(57)【要約】【課題】基板を良好に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パターンの像を第１露光領域ＡＲ１に形成し、第２パターンの像を第２露光領域ＡＲ２に形成する投影光学系ＰＬと、投影光学系ＰＬを介して第１パターンの像と第２パターンの像とで基板Ｐ上のショット領域を多重露光するときに、第１パターンの像が形成される第１像面ＩＳ１と基板Ｐ表面との面位置関係、並びに第２パターンの像が形成される第２像面ＩＳ２と基板Ｐ表面との面位置関係を調整する調整装置とを備えている。基板を良好に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、
前記光学システムを介して前記第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ときに、前記第１パターンの像が形成される第１像面と前記基板表面との面位置関係、並びに、前記第２パターンの像が形成される第２像面と前記基板表面との面位置関係を調整する調整装置とを備えた露光装置。
【請求項２】
前記調整装置は、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を調整して、前記第１像面及び前記第２像面の少なくとも一方の位置を調整する請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記調整装置は、前記光学システムを調整して、前記第１像面及び前記第２像面の少なくとも一方の位置を調整する請求項１又は２記載の露光装置。
【請求項４】
前記第１像面及び前記第２像面の少なくとも一方の位置調整は、前記第１像面及び前記第２像面の少なくとも一方の傾斜調整を含む請求項３記載の露光装置。
【請求項５】
前記調整装置は、前記基板の位置を調整し、該位置調整は、前記基板の傾斜調整を含む請求項１〜４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項６】
前記調整装置は、前記基板の表面情報に基づいて、前記第１及び第２像面の各々と前記基板表面との面位置関係を調整する請求項１〜５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項７】
前記基板の表面情報を取得可能な面検出系を更に備え、
前記調整装置は、前記面検出系の検出結果に基づいて、前記第１及び第２像面の各々と前記基板表面との面位置関係を調整する請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
前記面検出系は、前記所定領域に対する多重露光動作と並行して、前記基板の表面情報を取得する請求項７記載の露光装置。
【請求項９】
前記面検出系は、前記光学システムから離れて配置され、前記基板に対する露光動作が開始される前に、前記基板の表面情報を取得する請求項７又は８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記調整装置は、前記第１露光領域における前記第１像面と前記基板表面との面位置関係の調整を前記第１像面の位置調整のみで行い、前記第２露光領域における前記第２像面と前記基板表面との面位置関係の調整を前記基板の位置調整のみで行う請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１１】
前記調整装置は、前記第１露光領域における前記第１像面と前記基板表面との面位置関係の調整、及び前記第２露光領域における前記第２像面と前記基板表面との面位置関係の調整を、前記第１像面及び前記第２像面の位置調整なしに、前記基板の位置調整のみで行う請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１２】
前記調整装置は、前記第１露光領域における前記第１像面と前記基板上の露光面とが合致するように、前記基板の位置調整を行う請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記調整装置は、前記第１露光領域における前記第１像面と前記基板上の露光面との誤差、及び前記第２露光領域における前記第２像面と前記基板上の露光面との誤差がほぼ同じになるように、前記基板の位置調整を行う請求項１１記載の露光装置。
【請求項１４】
前記調整装置は、前記第１露光領域における前記第１像面と前記基板上の露光面とが合致するように、且つ前記第２露光領域における前記第２像面と前記基板上の露光面とが合致するように、前記第１像面、前記第２像面、及び前記基板表面の位置調整を行う請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１５】
前記調整装置は、前記第１像面の位置調整量と前記第２像面の位置調整量とがほぼ等しくなるように、前記基板の位置調整を行う請求項１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記調整装置は、前記第１露光領域における前記第１像面と前記基板表面との面位置関係の調整、及び前記第２露光領域における前記第２像面と前記基板表面との面位置関係の調整を、前記基板の位置調整なしに、前記第１像面及び前記第２像面の位置調整のみで行う請求項１〜９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１７】
前記調整装置は、前記第１露光領域内で前記第１像面と前記基板表面とが所定位置関係となるように、且つ前記第２露光領域内で前記第２像面と前記基板表面とが所定位置関係となるように、前記第１像面、前記第２像面、及び前記基板の少なくとも一つを動かす請求項１〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
前記調整装置による前記面位置関係の調整は、前記所定領域の多重露光中に行われる請求項１〜１７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１９】
前記基板上の所定領域の多重露光中に、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、前記第１露光領域及び前記第２露光領域に対して前記基板を走査方向に移動する請求項１〜１８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２０】
前記基板上の所定領域の多重露光中に、前記第１パターン及び前記第２パターンがそれぞれの走査方向に移動する請求項１９記載の露光装置。
【請求項２１】
前記第１パターンを有する第１マスク、及び前記第２パターンを有する第２マスクをそれぞれ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露光領域に対して走査方向に移動可能な基板ステージとを備え、
前記第１マスク及び前記第２マスクの移動と前記基板の移動とが同期して行われるように、前記マスクステージと前記基板ステージとを制御する請求項２０記載の露光装置。
【請求項２２】
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２１記載の露光装置。
【請求項２３】
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駆動装置と、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駆動装置とを有する請求項２２記載の露光装置。
【請求項２４】
前記調整装置は、前記第１、第２駆動装置を用いて前記第１、第２マスクの少なくとも一方を動かすことによって、前記第１、第２像面の少なくとも一方の位置を調整する請求項２３記載の露光装置。
【請求項２５】
前記第１マスク及び前記第２マスクの位置情報をそれぞれ計測可能な第１計測システムを備えた請求項２１〜２４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２６】
前記光学システムは、前記基板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前記第１パターンの像及び前記第２パターンの像を形成する請求項１〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２７】
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る請求項１〜２６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２８】
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た第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た第２反射面と、前記第１パターンからの露光光を前記第１反射面へ導く第１光学系と、前記第２パターンからの露光光を前記第２反射面へ導く第２光学系と、前記第１反射面からの露光光及び前記第２反射面からの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２７記載の露光装置。
【請求項２９】
前記第１像面の位置及び前記第２像面の位置を計測する第２計測システムを備えた請求項１〜２８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３０】
前記第２計測システムは、前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに配置可能な受光部を有する請求項２９記載の露光装置。
【請求項３１】
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パターンからの露光光と前記第２パターンからの露光光とを前記基板上の所定領域に照射する請求項１〜３０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３２】
前記基板はウエハである請求項１〜３１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項３３】
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パターンの像が形成される第１像面の位置情報と、前記第２パターンの像が形成される第２像面の位置情報とを検出する検出系とを備え、
前記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３４】
前記検出系は、前記基板の面情報を検出する請求項３３記載の露光装置。
【請求項３５】
さらに、前記検出系の検出結果に基づいて前記第１像面、第２像面、及び基板面の位置の少なくとも一つを調整する調整装置を備える請求項３４記載の露光装置。
【請求項３６】
さらに、前記第１パターンを有する第１マスク及び前記第２パターンを有する第２マスクを所定の方向に移動可能なマスクステージと、前記基板を前記第１露光領域及び第２露光領域に対して所定の方向に移動可能な基板ステージとを備え、前記多重露光時に、前記マスクステージ及び前記基板ステージによって前記第１マスク及び前記第２マスクと前記基板とが同期して移動される請求項３５記載の露光装置。
【請求項３７】
前記調整装置は、前記第１及び第２像面の位置と、前記基板の位置とをそれぞれ調整可能である請求項３６記載の露光装置。
【請求項３８】
さらに、前記多重露光時に、前記第１及び第２像面と基板面とが所定の位置関係になるように前記調整装置を制御する制御装置を備える請求項３６又は３７記載の露光装置。
【請求項３９】
前記制御装置は、前記多重露光時における前記第１マスク、第２マスク及び基板の面位置の移動プロファイルを予め決定する請求項３８記載の露光装置。
【請求項４０】
さらに、前記第１パターンを有する第１マスクを所定の方向に移動可能な第1マスクステージと、前記第２パターンを有する第２マスクを所定の方向に移動可能な第２マスクステージと、前記基板を前記第１露光領域及び第２露光領域に対して所定の方向に移動可能な基板ステージとを備え、前記多重露光時に、前記第１及び第２マスクステージ及び前記基板ステージによって、前記第１マスクと前記基板とが同期して移動され、前記第２マスクと前記基板とが同期して移動される請求項３５〜３９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４１】
前記基板上に液浸領域が形成され、前記液浸領域の液体を介して前記第１パターンからの露光光と前記第２パターンからの露光光とが前記基板上の所定領域に照射される請求項３３〜４０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項４２】
請求項１〜４１のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。
【請求項４３】
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であって：
前記第１パターンの像が形成される第１像面と前記基板の表面との面位置関係を調整することと；
前記第２パターンの像が形成される第２像面と前記基板の表面との面位置関係を調整することと；を含み、
前記第１パターンの像及び前記第２パターンの像を第１露光領域及び第２露光領域にそれぞれ形成して前記第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露光方法。
【請求項４４】
前記第１パターンが形成される第1マスク及び前記第２パターンが形成される第２マスクと前記基板とを同期して移動しながら、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４３記載の露光方法。
【請求項４５】
前記第1及び第２マスクと前記基板との一回の同期移動により前記第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が多重露光される請求項４４記載の露光方法。
【請求項４６】
前記多重露光時に前記第１及び第２露光領域に対して前記基板が走査方向に相対移動され、前記第１及び第２露光領域は前記走査方向に関して位置が異なる請求項４３〜４５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項４７】
さらに、前記第１像面と前記第２像面との面位置関係を調整することを含む請求項４３〜４６のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項４８】
前記基板上に液浸領域が形成され、前記液浸領域の液体を介して前記第１パターンからの露光光と前記第２パターンからの露光光とが前記基板上の所定領域に照射される請求項４３〜４７のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項４９】
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であって、
前記第１パターンの像が形成される第１像面の位置情報を検出することと；
前記第２パターンの像が形成される第２像面の位置情報を検出することと；を含み、
前記第１パターンの像及び前記第２パターンの像を第１露光領域及び第２露光領域にそれぞれ形成して、前記検出された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５０】
さらに、前記基板の面情報を検出することを含む請求項４９記載の露光方法。
【請求項５１】
さらに、前記第１像面、第２像面及び基板面の位置の少なくとも一つを調整することを含む請求項４９又は５０記載の露光方法。
【請求項５２】
前記多重露光時に前記第１及び第２露光領域に対して前記基板が走査方向に相対移動され、前記第１及び第２露光領域は前記走査方向に関して位置が異なる請求項４９〜５１のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５３】
前記多重露光時に、前記第１及び第２パターンと前記基板とを同期して移動することを含む請求項４９〜５２のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５４】
さらに、前記多重露光時における前記第１パターンを有する第１マスク、及び前記第２パターンを有する第２マスク、及び基板の面位置の移動プロファイルを予め決定することを含む請求項５２又は５３記載の露光方法。
【請求項５５】
前記基板上に液浸領域が形成され、前記液浸領域の液体を介して前記第１パターンからの露光光と前記第２パターンからの露光光とが前記基板上の所定領域に照射される請求項４９〜５４のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項５６】
請求項４３〜５５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；
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。
【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及び／又は、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、複数のマスクのパターンを用いて基板を多重露光する場合においても、基板上に所望のパターンを形成するために、各パターンの像が形成される像面と基板表面との位置関係の調整を良好に行うことが重要である。
【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、基板を良好に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）に形成し、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）に形成する光学システム（ＰＬ）と、光学システム（ＰＬ）を介して第１パターン（ＰＡ１）の像と第２パターン（ＰＡ２）の像とで基板（Ｐ）上の所定領域（Ｓ）を多重露光するときに、第１パターン（ＰＡ１）の像が形成される第１像面（ＩＳ１）と基板（Ｐ）表面との面位置関係、並びに、第２パターン（ＰＡ２）の像が形成される第２像面（ＩＳ２）と基板（Ｐ）表面との面位置関係を調整する調整装置（６７、８２、ＬＣ１、ＬＣ２）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
【０００８】
本発明の第１の態様によれば、第１パターンの像が形成される第１像面及び第２パターンの像が形成される第２像面の各々と基板表面との面位置関係の調整を行うことができ、基板を良好に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）を露光する露光装置（ＥＸ）であって：第１パターン（ＰＡ１）の像を第１露光領域（ＡＲ１）に形成し、第１パターンと異なる第２パターン（ＰＡ２）の像を第２露光領域（ＡＲ２）に形成する光学システム（ＰＬ）と；第１パターン（ＰＡ１）の像が形成される第１像面の位置情報と、第２パターン（ＰＡ２）の像が形成される第２像面の位置情報とを検出する検出系（１６２）と；を備え、検出系（１６２）の検出結果に基づいて第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装置（ＥＸ）が提供される。
【００１０】
本発明の第２の態様によれば、第１像面と第２像面の位置情報を検出する検出系を備えるので、検出結果に基づいて基板を良好に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、第１又は第２態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。
【００１２】
本発明の第３の態様によれば、基板を良好に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（ＰＡ１）の像と第２パターン（ＰＡ２）の像とで基板（Ｐ）上の所定領域を多重露光する露光方法であって：第１パターン（ＰＡ１）の像が形成される第１像面（ＩＳ１）と基板（Ｐ）の表面との面位置関係を調整することと；を含み、第２パターン（ＰＡ２）の像が形成される第２像面（ＩＳ２）と基板（Ｐ）の表面との面位置関係を調整することと；第１パターンの像及び第２パターンの像を第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ１）にそれぞれ形成して第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。
【００１４】
本発明の第４の態様によれば、第１像面と基板表面との面位置関係、ならびに第２像面と基板表面との面位置関係の調整を行うので、基板を良好に効率良く多重露光できる。
【００１５】
本発明の第５の態様に従えば、第１パターン（ＰＡ１）の像と第２パターン（ＰＡ２）の像とで基板上の所定領域を多重露光する露光方法であって、第１パターン（ＰＡ１）の像が形成される第１像面（ＩＳ１）の位置情報を検出することと；第２パターン（ＰＡ２）の像が形成される第２像面（ＩＳ２）の位置情報を検出することと；を含み、第１パターンの像及び第２パターンの像を第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）にそれぞれ形成して、検出された位置情報に基づいて第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。
【００１６】
本発明の第５の態様によれば、第１像面と第２像面の位置情報を検出するので、基板を良好に効率良く多重露光することができる。
【００１７】
本発明の第６の態様に従えば、上記第４又は第５態様の露光方法を用いて基板を多重露光することと、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、第１パターンの像と第２パターンの像とで基板を良好に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、制御装置３０に接続され、露光に関する各種情報を記憶可能な記憶装置３１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、投影光学系ＰＬの像面側に配置された基板Ｐ上に第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを設定し、第１パターンＰＡ１の像を第１露光領域ＡＲ１に形成するとともに、第２パターンＰＡ２の像を第２露光領域ＡＲ２に形成することによって、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を多重露光するときに、第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１と、第２パターンＰＡ２の像が形成される第２像面ＩＳ２と、基板Ｐの表面との面位置関係を調整する。
【００２５】
後述するように、本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクステージ６０を用いて、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の位置、すなわち第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成面Ｋ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成面Ｋ２の位置を調整可能である。そして、露光装置ＥＸは、第１パターン形成面Ｋ１の位置を調整することによって、第１像面ＩＳ１（第１パターンＰＡ１の像）の位置を調整可能であり、第２パターン形成面Ｋ２の位置を調整することによって、第２像面ＩＳ２（第２パターンＰＡ２の像）の位置を調整可能である。なお、像面（ＩＳ１，ＩＳ２）の面位置調整は、像面のＺ軸方向の位置調整だけでなく、像面の傾斜調整も含む。また、露光装置ＥＸは、基板ステージ８０を用いて、基板Ｐの表面の位置を調整可能である。なお、基板Ｐ表面の面位置調整は、基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置調整だけでなく、基板Ｐ表面のθＸ、θＹ方向の傾斜調整も含む。露光装置ＥＸは、マスクステージ６０及び基板ステージ８０を用いて、第１パターン形成面Ｋ１、第２パターン形成面Ｋ２、及び基板Ｐの表面の少なくとも１つの位置を調整することによって、第１パターンＰＡ１が形成される第１像面ＩＳ１と、第２パターンＰＡ２が形成される第２像面ＩＳ２と、基板Ｐの表面との面位置関係を調整する。なお、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のＺ軸、θＸ及びθＹ方向への移動によって、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２（第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像）のＺ軸方向の位置調整、及びθＸ、θＹ方向の傾斜調整を行うものとしたが、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２を調整する方式は第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動に限られるものではない。例えば、投影光学系ＰＬの光学調整、及び／又は露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）の波長調整などによって第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２を調整してもよい。
【００２６】
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板Ｐの表面情報を取得可能なフォーカス・レベリング検出系１３０を備えている。図１に示すように、本実施形態のフォーカス・レベリング検出系１３０は、投影光学系ＰＬから離れて配置されており、基板Ｐに対する露光動作が開始される前に、基板Ｐの表面情報を取得する。ここで、基板Ｐの表面情報とは、基板Ｐの表面の位置情報、及び／又は基板Ｐの表面の形状情報を含む。基板Ｐの表面の位置情報は、基板Ｐの表面のＺ軸方向に関する位置情報、及びθＸ、θＹ方向に関する位置（傾斜）情報を含む。また、基板Ｐの表面の形状情報は、基板Ｐの表面の凹凸情報を含む。フォーカス・レベリング検出系１３０は、取得した結果を制御装置３０に出力する。制御装置３０は、フォーカス・レベリング検出系１３０の検出結果に基づいて、マスクステージ６０及び／又は基板ステージ８０を用いて、第１パターン形成面Ｋ１、第２パターン形成面Ｋ２、及び基板Ｐの表面の少なくとも１つの位置を調整することによって、第１像面ＩＳ１と、第２像面ＩＳ２と、基板Ｐの表面との面位置関係を調整する。なお、本実施形態ではフォーカス・レベリング検出系１３０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。この複数の検出点は、例えば所定方向に関する位置を異ならせ、かつ基板Ｐのサイズ（直径）と同程度の範囲に渡って配置しておくことが好ましい。これにより、その所定方向と交差する方向に基板Ｐを移動するだけで、基板Ｐのほぼ全面の表面情報を取得できる。
【００２７】
本実施形態の露光装置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。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。
【００２８】
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、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、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。また、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。基板Ｐ上のショット領域Ｓの露光中には、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がＹ軸方向に移動し、基板ＰもＹ軸方向に移動する。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。
【００２９】
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。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）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）あるいは、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）、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。
【００３０】
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、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、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を含むブラインド装置（マスキングシステム）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。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、ブラインド装置を介して、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マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する。
【００３１】
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。
【００３２】
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上の第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２のそれぞれの位置情報は、計測システム７０により計測される。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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を通過するように、且つ第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、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。
【００３６】
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、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に微小に移動可能に設けられている。同様に、第２サブステージ６３も、メインステージ６１に対して、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に微小に移動可能に設けられている。
【００３７】
マスクステージ６０は、メインステージ６１に対して第１サブステージ６２を移動可能な第１サブステージ駆動装置６５と、メインステージ６２に対して第２サブステージ６３を移動可能な第２サブステージ駆動装置６６とを備えている。第１サブステージ駆動装置６５は、メインステージ６１に対して第１サブステージ６２を移動することによって、第１サブステージ６２に保持されている第１マスクＭ１を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に微小に移動可能である。同様に、第２サブステージ駆動装置６６は、メインステージ６１に対して第２サブステージ６３を移動することによって、第２サブステージ６３に保持されている第２マスクＭ２を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向に移動可能である。制御装置３０は、第１、第２サブステージ駆動装置６５、６６を制御して、第１、第２サブステージ６２、６３を移動することによって、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６自由度の方向に関する位置をそれぞれ調整可能である。
【００３８】
図３は、図２のＡ−Ａ線断面矢視図である。図３において、第１パターンＰＡ１は、第１マスクＭ１の下面に形成されており、第１マスクＭ１の下面が第１パターン形成面Ｋ１となっている。また、第１マスクＭ１の下面のうち、第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成領域ＳＡ１は、ペリクルＰＥで覆われている。ペリクルＰＥと第１マスクＭ１の下面とはペリクル枠によって接続されている。
【００３９】
第１サブステージ６２は、メインステージ６１上に搭載されたテーブル６２Ａと、テーブル６２Ａ上に搭載され、第１マスクＭ１を保持するホルダ６２Ｂとを有している。メインステージ６１には開口６１Ｋが形成されており、本実施形態においては、その開口６１Ｋに、テーブル６２Ａの一部が配置されている。また、テーブル６２Ａ及びホルダ６２Ｂのそれぞれにも、開口６２ＡＫ、６２ＢＫが形成されている。ホルダ６２Ｂは、第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１が開口６２ＡＫ、６２ＢＫの内側に配置されるように、第１マスクＭ１の下面のうち第１パターン形成領域ＳＡ１の外側の領域を保持する。照明系ＩＬより射出され、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明した第１露光光ＥＬ１は、マスクステージ６０に遮られることなく、開口６２ＡＫ、６２ＢＫを通過して、投影光学系ＰＬに入射する。
【００４０】
テーブル６２Ａは、メインステージ６１に対して、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能に設けられている。ホルダ６２Ｂは、テーブル６２Ａに対して、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能に設けられている。第１サブステージ駆動装置６５は、メインステージ６１とテーブル６２Ａとの間に設けられ、メインステージ６１に対して、テーブル６２Ａを、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能なＺ駆動機構６７と、テーブル６２Ａとホルダ６２Ｂとの間に設けられ、テーブル６２Ａに対して、ホルダ６２Ｂを、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能なＸＹ駆動機構６８とを含む。Ｚ駆動機構６７は、例えばボイスコイルモータ等の複数（３つ）のアクチュエータ６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃを含む（図２参照）。制御装置３０は、Ｚ駆動機構６７の複数のアクチュエータ６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃそれぞれの駆動量を調整することによって、メインステージ６１に対して、テーブル６２Ａを、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。制御装置３０は、Ｚ駆動機構６７を制御して、テーブル６２ＡのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を調整することにより、テーブル６２Ａ上のホルダ６２Ｂに保持されている第１マスクＭ１のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を調整可能である。ＸＹ駆動機構６８は、例えばボイスコイルモータ等の複数のアクチュエータを含む。制御装置３０は、ＸＹ駆動機構６８を駆動することによって、テーブル６２Ａに対して、ホルダ６２Ｂを、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。制御装置３０は、ＸＹ駆動機構６８を制御して、ホルダ６２ＢのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を調整することにより、ホルダ６２Ｂに保持されている第１マスクＭ１のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を調整可能である。
【００４１】
このように、本実施形態においては、制御装置３０は、Ｚ駆動機構６７及びＸＹ駆動機構６８を含む第１サブステージ駆動装置６５を制御することによって、メインステージ６１に対して、第１マスクＭ１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り、メインステージ６１に対する第１マスクＭ１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関する位置を調整可能である。
【００４２】
第２サブステージ６３も、第１サブステージ６２と同様、メインステージ６１上に搭載されたテーブルと、テーブル上に搭載され、第２マスクＭ２を保持するホルダとを有しており、メインステージ６１には、第２サブステージ６３に対応する開口６１Ｋが形成されている。また、第２サブステージ駆動装置６６も、第１サブステージ駆動装置６５と同様、メインステージ６１に対して、第２サブステージ６３のテーブルを、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能なＺ駆動機構と、第２サブステージ６３のテーブルに対してホルダを、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能なＸＹ駆動機構とを含む。制御装置３０は、Ｚ駆動機構及びＸＹ駆動機構を含む第２サブステージ駆動装置６６を制御することによって、メインステージ６１に対して、第２マスクＭ２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り、メインステージ６１に対する第２マスクＭ２のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関する位置を調整可能である。
【００４３】
次に、計測システム７０について説明する。計測システム７０は、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の位置情報をそれぞれ計測可能である。図２において、計測システム７０は、メインステージ６１に対する第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報を計測するＺ計測装置７０Ａと、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、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報をそれぞれ計測することによって、第１サブステージ６２上の第１マスクＭ１及び第２サブステージ６３上の第２マスクＭ２のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測するＸＹ計測装置７０Ｂとを有している。すなわち、本実施形態の計測システム７０は、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２それぞれのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関する位置情報を計測可能である。
【００４４】
Ｚ計測装置７０Ａは、第１マスクＭ１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に対する第１マスクＭ１の位置情報を光学的に取得する第１マスク用計測装置１７１と、第２マスクＭ２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に対する第２マスクＭ２の位置情報を光学的に取得する第２マスク用計測装置１７２とを有している。
【００４５】
図３に示すように、第１マスク用計測装置１７１は、第１マスクＭ１に計測ビームを投射するとともに、その第１マスクＭ１に投射された計測ビームの反射光を受光し、その受光結果に基づいて、第１マスクＭ１の位置情報を取得するレーザ干渉計１７３を含む。第１マスク用計測装置１７１のレーザ干渉計１７３は、支持部材１７４に支持されており、支持部材１７４はメインステージ６１上に取り付けられている。すなわち、第１マスク用計測装置１７１のレーザ干渉計１７３は、支持部材１７４を介して、メインステージ６１上に取り付けられている。第１マスク用計測装置１７１は、第１マスクＭ１に対する第１露光光ＥＬ１の照射を妨げないように設けられている。
【００４６】
第１マスク用計測装置１７１は、第１マスクＭ１の上面のうち、第１露光光ＥＬ１が照射される領域の外側の領域に計測ビームを照射する。また、第１マスクＭ１の上面のうち、レーザ干渉計１７３からの計測ビームが照射される領域には、照射された計測ビームを良好に反射させるための反射領域１７５が形成されている。第１マスク用計測装置１７１のレーザ干渉計１７３は、第１マスクＭ１と離れた位置から、第１マスクＭ１の上面の反射領域１７５に計測ビームを照射するとともに、その反射光を受光することによって、第１マスクＭ１の上面のＺ軸方向に関する位置情報を取得可能である。また、図２に示すように、支持部材１７４に支持されたレーザ干渉計１７３は、１つの第１マスクＭ１に対して複数（３つ）設けられている。複数（３つ）のレーザ干渉計１７３のそれぞれの計測結果は制御装置３０に出力される。制御装置３０は、第１マスク用計測装置１７１の複数のレーザ干渉計１７３の計測結果に基づいて、メインステージ６１に対する、第１マスクＭ１のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報を取得可能である。
【００４７】
第２マスク用計測装置１７２も、第１マスク用計測装置１７１と同様、第２マスクＭ２の上面に設けられた反射領域１７５に計測ビームを投射するとともに、その第２マスクＭ２に投射された計測ビームの反射光を受光し、その受光結果に基づいて、第２マスクＭ２の位置情報を取得するレーザ干渉計１７３を備えており、そのレーザ干渉計１７３は、メインステージ６１上に取り付けられた支持部材１７４に支持されている。支持部材１７４に支持されたレーザ干渉計１７３は、１つの第２マスクＭ２に対して複数（３つ）設けられている。制御装置３０は、第２マスク用計測装置１７２の複数のレーザ干渉計１７３の計測結果に基づいて、メインステージ６１に対する、第２マスクＭ２のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報を取得可能である。
【００４８】
なお、本実施形態においては、Ｚ計測装置７０Ａは、レーザ干渉計１７３より射出され、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の上面に設けられた反射領域１７５で反射した計測ビームを受光しているが、反射領域１７５を第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の上面に設けずに下面に設け、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を通過し、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の下面に設けられた反射領域１７５で反射した計測ビームの反射光に基づいて、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の位置情報を取得するようにしてもよい。また、レーザ干渉計１７３はその一部のみが支持部材１７４に支持されていてもよい。
【００４９】
図２に示すように、計測システム７０のＸＹ計測装置７０Ｂ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のＸＹ計測装置７０Ｂ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。
【００５０】
計測システム７０のＸＹ計測装置７０Ｂ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のＸＹ計測装置７０Ｂ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。
【００５１】
制御装置３０は、計測システム７０の計測結果に基づいて、メインステージ駆動装置６４、第１サブステージ駆動装置６５、及び第２サブステージ駆動装置６６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。
【００５２】
次に、図４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。
【００５３】
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を照射して、第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像を形成する。
【００５４】
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た第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た第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。
【００５５】
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へ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へ向けて反射する反射面４５Ａを有する反射部材４５を含む。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
図１に示すように、投影光学系ＰＬの第１光学系４１、第２光学系４２、第３光学系４３、中間光学部材４０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それぞれ含む。
【００５９】
第１結像特性調整装置ＬＣ１は、第１光学系４１の少なくとも１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、及び光軸と垂直な方向（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。
【００６０】
第２結像特性調整装置ＬＣ２は、第２光学系４２の少なくとも１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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
すなわち、制御装置３０は、第１結像特性調整装置ＬＣ１を用いて、第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１の位置調整を行うことができ、第２結像特性調整装置ＬＣ２を用いて、第２パターンＰＡ２の像が形成される第２像面ＩＳ２の位置調整を行うことができる。具体的には、第１結像特性調整装置ＬＣ１は、第１像面ＩＳ１のＺ軸方向（フォーカス方向）の位置調整、及びθＸ、θＹ方向（傾斜方向）の位置調整（傾斜調整）を行うことができる。同様に、第２結像特性調整装置ＬＣ２は、第２像面ＩＳ２のＺ軸方向の位置調整、及びθＸ、θＹ方向の位置調整を行うことができる。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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り、例えば走査露光時に基板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。
【００６７】
図１に示すように、基板ステージ８０は、ステージ本体８０Ｂと、ステージ本体８０Ｂ上に搭載された基板テーブル８０Ｔと、基板テーブル８０Ｔに設けられ、基板Ｐを保持する基板ホルダ８０Ｈとを備えている。ステージ本体８０Ｂは、エアベアリング８０Ａにより、ベース部材ＢＰの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。また、露光装置ＥＸは、基板ホルダ８０Ｈに保持された基板Ｐを移動可能な基板ステージ駆動装置８０Ｄを有しており、その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。
【００６８】
基板ステージ駆動装置８０Ｄは、ステージ本体８０Ｂを、ベース部材ＢＰ上で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能なＸＹ駆動機構８１と、基板テーブル８０Ｔを、ステージ本体８０Ｂに対して、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能なＺ駆動機構８２とを備えている。
【００６９】
ＸＹ駆動機構８１は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含み、制御装置３０は、ＸＹ駆動機構８１を制御して、ベース部材ＢＰ上でステージ本体８０Ｂを、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。また、Ｚ駆動機構８２は、ステージ本体８０Ｂと基板テーブル８０Ｔとの間に設けられた３つのアクチュエータ８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃ（但し、図１における紙面奥側のアクチュエータ８３Ｃは不図示）と、アクチュエータ８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃによる基板テーブル８０ＴのＺ軸方向の駆動量を計測するエンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃ（但し、図１における紙面奥側のエンコーダ８４Ｃは不図示）とを含む。Ｚ駆動機構８２のアクチュエータ８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃは、例えばボイスコイルモータ等を含む。また、エンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃとしては、例えば光学式又は静電容量式などのリニアエンコーダを用いることができる。
【００７０】
制御装置３０は、Ｚ駆動機構８２の複数のアクチュエータ８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃそれぞれの駆動量を調整することによって、ステージ本体８０Ｂに対して、基板テーブル８０Ｔを、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。制御装置３０は、Ｚ駆動機構８２を制御して、基板テーブル８０ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を調整することにより、基板テーブル８０Ｔの基板ホルダ８０Ｈに保持されている基板ＰのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を調整可能である。また、制御装置３０は、ＸＹ駆動機構８１を駆動することによって、ステージ本体８０Ｂを、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。制御装置３０は、ＸＹ駆動機構８１を制御して、ステージ本体８０ＢのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を調整することにより、そのステージ本体８０Ｂ上の基板テーブル８０Ｔの基板ホルダ８０Ｈに保持されている基板ＰのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を調整可能である。
【００７１】
このように、本実施形態においては、制御装置３０は、ＸＹ駆動機構８１及びＺ駆動機構８２を含む基板ステージ駆動装置８０Ｄを制御することによって、基板ステージ８０の基板ホルダ８０Ｈに保持されている基板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り、基板ＰのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関する位置を調整可能である。
【００７２】
また、基板ステージ８０の基板テーブル８０Ｔ（ひいては基板Ｐ）のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報は、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、基板テーブル８０Ｔに設けられた反射面７６を用いて、基板テーブル８０Ｔ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、基板テーブル８０ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報も計測してよい。
【００７３】
また、Ｚ駆動機構８２のエンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃは、アクチュエータ８３Ａ、８３Ｂ、８３Ｃの基板テーブル８０Ｔに対する各支持点のＺ軸方向の駆動量を計測可能であり、その計測結果は制御装置３０に出力される。制御装置３０は、そのエンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃの計測結果に基づいて、基板テーブル８０ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を求めることができる。
【００７４】
また、基板テーブル８０Ｔの基板ホルダ８０Ｈに保持される基板Ｐの表面情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報を含む）は、フォーカス・レベリング検出系１３０によって、基板Ｐに対する露光動作が開始される前に検出される。制御装置３０は、レーザ干渉計７５の計測結果、エンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃの計測結果、及びフォーカス・レベリング検出系１３０の検出結果に基づいて、基板ステージ駆動装置８０Ｄを駆動して、基板テーブル８０Ｔの基板ホルダ８０Ｈに保持されている基板Ｐの位置制御を行う。
【００７５】
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を搭載して移動可能である。計測器としては、露光光の状態及び投影光学系ＰＬの結像特性（光学特性）の計測を行う計測器（計測部材）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。
【００７６】
図１に示すように、計測ステージ９０は、ステージ本体９０Ｂと、ステージ本体９０Ｂ上に搭載された計測テーブル９０Ｔとを備え、計測器は、計測テーブル９０Ｔに搭載されている。ステージ本体９０Ｂは、エアベアリング９０Ａにより、ベース部材ＢＰの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。また、露光装置ＥＸは、計測器を搭載した計測テーブル９０Ｔを移動可能な計測ステージ駆動装置９０Ｄを有しており、その計測ステージ駆動装置９０Ｄの駆動により、計測テーブル９０Ｔ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。
【００７７】
計測ステージ駆動装置９０Ｄは、基板ステージ駆動装置８０Ｄとほぼ同等の構成を有しており、ステージ本体９０Ｂを、ベース部材ＢＰ上で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能なＸＹ駆動機構９１と、計測テーブル９０Ｔを、ステージ本体９０Ｂに対して、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能なＺ駆動機構９２とを備えている。
【００７８】
ＸＹ駆動機構９１は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含み、制御装置３０は、ＸＹ駆動機構９１を制御して、ベース部材ＢＰ上で非接触支持されるステージ本体９０Ｂを、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。また、計測ステージ駆動装置９０ＤのＺ駆動機構９２は、計測ステージ駆動装置９０ＤのＺ駆動機構９２と同様、３つのアクチュエータ９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃ（但し、図１における紙面奥側のアクチュエータ９３Ｃは不図示）と、アクチュエータ９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃによる計測テーブル９０ＴのＺ軸方向の駆動量を計測するエンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃ（但し、図１における紙面奥側のエンコーダ９４Ｃは不図示）とを含む。
【００７９】
制御装置３０は、Ｚ駆動機構９２の複数のアクチュエータ９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃそれぞれの駆動量を調整することによって、ステージ本体９０Ｂに対して、計測テーブル９０Ｔを、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能である。また、制御装置３０は、ＸＹ駆動機構９１を制御して、ステージ本体９０ＢのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を調整することにより、そのステージ本体９０Ｂ上の計測テーブル９０ＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を調整可能である。
【００８０】
このように、本実施形態においては、制御装置３０は、ＸＹ駆動機構９１及びＺ駆動機構９２を含む計測ステージ駆動装置９０Ｄを制御することによって、計測ステージ９０の計測テーブル９０Ｔ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り、計測テーブル９０ＴのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関する位置を調整可能である。
【００８１】
また、計測ステージ９０の計測テーブル９０ＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報は、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、計測テーブル９０Ｔに設けられた反射面７８を用いて、計測テーブル９０Ｔ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７７によって、計測テーブル９０ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報も計測してよい。
【００８２】
また、Ｚ駆動機構９２のエンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃは、アクチュエータ９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃの計測テーブル９０Ｔに対する各支持点のＺ軸方向の駆動量（基準位置からの変位量）を計測可能であり、その計測結果は制御装置３０に出力される。制御装置３０は、そのエンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃの計測結果に基づいて、計測テーブル９０ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を求めることができる。
【００８３】
制御装置３０は、レーザ干渉計７７の計測結果、及びエンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃの計測結果に基づいて、計測ステージ駆動装置９０Ｄを駆動して、計測テーブル９０Ｔの位置制御を行う。
【００８４】
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。
【００８５】
また、図１に示すように、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の像の位置情報を求めるための第１検出系１０を備えている。本実施形態の第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、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、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。
【００８６】
計測ステージ９０上には基準マークＦＭが設けられており（図７参照）、第１検出系１０は、計測ステージ９０上に設けられた基準マークＦＭを、投影光学系ＰＬを介して検出可能である。第１検出系１０は、その基準マークＦＭを投影光学系ＰＬを介して検出することによって、第１パターンＰＡ１と基準マークＦＭとの位置関係、及び第２パターンＰＡ２と基準マークＦＭとの位置関係を求めることができる。本実施形態の第１検出系１０は、第１パターンＰＡ１と基準マークＦＭとの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とを有しており、第１、第２サブ検出系１１、１２は、マスクステージ６０の上方に配置されている。
【００８７】
また、第１マスクＭ１上には、第１アライメントマークＲＭ１が設けられており（図５参照）、第１サブ検出系１１は、第１アライメントマークＲＭ１と、基準マークＦＭの投影光学系ＰＬを介した共役像とを同時に観察する。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と、投影光学系ＰＬを介した基準マークＦＭとを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との位置関係を検出可能である。
【００８８】
同様に、第２マスクＭ２上には、第２アライメントマークＲＭ２が設けられており（図５参照）、第２サブ検出系１２は、第２アライメントマークＲＭ２と、基準マークＦＭの投影光学系ＰＬを介した共役像とを同時に観察する。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と、投影光学系ＰＬを介した基準マークＦＭとを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との位置関係を検出可能である。
【００８９】
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（図７参照）と、基板Ｐ上に設けられたアライメントマークＡＭ（図６、図７参照）とを検出する第２検出系２０を備えている。本実施形態の第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（アライメントマークＡＭ、基準マークＦＰ）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。
【００９０】
計測ステージ９０上において、基準マークＦＭと基準マークＦＰとは所定位置関係で設けられており、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。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ＸＹ方向の位置関係を調整可能である。
【００９１】
図５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６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。
【００９２】
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に照射して、第１露光領域ＡＲ１に第１パターンＰＡ１の像を形成し、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を第２露光領域ＡＲ２に照射して、第２露光領域ＡＲ２に第２パターンＰＡ２の像を形成する。
【００９３】
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に形成される第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。
【００９４】
制御装置３０は、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、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とを制御しつつ、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１及び第２パターンＰＡ２からの第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。
【００９５】
図５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。
【００９６】
図６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、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。
【００９７】
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をマスクステージ６０を用いて各々の走査方向（Ｙ軸方向）に移動するとともに、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。
【００９８】
図５及び図６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。
【００９９】
上述のように、本実施形態においては、基板Ｐ上で第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５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５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。
【０１００】
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。
【０１０１】
例えば図６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。
【０１０２】
ここで、図５及び図６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方向への移動と、基板ステージ８０による第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対する基板Ｐ上のショット領域Ｓの−Ｙ方向への移動とを同期して行いつつ、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。
【０１０３】
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内の固定ブラインドの位置、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、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２は、形状及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。さらに、第１、第２露光領域ＡＲ１、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。また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の位置は、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２を用いて調整可能である。
【０１０４】
図５において、制御装置３０は、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６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側のエッジに到達して、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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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６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。
【０１０８】
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６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て、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。
【０１０９】
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２パターンＰＡ２は第２照明領域ＩＡ２を通過する。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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６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て、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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
図７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７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７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。
【０１１６】
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１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。
【０１１７】
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、光を通過可能な開口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。
【０１１８】
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に対する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。
【０１１９】
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、板部材５０’が配置され、板部材５０’のほぼ中央には光を通過可能な開口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）、米国特許公報第４，６２９，３１３号公報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。空間像計測器１６２は、第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１の位置、及び第２パターンＰＡ２の像が形成される第２像面ＩＳ２の位置を計測可能である。
【０１２０】
図８は、空間像計測器１６２を示す模式図である。なお、図８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いる。
【０１２１】
空間像計測器１６２は、投影光学系ＰＬの像面側に配置可能な計測ステージ９０（計測テーブル９０Ｔ）に設けられている。上述のように、計測ステージ９０上には、光が通過可能な開口１６１が形成されている。本実施形態においては、開口１６１は、計測ステージ９０上に設けられた板部材５０’に形成されている。板部材５０’は、例えば石英等、光を透過可能な材料によって形成されており、その板部材５０’の表面のほぼ全域は、例えばクロム（Ｃｒ）等の金属によって覆われた遮光領域となっている。開口１６１は、その遮光領域の一部に形成された開口であって、光が通過可能である。本実施形態では、開口１６１はスリットパターンである。なお、本実施形態においては、板部材５０’の上面（遮光領域）は、フォーカス・レベリング検出系１３０の計測基準面を規定するための基準反射面としての機能を有している。板部材５０’の上面の基準反射面は、フォーカス・レベリング検出系１３０の検出光を反射可能な所定反射率を有する理想的な平面であり、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の両方を同時に配置可能な面積を有している。
【０１２２】
板部材５０’の下方（−Ｚ方向）には、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上に投影される空間像を計測する空間像計測器１６２の一部が設けられている。空間像計測器１６２は、板部材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。
【０１２３】
開口１６１は、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２よりも小さく、かつ投影光学系ＰＬを介して各露光領域内の所定点に形成される計測マークの像を検出可能な大きさで形成されている。制御装置３０は、計測ステージ駆動装置９０Ｄを用いて計測ステージ９０のＸＹ方向の位置を調整することにより、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに、開口１６１を配置可能である。開口１６１は、投影光学系ＰＬの像面側で、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に照射される第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２のそれぞれを受光可能である。板部材５０’の開口１６１に照射され、開口１６１を通過した光は、空間像計測器１６２の光学系１６３を介して受光素子１６４に受光される。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パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１の位置情報、及び第２パターンＰＡ２の像が形成される第２像面ＩＳ２の位置情報を求めることができる。
【０１２４】
次に、空間像計測器１６２を用いて第１像面ＩＳ１の位置情報、及び第２像面ＩＳ２の位置情報を計測する動作の一例について図８及び図９（Ａ）及び（Ｂ）を参照して説明する。図８及び図９（Ａ）は、空間像計測器１６２を用いて第１像面ＩＳ１の位置を計測している状態を示す図、図９（Ｂ）は、第２像面ＩＳ２の位置を計測している状態を示す図である。
【０１２５】
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内の固定ブラインドの位置、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の位置情報は既知である。また、開口１６１は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２よりも小さく形成されている。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（計測テーブル９０Ｔ）の位置を計測しつつ、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上の開口１６１を、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２内の任意の位置に配置可能である。
【０１２６】
空間像計測器１６２を用いて第１像面ＩＳ１の位置を計測する場合、制御装置３０は、図８及び図９（Ａ）に示すように、計測システム７０のレーザ干渉計７７により、計測ステージ７０の位置情報を計測しつつ、計測ステージ駆動装置９０Ｄを用いて計測ステージ９０のＸＹ方向の位置を調整し、第１露光領域ＡＲ１に、開口１６１を配置する。また、空間像計測器１６２を用いて第１像面ＩＳ１の位置を計測する場合には、マスクステージ６０の第１サブステージ６２上に第１マスクＭ１が搭載される。
【０１２７】
第１マスクＭ１がマスクステージ６０の第１サブステージ６２に保持された後、制御装置３０は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が第１露光光ＥＬ１の光路上に配置されるように、マスクステージ６０の位置を調整する。また、制御装置３０は、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１がＺ軸方向に関して所定位置に配置されるように、マスクステージ６０（第１サブステージ６２）を制御する。そして、制御装置３０は、照明系ＩＬにより、第１マスクＭ１に第１露光光ＥＬ１を照射する。第１マスクＭ１の下面（パターン形成面Ｋ１）には、計測マークが形成されており、第１マスクＭ１に第１露光光ＥＬ１を照射することによって、投影光学系ＰＬを介して、第１露光領域ＡＲ１に計測マークの空間像（投影像）が形成される。ここで、計測マークは、その空間像が第１露光領域ＡＲ１内で像面位置を計測すべき複数の計測点の１つに形成されるように、その１つの計測点に対応する第１照明領域ＩＡ１内の位置に配置される。第１露光領域ＡＲ１には開口１６１が配置されており、制御装置３０は基板ステージ９０をＸ軸又はＹ軸方向に移動して、その１つの計測点に形成される計測マークの空間像と開口１６１とを相対走査する。この相対走査時に開口１６１を通過した第１露光光ＥＬ１は、空間像計測器１６２の受光素子１６４に受光される。すなわち、計測マークの空間像が空間像計測器１６２で計測される。空間像計測器１６２は、その計測結果（空間像の光強度信号）を制御装置３０に出力する。
【０１２８】
空間像計測器１６２を用いて第１像面ＩＳ１の位置の計測を行う際、制御装置３０は、計測ステージ駆動装置９０Ｄのアクチュエータ９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃを用いて、計測テーブル９０Ｔ（板部材５０’の上面）を所定のピッチでＺ軸方向に動かしつつ、計測マークの空間像の計測を複数回繰り返して行い、各回の光強度信号（光電変換信号）を記憶する。そして、制御装置３０は、上述の繰り返し行った複数の計測により得られた複数の光強度信号のそれぞれのコントラストを求める。そして、制御装置３０は、そのコントラストが最大となる光強度信号に対応する計測テーブル９０Ｔ（板部材５０’の上面）のＺ軸方向の位置を求め、その位置を、第１像面ＩＳ１が形成される位置、すなわち第１露光領域ＡＲ１内の計測点における投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置として決定する。ここで、制御装置３０は、計測ステージ９０に設けられたエンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃを用いて、アクチュエータ９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃの駆動量を計測しつつ、計測テーブル９０Ｔを所定のピッチでＺ軸方向に動かして空間像の計測を行う。エンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃは、所定の基準位置に対するアクチュエータ９３Ａ、９３Ｂ、８３ＣのＺ軸方向の駆動量を計測することができるため、制御装置３０は、そのエンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃの計測結果に基づいて、空間像の計測時における所定の基準位置に対する計測テーブル９０Ｔ（板部材５０’の上面）のＺ軸方向の位置を求めることができる。したがって、制御装置３０は、空間像計測器１６２の計測結果と、エンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃの計測結果とに基づいて、第１像面ＩＳ１の位置（Ｚ軸方向の位置）を求めることができる。なお、マスクＭ１のパターン形成面Ｋ１には複数の計測マークを設けられており、この複数の計測マークはそれぞれ、第１露光領域ＡＲ１内の複数の計測点に対応する第１照明領域ＩＡ１内の複数の位置に配置される。そこで、上記と同様に各計測マークの空間像を空間像計測器１６２で検出することによって、第１露光領域ＡＲ１内の複数の計測点でそれぞれ第１像面ＩＳ１の位置（すなわち、投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置）を求めることができる。このため、第１露光領域ＡＲ１内において第１像面ＩＳ１が傾斜、湾曲している場合にも、その第１像面ＩＳ１の位置を精確に計測することができる。
【０１２９】
また、空間像計測器１６２を用いて第２像面ＩＳ２の位置を計測する場合、制御装置３０は、図９（Ｂ）に示すように、計測システム７０のレーザ干渉計７７により、計測ステージ７０の位置情報を計測しつつ、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との位置関係に基づいて、計測ステージ駆動装置９０Ｄを用いて計測ステージ９０のＸＹ方向の位置を調整し、第２露光領域ＡＲ２に、開口１６１を配置する。空間像計測器１６２を用いて第２像面ＩＳ２の位置を計測する場合には、マスクステージ６０の第２サブステージ６３上に、第２マスクＭ２が搭載される。
【０１３０】
第２マスクＭ２がマスクステージ６０の第２サブステージ６３に保持された後、制御装置３０は、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が第２露光光ＥＬ２の光路上に配置されるように、マスクステージ６０の位置を調整する。また、制御装置３０は、第２マスクＭ２の第２パターン形成面Ｋ２がＺ軸方向に関して所定位置に配置されるように、マスクステージ６０（第２サブステージ６３）を制御する。そして、制御装置３０は、照明系ＩＬにより、第２マスクＭ２に第２露光光ＥＬ２を照射する。第２マスクＭ２の下面（パターン形成面Ｋ２）にも、計測マークが形成されており、第２マスクＭ２に第２露光光ＥＬ２を照射することによって、投影光学系ＰＬを介して、第２露光領域ＡＲ２に計測マークの空間像が形成される。ここで、計測マークはその空間像が第２露光領域ＡＲ２内で像面位置を計測すべき複数の計測点の１つに形成されるように、その１つの計測点に対応する第２照明領域ＩＡ２内の位置に配置される。第２露光領域ＡＲ２には開口１６１が配置されており、制御装置３０は基板ステージ９０をＸ軸又はＹ軸方向に移動して、その１つの計測点に形成される計測マークの空間像と開口１６１とを相対走査する。この相対走査時に開口１６１を通過した第２露光光ＥＬ２は、空間像計測器１６２の受光素子１６４に受光される。すなわち、計測マークの空間像が空間像計測器１６２で計測される。空間像計測器１６２は、その計測結果（空間像の光強度信号）を制御装置３０に出力する。
【０１３１】
空間像計測器１６２を用いて第２像面ＩＳ２の位置の計測を行う際、上述の第１像面ＩＳ１の位置を計測する手順と同様、制御装置３０は、計測ステージ駆動装置９０Ｄのアクチュエータ９３Ａ、９３Ｂ、９３Ｃを用いて、計測テーブル９０Ｔ（板部材５０’の上面）を所定のピッチでＺ軸方向に動かしつつ、計測マークの空間像の計測を複数回繰り返して行い、各回の光強度信号（光電変換信号）を記憶する。そして、制御装置３０は、上述の繰り返し行った複数の計測により得られた複数の光強度信号のそれぞれのコントラストを求める。そして、制御装置３０は、そのコントラストが最大となる光強度信号に対応する計測テーブル９０Ｔ（板部材５０’の上面）のＺ軸方向の位置を求め、その位置を、第２像面ＩＳ２が形成される位置、すなわち第２露光領域ＡＲ２内の計測点における投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置として決定する。また、制御装置３０は、空間像計測器１６２の計測結果と、エンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃの計測結果とに基づいて、第２像面ＩＳ２の位置（Ｚ軸方向の位置）を求めることができる。なお、マスクＭ２のパターン形成面Ｋ２にも複数の計測マークを設けられており、この複数の計測マークはそれぞれ、第２露光領域ＡＲ２内の複数の計測点に対応する第２照明領域ＩＡ２内の複数の位置に配置される。そこで、上記と同様に各計測マークの空間像を空間像計測器１６２で検出することによって、第２露光領域ＡＲ２内の複数の計測点でそれぞれ第２像面ＩＳ２の位置（すなわち、投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置）を求めることができる。このため、第２露光領域ＡＲ２内において第２像面ＩＳ２が傾斜、湾曲している場合にも、その第２像面ＩＳ２の位置を精確に計測することができる。
【０１３２】
このように、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの光射出側で第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を受光する空間像計測器１６２を用いて、第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）、及び第２パターンＰＡ２の像が形成される第２像面ＩＳ２の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を求めることができる。
【０１３３】
なお、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との位置関係に基づいて計測ステージ９０の板部材５０’に複数の開口１６１を設け、第１露光領域ＡＲ１に複数の開口のうちの一部を配置するとともに、残りの開口を第２露光領域ＡＲ２に配置し、空間像計測器１６２を用いて、第１マスクＭ１の計測マークの空間像と第２マスクＭ２の計測マークの空間像をほぼ同時に検出し、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１の位置情報と第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２の位置情報とを取得するようにしてもよい。また、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の計測マークの代わりに、例えばマスクステージ６０に設けられる基準マークを用いて、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置情報を計測してもよい。さらに、本実施形態では、前述した複数の計測点と同数の計測マーク（又は基準マーク）を投影光学系ＰＬの物体面に配置して、第１像面ＩＳ１又は第２像面ＩＳ２の位置情報を計測するものとしたが、計測点の数よりも少ない計測マーク（又は基準マーク）を用いて、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置情報を計測してもよい。この場合、マスクステージ６０を移動して、複数の計測点に対応する照明領域内の複数の位置にそれぞれ計測マーク（又は基準マーク）を配置すればよい。また、エンコーダ９４Ａ、９４Ｂ、９４Ｃの代わりにフォーカス・レベリング検出系１３０を用いて、板部材５０’の上面のＺ軸方向の位置を計測してもよい。
【０１３４】
ところで、本実施形態においては、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで基板Ｐのショット領域Ｓを多重露光する。そこで、基板Ｐ上に所望のパターンを形成するために、第１露光領域ＡＲ１，第２露光領域ＡＲ２のそれぞれにおいて、第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１と、第２パターンＰＡ２の像が形成される第２像面ＩＳ２と、基板Ｐの表面との位置関係の調整を良好に行うことが重要である。すなわち、基板Ｐのショット領域Ｓの多重露光は、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の第１走査露光と、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の第２走査露光とを含む。そこで、第１走査露光中、第１露光領域ＡＲ１内で第１像面ＩＳ１とショット領域Ｓの表面とをほぼ合致させる（すなわち、第１露光領域ＡＲ１内で投影光学系ＰＬの焦点深度内にショット領域Ｓの表面を維持する）とともに、第２走査露光中、第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２とショット領域Ｓの表面とをほぼ合致させる（すなわち、第２露光領域ＡＲ２内で投影光学系ＰＬの焦点深度内にショット領域Ｓの表面を維持する）ことが重要である。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの視野内で第１パターンＰＡ１の像が形成される第１露光領域ＡＲ１と第２パターンＰＡ２の像が形成される第２露光領域ＡＲ２とが異なる位置に設定されているので、ショット領域Ｓの多重露光中に、第１露光領域ＡＲ１内における基板Ｐの表面のＺ方向、θＸ方向、θＹ方向の位置と、第２露光領域ＡＲ２における基板Ｐ表面のＺ方向、θＸ方向、θＹ方向の位置とが異なる可能性がある。例えば、基板Ｐの表面の平坦度が低い場合や基板表面に凹凸が存在することが原因として挙げられる。したがって、基板Ｐのショット領域Ｓの多重露光によって、基板Ｐ上に所望のパターンを形成するために、第１露光領域ＡＲ１，第２露光領域ＡＲ２のそれぞれにおいて、所望のパターン像が形成されるように、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係の調整を行うことが重要である。
【０１３５】
制御装置３０は、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光するときに、マスクステージ６０を用いて、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１及び第２マスクＭ２の第２パターン形成面Ｋ２の少なくとも一方の位置を調整して、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２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の像が形成される第１像面ＩＳ１と、第２パターンＰＡ２の像が形成される第２像面ＩＳ２と、基板Ｐの表面との面位置関係を調整することができる。
【０１３６】
図１０は、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１の位置と、投影光学系ＰＬにより第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１の位置との関係の一例を説明するための模式図である。図１０にように、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１がＺ軸方向に関して第１の位置Ｚ１に配置され、その第１パターン形成面Ｋ１の第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１がＺ軸方向に関して第２の位置Ｚ２に形成される場合おいて、第１パターン形成面Ｋ１が第１の位置Ｚ１から−Ｚ方向にΔＺＫだけ変位して第３の位置Ｚ３に配置された場合、第１像面ＩＳ１も、値ΔＺＫに応じた値ΔＺＩだけ−Ｚ方向に変位して第４の位置Ｚ４に形成される。このように、第１パターン形成面Ｋ１が−Ｚ方向に移動すると、第１像面ＩＳ１も−Ｚ方向に移動する。また、第１パターン形成面Ｋ１が＋Ｚ方向に移動すると、第１像面ＩＳ１も＋Ｚ方向に移動する。また、第１パターン形成面Ｋ１がθＸ方向に傾斜すると、第１像面ＩＳ１もθＸ方向に傾斜し、第１パターン形成面Ｋ１がθＹ方向に傾斜すると、第１像面ＩＳ１もθＹ方向に傾斜する。
【０１３７】
上述のように、マスクステージ６０に設けられている第１サブステージ駆動装置６５のＺ駆動機構６７は、第１サブステージ６２に保持されている第１マスクＭ１のＺ軸、θＸ、θＹ方向の位置、ひいては第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸、θＸ、θＹ方向の位置を調整可能である。したがって、制御装置３０は、第１サブステージ駆動装置６５のＺ駆動機構６７を用いて、第１サブステージ６２に保持されている第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１の位置を調整することによって、第１像面ＩＳ１の位置を調整することができる。
【０１３８】
第１パターン形成面Ｋ１の位置と第１像面ＩＳ１の位置との関係（例えば、第１パターン形成面Ｋ１の移動量と第１像面ＩＳ１の変化量との関係など）は、上述の空間像計測器１６２を用いて求めることができる。例えば、制御装置３０は、図８及び図９（Ａ）に示した状態で、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸方向の位置を所定のピッチで変化させつつ、図８及び図９（Ａ）を参照して説明した手順と同様の手順で第１マスクＭ１の計測マークの空間像を計測することにより、第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸方向の各位置に対応する第１像面ＩＳ１の位置を求めることができる。
【０１３９】
同様に、第２パターン形成面Ｋ２が−Ｚ方向に移動すると、第２像面ＩＳ２も−Ｚ方向に移動し、第２パターン形成面Ｋ２が＋Ｚ方向に移動すると、第２像面ＩＳ２も＋Ｚ方向に移動する。また、第２パターン形成面Ｋ２がθＸ方向に傾斜すると、第２像面ＩＳ２もθＸ方向に傾斜し、第２パターン形成面Ｋ２がθＹ方向に傾斜すると、第２像面ＩＳ２もθＹ方向に傾斜する。マスクステージ６０に設けられている第２サブステージ駆動装置６６のＺ駆動機構６７は、第２サブステージ６３に保持されている第２マスクＭ２のＺ軸、θＸ、θＹ方向の位置、ひいては第２パターン形成面Ｋ２のＺ軸、θＸ、θＹ方向の位置を調整可能である。したがって、制御装置３０は、第２サブステージ駆動装置６６のＺ駆動機構６７を用いて、第２サブステージ６３に保持されている第２マスクＭ２の第２パターン形成面Ｋ２の位置を調整することによって、第２像面ＩＳ２の位置を調整することができる。また、第２パターン形成面Ｋ２の位置と第２像面ＩＳ２の位置との関係（例えば、第２パターン形成面Ｋ２の移動量と第２像面ＩＳ２の変化量との関係など）も空間像計測器１６２を用いて求めることもできる。
【０１４０】
なお、制御装置３０は、例えば投影光学系ＰＬの光学特性（結像特性）に基づいて、シミュレーション等を用いて、第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２の位置と、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置との関係を予め求めることもできる。第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２の位置と、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置との関係は制御装置３０に記憶される。
【０１４１】
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１１のフローチャート図を参照して説明する。
【０１４２】
まず、制御装置３０は、初期状態（例えば、第１マスクＭ１，第２マスクＭ２がマスクステージ６０に搭載された直後）における第１像面ＩＳ１の位置、及び第２像面ＩＳ２の位置を求める（ステップＳＡ１）。上述のように、第１パターン形成面Ｋ１に形成された計測マークの空間像と、第２パターン形成面Ｋ２に形成された計測マークの空間像を、計測ステージ９０に設けられた空間像計測器１６２を用いて検出することによって、初期状態における第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２のＺ方向、θＸ方向、θＹ方向の位置をそれぞれ検出する。
【０１４３】
次に制御装置３０は、第１像面ＩＳ１の位置と第２像面ＩＳ２の位置の少なくとも一方を調整する（ステップＳＡ２）。より具体的には、制御装置３０は、Ｚ駆動機構６７を制御して、第１パターン形成面Ｋ１、第２パターン形成面Ｋ２の少なくとも一方を動かして、第１像面ＩＳ１の位置と第２像面ＩＳ２の位置の少なくとも一方を調整する。本実施形態おいては、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２がＸＹ平面とほぼ平行になるように、且つＺ軸方向の位置がほぼ一致するように、例えば第１像面ＩＳ１の位置を調整する。すなわち、本実施形態においては、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２が同一平面内に形成されるように、第１像面ＩＳ１の位置を第２像面ＩＳ２の位置に合わせるように調整する。ただし、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２が同一平面内に形成されるように、第２像面ＩＳ２の位置のみを調整してもよく、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２の両方の位置を調整してもよい。なお、Ｚ駆動機構６７に替えて、あるいはＺ駆動機構６７とともに、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、第１像面ＩＳ１の位置と第２像面ＩＳ２の位置の少なくとも一方を調整してもよい。調整後の第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）は、記憶装置３１に記憶される。なお、上記調整後に第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置を再計測し、この計測した位置を記憶装置３１に記憶してもよい。ここで、上記調整時に第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の一方だけ位置が調整される場合、その一方の像面のみ位置を計測するだけでもよい。
【０１４４】
また、制御装置３０は、上述のステップＳＡ１、及びステップＳＡ２の少なくとも一部と並行して、基板ステージ８０を、投影光学系ＰＬから離れた基板交換位置（ローディングポジション）へ移動する。
【０１４５】
図１２は、基板交換位置ＲＰ近傍を示す模式図である。図１２に示すように、制御装置３０は、基板交換位置ＲＰにおいて、露光されるべき基板Ｐを搬送系３００を用いて基板ステージ８０に搬入（ロード）する。
【０１４６】
次に、制御装置３０は、基板ステージ８０の基板ホルダ８０Ｈに保持された基板Ｐの表面情報を、フォーカス・レベリング検出系１３０を用いて取得する（ステップＳＡ３）。図１２に示すように、フォーカス・レベリング検出系１３０は、投影光学系ＰＬから離れて配置されており、本実施形態においては、基板交換位置ＲＰと投影光学系ＰＬ直下の露光処理位置ＥＰとの間に配置されている。フォーカス・レベリング検出系１３０は、基板Ｐに対する露光動作が開始される前に、基板Ｐの表面情報を取得する。
【０１４７】
上述したように、本実施形態のフォーカス・レベリング検出系１３０は、基板Ｐの表面に検出光Ｌａを照射する投射系１３１と、基板Ｐの表面に照射された検出光Ｌａの反射光を受光可能な受光系１３２とを備えている。フォーカス・レベリング検出系１３０は、受光系１３２の受光結果に基づいて、検出光Ｌａが照射された基板Ｐの表面の位置情報を求めることができる。本実施形態においては、フォーカス・レベリング検出系１３０は、ステップＳＡ２で調整された第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との位置関係（第１像面ＩＳ１に対する基板Ｐ表面の位置ずれ情報）を出力する。また、本実施形態においては、ステップＳＡ２において第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２は同一平面に位置するように調整されているので、フォーカス・レベリング検出系１３０を使って取得された基板Ｐの表面情報は、第２像面ＩＳ２と基板Ｐ表面との位置関係（第２像面ＩＳ２に対する基板Ｐ表面の位置ずれ情報）でもある。
【０１４８】
なお、第１、第２像面ＩＳ１，ＩＳ２の位置を検出するために用いられた板部材５０’の上面に形成されている基準反射面の位置情報をフォーカス・レベリング検出系１３０を使って求めることによって、フォーカス・レベリング検出系１３０が、基板Ｐの表面とステップＳＡ２で調整された第１像面ＩＳ１との位置関係（第１像面ＩＳ１に対する基板Ｐ表面の位置ずれ情報）を出力しているかどうかを確認することができる。
【０１４９】
また、フォーカス・レベリング検出系１３０が、ステップＳＡ２で調整された第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との位置関係（第２像面ＩＳ２に対する基板Ｐ表面の位置ずれ情報）を出力するようにしもよいし、第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２との面位置関係が既知の基準面と基板Ｐ表面との位置関係（その基準面に対する基板Ｐ表面の位置情報）を出力するようにしてもよい。
【０１５０】
制御装置３０は、計測システム７０（レーザ干渉計７５）を用いて基板ステージ８０の位置情報を計測しつつ、基板Ｐを保持した基板ステージ８０をＸＹ方向に動かしながら、フォーカス・レベリング系１３０の投射系１３１より検出光Ｌａを基板Ｐの表面に照射し、基板Ｐの表面で反射した検出光Ｌａの反射光を受光系１３２で受光する。すなわち、制御装置３０は、フォーカス・レベリング系１３０より検出光Ｌａが基板Ｐの表面のほぼ全域に照射されるように、基板ステージ８０を移動し、基板Ｐの表面で反射した検出光Ｌａの反射光を受光系１３２で受光する。これにより、制御装置３０は、フォーカス・レベリング検出系１３０の受光系１３２の受光結果に基づいて、基板Ｐの表面情報を求めることができる。上述のように、基板Ｐの表面情報とは、基板Ｐの表面の位置情報（第１像面ＩＳ１に対する基板Ｐ表面のＺ軸、θＸ、θＹ方向の位置ずれ情報）、及び基板Ｐの表面の形状に関する情報（第１像面ＩＳ１に対する基板Ｐ表面の凹凸情報）を含む。
【０１５１】
なお、フォーカス・レベリング検出系１３０で基板Ｐの表面情報を取得する動作を行っているときの基板テーブル８０Ｔの位置情報は、基板ステージ８０に設けられたエンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃによって計測されている。制御装置３０は、フォーカス・レベリング検出系１３０の検出結果と、エンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃの計測結果とに基づいて、第１像面ＩＳ１に対する基板Ｐの表面情報を取得することができる。また、本実施形態では基板Ｐのほぼ全面でその表面情報を求めることが好ましいが、基板Ｐの一部のみでその表面情報を求めるだけでもよい。
【０１５２】
次に、制御装置３０は、第１、第２像面ＩＳ１，ＩＳ２の位置情報、及び基板Ｐの表面情報に基づいて、基板Ｐ上のショット領域Ｓの露光を開始する前に、基板Ｐの露光中における第１マスクＭ１を保持した第１サブステージ６２のＺ軸方向の移動プロファイル（第１マスクＭ１のＹ軸方向の位置と第１サブステージ６２のＺ軸方向の目標位置との関係を示す情報など）、基板Ｐの露光中における第２マスクＭ２を保持した第２サブステージ６３のＺ軸方向の移動プロファイル（第２マスクＭ２のＹ軸方向の位置と第２サブステージ６３のＺ軸方向の目標位置との関係を示す情報など）、及び基板Ｐの露光中における基板Ｐを保持した基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイル（基板ＰのＸＹ座標系内での位置と基板ステージ８０のＺ軸方向の目標位置との関係を示す情報など）を決定する（ステップＳＡ４）。
【０１５３】
すなわち、制御装置３０は、第１、第２像面ＩＳ１，ＩＳ２の位置情報、及び基板Ｐの表面情報に基づいて、基板Ｐ上の各ショット領域の多重露光中に、第１露光領域ＡＲ１内で第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とが所定位置関係となるように且つ第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とが所定位置関係となるように、第１像面ＩＳ１、第２像面ＩＳ２、及び／または基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置調整量を決定する。この決定された位置調整量により、第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との面位置関係、並びに第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係をそれぞれ調整することができる。この位置調整量は、Ｚ軸方向だけでなくθＸ、θＹ方向の少なくとも一方の位置調整量を含んでもよい。
【０１５４】
第１実施形態においては、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との位置関係の調整を、第１像面ＩＳ１の位置調整のみで行い、第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との位置関係の調整を、基板Ｐの表面の位置調整のみで行う。すなわち、本実施形態においては、制御装置３０は、ステップＳＡ３で求められた基板Ｐの表面情報に基づいて、第１露光領域ＡＲ１内で第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とが所定位置関係となるように、第１像面ＩＳ１を動かし、且つ第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とが所定位置関係となるように、基板Ｐの表面を動かす。
【０１５５】
ここで、図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）及び図１４の模式図を参照しながら、本実施形態に係る第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面の位置との面位置関係を調整する方法について説明する。図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）は、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係の一例を示す模式図であり、図１４は、基板Ｐ上のショット領域Ｓの多重露光中に第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係を調整している状態の露光装置ＥＸの一例を示す模式図である。
【０１５６】
図１３（Ａ）は、上述のステップＳＡ２の直後に、第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２がＺ軸方向の所定位置（同一面内）に配置されているときの第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置と、基板Ｐの表面との関係を模式的に示した図である。なお、図１３（Ａ）において、図示はしていないが、横軸はＹ軸方向（走査方向）位置を示し、縦軸はＺ軸方向位置を示す（図１３（Ｂ）もまた同様である）。図１３（Ａ）に示す状態においては、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２と基板Ｐ表面との面位置関係は調整されていない。また、図１３（Ａ）に示すように、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１に合致させたい基板Ｐ表面の部分領域と、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２に合致させたい基板Ｐ表面の部分領域とは、Ｚ軸方向の位置が異なっている。本実施形態においては、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とが合致するように、且つ第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とが合致するように、第１像面ＩＳ１と、基板Ｐとを動かす。
【０１５７】
すなわち、図１３（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とが合致するように、第１像面ＩＳ１をＺ軸方向に動かすとともに、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とが合致するように、基板ＰをＺ軸方向に動かす。図１３（Ｂ）に示す例では、第１像面ＩＳ１は、図１３（Ａ）に示す状態から−Ｚ方向に移動され、基板Ｐの表面は、図１３（Ａ）に示す状態から＋Ｚ方向に移動されている。
【０１５８】
第１像面ＩＳ１のＺ軸方向の位置を調整するために、制御装置３０は、第１マスクＭ１を保持した第１サブステージ６２をＺ軸方向に動かす。すなわち、制御装置３０は、第１サブステージ６２を制御して、図１４の模式図に示すように、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸方向の位置を調整する。図１４に示すように、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１を、破線で示す所定位置から、−Ｚ方向に移動することにより、図１３（Ｂ）に示したように、第１像面ＩＳ１の位置を−Ｚ方向に移動することができる。制御装置３０は、第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸方向の位置を調整して、第１像面ＩＳ１のＺ軸方向の位置を調整することにより、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができる。
【０１５９】
また、制御装置３０は、基板ステージ８０を制御して、基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置を調整することにより、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができる。また、本実施形態においては、制御装置３０は、第２マスクＭ２を保持した第２サブステージ６３のＺ軸方向の位置をほぼ動かさないように制御する。
【０１６０】
第１パターン形成面Ｋ１の位置と第１像面ＩＳ１の位置との関係は、予め制御装置３０に記憶されており、基板Ｐの露光を開始する前の第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２の位置はステップＳＡ１で計測され、ステップＳＡ２で調整され、調整後の第１、第２像面ＩＳ１，ＩＳ２の位置も制御装置３０に記憶されている。また、基板Ｐの表面情報は、ステップＳＡ３で求められている。したがって、制御装置３０は、ステップＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３の結果に基づいて第１露光領域ＡＲ１内で基板Ｐの表面に対して第１像面ＩＳ１を合致させるために、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１をどのくらいＺ軸方向に動かせばよいのかを知ることができる。同様に、制御装置３０は、ステップＳＡ１、ＳＡ２、ＳＡ３の結果に基づいて、第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２に対して基板Ｐの表面を合致させるために、基板Ｐの表面をどのくらいＺ軸方向に動かせばよいのかを知ることができる。
【０１６１】
以上、図１３及び図１４を参照しながら、本実施形態に係る第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係を調整する方法について説明した。本実施形態の制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中に、第１露光領域ＡＲ１内で第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にするように、且つ第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にするように、走査露光中における第１像面ＩＳ１、及び基板Ｐの表面の位置調整量を決定する。すなわち、制御装置３０は、このステップ（ステップＳＡ４）において、第１、第２像面ＩＳ１，ＩＳ２の位置情報、及び基板Ｐの表面情報に基づいて、基板Ｐ上のショット領域Ｓの露光を開始する前に、基板Ｐの露光中における第１マスクＭ１を保持した第１サブステージ６２のＺ軸方向の移動プロファイルと、第２マスクＭ２を保持した第２サブステージ６３のＺ軸方向の移動プロファイルと、基板Ｐを保持した基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイルとを決定する。
【０１６２】
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Ｙ軸方向に同期移動しつつ、第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像で基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ（Ｓ１〜Ｓ２１）のそれぞれを順次多重露光するので、制御装置３０は、基板Ｐ上のショット領域毎に、第１サブステージ６２、第２サブステージ６３、及び基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイルを準備する。
【０１６３】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、基板Ｐの表面情報と、第１サブステージ６２のＺ軸方向の移動プロファイルと、基板テーブル８０ＴのＺ軸方向の移動プロファイルとの関係の一例を示す模式図である。なお、上述したように、本実施形態においては、基板Ｐの露光中に、第２サブステージ６３をＺ軸方向へ動かさないので、図１５（Ａ）、（Ｂ）においては、第２サブステージ６３のＺ軸方向の移動プロファイルは図示されていない。図１５（Ａ）は、基板Ｐの１つのショット領域Ｓの表面情報（Ｙ軸方向に関する基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置の分布）を示し、図１５（Ｂ）は、そのショット領域Ｓの走査露光中における基板テーブル８０ＴのＺ軸方向の移動プロファイルと、第１サブステージ６２のＺ軸方向の移動プロファイルとを示す。また、図１５（Ａ）、（Ｂ）には、基板Ｐ上のショット領域Ｓを第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対して−Ｙ方向に移動しつつ露光するときの状態が示されている。
【０１６４】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第１露光領域ＡＲ１内で基板Ｐの表面に対して第１像面ＩＳ１を合致させるように、メインステージ６１及び基板ステージ８０をＹ軸方向に同期移動するときの第１サブステージ６２のＺ軸方向の移動プロファイルを決定する。また、制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２に対して基板Ｐの表面を合致させるように、メインステージ６１及び基板ステージ８０をＹ軸方向に同期移動するときの基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイルを決定する。
【０１６５】
なお、図１５（Ｂ）においては、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の像の投影が開始される時点を原点としており、基板ステージ８０のＹ軸方向の移動速度、及び第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との距離に応じた時間ΔＴだけ遅れて、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２に対して基板Ｐの表面を合致させるための基板ステージ８０のＺ軸方向の移動が開始される。
【０１６６】
そして、制御装置３０は、ステップＳＡ４で決定した移動プロファイルに基づいて、マスクステージ６０と基板ステージ８０とを制御しつつ、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の多重露光を開始する（ステップＳＡ５）。
【０１６７】
なお、基板Ｐの露光に先立って、第１検出系１０、第２検出系２０を用いて、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内での、第１パターンＰＡ１の像の投影位置、第２パターンＰＡ２の像の投影位置、及び基板Ｐ上の各ショット領域の位置（ショット領域毎の各投影位置との位置関係）が求められており、基板Ｐの各ショット領域の露光中は、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像と基板Ｐとの位置関係を調整しながら各ショット領域の多重露光が行われる。
【０１６８】
制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第１露光領域ＡＲ１内で基板Ｐの表面に対して第１像面ＩＳ１が合致するように、ステップＳＡ４で決定された移動プロファイルに基づき、第１サブステージ駆動装置６５のＺ駆動機構６７を用いて第１サブステージ６２をＺ軸方向に動かしつつ、メインステージ６１と基板ステージ８０とをＹ軸方向に同期移動する。また、制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２に基板Ｐの表面が合致するように、ステップＳＡ４で決定された移動プロファイルに基づき、基板ステージ駆動装置８０ＤのＺ駆動機構８２を用いて基板テーブル８０ＴをＺ軸方向に動かしつつ、メインステージ６１と基板ステージ８０とをＹ軸方向に同期移動する。
【０１６９】
また、制御装置３０は、マスクステージ６０に設けられたＺ計測装置７０Ａ（第１マスク用計測装置１７１）を用いて、第１マスクＭ１（第１パターン形成面Ｋ１）の位置情報を計測するとともに、基板ステージ８０に設けられたエンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃを用いて、基板テーブル８０Ｔ（基板Ｐの表面）の位置情報を計測しつつ、基板Ｐ上のショット領域Ｓを走査露光する。制御装置３０は、ステップＳＡ３で決定した移動プロファイルを目標値として、Ｚ計測装置７０Ａ（第１マスク用計測装置１７１）の計測結果に基づいて、第１サブステージ駆動装置６５のＺ駆動機構６７を用いて第１マスクＭ１の位置を調整するとともに、エンコーダ８４Ａ、８４Ｂ、８４Ｃの計測結果に基づいて、基板ステージ駆動装置８０ＤのＺ駆動機構８２を用いて基板Ｐの位置を調整しつつ、基板Ｐのショット領域Ｓを露光する。これにより、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との面位置関係、及び第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係を所望状態にしつつ、基板Ｐのショット領域Ｓを多重露光することができる。
【０１７０】
なお、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中に、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面との相対的な傾斜調整（θＸ、θＹ方向の位置調整）を行うこともできる。この場合、ステップＳＡ４において、第１サブステージ６２、第２サブステージ６３、及び基板ステージ８０のθＸ、θＹ方向の移動プロファイルを用意しておけばよい。
【０１７１】
制御装置３０は、例えば、第１露光領域ＡＲ１において基板Ｐの表面が第１像面ＩＳ１に対して傾斜している場合、制御装置３０は、基板Ｐの表面の傾斜情報（θＸ、θＹ方向の位置情報）、及び第１像面ＩＳ１のθＸ、θＹ方向の位置情報に応じて、第１サブステージ駆動装置６５のＺ駆動機構６７を用いて第１パターン形成面Ｋ１を傾斜させることにより、第１露光領域ＡＲ１内で基板Ｐの表面に対して第１像面ＩＳ１を合致させることができる。
【０１７２】
また、制御装置３０は、第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２に対して基板Ｐの表面を合致させるように、第２像面ＩＳ２及び基板Ｐの表面のθＸ、θＹ方向の位置情報に応じて、Ｚ駆動機構８２を用いて基板テーブル８０Ｔを傾斜させて、基板Ｐの表面を傾斜させることができる。
【０１７３】
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にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２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をそれぞれ、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（二重露光）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。
【０１７４】
そして、本実施形態においては、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係を調整して、基板Ｐのショット領域Ｓを多重露光するので、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２において、基板Ｐの表面の位置が異なっていても、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができるとともに、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができる。したがって、基板Ｐ上に所望のパターンを形成することができる。
【０１７５】
また、本実施形態においては、第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐ表面との位置関係の調整を基板Ｐの表面位置の調整（基板ステージ８０の移動）のみで実行し、第１露光領域ＡＲ１における第１像面と基板Ｐ表面との位置関係の調整は、第１露光領域ＡＲ１と共役な第１照明領域ＩＡ１における第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１の位置調整のみで実行しているので、第１、第２露光領域ＡＲ１，ＡＲ２の両方で像面（ＩＳ１，ＩＳ２）と基板Ｐ表面とを比較的容易な制御で合致させることができる。
【０１７６】
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、投影光学系ＰＬの視野内で第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。
【０１７７】
なお、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との位置関係の調整は、第１パターン形成面Ｋ１の位置調整による第１像面ＩＳ１の位置調整のみで行われ、第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との位置関係の調整は、基板Ｐの表面の位置調整のみで行われているが、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との位置関係の調整を、基板Ｐの表面の位置調整のみで行い、第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との位置関係の調整を、第２サブステージ駆動装置６６を用いた第２パターン形成面Ｋ２の位置調整による第２像面ＩＳ２の位置調整のみで行うようにしてもよい。この場合、制御装置３０は、例えばＺ計測装置７０Ａ（第２マスク用計測装置１７２）を用いて、第２マスクＭ２の第２パターン形成面Ｋ２の位置情報を検出しつつ、第２サブステージ駆動装置６６のＺ駆動機構６７を用いて第２マスクＭ２（第２パターン形成面Ｋ２）の位置を調整することができる。またこの場合、制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中に、第２露光領域ＡＲ２内での基板Ｐの表面の傾斜情報に応じて、第２サブステージ駆動装置６６のＺ駆動機構６７を用いて第２パターン形成面Ｋ２を傾斜させることができるし、第１露光領域ＡＲ１内で第１像面ＩＳ１に対して基板Ｐの表面を合致させるように、基板ステージ８０のＺ駆動機構８２を用いて、基板Ｐの表面を傾斜させることができる。なお、本実施形態では第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２でそれぞれ投影光学系ＰＬの焦点深度内に基板表面が配置されるように、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の一方において像面の位置（及び傾斜）を調整し、他方において基板の位置（及び傾斜）を調整してもよい。すなわち、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の少なくとも一方において像面と基板表面とを合致させなくてもよい。
【０１７８】
＜第２実施形態＞
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、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との位置関係の調整を第１像面ＩＳ１の位置調整のみで行い、第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との位置関係の調整を基板Ｐの表面の位置調整のみで行っているが、第２実施形態の特徴的な部分は、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との位置関係の調整、及び第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との位置関係の調整を、基板Ｐの表面の位置調整なしに、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２の位置調整のみで行う点にある。
【０１７９】
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。
【０１８０】
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、第２実施形態に係る第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係を調整する方法を説明するための模式図である。図１６（Ａ）は、図１３（Ａ）と同様、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置と、基板Ｐの表面との位置関係を模式的に示した図である。図１６（Ａ）に示す状態においては、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係は調整されていない。
【０１８１】
本実施形態においては、図１６（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とが合致するように、第１像面ＩＳ１をＺ軸方向に動かすとともに、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とが合致するように、第２像面ＩＳ２をＺ軸方向に動かす。図１６（Ｂ）に示す例では、第１像面ＩＳ１は、図１６（Ａ）に示す状態から−Ｚ方向に移動され、第２像面ＩＳ２も、図１６（Ａ）に示す状態から−Ｚ方向に移動されている。
【０１８２】
制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１内において、第１像面ＩＳ１のＺ軸方向の位置を調整するために、第１マスクＭ１を保持した第１サブステージ６２をＺ軸方向に動かす。すなわち、制御装置３０は、第１サブステージ６２を制御して、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸方向の位置を調整する。また、制御装置３０は、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２のＺ軸方向の位置を調整するために、第２マスクＭ２を保持した第２サブステージ６３をＺ軸方向に動かす。すなわち、制御装置３０は、第２サブステージ６３を制御して、第２マスクＭ２の第２パターン形成面Ｋ２のＺ軸方向の位置を調整する。また、本実施形態においては、制御装置３０は、基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置をほぼ動かさないように基板ステージ８０を制御する。これにより、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１内で第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができるとともに、第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができる。
【０１８３】
上述の第１実施形態と同様に、基板Ｐの走査露光に先立って、制御装置３０は、第１サブステージ６２、第２サブステージ６３、及び基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイルを作成する。制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第１露光領域ＡＲ１内で基板Ｐの表面に対して第１像面ＩＳ１を合致させるように、第１サブステージ６２のＺ軸方向の移動プロファイルを決定するとともに、第２露光領域ＡＲ２内で基板Ｐの表面に対して第２像面ＩＳ２を合致させるように、第２サブステージ６３のＺ軸方向の移動プロファイルを決定する。第１、第２サブステージ６２、６３の移動プロファイルの決定では、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置情報、及び基板Ｐの表面情報が用いられる。また、基板Ｐの露光中、基板Ｐ表面のＺ軸方向の位置が変化しないよう基板ステージ８０の移動プロファイルが決定される。
【０１８４】
そして、制御装置３０は、決定した移動プロファイルに基づいて、マスクステージ６０と基板ステージ８０とを制御しつつ、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を多重露光する。
【０１８５】
なお、本実施形態においても、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中に、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面との相対的な傾斜調整（θＸ、θＹ方向の位置調整）を行うことができる。
【０１８６】
本実施形態においても、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２において基板Ｐの表面の位置が異なっていても、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができるとともに、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができる。したがって、基板Ｐ上に所望のパターンを形成することができる。また、本実施形態でも第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２でそれぞれ投影光学系ＰＬの焦点深度内に基板表面が配置されるように、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置（及び傾斜）を調整してもよい。すなわち、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の少なくとも一方において像面と基板表面とを合致させなくてもよい。
【０１８７】
＜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、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との位置関係の調整、及び第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との位置関係の調整を、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２の位置調整なしに、基板Ｐの表面の位置調整のみで行う点にある。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。
【０１８８】
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、第３実施形態に係る第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係を調整する方法を説明するための模式図である。図１７（Ａ）は、図１３（Ａ）と同様、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置と、基板Ｐの表面との関係を模式的に示した図である。図１７（Ａ）に示す状態においては、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係は調整されていない。
【０１８９】
本実施形態においては、図１７（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とが合致するように、基板Ｐの表面の位置調整を行う。図１７（Ｂ）に示す例では、基板Ｐの表面は、図１７（Ａ）に示す状態から＋Ｚ方向に移動されている。
【０１９０】
制御装置３０は、基板ステージ８０を制御して、第１露光領域ＡＲ１内において、基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置を調整する。また、本実施形態においては、制御装置３０は、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２の位置が変化しないように、第１マスクＭ１を保持した第１サブステージ６２のＺ軸方向の位置、及び第２マスクＭ２を保持した第２サブステージ６３のＺ軸方向の位置をほぼ動かさないように第１、第２サブステージ６２，６３を制御する。これにより、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１内で第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを合致させることができる。また、第２露光領域ＡＲ２内で第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とを所定位置関係にすることができる。
【０１９１】
上述の各実施形態と同様に、基板Ｐの走査露光に先立って、制御装置３０は、第１サブステージ６２、第２サブステージ６３、及び基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイルを作成する。制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを合致させるように、基板ステージ８０（基板テーブル８０Ｔ）のＺ軸方向の移動プロファイルを決定する。また、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２のＺ軸方向の位置が変化しないよう第１、第２サブステージ６２，６３の移動プロファイルが決定される。
【０１９２】
そして、制御装置３０は、決定した移動プロファイルに基づいて、マスクステージ６０と基板ステージ８０とを制御しつつ、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を多重露光する。
【０１９３】
本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを所望の位置関係にすることができる。例えば、第１パターンＰＡ１は第１像面ＩＳ１と基板Ｐ表面との高精度な位置関係の調整が要求され、第２パターンＰＡ２は第２像面ＩＳ２と基板Ｐ表面との高精度な位置関係の調整を必要としない場合、あるいは第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とでその投影条件が異なり、第１パターンＰＡ１の像に比べて大きな焦点深度で第２パターンＰＡ２の像が投影される場合、あるいは基板Ｐの表面が比較的平坦であり、第１露光領域ＡＲ１における基板Ｐ表面の位置と第２露光領域ＡＲ２における基板Ｐ表面の位置との差が小さい場合には、本実施形態の方法を用いて基板Ｐのショット領域Ｓを多重露光することができる。本実施形態では、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを合致させるように基板Ｐの位置を調整しても、第２露光領域ＡＲ２において投影光学系ＰＬの焦点深度内に基板Ｐの表面が実質的に維持され、第２パターンＰＡ２の解像不良などが生じることはない。
【０１９４】
本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１のみで、基板ステージ８０のみを使って第１像面ＩＳ１と基板Ｐ表面との位置関係を調整しているので、第１像面ＩＳ１と基板Ｐ表面とを容易に所望状態にすることができる。また、本実施形態においては、第２サブステージ６３を駆動する第２サブステージ駆動装置６６のＺ駆動機構６７を簡略若しくは省略できるなど、装置の簡略化、低コスト化を図ることができる。
【０１９５】
なお、本実施形態においては、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐ表面との位置関係の調整を行わずに、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とが合致するように、基板Ｐの表面の位置調整を行っているが、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐ表面との位置関係の調整を行わずに、第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とが合致するように、基板Ｐの表面の位置調整を行ってもよい。
【０１９６】
また、一方の露光領域（ＡＲ１又はＡＲ２）で行われる像面（ＩＳ１又はＩＳ２）と基板Ｐ表面との位置関係の調整を、基板Ｐ表面の位置調整を行わずに、像面（ＩＳ１又はＩＳ２）の位置調整のみで実行しても良い。あるいは、一方の露光領域（ＡＲ１又はＡＲ２）で行われる像面（ＩＳ１又はＩＳ２）と基板Ｐ表面との位置関係の調整を、基板Ｐ表面の位置調整と像面（ＩＳ１又はＩＳ２）の位置調整の両方で実行しても良い。
【０１９７】
なお、本実施形態においても、一方の露光領域（ＡＲ１又はＡＲ２）において、像面（ＩＳ１又はＩＳ２）と基板Ｐの表面との相対的な傾斜調整（θＸ、θＹ方向の位置調整）を行うことができる。また、本実施形態でも第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２でそれぞれ投影光学系ＰＬの焦点深度内に基板表面が配置されるように、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の一方において像面及び基板の少なくとも一方の位置（及び傾斜）を調整してもよい。すなわち、一方の露光領域において像面と基板表面とを合致させなくてもよい。
【０１９８】
＜第４実施形態＞
第４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、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との誤差、及び第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との誤差がほぼ同じになるように、基板Ｐの表面の位置調整を行う点にある。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。
【０１９９】
図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）は、第４実施形態に係る第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係を調整する方法を説明するための模式図である。図１８（Ａ）は、図１３（Ａ）と同様、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置と、基板Ｐの表面との関係を模式的に示した図である。図１８（Ａ）に示す状態においては、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係は調整されていない。
【０２００】
本実施形態においては、図１８（Ｂ）に示すように、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との誤差、及び第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との誤差がほぼ等しくなるように、基板Ｐの表面をＺ軸方向に動かして、基板Ｐの表面の位置調整を行う。制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との位置関係の調整、及び第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との位置関係の調整を、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２の位置調整なしに、基板Ｐの表面の位置調整のみで行う。
【０２０１】
本実施形態においても、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２とのＺ軸方向の位置はほぼ同じなので、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置と第２露光領域ＡＲ２における基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置との中間位置（平均位置）ＣＴが、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２と合致するように、基板Ｐの表面の位置調整を行う。図１８（Ｂ）に示す例では、基板Ｐは、第１露光領域ＡＲ１における基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置と第２露光領域ＡＲ２における基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置との中間位置ＣＴが、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２と合致するように、図１８（Ａ）に示す状態から＋Ｚ方向に移動されている。
【０２０２】
制御装置３０は、基板ステージ８０を制御して、第１露光領域ＡＲ１，第２露光領域ＡＲ２内における基板Ｐの表面のＺ軸方向の位置を調整する。また、制御装置３０は、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２の位置が変化しないように、第１マスクＭ１を保持した第１サブステージ６２のＺ軸方向の位置、及び第２マスクＭ２を保持した第２サブステージ６３のＺ軸方向の位置をほぼ動かさないように第１、第２サブステージ６２，６３を制御する。
【０２０３】
上述の各実施形態と同様に、基板Ｐの走査露光に先立って、制御装置３０は、第１サブステージ６２、第２サブステージ６３、及び基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイルを作成する。制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２に対して基板Ｐの表面の中間位置ＣＴを合致させるように、基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイルを決定する。また、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２のＺ軸方向の位置が変化しないよう第１、第２サブステージ６２，６３の移動プロファイルが決定される。
【０２０４】
そして、制御装置３０は、決定した移動プロファイルに基づいて、マスクステージ６０と基板ステージ８０とを制御しつつ、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を多重露光する。
【０２０５】
例えば、第１パターンＰＡ１の像、第２パターンＰＡ２の像のいずれもが像面（ＩＳ１，ＩＳ２）と基板Ｐ表面との高精度な位置関係の調整を必要としない場合、あるいは基板Ｐの表面が比較的平坦であり、第１露光領域ＡＲ１における基板Ｐ表面の位置と第２露光領域ＡＲ２における基板Ｐ表面の位置との差が小さい場合には、本実施形態の面位置調整方法を用いて基板Ｐのショット領域Ｓを多重露光することができる。本実施形態では、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２でそれぞれ、像面と基板表面とが合致していなくても、投影光学系ＰＬの焦点深度内に基板表面が維持される。
【０２０６】
本実施形態によれば、第１像面ＩＳ１、第２像面ＩＳ２の位置調整を行うことなく、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とを所定の位置関係にすることができるとともに、第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とを所定の位置関係にすることができる。また、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置調整を行うための第１、第２サブステージ駆動装置６５、６６のＺ駆動機構６７を簡略若しくは省略できる。
【０２０７】
なお、本実施形態においても、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２において、像面（ＩＳ１、ＩＳ２）と基板Ｐの表面との相対的な傾斜調整（θＸ、θＹ方向の位置調整）を行うようにしてもよい。また、本実施形態では第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２における基板表面の位置の中間位置ＣＴが第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と合致していなくてもよい。
【０２０８】
＜第５実施形態＞
また、制御装置３０は、図１８（Ｂ）から図１９に示す状態となるように、すなわち、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面とが合致するように、且つ第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面とが合致するように、基板Ｐの表面の位置調整に加えて、第１像面ＩＳ１、及び第２像面ＩＳ２の位置調整を行うこともできる。
【０２０９】
図１９に示す例では、第４実施形態で説明した基板Ｐの表面の位置調整に加えて、第１露光領域ＡＲ１において第１像面ＩＳ１が合致するように、且つ第２露光領域ＡＲ２において第２像面ＩＳ２が合致するように、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２それぞれのＺ軸方向の位置が調整されている。
【０２１０】
上述の各実施形態と同様に、基板Ｐの走査露光に先立って、制御装置３０は、第１サブステージ６２、第２サブステージ６３、及び基板ステージ８０のＺ軸方向の移動プロファイルを作成する。制御装置３０は、基板Ｐのショット領域Ｓの走査露光中、第１露光領域ＡＲ１において基板Ｐの表面と第１像面ＩＳ１とを合致させるように、且つ第２露光領域ＡＲ２において基板Ｐの表面と第２像面ＩＳ２とを合致させるように、第１サブステージ６２、第２サブステージ６３、及び基板テーブル８０ＴそれぞれのＺ軸方向の移動プロファイルを決定する。
【０２１１】
ここで、本実施形態においては、初期調整直後（第１実施形態の図１１のステップＳＡ２の直後）は第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２は同一平面に設定されるので、図１８（Ａ）に示したようにほぼ面一である第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２に対して基板Ｐの表面の中間位置ＣＴが合致するように、図１８（Ｂ）に示すように基板Ｐ表面の位置調整が行われる。また、これに加えて、図１９に示すように、第１露光領域ＡＲ１において図１８（Ｂ）のように位置調整される基板Ｐの表面に対して第１像面ＩＳ１が合致するように、且つ第２露光領域ＡＲ２において図１８（Ｂ）のように位置調整される基板Ｐの表面に対して第２像面ＩＳ２が合致するように、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２のそれぞれの位置調整が行われている。すなわち、図１８（Ｂ）から図１９に移動される第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置調整量はほぼ等しくなっている。すなわち、制御装置３０は、図１８（Ａ）から図１８（Ｂ）への位置調整においては、第１像面ＩＳ１の位置調整量と第２像面ＩＳ２の位置調整量とがほぼ等しくなるように、基板Ｐの表面の位置調整を行っている。
【０２１２】
このように、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の両方で、第１像面ＩＳ１、第２像面ＩＳ２、及び基板Ｐの表面のそれぞれの位置調整を行うこともできる。なお、本実施形態において、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１における初期調整後の第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との誤差、及び第２露光領域ＡＲ２における初期調整後の第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との誤差がほぼ同じになるように、基板Ｐの表面の位置調整を行う。これにより、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２とでその位置調整量がほぼ等しくなり、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置調整を行うことによって、第１露光領域ＡＲ１における第１像面ＩＳ１と基板Ｐの表面との面位置関係を所望状態にすることができるとともに、第２露光領域ＡＲ２における第２像面ＩＳ２と基板Ｐの表面との面位置関係を所望状態にすることができる。
【０２１３】
なお、第５実施形態においても、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２において、像面（ＩＳ１、ＩＳ２）と基板Ｐの表面との相対的な傾斜調整（θＸ、θＹ方向の位置調整）を行うことができる。
【０２１４】
また第５実施形態において、第１像面ＩＳ１の位置調整量と第２像面ＩＳ２の位置調整量は異なっていてもよい。すわなち、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の両方で、像面（ＩＳ１，ＩＳ２）と基板Ｐ表面とが合致するように、像面ＩＳ１、像面ＩＳ２、基板Ｐ表面の位置関係を適宜調整することができる。さらに、第５実施形態では第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２でそれぞれ像面と基板表面とを合致させなくてもよい。すなわち、第１、第２像面ＩＳ１，ＩＳ２をそれぞれ図１８（Ｂ）と比べて基板表面に近づけるだけでもよい。
【０２１５】
なお、上述の第１〜第５実施形態においては、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２は、初期調整（第１実施形態の図１１のステップＳＡ２）において、ほぼ同一の平面内に形成されるように位置調整されているが、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２とが互いに異なる面内に形成されるように調整してもよいし、あるいは第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置調整（ステップＳＡ２）を行わなくてもよい。すなわち、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２とでＺ軸方向の位置を異ならせてもよい。この場合、第１実施形態の図１０のステップＳＡ１で説明したように、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２との位置情報（傾斜情報を含む）はそれぞれ計測され、その位置関係も分かっているので、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２との面位置関係を考慮すれば、上述の第１〜第５実施形態で説明した面位置調整を実施することができる。
【０２１６】
また、上述の第１〜第５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とがＹ軸方向において一部重複している場合にも、上述の第１〜第５実施形態で説明した面位置調整を実施することができる。また、露光装置ＥＸは、上述の第１〜第５実施形態で説明したすべての面位置調整方法のうちのいずれか一つを実行できるだけでもよいし、基板Ｐの表面情報、パターンの特徴（例えば、パターン線幅、パターンピッチ、パターン密集度など）、パターンの露光条件（焦点深度の大きさなど）等に応じて、複数の面位置調整方法の中からいずれか一つを選択するようにしてもよい。
【０２１７】
また、上述の第１〜第５実施形態においては、基板Ｐの走査露光に先立って、制御装置３０は、第１サブステージ６２、第２サブステージ６３、及び基板ステージ８０の移動プロファイルをそれぞれ作成しているが、Ｚ軸方向、θＸ方向、θＹ方向の少なくとも一つの方向の面位置調整動作を行わないステージ（例えば第１実施形態における第２サブステージ６３）の移動プロファイルは作成しなくてもよい。また、面位置調整動作を行わないステージの駆動機構を省略することもできる。また、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の少なくとも一方の位置を調整する方法は、マスクの位置調整に限られるものでなく他の方法、例えば投影光学系ＰＬの結像特性の調整などを代用あるいは併用してもよい。
【０２１８】
＜第６実施形態＞
第６実施形態について説明する。上述の各実施形態においては、基板Ｐの表面情報を取得可能なフォーカス・レベリング検出系１３０は、投影光学系ＰＬから離れて配置されているが、本実施形態の特徴的な部分は、フォーカス・レベリング検出系１３０’は、投影光学系ＰＬの像面側、すなわち第１、第２露光領域ＡＲ１，ＡＲ２の近傍で基板Ｐの表面情報を取得する点にある。なお、本実施形態では、フォーカス・レベリング検出系１３０’は前述のフォーカス・レベリング検出系１３０と構成がほぼ同一である。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。
【０２１９】
図２０は、第６実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図２０に示すように、フォーカス・レベリング検出系１３０’は、その複数の検出点が投影光学系ＰＬ直下の露光処理位置ＥＰを含む所定範囲に配置されている。本実施形態においては、制御装置３０は、フォーカス・レベリング検出系１３０’を用いて、基板Ｐの表面情報を取得しつつ、基板Ｐのショット領域Ｓを多重露光する。
【０２２０】
図２１は、本実施形態に係るフォーカス・レベリング検出系１３０’の検出光Ｌａの照射位置（検出点）と第１、第２露光領域ＡＲ１との関係を示す模式図である。図２１では、ショット領域Ｓ上に第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２が設定されている状態を示している。また、フォーカス・レベリング検出系１３０’の投射系１３１’は、基板Ｐ上の複数の位置のそれぞれに検出光Ｌａを照射する。投射系１３１’は、ショット領域Ｓのほぼ全域に検出光Ｌａを照射する。また、投射系１３１’は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２それぞれの内部にも検出光Ｌａを照射する。
【０２２１】
このように、フォーカス・レベリング検出系１３０’は、基板Ｐのショット領域Ｓのほぼ全域にわたって検出光Ｌａを照射し、その受光結果に基づいて、ショット領域Ｓの表面情報を求めることができる。本実施形態のフォーカス・レベリング検出系１３０’は、初期調整後（図１１のステップＳＡ２後）の第１像面ＩＳ１と検出光Ｌａが照射された基板Ｐ表面との位置関係（第１像面ＩＳ１に対する基板Ｐ表面の位置ずれ情報）を出力するようになっている。
【０２２２】
制御装置３０は、基板Ｐに対する多重露光動作と並行して、フォーカス・レベリング検出系１３０’を用いて基板Ｐの表面情報を取得するとともに、そのフォーカス・レベリング検出系１３０’の検出結果に基づいて、第１像面ＩＳ１と、第２像面ＩＳ２と、基板Ｐの表面との面位置関係を調整しつつ、多重露光することができる。
【０２２３】
なお、本実施形態において、フォーカス・レベリング検出系１３０’は、基板Ｐに対する多重露光動作と並行して、基板Ｐの表面情報を取得しているが、基板Ｐに対する多重露光動作を開始する前に、基板Ｐ表面全体の表面情報を取得するようにしてもよい。この場合、上述の各実施形態と同様に、第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２，基板Ｐ表面の位置関係を調整してもよい。また、本実施形態では、フォーカス・レベリング検出系１３０’の検出点を、ショット領域Ｓのサイズと同程度の範囲に渡って配置するものとしたが、図２１よりも検出点を配置する範囲を狭くしたり、検出点の数を減らしてもよい。例えば、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の内部のみにそれぞれ複数の検出点を配置するだけでもよい。
【０２２４】
＜第７実施形態＞
第７実施形態について説明する。図２２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の少なくとも一部とが重複している点にある。具体的には、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。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。
【０２２５】
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Ｙ軸方向への移動と同期して、基板Ｐを保持した基板ステージ８０をＹ軸方向へ移動して、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。
【０２２６】
本実施形態の投影光学系ＰＬ’は、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を備えている。また、投影光学系ＰＬ’は、第１マスクＭ１とビームスプリッタ１２４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とビームスプリッタ１２４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、ビームスプリッタ１２４と基板Ｐとの間に配置された光学系１２０Ｃとを有している。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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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とビームスプリッタ１２４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とビームスプリッタ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。
【０２２９】
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。したがって、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。
【０２３０】
図２３は、第７実施形態に係る第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とショット領域Ｓとの位置関係を示す図である。図２３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するように設定されている。
【０２３１】
本実施形態においても、基板Ｐに対する露光動作を開始する前に、空間像計測器１６２を用いて第１像面ＩＳ１の位置、及び第２像面ＩＳ２の位置を計測する動作が実行される。空間像計測器１６２を用いて第１像面ＩＳ１の位置を計測する場合には、上述の実施形態と同様、制御装置３０は、第１露光領域ＡＲ１に計測ステージ９０上の開口１６１を配置して、第１照明領域ＩＡ１内に配置される第１マスクＭ１の計測マークの空間像を空間像計測器１６２で検出し、第１像面ＩＳ１の位置を計測する。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、第１像面ＩＳ１の位置を計測するときには、第２露光光ＥＬ２の照射は停止されている。また、空間像計測器１６２を用いて第２像面ＩＳ２の位置を計測する場合には、上述の実施形態と同様、制御装置３０は、第２露光領域ＡＲ２に計測ステージ９０上の開口１６１を配置して、第２照明領域ＩＡ２内に配置される第２マスクＭ２の計測マークの空間像を空間像計測器１６２で検出し、第２像面ＩＳ２の位置を計測する。また、第２像面ＩＳ２の位置を計測するときには、第１露光光ＥＬ１の照射は停止されている。
【０２３２】
本実施形態においても、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像面ＩＳ１の位置と第２像面ＩＳ２の位置とを合致させた後、基板Ｐの露光を開始する。第１像面ＩＳ１の位置と第２像面ＩＳ２の位置とを合致させるためには、例えば第１パターン形成面Ｋ１及び第２パターン形成面Ｋ２の少なくとも一方の位置を調整すればよい。この場合、投影光学系ＰＬ’の光学調整、及び／又は露光光の波長調整などを代用あるいは併用してもよい。
【０２３３】
制御装置３０は、第１、第２像面ＩＳ１，ＩＳ２が動かないように、調整された第１パターン形成面Ｋ１と第２パターン形成面Ｋ２の面位置を維持しつつ、基板Ｐを露光する。こうすることにより、基板Ｐの露光中には、第１、第２マスクＭ１，Ｍ２を動かす必要がなく、基板テーブル８０Ｔを動かすだけで、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面とを所望の位置関係に調整することができる。
【０２３４】
なお、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２とがほぼ同一の平面内に形成されるように、投影光学系ＰＬ’の一部の光学素子を動かしても良い。
【０２３５】
また、上述の各実施形態においては、第１、第２マスクＭ１，Ｍ２に設けられた計測マークの空間像を空間像計測器１６２を用いて検出して、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２の位置情報を取得しているが、マスクステージ６０に設けられた基準マークを、第１、第２照明領域ＩＡ１，ＩＡ２に配置して、その空間像を空間像計測器１６２で検出するようにしてもよい。なお、基準マークが設けられたマスクステージは、例えば、特開平８−７８３１３号公報、特開平８−７８３１４号公報（いずれも対応米国特許第６,０１８,３８４号）、特開平８−２２７８４７号公報（対応米国特許第６,１６９,６０２号）などに開示されている。
【０２３６】
＜第８実施形態＞
第８実施形態について説明する。本実施形態の露光装置ＥＸの特徴的な部分は、例えば特開平１１−４５８４６号公報（対応米国特許第６,５４９,２７１号）に開示されているような、マスクのパターン形成面の表面情報を取得可能な面検出系を備えた点にある。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。
【０２３７】
図２４は、第８実施形態に係る露光装置ＥＸの要部を示す模式図である。図２４に示すように、本実施形態に係る露光装置ＥＸは、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２の表面情報を取得可能な面検出系１４０を備えている。面検出系１４０は、第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２に検出光Ｌｂを照射する投射系１４１と、投射系１４１より第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２に照射された検出光Ｌｂの反射光を受光可能な受光系１４２とを備えている。面検出系１４０は、受光系１４２の受光結果に基づいて、第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２の表面情報を求めることができる。第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２の表面情報とは、第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２の位置情報（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向に関する位置情報）、及び第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２の形状に関する情報（凹凸情報）を含む。
【０２３８】
例えば、空間像計測器１６２が第１パターン形成面Ｋ１の計測マークからの第１露光光ＥＬ１に基づいて第１像面ＩＳ１の位置を計測する場合、制御装置３０は、空間像計測器１６２の計測結果と、面検出系１４０の検出結果とに基づいて、第１パターン形成面Ｋ１の各位置に対応する第１像面ＩＳ１の位置を求めることができる。すなわち、図２４の破線で示すように、第１パターン形成面Ｋ１に反りが生じている場合、第１パターン形成面Ｋ１の中央領域を通過した第１露光光ＥＬ１によって形成される第１像面ＩＳ１の位置と、第１パターン形成面Ｋ１の周縁領域（例えば計測マークが形成された領域）を通過した第１露光光ＥＬ１によって形成される第１像面ＩＳ１の位置とは互いに異なる。空間像計測器１６２が第１パターン形成面Ｋ１の周縁領域を通過した第１露光光ＥＬ１に基づいて第１像面ＩＳ１の位置を計測する場合であっても、制御装置３０は、空間像計測器１６２の計測結果と、面検出系１４０の検出結果とに基づいて、第１パターン形成面Ｋ１の中央領域を通過する第１露光光ＥＬ１によって形成される第１像面ＩＳ１の位置を求めることができる。
【０２３９】
上述の第１〜第７実施形態において、面検出系１４０の検出結果も考慮して、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２と基板Ｐ表面との少なくとも一つを調整することによって、露光領域（ＡＲ１及び／又はＡＲ２）において、像面（ＩＳ１及び／又はＩＳ２）と基板Ｐ表面との位置関係の調整を高精度に行うことが可能となる。
【０２４０】
また、面検出系１４０を用いて、基板Ｐの露光中における第１、第２パターン形成面Ｋ１、Ｋ２の表面情報を計測可能であるならば、上述のＺ計測装置７０Ａに代えて、面検出系１４０を用いてもよい。なお、面検出系１４０は図２４の構成に限られるものではない。
【０２４１】
＜第９実施形態＞
第９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。
【０２４２】
図２５は、第９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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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。
【０２４５】
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。
【０２４６】
図２６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２６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、空間像計測器１６２を用いて第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置を計測する場合には、液浸領域ＬＲを計測ステージ９０上に移動する。そして、制御装置３０は、開口１６１を覆うように液浸領域ＬＲを形成した状態で、空間像計測器１６２による計測動作を行う。空間像計測器１６２は、投影光学系ＰＬ及び液体ＬＱを介して、空間像の計測を行うことによって、投影光学系ＰＬと液体ＬＱとを介して形成される第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置を計測することができる。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。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
また、本実施形態の投影系において、例えば、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレット（対応する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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
なお、上述の第１〜第９実施形態においては、第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成面Ｋ１及び第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成面Ｋ２の少なくとも一方の位置を調整して、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２の少なくとも一方の位置を調整しているが、上述の第１結像特性調整装置ＬＣ１及び第２結像特性調整装置ＬＣ２を用いて、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２の少なくとも一方の位置を調整してもよい。上述のように、第１結像特性調整装置ＬＣ１は、第１像面ＩＳ１のＺ軸方向の位置調整、及びθＸ、θＹ方向の位置調整（傾斜調整）を行うことができ、第２結像特性調整装置ＬＣ２は、第２像面ＩＳ２のＺ軸方向の位置調整、及びθＸ、θＹ方向の位置調整を行うことができる。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を調整して、第１像面ＩＳ１及び第２像面ＩＳ２の少なくとも一方の位置を調整することができる。もちろん、パターン形成面（Ｋ１及び／又はＫ２）の位置調整と結像特性調整装置（ＬＣ１及び／又はＬＣ２）とを併用してもよい。
【０２５４】
なお、上述の第１〜第９実施形態において、第１露光光ＥＬ１，第２露光光ＥＬ２の照射に起因する、投影光学系（ＰＬ，ＰＬ’）の光学素子の熱変化によって、第１像面ＩＳ１、第２像面ＩＳ２の少なくとも一方の位置が変化する可能性がある。このような変化が生じる場合には、投影光学系（ＰＬ，ＰＬ’）に入射する第１露光光ＥＬ１、第２露光光ＥＬの光量（又はエネルギー）をそれぞれモニタして、第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２，基板Ｐの表面の面位置関係を調整すればよい。すなわち、第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２，基板Ｐの表面の少なくとも一つの位置調整を行って、第１露光光ＥＬ１、第２露光光ＥＬの投影光学系への入射に起因する第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２の少なくとも一方の変化を補償すればよい。例えば、投影光学系（ＰＬ，ＰＬ’）に入射する第１露光光ＥＬ１、第２露光光ＥＬの光量（又はエネルギー）に基づいて、第１結像特性調整装置ＬＣ１及び第２結像特性調整装置ＬＣ２の少なくとも一方を制御して、第１像面ＩＳ１，第２像面ＩＳ２の少なくとも一方の位置調整を行うことができる。投影光学系（ＰＬ，ＰＬ’）に入射する第１露光光ＥＬ１、第２露光光ＥＬの光量（又はエネルギー）に基づいて、基板ステージ８０（基板テーブル８０Ｔ）を制御して、基板Ｐ表面の位置調整を行うこともできる。
【０２５５】
また、上述の各実施形態では、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置の計測に用いる空間像計測器１６２などを含む複数の計測部材が計測ステージ９０に設けられるものとしたが、その複数の計測部材の少なくとも１つ、例えば空間像計測器１６２を基板ステージ８０（基板テーブル８０Ｔ）に設けてもよい。この場合、空間像計測器１６２を全て基板ステージ８０に設けてもよいが、その一部のみを基板ステージ８０に設けてもよい。さらに、上述の各実施形態では、空間像計測器１６２を用いて第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置を計測するものとしたが、像面計測装置は上記計測器に限定されず任意でよい。
【０２５６】
なお、上述の各実施形態において、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐの表面（最表面）とを合致させるように説明した場合があったが、基板Ｐ上に所望のパターンを形成するための第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２を合致させるべき面（露光面）は、基板Ｐの表面（最表面）とは限らない。例えば、図２７（Ａ）の模式図に示すように、基板Ｐが、半導体ウエハを含む基材Ｗと、その基材Ｗ上に形成されたレジスト膜Ｒｇとを有する場合、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２を合致させるべき露光面は、基板Ｐの最表面（この場合、レジスト膜Ｒｇの表面）とは限らない。例えば、露光面が、基材Ｗとレジスト膜Ｒｇとの界面、あるいはレジスト膜Ｒｇの中部である可能性がある。また、図２７（Ｂ）の模式図に示すように、基板Ｐが、半導体ウエハを含む基材Ｗと、その基材Ｗ上に形成されたレジスト膜Ｒｇと、そのレジスト膜Ｒｇ上に形成された膜Ｔｃ（例えばトップコート膜、あるいは反射防止膜）とを有する場合であっても、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２を合致させるべき面（露光面）は、基板Ｐの最表面（この場合、膜Ｔｃの表面）とは限らない。基板Ｐ上に所望のパターンを形成するための第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２を合致させるべき露光面は、例えばテスト露光により求めることができる。そして、制御装置３０は、テスト露光などにより求めた露光面と第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２とを合致させるように、第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２と基板Ｐとの位置関係を調整することができる。
【０２５７】
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。
【０２５８】
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、互いに逆向きの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。
【０２５９】
また、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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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４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を第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２２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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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、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。
【０２６９】
また、本発明は、計測ステージを備えていない、基板ステージを一つだけ備えた露光装置にも適用することができる。
【０２７０】
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。この場合、計測ステーションにおいて、基板Ｐの情報が取得され、露光ステーションにおいて、上述のようにして、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方において、像面と基板表面との位置調整が行われる。
【０２７１】
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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図２８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】
【０２７６】
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】
【０２７７】
【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】図２のＡ−Ａ線断面矢視図である。
【図４】投影光学系の一例を示す図である。
【図５】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６】第１実施形態に係る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７】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８】空間像計測器を説明するための図である。
【図９】図９（Ａ）及び（Ｂ）は空間像計測器の動作を説明するための模式図である。
【図１０】パターン形成面と像面との位置関係を説明するための模式図である。
【図１１】第１実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図１２】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１３】図１３（Ａ）及び（Ｂ）は第１実施形態に係る第１、第２像面と基板表面との面位置関係の調整方法の一例を説明するための図である。
【図１４】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１５】図１５（Ａ）及び（Ｂ）は基板の表面と第１サブステージの移動軌跡と基板テーブルの移動軌跡との関係の一例を示す模式図である。
【図１６】図１６（Ａ）及び（Ｂ）は第２実施形態に係る第１、第２像面と基板表面との面位置関係の調整方法の一例を説明するための図である。
【図１７】図１７（Ａ）及び（Ｂ）は第３実施形態に係る第１、第２像面と基板表面との面位置関係の調整方法の一例を説明するための図である。
【図１８】図１８（Ａ）及び（Ｂ）は第４実施形態に係る第１、第２像面と基板表面との面位置関係の調整方法の一例を説明するための図である。
【図１９】第５実施形態に係る第１、第２像面と基板表面との面位置関係の調整方法の一例を説明するための図である。
【図２０】第６実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２１】第６実施形態に係るフォーカス・レベリング検出系の検出光の照射位置と第１、第２露光領域との関係を示す模式図である。
【図２２】第７実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２３】第７実施形態に係る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２４】第８実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２５】第９実施形態に係る露光装置を示す図である。
【図２６】第９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２７】図２７（Ａ）及び（Ｂ）は基板の一例を示す模式図である。
【図２８】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】
【０２７８】
１…光源装置、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、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、６４…メインステージ駆動装置、６５…第１サブステージ駆動装置、６６…第２サブステージ駆動装置、６７…Ｚ駆動機構、６８…ＸＹ駆動機構、７０…計測システム、７０Ａ…Ｚ計測装置、７０Ｂ…ＸＹ計測装置、８０…基板ステージ、８０Ｄ…基板ステージ駆動装置、８０Ｔ…基板テーブル、８１…ＸＹ駆動機構、８２…Ｚ駆動機構、９０…計測ステージ、１００…液浸システム、１３０、１３０’…フォーカス・レベリング検出系、１６１…開口、１６２…空間像計測器、１７１…第１マスク用計測装置、１７２…第２マスク用計測装置、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、ＩＳ１…第１像面、ＩＳ２…第２像面、ＬＣ１…第１結像特性調整装置、ＬＣ２…第２結像特性調整装置、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、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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