と所定位置関係で設けられた基準マークと、前記基板上に設けられたアライメントマークとを検出する第２検出系を更に備え、
前記第１検出系の検出結果及び前記第２検出系の検出結果に基づいて、前記第１パターンの像と前記第２パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係を調整する請求項３〜９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１１】
前記光学システムの光射出側に配置され、所定位置関係で形成された第１基準部と第２基準部とを更に備え、
前記第１検出系は、前記第１パターンと前記第１基準部との第１位置関係、及び前記第２パターンと前記第２基準部との第２位置関係を、前記光学システムの少なくとも一部を介して検出することによって、前記第１露光領域に形成されるパターン像の位置情報、及び前記第２露光領域に形成されるパターン像の位置情報を求める請求項１記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第１検出系は、前記第１パターンと所定位置関係で形成された第１マークと前記第１基準部との位置関係、及び前記第２パターンと所定位置関係で形成された第２マークと前記第２基準部との位置関係を、前記光学システムの少なくとも一部を介して検出することによって、前記第１位置関係及び前記第２位置関係を検出する請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記第１露光領域と前記第２露光領域とは異なる位置に設定され、
前記第１露光領域に前記第１基準部を配置するとともに、前記第２露光領域に前記第２基準部を配置して、前記第１検出系による前記第１位置関係の検出及び前記第２位置関係の検出を行う請求項１１又は１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記第１露光領域と前記第２露光領域とは離れている請求項１２記載の露光装置。
【請求項１５】
前記第１露光領域と前記第２露光領域とはその少なくとも一部が重複しており、
前記重複領域に前記第１基準部及び前記第２基準部を配置して、前記第１検出系による前記第１位置関係の検出及び前記第２位置関係の検出を行う請求項１１又は１２記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第１位置関係の検出と前記第２位置関係の検出とをほぼ同時または非同時に行う請求項１３〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１７】
前記第１検出系は、前記第１位置関係を検出するための第１サブ検出系と、前記第２位置関係を検出するための第２サブ検出系とを有する請求項１１〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
前記第１、第２基準部の少なくとも一方または前記第１、第２基準部の少なくとも一方と所定位置関係で設けられた基準マークと、前記基板上に設けられたアライメントマークとを検出する第２検出系を更に備え、
前記第１検出系の検出結果及び前記第２検出系の検出結果に基づいて、前記第１パターンの像と前記第２パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係を調整する請求項１１〜１７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１９】
前記第１検出系は、前記光学システムの光射出側で検出光を受光する受光系を有する請求項１〜１８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２０】
前記光学システムは、前記基板の表面が対向して配置される１つの光学素子を有し、前記１つの光学素子を介して、前記第１露光領域及び前記第２露光領域にそれぞれ第１露光光及び第２露光光を照射する請求項１〜１９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２１】
前記光学システムは、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露光光を前記光学素子へ導くための第１反射面と、
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２露光光を前記光学素子へ導くための第２反射面と、
前記第１パターンからの第１露光光を前記第１反射面へ導く第１光学系と、
前記第２パターンからの第２露光光を前記第２反射面へ導く第２光学系と、
前記光学素子を含み、前記第１反射面からの第１露光光及び前記第２反射面からの第２露光光をそれぞれ前記第１露光領域及び前記第２露光領域へ導く第３光学系とを有する請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
前記第１露光領域及び前記第２露光領域と前記基板上の所定領域とを相対的に移動しつつ、前記光学システムにより前記第１露光領域及び前記第２露光領域にそれぞれ第１露光光及び第２露光光を照射することによって、前記第１パターンの像と前記第２パターンの像とで前記基板上の所定領域を多重露光する請求項１〜２１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２３】
基板を走査方向に移動しつつ前記基板を露光する露光装置であって、
前記基板の表面が対向して配置される光学素子を有し、第１パターンからの第１露光光を第１露光領域に前記光学素子を介して照射し、第２パターンからの第２露光光を前記第１露光領域に対して前記走査方向の異なる位置に設定された第２露光領域に前記光学素子を介して照射する光学システムと、
前記基板上のアライメントマークを検出する検出系とを備え、
前記光学システムは、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露光光を前記光学素子へ導くための第１反射面と、
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２露光光を前記光学素子へ導くための第２反射面とを有し、
前記検出系が、前記第１反射面と前記第２反射面との間から前記光学素子を介して検出ビームを前記基板上に照射して、前記基板上のアライメントマークを検出する露光装置。
【請求項２４】
前記光学システムは、前記第１反射面と前記第２反射面とを有する中間光学部材を有し、
前記検出系は、前記中間光学部材を介して、前記検出ビームを前記基板上に照射する請求項２３記載の露光装置。
【請求項２５】
前記光学システムは、前記第１パターンからの第１露光光を前記第１反射面へ導く第１光学系と、
前記第２パターンからの第２露光光を前記第２反射面へ導く第２光学系と、
前記光学素子を含み、前記第１反射面からの第１露光光及び前記第２反射面からの第２露光光をそれぞれ前記第１露光領域及び前記第２露光領域のへ導く第３光学系とを有する請求項２３又は２４記載の露光装置。
【請求項２６】
前記第１露光領域及び前記第２露光領域と前記基板上の所定領域とを前記走査方向に相対的に移動しつつ、前記光学システムにより前記第１露光領域及び前記第２露光領域にそれぞれ前記第１露光光及び前記第２露光光を照射することによって、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パターンの像と前記第２露光領域に照射される前記第２露光光で形成される第２パターンの像とで前記基板上の所定領域を多重露光する請求項２３〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２７】
前記第１パターンを有する第１マスクを第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ステージと、
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ステージとを備え、
前記マスクステージによる前記第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、前記基板ステージを用いて前記基板上の所定領域を前記走査方向へ移動しつつ、前記第１パターンの像と前記第２パターンの像とで前記基板上の所定領域を多重露光する請求項２３〜２６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２８】
前記マスクステージは前記第１及び第２マスクを一体的に移動する請求項２７記載の露光装置。
【請求項２９】
前記マスクステージは、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２８記載の露光装置。
【請求項３０】
前記マスクステージは、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２９記載の露光装置。
【請求項３１】
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マスクの第１パターンと前記第２マスクの第２パターンとの位置関係が調整される請求項３０記載の露光装置。
【請求項３２】
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する計測システムを備えた請求項３０又は３１記載の露光装置。
【請求項３３】
前記第１パターンの像の結像特性、及び前記第２パターンの像の結像特性の少なくとも一方を調整する結像特性調整装置を備えた請求項１〜３２のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３４】
前記第１パターンの像と前記第２パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係の調整は、前記第１パターンの像及び前記第２パターンの像の少なくとも一方の位置調整を含む請求項１〜３３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３５】
前記第１パターンの像及び前記第２パターンの像の少なくとも一方の位置調整は、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の位置調整を含む請求項１〜３４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３６】
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１〜３７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３７】
請求項１〜請求項３６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；
多重露光された基板を現像することと；
現像され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３８】
第１パターンの像と、第１パターンと異なる第２パターンの像とにより基板を多重露光する露光方法であって、
前記第１パターンの像を第１露光領域に形成することと；
前記第２パターンの像を第２露光領域に形成することと；
前記第１露光領域に形成されるパターン像の位置情報、及び前記第２露光領域に形成されるパターン像の位置情報の少なくとも一方を求めることと；を含み、
求められた少なくとも一方の位置情報に基づいて、前記第１パターンの像と前記第２パターンの像とで前記基板上の所定領域を多重露光する露光方法。
【請求項３９】
前記基板上の所定領域が前記第１露光領域と前記第２露光領域とを通過するように前記基板を移動しながら前記所定領域を多重露光する請求項３８記載の露光方法。
【請求項４０】
さらに、前記求められた少なくとも一方の位置情報に基づいて、前記第１パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係、並びに前記第２パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係の少なくとも一方を調整すること含む請求項３８又は３９記載の露光方法。
【請求項４１】
前記第１及び第２パターンの像は光学システムを介して形成され、前記光学システムの光射出側に配置される基準部に対する前記第１パターンの第１位置関係、及び前記基準部に対する前記第２パターンの第２位置関係を、前記光学システムの少なくとも一部を介して検出し、該検出結果に基づいて、前記第１パターンの像の位置情報及び前記第２パターンの像の位置情報の少なくとも一方を求める請求項３８〜４０のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項４２】
前記第１パターンと所定位置関係で形成された第１マークと前記基準部との位置関係、及び前記第２パターンと所定位置関係で形成された第２マークと前記基準部との位置関係の少なくとも一方を、前記光学システムの少なくとも一部を介して検出することによって、前記第１位置関係及び前記第２位置関係の少なくとも一方を検出する請求項４１記載の露光方法。
【請求項４３】
前記第１露光領域と前記第２露光領域とは異なる位置に設定され、前記第１露光領域に前記基準部を配置して前記第１位置関係を検出した後に、前記第２露光領域に前記基準部を配置して、前記第２位置関係を検出する請求項４１又は４２記載の露光方法。
【請求項４４】
前記第１露光領域に形成されるパターン像の位置情報及び前記第２露光領域に形成されるパターン像の位置情報の両方を求め、求められた位置情報に基づいて前記第１パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係、並びに前記第２パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係を調整する請求項３８〜４３のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項４５】
前記第１露光領域に形成されるパターン像の位置情報及び前記第２露光領域に形成されるパターン像の位置情報の一方を求め、求められた一方の位置情報と、前記第１露光領域及び前記第２露光領域の所定の位置関係とに基づいて、前記第１パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係、並びに前記第２パターンの像と前記基板上の所定領域との位置関係を調整する請求項３８〜４４のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項４６】
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パターンの像及び前記第２パターンの像で前記基板上の所定領域を多重露光する請求項３８〜４５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項４７】
基板を走査方向に移動しつつ前記基板を露光する露光方法であって、
第１パターンからの第１露光光を、第１反射面により反射させて光学素子を介して第１露光領域に照射することと；
第２パターンからの第２露光光を、第２反射面により反射させて前記光学素子を介して第１露光領域に対して前記走査方向の異なる位置に設定された第２露光領域に照射することと；
前記第１反射面と前記第２反射面との間から前記光学素子を介して検出ビームを前記基板上に照射して前記基板上のアライメントマークを検出することと；
前記検出されたアライメントマークに基づいて、前記基板と前記第１及び第２パターンとの位置合わせを行うことと；を含み、
前記第１反射面及び前記第２反射面が、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ている露光方法。
【請求項４８】
前記第１反射面と前記第２反射面とは中間光学部材に形成されており、前記検出ビームは前記中間光学部材を介して前記基板上に照射される請求項４７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露光領域と前記基板上の所定領域とを前記走査方向に相対的に移動しつつ、前記第１露光領域及び前記第２露光領域にそれぞれ前記第１露光光及び前記第２露光光を照射することによって、前記第１露光領域に照射される第１露光光で形成される第１パターンの像と前記第２露光領域に照射される第２露光光で形成される第２パターンの像とで前記基板上の所定領域を多重露光する請求項４８記載の露光方法。
【請求項５０】
前記第１パターンを有する第１マスクと前記第２パターンを有する第２マスクとをマスクステージに搭載し、前記マスクステージによる前記第１及び第２マスクの移動に同期して前記基板を前記走査方向へ移動して前記第１パターンの像と前記第２パターンの像とで前記基板上の所定領域を多重露光する請求項４７〜４９のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５１】
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４７〜５０のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５２】
請求項３８〜請求項５１のいずれか一項記載の露光方法で基板を多重露光することと；
多重露光された基板を現像することと；
現像された基板を加工することと；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、露光方法及び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】特開平１０−２１４７８３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、複数のマスクを用意してマスク毎に露光を実行したり、複数の照明条件を用意してマスク毎に異なる照明条件で露光を実行する場合がある。この場合、マスクを交換する時間や、照明条件等を変更する時間が必要となるため、露光装置の稼動率が低下し、スループットが低下する可能性がある。
【０００４】
また、半導体デバイス等のマイクロデバイス(電子デバイス)は、基板上に複数のパターンを重ね合わせて形成されるが、所望のデバイスを製造するために、多重露光においても、パターンどうしを良好に位置合わせすることが重要である。
【０００５】
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、パターンどうしを良好に位置合わせでき、基板を効率良く多重露光できる露光装置、露光方法及び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】
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。
【０００７】
本発明の第１の態様に従えば、基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、第１パターン（ＰＡ１）の像を第１露光領域（ＡＲ１）に形成可能であり、第１パターン（ＰＡ１）と異なる第２パターン（ＰＡ２）の像を第２露光領域（ＡＲ２）に形成可能な光学システム（ＰＬ）と、第１露光領域（ＡＲ１）に形成されるパターン像の位置情報、及び第２露光領域（ＡＲ２）に形成されるパターン像の位置情報の少なくとも一方を求めるための第１検出系（１０）とを備え、第１露光領域（ＡＲ１）に形成される第１パターンの像と第２露光領域（ＡＲ２）に形成される第２パターンの像とで前記基板（Ｐ）上の所定領域（Ｓ）を多重露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、第１検出系で求められたパターン像の位置情報に基づいて、パターン同士を良好に位置合わせでき、基板を効率良く多重露光できる。
【０００９】
本発明の第２の態様に従えば、基板（Ｐ）を走査方向に移動しつつ基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、基板（Ｐ）の表面が対向して配置される光学素子（ＦＬ）を有し、第１パターン（ＰＡ）からの第１露光光（ＥＬ１）を第１露光領域（ＡＲ１）に光学素子（ＦＬ）を介して照射し、第２パターン（ＰＡ２）からの第２露光光（ＥＬ２）を第１露光領域（ＡＲ１）に対して走査方向の異なる位置に設定された第２露光領域（ＡＲ２）に光学素子（ＦＬ）を介して照射する光学システム（ＰＬ）と、基板（Ｐ）上のアライメントマーク（ＡＭ）を検出する検出系（２０）とを備え、光学システム（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露光光（ＥＬ１）を光学素子（ＦＬ）へ導くための第１反射面（４０Ａ）と、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２露光光（ＥＬ２）を光学素子（ＦＬ）へ導くための第２反射面（４０Ｂ）とを有し、検出系（２０）が、第１反射面（４０Ａ）と第２反射面（４０Ｂ）との間から光学素子（ＦＬ）を介して検出ビームを基板（Ｐ）上に照射して、基板（Ｐ）上のアライメントマーク（ＡＭ）を検出する露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、パターンどうしを良好に位置合わせでき、基板を効率良く多重露光できる。
【００１１】
本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いて基板を多重露光すること（ＳＡ８、２０４）と；多重露光された基板を現像すること（２０４）と；現像された基板を加工すること（２０５）と；を含む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、パターンどうしを良好に位置合わせでき、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。
【００１３】
本発明の第４の態様に従えば、第１パターンの像と、第１パターンと異なる第２パターンの像とにより基板を多重露光する露光方法であって、第１パターンの像を第１露光領域に形成すること（ＳＡ１）と；第２パターンの像を第２露光領域に形成すること（ＳＡ２）と；第１露光領域に形成されるパターン像の位置情報、及び第２露光領域に形成されるパターン像の位置情報の少なくとも一方を求めること（ＳＡ３）と；を含み、求められた少なくとも一方の位置情報に基づいて、第１パターンの像と第２パターンの像とで基板上の所定領域を多重露光する露光方法が提供される（ＳＡ４〜ＳＡ８）。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、第１露光領域に形成されるパターン像及び／または第２露光領域に形成されるパターン像の位置情報に基づいて、第１パターンの像と基板上の所定領域、及び第２パターンの像と基板上の所定領域とを正確に位置合わせしつつ多重露光を効率良く行うことができる。
【００１５】
本発明の第５の態様に従えば、基板（Ｐ）を走査方向に移動しつつ基板を露光する露光方法であって、第１パターンからの第１露光光（ＥＬ１）を、第１反射面（４０Ａ）により反射させて光学素子(４３)を介して第１露光領域（ＡＲ１）に照射すること（ＳＡ１）と；第２パターンからの第２露光光（ＥＬ２）を、第２反射面（４０Ｂ）により反射させて光学素子(４３)を介して第１露光領域に対して走査方向の異なる位置に設定された第２露光領域（ＡＲ２）に照射すること（ＳＡ２）と；第１反射面と第２反射面との間から光学素子(４３)を介して検出ビームを基板（Ｐ）上に照射して基板（Ｐ）上のアライメントマーク（ＲＭ１，ＲＭ２，ＲＭ１’，ＲＭ２’）を検出すること(ＳＡ６)と；検出されたアライメントマークに基づいて、基板（Ｐ）と第１及び第２パターン（ＳＡ１、ＳＡ２）との位置合わせを行うことと；を含み、第１反射面（４０Ａ）及び第２反射面（４０Ｂ）が、第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（４０Ｂ）と光学的に共役な位置近傍に配置されている露光方法が提供される。
【００１６】
本発明の第５の態様によれば、第１反射面と第２反射面との間から光学素子(４３)を介して検出ビームを基板（Ｐ）上に照射して基板（Ｐ）上のアライメントマークを検出するので、パターンどうしを良好に位置合わせしつつ多重露光を効率良く行うことができる。
【００１７】
本発明の第６の態様に従えば、上記第４又は第５態様の露光方法で基板を多重露光すること（ＳＡ８、２０４）と；多重露光された基板を現像すること（２０４）と；現像された基板を加工すること（２０５）と；を含む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、高精度なデバイスを高効率で製造することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、パターンどうしを良好に位置合わせできるので、基板を精度良く多重露光することができる。また、基板を効率良く多重露光することができる。したがって、所望の性能を有するデバイスを生産性良く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】
【００２０】
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。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。
【００２１】
＜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、露光に関する計測を実行可能な計測器を搭載して移動可能な計測ステージ９０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を第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とに分離し、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とを備えている。基板ステージ８０及び計測ステージ９０のそれぞれは、投影光学系ＰＬの光射出側、すなわち投影光学系ＰＬの像面側で、ベース部材ＢＰ上において互いに独立して移動可能である。
【００２２】
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が形成されたレチクルを含み、例えばガラス板等の透明板部材とその上に形成されたクロム等の遮光膜を有し、遮光膜で所定のパターンが形成されている。この透過型のマスクは、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。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マスクに形成された第１パターンＰＡ１と第２マスクに形成された第２パターンＰＡ２とは異なるパターンである。さらに、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２は種類が同一であるものとしたが、その種類が異なっていてもよい。例えば、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の一方がバイナリーマスクで、他方が位相シフトレチクルでもよい。
【００２３】
投影光学系ＰＬは、その投影光学系ＰＬの像面側に、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを所定位置関係で設定可能である。そして、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬにより、第１パターンＰＡ１の像を第１露光領域ＡＲ１に形成可能であり、第２パターンＰＡ２の像を第２露光領域ＡＲ２に形成可能であり、それら第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで基板Ｐ上のショット領域Ｓ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によって、第１露光領域ＡＲ１に第１パターンＰＡ１の像を形成する。また、露光装置ＥＸは、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によって、第２露光領域ＡＲ２に第２パターンＰＡ２の像を形成する。露光装置ＥＸは、そのようにして形成された第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで、基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光する。基板Ｐ上のショット領域Ｓ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とが照射されることによって、多重露光（二重露光）される。
【００２４】
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とをそれぞれ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。制御装置３０は、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２のＹ軸方向への移動と基板ＰのＹ軸方向への移動とが同期して行われるように、マスクステージ６０と基板ステージ８０とを制御する。
【００２５】
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と基板Ｐ上のショット領域ＳとをＹ軸方向に相対的に移動しつつ、投影光学系ＰＬにより第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射することによって、基板Ｐ上のショット領域Ｓ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Ｓ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、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が照射される第１照明領域ＩＡ１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が照射される第２照明領域ＩＡ２に対してＹ軸方向に移動可能である。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軸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ＳをＹ軸方向に移動しつつ、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光（二重露光）する。
【００２６】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報、及び第２露光領域ＡＲ２に形成される第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を求めるための第１検出系１０を備えている。第１検出系１０はその少なくとも一部(例えば、光学系)が、マスクステージ６０の近傍に設けられている。後述するように、計測ステージ９０上には基準マークＦＭが設けられており、第１検出系１０は、その基準マークＦＭを投影光学系ＰＬを介して検出可能である。制御装置３０は、第１検出系１０の検出結果に基づいて、第１パターンＰＡ１の位置情報、及び第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を求める。
【００２７】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、計測ステージ９０上に設けられた基準マークＦＰと、基板Ｐ上に設けられたアライメントマークＡＭとを検出する第２検出系２０を備えている。第２検出系２０は、投影光学系ＰＬの近傍に設けられたオフアクシス方式のアライメント系である。後述するように、制御装置３０は、第１検出系１０及び第２検出系２０の検出結果に基づいて、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像と基板Ｐ上のショット領域Ｓとの位置関係を調整する。なお、第1検出系１０、及び第２検出系２０には、例えば、特開平４−６５６０３号（対応米国特許第５，４９３，４０３号）、及び特開平７−１７６４６８（対応米国特許第５，６４６，４１３号）に開示されている構成を採用することができる。
【００２８】
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。
【００２９】
次に、照明系ＩＬについて説明する。本実施形態の照明系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、分離光学系を用いて第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とに分離し、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。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（対応する米国特許出願公開第２００６／０１７０９０１号）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、回折光学素子、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、オプティカルインテグレータ、及びコンデンサー光学系等を含む所定光学系と、光源装置１から射出され、上述の所定光学系を通過した露光光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とを備えている。本実施形態の分離光学系は、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とに分離する偏光分離光学系（例えば、偏光ビームスプリッタ）を含む。また、照明系ＩＬは、例えば分離光学系と投影光学系ＰＬとの間に配置されるブラインド装置（マスキングシステム）、すなわち第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１を規定する第１光学機構ＢＬ１と、第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２を規定する第２光学機構ＢＬ２とを備えている。第１、第２光学機構ＢＬ１，ＢＬ２は、第１照明領域ＩＡ１（及び第１露光領域ＡＲ１）、第２照明領域ＩＡ２（及び第２露光領域ＡＲ２）の大きさ、形状、及び位置（回転位置を含む）の少なくとも一つをそれぞれ調整することができる。光源装置１から射出され、照明系ＩＬの所定光学系等を通過した第１偏光成分と第２偏光成分とを主に含む露光光ＥＬは、分離光学系により、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とに分離される。照明系ＩＬは、分離光学系で分離した第１偏光状態（例えば、Ｓ偏光状態）の第１露光光ＥＬ１で、第１光学機構ＢＬ１を介して第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明するとともに、第２偏光状態（例えば、Ｐ偏光状態）の第２露光光ＥＬ２で、第２光学機構ＢＬ２を介して第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する。
【００３０】
なお、本実施形態においては、照明系ＩＬは、互いに異なる偏光状態の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２で第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を照明するが、同じ偏光状態の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２で第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を照明してもよい。また、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の少なくとも一方が、ランダム偏光状態（無偏光状態）であってもよい。また、本実施形態においては、１つの光源装置１から射出された露光光ＥＬを、照明系ＩＬにより第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２に分離しているが、例えば第１、第２の光源装置と、第１の光源装置と光学的に接続され、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明するための第１露光光ＥＬ１を射出する第１照明系と、第２の光源装置と光学的に接続され、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明するための第２露光光ＥＬ２を射出する第２照明系とを設けてもよい。この場合、第１照明系と第２照明系とでその一部を兼用させてもよい。
【００３１】
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（すなわち、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２）の位置情報は、計測システム７０により計測される。
【００３２】
図２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を保持して移動可能な第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を保持して移動可能な第２サブステージ６３とを備えている。
【００３３】
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。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、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を同一の走査方向（Ｙ軸方向）に移動可能である。
【００３４】
メインステージ６１は、基板Ｐ上の１つのショット領域Ｓ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Ｙ軸方向に移動する。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Ｙ軸方向に移動する。
【００３５】
第１サブステージ６２は、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、例えばボイスコイルモータを有する不図示の第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に対してＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能に設けられ、例えばボイスコイルモータを有する不図示の第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。
【００３６】
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はその一部(例えば、光学系)が、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上でレーザ干渉計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を含み、第１サブステージ６２上でレーザ干渉計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を含み、第２サブステージ６３上でレーザ干渉計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。なお、第１、第２サブステージ６２、６３をそれぞれＺ軸、θＸ及びθＹ方向にも微動可能としてもよい。この場合、計測システム７０は第１、第２サブステージ６２、６３(第１、第２マスクＭ１、Ｍ２)のＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報を計測する計測装置（例えば、レーザ干渉計など）を含むことが好ましい。
【００３７】
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、計測システム７０で、第１、第２サブステージ６２、６３の位置を検出しつつ、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。
【００３８】
次に、図３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。
【００３９】
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終端光学素子ＦＬを含む複数の光学素子を有する。投影光学系ＰＬは、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にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射する。
【００４０】
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を終端光学素子ＦＬへ導くための第１反射面４０Ａと、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２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を終端光学素子ＦＬへ導くための第２反射面４０Ｂと、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を第１反射面４０Ａへ導く第１光学系４１と、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を第２反射面４０Ｂへ導く第２光学系４２と、終端光学素子ＦＬを含み、第１反射面４０Ａからの第１露光光ＥＬ１及び第２反射面４０Ｂからの第２露光光ＥＬ２をそれぞれ第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に導く第３光学系４３とを有している。
【００４１】
第１光学系４１は、複数のレンズ、及び複数のレンズを通過した第１露光光ＥＬ１を第１反射面４０Ａに向けて反射する反射面４４Ａを有する反射部材４４を含む。第２光学系４２は、複数のレンズ、及び複数のレンズを通過した第２露光光ＥＬ２を第２反射面４０Ｂに向けて反射する反射面４５Ａを有する反射部材４５を含む。
【００４２】
本実施形態においては、第１反射面４０Ａと第２反射面４０Ｂは、所定位置に配置された中間光学部材４０に設けられている。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。
【００４３】
第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２のそれぞれは、第１光学系４１及び第２光学系４２により中間光学部材４０の第１反射面４０Ａ及び第２反射面４０Ｂのそれぞれに導かれる。ここで、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２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マスクＭ１、Ｍ２と光学的に共役な位置である第１共役位置ＣＰ１、第２共役位置ＣＰ２で中間結像した後、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、終端光学素子ＦＬを含む第３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。このように、本実施形態の投影光学系ＰＬ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に照射可能であり、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を第２露光領域ＡＲ２に照射可能である。
【００４４】
図１に示すように、投影光学系ＰＬの第１、第２、第３光学系４１，４２，４３は、鏡筒ＰＫに保持されている。また、本実施形態の投影光学系ＰＬには、投影光学系ＰＬによる第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像の結像特性（結像状態）をそれぞれ独立に調整可能な第１結像特性調整装置ＬＣ１及び第２結像特性調整装置ＬＣ２が設けられている。第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子の少なくとも１つを移動可能な光学素子駆動機構を含む。
【００４５】
第１結像特性調整装置ＬＣ１は、第１光学系４１の少なくとも一つの特定の光学素子を、第１光学系４１の光軸と平行なＺ軸方向、及び光軸に垂直な方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に移動可能であるとともに、光軸と直交するＸＹ平面に対して傾斜可能（すなわち、θＸ、θＹ方向に回転可能）である。第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１は、第１光学系４１、中間光学部材４０、及び第３光学系４３を介して第１露光領域ＡＲ１に照射され、第１結像特性調整装置ＬＣ１は、第１光学系４１の特定の光学素子を駆動することによって、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の像の結像特性を調整可能である。
【００４６】
第２結像特性調整装置ＬＣ２は、第２光学系４２の少なくとも一つの特定の光学素子を、第２光学系４２の光軸と平行なＺ軸方向、及び光軸に垂直な方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に移動可能であるとともに、光軸と直交するＸＹ平面に対して傾斜可能（すなわち、θＸ、θＹ方向に回転可能）である。第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２は、第２光学系４２、中間光学部材４０、及び第３光学系４３を介して第２露光領域ＡＲ２に照射され、第２結像特性調整装置ＬＣ２は、第２光学系４２の特定の光学素子を駆動することによって、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の像の結像特性を調整可能である。
【００４７】
第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２は、制御装置３０によって制御される。制御装置３０は、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２を用いて、投影光学系ＰＬ（第１、第２光学系４１、４２）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（例えば、ディストーション、非点収差、球面収差、波面収差等）、投影倍率及び像面位置（焦点位置）等を含む結像特性を調整することができる。
【００４８】
また、制御装置３０は、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２を用いて、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像のＸＹ方向、及び／又はθＺ方向の位置調整（すなわち、シフト調整、及び／又はローテーション調整）を行うこともできる。
【００４９】
すなわち、制御装置３０は、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２を用いて、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２それぞれの像の状態（大きさ、歪み等）の調整、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２それぞれの像が形成される投影光学系ＰＬの像面のＺ軸方向の位置調整及びθＸ、θＹ方向の傾斜調整、並びに第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２それぞれの像のＸ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の位置調整を行うことができる。
【００５０】
なお、本実施形態では第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２によってそれぞれ移動する第１、第２光学系４１、４２の少なくとも１つの光学素子がレンズであるものとしたが、他の光学素子、例えば平行平面板、あるいは反射素子などでもよい。また、本実施形態では２つの結像特性調整装置（ＬＣ１、ＬＣ２）を設けるものとしたが、１つの結像特性調整装置を設けるだけでもよいし、あるいは３つ以上の結像特性調整装置を設けてもよい。例えば、第３光学系４３の少なくとも１つの光学素子を、第３光学系４３の光軸と平行なＺ軸方向、及びＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能、かつθＸ、θＹ方向に回転可能とする結像特性調整装置を設けてもよい。さらに、本実施形態では結像特性調整装置が５自由度の方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ方向）に光学素子を移動するものとしたが、光学素子の移動方向はこの５自由度の方向に限定されるものではない。また、本実施形態では結像特性調整装置が光学素子を移動する方式を採用するものとしたが、他の方式を代用あるいは併用してもよい。例えば、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２として、鏡筒ＰＫ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機構を用いてもよい。
【００５１】
なお、投影光学系によるパターンの像の結像特性を調整可能な結像特性調整装置を備えた露光装置については、例えば特開昭６０−７８４５４号公報（対応する米国特許第４,６６６,２７３号）、特開平１１−１９５６０２号公報（対応する米国特許第６,２３５,４３８号）、国際公開第０３／６５４２８号パンフレット（対応する米国特許出願公開第２００５／０２０６８５０号）等に開示されている。
【００５２】
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。図１に示すように、基板ステージ８０は、例えばエアベアリングによりベース部材ＢＰ上で非接触支持されるとともに、基板Ｐを保持する基板ホルダ８０Ｈを有しており、例えば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Ｐを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。
【００５３】
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。なお、計測システム７０は、例えばレーザ干渉計７５によって、基板ステージ８０のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報も計測してよい。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。なお、本実施形態ではフォーカス・レベリング検出系として、例えば米国特許第６,６０８,６８１号などに開示されるように、複数の検出点でそれぞれ基板Ｐの高さ情報（Ｚ軸方向に関する位置情報）を検出する多点位置検出系を用いることができる。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、必ずしもフォーカス・レベリング検出系を、その複数の検出点が第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の内部及び／又は外部に配置されるように設けなくてもよく、例えば投影光学系ＰＬから離して設けてもよい。
【００５４】
次に、計測ステージ９０について説明する。計測ステージ９０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、露光に関する計測を行う計測器（基準板などの計測部材を含む）を保持して移動可能である。計測器としては、露光光ＥＬの状態、及び投影光学系ＰＬの結像特性（投影光学系ＰＬによるパターンの像の結像状態なども含む）の計測を行う計測器が挙げられる。計測器の計測結果は制御装置３０に出力されるようになっている。
【００５５】
図１に示すように、計測ステージ９０は、例えばエアベアリングによりベース部材ＢＰ上で非接触支持されるとともに、リニアモータ等のアクチュエータを含む計測ステージ駆動装置９０Ｄの駆動により、計測器を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。
【００５６】
計測ステージ９０の位置情報は、計測システム７０のレーザ干渉計７７によって計測される。レーザ干渉計７７は、計測ステージ９０に設けられた反射面７８を用いて計測ステージ９０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、レーザ干渉計７７の計測結果に基づいて計測ステージ駆動装置９０Ｄを駆動し、計測ステージ９０の位置制御を行う。なお、計測システム７０は、例えばレーザ干渉計７７によって、計測ステージ９０のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報も計測してよい。
【００５７】
なお、基板Ｐを保持する基板ステージと、計測器を搭載した計測ステージとを備えた露光装置については、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応する国際公開第１９９９／２３６９２号）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応する米国特許第６,８９７,９６３号）等に開示されている。
【００５８】
図４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５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Ｓ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、第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２と共役な投影光学系ＰＬの投影領域である。
【００５９】
投影光学系ＰＬ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、第１パターンＰＡ１に第１露光光ＥＬ１を照射するとともに、第２パターンＰＡ２に第２露光光ＥＬ２を照射する。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。
【００６０】
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ＳをＹ軸方向へ移動しつつ、照明系ＩＬ及び投影光学系ＰＬにより、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２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Ｓを多重露光（二重露光）する。
【００６１】
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、及び第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Ｓを多重露光する。
【００６２】
図４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。
【００６３】
図５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、投影光学系ＰＬの視野内で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Ｓ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Ｓ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Ｓ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。
【００６４】
制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域Ｓ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Ｓの露光中に、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（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Ｓ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Ｓ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。
【００６５】
図４及び図５には、基板Ｐ上のショット領域Ｓ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。
【００６６】
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４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照明領域ＩＡ１、及び第２照明領域ＩＡ２は、走査露光中、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４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の位置を設定することにより、基板Ｐ上のショット領域Ｓ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。
【００６７】
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Ｓを露光するに際し、第１露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の照明及び第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の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Ｓ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Ｓ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。
【００６８】
例えば図４、図５に示すように、基板Ｐのショット領域Ｓを−Ｙ方向に移動しつつ露光する場合、制御装置３０は、第１露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の照明を開始した後に、第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の照明を開始し、第１露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の照明を終了した後に、第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の照明を終了する。また、制御装置３０は、ショット領域Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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。
【００６９】
ここで、図４及び図５を参照して、基板Ｐ上のショット領域Ｓ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。以下の説明では、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Ｓを−Ｙ方向に移動しつつ、その基板Ｐ上のショット領域Ｓを露光する場合を例にして説明する。
【００７０】
計測システム７０（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（第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係を含む）は、例えば照明系ＩＬの第１、第２光学機構ＢＬ１，ＢＬ２によって規定される第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２の位置、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。本実施形態において、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２は形状および大きさが同一であり、それぞれＸ軸方向に長い矩形領域である。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は、Ｘ軸方向の位置が同一であり、Ｙ軸方向に所定距離だけ離れている。
【００７１】
図４において、第１パターンＰＡ１が形成された、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、第１露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の照明が開始される。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５中、基板Ｐ上のショット領域Ｓの−Ｙ側のエッジＧ１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、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。
【００７２】
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露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の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パターンＰＡ１は第１照明領域ＩＡ１を通過する。
【００７３】
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、第１露光領域ＡＲ１に対する第１露光光ＥＬ１の照射、すなわち基板Ｐ上のショット領域Ｓ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Ｓは第１露光領域ＡＲ１を通過する。
【００７４】
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露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の照明が終了する。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５中、基板Ｐ上のショット領域Ｓ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、ショット領域Ｓ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Ｓの露光、すなわちショット領域Ｓ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。
【００７５】
第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１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パターンＰＡ２が形成された、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、第２露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の照明が開始される。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５中、基板Ｐ上のショット領域Ｓの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２の＋Ｙ側のエッジに到達し、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Ｓ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Ｓ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Ｓ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。
【００７６】
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露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２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パターンＰＡ２は第２照明領域ＩＡ２を通過する。
【００７７】
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Ｓ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Ｓは第２露光領域ＡＲ２を通過する。
【００７８】
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露光光ＥＬ２による第２パターンＰＡ２の照明が終了する。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５中、基板Ｐ上のショット領域Ｓの＋Ｙ側のエッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の−Ｙ側のエッジが到達し、ショット領域Ｓ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Ｓの露光、すなわちショット領域Ｓ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。
【００７９】
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Ｓ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。
【００８０】
また、第２パターン形成領域ＳＡ２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露光光ＥＬ１による第１パターンＰＡ１の照明が終了する。また、基板Ｐ上のショット領域Ｓ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Ｓに対する第１露光光ＥＬ１の照射が終了する。
【００８１】
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Ｓ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。
【００８２】
次に、アライメントマークについて説明する。図４に示すように、第１マスクＭ１上には、第１パターンＰＡ１と所定位置関係で形成された第１アライメントマークＲＭ１が形成されている。第１アライメントマークＲＭ１は、Ｘ軸方向に所定距離離れて設けられた一対のマークＲＭ１ａ、ＲＭ１ｂを含む。同様に、第２マスクＭ２上には、第２パターンＰＡ２と所定位置関係で形成された第２アライメントマークＲＭ２が形成されている。第２アライメントマークＲＭ２も、Ｘ軸方向に所定距離離れて設けられた一対のマークＲＭ２ａ、ＲＭ２ｂを含む。第１アライメントマークＲＭ１と第２アライメントマークＲＭ２とは第１マスクＭ１上と第２マスクＭ２上とで対応する位置に設けられている。なお、図４では第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２がそれぞれ第１、第２マスクＭ１、Ｍ２上で第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２の外側に形成されているが、アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２をそれぞれ第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２の内側に形成してもよい。以下では、アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２がそれぞれ第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２の内側に配置されているものとして説明を行う。
【００８３】
また、図５に示すように、基板Ｐ上には、ショット領域Ｓと所定位置関係で形成された基板アライメントマークＡＭが形成されている。なお、本実施形態ではショット領域ＳのＹ軸方向の両側にそれぞれアライメントマークＡＭが形成されているが、アライメントマークＡＭの個数や位置はこれに限定されるものではない。また、図６（Ｂ）に示すように計測ステージ９０には、基準マークＦＭ、および基準マークＦＰが所定の位置関係で形成された基準板５０が搭載されている。基準マークＦＭは、Ｘ軸方向に所定距離離れて設けられた一対のマークＦＭａとＦＭｂとを含む。本実施形態では、基準マークＦＭは、後述する第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の少なくとも一方の位置情報の検出だけでなく、基準マークＦＰとともに、第２検出系２０のベースライン計測にも用いられる。
【００８４】
次に、第１検出系１０について説明する。第１検出系１０は、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報、及び第２露光領域ＡＲ２に形成される第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を求めるためのものであって、図１に示すように、マスクステージ６０の上方に設けられている。上述のように、計測ステージ９０上の基準板５０には基準マークＦＭが設けられており、本実施形態においては、第１検出系１０によって、その基準マークＦＭを投影光学系ＰＬを介して検出することによって、第１パターンＰＡ１の像の位置情報、及び第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を求める。
【００８５】
第１検出系１０は、露光波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）方式のアライメント系であって、第１パターンＰＡ１と基準マークＦＭとの第１位置関係を検出するための第１サブ検出系１１と、第２パターンＰＡ２と基準マークＦＭとの第２位置関係を検出するための第２サブ検出系１２とを有している。第１サブ検出系１１は、Ｘ軸方向に所定距離離れて設けられた一対のマーク検出系１１Ａ、１１Ｂを有している。第２サブ検出系１２も、Ｘ軸方向に所定距離離れて設けられた一対のマーク検出系１２Ａ、１２Ｂを有している。マーク検出系１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂは、マスクステージ６０の上方に配置されている。
【００８６】
第１サブ検出系１１のマーク検出系１１Ａ、１１Ｂは、第１マスクＭ１の一対のマークＲＭ１ａ、ＲＭ１ｂと、一対のマークＲＭ１ａ，ＲＭ１ｂに対応する基準板５０に設けられた一対のマークＦＭａ、ＦＭｂとを投影光学系ＰＬを介して観察（検出）する。同様に、第２サブ検出系１２のマーク検出系１２Ａ、１２Ｂは、第２マスクＭ２の一対のマークＲＭ２ａ、ＲＭ２ｂと、一対のマークＲＭ２ａ，ＲＭ２ｂに対応する基準板５０に設けられた一対のマークＦＭａ、ＦＭｂとを投影光学系ＰＬを介して観察（検出）する。
【００８７】
本実施形態の第１検出系１０（第１、第２サブ検出系１１、１２）は、例えば特開平７−１７６４６８号公報（対応米国特許第６,４９８,３５２号）に開示されているような、マークに対して光を照射し、例えばＣＣＤカメラ等で撮像したマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するＶＲＡ（Visual Reticle Alignment）方式のアライメント系である。
【００８８】
第１検出系１０の第１サブ検出系１１は、第１パターンＰＡ１に対して所定位置関係に設けられた第１アライメントマークＲＭ１（ＲＭ１ａ、ＲＭ１ｂ）と、基準マークＦＭ（ＦＭａ、ＦＭｂ）とを投影光学系ＰＬを介して同時に観察することによって、第１パターンＰＡ１と基準マークＦＭとのＸ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向に関する第１位置関係を検出可能である。また、第１検出系１０の第２サブ検出系１２は、第２パターンＰＡ２に対して所定位置関係に設けられた第２アライメントマークＲＭ２（ＲＭ２ａ，ＲＭ２ｂ）と、基準マークＦＭ（ＦＭａ，ＦＭｂ）とを投影光学系ＰＬを介して同時に観察することによって、第２パターンＰＡ２と基準マークＦＭとのＸ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向に関する第２位置関係を検出可能である。すなわち、第１検出系１０は、第１パターンＰＡ１と所定位置関係で形成された第１アライメントマークＲＭ１と基準マークＦＭとの位置関係、及び第２パターンＰＡ２と所定位置関係で形成された第２アライメントマークＲＭ２と基準マークＦＭとの位置関係を、投影光学系ＰＬを介して検出することによって、第１パターンＰＡ１と基準マークＦＭとの第１位置関係、及び第２パターンＰＡ２と基準マークＦＭとの第２位置関係を検出可能である。なお、本実施形態では第１検出系１０が第２検出系２０のベースライン計測にも用いられる。
【００８９】
次に、第２検出系２０について説明する。図１に示すように、第２検出系２０はその一部が、投影光学系ＰＬの先端近傍に設けられており、投影光学系ＰＬの＋Ｙ側に配置されている。上述のように、計測ステージ９０上には、基準マークＦＭと所定位置関係で設けられた基準マークＦＰが設けられており、第２検出系２０は、その基準マークＦＰと、基板Ｐ上に設けられたアライメントマークＡＭとを検出する。
【００９０】
第２検出系２０は、オフアクシス方式のアライメント系であって、例えば特開平４−６５６０３号公報（対応する米国特許第５,４９３,４０３号）に開示されているような、基板Ｐ上の感光材を感光させないブロードバンドな検出光束を対象マーク（基板Ｐに形成されたアライメントマークＡＭ、及び基準板５０に形成された基準マークＦＰ等）に照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と指標（第２検出系２０内に設けられた指標板上の指標マーク）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）を用いて撮像し、それらの撮像信号を画像処理することでマークの位置を計測するＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のアライメント系である。この指標は、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における第２検出系２０の検出基準位置を規定するものである。第２検出系２０は、検出対象マークの像と指標との位置関係（位置ずれ）を検出し、制御装置３０はその検出された位置関係と、第２検出系２０によるマーク検出時に計測システム７０から得られる基板ステージ８０又は計測ステージ９０の位置情報に基づいて、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における検出対象マークの位置（座標値）を検出することができる。なお、第２検出系２０のベースライン量、すなわちＸＹ座標系内における第２検出系２０の検出基準位置と、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の少なくとも一方の投影位置との距離は、第１検出系１０による基準マークＦＭの検出と第２検出系２０による基準マークＦＰの検出とによって求められ、制御装置３０に記憶される。
【００９１】
図６（Ａ）及び（Ｂ）は基板ステージ８０及び計測ステージ９０の平面図である。図６（Ａ）に示すように、基板Ｐ上には、露光対象領域である複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１がマトリクス状に設定されているとともに、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれに対応して複数のアライメントマークＡＭが設けられている。基板Ｐのショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれを露光するとき、制御装置３０は、図６中、例えば矢印ｙ１で示すように、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２と基板Ｐとを相対的に移動しつつ、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射することによって、基板Ｐ上に第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射する。制御装置３０は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２が基板Ｐに対して矢印ｙ１に沿って移動するように、基板ステージ８０の動作を制御する。
【００９２】
図６（Ｂ）に示すように、計測ステージ９０の上面の所定位置には、計測器（計測部材）の一つとして、複数の基準マークが形成された基準板５０が設けられている。基準板５０の上面には、上述の第１検出系１０で検出される基準マークＦＭと、第２検出系２０で検出される基準マークＦＰとが所定位置関係で形成されている。第１検出系１０は、基準板５０に設けられた基準マークＦＭを検出し、第２検出系２０は、基準板５０に設けられた基準マークＦＰを検出する。
【００９３】
ここで、以下の説明においては、第１検出系１０で検出される基準マークＦＭを適宜、第１基準マークＦＭと称し、第２検出系２０で検出される基準マークＦＰを適宜、第２基準マークＦＰと称する。
【００９４】
上述したように、第１基準マークＦＭは、Ｘ軸方向に所定距離離れて設けられた一対のマークＦＭａ、ＦＭｂを含む。基準板５０に形成された第１基準マークＦＭの一対のマークＦＭａ、ＦＭｂのＸ軸方向の間隔（距離）Ｌ１は、第１マスクＭ１に形成された第１アライメントマークＲＭ１の一対のマークＲＭ１ａ、ＲＭ１ｂの間隔をＬ２、投影光学系ＰＬの投影倍率をβとしたとき、Ｌ１＝Ｌ２×βの条件を満足するように設定されている。また、第２マスクＭ２に形成された第２アライメントマークＲＭ２の一対のマークＲＭ２ａ、ＲＭ２ｂの間隔もＬ２に設定されている。また、第１基準マークＦＭの形状及び大きさは、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２の形状及び大きさを考慮して形成されている。また、第１基準マークＦＭは、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２にそれぞれ配置可能な大きさを有している。また、本実施形態においては、第２基準マークＦＰは、第１基準マークＦＭの２つのマークＦＭａ、ＦＭｂの間に配置されている。本実施形態では、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２及び第１基準マークＦＭはそれぞれ２次元マーク、例えば十字状マークを含み、基板ＰのアライメントマークＡＭ及び第２基準マークＦＰはそれぞれ２次元マーク、例えばＸ軸、Ｙ軸方向にそれぞれ周期的に配列される２つの周期マークを含む。
【００９５】
また、図６に示すように、計測ステージ９０の上面において、基準板５０から離れた位置には、開口１５８が形成されている。そして、この開口１５８の下方（−Ｚ方向）には、例えば国際公開第９９／６０３６１号パンフレット（対応する欧州特許第１，０７９，２２３号明細書）等に開示されているような波面収差計測器１５９の少なくとも一部が配置されている。
【００９６】
また、計測ステージ９０の上面において、基準板５０から離れた位置には、開口１６１が形成されている。そして、この開口１６１の下方（−Ｚ方向）には、例えば特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）等に開示されているような空間像計測器１６２の少なくとも一部が配置されている。
【００９７】
また、不図示ではあるが、計測ステージ９０には、投影光学系ＰＬを介して計測ステージ９０上に照射される第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の露光エネルギーに関する情報（光量、照度、照度むら等）を計測する露光光計測器が配置されている。露光光計測器としては、例えば特開昭５７−１１７２３８号公報（対応する米国特許第４，４６５，３６８号）等に開示されているように照度むらを計測したり、特開２００１−２６７２３９号公報に開示されているように投影光学系ＰＬの露光光ＥＬの透過率の変動量を計測したりするためのむら計測器、及び、例えば特開平１１−１６８１６号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００６１４６９号明細書）等に開示される照射量計測器（照度計測器）を用いることができる。
【００９８】
次に、第１検出系１０の動作について図７〜図９を参照して説明する。図７は、第１検出系１０の第１サブ検出系１１が第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭとの第１位置関係を検出している状態を示す模式図である。図８は、図７を−Ｙ側から見た模式図である。図９は、第１検出系１０の第１サブ検出系１１が第１位置関係を検出しているときの、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２、及び第２検出系２０の検出領域２１と、基準マークＦＭ、ＦＰとの位置関係を示す模式図である。なお、図７においては、投影光学系ＰＬの第１、第２、第３光学系４１、４２、４３が模式的に示されており、図８においては、投影光学系ＰＬ全体が模式的に示されている。また、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１，第２露光領域ＡＲ２，検出領域２１はＹ軸方向に沿って配置され、第２露光領域ＡＲ２に関して第１露光領域ＡＲ１の反対側に検出領域２１が設置されている。
【００９９】
計測ステージ９０に設けられた基準マークＦＭ、ＦＰは、投影光学系ＰＬの像面側（光射出側）に配置可能である。また、本実施形態においては、第１基準マークＦＭは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方に配置可能となっている。
【０１００】
上述のように、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の位置は、例えば照明系ＩＬの第１、第２光学機構ＢＬ１，ＢＬ２によって規定される第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２の位置、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、計測システム７０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の位置は既知である。なお、上述のむら計測器などを用いて第１、第２露光領域ＡＲ１，ＡＲ２の位置を予め計測してもよい。例えば、第１露光光ＥＬ１と第２露光領域ＥＬ２を第１、第２露光領域ＡＲ１，ＡＲ２にそれぞれ照射するとともに、第１、第２露光領域ＡＲ１，ＡＲ２のＸ軸方向に延びるエッジ、及び／又はＹ軸方向に延びるエッジをむら計測器が横切るように、計測システム７０で計測ステージ９０を検出しつつ、計測ステージ９０を移動する。そして、むら計測器で受光される光強度変化と計測システム７０で計測された計測ステージ９０の位置とを対応づけることによって、計測システム７０によって規定されるＸＹ座標系内での第１、第２露光領域ＡＲ１，ＡＲ２のエッジ位置を求めることができる。なお、この計測結果に基づいて、照明系ＩＬの第１、第２光学機構ＢＬ１，ＢＬ２、及び／又は投影光学系ＰＬを調整して、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の少なくとも一方の位置を調整してもよい。計測システム７０によって規定されるＸＹ座標系内での第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれの位置、及び第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の位置関係（例えば、Ｙ軸方向の距離）は、制御装置３０の記憶装置に記憶される。したがって、制御装置３０は、計測システム７０（レーザ干渉計７７）で計測ステージ９０の位置を検出しつつ、計測ステージ駆動装置７０Ｄを駆動することによって、計測ステージ９０上の第１基準マークＦＭを、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のいずれか一方に配置可能である。
【０１０１】
本実施形態においては、第１基準マークＦＭは、第１、第２露光領域ＡＲ１，ＡＲ２に順次配置される。第１検出系１０の第１サブ検出系１１を用いて第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭとの第１位置関係を検出する際、制御装置３０は、計測ステージ９０の位置を検出しつつ、計測ステージ９０を移動して、第１露光領域ＡＲ１に第１基準マークＦＭを配置する。そして、制御装置３０は、第１サブ検出系１１を用いて、第１マスクＭ１上の第１アライメントマークＲＭ１と、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基準板５０上の第１基準マークＦＭとを同時に観察する。図８に示すように、第１サブ検出系１１は、Ｘ軸方向に所定距離離れて設けられた一対のマーク検出系１１Ａ、１１Ｂを有しており、第１アライメントマークＲＭ１の一対のマークＲＭ１ａ、ＲＭ１ｂ、及び第１基準マークＦＭの一対のマークＦＭａ、ＦＭｂを検出可能である。第１検出系１０の第１サブ検出系１１を使って、第１パターンＰＡ１に対して所定位置関係に設けられた第１アライメントマークＲＭ１ａ，ＲＭ１ｂと、第１基準マークＦＭ（ＦＭａ，ＦＭｂ）とを、投影光学系ＰＬ（第１光学系４１，第３光学系４３）を介して同時に観察することによって、第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭとの第１位置関係を検出する。すなわち、第１サブ検出系１１（１１Ａ）を使って、マークＲＭ１ａとマークＦＭａとのＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置ずれが検出され、且つ第１サブ検出系１１（１１Ｂ）を使って、マークＲＭ１ｂとマークＦＭｂとのＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置ずれが検出される。ここで、計測ステージ９０上のマークＦＭａ、ＦＭｂは計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における位置が求められるので、マークＦＭａ、ＦＭｂに対してマークＲＭ１ａがどの方向にどの程度離れている(ずれている)かが分かれば、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内におけるマークＲＭ１ａ、ＲＭ１ｂの位置も求められることになる。また、第１マスクＭ１上でのパターンＰＡ１とマークＲＭ１ａ、ＲＭ１ｂとの位置関係は既知である。それゆえ、それらの既知情報及び検出結果に基づいて、第１パターンＰＡ１と基準マークＦＭとのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向の位置関係を含む第１位置関係を検出することができる。
【０１０２】
同様に、第１検出系１０の第２サブ検出系１２を用いて第２パターンＰＡ２と第１基準マークＦＭとの第２位置関係を検出する際、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域との位置関係に基づいて、計測ステージ９０を移動して、第２露光領域ＡＲ２に第１基準マークＦＭを配置する。そして、制御装置３０は、第２サブ検出系１２を用いて、第２マスクＭ２上の第２アライメントマークＲＭ２と、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基準板５０上の第１基準マークＦＭとを同時に観察する。第２サブ検出系１２もＸ軸方向に所定距離離れて設けられたマーク検出系１２Ａ，１２Ｂを有しており、第２アライメントマークＲＭ２の一対のマークＲＭ２ａ、ＲＭ２ｂと、基準マークＦＭの一対のマークＦＭａ，ＦＭｂとをそれぞれ検出可能である。第１検出系１０の第２サブ検出系１２は、第２パターンＰＡ２に対して所定位置関係に設けられた第２アライメントマークＲＭ２（ＲＭ２ａ，ＲＭ２ｂ）と、第１基準マークＦＭ（ＦＭａ，ＦＭｂ）とを、投影光学系ＰＬ（第２、第３光学系４２、４３）を介して同時に観察することによって、第２パターンＰＡ２と第１基準マークＦＭとの第２位置関係を検出する。すなわち、第２サブ検出系１２（１２Ａ）を使って、マークＲＭ２ａとマークＦＭａとのＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置ずれが検出され、且つ第２サブ検出系１２（１２Ｂ）を使って、マークＲＭ２ｂとマークＦＭｂとのＸ軸方向、及びＹ軸方向の位置ずれが検出され、それらの結果に基づいて第２パターンＰＡ２と基準マークＦＭとのＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向の位置関係を含む第２位置関係を検出することができる。
【０１０３】
上述したように、本実施形態においては、基板Ｐ上のショット領域Ｓに第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とを正確に位置合わせして形成するために、第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像が第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ所望のタイミングで投影されることが重要である。したがって、本実施形態においては、後述するように、第１検出系１０の検出結果に基づいて、マスクステージ６０のメインステージ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の第１パターンＰＡ１と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２との位置関係が調整される。
【０１０４】
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１０〜図１２を参照して説明する。図１０は、本実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図、図１１は、露光装置ＥＸの動作を模式的に示した側面図、図１２は、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２、及び第２検出系２０の検出領域２１と基準マークＦＭ、ＦＰとの位置関係を模式的に示した平面図である。
【０１０５】
図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）に示すように、制御装置３０は、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第１検出系１０の第１サブ検出系１１の検出領域を含む第１露光領域ＡＲ１に、計測ステージ９０上の第１基準マークＦＭを配置する。そして、制御装置３０は、計測システム７０を用いて、計測ステージ９０の位置情報を計測しつつ、第１検出系１０の第１サブ検出系１１を用いて、計測ステージ９０上の第１基準マークＦＭを、投影光学系ＰＬを介して検出する（ステップＳＡ１）。具体的には、制御装置３０は、基準板５０上の第１基準マークＦＭと、それに対応する第１マスクＭ１上の第１アライメントマークＲＭ１とを検出し、第１基準マークＦＭと第１アライメントマークＲＭ１との位置関係を検出する。第１マスクＭ１上の第１パターンＰＡ１と第１アライメントマークＲＭ１とは所定位置関係で形成されているため、制御装置３０は、第１検出系１０の第１サブ検出系１１の検出結果に基づいて、第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭとの第１位置関係を求めることができるとともに、計測システム７０によって規定されるＸＹ座標系内での第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第１基準マークＦＭの位置との位置関係を求めることができる。すなわち、制御装置３０は、第１検出系１０の第１サブ検出系１１の検出結果に基づいて、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報を求めることができる。
【０１０６】
次に、図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との位置関係（例えば、Ｙ軸方向の間隔）に基づいて、計測システム７０で計測ステージ９０を検出しつつ、計測ステージ９０をＹ軸方向に所定距離（例えば、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２のＹ軸方向の距離）だけ移動し、第１検出系１０の第２サブ検出系１２の検出領域を含む第２露光領域ＡＲ２に、計測ステージ９０上の第１基準マークＦＭを配置する。そして、制御装置３０は、計測システム７０を用いて、計測ステージ９０の位置情報を計測しつつ、第１検出系１０の第２サブ検出系１２を用いて、計測ステージ９０上の第１基準マークＦＭを、投影光学系ＰＬを介して検出する（ステップＳＡ２）。具体的には、制御装置３０は、基準板５０上の第１基準マークＦＭと、それに対応する第２マスクＭ２上の第２アライメントマークＲＭ２とを検出し、第１基準マークＦＭと第２アライメントマークＲＭ２との位置関係を検出する。第２マスクＭ２上の第２パターンＰＡ２と第２アライメントマークＲＭ２とは所定位置関係で形成されているため、制御装置３０は、第１検出系１０の第２サブ検出系１２の検出結果に基づいて、第２パターンＰＡ２と第１基準マークＦＭとの第２位置関係を求めることができるとともに、計測システム７０によって規定されるＸＹ座標系内での第２パターンＰＡ２の像の投影位置と第１基準マークＦＭの位置との位置関係を求めることができる。すなわち、制御装置３０は、第１検出系１０の第２サブ検出系１２の検出結果に基づいて、第２露光領域ＡＲ２に形成される第２パターンＰＡ２の像の位置情報を求めることができる。
【０１０７】
このように、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１に第１基準マークＦＭを配置して、第１検出系１０を用いて、第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭとの第１位置関係を検出した後に、第２露光領域ＡＲ２に第１基準マークＦＭを配置して、第１検出系１０を用いて、第２パターンＰＡ２と第１基準マークＦＭとの第２位置関係を検出しており、第１位置関係の検出と第２位置関係の検出とが非同時に行われている。
【０１０８】
次に、制御装置３０は、基板Ｐ上の各ショット領域に、第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望位置に投影されるように、ステップＳＡ１で求めた、第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第１基準マークＦＭとの位置関係と、ステップＳＡ２で求めた、第２パターンＰＡ２の像の投影位置と第１基準マークＦＭとの位置関係とに基づいて、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、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との位置関係を調整する（ステップＳＡ３）。本実施形態においては、第１基準マークＦＭを使って第１パターンＰＡ１の像の投影位置情報を取得した後（ステップＳＡ１後）に、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域との位置関係に基づいて、計測システム７０で計測ステージ９０の位置を検出しつつ、計測ステージ９０を所定距離だけ移動し、第１基準マークＦＭを使って第２パターンＰＡ２の像の投影位置情報を取得している。したがって、制御装置３０は、ステップＳＡ１で取得される第１パターンＰＡ１の像の投影位置情報と、ステップＳＡ２で取得される第２パターンＰＡ２の像の投影位置情報と、第１基準マークＦＭを第１露光領域ＡＲ１から第２露光領域ＡＲ２へ移動するときの計測システム７０の計測結果（計測ステージ９０の移動情報）とに基づいて、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との位置関係を取得することができる。制御装置３０は、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における所望の位置に投影（形成）されるように（すなわち、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望のタイミングで投影されるように）、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を調整する。より具体的には、ステップＳＡ１で取得される第１パターンＰＡ１の像の投影位置情報と、ステップＳＡ２で取得される第２パターンＰＡ２の像の投影位置情報と、第１基準マークＦＭを第１露光領域ＡＲ１から第２露光領域ＡＲ２へ移動するときの計測システム７０の計測結果とに基づいて、計測システム７０で、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３の位置を検出しつつ、第１サブステージ６２と第２サブステージ６３の少なくとも一方（すなわち、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の少なくとも一方）を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の少なくとも一方向に移動する。この場合、第１パターンＰＡと第２パターンＰＡ２との両方を動かしてもよいが、いずれか一方のみを動かすだけでもよい。また、本実施形態では、ステップＳＡ１，ステップＳＡ２の後に、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の位置関係を調整しているが、ステップＳＡ１の後に、ステップＳＡ１で取得される第１パターンＰＡ１の像の投影位置情報に基づいて第１パターンの位置を調整し、ステップＳＡ２の後に、ステップＳＡ２で取得される第２パターンＰＡ２の像の投影位置情報に基づいて第２パターンＰＡ２の位置調整を行うことによって、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置���係を調整してもよい。この場合、第２パターンＰＡ２の位置調整は、ステップＳＡ２の前に行われた第１パターンＰＡ１の位置調整を考慮して行われる。また、本実施形態では、ステップＳＡ１，ステップＳＡ２の後に、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の位置関係を調整しているが、後述するステップＳＡ４の少なくとも一部と並行して、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の位置関係の調整を実行してもよい。
【０１０９】
図１３は、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との位置関係と、基板Ｐ上のショット領域Ｓに投影される第１パターンＰＡ１の部分像及び第２パターンＰＡ２の部分像との関係を示す模式図である。
【０１１０】
例えば、図１３（Ａ）の模式図に示すように、走査露光を開始する前に、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とが所望の位置関係となっていない場合について考える。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とが所望の位置関係になっていないまま、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のＹ軸方向への移動に同期して、基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像を基板Ｐ上のショット領域Ｓに投影した場合、基板Ｐ上のショット領域Ｓにおいて、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とは、所望の位置関係で形成されない。本実施形態においては、図１３（Ｂ）の模式図に示すように、走査露光を開始する前に、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とを所望の位置関係に調整した後、その所望の位置関係を維持した状態で、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のＹ軸方向への移動に同期して、基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像を基板Ｐ上のショット領域Ｓに投影することにより、基板Ｐ上のショット領域Ｓに、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の像とを形成することができる。
【０１１１】
次に、図１１（Ｃ）及び図１２（Ｃ）に示すように、制御装置３０は、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第２検出系２０の検出領域２１に、計測ステージ９０上の第２基準マークＦＰを配置する。本実施形態においては、第２検出系２０の検出領域２１が第２露光領域ＡＲ２の−Ｙ側に配置されているので、ステップＳＡ２の後に直ちに第２検出系２０の検出領域２１に第２基準マークＦＰを配置することができる。そして、制御装置３０は、計測システム７０を用いて、計測ステージ９０の位置情報を計測しつつ、第２検出系２０を用いて、計測ステージ９０上の第２基準マークＦＰを検出する（ステップＳＡ４）。これにより、制御装置３０は、計測システム７０によって規定されるＸＹ座標系内における第２検出系２０の検出基準位置と第２基準マークＦＰとの位置関係を求めることができる。
【０１１２】
次に、制御装置３０は、第２検出系２０の検出基準位置と、第１パターンＰＡ１の像の投影位置との位置関係を導出する（ステップＳＡ５）。基準板５０上の第１基準マークＦＭと第２基準マークＦＰとは所定位置関係で形成されており、第１基準マークＦＭと第２基準マークＦＰとの位置関係は既知である。制御装置３０は、ステップＳＡ１で求めた、第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第１基準マークＦＭとの位置関係と、ステップＳＡ４で求めた、第２検出系２０の検出基準位置と第２基準マークＦＰとの位置関係と、既知である第１基準マークＦＭと第２基準マークＦＰとの位置関係とに基づいて、計測システム７０によって規定されるＸＹ座標系内での第２検出系２０の検出基準位置と、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像の投影位置との位置関係を導出することができる。すなわち、制御装置３０は、ステップＳＡ１で求めた第１パターンＰＡ１の像の投影位置と、ステップＳＡ４で求めた第２検出系２０の検出基準位置と、第１基準マークＦＭと第２基準マークＦＰとの位置関係とに基づき、第２検出系２０のベースライン量を決定できる。本実施形態では、ステップＳＡ１で求めた第１パターンＰＡ１の像の投影位置を用いているが、ステップＳＡ２で求めた第２パターンＰＡ２の像の投影位置を代用あるいは併用してベースライン量を決定してもよい。
【０１１３】
なお、第２検出系２０による第２基準マークＦＰの検出の後、第１検出系１０による第１基準マークＦＭの検出を行ってもよい。
【０１１４】
次に、制御装置３０は、基板ステージ８０上の基板Ｐに対するアライメント処理を開始する。制御装置３０は、計測ステージ９０を基板ステージ８０の妨げとならない位置に待避させるとともに、基板ステージ８０をＸＹ方向に移動し、第２検出系２０の検出領域２１に、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１に対応して設けられている複数のアライメントマークＡＭの少なくとも一部を順次配置する。制御装置３０は、計測システム７０を用いて、基板ステージ８０の位置情報を計測しつつ、第２検出系２０を用いて、基板Ｐ上の複数のアライメントマークＡＭを順次検出する（ステップＳＡ６）。これにより、制御装置３０は、計測システム７０によって規定されるＸＹ座標系内での第２検出系２０の検出基準位置とアライメントマークＡＭとの位置関係を求めることができる。
【０１１５】
次に、制御装置３０は、ステップＳＡ６で求めた、基板Ｐ上の各アライメントマークＡＭの位置情報に基づいて、第２検出系２０の検出基準位置に対する、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれの位置情報を演算処理によって求める（ステップＳＡ７）。基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれの位置情報を演算処理によって求める際には、例えば特開昭６１−４４４２９号公報（対応米国特許第４,７８０,６１７号）に開示されているような、所謂ＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）方式を用いて求めることができる。これにより、制御装置３０は、第２検出系２０によって、基板Ｐ上のアライメントマークＡＭの検出を行い、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における基板Ｐ上に設けられた複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１それぞれの位置座標（配列座標）を決定することができる。すなわち、制御装置３０は、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内において、第２検出系２０の検出基準位置に対して、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１がどこに位置しているのかを知ることができる。
【０１１６】
制御装置３０は、ステップＳＡ７で求めた、ＸＹ座標系内での第２検出系２０の検出基準位置と基板Ｐ上のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１との位置関係（検出基準位置に対するショット領域の配列情報）、及びステップＳＡ５で求めた、ＸＹ座標系内での、第２検出系２０の検出基準位置と、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像の投影位置との位置関係（前述のベースライン量）に基づいて、ＸＹ座標系内での、基板Ｐ上のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１の位置と、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の投影位置との位置関係を導出する。すなわち、基板Ｐ上のショット領域毎に第１パターンＰＡ１の像が正確に露光されるＸＹ座標系での位置（座標値）を決定する。なお、本実施形態では第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係はステップＳＡ３にて既に調整されているので、この決定された位置に基づいて基板Ｐを移動することで、基板Ｐ上の各ショット領域に、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の像とを形成することが可能となる。
【０１１７】
次に、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域Ｓの露光を開始する（ステップＳＡ８）。すなわち、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の位置情報を検出しながら、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。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軸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の位置情報を検出しながら、その基板ステージ８０を用いて、基板Ｐ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。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Ｓ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、基板Ｐのショット領域Ｓを露光するとき、マスクステージ６０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Ｓ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。これにより、基板Ｐ上のショット領域Ｓは、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。基板Ｐ上にはショット領域Ｓが複数設けられており、制御装置３０は、ステップ・アンド・スキャン方式にて、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次露光する（ステップＳＡ８）。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Ｓ１〜Ｓ２１を順次多重露光する。
【０１１８】
本実施形態においては、第１検出系１０の検出結果に基づいて、第１パターンと第２パターンとの位置関係を調整するとともに、ステップＳＡ５で求めた第２検出系２０の検出基準位置と第１パターンＰＡ１との位置関係と、ステップＳＡ７で求めた第２検出系２０の検出基準位置に対する基板Ｐ上のショット領域の配列情報とに基づいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２に対して基板Ｐの位置を調整しながら、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Ｓに対して第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望位置に投影（形成）される。
【０１１９】
以上説明したように、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のそれぞれを照射するとともに、基板Ｐ上のショット領域Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓ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Ｓを多重露光することができるので、各ショット領域Ｓ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。
【０１２０】
そして、第１検出系１０を用いて、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報、及び第１露光領域ＡＲ２に形成される第２パターンＰＡ２の像の位置情報を検出し、その検出結果に基づいて、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像と基板Ｐ上のショット領域Ｓとの位置関係を調整しているので、基板Ｐ上で第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とを良好に位置合わせすることができ、各ショット領域Ｓ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しつつ、多重露光することができる。
【０１２１】
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。
【０１２２】
なお、本実施形態においては、基板Ｐの各ショット領域Ｓの走査露光前に、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との位置関係を調整して、第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像の位置調整を行っているが、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１上に、第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望位置に投影されるように、走査露光中に、マスクステージ６０のメインステージ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の第１パターンＰＡ１と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２との位置関係を調整するようにしてもよい。
【０１２３】
なお、基板Ｐ上の１つのショット領域Ｓ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、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と基板Ｐ上のショット領域Ｓとの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Ｓ内に所望の位置関係で形成することができる。もちろん、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の少なくとも一方に替わって、あるいは一緒に基板Ｐの位置を調整してもよい。
【０１２４】
なお、上述の実施形態においては、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の少なくとも一方の位置調整を行うことによって、第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像の少なくとも一方の位置調整を行っているが、その位置調整に替えて、あるいはその位置調整とともに、上述の第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２を用いて、基板Ｐ上における第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の投影位置を調整（シフト調整）してもよい。
【０１２５】
例えば、図１４の模式図に示すように、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とが所望の位置関係になっていない場合であっても、例えば、第２結像特性調整装置ＬＣ２を用いて、第２パターンＰＡ２の像の投影位置を調整することで、具体的には、第２パターンＰＡ２の像が形成される第２露光領域ＡＲ２の位置をＹ軸方向へシフトすることで、基板Ｐ上のショット領域Ｓに、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の像とを形成することができる。
【０１２６】
また、上述の説明においては、第１検出系１０の検出結果に基づいて、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像の少なくとも一方の位置を調整しているが、その位置調整に替えて、あるいはその位置調整とともに、例えば、照明ＩＬの光学機構ＢＬ１，ＢＬ２の少なくとも一方を動かして、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方の位置調整を行ってもよい。
【０１２７】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。上述の第１実施形態では、第１検出系１０は、第１パターンＰＡ１の像の位置情報と第２パターンＰＡ２の像の位置情報とを求めるために、同一の第１基準マークＦＭを用いているが、第２実施形態の特徴的な部分は、第１検出系１０が、第１パターンＰＡ１の位置情報と第２パターンＰＡ２の位置情報とを求めるために、異なる第１基準マークＦＭ１、ＦＭ２を用いる点にある。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。
【０１２８】
図１５は、第２実施形態に係る基準板５０を示す図、図１６は、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２、及び第２検出系２０の検出領域２１と、基準マークＦＭ１、ＦＭ２、ＦＰとの位置関係を示す模式図である。
【０１２９】
図１５に示すように、本実施形態の基準板５０の上面には、上述の第１検出系１０で検出される一対の第１基準マークＦＭ１（第１基準部）及びＦＭ２(第２基準部)と、第２検出系２０で検出される第２基準マークＦＰとが所定位置関係で形成されている。第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とは投影光学系ＰＬの像面側に配置可能であり、所定位置関係で形成されている。第１検出系１０の第１サブ検出系１１は、第１基準マークＦＭ１を検出し、第２サブ検出系１２は、第１基準マークＦＭ２を検出する。第２検出系２０は、第２基準マークＦＰを検出する。
【０１３０】
第１実施形態と同様、第１基準マークＦＭ１、ＦＭ２のそれぞれは、Ｘ軸方向に所定距離離れて設けられた一対のマークＦＭａ、ＦＭｂを含む。
【０１３１】
図１６に示すように、本実施形態においても、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基準マークＦＭ１は、第１露光領域ＡＲ１に配置可能な大きさを有しており、第１基準マークＦＭ２は、第２露光領域ＡＲ２に配置可能な大きさを有している。また、第１露光領域ＡＲ１に第１基準マークＦＭ１が配置されたとき、第２露光領域ＡＲ２に第１基準マークＦＭ２が配置される。すなわち、第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに同時に配置可能なように、第１基準マークＦＭ１、ＦＭ２の位置関係が定められている。本実施形態においては、第１基準マークＦＭ１は、第１基準マークＦＭ２に対して＋Ｙ側に配置されている。
【０１３２】
制御装置３０は、計測システム７０（レーザ干渉計７７）で計測ステージ９０の位置を検出しつつ、計測ステージ９０上の第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とを、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに同時に配置可能である。
【０１３３】
また、本実施形態においては、第２基準マークＦＰは、第１基準マークＦＭ２の２つのマークＦＭａ、ＦＭｂの間に配置されている。
【０１３４】
次に、第２実施形態における第１検出系１０の動作について図１７、図１８を参照して説明する。図１７は、露光装置ＥＸの動作を模式的に示した側面図、図１８は、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２、及び第２検出系２０の検出領域２１と基準マークＦＭ、ＦＰとの位置関係を模式的に示した平面図である。
【０１３５】
図１７（Ａ）及び図１８（Ａ）に示すように、制御装置３０は、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第１検出系１０の第１サブ検出系１１の検出領域を含む第１露光領域ＡＲ１に、基準板５０上の第１基準マークＦＭ１を配置するとともに、第１検出系１０の第２サブ検出系１２の検出領域を含む第２露光領域ＡＲ２に、基準板５０上の第１基準マークＦＭ２を配置する。制御装置３０は、計測システム７０を用いて、計測ステージ９０の位置情報を計測しつつ、第１検出系１０の第１、第２サブ検出系１１、１２を用いて、計測ステージ９０上の第１基準マークＦＭ１、ＦＭ２を、投影光学系ＰＬを介してほぼ同時に検出する。
【０１３６】
具体的には、制御装置３０は、基準板５０上の第１基準マークＦＭ１と、それに対応する第１マスクＭ１上の第１アライメントマークＲＭ１とを検出し、第１基準マークＦＭ１と第１アライメントマークＲＭ１との位置関係を検出する。すなわち、制御装置３０は、第１サブ検出系１１を用いて、第１マスクＭ１上の第１アライメントマークＲＭ１と、基準板５０上の第１基準マークＦＭ１とを同時に観察する。第１マスクＭ１上の第１パターンＰＡ１と第１アライメントマークＲＭ１とは所定位置関係で形成されているため、第１実施形態と同様に、第１検出系１０の第１サブ検出系１１は、第１アライメントマークＲＭ１と、第１基準マークＦＭ１とを、投影光学系ＰＬを介して同時に観察することによって、第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭ１との第１位置関係を検出することができる。
【０１３７】
同様に、制御装置３０は、基準板５０上の第１基準マークＦＭ２と、それに対応する第２マスクＭ２上の第２アライメントマークＲＭ２とを検出し、第１基準マークＦＭ２と第２アライメントマークＲＭ２との位置関係を検出する。すなわち、制御装置３０は、第２サブ検出系１２を用いて、第２マスクＭ２上の第２アライメントマークＲＭ２と、基準板５０上の第１基準マークＦＭ２とを同時に観察する。第２マスクＭ２上の第２パターンＰＡ２と第２アライメントマークＲＭ２とは所定位置関係で形成されているため、第１検出系１０の第２サブ検出系１２は、第２アライメントマークＲＭ２と、第１基準マークＦＭ２とを、投影光学系ＰＬを介して同時に観察することによって、第１実施形態と同様に、第２パターンＰＡ２と第１基準マークＦＭ２との第２位置関係を検出することができる。
【０１３８】
このように、第２実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１に第１基準マークＦＭ１を配置すると同時に、第２露光領域ＡＲ２に第１基準マークＦＭ２を配置して、第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭ１との第１位置関係の検出（第１パターンＰＡ１の投影位置情報の取得）と、第２パターンＰＡ２と第１基準マークＦＭ２との第２位置関係の検出（第２パターンＰＡ２の投影位置情報の取得）とをほぼ同時に行うことができる。
【０１３９】
次に、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域Ｓ内に第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望位置に投影されるように、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移動し、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との位置関係を調整する。第２実施形態においては、第１基準マークＦＭ１、ＦＭ２は基準板５０上に所定の位置関係で形成されているので、第１パターンＰＡ１の像の投影位置情報、第２パターンＰＡ２の像の投影位置情報のみならず、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との位置関係もほぼ同時に取得することができる。上述の第１実施形態と同様に、制御装置３０は、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における所望の位置に投影（形成）されるように（すなわち、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望のタイミングで投影されるように）、第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との位置関係とに基づいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を調整する。より具体的には、計測システム７０で、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３の位置を検出しつつ、第１サブステージ６２と第２サブステージ６３の少なくとも一方（すなわち、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の少なくとも一方）を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の少なくとも一方向に移動する。この場合、第１パターンＰＡと第２パターンＰＡ２との両方を動かしてもよいが、いずれか一方のみを動かすだけでもよい。また上述の第１実施形態と同様に、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２の少なくとも一方を用いて、基板Ｐ上における第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の投影位置を調整（シフト調整）してもよいし、照明ＩＬの光学機構ＢＬ１，ＢＬ２の少なくとも一方を動かして、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方の位置を調整してもよい。
【０１４０】
次に、図１７（Ｂ）及び図１８（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第２検出系２０の検出領域２１に、計測ステージ９０上の第２基準マークＦＰを配置する。
【０１４１】
以下、第１実施形態のステップＳＡ５〜ステップＳＡ８と同様にして、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２と基板Ｐとの位置関係を調整しながら、基板Ｐ上のショット領域（Ｓ１〜Ｓ２１）のそれぞれを順次多重露光する。
【０１４２】
以上説明したように、第２実施形態においては、第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とを設け、それら第１基準マークＦＭ１、ＦＭ２を用いて、第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭ１との第１位置関係と、第２パターンＰＡ２と第１基準マークＦＭ２との第２位置関係とをほぼ同時に行うことができる。これにより、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とショット領域Ｓとのアライメント処理を素早く行うことができる。
【０１４３】
なお、本実施形態において、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とを配置した状態で、第１サブ検出系１１を用いて第１位置関係を検出した後に、第２サブ検出系１２を用いて第２位置関係を検出といったように、第１位置関係の検出と第２位置関係の検出とを非同時に行うようにしてもよい。
【０１４４】
＜第３実施形態＞
第３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、第２検出系が、終端光学素子ＦＬを介して第２基準マークＦＰを検出する点にある。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。
【０１４５】
図１９は、第３実施形態に係る露光装置ＥＸを示す模式図である。上述の実施形態と同様、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、基板Ｐを露光するものであって、基板Ｐの表面が対向して配置される終端光学素子ＦＬを有し、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を、第１露光領域ＡＲ１に終端光学素子ＦＬを介して照射可能であり、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を、第１露光領域ＡＲ１に対してＹ軸方向の異なる位置に設定された第２露光領域ＡＲ２に終端光学素子ＦＬを介して照射可能な投影光学系ＰＬを備えている。第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、Ｙ軸方向に離れた位置に設定されている。
【０１４６】
また、上述の実施形態と同様、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露光光ＥＬ１を終端光学素子ＦＬへ導くための第１反射面４０Ａと、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２露光光ＥＬ２を終端光学素子ＦＬへ導くための第２反射面４０Ｂとを有している。
【０１４７】
また、露光装置ＥＸは、基板Ｐ上のアライメントマークＡＭ、及び第２基準マークＦＰを検出する第２検出系２０’を備えている。そして、本実施形態においては、第２検出系２０’が、第１反射面４０Ａと第２反射面４０Ｂとの間から終端光学素子ＦＬを介して検出光を基板Ｐ上に照射して、基板Ｐ上のアライメントマークＡＭ、及び第２基準マークＦＰを検出する。
【０１４８】
上述の実施形態と同様、第１反射面４０Ａと第２反射面４０Ｂとは、所定位置に設けられた中間光学部材４０に設けられている。そして、第２検出系２０’は、中間光学部材４０、及び終端光学素子ＦＬを含む第３光学系４３を介して、アライメントマークＡＭを検出するための検出光を基板Ｐ上に照射する。
【０１４９】
本実施形態の中間光学部材４０は、上面４０Ｃと下面４０Ｄとを有している。上面４０Ｃ及び下面４０Ｄは、ＸＹ方向とほぼ平行な平面である。すなわち、上面４０Ｃと下面４０Ｄとは平行である。第２検出系２０’は、中間光学部材４０の上面４０Ｃの上方に配置されている。また、本実施形態においては、第２検出系２０’の少なくとも一部は、中間光学部材４０の上方であって、第１光学系４１と第２光学系４２との間に配置されている。第２検出系２０’から射出された検出光は、中間光学部材４０の上面４０Ｃに入射し、中間光学部材４０を通過した後、中間光学部材４０の下面４０Ｄから射出される。中間光学部材４０の下面４０Ｄから射出された検出光は、終端光学素子ＦＬを含む第３光学系４３を介して、基板Ｐ上、又は基準板５０上に照射される。
【０１５０】
図２０は、本実施形態に係る第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２、及び第２検出系２０’の検出領域２１’と、基準マークＦＭ１、ＦＭ２、ＦＰとの位置関係を示す模式図である。上述の第２実施形態と同様、本実施形態においても、第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに同時に配置できるようにＹ軸方向に離れている。そして、本実施形態においては、第２検出系２０’の検出領域２１’は、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との間に設定されている。
【０１５１】
また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に第１基準マークＦＭ１、ＦＭ２が配置されたとき、第２検出系２０’の検出領域２１’に、第２基準マークＦＰが配置されるように、Ｙ軸方向に関して、第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２との間に第２基準マークＦＰが設けられている。
【０１５２】
本実施形態によれば、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２と第２検出系２０’の検出領域２１’との距離を短くすることができる。これにより、例えば、露光装置ＥＸが置かれている環境に変動が生じた場合でも、第１露光領域ＡＲ１（第１パターンＰＡ１の投影位置）と検出領域２１’（第２検出系２０’の検出基準位置）との位置関係（距離）の変動量が大きくなることを抑制することができる。
【０１５３】
また、本実施形態においては、第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２と第２基準マークＦＰとが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２と検出領域２１とに同時に配置されるので、第１サブ検出系１１、第２サブ検出系１２、及び第２検出系２０’のうち、少なくとも２つの検出系の検出動作をほぼ同時に行うことができる。
【０１５４】
なお、上述の第１、第２実施形態においても、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方に第１基準マークが配置されたときに、第２検出系２０の検出領域２１に、第２基準マークＦＰが配置されるように、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２と検出領域２１との位置関係、及び第１基準マークと第２基準マークとの位置関係を設定することができる。そして、第１検出系１０による第１基準マークＦＭの検出と第２検出系２０による第２基準マークＦＰの検出とを同時に行うようにしてもよい。
【０１５５】
＜第４実施形態＞
次に、第４実施形態について説明する。図２１は、第４実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。なお、上述の第１、第２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。
【０１５６】
本実施形態の特徴的な部分は、第１パターンＰＡ１の像の位置情報及び第２パターンＰＡ２の像の位置情報を求めるための第１検出系が、投影光学系ＰＬの像面側で、検出光を受光する受光系を有する点にある。
【０１５７】
本実施形態において、第１検出系１０’が、投影光学系ＰＬの像面側に配置可能な、計測ステージ９０に設けられた空間像検出器１６２を有し、その空間像検出器１６２を用いて、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の位置情報を求める。図２１に示すように、本実施形態においては、計測ステージ９０上に、光が透過可能な透過部（開口）ＦＭ’を有する基準板５０’が設けられ、その基準板５０’の下方（−Ｚ方向）に、計測ステージ９０の内部空間５８が形成されている。内部空間５８には、投影光学系ＰＬにより計測ステージ９０上に照射される検出光を受光する空間像検出器１６２の一部が設けられている。空間像検出器１６２は、基準板５０’の下方に設けられた光学系１６３と、光学系１６３を介した光を受光する受光素子１６４とを備えている。
【０１５８】
図２２は、基準板５０’に設けられた透過部ＦＭ’の一例を示す図である。図２２に示すように、透過部ＦＭ’は、例えばＣｒ（クロム）等の金属で形成された遮光領域に十字形状の開口（スリット）を形成したものである。基準板５０’は、例えば石英などによって形成されており、光が透過可能である。基準板５０’の透過部（開口）ＦＭ’に照射された光は、光学系１６３を介して受光素子１６４に受光される。この透過部ＦＭ’は、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の位置情報を求めるときの基準となる。すなわち、透過部ＦＭ’は、上述の各実施形態における第１基準マークに相当する。以下の説明において、透過部ＦＭ’を適宜、第１基準透過部ＦＭ’と称する。
【０１５９】
また、不図示ではあるが、基準板５０’上には、上述の各実施形態と同様、第２基準マークＦＰが形成されている。第１基準透過部ＦＭ’と第２基準マークＦＰとは所定位置関係で設けられている。
【０１６０】
図２１に示すように、第１検出系１０’は、マスクステージ６０の上方に設けられ、第１マスクＭ１の第１アライメントマークＲＭ１’に検出光を照射可能な第１照射装置１３と、第２マスクＭ２の第２アライメントマークＲＭ２’に検出光を照射可能な第２照射装置１４とを備えている。
【０１６１】
次に、上述の空間像計測器１６２を用いて第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の位置情報を検出する動作の一例について説明する。制御装置３０は、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第１露光領域ＡＲ１に、計測ステージ９０上の第１基準透過部ＦＭ’を配置する。また、制御装置３０は、第１照射装置１３より、第１マスクＭ１の第１アライメントマークＲＭ１’に検出光を照射する。そして、制御装置３０は、計測システム７０を用いて、計測ステージ９０の位置情報を計測しつつ、第１照射装置１３から検出光を射出し、空間像計測器１６２により、投影光学系ＰＬを介して第１アライメントマークＲＭ１’の空間像を検出する。これにより、空間像計測器１６２は、基準板５０’上の第１基準透過部ＦＭ’と、それに対応する第１マスクＭ１上の第１アライメントマークＲＭ１’との位置関係を検出することができる。第１マスクＭ１上の第１パターンＰＡ１と第１アライメントマークＲＭ１’とは所定位置関係で形成されているため、制御装置３０は、第１パターンＰＡ１と第１基準透過部ＦＭ’との第１位置関係を求めることができるとともに、第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第１基準透過部ＦＭ’との位置関係を求めることができる。すなわち、制御装置３０は、空間像計測器１６２の計測結果に基づいて、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報を求めることができる。
【０１６２】
次に、制御装置３０は、計測システム７０で計測ステージ９０の位置を検出しつつ、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第２露光領域ＡＲ２に、計測ステージ９０上の第１基準透過部ＦＭ’を配置する。制御装置３０は、第２照射装置１４より、第２マスクＭ２の第２アライメントマークＲＭ２’に検出光を照射する。そして、制御装置３０は、計測システム７０を用いて、計測ステージ９０の位置情報を計測しつつ、第２照射装置１４から検出光を射出し、空間像計測器１６２により、投影光学系ＰＬを介して第２アライメントマークＲＭ２’の空間像を検出する。これにより、空間像計測器１６２は、基準板５０’上の第１基準透過部ＦＭ’と、それに対応する第２マスクＭ２上の第２アライメントマークＲＭ２’との位置関係を検出することができる。第２マスクＭ２上の第２パターンＰＡ２と第２アライメントマークＲＭ２’とは所定位置関係で形成されているため、制御装置３０は、第２パターンＰＡ２と第１基準透過部ＦＭ’との第２位置関係を求めることができるとともに、第２パターンＰＡ２の像の投影位置と第１基準透過部ＦＭ’との位置関係を求めることができる。すなわち、制御装置３０は、空間像計測器１６２の受光結果に基づいて、第２露光領域ＡＲ２に形成される第２パターンＰＡ２の像の位置情報を求めることができる。
【０１６３】
次に、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域Ｓ内に第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望位置に投影されるように、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移動し、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との位置関係を調整する。上述の第１実施形態と同様に、制御装置３０は、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における所望の位置に投影（形成）されるように（すなわち、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望のタイミングで投影されるように）、第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置とに基づいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を調整する。より具体的には、計測システム７０で、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３の位置を検出しつつ、第１サブステージ６２と第２サブステージ６３の少なくとも一方（すなわち、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の少なくとも一方）を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の少なくとも一方向に移動する。この場合、第１パターンＰＡと第２パターンＰＡ２との両方を動かしてもよいが、いずれか一方のみを動かすだけでもよい。また、上述の第１実施形態と同様に、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２の少なくとも一方を用いて、基板Ｐ上における第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の投影位置を調整（シフト調整）してもよいし、照明ＩＬの光学機構ＢＬ１，ＢＬ２の少なくとも一方を動かして、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方の位置を調整してもよい。
【０１６４】
次に、制御装置３０は、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第２検出系２０の検出領域２１に、計測ステージ９０上の第２基準マークＦＰを配置する。
【０１６５】
以下、第１実施形態のステップＳＡ５〜ステップＳＡ８と同様にして、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２と基板Ｐとの位置関係を調整しながら、基板Ｐ上のショット領域（Ｓ１〜Ｓ２１）のそれぞれを順次多重露光する。
【０１６６】
このように、投影光学系ＰＬの光射出側で検出光を受光する空間像計測器１６２を用いても、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の位置情報を求めることができる。
【０１６７】
なお、第１、第２照射装置１３，１４を設けずに、第１アライメントマークＲＭ１’と第２アライメントマークＲＭ２’のそれぞれに、照明系ＩＬからの露光光ＥＬ１，ＥＬ２を検出光として照射してもよい。
【０１６８】
また、基準板５０’に、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに同時に配置可能な第１基準透過部ＦＭ１’と第１基準透過部ＦＭ２’とを設けることにより、第１露光領域ＡＲ１に第１基準透過部ＦＭ１’を配置すると同時に、第２露光領域ＡＲ２に第１基準透過部ＦＭ２’を配置して、第１パターンＰＡ１と第１基準透過部ＦＭ１’との第１位置関係の検出、及び第２パターンＰＡ２と第１基準透過部ＦＭ２’との第２位置関係の検出を、ほぼ同時または非同時に行うことができる。
【０１６９】
また、第１基準透過部ＦＭ’の−Ｙ側に第２基準マークＦＰを配置して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方に第１基準透過部ＦＭ’が配置されたときに、第２基準マークＦＰが第２検出系２０の検出領域２１に配置されるようにしてもよい。この場合も、第１検出系１０’、及び第２検出系２０のの検出動作の少なくとも２つをほぼ同時に行うことができる。
【０１７０】
なお、投影光学系ＰＬの光射出側で検出光を受光する空間像計測器の一例は、米国特許公報第４，６２９，３１３号公報、特開平１−２２８１３０号公報などに開示されている。
【０１７１】
＜第５実施形態＞
第５実施形態について説明する。図２３は、本実施形態に係る露光装置ＥＸ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、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とが重複している点にある。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。
【０１７２】
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、照明系ＩＬからの第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、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）に移動して、基板Ｐのショット領域Ｓを走査露光する。基板Ｐ上のショット領域Ｓ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（二重露光）される。
【０１７３】
投影光学系ＰＬ’は、光学系１２０Ｃ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１２４（例えば、偏光ビームスプリッタ、あるいはハーフミラー）を備えている。また、投影光学系ＰＬ’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１２０Ａ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１２０Ｂとを有している。第１結像光学系１２０Ａ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と光学系１２０Ｃとの間に設けられている。第２結像光学系１２０Ｂ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と光学系１２０Ｃ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１２０Ａ、１２０Ｂは等倍結像光学系である。また、第１、第２結像光学系１２０Ａ、１２０Ｂのそれぞれは、物体の像を１回倒立させる機能を有する。
【０１７４】
第１マスクＭ１とビームスプリッタ１２４との間には、第１結像光学系１２０Ａ及び第１反射ミラー１２１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１２０Ａを通過した後、第１反射ミラー１２１を介して、ビームスプリッタ１２４に入射する。第２マスクＭ２とビームスプリッタ１２４との間には、第２反射ミラー１２２、第２結像光学系１２０Ｂ、及び第３反射ミラー１２３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１２２で反射した後、第２結像光学系１２０Ｂを通過し、第３反射ミラー１２３で反射した後、ビームスプリッタ１２４に入射する。ビームスプリッタ１２４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１２４を介して光学系１２０Ｃに入射する。
【０１７５】
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１２０Ａによって、第１マスクＭ１と光学系１２０Ｃ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、光学系１２０Ｃ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１２０Ｂによって、第２マスクＭ２と光学系１２０Ｃ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。
【０１７６】
このように、本実施形態の投影光学系ＰＬ’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ので、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Ｓ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。
【０１７７】
図２４は、第５実施形態に係る第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２、及び第２検出系２０の検出領域２１と、基準マークＦＭ、ＦＰとの位置関係を示す模式図である。
【０１７８】
本実施形態の基準板５０の上面には、上述の第１実施形態と同様、第１検出系１０で検出される第１基準マークＦＭと、第２検出系２０で検出される基準マークＦＰとが所定位置関係で形成されている。第１検出系１０の第１、第２サブ検出系１１、１２は、第１基準マークＦＭを検出し、第２検出系２０は、第２基準マークＦＰを検出する。
【０１７９】
図２４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とは同じ位置に重複(一致)するように設定されている。
【０１８０】
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とは重複しており、図２４（Ａ）に示すように、制御装置３０は、計測ステージ９０を制御して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との重複領域に第１基準マークＦＭを配置して、第１検出系１０の第１サブ検出系１１による第１パターンＰＡ１と第１基準マークＦＭとの第１位置関係の検出、及び第２サブ検出系１２による第２パターンＰＡ２と第１基準マークＦＭとの第２位置関係の検出の少なくとも一方を行うことができる。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との重複領域に第１基準マークＦＭを配置して、第１サブ検出系１１による第１位置関係の検出と、第２サブ検出系１２による第２位置関係の検出とをほぼ同時に行う。すなわち、制御装置３０は、第１サブ検出系１１を用いて、第１マスクＭ１上の第１アライメントマークＲＭ１と、基準板５０上の第１基準マークＦＭとを投影光学系ＰＬ’を介して同時に観察するとともに、第２サブ検出系１２を用いて、第２マスクＭ２上の第２アライメントマークＲＭ２と、基準板５０上の第１基準マークＦＭとを投影光学系ＰＬ’を介して同時に観察する。これにより、上述の各実施形態と同様、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報、及び第２露光領域ＡＲ２に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報を求めることができる。
【０１８１】
次に、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域Ｓ内に第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが所望位置に投影されるように、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移動し、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との位置関係を調整する。上述の第１実施形態と同様に、制御装置３０は、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像のそれぞれが、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における所望の位置に重ねて投影（形成）されるように、検出された第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との位置関係とに基づいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を調整する。より具体的には、計測システム７０で、第１サブステージ６２及び第２サブステージ６３の位置を検出しつつ、第１サブステージ６２と第２サブステージ６３の少なくとも一方（すなわち、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の少なくとも一方）を、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の少なくとも一方向に移動する。この場合、第１パターンＰＡと第２パターンＰＡ２との両方を動かしてもよいが、いずれか一方のみを動かすだけでもよい。また第１、第２結像光学系１２０Ａ，１２０Ｂの少なくとも一方を調整して、基板Ｐ上における第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の少なくとも一方の投影位置を調整（シフト調整）してもよい。
【０１８２】
次に、図２４（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第２検出系２０の検出領域２１に、計測ステージ９０上の第２基準マークＦＰを配置する。
【０１８３】
以下、第１実施形態のステップＳＡ５〜ステップＳＡ８と同様にして、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２と基板Ｐとの位置関係を調整しながら、基板Ｐ上のショット領域（Ｓ１〜Ｓ２１）のそれぞれを順次多重露光する。
【０１８４】
なお、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との重複領域に第１基準マークＦＭを配置して、第１サブ検出系１１による第１位置関係の検出と第２サブ検出系１２による第２位置関係の検出とをほぼ同時に行っているが、非同時で行ってもよい。すなわち、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との重複領域に第１基準マークＦＭを配置して、第１サブ検出系１１による第１位置関係の検出、及び第２サブ検出系１２による第２位置関係の検出の一方を行った後、他方を行うようにしてもよい。また、第１基準マークＦＭの−Ｙ側に第２基準マークＦＰを配置して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の重複領域に第１基準マークＦＭが配置されたときに、第２基準マークＦＰが第２検出系２０の検出領域２１に配置されるようにしてもよい。この場合も、第１サブ検出系１１、第２サブ検出系１２、及び第２検出系２０の検出動作の少なくとも２つをほぼ同時に行うことができる。
【０１８５】
＜第６実施形態＞
次に第６実施形態について説明する。なお、上述の各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。
【０１８６】
図２５は、第６実施形態に係る第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２、及び第２検出系２０の検出領域２１と、基準マークＦＭ１、ＦＭ２、ＦＰとの位置関係を示す模式図である。本実施形態の特徴的な部分は、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とはその一部がＹ軸方向に関して重複している点にある。なお、本実施形態においても、第５実施形態の露光装置が使用される。
【０１８７】
本実施形態の基準板５０の上面には、上述の第２実施形態と同様、第１検出系１０の第１サブ検出系１１で検出される第１基準マークＦＭ１と、第２サブ検出系１２で検出される第１基準マークＦＭ２と、第２検出系２０で検出される基準マークＦＰとが所定位置関係で形成されている。
【０１８８】
図２５（Ａ）に示すように、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２てゃその一部がＹ軸方向に関して重複しており、第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに同時に配置されるようになっている。本実施形態においては、第１基準マークＦＭ１が、第１露光領域ＡＲ１のうち、第２露光領域ＡＲ２と重複していない領域に配置されたとき、第１基準マークＦＭ２は、第２露光領域ＡＲ２のうち、第１露光領域ＡＲ１と重複していない領域に配置される。
【０１８９】
本実施形態においても、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１に第１基準マークＦＭ１を配置するとともに、第２露光領域ＡＲ２に第１基準マークＦＭ２を配置して、第１サブ検出系１１による第１位置関係の検出と第２サブ検出系１２による第２位置関係の検出とをほぼ同時に行うことができる。これにより、上述の各実施形態と同様、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の位置情報、及び第２露光領域ＡＲ２に形成される第２パターンＰＡ２の位置情報を求めることができる。
【０１９０】
また、図２５（Ｂ）に示すように、上述の第２実施形態と同様、制御装置３０は、計測ステージ９０をＸＹ方向に移動し、第２検出系２０の検出領域２１に、計測ステージ９０上の第２基準マークＦＰを配置し、その検出領域２１に配置された第２基準マークＦＰを第２検出系２０を用いて検出することができる。
【０１９１】
なお、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とに第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とを配置して、第１サブ検出系１１による第１位置関係の検出と第２サブ検出系１２による第２位置関係の検出とをほぼ同時に行っているが、非同時で行ってもよい。すなわち、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とを配置して、第１サブ検出系１１による第１位置関係の検出、及び第２サブ検出系１２による第２位置関係の検出の一方を行った後、他方を行うようにしてもよい。
【０１９２】
なお、図２５においては、第２基準マークＦＰは、Ｘ軸方向に離れた一対の第１基準マークＦＭ２の間に配置されているが、上述の第２実施形態で説明でしたように、第１基準マークＦＭ１，ＦＭ２の−Ｙ側に第２基準マークＦＰを配置して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とが配置されたときに、第２基準マークＦＰが第２検出系２０の検出領域２１に配置されるようにしてもよい。この場合、第１サブ検出系１１、第２サブ検出系１２、及び第２検出系２０の検出動作の少なくとも２つをほぼ同時に行うことができる。
【０１９３】
また、本実施形態においては、第１基準マークＦＭ１は、第１露光領域ＡＲ１のうち、第２露光領域ＡＲ２と重複していない領域に配置され、第２第１基準マークＦＭ２は、第２露光領域ＡＲ２のうち、第１露光領域ＡＲ１と重複していない領域に配置されるが、図２６に示すように、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との重複領域に、第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とを配置して、第１サブ検出系１１による第１位置関係の検出と、第２サブ検出系１２による第２位置関係との検出とを、ほぼ同時または非同時に行うようにしてもよい。なお、図２６の基準板５０を用いる場合にも、第１基準マークＦＭ１，ＦＭ２の−Ｙ側に第２基準マークＦＰを配置して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の重複領域に第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とが配置されたときに、第２基準マークＦＰが第２検出系２０の検出領域２１に配置されるようにしてもよい。この場合も、第１サブ検出系１１、第２サブ検出系１２、及び第２検出系２０の検出動作の少なくとも２つをほぼ同時に行うことができる。
【０１９４】
なお、第３実施形態の第２検出系２０’を用いる場合には、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の重複領域（図２５，図２６参照）に検出領域２１’を設定して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２に第１基準マークＦＭ１と第１基準マークＦＭ２とが配置されたときに、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の重複領域に第２基準マークＦＰが配置されるようにしてもよい。この場合も、第１サブ検出系１１、第２サブ検出系１２、及び第２検出系２０’の検出動作の少なくとも２つをほぼ同時に行うことができる。
【０１９５】
また、本実施形態では基準板５０上に２つの第１基準マークＦＭ１、ＦＭ２を設けるものとしたが、上述の第１実施形態と同様に１つの第１基準マークのみ設け、第１、第２サブ検出系１１、１２でその１つの基準マークを兼用してもよい。
【０１９６】
＜第７実施形態＞
次に第７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Ｓに照射する点にある。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。
【０１９７】
図２７は、第７実施形態を示す概略構成図である。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（対応する米国特許出願公開第２００４／０１６５１５９号）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。
【０１９８】
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１１４を有する回収部材１１５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１１５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１１４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に制御され、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（光射出面）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。なお、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ＥＸ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（対応米国特許出願公開第２００６／０２３１２０６号）、国際公開第２００４／０８６４６８号パンフレット（対応米国特許出願公開第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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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Ｓ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Ｓを多重露光（二重露光）する。
【０２０１】
図２８は、基板ステージ８０及び計測ステージ９０の動作の一例を説明するための模式図である。図２８に示すように、基板ステージ８０及び計測ステージ９０は、投影光学系ＰＬの像面側で移動可能であり、制御装置３０は、投影光学系ＰＬの直下の位置を含む所定領域内で、基板ステージ８０の上面と計測ステージ９０の上面とを接近又は接触させた状態で、基板ステージ８０と計測ステージ９０とをＸ軸及び／又はＹ軸方向に一緒に移動することにより、液浸システム１００によって形成された液浸領域ＬＲを、基板ステージ８０の上面と計測ステージ９０の上面との間で移動することができる。例えば、計測ステージ９０の計測器（計測部材）による液体ＬＱを用いた計測動作を行う場合には、液浸領域ＬＲを計測ステージ９０上に移動する。また、基板Ｐを液浸露光する場合には、液浸領域ＬＲを基板ステージ８０上に移動する。
【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、投影光学系や基板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】
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、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２、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、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。液体ＬＱとして、超臨界流体を用いることも可能である。
【０２０４】
なお、投影光学系ＰＬの終端光学素子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】
また、投影光学系ＰＬでは、露光光ＥＬに対する終端光学素子ＦＬの屈折率ｎ１を、露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）に対する液体ＬＱの屈折率ｎ２よりも小さくしてもよい。例えば、終端光学素子ＦＬを石英（屈折率は約１．５）で形成し、液体ＬＱはその屈折率ｎ２が石英の屈折率よりも高い（例えば１．６〜１．８程度）のものが使用される。あるいは、投影光学系ＰＬでは、終端光学素子ＦＬの屈折率ｎ１を、液体ＬＱの屈折率ｎ２よりも大きくしてもよい。例えば、屈折率が１．６以上の材料で終端光学素子ＦＬを形成し、液体ＬＱはその屈折率ｎ２が純水よりも大きくかつ終端光学素子ＦＬよりも小さいものが使用される。この場合、終端光学素子ＦＬの屈折率ｎ１よりも小さい液体ＬＱの屈折率ｎ２を、投影光学系の開口数ＮＡよりも大きくすることが好ましい。
【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（対応米国特許出願公開第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で覆うようにしてもよい。ここで、第１露光領域ＡＲ１を覆う第１液浸領域の液体と、第２露光領域ＡＲ２を覆う第２液浸領域の液体とは、その種類（物性）が同一でも、互いに異なっていてもよい。例えば、第１、第２液浸領域を種類（少なくとも露光光に対する屈折率）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】
なお、上述の第１〜第７実施形態において、第２検出系２０（２０’）を用いて第２基準マークＦＰを検出して、第２検出系２０（２０’）の検出基準位置と第１パターンＰＡ１の投影位置との位置関係を求めているが、第２検出系２０（２０’）の検出基準位置と第２パターンＰＡ２の投影位置との位置関係を求めて、その位置関係に基づいて第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２と基板Ｐとの位置関係を調整して、基板Ｐ上の各ショット領域を多重露光するようにしてもよい。
【０２０９】
また、上述の第１〜第７実施形態においては、第１パターンＰＡ１の像の位置情報と第２パターンＰＡ２の像の位置情報の両方を求めているが、いずれか一方（例えば第１パターンＰＡ１）の像の位置情報を求めるだけでもよい。計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内での第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の位置は既知なので、一方のパターンの像の投影位置情報を求め、その情報に基づいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を調整することによって、基板Ｐ上のショット領域Ｓ内の所望位置に第１パターンの像と第２パターンの像とを形成することができる。例えば、上述の第１実施形態と同様に、計測システム７０によって規定されるＸＹ座標系内での第１パターンＰＡ１の像の投影位置を第１アライメントマークＲＭ１と第１基準マークＦＭの位置関係から求める。次いで、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の位置関係（距離）は既知であるので、それらの露光領域ＡＲ１、ＡＲ２と共役なマスクステージ６０上での第１照明領域ＩＡ１と第２照明領域ＩＡ２の位置関係が投影光学系ＰＬの投影倍率と前述の第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の位置関係とから求められる。求められた第１照明領域ＩＡ１と第２照明領域ＩＡ２の位置関係に基づいてマスクステージ６０上での第１パターンＰＡ１に対する第２パターンＰＡ２の位置決めを行うことができる。このように第１パターンＰＡ１に対する第２パターンＰＡ２が位置決めされたマスクステージ６０を基板ステージ８０と同期移動させることで、基板Ｐ上のショット領域Ｓ内の所望位置に第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とを形成することができる。
【０２１０】
また、上述の第１〜第７実施形態において、Ｘ軸方向に離れた一対のマークを有するアライメントマークＲＭ１とアライメントマークＲＭ２を用いているが、アライメントマークＲＭ１とアライメントマークＲＭ２の各々がＹ軸方向に離れた複数のマークを含んでいてもよい。この場合、マスクステージ６１をＹ軸方向に移動して、第１パターンＰＡ１の像の位置情報の計測と第２パターンＰＡ２の像の位置情報の計測とがそれぞれ複数回行われる。
【０２１１】
また、上述の第１〜第７実施形態において、第１基準マークＦＭ（ＦＭａ，ＦＭｂ）とアライメントマークＲＭ１（ＲＭ１ａ，ＲＭ１ｂ）との位置関係、及び第１基準マークＦＭ（ＦＭａ，ＦＭｂ）とアライメントマークＲＭ２（ＲＭ２ａ，ＲＭ２ｂ）との位置関係に基づいて、投影光学系ＰＬ（ＰＬ’）によって第１露光領域ＡＲ１に形成される像、及び第２露光領域ＡＲ２に形成される像の少なくとも一方の倍率誤差を検出することもできる。倍率誤差が検出された場合には、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２（結像光学系１２０Ａ、１２０Ｂ）の少なくとも一方を用いて、第１露光領域ＡＲ１に形成される像と第２露光領域ＡＲ２に形成される像の少なくとも一方の投影倍率を調整することができる。
【０２１２】
また、上述の第１〜第７実施形態においては、第１パターンＰＡ１の像の位置情報と第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を求めるために、第１マスクＭ１に設けられたアライメントマークＲＭ１、第２マスクＭ２に設けられたアライメントマークＲＭ２を用いているが、例えば特開平８−７８３１３号、特開平８−７８３１４号（いずれも対応米国特許第６,０１８,３８４号）、特開平８−２２７８４７号（対応米国特許第６,１６９,６０２号）、特開平１１−１９５５８４号に開示されているように、マスクステージ６１に基準マークを設け、このマスクステージ６１に設けられた基準マークを使って、第１パターンＰＡ１の像の位置情報と第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を求めてもよい。この場合、第１パターンＰＡ１の像の位置情報と第２パターンＰＡ２の像の位置情報とに基づいて、マスクステージ６１に設けられた基準マークに対する第１パターンＰＡ１、第２パターンＰＡ２の少なくとも一方の位置を調整することによって、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を所望状態に調整することができる。
【０２１３】
また、露光光ＥＬ１，ＥＬ２の照射によって、投影光学系ＰＬ（ＰＬ’）の光学特性が変化して、第１パターンＰＡ１の像、及び第２パターンＰＡ２の像の少なくとも一方が形成される位置が変化した場合には、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像が基板Ｐ上のショット領域内の所望の位置に形成されるように、第１パターンＰＡ１，第２パターンＰＡ２の少なくとも一方の位置を調整したり、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２（結像光学系１２０Ａ、１２０Ｂ）の少なくとも一方を調整したりすればよい。
【０２１４】
なお、上述の第１〜第７実施形態においては、第１検出系１０に検出される第１基準マークＦＭと、第２検出系２０に検出される第２基準マークＦＰとは別のマークであるが、同一の基準マークを、第１検出系１０と第２検出系２０とで検出するようにしてもよい。すなわち、第１検出系１０と第２検出系２０とが同一のマークを兼用するようにしてもよい。
【０２１５】
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Ｍ１と基板Ｐのショット領域との位置関係、並びに第２マスクステージに載置された第２マスクＭ２と基板Ｐのショット領域との位置関係をそれぞれ調整すればよい。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Ｍ１の第１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Ｍ２の第２パターンＰＡ２の像とがショット領域内の所定位置で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。
【０２１６】
なお、上述の各実施形態においては、基板Ｐ上のショット領域Ｓを露光する際、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とが同一の走査方向に移動されているが、それぞれ異なる走査方向に移動されてもよい。例えば、第１マスクＭ１が＋Ｙ方向に移動するときには、第２マスクＭ２が−Ｙ方向に移動し、第１マスクＭ１が−Ｙ方向に移動するときには、第２マスクＭ２が＋Ｙ方向に移動するようにしてもよい。あるいは、第１マスクＭ１をＸＹ平面内で移動し、第２マスクＭ２をＹＺ平面内（又はＸＺ平面内）で移動するようにしてもよい。
【０２１７】
なお、上述の各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。この場合、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像との位置関係の調整は、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２（結像光学系１２０Ａ、１２０Ｂ）を用いて行えばよい。
【０２１８】
なお、上述の各実施形態において、投影光学系ＰＬ（ＰＬ’）としては、縮小系に限られず、例えば等倍系及び拡大系のいずれであってもよい。また、上述の各実施形態においては、投影光学系ＰＬ（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（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、投影光学系ＰＬ（ＰＬ’）は双頭型の反射屈折系に限られず、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００６／０１２１３６４号）に開示されるように、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、かつ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でもよい。また、投影光学系ＰＬ（ＰＬ’）が生成する投影像は倒立像及び正立像のいずれでもよい。
【０２１９】
なお、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（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（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の像とを共通の光学素子を用いることなく基板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。
【０２２０】
なお、上述の第１〜第５、第７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Ｓ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Ｓ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。
【０２２１】
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、１回のスキャン動作によってショット領域Ｓ内の一部だけが多重（二重）露光される。また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２（及び／又は第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２）はその形状が矩形に限られず、他の形状、例えば円弧状、台形、あるいは平行四辺形などでもよい。
【０２２２】
また、上述の各実施形態においては、ショット領域Ｓ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ＥＬ１、ＥＬ２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Ｓ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Ｓ内の一部だけ多重（二重）露光するようにしてもよい。
【０２２３】
さらに、上記各実施形態では、第１、第２検出系１０，２０がそれぞれ画像処理方式であるものとしたが、これに限られず他の方式、例えばコヒーレントなビームの照射によってマークから発生する回折光などを検出する方式などでもよい。
【０２２４】
上記各実施形態では第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により基板Ｐの各ショット領域Ｓをそれぞれ二重露光したが、本発明の原理に従い、三重以上の多重露光を行うことも可能である。三重露光を行う場合には、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２に加えて、第３パターン（ＰＡ３）を有する第３マスク（Ｍ３）を用い、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２と同様に基板Ｐの移動と同期して第３マスク（Ｍ３）を移動し、第１〜第３パターンの像で基板Ｐの各ショット領域Ｓを三重露光することができる。この場合、第３パターンに照明光が照射されてその像が形成される第３露光領域ＡＲ３を、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２とは別に、あるいは第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方とその一部が重複するように設定することができる。この場合、投影光学系はそれぞれの露光領域に応じて独立して３つ設けてもよく、あるいは図３に示したような投影光学系ＰＬに、さらに、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２に対応する第１及び第２光学系４１，４２と同様に、第３マスクに対応する光学系を設けるとともに、この光学系からの光第３光学系に導く反射及び／または屈折系を設けることができる。また、図２３に示した光学系を改良して、第３のマスクを通過した露光光を光学系１２０Ｃに導くための反射板やビームスプリッタからなる光学系をさらに設けてもよい。なお、第３マスク（Ｍ３）は、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２が搭載されるマスクステージ６０に搭載してもよいし、あるいは別のマスクステージに搭載してもよい。
【０２２５】
なお、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。
【０２２６】
また、上記各実施形態では、露光光として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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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（対応する米国特許６，３４１，００７、６，４００，４４１、６，５４９，２６９及び６，５９０,６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応する米国特許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（ツインステージ）型の露光装置にも適用できる。さらに、本発明は、計測ステージを備えていない、１つ又は複数の基板ステージのみを備える露光装置にも適用できる。
【０２２９】
本発明が適用されたマルチステージ型露光装置においては、露光ステーションにおいて、第１の基板ステージに保持された基板に対する第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２での多重露光が実行されている間に、計測ステーションにおいて、上述の第２検出系２０（２０’）に相当する検出系を使って、第２の基板ステージに保持された基板上のアライメントマークの検出と第２の基板ステージに設けられた基準マークＦＰの検出が行われる。そして、第１の基板ステージに保持された基板の露光完了後、第２の基板ステージに保持された基板の露光を開始する前に、第２の基板ステージを計測ステーションから露光ステーションに移動する。そして、上述の第１検出系１０（１０’）に相当する検出系を使って第１パターンＰＡ１の像の位置情報と第２パターンＰＡ２の像の位置情報とを検出して、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を調整するとともに、計測ステーションで計測されたアライメント情報に基づいて第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２と第２の基板ステージに保持された基板との位置関係を調整しつつ、第２の基板ステージに保持された基板上の各ショット領域の多重露光が行われる。
【０２３０】
また、上述の第７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。
【０２３１】
上記各実施形態では、第１及び第２パターンを形成するために第１及び第２マスクＭ１、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、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。この電子マスクとして、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、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、基板上での第１、第２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、第１、第２パターンをそれぞれ生成する２つの電子マスクの相対位置を調整してもよいが、２つの電子マスクの少なくとも一方で、パターンを生成するタイミングを調整する、あるいは電子マスクでのパターン生成位置をずらしてもよい。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。
【０２３２】
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、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。
【０２３３】
以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度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。
【０２３４】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図２９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】
【０２３５】
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行うことができる。このため、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ハイテク産業及びＩＴ技術の発展に貢献するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０２３６】
【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】マスクステージの一例を示す斜視図である。
【図３】投影光学系の一例を示す図である。
【図４】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５】基板のショット領域と第１、第２露光領域との関係を示す模式図である。
【図６】基板ステージ及び計測ステージを上方から見た平面図である。
【図７】投影光学系と第１検出系と第２検出系と各マークとの関係を示す模式図である。
【図８】図７を−Ｙ方向から見た模式図である。
【図９】第１実施形態に係る第１露光領域と第２露光領域と検出領域と基準マークとの位置関係を示す模式図である。
【図１０】第１実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に係る露光装置の動作を説明するための模式図である。
【図１２】図１２（Ａ）〜（Ｃ）は、第１実施形態に係る第１露光領域と第２露光領域と検出領域と基準マークとの位置関係を示す模式図である。
【図１３】図１３（Ａ）及び（Ｂ）は、第１、第２パターンとショット領域との位置関係を説明するための模式図である。
【図１４】第１、第２パターンとショット領域との位置関係を説明するための模式図である。
【図１５】第２実施形態に係る基準板を示す図である。
【図１６】第２実施形態に係る第１露光領域と第２露光領域と検出領域と基準マークとの位置関係を示す模式図である。
【図１７】図１７（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態に係る露光装置の動作を説明するための模式図である。
【図１８】図１８（Ａ）及び（Ｂ）は、第２実施形態に係る第１露光領域と第２露光領域と検出領域と基準マークとの位置関係を示す模式図である。
【図１９】第３実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２０】第３実施形態に係る第１露光領域と第２露光領域と検出領域と基準マークとの位置関係を示す模式図である。
【図２１】第４実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２２】第４実施形態に係る基準部（光透過部）を示す図である。
【図２３】第５実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２４】図２４（Ａ）及び（Ｂ）は、第５実施形態に係る第１露光領域と第２露光領域と検出領域と基準マークとの位置関係を示す模式図である。
【図２５】図２５（Ａ）及び（Ｂ）は、第６実施形態に係る第１露光領域と第２露光領域と検出領域と基準マークとの位置関係を示す模式図である。
【図２６】第６実施形態に係る第１露光領域と第２露光領域と検出領域と基準マークとの位置関係を示す模式図である。
【図２７】第７実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２８】第７実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための模式図である。
【図２９】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】
【０２３７】
１…光源装置、１０、１０’…第１検出系、１１…第１サブ検出系、１２…第２サブ検出系、２０、２０’…第２検出系、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光学系、４２…第２光学系、４３…第３光学系、５０、５０’…基準板、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、９０…計測ステージ、１００…液浸システム、ＡＭ…アライメントマーク、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、ＦＭ、ＦＭ１、ＦＭ２…第１基準マーク、ＦＰ…第２基準マーク、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、ＰＬ’…投影光学系、ＲＭ１、ＲＭ１’…第１アライメントマーク、ＲＭ２、ＲＭ２’…第２アライメントマーク、Ｓ…ショット領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【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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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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