(57)【要約】【課題】スループットの低下を抑制し、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方向の異なる位置に第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを規定するとともに、第１露光領域及び第２露光領域のそれぞれに露光光ＥＬを照射する光学ユニットＵと、第１露光領域及び第２露光領域と基板とを第１方向に相対的に移動する第１移動システム４とを備える。第１露光領域及び第２露光領域と基板Ｐ上の所定領域とを相対的に移動しつつ、光学ユニットＵにより第１露光領域及び第２露光領域のそれぞれに露光光ＥＬを照射することにより、第１露光領域に照射される露光光で形成される第１パターン像と、第２露光領域に照射される露光光で形成される第２パターン像とで基板Ｐ上の所定領域を多重露光する。スループットの低下を抑制し、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方向の異なる位置に第１露光領域と第２露光領域とを規定するとともに、前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに露光光を照射する光学ユニットと、
前記第１露光領域及び前記第２露光領域と前記基板とを前記第１方向に相対的に移動する第１移動システムとを備え、
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、前記光学ユニットにより前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに露光光を照射することにより、前記第１露光領域に照射される露光光で形成される第１パターン像と、前記第２露光領域に照射される露光光で形成される、前記第１パターン像とは異なる第２パターン像とで前記基板上の所定領域を多重露光する露光装置。
【請求項２】
前記第１露光領域と前記第２露光領域とが前記第１方向に離れている請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
前記第１露光領域と前記第２露光領域の一部とが前記第１方向において重複している請求項１記載の露光装置。
【請求項４】
前記光学ユニットは、互いに異なる露光条件で、前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに露光光を照射する請求項１〜３のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５】
前記露光条件は、前記基板に対する露光光の照射条件、及び前記光学ユニットと前記基板との間の空間を満たす媒体条件の少なくとも一方を含む請求項４記載の露光装置。
【請求項６】
前記第１露光領域及び前記第２露光領域の少なくとも一方には、液体を介して露光光が照射される請求項５記載の露光装置。
【請求項７】
所定の電子データに基づいて駆動する反射素子を更に備え、
前記反射素子で反射した露光光が前記第１露光領域と前記第２露光領域とのそれぞれに照射される請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項８】
前記光学ユニットは、前記第１露光領域に露光光を照射する第１光学システムと、前記第２露光領域に露光光を照射する第２光学システムとを有する請求項１〜７のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項９】
前記第１光学システム及び前記第２光学システムのそれぞれは、前記基板が対向して配置される複数の終端素子を有し、前記終端素子のそれぞれから露光光が射出される請求項８記載の露光装置。
【請求項１０】
前記複数の終端素子は、前記第１方向と直交する第２方向に隣合う終端素子の照射領域が前記第１方向に離れるように配置されている請求項９記載の露光装置。
【請求項１１】
前記光学ユニットは、前記基板が対向して配置される１つの終端素子を有し、前記１つの終端素子を介して、前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに露光光が照射される請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第１パターン像を形成するための第１パターン形成部材と、
前記第２パターン像を形成するための第２パターン形成部材とを更に備え、
前記光学ユニットは、前記第１露光領域及び前記第２露光領域と光学的に共役な位置の近傍に配置され、前記第１パターン形成部材からの露光光と前記第２パターン形成部材からの露光光とを前記終端素子へ導く中間光学部材を有し、
前記第１パターン形成部材からの露光光と前記第２パターン形成部材からの露光光とが、前記中間光学部材と前記終端素子とを介して、前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに照射される請求項１１記載の露光装置。
【請求項１３】
前記光学ユニットは、前記第１パターン形成部材からの露光光を前記中間光学部材に導く第１光学システムと、前記第２パターン形成部材からの露光光を前記中間光学部材に導く第２光学システムとを有する請求項１２記載の露光装置。
【請求項１４】
前記中間光学部材は、前記第１光学システムからの露光光を反射する第１反射面と前記第２光学システムからの露光光を反射する第２反射面とを有する請求項１３記載の露光装置。
【請求項１５】
前記第１光学システム及び前記第２光学システムの少なくとも一方は凹面ミラーを含む請求項１３又は１４記載の露光装置。
【請求項１６】
前記第１パターン形成部材及び前記第２パターン形成部材の少なくとも一方は、所定の電子データに基づいて駆動する複数の反射素子を含み、
前記複数の反射素子で反射された露光光が前記中間光学部材に入射する請求項１２〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１７】
前記第１パターン形成部材及び前記第２パターン形成部材を保持して移動可能な第２移動システムを更に備え、
前記第１移動システムによる前記基板の前記第１方向への移動に同期して、前記第２移動システムを用いて前記第１パターン形成部材と前記第２パターン形成部材とを所定方向に移動することによって、前記第１パターン像と前記第２パターン像とで前記基板上の所定領域が多重露光される請求項１２〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項１８】
前記第２移動システムは、前記第１パターン形成部材と前記第２パターン形成部材とを前記所定方向に移動するための第１ステージと、前記第１ステージに対して前記第１パターン形成部材を移動する第２ステージと、前記第１ステージに対して前記第２パターン形成部材を移動する第３ステージとを有する請求項１７記載の露光装置。
【請求項１９】
前記第２ステージ及び前記第３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更に備える請求項１８記載の露光装置。
【請求項２０】
前記計測システムは、前記第２ステージに設けられた反射部及び前記第３ステージに設けられた反射部と、前記反射部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前記第２ステージ及び前記第３ステージのそれぞれの位置情報を取得する干渉計システムとを含む請求項１９記載の露光装置。
【請求項２１】
前記第１ステージに対して前記第２ステージ及び前記第３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パターン形成部材と前記第２パターン形成部材との相対的な位置関係が調整される請求項１８〜２０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２２】
前記第２移動システムは、前記第１、第２パターン形成部材を同一のステージで保持するとともに、前記ステージ上で前記第１、第２パターン形成部材の少なくとも一方を移動可能であり、前記多重露光時に前記ステージを前記所定方向に移動する請求項１７記載の露光装置。
【請求項２３】
前記第２移動システムは、前記第１、第２パターン形成部材を同一のステージで保持し、
前記ステージで保持される前記第１、第２パターン形成部材の相対的な位置関係に関する情報を計測する計測システムを更に備える請求項１７又は２２記載の露光装置。
【請求項２４】
前記第１、第２パターン形成部材は、前記ステージ上で前記所定方向に沿って並ぶ請求項２２又は２３記載の露光装置。
【請求項２５】
前記基板は半導体ウエハを含む請求項１〜２４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項２６】
請求項１〜２５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２７】
基板を露光する露光方法であって、
第１方向の異なる位置に規定された第１露光領域と第２露光領域とのそれぞれに露光光を照射することと、
前記基板上の所定領域が前記第１露光領域と前記第２露光領域とに対して相対移動されるように前記基板を前記第１方向に移動することによって、前記第１露光領域に照射される露光光で形成される第１パターン像と、前記第２露光領域に照射される露光光で形成される、前記第１パターン像とは異なる第２パターン像とで前記基板上の所定領域を多重露光することを含む露光方法。
【請求項２８】
所定の電子データに基づいて駆動する反射素子により第１パターン像及び第２パターン像を形成する請求項２７記載の露光装置。
【請求項２９】
前記基板の移動に同期して、前記第１、第２パターン像を形成するためのパターン形成部材を露光光に対して移動することを含む請求項２７記載の露光方法。
【請求項３０】
前記第１、第２パターン像をそれぞれ形成するための第１、第２パターン形成部材を同一のステージで保持し、前記多重露光時に前記ステージを移動して、前記第１、第２パターン形成部材の前記基板との同期移動を行う請求項２７記載の露光方法。
【請求項３１】
前記第１、第２パターン像を形成するための第１、第２パターン形成部材をそれぞれ露光光で照明し、前記第１パターン形成部材及び第１、第３光学系を介して露光光を前記第１露光領域に照射するとともに、前記第２パターン形成部材、前記第１光学系と異なる第２光学系、及び前記第３光学系を介して露光光を前記第２露光領域に照射する請求項２７又は３０記載の露光方法。
【請求項３２】
前記第１、第２光学系によって前記第１、第２パターン形成部材の中間像をそれぞれ形成し、前記第３光学系による前記２つの中間像の再結像により、前記第１、第２露光領域に前記第１、第２パターン像を形成する請求項３１記載の露光方法。
【請求項３３】
前記２つの中間像の形成位置近傍に配置される光学部材を介して、前記第１、第２パターン形成部材からの露光光をそれぞれ前記第３光学系に導く請求項３２記載の露光方法。
【請求項３４】
前記第１、第２露光領域は、互いに異なる露光条件で、前記露光光が照射される請求項２７〜３３のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項３５】
液体を介して前記基板上の所定領域を多重露光する請求項２７〜３４のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項３６】
露光光が複数の光学系を介して第１露光領域に照射され、露光光が複数の光学系を介して第２露光領域に照射される請求項２７〜３５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項３７】
所定のパターンの像を基板上に投影する投影光学系であって、
第１パターンを介した露光ビームに基づいて該第１パターンと光学的に共役な第１共役位置を形成する第１光学系と、
第２パターンを介した露光ビームに基づいて該第２パターンと光学的に共役な第２共役位置を形成する第２光学系と、
前記第１光学系からの露光ビームと前記第２光学系からの露光ビームとに基づいて、前記基板と前記第１共役位置とを光学的に共役にすると共に、前記基板と前記第２共役位置とを光学的に共役にする第３光学系と、
前記第１光学系と前記第３光学系との間の光路中であって、且つ前記第２光学系と前記第３光学系との間の光路中に配置されて、前記第１光学系からの露光ビームと前記第２光学系からの露光ビームとを前記第３光学系に導入する中間光学系とを備える投影光学系。
【請求項３８】
前記第１光学系と前記第２光学系とは第１方向に沿って並置されており、
前記第１光学系は、前記第１方向を含む面内で光路を折り曲げる第１光路折り曲げ面を備え、
前記第２光学系は、前記第１方向を含む面内で光路を折り曲げる第２光路折り曲げ面を備える請求項３７記載の投影光学系。
【請求項３９】
前記第１光学系は、前記第１共役位置と光学的に共役な第３共役位置を形成する第１結像光学系と、前記第１共役位置と前記第３共役位置との間の光路中に配置された第１凹面とを備え、
前記第２光学系は、前記第２共役位置と光学的に共役な第４共役位置を形成する第２結像光学系と、前記第１共役位置と前記第３共役位置との間の光路中に配置された第２凹面とを備える請求項３８記載の投影光学系。
【請求項４０】
前記第１光路折り曲げ面は前記第１凹面と前記中間光学系との間の光路中に配置され、
前記第２光路折り曲げ面は前記第２凹面と前記中間光学系との間の光路中に配置される請求項３９記載の投影光学系。
【請求項４１】
前記第１結像光学系から前記第１凹面へ向かう露光ビームと、前記第２結像光学系から前記第２凹面へ向かう露光ビームとは反射面を経由しない請求項３９又は４０記載の投影光学系。
【請求項４２】
前記第１光学系と前記第２光学系とは第１方向に沿って並置されており、
前記中間光学系は、前記第１方向を含む面内で前記第１光学系からの露光ビームの光路を折り曲げると共に、前記第１方向を含む面内で前記第２光学系からの露光ビームの光路を折り曲げる請求項３７〜４１のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項４３】
前記第１光学系は、前記第１方向を横切る方向である第２方向に長手方向を持つ第１視野領域内に位置する前記第１パターンを介した露光ビームを受け、
前記第２光学系は、前記第２方向に長手方向を持つ第２視野領域内に位置する前記第２パターンを介した露光ビームを受ける請求項３７〜４２のいずれか一項記載の投影光学系。
【請求項４４】
基板を露光する露光装置であって、
第１方向の異なる位置に第１露光領域と第２露光領域とを規定するとともに、前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに露光光を照射する光学ユニットと、
前記第１露光領域及び前記第２露光領域と前記基板とを前記第１方向に相対的に移動する第１移動システムとを備え、
前記光学ユニットは、請求項３７〜４３のいずれか一項記載の投影光学系を備え、
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、前記光学ユニットにより前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに露光光を照射することにより、前記第１露光領域に照射される露光光で形成される第１パターン像と、前記第２露光領域に照射される露光光で形成される、前記第１パターン像とは異なる第２パターン像とで前記基板上の所定領域を多重露光する露光装置。
【請求項４５】
前記基板は半導体ウエハを含む請求項４４記載の露光装置。
【請求項４６】
基板を露光する露光装置であって、
第１所定面の第１領域からの第１露光光を第１露光領域に照射し、第２所定面の第２領域からの第２露光光を第２露光領域に照射する光学ユニットと、
前記第１所定面及び前記第２所定面を介した検出光を受光する受光装置を有し、前記受光装置の受光結果に基づいて、前記第１領域に配置されている第１パターンと前記第２領域に配置されている第２パターンとの位置関係に関する情報を取得する検出システムとを備えた露光装置。
【請求項４７】
前記受光装置は、前記光学ユニットの少なくとも一部を介して前記検出光を受光する請求項４６記載の露光装置。
【請求項４８】
前記光学ユニットは、前記第１露光領域及び前記第２露光領域と光学的に共役な位置の近傍に配置され、前記第１領域からの前記第１露光光と前記第２領域からの前記第２露光光とが入射されるとともに、前記第１領域からの前記第１露光光と前記第２領域からの前記第２露光光とを前記第１露光領域と前記第２露光領域とに導く中間光学部材を有する請求項４６又は４７記載の露光装置。
【請求項４９】
前記中間光学部材は、前記第１領域から入射された前記第１露光光を反射する第１反射面と、前記第２領域から入射された前記第２露光光を反射する第２反射面とを有する請求項４８記載の露光装置。
【請求項５０】
前記光学ユニットは、前記基板が対向して配置される１つの光学素子を有し、
前記中間光学部材は、前記第１領域からの前記第１露光光と前記第２領域からの前記第２露光光とを前記１つの光学素子へ導き、
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露光領域のそれぞれに前記第１露光光及び前記第２露光光が照射される請求項４８又は４９記載の露光装置。
【請求項５１】
前記受光装置は、前記中間光学部材を介さずに、前記検出光を受光する請求項４８〜５０のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５２】
前記受光装置は、前記第１所定面の前記第１領域とは異なる第３領域からの光、及び前記第２所定面の前記第２領域とは異なる第４領域からの光の少なくとも一方を、前記検出光として受光する請求項４６〜５１のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５３】
前記光学ユニットは、前記第１領域からの第１露光光が入射する第１光学システムと、前記第２領域からの第２露光光が入射する第２光学システムとを有し、
前記第１光学システムは、前記第３領域からの光を前記第２光学システムに供給可能であり、
前記第２光学システムは、前記第４領域からの光を前記第１光学システムに供給可能であり、
前記受光装置は、前記第３領域からの光及び前記第４領域からの光の少なくとも一方を、前記第１光学システム及び前記第２光学システムを介して、前記検出光として受光する請求項５２記載の露光装置。
【請求項５４】
前記受光装置は、前記第１パターンと所定の位置関係で配置される第１マーク、及び前記第２パターンと所定の位置関係で配置される第２マークの少なくとも一方からの光を、前記検出光として受光する請求項５２又は５３記載の露光装置。
【請求項５５】
前記検出システムは、前記第３領域及び前記第４領域の少なくとも一方に検出光を照射する照射装置を備える請求項５２〜５４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５６】
前記検出光は、前記露光光と異なる波長を有する請求項５５記載の露光装置。
【請求項５７】
前記検出光は、前記露光光と同じ波長を有する請求項５５記載の露光装置。
【請求項５８】
前記第１露光光及び前記第２露光光の少なくとも一方の一部が、前記第３領域及び前記第４領域の少なくとも一方に前記検出光として照射される請求項５２〜５４のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項５９】
前記検出システムで取得した情報に基づいて、前記第１パターンと前記第２パターンとの位置関係を調整しつつ、前記第１露光光及び前記第２露光光を前記第１露光領域及び前記第２露光領域のそれぞれに照射する請求項４６〜５８のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項６０】
前記光学ユニットは、前記第１露光領域に前記第１露光光を照射して前記第１露光領域に前記第１パターンの像を形成可能であり、前記第２露光領域に前記第２露光光を照射して前記第２露光領域に前記第２パターンの像を形成可能であり、
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請求項４６〜５９のいずれか一項記載の露光装置。
【請求項６１】
請求項４４〜６０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６２】
基板を露光する露光方法であって、
第１所定面の第１領域からの第１露光光を第１露光領域に照射し、第２所定面の第２領域からの第２露光光を第２露光領域に照射することと、
第１所定面及び第２所定面を介した光を検出することと、
検出結果に基づいて、第１領域に配置されている第１パターンと第２領域に配置されている第２パターンとの位置関係に関する情報を取得することとを含む露光方法。
【請求項６３】
さらに、前記位置関係に関する情報に基づいて第１パターンと第２パターンの位置関係を調整することを含む請求項６２記載の露光方法。
【請求項６４】
前記第１、第２パターンの位置関係の調整は、少なくとも前記第１、第２露光光の照射中に行われる請求項６３記載の露光方法。
【請求項６５】
前記第１、第２パターンの位置関係の調整は、少なくとも前記第１、第２露光光による前記基板の露光前に行われる請求項６３記載の露光方法。
【請求項６６】
前記第１所定面及び第２所定面に配置されるマークを検出することで第１パターンと第２パターンとの位置関係に関する情報を取得する請求項６２〜６５のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項６７】
前記マークは、前記第１領域及び第２領域の外側に配置される請求項６６記載の露光方法。
【請求項６８】
前記第１所定面及び第２所定面を介した光は、前記露光光と異なる波長を有する請求項６２〜６７のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項６９】
前記第１所定面及び第２所定面を介した光は、前記露光光と同じ波長を有する請求項６２〜６７のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項７０】
前記基板は、前記第１、第２露光光の照射により前記第１、第２露光領域に形成される第１、第２パターンの像で多重露光される請求項６２〜６９のいずれか一項記載の露光方法。
【請求項７１】
請求項２７〜３６、６２〜７０のいずれか一項記載の露光方法を用いて基板を多重露光することと；
多重露光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を含むデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を露光する露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法、投影光学系に関する。
【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したりする場合がある。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】
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、スループットの低下を抑制し、基板を効率良く多重露光できる露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法、投影光学系を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため、本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、第１方向の異なる位置に第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とを規定するとともに、第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）のそれぞれに露光光（ＥＬ）を照射する光学ユニット（Ｕ）と、第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）と基板（Ｐ）とを第１方向に相対的に移動する第１移動システム（４）とを備え、第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）と基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）とを相対的に移動しつつ、光学ユニット（Ｕ）により第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）のそれぞれに露光光（ＥＬ）を照射することにより、第１露光領域（ＡＲ１）に照射される露光光（ＥＬ）で形成される第１パターン像と、第２露光領域（ＡＲ２）に照射される露光光（ＥＬ）で形成される、第１パターン像とは異なる第２パターン像とで基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）を多重露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
【０００７】
本発明の第１の態様によれば、基板を効率良く多重露光することができる。
【０００８】
本発明の第２の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。
【０００９】
本発明の第２の態様によれば、基板を効率良く多重露光できる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様に従えば、基板（Ｐ）を露光する露光方法であって、第１方向の異なる位置に規定された第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とのそれぞれに露光光（ＥＬ）を照射することと（Ｓ２）、基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）が第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とに対して相対移動されるように基板（Ｐ）を第１方向に移動することによって、第１露光領域（ＡＲ１）に照射される露光光（ＥＬ）で形成される第１パターン像と、第２露光領域（ＡＲ２）に照射される露光光（ＥＬ）で形成される、第１パターン像とは異なる第２パターン像とで基板（Ｐ）上の所定領域（ＳＨ）を多重露光すること（Ｓ３）を含む露光方法が提供される。
【００１１】
本発明の第３の態様によれば、基板を効率良く多重露光することができる。
【００１２】
本発明の第４の態様に従えば、所定のパターンの像を基板上に投影する投影光学系であって、第１パターンを介した露光ビームに基づいて該第１パターンと光学的に共役な第１共役位置（ＣＰ１）を形成する第１光学系（３１）と、第２パターンを介した露光ビームに基づいて該第２パターンと光学的に共役な第２共役位置（ＣＰ２）を形成する第２光学系（３２）と、第１光学系（３１）からの露光ビームと第２光学系（３２）からの露光ビームとに基づいて、基板（Ｐ）と第１共役位置（ＣＰ１）とを光学的に共役にすると共に、基板（Ｐ）と第２共役位置（ＣＰ２）とを光学的に共役にする第３光学系（３３）と、第１光学系（３１）と第３光学系（３３）との間の光路中であって、且つ第２光学系（３２）と第３光学系（３３）との間の光路中に配置されて、第１光学系（３１）からの露光ビームと第２光学系（３２）からの露光ビームとを第３光学系（３３）に導入する中間光学系（３０）とを備える投影光学系（ＰＬ）が提供される。
【００１３】
本発明の第４の態様によれば、第１パターンを介した露光ビームと第２パターンを介した露光ビームのそれぞれを基板に照射する投影光学系を小型化することができる。
【００１４】
本発明の第５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方向の異なる位置に第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とを規定するとともに、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を照射する光学ユニット（Ｕ）と、第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）と基板（Ｐ）とを第１方向に相対的に移動する第１移動システム（６１、６２、６３など）とを備え、光学ユニット（Ｕ）は、上記態様の投影光学系（ＰＬ）を備え、第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）と基板上の所定領域（ＳＨ）とを相対的に移動しつつ、光学ユニット（Ｕ）により第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）のそれぞれに露光光を照射することにより、第１露光領域（ＡＲ１）に照射される露光光で形成される第１パターン像と、第２露光領域（ＡＲ２）に照射される露光光で形成される、第１パターン像とは異なる第２パターン像とで基板上の所定領域（ＳＨ）を多重露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００１５】
本発明の第５の態様によれば、上記態様の投影光学系（ＰＬ）を用いて基板を効率良く多重露光することができる。
【００１６】
本発明の第６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所定面（Ｋ１）の第１領域（ＩＡ１）からの第１露光光（ＥＬ）を第１露光領域（ＡＲ１）に照射し、第２所定面（Ｋ２）の第２領域（ＩＡ２）からの第２露光光（ＥＬ）を第２露光領域（ＡＲ２）に照射する光学ユニット（ＰＬ）と、第１所定面（Ｋ１）及び第２所定面（Ｋ２）を介した検出光（Ｌｓ）を受光する受光装置（８２）を有し、受光装置（８２）の受光結果に基づいて、第１領域（ＩＡ１）に配置されている第１パターン（ＰＡ１）と第２領域（ＩＡ２）に配置されている第２パターン（ＰＡ２）との位置関係に関する情報を取得する検出システム（８０）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
【００１７】
本発明の第６の態様によれば、取得した第１パターンと第２パターンとの位置関係に関する情報を用いて、基板を効率良く多重露光することができる。
【００１８】
本発明の第７の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。
【００１９】
本発明の第７の態様によれば、基板を効率良く多重露光することが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。
【００２０】
本発明の第８の態様に従えば、基板（Ｐ）を露光する露光方法であって、第１所定面（Ｋ１）の第１領域（ＩＡ１）からの第１露光光（ＥＬ）を第１露光領域（ＡＲ１）に照射し（ＳＳ１）、第２所定面（Ｋ２）の第２領域（ＩＡ２）からの第２露光光（ＥＬ）を第２露光領域（ＡＲ２）に照射すること（ＳＳ２）と、第１所定面（Ｋ１）及び第２所定面（Ｋ２）を介した光（Ｌｓ）を検出すること（ＳＳ３）と、検出結果に基づいて、第１領域（ＩＡ１）に配置されている第１パターン（ＰＡ１）と第２領域（ＩＡ２）に配置されている第２パターン（ＰＡ２）との位置関係に関する情報を取得すること（ＳＳ４）とを含む露光方法が提供される。
【００２１】
本発明の第８の態様によれば、取得した第１パターンと第２パターンとの位置関係に関する情報を用いて、基板を効率良く多重露光することができる。
【００２２】
本発明の第９の態様に従えば、第３または第８の態様の露光方法を用いて基板を多重露光すること（Ｓ３、ＳＳ６、２０４）と、多重露光した基板を現像すること（２０４）と、現像した基板を加工すること（２０５）を含むデバイス製造方法が提供される。
【００２３】
本発明の第９の態様によれば、基板を効率良く多重露光できる露光方法を用いてデバイスを製造することができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、スループットの低下を抑制し、基板を効率良く多重露光することができ、デバイスの生産性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
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。
【００２６】
＜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。本実施形態の露光装置ＥＸは、所定面（ＸＹ平面）上の互いに異なる位置に第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを規定するとともに、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬを照射する光学ユニットＵと、露光光ＥＬ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な基板ステージ４と、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置７とを備えている。本実施形態においては、光学ユニットＵは、Ｙ軸方向の異なる位置に、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを規定する。なお、ここでいう基板はシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）、保護膜（トップコート膜）などの各種の膜を塗布したものを含む。
【００２７】
基板ステージ４は、露光光ＥＬが照射される第１露光領域ＡＲ１及び露光光ＥＬが照射される第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。
【００２８】
光学ユニットＵは、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬで第１パターンの像を形成可能であり、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬで第２パターンの像を形成可能である。本実施形態においては、第１パターンと第２パターンとは異なるパターンである。
【００２９】
露光装置ＥＸは、基板Ｐ上に第１パターンの像を形成するための第１パターン形成装置３Ａと、露光光ＥＬを射出可能な光源装置、及び複数の光学部材を含む照明光学系（いずれも不図示）を有し、その照明光学系を介して第１パターン形成装置３Ａを露光光ＥＬで照明する第１照明系ＩＬ１とを備えている。光学ユニットＵは、露光光ＥＬが照射される第１照明領域ＩＡ１（図１では不図示）内で第１パターン形成装置３Ａにより形成されたパターンの像を基板Ｐ上に投影する第１投影系（光学系）ＰＬ１を備えている。
【００３０】
なお、第１照明系ＩＬ１の照明光学系は、例えば、第１パターン形成装置３Ａの照明条件を可変とする成形光学系、第１パターン形成装置３Ａでの露光光ＥＬの照度分布を均一化する照度均一化部材（内面反射型インテグレータあるいはフライアイレンズなど）、第１パターン形成装置３Ａ上の第１照明領域ＩＡ１を規定するマスクブラインド系（マスキング・システム、又は可変視野絞りとも呼ばれる）、及びリレー光学系などを有する。
【００３１】
また、成形光学系は、例えば、交換可能な回折光学素子、間隔が可変である複数のプリズム（アキシコンなど）、及びズーム光学系（アフォーカル系）を有する。そして、回折光学素子の交換、プリズムの移動（上記間隔の変更）、及びズーム光学系の移動の少なくとも１つによって、第１投影系ＰＬ１の瞳面と光学的に共役となる照明光学系の瞳面上での露光光ＩＬの強度分布を変更する（換言すれば、照明光学系の瞳面に形成される２次光源の形状及び／又は大きさを変更する）。これにより、第１パターン形成装置３Ａの照明条件が変更される。従って、照明光学系は、第１パターン形成装置３Ａにより形成されるパターンに対応した照明条件を設定できるとともに、そのパターンの変更に応じて照明条件の変更も行うことが可能となっている。
【００３２】
さらに、マスクブラインド系は、その少なくとも一部、例えば独立に可動な複数の遮光板（マスキング・ブレード）が、照明光学系内で第１パターン形成装置３Ａの表面と光学的にほぼ共役な面に配置され、その複数の遮光板の少なくとも１つの移動によって、第１パターン形成装置３Ａ上の第１照明領域ＩＡ１の大きさ（幅）などを変更する。従って、このマスクブラインド系によって、第１露光領域ＡＲ１（第１投影系ＰＬ１に関して第１照明領域と共役な、第１パターンの像の投影領域）の大きさ（幅）などを調整できる。すなわち、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬによる基板の走査露光の開始及び終了を制御可能となっている。これにより、１回の走査露光動作によって多重露光すべき基板Ｐ上の１つのショット領域以外での不要な露光が防止される。なお、光源装置を制御してその不要な露光を防止してもよい。
【００３３】
また露光装置ＥＸは、基板Ｐ上に第２パターンの像を形成するための第２パターン形成装置３Ｂと、露光光ＥＬを射出可能な光源装置、及び複数の光学部材を含む照明光学系（いずれも不図示）を有し、その照明光学系を介して第２パターン形成装置３Ｂを露光光ＥＬで照明する第２照射系ＩＬ２とを備えている。光学ユニットＵは、露光光ＥＬが照射される第２照明領域ＩＡ２（図１では不図示）内で第２パターン形成装置３Ｂにより形成されたパターンの像を基板Ｐ上に投影する第２投影系（光学系）ＰＬ２を備えている。ここで、第２照明系ＩＬ２の照明光学系は、その構成が第１照明系ＩＬ１の照明光学系と同一であるので、その詳細な説明は省略する。本実施形態の露光装置ＥＸは、成形光学系、マスクブラインド系などを含む照明光学系をそれぞれ有する第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２を備える。このため、第１パターン形成装置３Ａと第２パターン形成装置３Ｂとでそれぞれ独立に照明条件を設定可能である。さらに、走査露光時には基板Ｐの移動に同期して、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の走査方向（Ｙ軸方向）の幅をそれぞれ独立に調整可能となっている。すなわち、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬによる基板の第１走査露光と、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬによる基板の第２走査露光とでそれぞれ、その開始及び終了を独立に制御可能となっている。
【００３４】
なお、第１照明系ＩＬ１と第２照明系ＩＬ２とでその一部を兼用してもよい。例えば、１つの光源装置から第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２の照明光学系にそれぞれ露光光ＥＬを供給するようにしてもよい。また、照明光学系の一部を兼用してもよい。本実施形態の露光装置ＥＸでは、照明光学系のうち、例えば成形光学系よりも上流に配置される第１光学系は第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２で兼用し、成形光学系及びその下流に配置される光学部材を含む第２光学系は第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２にそれぞれ設けることが好ましい。この場合、光源装置も兼用してよく、この光源装置と、第１光学系及び一対の第２光学系を含む照明光学系とを有する照明系によって、第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂはそれぞれ露光光ＥＬで照明される。
【００３５】
第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２のそれぞれは、第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂを露光光ＥＬで照明するものである。第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２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露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
【００３６】
第１パターン形成装置３Ａは、第１露光領域ＡＲ１に投影される可変のパターンを生成する電子マスク（可変成形マスク）を有する。本実施形態では、この可変成形マスクとして、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）２を有する。この複数の反射素子２は、ＤＭＤの表面に２次元マトリックス状に配列され、かつ素子単位で駆動されて露光光ＥＬを反射、偏向する。各反射素子２はその反射面の角度が調整され、本実施形態では、例えば第１投影系ＰＬ１の物体面に対して傾いて反射面が設定される第１状態（ＯＮ状態）ではその反射される露光光ＥＬが第１投影系ＰＬ１に入射し、その物体面とほぼ平行に反射面が設定される第２状態（ＯＦＦ状態）ではその反射される露光光ＥＬが第１投影系ＰＬ１に入射しないようになっている。
【００３７】
ＤＭＤを含む第１パターン形成装置３Ａの動作は、制御装置７により制御される。制御装置７は、基板Ｐ上に形成すべき第１パターンに応じた電子データ（パターン情報）に基づいてＤＭＤの反射素子２を駆動し、第１照明系ＩＬ１により照射される露光光ＥＬを反射素子２でパターン化する。すなわち、ＤＭＤの少なくとも一部（例えば、第１照明領域内）に反射パターンを生成する。第１パターン形成装置３Ａはその表面が、第１投影系ＰＬ１の物体面に配置されており、第１パターン形成装置３Ａの複数の反射素子２でパターン化された露光光ＥＬは、第１投影系ＰＬ１を介して基板Ｐ上に照射され、前述の第１露光領域ＡＲ１にパターン像を形成する。
【００３８】
また、制御装置７は、前述のパターン情報に基づいてＤＭＤに生成すべき反射パターン（表示パターン）を変化させることができる。これにより、走査露光時、基板Ｐの移動に同期して、ＤＭＤで生成されるパターンを適宜変化させることができる。なお、ＤＭＤで生成するパターンのスクロール速度（表示速度）は、基板Ｐの移動速度等を含む走査露光用パラメータの一部として、制御装置７によって決定される。また、本実施形態では走査露光時、ＤＭＤの反射素子２の駆動により、パターンの生成だけでなく、その生成されたパターンの像が形成される第１露光領域ＡＲ１の大きさ（幅）なども調整可能である。すなわち、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬによる基板の走査露光の開始及び終了を制御可能となっている。
【００３９】
第２パターン形成装置３Ｂは、第１パターン形成装置３Ａとほぼ同等の構成を有しており、複数の反射素子２を備えたＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）を含む。制御装置７は、基板Ｐ上に形成すべき第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ＤＭＤの反射素子２を駆動し、第２照明系ＩＬ２で照明された露光光ＥＬを反射素子２でパターン化する。第２パターン形成装置３ＢのＤＭＤは、その構成、動作が第１パターン形成装置３ＡのＤＭＤと全く同じであるので、その詳細な説明は省略する。第２パターン形成装置３Ｂはその表面が、第２投影系ＰＬ２の物体面に配置されており、第２パターン形成装置３Ｂの複数の反射素子２でパターン化された露光光ＥＬは、第２投影系ＰＬ２を介して基板Ｐ上に照射され、前述の第２露光領域ＡＲ２にパターン像を形成する。
【００４０】
本実施形態では、第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂがそれぞれ可変成形マスクを有し、この可変成形マスクとしてＤＭＤを使用する。これにより、パターンが形成されたマスク（レチクル）を用いて露光する場合に比べて、パターンが変更されたときに、マスクの交換作業及びマスクステージにおけるマスクの位置合わせ操作が不要になるため、多重露光を一層効率よく行うことができる。なお、ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば特開平８−３１３８４２号公報、特開２００４−３０４１３５号公報、米国特許第６，７７８，２５７号公報に開示されている。
【００４１】
第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２はそれぞれ第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂで生成されるパターンの像を所定の投影倍率で基板Ｐに投影する。第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２は、それぞれ、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒で保持されている。本実施形態においては、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２のそれぞれの光軸ＡＸ１、ＡＸ２は、Ｚ軸方向と平行である。本実施形態の第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２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。なお、ＤＭＤを使用する場合には、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２の投影倍率を、例えば１／５００〜１／１００の範囲内にしてもよい。なお、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２は縮小系のみならず、等倍系及び拡大系のいずれでもよい。また、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２は、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。例えば、国際公開第２００４／１０７０１１号パンフレット（対応米国公開第２００６／０１２１３６４号）に開示されているように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系または反屈系）がその一部に設けられ、単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系を使用してもよい。また、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２は、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。また、第１投影系ＰＬ１の投影倍率と第２投影系ＰＬ２の投影倍率とが異なっていてもよい。
【００４２】
第１投影系ＰＬ１の複数の光学素子のうち、第１投影系ＰＬ１の像面に最も近い終端光学素子ＦＬ１の下面（射出面）は、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面が対向して配置される。第１パターン形成装置３Ａでパターン化された露光光ＥＬは、第１投影系ＰＬ１の終端光学素子ＦＬ１の下面から射出される。
【００４３】
同様に、第２投影系ＰＬ２の複数の光学素子のうち、第２投影系ＰＬ２の像面に最も近い終端光学素子ＦＬ２の下面（射出面）は、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面が対向して配置される。第２パターン形成装置３Ｂでパターン化された露光光ＥＬは、第２投影系ＰＬ２の終端光学素子ＦＬ２の下面から射出される。
【００４４】
基板ステージ４は、基板Ｐを保持する基板ホルダ４Ｈを有しており、リニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置４Ｄの駆動により、基板ホルダ４Ｈに基板Ｐを保持した状態で、ベース部材ＢＰ上で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。本実施形態においては、基板ホルダ４Ｈは、基板ステージ４上に設けられた凹部４Ｒに配置されており、基板ステージ４のうち凹部４Ｒ以外の上面４Ｆは、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）になるような平坦面となっている。なお、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐの表面と、基板ステージ４の上面４Ｆとの間に段差があってもよい。また、基板ホルダ４Ｈを基板ステージ４と一体に形成してもよいが、本実施形態では基板ホルダ４Ｈと基板ステージ４とを別々に構成し、例えば真空吸着などによって基板ホルダ４Ｈを凹部４Ｒに固定している。
【００４５】
基板ステージ４（ひいては基板Ｐ）の位置情報はレーザ干渉計４Ｌによって計測される。レーザ干渉計４Ｌは、基板ステージ４に設けられた反射鏡４Ｋ（又はその側面に形成される反射面）を用いて基板ステージ４のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌ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４Ｄを駆動し、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。
【００４６】
なお、フォーカス・レベリング検出系はその複数の計測点でそれぞれ基板ＰのＺ軸方向の位置情報を計測してその面位置情報を検出する。本実施形態では、この複数の計測点はその少なくとも一部が第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２内に設定されるが、例えば後述の第２実施形態（図３）の液浸露光装置では、全ての計測点が第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２（又は第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２）の外側に設定されてもよい。また、レーザ干渉計４Ｌは基板ステージ４のＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報をも計測可能としてよく、その詳細は、例えば特表２００１−５１０５７７号公報（対応国際公開第１９９９／２８７９０号パンフレット）に開示されている。この場合、フォーカス・レベリング検出系は設けなくてもよい。
【００４７】
露光装置ＥＸは、互いに異なる露光条件で、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬを照射することができる。露光条件は、基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射条件を含む。基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射条件は、例えば第１、第２パターンの像などに応じてそれぞれ最適化されるとともに、前述の照明条件、投影系ＰＬ１、ＰＬ２の開口数などを含む。
【００４８】
第１露光領域ＡＲ１に露光光ＥＬを照射するとき、制御装置７は、第１照明系ＩＬ１より露光光ＥＬを射出する。第１照明系ＩＬ１より射出された露光光ＥＬは、反射ミラー５で反射した後、ＤＭＤを含む第１パターン形成装置３Ａに照射される。制御装置７は、基板Ｐ上に形成すべき第１パターンの像に応じて第１パターン形成装置３Ａの反射素子２を駆動する。反射素子２で反射した露光光ＥＬは、第１投影系ＰＬ１を介してその終端光学素子ＦＬ１の下面から射出され、第１露光領域ＡＲ１に照射される。このように、第１照明系ＩＬ１より射出され、第１パターン形成装置３Ａ及び第１投影系ＰＬ１を介した露光光ＥＬを、基板ステージ４に保持された基板Ｐ上に照射することによって、第１パターンの像が基板Ｐ上に投影され、基板Ｐが露光される。
【００４９】
同様に、第２照明系ＩＬ２より射出され、第２パターン形成装置３Ｂ及び第２投影系ＰＬ２を介した露光光ＥＬを、基板ステージ４に保持された基板Ｐ上に照射することによって、第２パターンの像が基板Ｐ上に投影され、基板Ｐが露光される。
【００５０】
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１、２及び図２０を参照しながら説明する。
【００５１】
本実施形態の露光装置ＥＸは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに照射される露光光ＥＬに対して基板Ｐを所定方向に走査することにより基板Ｐの各ショット領域を多重露光（二重露光）する走査型の露光装置である。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対して基板Ｐを所定の走査方向に移動しながら、基板Ｐの移動に同期して第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂを制御して、パターン化された露光光ＥＬを第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに照射する走査型の露光装置である。基板Ｐ上には被露光領域であるショット領域が複数マトリクス状に設定されている。露光装置ＥＸは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対して基板Ｐ上のショット領域ＳＨをＹ軸方向に移動しつつ、光学ユニットＵにより第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬを照射することにより、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬで形成される第１パターンの像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬで形成される第２パターンの像とで、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重（二重）露光する。
【００５２】
最初に、制御装置７により基板ステージ４を制御して第１投影系ＰＬ１及び第２投影系ＰＬ２の下方に移動し、基板ホルダ４Ｈに保持された基板Ｐ（ショット領域ＳＨ）を第１投影系ＰＬ１及び第２投影系ＰＬ２に対して所定位置に位置付ける（図２０のＳ１）。図２は、基板Ｐを−Ｙ方向に移動しながら基板Ｐ上の１つのショット領域を露光しているときの、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ＳＨとの関係を示す模式図である。本実施形態においては、露光光ＥＬが照射される第１露光領域ＡＲ１は、第１投影系ＰＬ１の投影領域であり、露光光ＥＬが照射される第２露光領域ＡＲ２は、第２投影系ＰＬ２の投影領域である。
【００５３】
図２に示すように、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。第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、１つのショット領域ＳＨに同時に配置可能となっている。すなわち、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１の中心と第２露光領域ＡＲ１の中心とのＹ軸方向の距離が、１つショット領域ＳＨのＹ軸方向の大きさよりも小さい。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。なお、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、必ずしも１つのショット領域ＳＨに同時に配置可能でなくてよく、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。
【００５４】
制御装置７により第１及び第２照明系ＩＬ１，ＩＬ２を制御して、Ｙ軸方向の異なる位置に規定された第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とのそれぞれに露光光ＥＬを照射する（Ｓ２）。この照射とともに、基板Ｐ上のショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに対して相対移動されるように基板ステージ４を制御して基板ＰをＹ軸方向に移動する（Ｓ３）。この基板の移動によって、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬで形成される第１パターンの像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬで形成される第２パターンの像とで基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光（二重露光）する（Ｓ３）。すなわち、制御装置７は、第１露光領域ＡＲ１に照射された露光光ＥＬで露光された基板Ｐの感光層を、現像工程等を介さずに、第２露光領域ＡＲ２に照射された露光光ＥＬで再度露光（二重露光）する。
【００５５】
例えば、基板Ｐを−Ｙ方向に移動しながら、基板Ｐ上の１つのショット領域ＳＨを露光するときには、制御装置７は、図２中、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第１露光領域ＡＲ１に到達したときに、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬによるショット領域ＳＨの露光（第１走査露光）を開始する。本実施形態では、第１照明系ＩＬ１のマスクブラインド系によって、第１走査露光の開始前は基板Ｐ上での第１露光領域ＡＲ１の走査方向の幅が零であるが、第１走査露光の開始時点、すなわちエッジＧ１が第１露光領域ＡＲ１の＋Ｙ側のエッジに到達した時点からその幅が徐々に広げられていき、所定の設定値に達した時点でその幅は一定に維持される。これにより、第１走査露光の開始前後に、基板Ｐ上でショット領域ＳＨに対して−Ｙ方向のショット領域の不要な露光を防止できる。なお、第１走査露光の開始直後は、第２照明系ＩＬ２のマスクブラインド系によって第２露光領域ＡＲ２の走査方向の幅が零となっている。
【００５６】
更に、基板Ｐを−Ｙ方向に移動することにより、基板Ｐ上のショット領域ＳＨは、第１露光領域ＡＲ１に対して相対移動される。そして、制御装置７は、図２中、ショット領域ＳＨの＋Ｙ側のエッジＧ２が第１露光領域ＡＲ１の−Ｙ側のエッジに到達したときに、第１露光領域ＡＲ１に対する露光光ＥＬの照射を停止する。これにより、ショット領域ＳＨの第１走査露光が完了する。本実施形態では、第１照明系ＩＬ１のマスクブラインド系によって、第１走査露光の終了直前、すなわちエッジＧ２が第１露光領域ＡＲ１の＋Ｙ側のエッジに到達した時点から第１露光領域ＡＲ１の幅が徐々に狭められていき、エッジＧ２が第１露光領域ＡＲ１の−Ｙ側のエッジに到達した時点でその幅が零となる。これにより、第１走査露光の終了前に、基板Ｐ上でショット領域ＳＨに対して＋Ｙ方向のショット領域の不要な露光を防止できる。
【００５７】
また、ショット領域ＳＨ上に第１露光領域ＡＲ１が存在している間（第１走査露光中）に、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達する。制御装置７は、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達したときに、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬによるショット領域ＳＨの露光（第２走査露光）を開始する。より具体的には、制御装置７は、第１露光領域ＡＲ１への露光光ＥＬの照射が開始された後に、第１露光領域ＡＲ１の位置、第２露光領域ＡＲ２の位置、及び基板Ｐの−Ｙ方向への移動速度に基づいて、第２パターン形成装置３Ｂなどを制御して、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達したときに、第２露光領域ＡＲ２への露光光ＥＬの照射を開始する。本実施形態では、第２照明系ＩＬ２のマスクブラインド系によって、第２走査露光の開始時点、すなわちエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２の＋Ｙ側のエッジに到達した時点からその幅が徐々に広げられていき、所定の設定値に達した時点でその幅は一定に維持される。これにより、第２走査露光の開始前後に、基板Ｐ上でショット領域ＳＨに対して−Ｙ方向のショット領域の不要な露光を防止できる。また、この第２走査露光はその動作の一部が前述の第１走査露光と並行して行われる。さらに、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とで前述の設定値が等しくなっている。
【００５８】
更に、基板Ｐを−Ｙ方向へ移動することにより、基板Ｐ上のショット領域ＳＨは、第２露光領域ＡＲ２に対しても相対移動される。そして、制御装置７は、ショット領域ＳＨの＋Ｙ側のエッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の−Ｙ側のエッジに到達したときに、第２露光領域ＡＲ２に対する露光光ＥＬの照射を停止する。これにより、ショット領域ＳＨの第２走査露光が完了する。本実施形態では、第２照明系ＩＬ２のマスクブラインド系によって、第２走査露光の終了直前、すなわちエッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の＋Ｙ側のエッジに到達した時点から第２露光領域ＡＲ２の幅が徐々に狭められていき、エッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の−Ｙ側のエッジに到達した時点でその幅が零となる。これにより、第２走査露光の終了前に、基板Ｐ上でショット領域ＳＨに対して＋Ｙ方向のショット領域の不要な露光を防止できる。なお、本実施形態では、マスクブラインド系によって第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の幅を変更する、すなわち第１、第２走査露光の開始及び終了を制御するものとしたが、例えば前述のＤＭＤによって走査露光の開始及び終了の制御を行ってもよい。この場合、照明光学系にマスクブラインド系を設けなくてもよいし、あるいはマスクブラインド系に走査露光の開始及び終了を制御する機能を持たせなくてもよい。
【００５９】
第１露光領域ＡＲ１に対して基板Ｐ上のショット領域ＳＨが移動している間、第１パターン形成装置３Ａにより第１露光領域ＡＲ１に投影されるパターンの像が逐次変更され、第１露光領域ＡＲ１を通り過ぎたショット領域ＳＨには第１パターンの像が形成される。同様に、第２露光領域ＡＲ２に対してショット領域ＳＨが移動している間、第２パターン形成装置３Ｂにより第２露光領域ＡＲ２に投影されるパターンの像が逐次変更され、第２露光領域ＡＲ２を通り過ぎたショット領域ＳＨには第２パターンの像も形成される。すなわち、基板Ｐ上のショット領域ＳＨが、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬで形成される第１パターンの像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬで形成される第２パターンの像とで多重露光（二重露光）される。
【００６０】
以上説明したように、Ｙ軸方向の異なる位置に規定された第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とのそれぞれに露光光ＥＬを照射するとともに、基板Ｐ上のショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに対して相対移動されるように基板ＰをＹ軸方向に移動することで、基板Ｐのショット領域ＳＨを効率良く多重露光することができる。本実施形態においては、基板Ｐ上の複数のショット領域ＳＨを多重露光（二重露光）するときに、１回のスキャン動作で、１つのショット領域を第１パターンの像と第２パターンの像とで露光することができ、スループットを向上できる。また、基板Ｐの−Ｙ方向へのスキャン動作と＋Ｙ方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、基板Ｐ上の複数のショット領域を効率よ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つのショット領域を多重露光することができるので、各ショット領域内に第１パターンの像と第２パターンの像とを所望の位置関係で形成することができる。
【００６１】
本実施形態の露光装置ＥＸは、照明系ＩＬ１、ＩＬ２、パターン形成装置３Ａ、３Ｂ、及び投影系ＰＬ１、ＰＬ２を有しており、基板Ｐを多重露光する際にも、例えばマスクを交換したり、照明条件等の露光条件を変更する動作が低減されるため、露光装置ＥＸの稼動率の低下、スループットの低下を抑制し、基板Ｐを効率良く多重露光することができる。
【００６２】
多重露光においては、互いに異なるパターンを基板Ｐ上に露光するのが一般的であるが、それぞれの露光において、必ずしも同等の露光精度が必要とは限らない。基板Ｐを多重露光する場合において、例えば、１回目の露光における解像度と２回目の露光における解像度とが互いに異なっていたり、１回目の露光における投影系の光学性能と２回目の露光における投影系の光学性能とが互いに異なっていてもよい可能性がある。例えば、１回目の露光における投影系の開口数を、２回目の露光における投影系の開口数よりも小さくしてもよい。また、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬの波長を、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬの波長と異ならせてもよい。本実施形態においては、多重露光すべきパターンに対応して、目標解像度に応じた光学性能（開口数）を有する第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２を設けることができるので、装置コストの上昇を抑え、基板Ｐを効率良く露光することができる。また、本実施形態においては、第１パターン形成装置３Ａ及び第２パターン形成装置３Ｂの各々がＤＭＤを含んでいるので、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに互いに異なるパターンの像を容易に形成することができる。
【００６３】
なお、上述の実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とがＹ軸方向に離れているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とはその一部がＹ軸方向において重複していてもよい。また、本実施形態の露光装置ＥＸは前述のＤＭＤの位置及び／又は回転（傾斜）を調整するアクチュエータを備えていてもよい。
【００６４】
＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態の露光装置及び露光方法の特徴的な部分は、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方では、液体ＬＱを介して露光光ＥＬが基板に照射される点にある。以下の説明において、上述の第１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。
【００６５】
図３は、第２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（対応米国特許公開第２００４／０１６５１５９号公報）等に開示されているような、露光波長を実質的に短くして解像度を向上するとともに焦点深度を実質的に広くするために液浸法を適用した露光装置であって、露光光ＥＬの光路の少なくとも一部を液体ＬＱで満たす第１、第２液浸システム１Ａ、１Ｂ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。
【００６６】
第１液浸システム１Ａは、第１投影系ＰＬ１の終端光学素子ＦＬ１と基板Ｐとの間の露光光ＥＬ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１２Ａを有する供給部材１３Ａ、及び液体ＬＱを回収するための回収口２２Ａを有する回収部材２３Ａを有している。供給部材１３Ａ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１２Ａを介して光路に供給可能である。また、回収部材２３Ａ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２２Ａ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７に制御され、制御装置７は、第１液浸システム１Ａ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、第１投影系ＰＬ１の終端光学素子ＦＬ１の下面と、基板ステージ４上の基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬ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の第１液浸領域ＬＲ１を局所的に形成する。第１液浸領域ＬＲ１は、基板Ｐ上の第１露光領域ＡＲ１よりも大きく形成される。すなわち、第１液浸領域ＬＲ１は、第１露光領域ＡＲ１の全てを覆うように形成される。
【００６７】
同様に、第２液浸システム１Ｂは、その構成が第１液浸システム１Ａと同一であり、液体ＬＱを供給するための供給口１２Ｂを有する供給部材１３Ｂ、及び液体ＬＱを回収するための回収口２２Ｂを有する回収部材２３Ｂを有しており、第２投影系ＰＬ２の終端光学素子ＦＬ２の下面と、基板ステージ４上の基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬ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の第２液浸領域ＬＲ２を局所的に形成する。第２液浸領域ＬＲ２は、基板Ｐ上の第２露光領域ＡＲ２よりも大きく形成される。すなわち、第２液浸領域ＬＲ２は、第２露光領域ＡＲ２の全てを覆うように形成される。なお、第１、第２液浸システム１Ａ、１Ｂは、それぞれその一部（例えば、液体供給装置及び／又は液体回収装置を構成する部材）が露光装置に設けられている必要はなく、例えば露光装置が設置される工場等の設備を代用してもよい。また、液浸システム１００の構造は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、国際公開第２００４／０５７５９０号パンフレット、国際公開第２００５／０２９５５９号パンフレット（対応米国特許公開第２００６／０２３１２０６号）、国際公開第２００４／０８６４６８号パンフレット（対応米国特許公開第２００５／０２８０７９１号）、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号）などに記載されているものを用いることができる。
【００６８】
露光装置ＥＸは、基板ステージ４に保持された基板Ｐ上に液体ＬＱの第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２を形成し、第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２の液体ＬＱを介して基板Ｐ上の第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬを照射して、基板Ｐを露光する。
【００６９】
露光装置ＥＸは、第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２を形成した状態で、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対して基板Ｐ上のショット領域ＳＨをＹ軸方向に移動しつつ、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬ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露光光ＥＬで形成される第１パターンの像と、第２露光領域ＡＲ２に液体ＬＱを介して照射される露光光ＥＬで形成される第２パターンの像とで、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光（二重露光）する。
【００７０】
本実施形態において、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とはＹ軸方向に離れているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とはその一部がＹ軸方向において重複していてもよい。
【００７１】
なお、本実施形態において、第１液浸領域ＬＲ１を形成する液体ＬＱと、第２液浸領域ＬＲ２を形成する液体ＬＱとは、その種類（物性）が同一であるものとしたが、互いにその種類（物性）が異なっていてもよい。例えば、第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２を種類（少なくとも露光光ＥＬに対する屈折率）が異なる液体でそれぞれ形成してもよい。一例としては、第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２の一方を、水（純水）で形成し、他方を、水（屈折率は１．４４程度）よりも露光光ＥＬに対する屈折率が高い液体で形成してもよい。また、第１液浸領域ＬＲ１と第２液浸領域ＬＲ２とで、液体ＬＱの粘度、露光光ＥＬの透過率、及び温度の少なくとも１つが互いに異なっていてもよい。
【００７２】
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。
【００７３】
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、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。
【００７４】
なお、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２の終端光学素子ＦＬ１、ＦＬ２を同一材料で形成してもよいし、あるいは異なる材料で形成してもよい。また、終端光学素子ＦＬ１、ＦＬ２の少なくとも一方を、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。
【００７５】
また、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２の少なくとも一方では、露光光ＥＬに対する終端光学素子の屈折率ｎ１を、露光光ＥＬ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、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２の少なくとも一方では、終端光学素子の屈折率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よりも小さいものが使用される。この場合、終端光学素子の屈折率ｎ１よりも小さい液体ＬＱの屈折率ｎ２を、投影系の開口数ＮＡよりも大きくすることが好ましい。
【００７６】
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（対応米国特許公開第２００５／０２４８８５６号）に開示されているように、終端光学素子の像面側の光路に加えて、終端光学素子の物体面側の光路も液体で満たすようにしてもよい。さらに、終端光学素子の表面の一部（少なくとも液体ＬＱとの接触面を含む）又は全部に、親液性及び／又は溶解防止機能を有する薄膜を形成してもよい。なお、石英は液体ＬＱとの親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することが好ましい。
【００７７】
また、例えば、終端光学素子ＦＬ１と基板Ｐとの間の空間、及び終端光学素子ＦＬ２と基板Ｐとの間の空間のいずれか一方を液体ＬＱで満たし、他方を気体で満たすようにしてもよい。このように、終端光学素子ＦＬ１と基板Ｐとの間の空間を満たす媒体、及び終端光学素子ＦＬ２と基板Ｐとの間の空間を満たす媒体の条件（種類など）が異なっていてもよい。
【００７８】
なお、第２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、第１液浸領域ＬＲ１と第２液浸領域ＬＲ２とによって別々に覆われているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを１つの液浸領域で覆うようにしてもよい。
【００７９】
＜第３実施形態＞
次に、本発明の露光装置及び露光方法の第３実施形態について説明する。上述の第１、第２実施形態においては、第１、第２パターンの像は、ＤＭＤを含む第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂを用いて形成されるが、本実施形態の特徴的な部分は、ガラス板等の透明部材上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成された第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を用いて、基板Ｐ上に第１、第２パターンの像を形成する点にある。第１、第２マスクＭ１、Ｍ２は、基板Ｐ上に縮小投影されるパターンが形成されたレチクルを含む。なお、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。なお、上述の第１、第２実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【００８０】
図４は、第３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、第１マスクＭ１を保持して移動可能な第１マスクステージ６Ａと、第２マスクＭ２を保持して移動可能な第２マスクステージ６Ｂとを備えている。
【００８１】
第１マスクＭ１は、基板Ｐ上に第１パターンの像を形成するための部材である。第２マスクＭ２は、基板Ｐ上に第２パターンの像を形成するための部材である。第１マスクＭ１には、第１パターンが形成されている。同様に、第２マスクＭ２には、第２パターンが形成されている。第１マスクＭ１及び第１マスクステージ６Ａは、基板Ｐ上の第１露光領域ＡＲ１に第１パターンの像を形成するために用いられ、第２マスクＭ２及び第２マスクステージ６Ｂは、基板Ｐ上の第２露光領域ＡＲ２に第２パターンの像を形成するために用いられる。
【００８２】
第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２のそれぞれは、所定の第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。本実施形態においては、第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２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）に設定されている。
【００８３】
本実施形態においては、第１照明系ＩＬ１の光軸ＢＸ１は、第１投影系ＰＬ１の光軸ＡＸ１とほぼ直交しており、図４においては、Ｙ軸方向と平行である。同様に、第２照明系ＩＬ２の光軸ＢＸ２は、第２投影系ＰＬ２の光軸ＡＸ２とほぼ直交しており、図４においては、Ｙ軸方向と平行である。そして、第１マスクステージ６Ａは、第１マスクＭ１の表面とＹ軸とが直交するように第１マスクＭ１を保持し、第２マスクステージ６Ｂは、第２マスクＭ２の表面とＹ軸とが直交するように第２マスクＭ２を保持する。
【００８４】
第１、第２マスクステージ６Ａ、６Ｂのそれぞれは、リニアモータ等のアクチュエータを含むマスクステージ駆動装置の駆動により、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を保持した状態で、Ｘ軸、Ｚ軸、及びθＹ方向に移動可能である。第１、第２マスクステージ６Ａ、６Ｂ（ひいては第１、第２マスクＭ１、Ｍ２）の位置情報は、不図示のレーザ干渉計によって計測される。レーザ干渉計は、第１、第２マスクステージ６Ａ、６Ｂに設けられた反射面を用いて第１、第２マスクステージ６Ａ、６Ｂのそれぞれの位置情報を計測する。制御装置７は、レーザ干渉計の計測結果に基づいてマスクステージ駆動装置を駆動し、第１、第２マスクステージ６Ａ、６Ｂ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。なお、第１、第２マスクステージ６Ａ、６Ｂ３は、例えば特開平８−１３０１７９号公報（対応米国特許第６,７２１,０３４号）に開示される粗微動可能な構成としてもよい。
【００８５】
第１露光領域ＡＲ１に露光光ＥＬを照射するとき、制御装置７は、第１照明系ＩＬ１より露光光ＥＬを射出する。第１照明系ＩＬ１より射出された露光光ＥＬは、第１マスクステージ６Ａに保持された第１マスクＭ１の第１照明領域内のパターンを照明する。第１マスクＭ１を通過した露光光ＥＬは、反射ミラー８で反射した後、第１投影系ＰＬ１を介してその終端光学素子ＦＬ１の下面から射出され、第１露光領域ＡＲ１に照射される。このように、第１照明系ＩＬ１より射出され、第１マスクＭ１及び第１投影系ＰＬ１を介した露光光ＥＬを、基板ステージ４に保持された基板Ｐ上に照射することによって、第１パターンの像が基板Ｐ上に投影され、基板Ｐが露光される。
【００８６】
同様に、第２照明系ＩＬ２より射出され、第２マスクＭ２及び第２投影系ＰＬ２を介した露光光ＥＬを、基板ステージ４に保持された基板Ｐ上に照射することによって、第２パターンの像が基板Ｐ上の第２露光領域ＡＲ２に投影され、基板Ｐが露光される。
【００８７】
本実施形態の露光装置ＥＸは、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する基板Ｐの所定の走査方向への移動と、第１照明領域ＩＡ１に対する第１マスクＭ１の所定の走査方向への移動と、第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２の所定の走査方向への移動とを同期して行うことによって、パターン化された露光光ＥＬを第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに照射する走査型の露光装置である。基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光する場合には、制御装置７は、Ｙ軸方向の異なる位置に規定された第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とのそれぞれに露光光ＥＬを照射するとともに、基板Ｐ上のショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに対して相対移動されるように基板ステージ４を制御して基板ＰをＹ軸方向に移動することによって、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬで形成される第１パターンの像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬで形成される第２パターンの像とで、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光（二重露光）する。このとき、制御装置７は、基板Ｐを保持した基板ステージ４のＹ軸方向への移動と同期して、第１マスクＭ１を保持した第１マスクステージ６Ａ及び第２マスクＭ２を保持した第２マスクステージ６Ｂを、所定の走査方向に移動する。本実施形態においては、制御装置７は、基板Ｐのショット領域ＳＨを露光するとき、例えば基板ステージ４の−Ｙ方向への移動と同期して、第１マスクステージ６Ａを−Ｚ方向に移動するとともに、第２マスクステージ６Ｂを＋Ｚ方向に移動する。これにより、上述の実施形態と同様に、第１露光領域ＡＲ１に照射された露光光ＥＬで露光された基板Ｐの感光層が、現像工程などを介さずに、第２露光領域ＡＲ２に照射された露光光ＥＬで再度露光（二重露光）される。
【００８８】
例えば、図２に示したように、基板Ｐを−Ｙ方向に移動しながら基板Ｐ上の一つのショット領域ＳＨを多重露光する場合、制御装置７は、図２において、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第１露光領域ＡＲ１に到達したときに、第１マスクＭ１のパターンの像の第１露光領域ＡＲ１への投影が開始されるように、第１マスクステージ６Ａの走査方向への移動を制御する。さらに基板Ｐを−Ｙ方向に移動させ、ショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１を通り過ぎることによって、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬによるショット領域ＳＨの露光（第１走査露光）が完了する。また、ショット領域ＳＨ上に第１露光領域ＡＲ１が存在している間（第１走査露光中）に、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達する。制御装置７は、図２において、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達したときに、第２マスクＭ２の第２パターンの像の第２露光領域ＡＲ２への投影が開始されるように、第２マスクステージ６Ｂの走査方向への移動を制御する。より具体的には、第１露光領域ＡＲ１への第１パターンの像の投影が開始された後に、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の位置（ＡＲ１とＡＲ２の相対距離）、及び基板Ｐの−Ｙ方向への移動速度に基づいて、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達したときに、第２マスクＭ２のパターンの像の第２露光領域ＡＲ２への投影が開始されるように、第２マスクステージ６Ｂの走査方向への移動を制御する。さらに基板Ｐを−Ｙ方向に移動させ、ショット領域ＳＨが第２露光領域ＡＲ２を通り過ぎることによって、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬによるショット領域ＳＨの露光（第２走査露光）が完了する。これにより、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬで形成される第１パターンの像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬで形成される第２パターンの像とによるショット領域ＳＨの多重露光（二重露光）が完了する。なお、本実施形態でも、前述の第１実施形態と同様にマスクブラインド系によって、第１、第２走査露光の開始直後及び終了直前の所定期間中に第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の幅を変化させる、すなわち第１、第２走査露光の開始及び終了を制御することが好ましい。
【００８９】
以上説明したように、本実施形態においては、基板Ｐ上の各ショット領域ＳＨを多重露光するための第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とをＹ軸方向の異なる位置に規定した場合にも、第１マスクＭ１のパターンの像の第１露光領域ＡＲ１への投影と第２マスクＭ２のパターンの像の第２露光領域ＡＲ２への投影とが所定のタイミングで開始されるように、基板ステージ４、第１マスクステージ６Ａ、及び第２マスクステージ６Ｂの同期移動が制御されているので、基板Ｐ上の各ショット領域ＳＨ内に第１パターン像と第２パターン像とを所望の位置関係で形成することができる。
【００９０】
本実施形態において、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２に形成されているパターンが互いに異なっているので、そのパターンに応じて第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２による第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の照明条件、ひいては基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射条件を互いに異ならせてもよい。
【００９１】
また、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の一方を、例えば位相シフトマスクとし、他方を、クロムパターンのみで形成されたバイナリーマスクとすることができる。この場合、例えば、位相シフトマスクの照明条件を小σ照明（コヒーレンスファクター（σ値）が、例えば０．２〜０．４程度の通常照明）とし、バイナリーマスクの照明条件を変形照明（輪帯照明又は多極照明など）としてもよい。さらに、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２はそれぞれ位相シフトマスクでもよい。
【００９２】
また、第１照明系ＩＬ１はコヒーレント照明とし、第２照明系は部分的コヒーレント照明とする等、互いに異なった最適な照明条件で第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を照明するようにしてもよい。部分的コヒーレント照明とは、σ＝（照明系の開口数／投影系の開口数）の値がゼロより大きく１より小さい照明であり、コヒーレント照明とは、σの値がゼロまたはそれに近い値であり、部分的コヒーレント照明のσに比べて相当小さい値である。また、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一方で、二光束干渉露光を行うようにしてもよい。また、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の少なくとも一方で液浸露光を行ってもよい。
【００９３】
＜第４実施形態＞
次に、本発明の露光装置及び露光方法の第４実施形態について説明する。図５は、第４実施形態を示す概略構成図である。なお、上述の第１〜第３実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。また、本実施形態の露光装置ＥＸも、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する基板Ｐの所定の走査方向（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の所定の走査方向への移動と、第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２の所定の走査方向への移動とを同期して行うことによって、パターン化された露光光ＥＬを第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに照射する走査型の露光装置である。
【００９４】
図５において、露光装置ＥＸは、第１パターンの像を形成するための第１マスクＭ１及び第２パターンの像を形成するための第２マスクＭ２を保持して移動可能なマスクステージ６を備えている。また、本実施形態の光学ユニットＵは、露光光ＥＬで照明された第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のパターンの像を基板Ｐ上に投影する投影系ＰＬを備えている。図５には不図示であるが、第１マスクＭ１は第１照明系（ＩＬ１）からの露光光ＥＬで照明され、第２マスクＭ２は第２照明系（ＩＬ２）からの露光光ＥＬで照明される。
【００９５】
本実施形態の投影系ＰＬは、基板Ｐの表面が対向して配置される１つの終端光学素子ＦＬを有し、その１つの終端光学素子ＦＬを介して、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬを照射する。
【００９６】
投影系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（第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のパターンの中間像がそれぞれ形成される後述の第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２）の近傍に配置され、第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光ＥＬとを終端光学素子ＦＬへ導く中間光学系３０を有している。中間光学系３０は、第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光をそれぞれ反射する二つの反射面を有している。本実施形態においては、中間光学系３０は、プリズムを含む。
【００９７】
また、投影系ＰＬは、第１マスクＭ１からの露光光ＥＬを中間光学系３０に導く第１光学系３１と、第２マスクＭ２からの露光光ＥＬを中間光学系３０に導く第２光学系３２とを有している。これらの第１、第２光学系３１、３２は所定の走査方向（Ｙ軸方向）に沿って並置されている。第１、第２光学系３１、３２のそれぞれは複数のレンズ、及び複数のレンズを通過した露光光ＥＬを中間光学系３０に向けて反射する反射面を有する反射部材ＦＭ１、ＦＭ２を含む。第１、第２光学系３１、３２の反射部材ＦＭ１、ＦＭ２は、所定の走査方向（Ｙ軸方向）を含むＹＺ平面内において第１、第２光学系３１、３２の光路をそれぞれ折り曲げる。
【００９８】
第１、第２マスクＭ１、Ｍ２でパターン化された露光光ＥＬのそれぞれは、第１、第２光学系３１、３２を介して、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で中間結像をした後、中間光学系３０に導かれる。第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光ＥＬとは、中間光学系３０で反射された（折り曲げられた）後、終端光学素子ＦＬを含む第３光学系３３を介して、投影系ＰＬの同一視野内に規定される第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。
【００９９】
本実施形態では中間光学系３０が第１共役位置ＣＰ１、第２共役位置ＣＰ２の近傍に配置されているため、中間光学系３０の大型化や投影系ＰＬの長大化を招くことなく、第１、第２光学系３１、３２からの露光光ＥＬを第３光学系３３に導くことができる。
【０１００】
そして、本実施形態の投影系ＰＬは、第１照明領域ＩＡ１に対応した第１露光領域ＡＲ１と、第２照明領域ＩＡ２に対応した第２露光領域ＡＲ２とを備えており、この第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２は、所定の走査方向（Ｙ軸方向）を横切る方向（Ｘ軸方向）に長手方向を有するスリット形状である。したがって、第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２の近傍での露光光ＥＬの断面形状はＸ軸方向に長手方向を有する形状となっているため、第１、第２光学系３１、３２からの露光光ＥＬを中間光学系３０を用いて第３光学系３３に容易に導入することができる。
【０１０１】
なお、本実施形態においても、一つの終端光学素子ＦＬからの露光光ＥＬが照射される第１露光領域ＡＲ１の中心と第２露光領域ＡＲ２の中心とのＹ軸方向の距離は、図２に示したように、基板Ｐ上の１つのショット領域よりも小さい。また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２はその一部が基板上で重複していてもよい。本実施形態の投影系ＰＬは、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２が配置される物体面側に２つの視野を有する双頭型の反射屈折系であり、その２つの視野内のパターンの像が、基板Ｐが配置される像面側の１つの視野内の第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２にそれぞれ投影される。
【０１０２】
図６は、本実施形態に係るマスクステージ６を示す斜視図である。マスクステージ６は、第１ステージ６１と、第１ステージ６１上で第１マスクＭ１を保持した状態で移動可能な第２ステージ６２と、第１ステージ６１上で第２マスクＭ２を保持した状態で移動可能な第３ステージ６３とを備えている。
【０１０３】
第１ステージ６１は、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とをＹ軸方向に移動するためのものである。第１ステージ６１は、基板上の１つのショット領域ＳＨの走査露光中に、第１マスクＭ１の第１パターン全体が第１照明領域ＩＡ１に対して相対移動される（横切る）とともに、第２マスクＭの第２パターン全体が第２照明領域ＩＡ２に対して相対移動される（横切る）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６は、第１ステージ６１をＹ軸方向に移動するための第１ステージ駆動装置６４を備えている。第１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、第１ステージ駆動装置６４は、第１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７は、第１ステージ駆動装置６４を駆動することにより、第１ステージ６１をＹ軸方向に移動可能である。第１ステージ６１がＹ軸方向に移動することにより、第１ステージ６１上の第２、第３ステージ６２、６３、ひいては第１、第２マスクＭ１、Ｍ２も移動する。
【０１０４】
第２ステージ６２は、第１ステージ６１上でＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能に設けられ、不図示の第２ステージ駆動装置により、第１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３ステージ６３は、第１ステージ６１上でＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能に設けられ、不図示の第３ステージ駆動装置により、第１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。
【０１０５】
露光装置ＥＸは、第１ステージ６１、第２ステージ６２、及び第３ステージ６３の位置情報をそれぞれ計測可能な計測システム７０を備えている。計測システム７０は、第２ステージ６２に設けられた反射部材７２、第３ステージ６３に設けられた反射部材７３、及び第１ステージ６１に設けられた反射部材７４と、反射部材７２、７３、７４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第１ステージ６１、第２ステージ６２、及び第３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７１とを含む。本実施形態においては、レーザ干渉計７１は、マスクステージ６の＋Ｙ側に配置され、反射部材７４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、レーザ干渉計７１からの計測ビームが照射可能な第１ステージ６１上の所定位置に２つ設けられ、反射部材７２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、第２ステージ６２上におけるレーザ干渉計７１からの計測ビームが照射可能な所定位置に２つ設けられている。反射部材７３も、例えばコーナーキューブミラー（レトロリフレクタ）を含み、第３ステージ６３上におけるレーザ干渉計７１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。また、不図示ではあるが、計測システム７０は、第１、第２、第３ステージ６１、６２、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。以下では、このＸ軸用のレーザ干渉計とＹ軸用のレーザ干渉計７１とをまとめてレーザ干渉計７１と呼ぶものとする。
【０１０６】
レーザ干渉計７１は、第１ステージ６１に設けられた反射部材７４などを用いて第１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、レーザ干渉計７１は、第２、第３ステージ６２、６３に設けられた反射部材７２、７３などを用いて第２、第３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７は、レーザ干渉計７１の計測結果に基づいて、第１、第２、及び第３ステージ６１〜６３を適宜駆動し、第２、第３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。
【０１０７】
次に、本実施形態の露光方法及び露光装置ＥＸによる基板Ｐの露光動作を説明する。
【０１０８】
上述したように、本実施形態の露光装置ＥＸも、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する基板Ｐの所定の走査方向（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の所定の走査方向への移動と、第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２の所定の走査方向への移動とを同期して行うことによって、パターン化された露光光ＥＬを第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに照射して、基板Ｐの各ショット領域を多重露光する。
【０１０９】
第１マスクＭ１でパターン化された第１照明領域ＩＡ１からの露光光ＥＬは、第１光学系３１を介して中間光学系３０の二つの反射面のうちの一方に入射する。中間光学系３０の一方の反射面で反射した露光光ＥＬは、第３光学系３３に入射し、第３光学系３３の終端光学素子ＦＬを介して投影系ＰＬの像面側に規定された第１露光領域ＡＲ１に照射される。また、第２マスクＭ２でパターン化された第２照明領域ＩＡ２からの露光光ＥＬは、第２光学系３２を介して中間光学系３０の他方の反射面に入射する。中間光学系３０の他方の反射面で反射した露光光ＥＬは、第３光学系３３に入射し、第３光学系３３の終端光学素子ＦＬを介して、投影系ＰＬの像面側に第１露光領域ＡＲ１とは異なる位置（第１露光領域ＡＲ１から＋Ｙ方向に離れた位置）に規定された第２露光領域ＡＲ２に照射される。本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１へ照射される露光光ＥＬ、及び第２露光領域ＡＲ２へ照射される露光光ＥＬ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（３０）を配置することによって、第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光ＥＬとを第３光学系３３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。すなわち、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、偏光ビームスプリッタを使わずに、第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光ＥＬとを終端光学素子ＦＬに導くことができ、所望の状態（所望の偏光状態）の露光光ＥＬを第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。また、本実施形態の投影系ＰＬにおいては、中間光学系３０で反射した第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光ＥＬとが、第３光学系３３の光軸ＡＸ３に対して対称に第３光学系３３に入射するので、第３光学系３３内の各素子内の温度分布も光軸ＡＸ３に対して対称にすることができる。したがって、第３光学系３３内の各素子に温度変化（温度分布変化を含む）が生じても、例えば投影系ＰＬ内の一部の光学素子（例えば、第３光学系３３内の一部のレンズ）を移動したり、傾斜させたりすることによって、投影系ＰＬの光学性能を所望状態に維持することができる。上述したように、本実施形態においては、基板Ｐを保持する基板ステージ４のＹ軸方向（例えば−Ｙ方向）への移動に同期して、マスクステージ６を用いて第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とをＹ軸方向（例えば＋Ｙ方向）に移動することにより、基板Ｐ上の各ショット領域ＳＨは、第１マスクＭ１の第１パターンの像と第２マスクＭ２の第２パターンの像とで多重露光される。
【０１１０】
制御装置７は、基板Ｐの露光の開始前に、基板Ｐの感光材の感度などに基づいて基板Ｐの各ショット領域を露光するときの基板ステージ４の移動速度（走査速度）を決定するとともに、投影系ＰＬの投影倍率と基板Ｐの走査速度とに基づいてマスクステージ６の第１ステージ６１の走査速度を決定する。また上述の各実施形態と同様に、制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌの計測軸で規定されるＸＹ座標系内における第１露光領域ＡＲ１および第２露光領域の各位置情報を予め記憶している。また制御装置７は、第１ステージ６１のＹ軸方向への移動によって、第１マスクＭ１のパターンの像の第１露光領域ＡＲ１への投影、及び第２マスクＭ２のパターンの像の第２露光領域ＡＲ２への投影のそれぞれが所望のタイミングで開始されるように、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の位置情報（例えば、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との距離）に基づいて、第２、第３ステージ６２、６３を移動し、第１ステージ６１上におけるマスクＭ１、マスクＭ２の各位置（マスクＭ１とマスクＭ２の相対位置関係）を調整する。この調整が完了した後に、制御装置７は、基板Ｐ上の各ショット領域を順次多重露光する。
【０１１１】
例えば、図２に示すように、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対して基板Ｐを−Ｙ方向に移動しながら基板Ｐの１つのショット領域ＳＨを多重露光する場合、制御装置７は、レーザ干渉計４Ｌの計測結果に基づいて基板ステージ４の−Ｙ方向に移動するとともに、レーザ干渉計７１及び反射部材７４を用いて計測される第１ステージ６１の位置情報に基づいて第１ステージ駆動装置６４を制御して、第１ステージ６１を＋Ｙ方向に移動する。
【０１１２】
そして、図２において、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第１露光領域ＡＲ１に到達したときに第１マスクＭ１のパターンの投影が開始される。さらに、第１ステージ６１の＋Ｙ方向への移動と、基板ステージ４の−Ｙ方向への移動を続けることによって、マスクＭ１のパターンの像の第１露光領域ＡＲ１への投影が連続的に行われ、マスクＭ１の第１パターンが第１照明領域ＩＡ１に対して相対移動されるとともに、ショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１に対して相対移動される。そして、図２において、ショット領域ＳＨの＋Ｙ側のエッジＧ２が第１露光領域ＡＲ１の−Ｙ側エッジに到達した時点で、第１マスクＭ１のパターンの投影が終了する。これにより、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬによるショット領域ＳＨの露光（第１走査露光）が完了する。ショット領域ＳＨ上に第１露光領域ＡＲ１が存在している間（第１走査露光中）に、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ２に到達する。ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ１に到達したときに第２マスクＭ２のパターンの投影が開始される。上述したように、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対的な位置関係（Ｙ軸方向の距離）に基づいて、第１ステージ６１に対する第１マスクＭ１の位置及び第２マスクＭ２の位置、すなわち第１ステージ６１上における第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対的な位置関係が予め調整されているので、基板ステージ４と第１ステージ６１とを同期して移動することによって、ショット領域ＳＨの−Ｙ側のエッジＧ１が第２露光領域ＡＲ１に到達したときに第２マスクＭ２のパターンの投影を開始することができる。さらに、第１マスクステージ６１の＋Ｙ方向への移動と、基板ステージ４の−Ｙ方向への移動を続けることによって、第２マスクＭ２のパターンの像の第２露光領域ＡＲ２への投影が連続的に行われ、第２マスクＭ２の第２パターンが第２照明領域ＩＡ２に対して相対移動されるとともに、ショット領域ＳＨが第２露光領域ＡＲ２に対して相対移動される。そして、図２において、ショット領域ＳＨの＋Ｙ側のエッジＧ２が第２露光領域ＡＲ２の−Ｙ側エッジに到達した時点で、第２マスクＭ２のパターンの投影が終了する。これにより、ショット領域ＳＨの第１走査露光完了後に、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬによるショット領域ＳＨの露光（第２走査露光）も完了する。すなわち、第１マスクＭ１の第１パターンの像と、第２マスクＭ２の第２パターンの像とによるショット領域ＳＨの多重露光も完了する。なお、本実施形態でも、前述の第１実施形態と同様に、各照明系内に配置される可変視野絞り（マスクブラインド系）によって、各走査露光の開始及び終了を制御してもよい。
【０１１３】
このように、本実施形態においても、１回のスキャン動作で１つのショット領域ＳＨを第１パターンの像と第２パターンの像とで多重（二重）露光することができる。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を効率良く多重露光することができる。
【０１１４】
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との相対位置関係などに基づいて、第１ステージ６１上での第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の位置（第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との相対位置）を予め調整するとともに、レーザ干渉計４Ｌ、７１の計測結果に基づいて基板ステージ４と第１ステージ６１とを同期移動することによって、第１マスクＭ１の第１パターンの投影と第２マスクＭ２の第２パターンの投影とのそれぞれを所望のタイミングで実行することができ、各ショット領域ＳＨ内に第１マスクＭ１の第１パターンの像と第２マスクＭ２の第２パターンの像とを所望の位置関係で形成することができる。なお、本実施形態では、第１、第２パターンの投影タイミングの調整は前述のマスクブラインド系で行うこととし、第１、第２パターンの像と基板上のショット領域との高精度な位置合わせ（アライメント）のために、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の相対的な位置関係の調整を行うだけでもよい。
【０１１５】
なお、図２のように、基板Ｐ上の１つのショット領域ＳＨを多重露光しているときに、基板ステージ４と第１ステージ６１との相対位置、すなわち基板Ｐと第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の少なくとも一方との相対位置が目標相対位置からずれる可能性がある。本実施形態では、その相対位置のずれをレーザ干渉計４Ｌ、７１の計測結果から検知することができる。そこで、制御装置７は、その相対位置のずれを検知した場合には、レーザ干渉計４Ｌ、７１の計測結果に基づいて第２ステージ６２及び第３ステージ６３の少なくとも一方を移動して、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の少なくとも一方の位置を調整する。これにより、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２とショット領域ＳＨとの各位置関係が常に所望状態に調整され、第１パターンの像と第２パターンの像とをショット領域ＳＨ内に所望の位置関係で形成することができる。
【０１１６】
なお、投影系ＰＬへの露光光ＥＬの照射、投影系ＰＬの周囲の環境変化（温度変化、圧力変化含む）などにより投影系ＰＬの光学特性が変化して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係に変化が生じる可能性がある。この場合には、投影系ＰＬへの露光光ＥＬの照射量、投影系ＰＬの周囲の環境変化を検出して、第１マスクＭ１の第１パターンと第２マスクＭ２の第２パターンとのそれぞれがショット領域ＳＨ内の所望の位置に形成されるように、その検出結果に基づいて第２ステージ６２及び第３ステージ６３の少なくとも一方を動かして、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の少なくとも一方の位置を調整してもよい。
【０１１７】
また、第１光学系３１、第２光学系３２、及び第３光学系３３の少なくとも１つを調整して、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置関係（Ｙ軸方向の距離など）を補正してもよい。さらに、上記の照射量や環境変化に起因して投影系ＰＬの結像特性も変動する。そこで、上記の検出結果に基づいて、例えば、投影系ＰＬの調整（光学素子の移動を含む）、露光光ＥＬの波長特性（中心波長、スペクトル幅など）の調整、及び基板Ｐの移動（Ｚ軸、θＸ及びθＹ方向の位置調整）の少なくとも１つを行うことが好ましい。これにより、結像特性の変動の抑制（補正）、及び／又はその変動に起因する露光精度の低下の防止を図ることが可能となる。
【０１１８】
また、本実施形態においては、計測システム７０は第１ステージ６１に設けられた反射部材７４を使って第１ステージ６１の位置情報を取得し、制御装置７はその位置情報に基づいて第１ステージ６１の位置制御をしているが、反射部材７４を省いて、反射部材７２を使って得られる第２ステージ６２の位置情報と、反射部材７３を使って得られる第３ステージ６３の位置情報との少なくとも一方を使って第１ステージ６１の移動を制御するようにしてもよい。
【０１１９】
なお、本実施形態においては、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を可動にするための機構として第２、第３ステージ６２、６３を設け、第２、第３ステージ６２、６３の位置情報を取得するために反射部材７２、７３を設けているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との相対位置の変化、及び第１ステージ６１と基板ステージ４との同期誤差（位置誤差）が許容できる場合には、これらを省いてもよい。この場合、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を第１ステージ６１上の所定位置にそれぞれ固定し、反射部材７４を用いてレーザ干渉計７１で取得された第１ステージ６１の位置情報とレーザ干渉計４Ｌで取得された基板ステージ４の位置情報とに基づいて、第１ステージ６１と基板ステージ４とを同期移動させるだけでよい。この場合、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の相対的な位置関係に関する情報、例えば第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の位置情報（位置又は変位）などを検出する検出系（例えば、エンコーダなどの光学センサ）を、レーザ干渉計７１とは別に設けてもよい。また、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の相対的な位置関係を調整するアクチュエータ、例えば第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の少なくとも一方を微動する圧電素子、あるいはボイスコイルモータなどを設けてもよい。
【０１２０】
また、本実施形態においては、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２のＹ軸方向の移動を、主に第１ステージ６１を用いて行っているが、第３実施形態のように、第１マスクＭ１用のマスクステージと第２マスクＭ２用のマスクステージとを別々に設けてもよい。この場合、第３実施形態のように第１、第２マスクＭ１、Ｍ２をＸＺ面内で移動するようにしてもよいし、本実施形態と同様に、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２をＸＹ面内で移動するようにしてもよい。
【０１２１】
＜第５実施形態＞
次に、本発明の露光装置及び露光方法の第５実施形態について説明する。図７は、第５実施形態を示す概略構成図である。本実施形態の第４実施形態と異なる部分は、第１光学系３１及び第２光学系３２が凹面ミラー３４１、３４２を有している点にある。以下では、その差異を中心に説明し、上述の第４実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１２２】
図７に示すように、本実施形態の投影系ＰＬは、上述の第４実施形態と同様、基板Ｐの表面が対向して配置される１つの終端光学素子ＦＬを有し、その１つの終端光学素子ＦＬを介して、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬを照射する。また、投影系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（ＣＰ１、ＣＰ２）の近傍に配置され、第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光ＥＬとを第３光学系３３へ導く中間光学系３０を有している。
【０１２３】
第１マスクＭ１からの露光光ＥＬを中間光学系３０に導く第１光学系３１は、凹面ミラー３４１を有している。同様に、第２マスクＭ２からの露光光ＥＬを中間光学系３０に導く第２光学系３２も、凹面ミラー３４２を有している。
【０１２４】
第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のそれぞれでパターン化された露光光ＥＬのそれぞれは、第１、第２光学系３１、３２により中間光学系３０に導かれる。第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光ＥＬとは、中間光学系３０で反射された後、終端光学素子ＦＬを含む第３光学系３３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。
【０１２５】
ここで、第１光学系３１は、その内部の光路に第１マスクＭ１及び第１共役位置ＣＰ１と光学的に共役な位置である第３共役位置ＣＰ３を形成する第１結像光学系３１１を備え、第１光路折曲げ鏡ＦＭ１は、この第３共役位置ＣＰ３の近傍（第１共役位置ＣＰ１の近傍）に配置されており、所定の走査方向（Ｙ軸方向）を含むＹＺ平面内において第１光学系３１の光路を折り曲げる。第１光学系３１は、第１マスクＭ１のパターンの中間像を２つの位置ＣＰ３、ＣＰ１にそれぞれ形成する反射屈折系である。また、第２光学系３２は、その内部の光路に第２マスクＭ２及び第２共役位置ＣＰ２と光学的に共役な位置である第４共役位置ＣＰ４を形成する第２結像光学系３２１を備え、第２光路折曲げ鏡ＦＭ１は、この第４共役位置ＣＰ４の近傍（第２共役位置ＣＰ２の近傍）に配置されており、所定の走査方向（Ｙ軸方向）を含むＹＺ平面内において第２光学系３２の光路を折り曲げる。第２光学系３２は、第２マスクＭ２のパターンの中間像を２つの位置ＣＰ４、ＣＰ２にそれぞれ形成する反射屈折系である。本実施形態では、第１、第２光路折り曲げ鏡ＦＭ１、ＦＭ２が像共役位置（第１〜第４共役位置ＣＰ１〜ＣＰ４）の近傍に配置されているため、これらの光路折り曲げ鏡ＦＭ１，ＦＭ２の小型化を図ることができる。また、本実施形態では、第１結像光学系３１１から凹面ミラー３４１へ至る光路と、第２結像光学系３２１から第２凹面ミラー３４２へ至る光路との間に反射面が介在しないため、第１、第２光学系３１、３２と第３光学系３３とをＺ方向において一部重複するように配置でき、投影系ＰＬの全長（第１、第２マスクＭ１、Ｍ２と基板Ｐとの距離）を短く抑えることができる。
【０１２６】
本実施形態においても、第４実施形態と同様に中間光学系３０が第１共役位置ＣＰ１、第２共役位置ＣＰ２の近傍に配置されているため、中間光学系３０の大型化や投影系ＰＬの長大化を招くことなく、第１、第２光学系３１、３２からの露光光ＥＬを第３光学系３３に導くことができる。
【０１２７】
そして、本実施形態の投影系ＰＬも、第１照明領域ＩＡ１に対応した第１露光領域ＡＲ１と第２照明領域ＩＡ２に対応した第２露光領域ＡＲ２とを備えており、これらの第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２は、所定の走査方向（Ｙ軸方向）を横切る方向（Ｘ軸方向）に長手方向を有するスリット形状である。従って、第１〜第４共役位置ＣＰ１〜ＣＰ４の近傍での露光光ＥＬの断面形状はＸ軸方向に長手方向を有する形状となっているため、凹面ミラー３４１、３４２の前後での光路分離を容易に行うことができるばかりでなく、第１、第２光学系３１，３２からの露光光ＥＬのそれぞれを中間光学系３０を用いて容易に第３光学系３３に導入することができる。
【０１２８】
本実施形態においても、スループットの低下を招くことなく、１回のスキャン動作で基板Ｐ上の各ショット領域ＳＨを多重露光することができる。また、本実施形態の投影系ＰＬにおいても、偏光ビームスプリッタを用いることなく、第１マスクＭ１からの露光光ＥＬと第２マスクＭ２からの露光光ＥＬとを第３光学系３３へ導くことができるので、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに、所望の状態（偏光状態）の露光光ＥＬを照射することができる。また、本実施形態の投影系ＰＬにおいては、第１、第２光学系３１、３２のそれぞれが凹面ミラー３４１、３４２を有しているので、いわゆるペッツバール（Ｐｅｔｚｖａｌ）和を零に近づけやすく、投影系ＰＬの像側開口数が大きくても、大きな露光領域（ＡＲ１、ＡＲ２）を得ることができる。
【０１２９】
また、本実施形態においては、第１、第２光路折り曲げ鏡ＦＭ１、ＦＭ２と中間光学系３０の各反射面との間に像共役位置（第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２）が位置しているため、第１、第２光路折り曲げ鏡ＦＭ１、ＦＭ２での反射による偏光の影響と、中間光学系３０の各反射面での反射による偏光の影響とが逆方向の影響となる。これにより、露光光ＥＬが偏光光であっても、その偏光状態への影響を低減することができる。
【０１３０】
なお、第４、第５実施形態において、ＤＭＤでパターン化された露光光ＥＬを、図５、図７を参照して説明した投影系ＰＬに入射し、基板Ｐ上に規定された第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に露光光ＥＬを照射するようにしてもよい。この場合、マスクステージを設けなくてもよい。
【０１３１】
なお、第４、第５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の少なくとも一方で液浸露光を実行するようにしてもよい。
【０１３２】
また、第４、第５実施形態においても、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬによる基板Ｐの露光と、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬによる基板Ｐの露光とで、露光条件を異ならせるようにしてもよい。例えば、第１マスクＭ１の第１パターンと第２マスクＭ２の第２パターンとの違いを考慮して、第１パターンの照明条件と第２パターンの照明条件とを異ならせるようにしてもよい。
【０１３３】
また、第１マスクＭ１、第２マスクＭ２の種類を異ならせてもよい。例えば一方を位相シフトマスクとし、他方をバイナリーマスクとすることができる。
【０１３４】
また、第４、第５実施形態において、第１マスクＭ１からの露光光ＥＬが通過する第１光学系３１の一部の光学素子と、第２マスクＭ２からの露光光ＥＬが通過する第２光学系３２の一部の光学素子とを移動及び／又は傾斜可能にして、第１露光領域ＡＲ１に投影されるパターン像と第２露光領域ＡＲ２に投影されるパターン像とをそれぞれ独立に調整するようにしてもよい。
【０１３５】
なお、第４、第５実施形態においては、第１マスクＭ１に第１パターンが形成され、第１マスクＭ１とは別の第２マスクＭ２に第２パターンが形成されているが、１つのマスク上に第１パターン及び第２パターンを形成してもよい。その１つのマスク上に設けられている第１パターンの像と第２パターンの像とで基板Ｐを多重露光することができる。
【０１３６】
＜第６実施形態＞
次に、本発明の露光装置及び露光方法の第６実施形態について説明する。図８は、第６実施形態に係る露光装置ＥＸの概略構成図、図９は、その露光装置ＥＸの斜視図である。本実施形態の第１実施形態と異なる点は、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２のそれぞれが複数の投影系を備え、第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂからの露光光ＥＬがそれぞれ複数の投影系を介して第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に照射されることである。以下では、その差異を中心に説明し、上述の第１実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１３７】
本実施形態において、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２はそれぞれ、ＸＹ平面上で露光光ＥＬの照射領域がＸ軸及びＹ軸方向に関して異なる位置に配置される複数（本例では８つ）の投影系ＰＬａ〜ＰＬｈを備えている。以下の説明においては、８つの投影系ＰＬａ〜ＰＬｈのそれぞれを適宜、第１〜第８投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈと称する。また、以下においては、投影モジュールを説明するときに、第１投影モジュールＰＬａについて主に説明する場合があるが、本実施形態においては、各投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈはほぼ同じ構成を有する。
【０１３８】
本実施形態の第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２（図８では不図示）は、上述の第１、第２実施形態で説明したような、反射素子２を有するＤＭＤをそれぞれ含む第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂを露光光ＥＬで照明する。
【０１３９】
第１〜第８投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈはそれぞれ、基板Ｐの表面が対向して配置される下面（光射出面）を有する終端光学素子ＦＬを備えている。投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの下面はそれぞれほぼ同じ高さ（面一）となっている。このように、第１投影系ＰＬ１及び第２投影系ＰＬ２のそれぞれは、基板ステージ４に保持された基板Ｐの表面が対向して配置される複数の終端光学素子ＦＬを有し、終端光学素子のそれぞれから露光光ＥＬを射出する。
【０１４０】
第１投影系ＰＬ１の複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈのうち、第１群の投影モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇがＸ軸方向に沿って列を成して配置され、第２群の投影モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆ、ＰＬｈもＸ軸方向に沿って列を成して配置されている。また、第１群の投影モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、第２群の投影モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆ、ＰＬｈとは、Ｙ軸方向に離れかつＸ軸方向に所定量ずれて配置され、全体で千鳥状に配置されている。すなわち、第１群の投影モジュールＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、第２群の投影モジュールＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆ、ＰＬｈとは、Ｘ軸方向に関して位置が互いにずれかつほぼ同じ配列間隔を有する。なお、複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈは上記構成に限られるものでなく、投影領域(露光光の照射領域)がＸ軸方向に関して所定間隔で配置されていれば、その構成は任意で構わない。
【０１４１】
第２投影系ＰＬ２は、基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）に関して第１投影系ＰＬ１と離れて配置されるとともに、その複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈが、第１投影系ＰＬ１の複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈと同様に配置されている。
【０１４２】
投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈに入射した露光光ＥＬは、終端光学素子ＦＬの下面からそれぞれ射出され、基板Ｐ上に照射される。本実施形態では、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２を介して露光光ＥＬが照射される第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２はそれぞれ、複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの投影領域から構成される。
【０１４３】
図１０は、基板Ｐ上の第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ＳＨとの関係を示す模式図である。図１０において、第１投影系ＰＬ１の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈは、基板Ｐ上の複数の照射領域５１ａ〜５１ｈに露光光ＥＬを照射する。照射領域５１ａ〜５１ｈは、それぞれ投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの視野内でパターン像が生成される投影領域に対応する。第１露光領域ＡＲ１は、複数の照射領域５１ａ〜５１ｈにより構成される。
【０１４４】
照射領域５１ａ〜５１ｈは、所定の形状、例えば矩形状（本実施形態ではほぼ正方形状）に設定され、かつＸ軸方向の幅がほぼ同一となっている。照射領域５１ａ〜５１ｈのうち、第１群の照射領域５１ａ、５１ｃ、５１ｅ、５１ｇはその中心がＸ軸と平行な第１直線上に設定されるようにＸ軸方向に沿って所定間隔で配置され、第２群の照射領域５１ｂ、５１ｄ、５１ｆ、５１ｈもその中心がＸ軸と平行な第２直線上に設定されるようにＸ軸方向に沿って第１群の照射領域と同じ間隔で配置されている。また、第１群の照射領域５１ａ、５１ｃ、５１ｅ、５１ｇと、第２群の照射領域５１ｂ、５１ｄ、５１ｆ、５１ｈとは、Ｙ軸方向に離れかつＸ軸方向にずれて配置されている。本実施形態では、第１群の照射領域と第２群の照射領域とは、Ｙ軸方向に関して第１群の照射領域の＋Ｙ側のエッジと第２群の照射領域の−Ｙ側のエッジとが同一位置に配置され、Ｘ軸方向に関して照射領域の幅だけずれて配置される。さらに、照射領域５１ａ〜５１ｈは、Ｘ軸方向に関する露光光ＥＬの強度分布がその両端にそれぞれ、強度が徐々に減少する傾斜部（スロープ部）を有する、すなわち本実施形態ではＸ軸方向の強度分布がほぼ台形状となるように、それぞれ露光光ＥＬが照射される。
【０１４５】
なお、図１０では、強度がピーク値の半分となる露光光ＥＬの照射領域が示されているので、Ｘ軸方向に関して第１群の照射領域の−Ｘ側（＋Ｘ側）のエッジと第２群の照射領域の＋Ｘ側（−Ｘ側）のエッジとが同一位置となるように、第１及び第２群の照射領域が示されている。しかし実際には、Ｘ軸方向に関しては図１０の照射領域よりも僅かに広い領域に露光光ＥＬが照射される。具体的には、Ｘ軸方向に関して第１群の照射領域と第２群の照射領域とがその端部で部分的に重なる、すなわち、Ｘ軸方向に関して第１群の照射領域の−Ｘ側（＋Ｘ側）の周辺部と第２群の照射領域の＋Ｘ側（−Ｘ側）の周辺部とが重なるように、図１０の照射領域よりも、±Ｘ側の周辺部の１つに対応した幅だけ広い領域に露光光ＥＬが照射される。また、前述したＸ軸方向の強度分布のうち両端のスロープ部は、照射領域の±Ｘ側の周辺部にそれぞれ設定されるとともに、第１群の照射領域の−Ｘ側（＋Ｘ側）の周辺部と第２群の照射領域の＋Ｘ側（−Ｘ側）の周辺部とによって、基板Ｐ上の同一領域（重複領域）が走査露光される。これにより、本実施形態では、投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈと基板ＰとをＹ軸方向に相対的に移動しつつ基板Ｐを露光したときに、基板Ｐ上のショット領域内の各位置での積算露光量が等しくなる。
【０１４６】
また、投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの各照射領域では、前述したＸ軸方向の強度分布がその両端にスロープ部を有するものとしたが、例えば、基板Ｐ上で少なくともＸ軸方向に並ぶ複数のショット領域のスティッチング露光を行わない場合などは、投影モジュールＰＬａの照射領域５１ａの＋Ｘ側周辺部、及び投影モジュールＰＬｈの照射領域の−Ｘ側周辺部での各強度分布をスロープ部としなくてよい、あるいは露光時にマスクブラインド系によってその周辺部への露光光ＥＬの照射を阻止してもよい。さらに、投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの各照射領域は、Ｙ軸方向に関する露光光ＥＬの強度分布がほぼ矩形状となるように露光光ＥＬが照射される。また、投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの各照射領域は基板Ｐ上でほぼ正方形状であるものとしたが、その形状は正方形以外、例えばＸ軸方向に沿って一対の平行な辺が配置される台形または平行四辺形、あるいは菱形などでもよい。
【０１４７】
同様に、第２投影系ＰＬ２の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈは、基板Ｐ上の複数の照射領域５２ａ〜５２ｈに露光光ＥＬを照射し、その照射領域にパターン像を生成する。第２露光領域ＡＲ２は、複数の照射領域５２ａ〜５２ｈにより構成される。
【０１４８】
第２投影系ＰＬ２における複数の照射領域５２ａ〜５２ｈの配置は、第１投影系ＰＬ１における複数の照射領域５１ａ〜５１ｈの配置とほぼ同等である。第１投影系ＰＬ１における複数の照射領域５１ａ〜５１ｈを含む第１露光領域ＡＲ１と、第２投影系ＰＬ２における複数の照射領域５２ａ〜５２ｈを含む第２露光領域ＡＲ２とは、Ｙ軸方向に離れている。図１０に示すように、本実施形態においても、第１露光領域ＡＲ１の中心と第２露光領域ＡＲ１の中心とのＹ軸方向の距離が、一つショット領域ＳＨのＹ軸方向の大きさよりも小さい。
【０１４９】
制御装置７は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに対して相対移動されるように基板ＰをＹ軸方向に移動することによって、第１露光領域ＡＲ１に照射される露光光ＥＬで形成される第１パターンの像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される露光光ＥＬで形成される第２パターンの像とで、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光する。
【０１５０】
以上説明したように、本実施形態においても、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを１回のスキャン動作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上での第１パターンと第２パターンとの位置合わせ精度も向上できる。
【０１５１】
また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬを照射するために複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈを設けたので、各投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの光学素子の大型化を抑え、投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの光学特性を良好に維持しつつ、解像度を向上することができる。すなわち、所定の大きさを有するショット領域ＳＨを１つの投影系で露光する場合、解像度の向上を図るために投影系の開口数を大きくすると、投影系の光学素子の大型化を招く可能性がある。大型な光学素子は、製造が困難であったり、製造コストが上昇する可能性がある。一方、光学素子を大型化することなく、開口数を大きくしようとすると、１つの投影系（投影モジュール）による投影領域が小さくなり、１回の走査露光で露光できるショット領域の大きさも小さくなってしまう。本実施形態においては、複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈを並べて設け、各投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈを用いて基板Ｐの所定のショット領域ＳＨを露光するので、各投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの光学素子の大型化を抑えつつ、高い解像度で所望の大きさを有するショット領域ＳＨを露光することができる。
【０１５２】
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とはＹ軸方向に離れているが、図１１に示すように、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とをＹ軸方向において接近させてもよいし、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とはその一部がＹ軸方向において重複していてもよい。
【０１５３】
また、第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂはそれぞれ複数のＤＭＤを備えてもよい。例えば、第１投影系ＰＬ１の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈに関して照射領域５１ａ〜５１ｈと光学的に共役な領域にそれぞれ対応して配置されるＤＭＤを備えてもよい。さらに、照明系ＩＬ１、ＩＬ２は、第１、第２パターン形成装置３Ａ、３Ｂの一部、すなわち、照射領域５１ａ〜５１ｈ、５２ａ〜５２ｈに像が形成されるパターンを生成するのに必要な複数の領域（照射領域と共役な領域を含む）のみ、露光光で照明してもよいし、あるいは、その複数の領域を含む所定領域全体を露光光で照明してもよい。また、本実施形態でも、前述の第１実施形態と同様に、マスクブラインド系、及び／又はＤＭＤによって、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２による走査露光の開始及び終了を制御することが好ましい。
【０１５４】
なお、本実施形態では、複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの照射領域を第１群と第２群とに分け、その群毎に複数の照射領域をＸＹ平面上でＸ軸方向と平行に一列に配置するものとしたが、複数の照射領域の配置はこれに限られるものではない。例えば、複数の照射領域を３つ以上の群に分け、この３つ以上の群をＸ軸方向に離して配置してもよい。この場合、本実施形態と同様に、全ての照射領域のＸ軸方向の位置を異ならせることが好ましい。また、各群の複数の投影領域の列はＸ軸方向と交差してもよく、要はＹ軸方向と交差する方向と平行であればよい。さらに、各群の複数の照射領域を一列に配置しなくてもよく、例えば上記列がＸ軸方向と平行である場合は、上記列をなす複数の照射領域の一部又は全部についてＹ軸方向の位置を異ならせてもよい。要は、複数の照射領域がＹ軸方向に関して所定間隔で配置されていればよい。また、複数の投影モジュールの照射領域を複数の群に分けず、複数の照射領域をＹ軸方向に関して所定間隔で配置する、例えばＸ軸方向と平行に一列に配置してもよい。この場合、少なくとも２回の走査露光によって、基板上の１つのショット領域の全体が露光されることになる。例えば、複数の照射領域のＸ軸方向の間隔を、１つの照射領域のＸ軸方向の幅と等しく設定する場合、＋Ｙ軸方向に基板を移動する走査露光と、−Ｙ軸方向に基板を移動する走査露光とによって、基板上の１つのショット領域の全体が露光される。ここで、基板はその２回の走査露光の間に、照射領域の間隔に応じた距離だけＸ軸方向に移動される。
【０１５５】
＜第７実施形態＞
次に、本発明の露光装置及び露光方法の第７実施形態について説明する。第７実施形態は、第６実施形態の変形例であり、上述の第６実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。第７実施形態の露光装置ＥＸにおいては液浸露光が行われる。なお、本実施形態の露光装置は、第２実施形態の露光装置との差異が投影系ＰＬ１、ＰＬ２の構成、及び液浸システム１Ａ、１Ｂの一部（供給部材及び回収部材）の構成のみであるとも言える。本実施形態の投影系は第６実施形態と同一であるので、以下では、液浸システムについては第２実施形態との差異のみ、説明する。
【０１５６】
図１２は、第７実施形態に係る露光装置の斜視図である。図１２に示すように、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１、第２投影系ＰＬ１、ＰＬ２でそれぞれ複数の投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの終端光学素子ＦＬと基板Ｐの表面との間の露光光ＥＬの光路を含む空間を液体ＬＱで満たして第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２を形成し、その液体ＬＱを介して基板Ｐを露光する。図１２に示す液浸システム１Ａ、１Ｂは、投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈを囲むように設けられた回収口２２Ａ、２２Ｂを有する回収部材２３Ａ、２３Ｂと、投影モジュールＰＬａ〜ＰＬｈの間に配置された供給口を有する供給部材（不図示）とを備えている。回収口２２Ａ、２２Ｂは、回収部材２３Ａ、２３Ｂのうち基板Ｐの表面が対向して配置される下面に設けられている。供給口も、供給部材のうち基板Ｐの表面が対向して配置される下面に設けられている。
【０１５７】
なお、本実施形態において、上述の第２実施形態と同様に、第１投影系ＰＬ１の露光光ＥＬの光路を含む第１液浸領域ＬＲ１の液体ＬＱと、第２投影系ＰＬ２の露光光ＥＬの光路を含む第２液浸領域ＬＲ２の液体ＬＱとはその種類（物性）が互いに異なっていてもよい。例えば、第１、第２液浸領域ＬＲ１、ＬＲ２の一方を、水（純水）で満たし、他方を、水よりも露光光ＥＬに対する屈折率が高い液体で満たすようにしてもよい。また、第１液浸領域ＬＲ１と第２液浸領域ＬＲ２とで、液体の粘度、露光光ＥＬの透過率、及び温度の少なくとも１つが互いに異なっていてもよい。また、
【０１５８】
また、例えば、第１投影系ＰＬ１及び第２投影系ＰＬ２のいずれか一方の露光光ＥＬの光路を液体ＬＱで満たし、他方の露光光ＥＬの光路を気体で満たすようにしてもよい。
【０１５９】
なお、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１の複数の照射領域５１ａ〜５１ｈは、１つの液浸領域ＬＲ１で覆われるが、照射領域５１ａ〜５１ｈのそれぞれを別々の液浸領域で覆うようにしてもよい。同様に、第２露光領域ＡＲ２の複数の照射領域５２ａ〜５２ｈは、１つの液浸領域で覆われてもよいし、照射領域５２ａ〜５２ｈのそれぞれが別々の液浸領域で覆われてもよい。また、第１露光領域ＡＲ１の照射領域５１ａ〜５１ｈと、第２露光領域ＡＲ２の照射領域５２ａ〜５２ｈとを１つの液浸領域で覆うようにしてもよい。
【０１６０】
＜第８実施形態＞
次に、本発明の露光装置及び露光方法の第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、第１マスクＭ１の第１パターンと第２マスクＭ２の第２パターンとの位置関係に関する情報を取得する検出システムを備えた点にある。
【０１６１】
図１３は、第８実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、上述の第４実施形態で説明した露光装置ＥＸとほぼ同等の構成を有しており、図１３は、図５で示した光学ユニットＵを含む露光装置ＥＸを模式的に示したものである。以下の説明において、上述の実施形態と同一または同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。
【０１６２】
上述の第４実施形態と同様、本実施形態の露光装置ＥＸは、露光光ＥＬで照明された第１、第２マスクＭ１、Ｍ２のパターンの像を基板Ｐ上に投影する投影系ＰＬを備えている。第１マスクＭ１は第１パターンＰＡ１を有し、第２マスクＭ２は第１パターンＰＡ１とは異なる第２パターンＰＡ２を有する。また、図１３には示されていないが、上述の第４実施形態と同様、露光装置ＥＸは、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を保持するマスクステージ６（図６参照）を備えている。
【０１６３】
また、本実施形態の露光装置ＥＸも、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する基板Ｐの所定の走査方向（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の所定の走査方向（Ｙ軸方向）への移動と、第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２の所定の走査方向（Ｙ軸方向）への移動とを同期して行うことによって、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬを照射して、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを露光する走査型の露光装置である。
【０１６４】
第１マスクＭ１は、第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成面（下面）Ｋ１を有し、第２マスクＭ２は、第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成面（下面）Ｋ２を有する。第１マスクＭ１は、第１照明系ＩＬ１からの露光光ＥＬで照明され、第２マスクＭ２は、第２照明系ＩＬ２からの露光光ＥＬで照明される。上述の実施形態と同様、第１照明系ＩＡ１は、第１マスクＭ１上の第１照明領域ＩＡ１を露光光ＥＬで照明し、第２照明系ＩＡ２は、第２マスクＭ２上の第２照明領域ＩＡ２を露光光ＥＬで照明する。
【０１６５】
投影系ＰＬは、第１マスクＭ１の第１パターン形成面（下面）Ｋ１の第１照明領域（第１視野領域）ＩＡ１からの露光光ＥＬを第１露光領域ＡＲ１に照射可能であり、第２マスクＭ２の第２パターン形成面（下面）Ｋ２の第２照明領域（第２視野領域）ＩＡ２からの露光光ＥＬを第２露光領域ＡＲ２に照射可能である。
【０１６６】
また、本実施形態の露光装置ＥＸ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との位置関係に関する情報を取得する検出システム８０を備えている。図１３に示すように、検出システム８０は、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得するための検出光Ｌｓを射出する照射装置８１と、照射装置８１から射出され、第１マスクＭ１の下面Ｋ１及び第２マスクＭ２の下面Ｋ２を介して検出光Ｌｓを受光する受光装置８２とを有している。本実施形態においては、受光装置８２は、投影系ＰＬの少なくとも一部を介して、照射装置８１から射出された検出光Ｌｓを受光する。検出システム８０は、受光装置８２の受光結果に基づいて、第１照明領域（第１視野領域）ＩＡ１に配置される第１パターンＰＡ１と第２照明領域（第２視野領域）ＩＡ２に配置される第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得する。
【０１６７】
本実施形態においては、照射装置８１は、その少なくとも一部が第１マスクＭ１の上方に配置され、受光装置８２は、その少なくとも一部が第２マスクＭ２の上方に配置されている。照射装置８１は、第１マスクＭ１の下面Ｋ１の、第１照明領域ＩＡ１とは異なる第３照明領域ＩＡ３に、反射ミラー８１Ｍを介して検出光Ｌｓを照射する。
【０１６８】
本実施形態においては、照射装置８１は、露光光ＥＬと同一波長の光を検出光Ｌｓとして照射する。本実施形態においては、露光光ＥＬの波長は１９３ｎｍであるので、照射装置８１も、１９３ｎｍの波長を有する検出光Ｌｓを照射する。この検出光Ｌｓは、前述の光源装置とは別の光源から発生させてもよいし、あるいは、前述の光源装置から発生される露光光を用いてもよい。
【０１６９】
第３照明領域ＩＡ３に照射された検出光Ｌｓは、第１光学系３１に入射する。第１照明領域ＩＡ１からの光（露光光ＥＬ）と、第３照明領域ＩＡ３からの光（検出光Ｌｓ）とは、第１光学系３１において、互いに異なる光路を進行する。上述のように、第１照明領域ＩＡ１からの光（露光光ＥＬ）は、第１光学系３１を介して、中間光学系３０の第１反射面３０Ａに入射する。一方、第３照明領域ＩＡ３からの光（検出光Ｌｓ）は、第１光学系３１を介して、中間光学系３０を介さずに、第２光学系３２に入射する。すなわち、第１光学系３１は、第３照明領域ＩＡ３からの光（検出光Ｌｓ）を、第２光学系３２に供給可能である。第３照明領域ＩＡ３の位置は、その第３照明領域ＩＡ３に照射された光（検出光Ｌｓ）が、第１光学系３１を通過した後、中間光学系３０を介さずに第２光学系３２に供給されるように、投影系ＰＬの各光学素子の配置などに応じて、最適な位置に設定されている。
【０１７０】
第２光学系３２に入射した検出光Ｌｓは、第２マスクＭ２の下面Ｋ２の、第２照明領域ＩＡ２とは異なる第４照明領域ＩＡ４に照射され、第２マスクＭ２を介して、受光装置８２に入射する。このように、本実施形態においては、受光装置８２は、第３照明領域ＩＡ３（下面Ｋ１）からの検出光Ｌｓを、投影系ＰＬの中間光学系３０を介さずに、第１光学系３１、第２光学系３２、及び第４照明領域ＩＡ４（下面Ｋ２）を介して受光する。
【０１７１】
図１４は、マスクステージ６（図１４では不図示）に保持された第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を示す平面図である。第１マスクＭ１は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が形成された下面Ｋ１とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクステージ６に保持され、第２マスクＭ２は、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が形成された下面Ｋ２とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクステージ６に保持される。なお、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の下面Ｋ１、Ｋ２は投影系ＰＬの物体面に配置されている。図１４に示すように、露光光ＥＬが照射される第１照明領域ＩＡ１、及び第２照明領域ＩＡ２は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。検出光Ｌｓが照射される第３照明領域ＩＡ３は、第１照明領域ＩＡ１と異なる位置に設定され、第１マスクＭ１、第１光学系３１，第２光学系３２を介して、検出光Ｌｓが照射される第４照明領域ＩＡ４は、第２照明領域ＩＡ２とは異なる位置に設定されている。
【０１７２】
図１４に示すように、第１マスクＭ１は、第１パターンＰＡ１と所定の位置関係で形成された第１アライメントマークＲＭ１を備えており、第２マスクＭ２は、第２パターンＰＡ２と所定の位置関係で形成された第２アライメントマークＲＭ２を備えている。
【０１７３】
第１アライメントマークＲＭ１は、第１マスクＭ１の下面Ｋ１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の外側に複数形成されている。本実施形態においては、１３個の第１アライメントマークＲＭ１（ＲＭ１１〜ＲＭ１１３）は、第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１の＋Ｘ側及び−Ｘ側の外側の領域のそれぞれにおいて、第１マスクＭ１の走査方向（Ｙ軸方向）に沿って形成されている。また、第１アライメントマークＲＭ１は、第３照明領域ＩＡ３内に配置可能であり、照射装置８１は、検出光Ｌｓで第１アライメントマークＲＭ１を照明可能である。第２アライメントマークＲＭ２は、第２マスクＭ２の下面Ｋ２のうち、第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成領域ＳＡ２の外側に複数形成されている。本実施形態においては、１３個の第２アライメントマークＲＭ２（ＲＭ２１〜ＲＭ２１３）は、第２マスクＭ２の第２パターン形成領域ＳＡ２の＋Ｘ側及び−Ｘ側の外側の領域のそれぞれにおいて、第２マスクＭ２の走査方向（Ｙ軸方向）に沿って形成されている。また、第２アライメントマークＲＭ２は、第４照明領域ＩＡ４内に配置可能であり、照射装置８１は、第１マスクＭ１、第１光学系３１、及び第２光学系３２を介して、検出光Ｌｓで第２アライメントマークＲＭ２を照明可能である。本実施形態においては、第１アライメントマークＲＭ１（ＲＭ１１〜ＲＭ１１３）と第２アライメントマークＲＭ２（ＲＭ２１〜ＲＭ２１３）とは、互いに対応するように第１マスクＭ１上及び第２マスクＭ２上のそれぞれに形成されている。マスクステージ６を制御して、マスクＭ１とマスクＭ２とをＹ軸方向に移動することによって、第３照明領域ＩＡ３には第１アライメントマークＲＭ１が順次配置され、第３照明領域ＩＡ３に配置された第１アライメントマークＲＭ１に対応する第２アライメントマークＲＭ２が第４照明領域ＩＡ４に順次配置される。図１４においては、第１マスクＭ１のアライメントＲＭ１７が第３照明領域ＩＡ３内に配置され、アライメントＲＭ１７に対応する第２マスクＭ２のアライメントマークＲＭ２７が第４照明領域ＩＡ４内に配置されている。
【０１７４】
第１アライメントマークＲＭ１が配置される第３照明領域ＩＡ３、及び第２アライメントマークＲＭ２が配置される第４照明領域ＩＡ４を介した検出光Ｌｓは、受光装置８２に入射する。受光装置８２は、第１アライメントマークＲＭ１及び第２アライメントマークＲＭ２を介して照射装置８１からの検出光Ｌｓを受光する。
【０１７５】
図１５は、受光装置８２を下方（ウエハ側）から見た概念図である。図１５において、受光装置８２は、検出光Ｌｓを透過可能な透過部（開口）８６が形成された板部材８５と、板部材８５の透過部８６を通過した光を光学系を介して受光する受光素子８４とを備えている。受光素子８４は、板部材８５の＋Ｚ側に配置されており（図１３参照）、透過部８６を介した検出光Ｌｓを受光可能である。板部材８５は、例えば石英などによって形成されており、検出光Ｌｓを透過可能である。透過部８６は、板部材８５の第２マスクＭ２側（−Ｚ側）の面８５Ａに例えばＣｒ（クロム）等の金属で形成された遮光領域に開口を形成したものである。透過部８６は、第３、第４照明領域ＩＡ３，ＩＡ４に合わせて、Ｘ軸方向に離れた２つの位置のそれぞれに形成されている。不図示ではあるが、板部材８５と受光素子８４との間には所定の光学系が配置されており、板部材８５の透過部８６を通過した光は、その光学系を介して受光素子８４に受光される。受光素子８４の受光面は、この光学系に関して第２マスクＭ２の下面Ｋ２と光学的に共役に配置されている。受光素子８４は、例えば撮像素子（ＣＣＤ等）、フォト・マルチプライヤ・チューブ（ＰＭＴ、光電子増倍管）等の光電変換素子を含む。
【０１７６】
本実施形態では、第２パターン形成領域ＳＡ２の±Ｘ側に配置される一対の第２アライメントマークＲＭ２に対応して２つの透過部８６がＸ軸方向に離れて配置される。このため、実際には、受光装置８２は２つの透過部８６に対応して２組の光学系及び受光素子８４を備えている。なお、その一対の第２アライメントマークＲＭ２に対応して２つの受光装置８２を設けてもよい。また、第３、第４照明領域ＩＡ３、ＩＡ４をＹ軸方向に広げて、Ｙ軸方向に並ぶ複数の第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２を検出可能としてもよい。
【０１７７】
受光素子８４の受光面は、第１マスクＭ１の下面Ｋ１、及び第２マスクＭ２の下面Ｋ２と光学的に互いに共役な位置（又はその近傍）に配置されている。なお、例えば投影系ＰＬの構成などによっては、第１、第２光学系３１、３２に関して第１マスクＭ１の下面Ｋ１と第２マスクＭ２の下面Ｋ２とが光学的に共役とならないことがある。この場合、検出光Ｌｓの光路に補正光学系を設け、第１マスクＭ１の下面Ｋ１と第２マスクＭ２の下面Ｋ２とを光学的に共役な関係にすることが好ましい。
【０１７８】
照射装置８１より射出され、第１マスクＭ１、投影系ＰＬの一部、及び第２マスクＭ２を介した検出光Ｌｓは、受光装置８２に入射する。第３、第４照明領域ＩＡ３、ＩＡ４のそれぞれに第１、第２アライメントマークＲＭ１（例えばＲＭ１７）、ＲＭ２（例えばＲＭ２７）が配置された場合、透過部８６及び光学系を介して第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２からの検出光Ｌｓが受光素子８４に入射し、その受光面には、第１、第２アライメントマークＲＭ１（例えばＲＭ１７）、ＲＭ２（例えばＲＭ２７）の像が形成される。
【０１７９】
図１６は、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２の像が、受光素子８４の受光面に形成されている状態の一例を示す模式図である。図１６に示すように、受光素子８４の受光面には、第１、第２アライメントマークＲＭ１（例えばＲＭ１７）、ＲＭ２（例えばＲＭ２７）の像が形成される。
【０１８０】
制御装置７は、受光素子８４から出力される撮像信号を処理して、受光素子８４の受光面に投影系ＰＬの一部を介して形成される第１アライメントマークＲＭ１の像と第２アライメントマークＲＭ２の像との位置関係（相対的な位置ずれ）を求める。なお、制御装置７は、受光素子８４の受光面と、上述の計測システム７０で規定されるＸＹ座標系との対応関係（方向、及びスケールなど）を管理しており、第１アライメントマークＲＭ１の像と第２アライメントマークＲＭ２の像との位置ずれを求めることによって、計測システム７０で規定されるＸＹ座標系内における第１アライメントマークＲＭ１と第２アライメントマークＲＭ２との相対的な位置関係、例えばＸ軸及びＹ軸方向の位置ずれ（目標相対位置からのずれ）を求めることができる。また、制御装置７はＸＹ座標系内における第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２の位置も求めることができる。
【０１８１】
また、上述したように、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とは所定の位置関係で形成されており、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とは所定の位置関係で形成されている。したがって、制御装置７は、受光装置８２の受光結果から得られる第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ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との位置関係（例えば、Ｘ軸及びＹ軸方向の位置ずれ）に関する情報を取得することができる。なお、本実施形態においては、Ｘ軸方向に離れた一対の第１アライメントマークＲＭ１と、対応する一対の第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ので、制御装置７はその２組の第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ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との相対的な回転位置関係（θＺ方向の位置ずれ）に関する情報も求めることができる。また、制御装置７はＸＹ座標系内における第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の位置及び回転も求めることができる。
【０１８２】
制御装置７は、検出システム８０を用いて取得した第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報に基づいて、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。
【０１８３】
本実施形態において、制御装置７は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを走査露光（多重露光）する動作と、検出システム８０を用いた第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得する動作とを並行して行う。すなわち、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を走査方向（Ｙ軸方向）へ移動しながら、制御装置７は、検出システム８０を用いて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得することができる。
【０１８４】
制御装置７は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光する動作の少なくとも一部と並行して、第３照明領域ＩＡ３内に順次配置される第１アライメントマークＲＭ１と第４照明領域ＩＡ４に順次配置される第２アライメントマークＲＭ２との位置関係を、検出システム８０を用いて順次取得し、その取得した情報に基づいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を調整しつつ、第１照明領域ＩＡ１からの露光光ＥＬ及び第２照明領域ＩＡ２からの露光光ＥＬを第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに照射する。露光光ＥＬが照射される第１照明領域ＩＡ１と検出光Ｌｓが照射される第３照明領域ＩＡ３とは異なる位置に設定され、露光光ＥＬが照射される第２照明領域ＩＡ２と検出光Ｌｓが照射される第４照明領域ＩＡ４とは異なる位置に設定されており、制御装置７は、露光光ＥＬの照射動作を含む基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光動作と、検出光Ｌｓの照射動作を含む検出システム８０を用いた第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得する動作とを並行して行うことができる。
【０１８５】
制御装置７は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨ内の所望位置に、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像のそれぞれが投影されるように、そのショット領域ＳＨの露光中に、第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２に対して第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２が所望位置に配置されるように、第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２の少なくとも一方の位置及び／又は回転を調整する。
【０１８６】
基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光するために、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを走査方向（Ｙ軸方向）に移動したとき、第１パターンＰＡ１とともに第１アライメントマークＲＭ１が走査方向（Ｙ軸方向）に移動し、第２パターンＰＡ２とともに第２アライメントマークＲＭ２が走査方向（Ｙ軸方向）に移動する。図１４に示したように、第１アライメントマークＲＭ１は、第１マスクＭ１に走査方向（Ｙ軸方向）に沿って複数形成され、第２アライメントマークＲＭ２は、第２マスクＭ２に走査方向（Ｙ軸方向）に沿って複数形成されている。したがって、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光するために、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを各走査方向（Ｙ軸方向）に移動したとき、第３照明領域ＩＡ３には複数の第１アライメントマークＲＭ１のそれぞれが順次配置され、第４照明領域ＩＡ４には複数の第２アライメントマークＲＭ２のそれぞれが順次配置される。したがって、検出システム８０を使って、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光するために、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを各走査方向（Ｙ軸方向）に移動しているときに、第１アライメントマークＲＭ１の像と第２アライメントマークＲＭ２の像との位置関係を順次取得することができ、その取得した位置関係に基づいて、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの露光中に、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得することができる。
【０１８７】
本実施形態の露光装置ＥＸを用いた露光動作（露光方法）を図１３〜１５及び図２１を参照しながら説明する。まず、第１照明系ＩＡ１により、第１マスクＭ１上の第１照明領域ＩＡ１を露光光ＥＬで照明し、所定のタイミングで第２照明系ＩＡ２により第２マスクＭ２上の第２照明領域ＩＡ２を露光光ＥＬで照明する。第１マスクＭ１の第１パターン形成面（下面）Ｋ１の第１照明領域ＩＡ１からの露光光ＥＬは投影系ＰＬにより第１露光領域ＡＲ１に照射される(ＳＳ１)。また、第２マスクＭ２の第２パターン形成面（下面）Ｋ２の第２照明領域ＩＡ２からの露光光ＥＬは投影系ＰＬを介して第２露光領域ＡＲ２に照射される（ＳＳ２）。
【０１８８】
このように第１露光領域ＡＲ１が照射されて基板Ｐ上のショット領域ＳＨが露光されている第１のタイミングにおいて、例えば、図１４に示すように、第１マスクＭ１上の複数の第１アライメントマークＲＭ１のうち、第１アライメントマークＲＭ１７を第３照明領域ＩＡ３において検出光Ｌｓで照明し、第２マスクＭ２上の複数の第２アライメントマークＲＭ２のうち、第２アライメントマークＲＭ２７を第４照明領域ＩＡ４において検出光Ｌｓで照明するものとする。なお、第１のタイミングは、第２照明系ＩＡ２により第２マスクＭ２上の第２照明領域ＩＡ２が露光光ＥＬで照明開始される前が望ましい。
【０１８９】
第１のタイミングにおいて、第１アライメントマークＲＭ１７の像と第２アライメントマークＲＭ２７の像とを受光素子８４により同時に検出する（ＳＳ３）。すなわち、第１パターン形成面Ｋ１及び第２パターン形成面Ｋ２を介した検出光Ｌｓを検出する。第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とが目標相対位置からずれている場合、受光素子８４の受光面において第１アライメントマークＲＭ１７の像と第２アライメントマークＲＭ２７の像とに位置ずれが生じる。こうして、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を取得することができる（ＳＳ４）。
【０１９０】
したがって、制御装置７は、複数のタイミングのそれぞれにおいて、各タイミングに対応する第１アライメントマークＲＭ１の像と第２アライメントマークＲＭ２の像の受光素子８４の受光面上での位置情報（位置関係）を求めることによって、複数のタイミングのそれぞれにおいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を取得することができる。
【０１９１】
そして、制御装置７は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨの多重露光中に、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とが所望の位置関係になるように、検出システム８０（受光装置８２）の出力に基づいて、第２ステージ６２及び第３ステージ６３の少なくとも一方の位置及び／又は回転を調整する（ＳＳ５）。この調整を行いながら制御装置７は、基板Ｐ上のショット領域ＳＨを多重露光する（ＳＳ６）。すなわち、本実施形態では、図２１のフローチャートに示したように、基板の多重露光と、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の位置調整が並行して行われる。
【０１９２】
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ＳＨとの位置関係は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の像とを基板Ｐ上のショット領域ＳＨ内の所望位置に形成することができる。
【０１９３】
以上説明したように、制御装置７は、検出システム８０を用いて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得することができ、その検出システム８０で取得した情報に基づいて、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ができる。したがって、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とを基板Ｐ上のショット領域ＳＨ内の所望位置に形成することができる。
【０１９４】
なお、本実施形態において、照射装置８１は、露光光ＥＬと異なる波長（例えば６３３ｎｍの波長）の光を検出光Ｌｓとして照射してもよい。この場合も、検出システム８０は、照射装置８１から射出した検出光Ｌｓを第３照明領域ＩＡ３に照射することによって、中間光学系３０を介さずに、受光装置８２に入射させることができる。ただし、受光素子８４の受光面、第１マスクＭ１の下面Ｋ１、及び第２マスクＭ２の下面Ｋ２は、光学的に互いに共役な位置（又はその近傍）となるように、検出光Ｌｓの光路上に不図示の光学系が配置されている。一方、検出システム８０は、基板Ｐに検出光Ｌｓが照射されることなく、照射装置８１からの検出光Ｌｓを受光装置８２に入射させているので、本実施形態のように、検出光Ｌｓとして露光光ＥＬと同じ波長の光を用いても、基板Ｐを露光することなく、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得することができる。
【０１９５】
なお、本実施形態においては、検出光Ｌｓは第１マスクＭ１に先に照射され、第１マスクＭ１、第１光学系３１、第２光学系３２、及び第２マスクＭ２を介して受光装置８２で検出光Ｌｓを受光しているが、検出システム８０は、検出光Ｌｓを第２マスクＭ２に先に照射してもよい。第１光学系３１と第２光学系３２とはほぼ同じ構成であり、第２マスクＭ２に照射された検出光Ｌｓは、第２光学系３２、及び第１光学系３１を介して、第１マスクＭ１の第３照明領域ＩＡ３に照射される。検出システム８０は、その第１マスクＭ１の第３照明領域ＩＡ３からの検出光Ｌｓを受光装置８２を用いて受光することによって、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を取得することができる。
【０１９６】
また、本実施形態において、基板Ｐのショット領域ＳＨの露光中に、検出システム８０を使って第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得しているが、基板Ｐの露光を開始する前に、検出システム８０を使って第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得してもよい。この場合、制御装置７は、基板Ｐの露光を開始する前に、マスクステージ６の第１ステージ６１を使って、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２をＹ軸方向に移動し、第３照明領域ＩＡ３内に順次配置される第１アライメントマークＲＭ１と第４照明領域ＩＡ４に順次配置される第２アライメントマークＲＭ２との位置関係（第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係）を検出システム８０を用いて取得する。さらに、制御装置７は、検出システム８０を用いて取得した情報に基づいて、基板Ｐの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るように、マスクステージ６の第２ステージ６２及び第３ステージ６３の少なくとも一方の位置及び／又は回転を調整する。そして、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係の調整を行った後、制御装置７は、その第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を維持しつつ、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する基板Ｐの所定の走査方向（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の所定の走査方向（Ｙ軸方向）への移動と、第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２の所定の走査方向（Ｙ軸方向）への移動とを同期して行い、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ＳＨを多重露光する。このように、基板Ｐの露光を開始する前に、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を取得するとともに、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の像とを基板Ｐ上のショット領域ＳＨ内の所望位置に形成することができる。なお、検出システム８０を使って、基板Ｐの露光を開始する前に取得された第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報に基づいて、基板Ｐの各ショットの露光中に第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２の位置関係を調整するようにしてもよい。もちろん、基板Ｐの露光前、及び基板Ｐの露光中に、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係の取得と、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係の調整を実行するようにしてもよい。
【０１９７】
＜第９実施形態＞
次に、本発明の露光装置及び露光方法の第９実施形態について説明する。第９実施形態は、上述の第８実施形態の変形例であり、上述の第８実施形態と同一または同等の構成部分については同一符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。本実施形態の露光装置ＥＸの特徴的な部分は、第１照明系ＩＬ１からの露光光ＥＬ及び第２照明系ＩＬ２からの露光光ＥＬの少なくとも一方の一部を、第３照明領域ＩＡ３及び第４照明領域ＩＡ４の少なくとも一方に、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得するための検出光として照射する点にある。
【０１９８】
図１７は、第９実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。上述の第８実施形態と同様、投影系ＰＬは、第１照明領域ＩＡ１からの露光光ＥＬを第１露光領域ＡＲ１に照射し、第２照明領域ＩＡ２からの露光光ＥＬを第２露光領域ＡＲ２に照射する。
【０１９９】
本実施形態の第１照明系ＩＬ１は、露光光ＥＬを照射する照明領域を調整することができる。第１照明系ＩＬ１は、照明領域の位置及び／又は大きさを調整可能な可変視野絞り（マスクブラインド系）等を含む光学機構ＢＲ１を備えている。制御装置７は、その光学機構ＢＲ１を制御することによって、第１マスクＭ１上での照明領域の位置及び／又は大きさを調整することができる。すなわち、基板露光動作では露光光ＥＬを第１照明領域ＩＡ１に照射し、アライメントマーク検出動作では露光光ＥＬを検出光として第３照明領域ＩＡ３に照射する。アライメントマーク検出動作では、光学機構ＢＲ１によって、例えば、第１マスクＭ１の少なくとも１つの第１アライメントマークＲＭ１を含むように第１照明領域ＩＡ１を拡大し、この拡大した照明領域（第３照明領域ＩＡ３）に露光光ＥＬを照射してもよいが、本実施形態では、少なくとも１つの第１アライメントマークＲＭ１を含むように第１照明領域ＩＡ１を移動し、この移動した照明領域（第３照明領域ＩＡ３）に露光光ＥＬを照射する。
【０２００】
本実施形態においては、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得するための検出光として、第１照明系ＩＬ１から射出される露光光ＥＬを用いる。制御装置７は、基板Ｐの露光を開始する前に、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得するための動作を実行する。制御装置７は、第１照明系ＩＬ１の光学機構ＢＲ１を制御して、露光光ＥＬを第３照明領域ＩＡ３に照射する。これにより、第１照明系ＩＬ１から第３照明領域ＩＡ３に入射した露光光ＥＬは、第１光学系３１によって、中間光学系３０を介さずに、第２光学系３２に入射する。第２光学系３２に入射した露光光ＥＬは、第４照明領域ＩＡ４に照射される。第４照明領域ＩＡ４の上方には受光装置８２が配置されており、受光装置８２は、第４照明領域ＩＡ４からの露光光ＥＬを検出光として受光する。制御装置７は、上述の第８実施形態と同様にして、受光装置８２の受光結果に基づいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得することができる。
【０２０１】
図１８は、本実施形態に係るマスクステージ６（図６参照）に保持された第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２を示す平面図の一例である。本実施形態においては、第１アライメントマークＲＭ１は、第１マスクＭ１の第１パターン形成領域ＳＡ１内の＋Ｘ側及び−Ｘ側のエッジ領域のそれぞれにおいて、第１マスクＭ１の走査方向（Ｙ軸方向）に沿って複数形成されている。第１アライメントマークＲＭ１は、第３照明領域ＩＡ３内に配置可能であり、第１照明系ＩＬ１からの露光光ＥＬで照明される。第２アライメントマークＲＭ２は、第２マスクＭ２の第２パターン形成領域ＳＡ２内の＋Ｘ側及び−Ｘ側のエッジ領域のそれぞれにおいて、第２マスクＭ２の走査方向（Ｙ軸方向）に沿って複数形成されている。第２アライメントマークＲＭ２は、第４照明領域ＩＡ４内に配置可能であり、第１マスクＭ１、第１光学系３１、及び第２光学系３２を介した第１照明系ＩＬ１からの露光光ＥＬで照明される。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、互いに対応するように第１マスクＭ１上及び第２マスクＭ２上のそれぞれに形成されている。
【０２０２】
受光装置８２は、第４照明領域ＩＡ４からの第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２を介した露光光ＥＬを検出光として受光する。制御装置７は、受光装置８２の受光結果に基づいて、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭの位置関係を求めることができ、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との位置関係に関する情報を取得することができる。そして、制御装置７は、受光装置８２の受光結果を用いて取得した、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報に基づいて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係を調整して、第１照明領域ＩＡ１からの露光光ＥＬ及び第２照明領域ＩＡ２からの露光光ＥＬを、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに照射する。ここで、検出システム８０による第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２の検出後、制御装置７は光学機構ＢＲ１を制御して露光光ＥＬを第１照明領域に照射可能とする。
【０２０３】
なお、図１８の例では、第１、第２アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２が、第１マスクＭ１，第２マスクＭ２のパターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２内に形成されているが、第３照明領域ＩＡ３の少なくとも一部をパターン形成領域ＳＡ１の外側に設定できる、例えば第３照明領域ＩＡ３をＸ軸方向に拡大することができる場合には、図１４に示したように、第１、第２アライメントマークＲＭ１，ＲＭ２を、第１マスクＭ１，第２マスクＭ２のパターン形成領域の外側に形成することもできる。
【０２０４】
なお、本実施形態においては、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得するための露光光ＥＬは、先に第１マスクＭ１に照射され、第１光学系３１、第２光学系３２、及び第２マスクＭ２を介して受光装置８２で受光されるが、露光装置ＥＸは、第２照明系ＩＬ２によって、第４照明領域ＩＡ４（第２マスクＭ２）に露光光ＥＬを照射してもよい。第２照明系ＩＬ２に、例えば前述の光学機構ＢＲ１と同様の構成の光学機構を設け、第４照明領域の位置及び／又は大きさを調整可能とすることにより、制御装置７は、第２照明系ＩＬ２からの露光光ＥＬを第４照明領域ＩＡ４に照射することができる。第１光学系３１と第２光学系３２とはほぼ同じ構成であり、第４照明領域ＩＡ４（第２マスクＭ２）に照射された露光光ＥＬは、第２光学系３２、及び第１光学系３１を介して第３照明領域ＩＡ３に照射される。制御装置７は、第３照明領域ＩＡ３からの露光光ＥＬを受光装置８２で受光し、その受光した結果を用いて、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２との位置関係に関する情報を取得することができる。
【０２０５】
なお、上述の第８、第９実施形態においては、受光装置８２は、投影系ＰＬの少なくとも一部を介して検出光を受光しているが、投影系ＰＬを介さずに、検出光を受光してもよい。例えば、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の一方を介した検出光が入射する投影系ＰＬとは別の専用の光学系を設け、その専用の光学系、及び第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の他方を介した検出光を、受光装置８２で受光するようにしてもよい。
【０２０６】
なお、上述の第８、第９実施形態においては、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の一方に検出光を照射し、受光装置８２は、その一方のマスクに照射された検出光を他方のマスクを介して受光しているが、例えば、第１パターンＰＡ１及び第２パターンＰＡ２の少なくとも一方と所定の位置関係で発光可能な発光素子を設け、その発光素子から発生した光を第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の少なくとも一方を介して受光してもよい。
【０２０７】
なお、上述の第８、第９実施形態では、検出システム８０が画像処理方式であるものとしたが、この検出システム８０は画像処理方式に限られるものでなく他の方式を採用してもよい。例えば、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２から発生する回折光（又は散乱光）を検出する方式などを採用してもよい。この場合、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２を回折格子とし、コヒーレントな検出光Ｌｓの照射によって第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２の一方から発生する同次数（例えば±１次）の回折光を、第１、第２光学系３１、３２を介して他方のアライメントマークに照射し、この他方のアライメントマークから発生する２つの回折光を干渉させて受光してもよい。
【０２０８】
また、上述の第８、第９実施形態ではＹ軸方向に関して第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２を離散的に形成するものとしたが、例えばパターン形成領域の全域に渡って、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２を連続的に形成してもよい。さらに、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２は、マスクの中心を通りかつＹ軸と平行な直線に関して対称に配置されていなくてもよい。また、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２をそれぞれ異なるマスクステージに保持してもよい。
【０２０９】
なお、上述の第１〜第９実施形態において、第１パターンの像及び第２パターンの像の一方を形成するためにＤＭＤを用い、他方を形成するためにマスク（レチクル）を用いるようにしてもよい。
【０２１０】
また、上述の第１〜第９実施形態において、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の大きさと形状との少なくとも一方が異なっていてもよい。例えば、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とでＸ軸方向の幅及び／又はＹ軸方向の幅が異なっていてもよい。なお、Ｘ軸方向の幅が異なる場合には、ショット領域ＳＨ内の一部の領域だけが多重（二重）露光される。
【０２１１】
また、上述の各実施形態においては、ショット領域ＳＨが第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を通過する間、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに露光光ＥＬの照射が続けられるが、少なくとも一方の露光領域において、ショット領域ＳＨが通過する間の一部の期間だけで露光光ＥＬが照射されるようにしてもよい。すなわち、ショット領域ＳＨ内の一部だけ多重（二重）露光するようにしてもよい。
【０２１２】
上述の実施形態においては、露光時に基板を投影系（露光光）に対して移動した（第３実施形態などではマスクも基板と同期移動した）が、これらに限らず、投影系を基板に対して移動してもよい。例えば、第１実施形態のようにＤＭＤを用いている場合にはマスクを基板に対して同期移動する必要がないために、ＤＭＤと投影系を基板に対して移動することで基板を走査露光することが可能である。
【０２１３】
上記各実施形態では第１パターンの像と、第２パターンの像により基板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パターンと、第２パターンに加えて、第３パターンを用い、第１パターン及び第２パターンと同様に基板Ｐの移動と同期して第３パターンの像を基板上に生成させることができる。第３パターンは、それを物理的に形成したマスクまたは、それを電子パターンで形成するＤＭＤを用いてもよい。三重露光の場合、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５に示したような投影系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３１，３２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。なお、第３マスクを用いる場合は、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６に搭載してもよく、第３実施形態に示したように別のマスクステージに搭載してもよい。
【０２１４】
なお、上記実施形態では、露光装置が可変成形マスク（アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれる）として非発光型画像表示素子であるＤＭＤを備えるものとしたが、可変成形マスクはＤＭＤに限られるものでなく、ＤＭＤに代えて、以下に説明する非発光型画像表示素子を用いても良い。ここで、非発光型画像表示素子は、所定方向へ進行する光の振幅（強度）、位相あるいは偏光の状態を空間的に変調する素子であり、透過型空間光変調器としては、透過型液晶表示素子（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）以外に、エレクトロクロミックディスプレイ（ＥＣＤ）等が例として挙げられる。また、反射型空間光変調器としては、上述のＤＭＤの他に、反射ミラーアレイ、反射型液晶表示素子、電気泳動ディスプレイ（ＥＰＤ：Electro Phonetic Display）、電子ペーパー（または電子インク）、光回折型ライトバルブ（Grating Light Valve）等が例として挙げられる。
【０２１５】
また、上記実施形態の露光装置は、非発光型画像表示素子を備える可変成形マスクに代えて、自発光型画像表示素子を含むパターン形成装置を備えるようにしても良い。この場合、照明系は不要となる。ここで自発光型画像表示素子としては、例えば、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）、無機ＥＬディスプレイ、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）、ＬＥＤディスプレイ、ＬＤディスプレイ、電界放出ディスプレイ（ＦＥＤ：Field Emission Display）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ：Plasma Display Panel）等が挙げられる。また、パターン形成装置が備える自発光型画像表示素子として、複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、または複数の発光点を１枚の基板に作り込んだタイプのもの等を用い、該固体光源チップを電気的に制御してパターンを形成しても良い。なお、固体光源素子は、無機、有機を問わない。
【０２１６】
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。
【０２１７】
また、上記各実施形態では、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を発生する光源装置として、ＡｒＦエキシマレーザを用いてもよいが、例えば、国際公開第１９９９／４６８３５号パンフレット（対応米国特許７,０２３,６１０号）に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、前述の各照明領域と、第１、第２露光領域（但し、第６、第７実施形態は除く）がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状などでもよい。
【０２１８】
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。
【０２１９】
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ツインステージ（マルチステージ）型の露光装置にも適用できる。
【０２２０】
更に、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応する国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応する米国特許６,８９７,９６３号）に開示されているように、基板を保持する基板ステージと、計測部材（例えば、基準マークが形成された基準部材、及び／又は各種の光電センサ）を搭載した計測ステージとを備えた露光装置にも本発明を適用することができる。
【０２２１】
また、上述の各実施形態のうち、露光光ＥＬの光路を液体で満たす実施形態においては、投影系と基板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。
【０２２２】
なお、上記各実施形態では露光装置ＥＸが投影系を備えるものとしたが、投影系の代わりに、パターンの像を形成しない光学系（例えば、回折光学素子など）を用いてもよい。また、上記各実施形態では第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の少なくとも一方において、例えば国際公開第２００１／０３５１６８号パンフレットに開示されているように干渉縞を形成することによって、基板Ｐ上にライン・アンド・スペースパターンを露光してもよい。
【０２２３】
露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、マイクロマシン、ＭＥＭＳ，ＤＮＡチップ、撮像素子（ＣＣＤ）あるいはレチクル又はマスクなどを製造するための露光装置などにも広く適用できる。
【０２２４】
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。
【０２２５】
半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図１９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】
【０２２６】
本発明によれば、基板の多重露光を正確に且つ高い効率で実現することができる。このため、液晶表示素子やマイクロマシンなどに使用される高密度で複雑な回路パターンを有するデバイスを高いスループットで生産することができる。それゆえ、本発明は、我国の半導体産業を含む精密機器産業の発展に著しく貢献するであろう。
【図面の簡単な説明】
【０２２７】
【図１】第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図２】第１、第２露光領域とショット領域との関係を示す模式図である。
【図３】第２実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図４】第３実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図５】第４実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図６】第４実施形態に係るマスクステージを示す斜視図である。
【図７】第５実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図８】第６実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。
【図９】第６実施形態に係る露光装置を示す斜視図である。
【図１０】第１、第２露光領域とショット領域との関係を示す模式図である。
【図１１】第１、第２露光領域とショット領域との関係を示す模式図である。
【図１２】第７実施形態に係る露光装置を示す斜視図である。
【図１３】第８実施形態に係る露光装置を示す模式図である。
【図１４】第８実施形態に係る第１、第２マスクを示す平面図である。
【図１５】受光装置の一例を示す図である。
【図１６】受光装置の受光面にアライメントマークの像が形成された状態を説明するための模式図である。
【図１７】第９実施形態に係る露光装置を示す模式図である。
【図１８】第１０実施形態に係る第１、第２マスクを示す平面図である。
【図１９】マイクロデバイスの製造工程の一例を説明するためのフローチャート図である。
【図２０】本発明の露光方法を説明するフローチャートである。
【図２１】第８実施形態における露光方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０２２８】
１Ａ…第１液浸システム、１Ｂ…第２液浸システム、２…反射素子、３Ａ…第１パターン形成装置、３Ｂ…第２パターン形成装置、４…基板ステージ、６…マスクステージ、７…制御装置、１２…供給口、２２…回収口、３０…中間光学系、３０Ａ…第１反射面、３０Ｂ…第２反射面、３１…第１光学系、３２…第２光学系、３３…第３光学系、５１ａ〜５１ｈ…照射領域、５２ａ〜５２ｈ…照射領域、６１…第１ステージ、６２…第２ステージ、６３…第３ステージ、７０…計測システム、７１…レーザ干渉計、７２…反射部材、７３…反射部材、８０…検出システム、８１…照射装置、８２…受光装置、３４１、３４２…凹面ミラー、ＡＲ１…第１露光領域、ＡＲ２…第２露光領域、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＦＬ（ＦＬ１、ＦＬ２）…終端光学素子、ＩＡ１…第１照明領域、ＩＡ２…第２照明領域、ＩＡ３…第３照明領域、ＩＡ４…第４照明領域、Ｋ１…下面、Ｋ２…下面、ＬＱ…液体、ＬＲ１…第１液浸領域、ＬＲ２…第２液浸領域、Ｌｓ…検出光、Ｍ１…第１マスク、Ｍ２…第２マスク、Ｐ…基板、ＰＬａ〜ＰＬｈ…投影モジュール、ＲＭ１…第１アライメントマーク、ＲＭ２…第２アライメントマーク、ＳＨ…ショット領域、Ｕ…光学ユニット
【図１】
2007318069.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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