(57)【要約】【課題】高スループット化を実現すること。【解決手段】露光装置ＥＸは、基板Ｐにアライメントマークを含むパターンを転写する照明システムＩＳ及び投影システムＰＳと、基板Ｐを保持して走査方向に移動させる基板ステージ２と、基板Ｐに転写されたアライメントマークの位置を計測する第１アライメントシステムと、第１アライメントシステムとは異なる位置に配置されて基板Ｐに転写されたアライメントマークの位置を計測する第２アライメントシステムと、前工程において第１アライメントシステムが計測した結果を用いて、後工程で第１アライメントシステム及び第２アライメントシステムの計測した結果を補正するための補正値を制御する制御装置５と、を含む。【選択図】図１
2013130642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の第１基板及び複数の第２基板それぞれに露光光を照射して、それぞれの前記第１基板及び前記第２基板にパターンを転写する際に、
それぞれの前記第１基板及びそれぞれの前記第２基板に設けられた位置マークを計測装置によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの前記第１基板及びそれぞれの前記第２基板にパターンを転写する第１転写工程と、
前記第１転写工程の後に、それぞれの前記第１基板に設けられた位置マークを計測装置によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの前記第１基板にパターンを転写する予備転写工程と、
前記予備転写工程で得られたマーク情報と、前記第１転写工程で得られたマーク情報とに基づいた転写条件で、それぞれの前記第２基板にパターンを転写する第２転写工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。
【請求項２】
前記第２転写工程においては、
前記予備転写工程で得られたマーク情報と、前記第１転写工程で得られたマーク情報との差分に基づいて転写条件を求める、請求項１に記載の露光方法。
【請求項３】
前記第２転写工程においては、
さらに、前記計測装置及び前記計測装置とは異なる位置に配置されている計測装置が、前記第２基板の位置マーク計測することによって得られたマーク情報を用いて転写条件を求める、請求項１又は２に記載の露光方法。
【請求項４】
前記第１基板の数は、前記第２基板の数よりも少ない、請求項１から３のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項５】
前記第１転写工程で得られたマーク情報と、前記第１転写工程よりも後に得られたマーク情報とは、走査方向において同じ位置の位置マークから得られる、請求項１から４のいずれか１項に記載の露光方法。
【請求項６】
前記第１転写工程で得られたマーク情報と、前記第１転写工程よりも後に得られたマーク情報とは、前記走査方向と直交する方向においても同じ位置の位置マークから得られる、請求項５に記載の露光方法。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか１項に記載の露光方法を用いて前記複数の第１基板及び前記複数の第２基板を露光する工程と、
露光された前記複数の第１基板及び前記複数の第２基板を現像して、転写された前記パターンに対応する露光パターン層を形成する工程と、
前記露光パターン層を介して前記複数の第１基板及び前記複数の第２基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【請求項８】
複数の第１基板及び複数の第２基板それぞれに露光光を照射して、それぞれの前記第１基板及び前記第２基板にパターンを転写するパターン転写装置と、
基板を保持するとともに、前記パターン転写装置から出射される露光光の投影領域に対して基板を走査方向に移動させる基板ステージと、
基板に設けられた位置マークのマーク情報を計測する計測装置と、
それぞれの前記第１基板及びそれぞれの前記第２基板に設けられた位置マークを前記計測装置によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの前記第１基板及びそれぞれの前記第２基板にパターンを転写する第１転写処理と、
前記第１転写処理の後に、それぞれの前記第１基板に設けられた位置マークを前記計測装置によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの前記第１基板にパターンを転写する予備転写処理と、
前記予備転写処理で得られたマーク情報と、前記第１転写処理で得られたマーク情報とに基づいて求めた転写条件で、それぞれの前記第２基板にパターンを転写する第２転写処理と、
を実行する制御装置と、
を含むことを特徴とする露光装置。
【請求項９】
前記制御装置は、
前記予備転写処理で得られたマーク情報と、前記第１転写処理で得られたマーク情報との差分に基づいて転写条件を求める、請求項８に記載の露光装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、
前記第２転写処理において、さらに、前記計測装置及び前記計測装置とは異なる位置に配置されている計測装置が、前記第２基板の位置マーク計測することによって得られたマーク情報を用いて転写条件を求める、請求項８又は９に記載の露光装置。
【請求項１１】
前記第１基板の数は、前記第２基板の数よりも少ない、請求項８から１０のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１２】
前記第１転写処理で得られたマーク情報と、前記第１転写処理よりも後に得られたマーク情報とは、前記走査方向において同じ位置の位置マークから得られる、請求項８から１１のいずれか１項に記載の露光装置。
【請求項１３】
前記第１転写処理で得られたマーク情報と、前記第１転写処理よりも後に得られたマーク情報とは、前記走査方向と直交する方向においても同じ位置の位置マークから得られる、請求項１２に記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、露光方法、デバイス製造方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示デバイスや半導体デバイス等の各種デバイスは、マスク等に設けられたパターンを感光基板に転写するフォトリソグラフィ工程を利用して製造されている。このフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置では、例えば、マスクが載置されたマスクステージと、感光基板が載置された基板ステージとを同期走査しつつ、マスクに形成されたパターンを感光基板に転写する。
【０００３】
一般に、液晶表示デバイスに対するフォトリソグラフィ工程では、１枚の感光基板上に複数の露光領域（例えば、液晶表示デバイスの表示画面に対応する領域）を設定し、各露光領域を順次露光してパターンを転写することが行われている（例えば、特許文献１）。特許文献１に記載の露光方法では、各露光領域の近傍に設けられたアライメントマークを検出し、この検出結果に基づいて露光領域毎に位置合わせを行って露光する処理が繰り返される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３４７１８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、上述のようなフォトリソグラフィ工程では、さらなる高スループット化が要望されている。本発明の態様は、さらなる高スループット化を実現することができる露光方法、デバイス製造方法及び露光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１の態様に従えば、複数の第１基板及び複数の第２基板それぞれに露光光を照射して、それぞれの前記第１基板及び前記第２基板にパターンを転写する際に、それぞれの前記第１基板及びそれぞれの前記第２基板に設けられた位置マークを計測装置によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの前記第１基板及びそれぞれの前記第２基板にパターンを転写する第１転写工程と、前記第１転写工程の後に、それぞれの前記第１基板に設けられた位置マークを計測装置によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの前記第１基板にパターンを転写する予備転写工程と、前記予備転写工程で得られたマーク情報と、前記第１転写工程で得られたマーク情報とに基づいた転写条件で、それぞれの前記第２基板にパターンを転写する第２転写工程と、を含むことを特徴とする露光方法が提供される。
【０００７】
本発明の第２の態様に従えば、前記露光方法を用いて前記複数の第１基板及び前記複数の第２基板を露光する工程と、露光された前記複数の第１基板及び前記複数の第２基板を現像して、転写された前記パターンに対応する露光パターン層を形成する工程と、前記露光パターン層を介して前記複数の第１基板及び前記複数の第２基板を加工する工程と、を含むことを特徴とするデバイス製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の第３の態様に従えば、複数の第１基板及び複数の第２基板それぞれに露光光を照射して、それぞれの前記第１基板及び前記第２基板にパターンを転写するパターン転写装置と、基板を保持するとともに、前記パターン転写装置から出射される露光光の投影領域に対して基板を走査方向に移動させる基板ステージと、基板に設けられた位置マークのマーク情報を計測する計測装置と、それぞれの前記第１基板及びそれぞれの前記第２基板に設けられた位置マークを前記計測装置によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの前記第１基板及びそれぞれの前記第２基板にパターンを転写する第１転写処理と、前記第１転写処理の後に、それぞれの前記第１基板に設けられた位置マークを前記計測装置によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの前記第１基板にパターンを転写する予備転写処理と、前記予備転写処理で得られたマーク情報と、前記第１転写処理で得られたマーク情報とに基づいて求めた転写条件で、それぞれの前記第２基板にパターンを転写する第２転写処理と、を実行する制御装置と、を含むことを特徴とする露光装置が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の態様によれば、高スループット化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態に係る露光装置を走査方向側から見た図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る露光装置の斜視図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る露光装置の側面図である。
【図４】図４は、投影領域と、露光領域との位置関係の一例を示す模式図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る露光方法を示すフローチャートである。
【図６】図６は、パターンが転写される前の基板を示す模式図である。
【図７】図７は、１層目のパターンが形成された基板を示す模式図である。
【図８】図８は、サンプル基板及びオブジェクト基板の考え方を示す概念図である。
【図９−１】図９−１は、マーク情報の計測を説明するための模式図である。
【図９−２】図９−２は、マーク情報の計測を説明するための模式図である。
【図９−３】図９−３は、マーク情報の計測を説明するための模式図である。
【図９−４】図９−４は、マーク情報の計測を説明するための模式図である。
【図９−５】図９−５は、マーク情報の計測を説明するための模式図である。
【図１０】図１０は、２層目のパターンが形成された基板を示す模式図である。
【図１１】図１１は、３層目のパターンが形成された基板を示す模式図である。
【図１２】図１２は、オブジェクト基板を露光する際の転写条件を求める手法の一例を示すフローチャートである。
【図１３−１】図１３−１は、オブジェクト基板を露光する際の転写条件を求める手法の説明図である。
【図１３−２】図１３−２は、オブジェクト基板を露光する際の転写条件を求める手法の説明図である。
【図１４】図１４は、オブジェクト基板の露光時における転写条件を求める手順のフローチャートである。
【図１５】図１５は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置を説明するための図である。
【図１６】図１６は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置を説明するための図である。
【図１７】図１７は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置を説明するための図である。
【図１８】図１８は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置を説明するための図である。
【図１９】図１９は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置を説明するための図である。
【図２０】図２０は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置の違いによる補正値の精度を評価した結果を示す図である。
【図２１】図２１は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置の違いによる補正値の精度を評価した結果を示す図である。
【図２２−１】図２２−１は、投影光学系に排気ダクトを有さない露光装置の例を示す図である。
【図２２−２】図２２−２は、投影光学系に排気ダクトを有さない露光装置の例を示す図である。
【図２３−１】図２３−１は、投影光学系に排気ダクトを有する露光装置の例を示す図である。
【図２３−２】図２３−２は、投影光学系に排気ダクトを有する露光装置の例を示す図である。
【図２４】図２４は、第２アライメントシステムが有する検出器の計測再現性の実験結果を示す図である。
【図２５】図２５は、本実施形態に係るデバイス製造方法の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明を実施するための形態（実施形態）につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下に記載の実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
本実施形態に係る露光装置は、照明光学系及び投影光学系に対して感光基板（以下、適宜、基板という）を移動（走査）させつつ、基板にマスクのパターン（マスクパターン）を露光する走査型の露光装置である。以下においては、適宜図に示すようにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を設定し、これらの３軸からなるＸＹＺ直交座標系を参照しつつ説明する。Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転（傾斜）方向は、それぞれ、θＸ方向、θＹ方向及びθＺ方向と表現する。まず、露光装置の概要を説明する。
【００１３】
＜露光装置＞
図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸを走査方向側から見た図である。図２は、露光装置ＥＸの斜視図である。図３は、露光装置ＥＸの側面図である。露光装置ＥＸは、マスクステージ１と、基板ステージ２と、マスクステージ駆動システム３と、基板ステージ駆動システム４と、照明システムＩＳと、投影システムＰＳと、制御装置５とを備えている。
【００１４】
また、露光装置ＥＸは、ボディ１３を備えている。ボディ１３は、ベースプレート１０と、第１コラム１１と、第２コラム１２とを有する。ベースプレート１０は、例えばクリーンルーム内の支持面（例えば床面）ＦＬ上に防振台ＢＬを介して配置される。第１コラム１１は、ベースプレート１０上に配置される。第２コラム１２は、第１コラム１１上に配置される。ボディ１３は、投影システムＰＳ、マスクステージ１及び基板ステージ２のそれぞれを支持する。投影システムＰＳは、定盤１４を介して、第１コラム１１に支持される。マスクステージ１は、第２コラム１２に対して移動可能に支持される。基板ステージ２は、ベースプレート１０に対して移動可能に支持される。
【００１５】
露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期させて移動させながら、マスクパターンの像を基板Ｐに投影する。すなわち、露光装置ＥＸは、いわゆるマルチレンズ型スキャン露光装置である。マスクＭは、基板Ｐに投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。基板Ｐは、基材と、その基材の表面に形成された感光膜（塗布された感光剤）と、を含む。基材は、大型のガラスプレートを含み、その一辺のサイズ又は対角長（対角線）のサイズは、例えば５００ｍｍ以上である。本実施形態においては、基材として、一辺が約３０００ｍｍの矩形形状のガラスプレートを用いる。
【００１６】
露光装置ＥＸは、照明光学系として、７個の照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７を有する照明システムＩＳを備える。また、露光装置ＥＸは、７個の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を有する投影システムＰＳを備える。なお、投影光学系及び照明光学系の数は７個に限定されず、例えば投影システムＰＳが投影光学系を１１個有し、照明システムＩＳが照明光学系を１１個有してもよい。以下においては、必要に応じて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７という。
【００１７】
照明システムＩＳは、例えば７つの照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７を有する。照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７は、例えばマスクＭのうち７つの照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７を、それぞれがほぼ均一な照度分布とした露光光ＥＬで照明する。照明システムＩＳ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）等が用いられる。
【００１８】
マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対して移動させる装置である。マスクステージ１は、マスクＭを保持可能なマスク保持部１５を有する。マスク保持部１５は、マスクＭを真空吸着可能なチャック機構を含み、マスクＭを脱着できる。マスク保持部１５は、マスクＭの投影システムＰＳ側の面（パターン形成面）とＸ軸及びＹ軸を含むＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。
【００１９】
マスクステージ駆動システム３は、マスクステージ１を移動させるシステムである。マスクステージ駆動システム３は、例えばリニアモータを含み、第２コラム１２のガイド面１２Ｇ上においてマスクステージ１を移動可能である。マスクステージ１は、マスクステージ駆動システム３の作動により、マスク保持部１５でマスクＭを保持した状態で、ガイド面１２Ｇ上を、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。
【００２０】
基板ステージ２は、基板Ｐを保持するとともに、パターン転写装置としての照明システムＩＳ及び投影システムＰＳから照射される露光光ＥＬの投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板Ｐを走査方向（Ｘ軸方向）に移動させる。基板ステージ２は、基板Ｐを保持可能な基板保持部１６を有する。基板保持部１６は、基板Ｐを真空吸着可能なチャック機構を含み、基板Ｐが脱着できるようになっている。基板保持部１６は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。
【００２１】
基板ステージ駆動システム４は、基板ステージ２を移動させるシステムである。基板ステージ駆動システム４は、例えばリニアモータを含み、ベースプレート１０のガイド面１０Ｇ上において基板ステージ２を移動可能である。基板ステージ２は、基板ステージ駆動システム４が動作することにより、基板保持部１６で基板Ｐを保持した状態で、ガイド面１０Ｇ上を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ及びθＺ方向の６方向に移動可能である。
【００２２】
照明システムＩＳは、マスクＭを露光光ＥＬで照明するシステムである。照明システムＩＳは、光源１７と、楕円鏡１８と、ダイクロイックミラー１９と、リレー光学系２１と、干渉フィルタ２２と、ライトガイドユニット２３とを備えている。光源１７は、超高圧水銀ランプを有する。楕円鏡１８は、光源１７から射出された光を反射する。ダイクロイックミラー１９は、楕円鏡１８からの光の少なくとも一部を反射する。シャッタ装置は、ダイクロイックミラー１９からの光の進行を通過又は遮断する。リレー光学系２１は、ダイクロイックミラー１９からの光が入射するコリメートレンズ２１Ａ及び集光レンズ２１Ｂを含む。干渉フィルタ２２は、所定波長領域の光のみを通過させる。ライトガイドユニット２３は、リレー光学系２１からの光を分岐して、複数の照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれに供給する。
【００２３】
以下では、複数の照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７を、適宜第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７という。第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７は、いずれも同等の構成である。リレー光学系２１からの光は、ライトガイドユニット２３に入射し、第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７に向かって射出される。第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７を通過した光は、露光光ＥＬとして照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に照射される。照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７は、それぞれを均一な照度分布の露光光ＥＬで照明される。換言すると、第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれは、各照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。すなわち、照明システムＩＳは、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７のそれぞれに配置されるマスクＭの部分的な領域を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。
【００２４】
投影システムＰＳは、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影するシステムである。投影システムＰＳは、所定の投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７にそれぞれ所定の倍率でパターンの像を投影する複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を有する。投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７は、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７から射出された露光光ＥＬが照射される領域である。
【００２５】
第１投影光学系ＰＬ１は、図３に示すように、像面調整部３３と、シフト調整部３４と、２組の反射屈折型光学系３１、３２と、視野絞り３５と、スケーリング調整部３６とを備えている。
【００２６】
照明領域ＩＲ１に照射され、マスクＭを通過した露光光ＥＬは、像面調整部３３に入射する。像面調整部３３は、第１投影光学系ＰＬ１の像面の位置（Ｚ軸、θＸ及びθＹ方向に関する位置）を調整することができる。像面調整部３３は、マスクＭ及び基板Ｐに対して光学的にほぼ共役な位置に配置されている。像面調整部３３は、第１光学部材３３Ａ及び第２光学部材３３Ｂと、第２光学部材３３Ｂに対して第１光学部材３３Ａを移動させることができる光学系駆動装置とを備えている。
【００２７】
第１光学部材３３Ａと第２光学部材３３Ｂとは、気体軸受により、所定のギャップを介して対向する。第１光学部材３３Ａ及び第２光学部材３３Ｂは、露光光ＥＬを透過するガラス板であり、それぞれくさび形状を有する。図１に示す制御装置５は、光学系駆動装置を動作させて、第１光学部材３３Ａと第２光学部材３３Ｂとの位置関係を調整することにより、第１投影光学系ＰＬ１の像面の位置を調整することができる。像面調整部３３を通過した露光光ＥＬは、シフト調整部３４に入射する。
【００２８】
シフト調整部３４は、基板Ｐの表面におけるマスクＭのパターンの像をＸ軸方向及びＹ軸方向にシフトさせることができる。シフト調整部３４を透過した露光光ＥＬは、１組目の反射屈折型光学系３１に入射する。反射屈折型光学系３１は、マスクＭのパターンの中間像を形成する。反射屈折型光学系３１から射出された露光光ＥＬは、視野絞り３５に入射する。視野絞り３５は、反射屈折型光学系３１により形成されるマスクパターンの中間像の位置に配置されている。視野絞り３５は、投影領域ＰＲ１を規定する。本実施形態において、視野絞り３５は、基板Ｐ上における投影領域ＰＲ１を台形状に規定する。視野絞り３５を通過した露光光ＥＬは、２組目の反射屈折型光学系３２に入射する。
【００２９】
反射屈折型光学系３２は、反射屈折型光学系３１と同様の構造である。反射屈折型光学系３２から射出された露光光ＥＬは、スケーリング調整部３６に入射する。スケーリング調整部３６は、マスクパターンの像の倍率（スケーリング）を調整することができる。スケーリング調整部３６を介した露光光ＥＬは、基板Ｐに照射される。本実施形態において、第１投影光学系ＰＬ１は、マスクパターンの像を、基板Ｐ上に正立等倍で投影するが、これに限定されるものではない。例えば、第１投影光学系ＰＬ１は、マスクパターンの像を拡大又は縮小したり、倒立で投影したりしてもよい。
【００３０】
なお、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７は、いずれも同等の構造である。上述した照明システムＩＳ及び投影システムＰＳは、複数の基板Ｐそれぞれに露光光ＥＬを照射して、それぞれの基板Ｐに転写するパターン転写装置に相当する。
【００３１】
図２及び図３に示すように、基板保持部１６に対して−Ｘ側の基板ステージ２の投影システムＰＳ側における表面には、基準部材４３が配置されている。基準部材４３の投影システムＰＳ側における表面４４は、基板保持部１６に保持された基板Ｐの表面とほぼ同一の平面内に配置される。また、基準部材４３の表面４４に、露光光ＥＬを透過可能な透過部４５が配置されている。基準部材４３の下方（基板ステージ２の内部側）には、透過部４５を透過した光を受光可能な受光装置４６が配置されている。受光装置４６は、透過部４５を介した光が入射するレンズ系４７と、レンズ系４７を介した光を受光する光センサ４８とを有する。本実施形態において、光センサ４８は、撮像素子（例えば、ＣＣＤ：Charge Coupled Device）を含む。光センサ４８は、受光した光に応じた信号を制御装置５に出力する。
【００３２】
図１及び図２に示すように、干渉計システム６は、マスクステージ１の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット６Ａと、基板ステージ２の位置情報を計測するレーザ干渉計ユニット６Ｂとを有する。レーザ干渉計ユニット６Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラー１Ｒを用いて、マスクステージ１の位置情報を計測可能である。レーザ干渉計ユニット６Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラー２Ｒを用いて、基板ステージ２の位置情報を計測可能である。本実施形態において、干渉計システム６は、レーザ干渉計ユニット６Ａ、６Ｂを用いて、Ｘ軸、Ｙ軸及びθＸ方向に関するマスクステージ１及び基板ステージ２それぞれの位置情報を計測可能である。
【００３３】
第１検出システム７は、マスクＭの投影システムＰＳ側における面（パターン形成面）のＺ軸方向の位置を検出する。第１検出システム７は、いわゆる斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図３に示すように、マスクステージ１に保持されたマスクＭの投影システムＰＳ側の面と対向配置される複数の検出器７Ａ〜７Ｆを有する。検出器７Ａ〜７Ｆのそれぞれは、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に検出光を照射する投射部と、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面（投影システムＰＳ側における表面）からの検出光を受光可能な受光部とを有する。第１検出システム７は、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面におけるＺ軸方向の位置が変化した場合、そのマスクＭの下面のＺ軸方向における変位量に応じて、受光部に対する検出光の入射位置が変位する。検出器７Ａ〜７Ｆのそれぞれは、それらの受光部に対する検出光の入射位置の変位量に対応する信号を制御装置５に出力する。受光部の撮像信号は、制御装置５に出力され、制御装置５は、検出器７Ａ〜７Ｆのそれぞれの受光部からの信号に基づいて、検出領域ＭＺ１〜ＭＺ６に配置されたマスクＭの下面のＺ軸方向における位置を求めることができる。
【００３４】
第２検出システム８は、基板Ｐの表面（露光面）におけるＺ軸方向の位置を検出する。第２検出システム８は、いわゆる斜入射方式の多点フォーカス・レベリング検出システムであり、図３に示すように、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数の検出器８Ａ〜８Ｈを有する。検出器８Ａ〜８Ｈのそれぞれは、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に検出光を照射する投射部と、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面からの検出光を受光可能な受光部とを有する。第２検出システム８は、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面におけるＺ軸方向の位置が変化した場合、その基板Ｐの表面のＺ軸方向における変位量に応じて、受光部に対する検出光の入射位置が変位する。検出器８Ａ〜８Ｈのそれぞれは、それらの受光部に対する検出光の入射位置の変位量に対応する信号を制御装置５に出力する。制御装置５は、検出器８Ａ〜８Ｈのそれぞれの受光部からの信号に基づいて、検出領域ＰＺ１〜ＰＺ８に配置された基板Ｐの表面のＺ軸方向における位置を求めることができる。
【００３５】
アライメントシステム９は、基板Ｐに設けられた位置検出用のマーク（位置マーク）としてのアライメントマークを検出し、マーク情報を計測する。マーク情報は、アライメントマークの位置に関する情報（位置情報）を含む。アライメントマークの位置情報は、例えば、露光装置ＥＸのＸＹ座標系における位置の情報である。アライメントマークは、露光によって基板Ｐに転写されて、基板Ｐの表面に設けられる。本実施形態において、アライメントシステム９は、投影システムＰＳに対してＸ軸方向（走査方向）の−Ｘ側に配置された、計測装置としての第１アライメントシステム９１と、＋Ｘ側に配置された、計測装置としての第２アライメントシステム９２とを有する。このように、第１アライメントシステム９１と第２アライメントシステム９２とは、異なる位置、より具体的には、走査方向（Ｘ軸方向）における異なる位置に配置されている。
【００３６】
第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２は、いわゆるオフアクシス方式のアライメントシステムである。図３に示すように、第１アライメントシステム９１は、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数（本実施形態では６個）の第１検出器９１Ａ〜９１Ｆを有する。第１検出器９１Ａ〜９１Ｆのそれぞれは、検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に検出光を照射する投射部と、検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に配置されたアライメントマークの光学像を取得する顕微鏡及び受光部とを有する。第１検出器９１Ａ〜９１Ｆ及び検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６は、走査方向と直交する方向、すなわちＹ軸の方向に沿って配列されている。
【００３７】
第２アライメントシステム９２は、基板ステージ２に保持された基板Ｐの表面と対向配置される複数（本実施形態では２個）の第２検出器９２Ａ、９２Ｂを有する。第２検出器９２Ａ、９２Ｂのそれぞれは、検出領域ＳＢ１、ＳＢ２に検出光を照射する投射部と、検出領域ＳＡ１、ＳＢ２に配置されたアライメントマークの光学像を取得する顕微鏡及び受光部とを有する。第１検出器９１Ａ〜９１Ｆ及び検出領域ＳＢ１、ＳＢ２は、走査方向と直交する方向、すなわちＹ軸の方向に配列されている。第１検出器９１Ａ〜９１Ｆ、９２Ａ、９２Ｂのそれぞれは、検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６、ＳＢ１、ＳＢ２に配置された基板Ｐの表面のアライメントマークを検出することができる。本実施形態において、第２アライメントシステム９２が有する第２検出器９２Ａ、９２Ｂの数は、第１アライメントシステム９１が有する第１検出器９１Ａ〜９１Ｆの数よりも少ない。このため、第２アライメントシステム９２が検出して計測することができるアライメントマークの数は、第１アライメントシステム９１が検出して計測することができるアライメントマークの数よりも少ない。
【００３８】
制御装置５は、露光装置ＥＸの動作を制御するとともに、本実施形態に係る露光方法を実行する。制御装置５は、例えば、コンピュータであり、処理部と、記憶部と、入出力部とを有する。処理部は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）である。記憶部は、例えば、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）若しくはハードディスク装置又はこれらを組み合わせたものである。入出力部は、干渉計システム６、アライメントシステム９、マスクステージ駆動システム３及び基板ステージ駆動システム４等と接続するためのインターフェース、入力ポート及び出力ポート等を備えている。次に、基板Ｐにおける投影領域と検出領域との関係を説明する。
【００３９】
図４は、投影領域と、露光領域との位置関係の一例を示す模式図である。図４は、基板Ｐの表面を含む平面内における投影領域と露光領域との位置関係を示している。図４に示すように、本実施形態において、基板Ｐの表面には、マスクパターンの像が投影される複数の露光領域（露光対象領域）ＰＡ１〜ＰＡ４が設定されている。本実施形態において、基板Ｐには、表面に４個の露光領域ＰＡ１、ＰＡ２、ＰＡ３、ＰＡ４が設定されている。露光領域ＰＡ１、ＰＡ２は、Ｙ軸方向に所定の間隔で配置され、露光領域ＰＡ３、ＰＡ４は、Ｙ軸方向に所定の間隔で配置される。露光領域ＰＡ１、ＰＡ２は、露光領域ＰＡ３、ＰＡ４に対して＋Ｘ側に配置されている。
【００４０】
本実施形態において、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７のそれぞれは、ＸＹ平面内において台形である。本実施形態において、投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７による投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で配置され、投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６による投影領域ＰＲ２、ＰＲ４、ＰＲ６が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で配置されている。投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７は、投影領域ＰＲ２、ＰＲ４、ＰＲ６に対して−Ｘ側に配置されている。また、Ｙ軸方向に関して、投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７のそれぞれの間に、投影領域ＰＲ２、ＰＲ４、ＰＲ６が配置される。
【００４１】
複数の投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７のうち、投影領域ＰＲ１と投影領域ＰＲ７との間隔は、露光領域ＰＡ１のＹ軸方向の幅とほぼ同じか又はわずかに大きい。本実施形態において、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれの寸法及び形状は、ほぼ同一である。
【００４２】
第１アライメントシステム９１が有する複数の第１検出器９１Ａ〜９１Ｆによる複数の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６は、Ｙ軸方向に所定の間隔で配置される。第２アライメントシステム９２が有する複数の第２検出器９２Ａ、９２Ｂによる複数の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２は、Ｙ軸方向に所定の間隔で配置される。本実施形態において、第１アライメントシステム９１は、６個の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６を有し、第２アライメントシステム９２は、２個の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２を有する。第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２の数は、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６の数よりも少ない。複数の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対してＸ軸方向、すなわち走査方向の−Ｘ側に配置されている。複数の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対してＸ軸方向の＋Ｘ側に配置されている。
【００４３】
本実施形態において、第１アライメントシステム９１のＹ軸方向における両端の検出領域ＳＡ１及び検出領域ＳＡ６のＹ軸方向に関する位置は、第２アライメントシステム９２のＹ軸方向における両端の検出領域ＳＢ１及び検出領域ＳＢ２のＹ軸方向に関する位置とほぼ同じ位置に配置される。
【００４４】
図４に示すように、本実施形態において、基板Ｐの表面には、Ｙ軸方向に所定間隔で複数（本実施形態では６個）のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４が配置されている。これらのアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４は、Ｘ軸方向においては４箇所に配置される。アライメントマークｍ１１、ｍ２１、ｍ３１は露光領域ＰＡ４のＸ軸方向における一端部（−Ｘ側の端部、以下同様）に隣接して設けられる。アライメントマークｍ４１、ｍ５１、ｍ６１は露光領域ＰＡ３のＸ軸方向における一端部に隣接して設けられる。アライメントマークｍ１２、ｍ２２、ｍ３２は露光領域ＰＡ４の他端部（＋Ｘ側の端部、以下同様）に隣接して設けられる。アライメントマークｍ４２、ｍ５２、ｍ６２は露光領域ＰＡ３のＸ軸方向における他端部に隣接して設けられる。アライメントマークｍ１３、ｍ２３、ｍ３３は露光領域ＰＡ１のＸ軸方向における一端部に隣接して設けられる。アライメントマークｍ４３、ｍ５３、ｍ６３は露光領域ＰＡ２のＸ軸方向における一端部に隣接して設けられる。アライメントマークｍ１４、ｍ２４、ｍ３４は露光領域ＰＡ１のＸ軸方向における他端部に隣接して設けられる。アライメントマークｍ４４、ｍ５４、ｍ６４は露光領域ＰＡ２のＸ軸方向における他端部に隣接して設けられる。
【００４５】
以下において、Ｘ軸方向の４箇所に配置されるアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４の４個のグループのうち、基板Ｐの−Ｘ側のエッジに最も近いアライメントマークｍ１１〜ｍ６１のグループを適宜列Ｇ１といい、列Ｇ１の＋Ｘ側に隣接するアライメントマークｍ１２〜ｍ６２のグループを適宜列Ｇ２といい、列Ｇ２の＋Ｘ側に隣接するアライメントマークｍ１３〜ｍ６３のグループを適宜列Ｇ３といい、列Ｇ３の＋Ｘ側に隣接するアライメントマークｍ１４〜ｍ６４のグループを適宜列Ｇ４という。
【００４６】
第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２は、基板Ｐの表面に設けられている複数のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４を検出する。本実施形態において、基板Ｐの表面にＹ軸方向に向かって配置される６個のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４に対応して、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６（第１検出器９１Ａ〜９１Ｆ）が配置されている。第１検出器９１Ａ〜９１Ｆは、例えば、アライメントマークｍ１１〜ｍ６１が検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に同時に配置されるように設けられる。第１アライメントシステム９１は、第１検出器９１Ａ〜９１Ｆを用いて、６個のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１等を同時に検出することができる。
【００４７】
基板Ｐの表面にＹ軸方向に向かって配置される６個のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４のうち、Ｙ軸方向における両端のアライメントマークｍ１１、ｍ６１等に対応して、第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＡ１、ＳＡ２（第２検出器９２Ａ、９２Ｂ）が配置されている。第２検出器９２Ａ、９２Ｂは、アライメントマークｍ１１、ｍ６１等が検出領域ＳＢ１、ＳＢ２に同時に配置されるように設けられる。第２アライメントシステム９２は、第２検出器９２Ａ、９２Ｂを用いて、２個のアライメントマークｍ１１、ｍ６１等を同時に検出することができる。
【００４８】
次に、露光装置ＥＸが基板Ｐに露光する際の動作の一例を説明する。露光装置ＥＸにおいて、露光動作等の動作の少なくとも一部は、予め定められている露光に関する制御情報（露光制御情報）に基づいて実行される。露光制御情報は、露光装置ＥＸの動作を規定する制御命令群を含み、露光レシピとも呼ばれる。以下の説明において、露光に関する制御情報を適宜、露光レシピという。露光レシピは、制御装置５が有する記憶部に予め記憶されている。少なくとも基板Ｐの露光時（マスクＭ及び基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射動作時）における露光装置ＥＸの動作条件は、露光レシピによって予め決定されている。制御装置５は、露光レシピに基づいて、露光装置ＥＸの動作を制御する。
【００４９】
露光レシピは、基板Ｐの露光時におけるマスクステージ１及び基板ステージ２の移動条件を含む。基板Ｐの露光時に、制御装置５は、露光レシピに基づいて、マスクステージ１及び基板ステージ２を移動する。本実施形態において、露光装置ＥＸは、マルチレンズ型スキャン露光装置である。露光装置ＥＸは、基板Ｐの露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４の露光時において、マスクＭ及び基板ＰをＸＹ平面内の所定の走査方向に移動させる。制御装置５は、露光レシピに基づいて、マスクＭと基板Ｐとを同期させながら走査方向に移動させる過程で、マスクＭの上面（照明システムＩＳ側の面）のパターン領域（所定のパターンが設けられた領域）に露光光ＥＬを照射する。そして、露光装置ＥＸは、パターン領域を介して基板Ｐの表面の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４に露光光ＥＬを照射して、それら露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４を露光し、マスクパターンを転写する。
【００５０】
本実施形態において、基板Ｐの表面に設けられた複数の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４に対する露光処理は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板Ｐの露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４を基板Ｐの表面（ＸＹ平面）に沿って走査方向に移動させる。同時に、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対してマスクＭのパターン領域をマスクＭの下面（ＸＹ平面）に沿って走査方向に移動させる。このようにして、露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４に対する露光処理が実行される。
【００５１】
本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＸ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）もＸ軸方向とする。例えば基板Ｐの露光領域ＰＡ１を露光する場合、制御装置５は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板Ｐの露光領域ＰＡ１をＸ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＸ軸方向への移動と同期して、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対してマスクＭのパターン領域をＸ軸方向に移動しながら、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に露光光ＥＬを照射して、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を介してマスクＭからの露光光ＥＬを投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に照射する。このようにすることで、基板Ｐの露光領域ＰＡ１は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に照射された露光光ＥＬで露光され、マスクＭのパターン領域に形成されたパターンの像が、基板Ｐの露光領域ＰＡ１に投影される。
【００５２】
例えば露光領域ＰＡ１の露光が終了した後、次の露光領域（例えば露光領域ＰＡ２）を露光するために、制御装置５は、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７が次の露光領域ＰＡ２の露光開始位置に配置されるように基板ステージ２を制御して、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板ＰをＸＹ平面内の所定方向に移動する。また、制御装置５は、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７がパターン領域の露光開始位置に配置されるように、マスクステージ１を制御して、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対してマスクＭを移動する。そして、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７が露光領域ＰＡ２の露光開始位置に配置され、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７がパターン領域の露光開始位置に配置された後、制御装置５は、その露光領域ＰＡ２の露光を開始する。
【００５３】
制御装置５は、マスクステージ１が保持するマスクＭと基板ステージ２が保持する基板ＰとをＸ軸方向に同期させて移動させながら基板Ｐに露光光ＥＬを照射する動作と、次の露光領域を露光するために、基板ＰをＸＹ平面内の所定方向（例えばＸ軸方向）にステッピング移動する動作とを繰り返す。そして、制御装置５は、基板Ｐ上に設けられた複数の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４を、マスクＭに設けられたパターン及び投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を介して順次露光することにより、基板Ｐの表面に設けられた複数の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４に、マスクパターンを転写する。次に、露光装置ＥＸが本実施形態に係る露光方法を実行して基板Ｐを露光し、基板Ｐの表面に所定のパターンを転写する例を説明する。
【００５４】
図５は、本実施形態に係る露光方法を示すフローチャートである。図６は、パターンが転写される前の基板を示す模式図である。図７は、１層目のパターンが形成された基板を示す模式図である。図８は、サンプル基板及びオブジェクト基板の考え方を示す概念図である。本実施形態の露光方法は、複数の基板Ｐそれぞれに、複数のパターンを重ねて転写する際に適用される。特に、本実施形態の露光方法は、所定のパターンを有する層を、同一の基板Ｐの表面に少なくとも３層形成する場合に好適である。なお、初めての露光前において、基板Ｐには既にアライメントマークが設けられている場合、本実施形態の露光方法は、所定のパターンを有する層を、同一の基板Ｐの表面に少なくとも２層形成する場合に好適である。本実施形態では、同一のマスクＭを用いて露光されるＮ枚の基板Ｐを１ロットとし、１ロットに含まれるそれぞれの基板Ｐに所定のパターンを有する層を複数形成する。
【００５５】
本実施形態において、図８に示すように、同一のロットに含まれるＮ枚の基板を、第１基板としてのサンプル基板と、第２基板としてのオブジェクト基板とに分けて取り扱う。サンプル基板及びオブジェクト基板の数は、いずれも複数である。同一のロットに含まれるＮ枚の基板のうち、サンプル基板の数をｍ枚とすると、オブジェクト基板の数はＮ−ｍになる。サンプル基板の数は３枚から６枚程度であるが、これに限定されるものではない。
【００５６】
本実施形態に係る露光方法を実行するにあたり、露光装置ＥＸの制御装置５は、マスクＭをマスクステージ１に搬入（ロード）する。マスクＭがマスクステージ１に保持された後、制御装置５は、露光レシピに基づいて、マスクＭのアライメント処理、各種計測処理及びキャリブレーション処理を含むセットアップ処理を実行する。本実施形態において、マスクＭのアライメント処理は、マスクＭに配置されたアライメントマークの像を、投影システムＰＳ及び透過部４５を介して受光装置４６で受光する。制御装置５は、受光装置４６の検出値に基づき、ＸＹ平面内におけるマスクＭの位置を計測する。マスクＭのアライメント処理は、このようなマスクＭの位置を計測する処理を含む。
【００５７】
マスクＭの位置を計測する処理は、例えば各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７から射出される露光光ＥＬの照度を受光装置４６が計測する処理、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性を受光装置４６が計測する処理及びアライメントシステム９の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６、ＳＢ１、ＳＢ２とマスクＭのパターン像の投影位置との位置関係（ベースライン量）を、アライメントシステム９、透過部４５及び受光装置４６等を用いて計測する処理の少なくとも一つを含む。
【００５８】
キャリブレーション処理は、計測処理の結果を用いて、各照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７から出射される露光光ＥＬの照度を調整する処理及び受光装置４６を用いて計測した結像特性の計測結果に基づいて、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性を結像特性調整装置３０が調整する処理の少なくとも一つを含む。
【００５９】
制御装置５は、上述した各処理を完了させた後、所定のタイミングで、基板Ｐを基板ステージ２に搬入する（ステップＳ１０１）。このときに搬入される基板Ｐは、予め別途塗布装置等によって表面にレジスト等の感光材料が塗布された状態にしておく。図６に示すように、基板Ｐは、表面にパターンが形成されていない状態である。基板Ｐの露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４に、所定のパターンが形成される。基板Ｐが基板ステージ２に保持された後、露光装置ＥＸは、露光レシピに基づいて、露光条件を調整する処理（露光条件調整処理）を実行する。露光条件は、例えば投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７による投影像の投影倍率、投影位置、投影像の回転等の結像条件及び基板Ｐの位置又は姿勢等に関する基板配置条件の少なくとも１つを含む。
【００６０】
露光条件調整処理において、制御装置５は、まずプリアライメント処理を実行する。この場合、制御装置５は、プリアライメント用計測装置に基板Ｐのエッジ等を検出させる。基板Ｐのエッジ等が検出された後、制御装置５は、検出結果に応じて投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性調整装置３０及び基板ステージ２を駆動させ、露光条件を調整する。露光条件調整処理の後、図７に示すように、基板Ｐに対して、調整後の露光条件で１層目となる第１パターンＰＴ１を転写する（ステップＳ１０２）。第１パターンＰＴ１には、例えば露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４に形成される所定の回路パターンｒ１１〜ｒ１４が含まれるとともに、Ｘ軸方向、すなわち走査方向に向かって４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４が含まれる。
【００６１】
露光によって第１パターンＰＴ１が転写された基板Ｐは、露光装置ＥＸの外部に搬出される（ステップＳ１０３）。そして、搬出された基板Ｐは、例えば現像工程及び第１パターンＰＴ１に基づく最初の層（第１層）を形成する工程等の各工程が適宜行われる。本実施形態において、同一のロットが有するＮ枚の基板に対して上述した処理が繰り返される。少なくとも同一のロットにおいては、同一の露光レシピの下で露光及びパターンの転写が実行される。露光すべき基板Ｐの枚数（以下、枚数という）ｎがＮになっていない場合（ステップＳ１０４、Ｎｏ）、同一のロットが有するすべての基板Ｐに露光及びパターンの転写が終了していないので、露光装置ＥＸはステップＳ１０１〜ステップＳ１０４を繰り返す。枚数ｎがＮになった場合（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、同一のロットが有するすべての基板Ｐに露光及びパターンの転写が終了したので、露光装置ＥＸは処理をステップＳ１０５に進める。
【００６２】
ステップＳ１０５〜ステップＳ１０９は、第１層が形成された基板Ｐに対して、別の層（第２層）を積層させる工程である。この場合、基板Ｐの表面（第１層の表面）に感光層が形成される。制御装置５は、基板Ｐに形成しようとする第２層に対応するマスクＭをマスクステージ１に搬入（ロード）する。マスクＭがマスクステージ１に保持された後、制御装置５は、露光レシピに基づいて、第１層を形成した場合と同様に、マスクＭのアライメント処理、各種計測処理及びキャリブレーション処理を含むセットアップ処理を実行する。
【００６３】
次に、制御装置５は、所定のタイミングで、第１層の表面に感光層が形成された基板Ｐを基板ステージ２に搬入する（ステップＳ１０５）。制御装置５は、基板Ｐが基板ステージ２に保持された後、露光レシピに基づいて、露光条件を調整する処理を実行させる。この露光条件調整処理において、制御装置５は、アライメントシステム９が有する第１アライメントシステム９１を用いて、図７に示す第１パターンＰＴ１のパターン情報を計測する（ステップＳ１０６）。
【００６４】
第１パターンＰＴ１のパターン情報は、第１パターンＰＴ１に含まれるアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４の位置情報、すなわちマーク情報を含む。マーク情報は、Ｘ座標、Ｙ座標、θＺ等を含む（以下同様）。本実施形態では、制御装置５は、基板Ｐに設けられる４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１（列Ｇ１）、ｍ１２〜ｍ６２（列Ｇ２）、ｍ１３〜ｍ６３（列Ｇ３）、ｍ１４〜ｍ６４（列Ｇ４）を、例えば列Ｇ１、列Ｇ２、列Ｇ３、列Ｇ４の順に検出させることで、第１パターンＰＴ１のパターン情報を計測する。次に、マーク情報を求める手法について説明する。
【００６５】
図９−１〜図９−５は、マーク情報の計測を説明するための模式図である。アライメントシステム９がマーク情報を計測するにあたり、図９−１に示すように、制御装置５は、干渉計システム６を用いて基板ステージ２の位置を計測しつつ基板ステージ２を移動させる。そして、制御装置５は、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に列Ｇ１のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１が配置されるように基板Ｐを移動させる。この状態で、第１アライメントシステム９１は、列Ｇ１のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１を検出する。第１アライメントシステム９１がアライメントマークｍ１１〜ｍ６１を検出することにより、制御装置５は、干渉計システム６によって規定される座標系における列Ｇ１のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１の位置情報、すなわちマーク情報を求めることができる。
【００６６】
次に、図９−２に示すように、制御装置５は、干渉計システム６を用いて基板ステージ２の位置を計測しつつ基板ステージ２を移動させる。そして、制御装置５は、第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２に列Ｇ３のアライメントマークｍ１３、ｍ６３が配置されるように基板Ｐを移動させる。この状態で、第１アライメントシステム９２は、列Ｇ１３のアライメントマークｍ１３、ｍ６３を検出する。第２アライメントシステム９２がアライメントマークｍ１３、ｍ６３を検出することにより、制御装置５は、干渉計システム６によって規定される座標系における列Ｇ３のアライメントマークｍ１３、ｍ６３の位置情報、すなわちマーク情報を求めることができる。
【００６７】
次に、図９−３に示すように、制御装置５は、干渉計システム６を用いて基板ステージ２の位置を計測しつつ基板ステージ２を移動させる。そして、制御装置５は、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に列Ｇ２のアライメントマークｍ１２〜ｍ６２が配置されるように基板Ｐを移動させる。この状態で、第１アライメントシステム９１は、列Ｇ２のアライメントマークｍ１２〜ｍ６２を検出する。第１アライメントシステム９１がアライメントマークｍ１２〜ｍ６２を検出することにより、制御装置５は、干渉計システム６によって規定される座標系における列Ｇ２のアライメントマークｍ１２〜ｍ６２の位置情報、すなわちマーク情報を求めることができる。
【００６８】
次に、図９−４に示すように、制御装置５は、干渉計システム６を用いて基板ステージ２の位置を計測しつつ基板ステージ２を移動させる。そして、制御装置５は、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に列Ｇ３のアライメントマークｍ１３〜ｍ６３が配置されるように基板Ｐを移動させる。この状態で、第１アライメントシステム９１は、列Ｇ３のアライメントマークｍ１３〜ｍ６３を検出する。第１アライメントシステム９１がアライメントマークｍ１３〜ｍ６３を検出することにより、制御装置５は、干渉計システム６によって規定される座標系における列Ｇ３のアライメントマークｍ１３〜ｍ６３の位置情報、すなわちマーク情報を求めることができる。
【００６９】
次に、図９−５に示すように、制御装置５は、干渉計システム６を用いて基板ステージ２の位置を計測しつつ基板ステージ２を移動させる。そして、制御装置５は、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６に列Ｇ４のアライメントマークｍ１４〜ｍ６４が配置されるように基板Ｐを移動させる。この状態で、第１アライメントシステム９１は、列Ｇ４のアライメントマークｍ１４〜ｍ６４を検出する。第１アライメントシステム９１がアライメントマークｍ１４〜ｍ６４を検出することにより、制御装置５は、干渉計システム６によって規定される座標系における列Ｇ４のアライメントマークｍ１４〜ｍ６４の位置情報、すなわちマーク情報を求めることができる。
【００７０】
第１アライメントシステム９１と第２アライメントシステム９２とは、それぞれの両端の検出領域ＳＡ１、ＳＡ２と検出領域ＳＢ１、ＳＢ２とを用いて、基板Ｐの表面に設けられた同一のアライメントマークｍ１３、ｍ６３を検出する。上述したマスクＭの位置を計測する処理により、アライメントシステム９の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６、ＳＢ１、ＳＢ２とマスクＭのパターン像の投影位置との位置関係（ベースライン量）が求められている。すなわち、干渉計システム６によって規定される座標系における第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６の位置は既知である。したがって、制御装置５は、干渉計システム６によって基板ステージ２の位置を計測しつつ、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１、ＳＡ６にアライメントマークｍ１３、ｍ６３を配置するとともに、第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２にアライメントマークｍ１３、ｍ６３を配置する。このような処理により、制御装置５は、干渉計システム６によって規定される座標系における第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２の位置を求めることができる。また、制御装置５は、基板Ｐの表面のアライメントマークｍ１３、ｍ６３を第１アライメントシステム９１が検出した結果と、このアライメントマークｍ１３、ｍ６３を第２アライメントシステム９２が検出した結果とに基づいて、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６と、第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２との位置関係を求めることもできる。
【００７１】
なお、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６と、第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２との位置関係を求める際には、アライメントマークｍ１３、ｍ６３を使用せずに基板ステージ２に設けられた基準マーク（透過部４５）を用いてもよい。また、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６と、第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２との位置関係を求める際には、第１アライメントシステム９１が検出するマーク（アライメントマーク又は基準マーク）と第２アライメントシステム９２が検出するマーク（アライメントマーク又は基準マーク）が異なっていてもよい。
【００７２】
上述した手法により、制御装置５は、マーク情報を求めることができる。なお、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６と、第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２との位置関係は、同一のロットについては１回求められていればよく、基板Ｐに形成される複数の層のそれぞれに対しては求めなくてもよい。また、第１アライメントシステム９１の検出領域ＳＡ１〜ＳＡ６と、第２アライメントシステム９２の検出領域ＳＢ１、ＳＢ２との位置関係が必要ない場合、第２アライメントシステム９２はアライメントマークｍ１３、ｍ６３を計測しなくてもよい。
【００７３】
制御装置５が第１パターンＰＴ１のパターン情報を計測したら（ステップＳ１０６）、制御装置５は、計測結果から得られたアライメントマークの位置情報、すなわちマーク情報に基づいて転写条件を求める。転写条件は、露光時におけるＸ軸方向及びＹ軸方向における補正量及び露光条件の調整量等を含む（以下同様）。制御装置５は、求めた転写条件に応じて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性調整装置３０及び基板ステージ２の基板ステージ駆動システム４を駆動し、上述した転写条件を調整する。また、制御装置５は、基板Ｐ毎に、例えば第１パターンＰＴ１の計測結果及び計測結果に対応する転写条件（又は転写条件の調整量）等を対応付けて記憶部に記憶させる。この場合、例えば制御装置５は、基板Ｐ毎の識別データと、第１パターンＰＴ１の計測結果のデータと、転写条件のデータとを対応させたデータテーブルを作成して記憶部に記憶させる。
【００７４】
図１０は、２層目のパターンが形成された基板を示す模式図である。制御装置５は、転写条件を調整した後、基板Ｐに対して、調整後の転写条件で図１０に示す２層目のパターン（第２パターン）ＰＴ２を転写する（ステップＳ１０７）。第２パターンＰＴ２には、例えば露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４にそれぞれ形成される所定の回路パターンｒ２１〜ｒ２４が含まれる。また、第２パターンＰＴ２には、４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、１３〜ｍ６３、１４〜ｍ６４が含まれる。これらのアライメントマークは、図７に示す第１パターンＰＴ１が有する４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４に対応する位置に形成される。
【００７５】
上述したステップＳ１０６及びステップＳ１０７は、第１転写処理又は第１転写工程に相当する。すなわち、ステップＳ１０６及びステップＳ１０７は、制御装置５が、それぞれのサンプル基板及びそれぞれのサンプル基板に設けられた位置マークとしてのアライメントマークを計測装置としての第１アライメントシステム９１によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれの第１基板及びそれぞれの第２基板にパターンを転写する処理（工程）である。
【００７６】
露光によって第２パターンＰＴ２が転写された基板Ｐは、露光装置ＥＸの外部に搬出される（ステップＳ１０８）。そして、搬出された基板Ｐは、例えば現像工程及び第２パターンＰＴ２に基づく２番目の層（第２層）を形成する工程等の各工程が適宜行われる。本実施形態において、同一のロットが有するＮ枚の基板に対して上述した処理が繰り返される。少なくとも同一のロットにおいては、同一の露光レシピの下で露光及びパターンの転写が実行される。枚数ｎがＮになっていない場合（ステップＳ１０９、Ｎｏ）、同一のロットが有するすべての基板Ｐに露光及びパターンの転写が終了していないので、露光装置ＥＸはステップＳ１０５〜ステップＳ１０９を繰り返す。枚数ｎがＮになった場合（ステップＳ１０９、Ｙｅｓ）、同一のロットが有するすべての基板Ｐに露光及びパターンの転写が終了したので、露光装置ＥＸは処理をステップＳ１１０に進める。
【００７７】
ステップＳ１１０〜ステップＳ１１８は、第１層及び第２層が形成された基板Ｐに対して、さらに別の層（第３層以降の層）を積層させる工程である。この場合、基板Ｐの表面（第２層の表面）に感光層が形成される。制御装置５は、基板Ｐに形成しようとする第２層に対応するマスクＭをマスクステージ１に搬入（ロード）する。マスクＭがマスクステージ１に保持された後、制御装置５は、露光レシピに基づいて、第１層を形成した場合と同様に、マスクＭのアライメント処理、各種計測処理及びキャリブレーション処理を含むセットアップ処理を実行する。
【００７８】
次に、制御装置５は、所定のタイミングで、第１層の表面に感光層が形成された基板Ｐを基板ステージ２に搬入する（ステップＳ１１０）。制御装置５は、基板Ｐが基板ステージ２に保持された後、露光レシピに基づいて、露光条件を調整する処理を実行させる。この露光条件調整処理において、制御装置５は、図１０に示す第２パターンＰＴ２のパターン情報を計測する（ステップＳ１１１）。
【００７９】
第２パターンＰＴ２のパターン情報は、第２パターンＰＴ２が有するアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、ｍ１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４の位置情報、すなわちパターン情報を含む。本実施形態では、制御装置５は、第１アライメントシステム９１に、基板Ｐに設けられる４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１（列Ｇ１）、ｍ１２〜ｍ６２（列Ｇ２）、ｍ１３〜ｍ６３（列Ｇ３）、ｍ１４〜ｍ６４（列Ｇ４）を、例えば列Ｇ１、列Ｇ２、列Ｇ３、列Ｇ４の順に検出させて、第２パターンＰＴ２のパターン情報を計測する。第１アライメントシステム９１が４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１（列Ｇ１）、ｍ１２〜ｍ６２（列Ｇ２）、ｍ１３〜ｍ６３（列Ｇ３）、ｍ１４〜ｍ６４（列Ｇ４）を検出して、制御装置５がマーク情報を求める手法は上述した通りである。
【００８０】
次に、制御装置５は、計測結果から得られたアライメントマークの位置情報、すなわちマーク情報に基づいて転写条件を求める。制御装置５は、求めた転写条件に応じて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性調整装置３０及び基板ステージ２の基板ステージ駆動システム４を駆動し、上述した転写条件を調整する。また、制御装置５は、基板Ｐ毎に、例えば第１パターンＰＴ１の計測結果及び計測結果に対応する転写条件（又は転写条件の調整量）等を対応付けて記憶部に記憶させる。この場合、例えば制御装置５は、基板Ｐ毎の識別データと、第１パターンＰＴ１の計測結果のデータと、転写条件のデータとを対応させたデータテーブルを作成して記憶部に記憶させる。
【００８１】
図１１は、３層目のパターンが形成された基板を示す模式図である。制御装置５は、転写条件を調整した後、基板Ｐに対して、調整後の転写条件で図１１に示す３層目のパターン（第３パターン）ＰＴ３を転写する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２は、予備転写処理又は予備転写工程に相当する。すなわち、ステップＳ１１２は、上述した第１転写処理又は工程（ステップＳ１０６及びステップＳ１０７）の後に、制御装置５が、それぞれの第１基板としてのサンプル基板に設けられた位置マークとしてのアライメントマークを計測装置としての第１アライメントシステム９１によって計測し、得られたマーク情報に基づいた転写条件で、それぞれのサンプル基板にパターン（第３パターンＰＴ３）を転写する処理（工程）である。
【００８２】
第３パターンＰＴ３には、例えば露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４にそれぞれ形成される所定の回路パターンｒ３１〜ｒ３４が含まれる。また、第３パターンＰＴ３には、４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、１３〜ｍ６３、１４〜ｍ６４が含まれる。これらのアライメントマークは、図１０に示す第２パターンＰＴ２が有する４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１２〜ｍ６２、１３〜ｍ６３、ｍ１４〜ｍ６４に対応する位置に形成される。
【００８３】
露光によって第３パターンＰＴ３が転写された基板Ｐは、露光装置ＥＸの外部に搬出される（ステップＳ１１３）。そして、搬出された基板Ｐは、例えば現像工程及び第２パターンＰＴ２に基づく３番目の層（第３層）を形成する工程等の各工程が適宜行われる。本実施形態においては、ステップＳ１０７で第２パターンＰＴ２が転写されて第２層が形成されたサンプル基板に対して上述した処理が繰り返される。
【００８４】
枚数ｎがｍになっていない場合（ステップＳ１１４、Ｎｏ）、すべてのサンプル基板に露光及びパターンの転写が終了していないので、露光装置ＥＸはステップＳ１１０〜ステップＳ１１４を繰り返す。枚数ｎがｍになった場合（ステップＳ１１４、Ｙｅｓ）、すべてのサンプル基板に露光及びパターンの転写が終了したので、露光装置ＥＸは処理をステップＳ１１５に進める。
【００８５】
本実施形態では、オブジェクト基板のマーク情報を計測するにあたって、制御装置５は、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２の両方を用いる。本実施形態では、制御装置５は、第１アライメントシステム９１に、基板Ｐに設けられる４列のアライメントマークｍ１１〜ｍ６１（列Ｇ１）を検出させ、第２アライメントシステム９２にアライメントマークｍ１３、ｍ６３（列Ｇ３）を検出させる。このようにすることで、制御装置５は、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２によって、オブジェクト基板に形成された第２パターンＰＴ２が有するアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１３、ｍ６３のマーク情報を計測する。第１アライメントシステム９１を用いたアライメントマークｍ１１〜ｍ６１のマーク情報の計測は、図９−１を用いて説明した通りであり、第２アライメントシステム９２を用いたアライメントマークｍ１３、ｍ６３のマーク情報の計測は図９−２を用いて説明した通りである。
【００８６】
このように、本実施形態では、オブジェクト基板を露光してパターンを転写する場合には、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２を用いてマーク情報が計測される。そして、その計測結果に基づいて制御装置５が転写条件を求めることになる。第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２を用いることにより、第１アライメントシステム９１で４列のアライメントマークを検出し、マーク情報を計測する場合と比較して、マーク情報を求める時間を短縮できる。すなわち、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２が計測するアライメントマークの数が少なくなること及び第２アライメントシステム９２は、第１アライメントシステム９１よりも列Ｇ３に近いので、第１アライメントシステム９１が列Ｇ１のアライメントマークを検出した後に列Ｇ３のアライメントマークまで移動する時間を短縮できる。その結果、露光装置ＥＸは、高スループット化を実現できる。
【００８７】
本実施形態に係る露光方法は、アライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１３、ｍ６３からマーク情報を計測するので、すべてのアライメントマークｍ１１〜ｍ６４からマーク情報を計測する場合と比較してデータ数が少なくなる。このため、アライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１３、ｍ６３から得られたマーク情報に基づいて転写条件を求めると、露光時における位置合わせの精度低下を招くおそれがある。本実施形態では、オブジェクト基板に露光してパターンを転写する前に実行された露光及びパターンの転写の工程で得られたマーク情報の計測結果を利用する。このようにすることで、オブジェクト基板を露光する際の位置合わせの精度を向上させる。このため、制御装置５は、ステップＳ１１５において、オブジェクト基板におけるマーク情報の未計測箇所の予測値を求める。次に、ステップＳ１１５の処理を説明する。
【００８８】
図１２は、オブジェクト基板を露光する際の転写条件を求める手法の一例を示すフローチャートである。図１３−１、図１３−２は、オブジェクト基板を露光する際の転写条件を求める手法の説明図である。図１３−２のＬは、基板Ｐの表面に積層された層（積層数）の数を示す。上述したステップＳ１１５は、次に説明するステップＳ１１５１〜ステップＳ１１５６を含む。
【００８９】
オブジェクト基板を露光する際の転写条件を求めるにあたって、制御装置５は、第１転写工程における基板Ｐ（サンプル基板及びオブジェクト基板）のマーク情報の計測結果から、基板Ｐ全体の線形成分αｎ’を求める（ステップＳ１１５１）。添字のｎは、上述したように露光すべき基板Ｐの枚数を意味する。線形成分αｎ’は、同一のロットに含まれるすべての基板Ｐについて、それぞれの基板Ｐに対して求められる。基板Ｐ全体の線形成分とは、基板Ｐ単位で見たときにおける基板Ｐ全体の線形的な変形分を意味し、基板Ｐ毎に算出される。基板Ｐ全体の線形成分としては、例えば、基板Ｐを基板ステージ２に搭載するときにおけるθＺ方向の回転によるＸ軸及びＹ軸に対する傾き、Ｘ軸方向へのずれ又はＹ軸方向へのずれ等が挙げられる。これらは、例えば、露光装置ＥＸの設計値又は仕様等を基準として求めることができる。線形成分αｎ’は、例えば、Ｘ軸方向の成分と、Ｙ軸方向の成分とに分けて求められる。
【００９０】
線形成分αｎ’が求められたら、制御装置５は、第１転写工程におけるそれぞれの基板Ｐにおけるマーク情報の計測結果から線形成分αｎ’を減算する（ステップＳ１１５２）。第１転写工程におけるマーク情報は、第１アライメントシステム９１がすべてのアライメントマークｍ１１〜ｍ６４について計測するので、すべてのアライメントマークｍ１１〜ｍ６４について、線形成分αｎ’が減算される。基板Ｐは、露光後における現像工程及び転写されたパターンに基づく各層の形成工程において、溶剤によるレジストの除去及び加熱等によって変形する。線形成分αｎ’を減算するのは、基板Ｐを基板ステージ２に搭載する際のずれ量を取り除いた基板Ｐの変形分を抽出するためである。
【００９１】
線形成分αｎ’が減算されたら、制御装置５は、予備転写工程におけるサンプル基板ＳＰ（図１３−１参照）のマーク情報の計測結果から、サンプル基板ＳＰ全体の線形成分αｎを求める（ステップＳ１１５３）。サンプル基板ＳＰ全体の線形成分αｎは、それぞれのサンプル基板ＳＰについて求められる。このとき、各走査の線形成分βｎｉを計算してもよい。各走査は、１枚のサンプル基板ＳＰに対するそれぞれの走査である。１枚のサンプル基板ＳＰが４個の露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４を有する場合、１枚のサンプル基板ＳＰは、４回走査される。各走査の線形成分βｎｉは、露光装置ＥＸの設計値又は仕様等からのそれぞれの走査のずれ量である。線形成分βｎｉは、例えば、それぞれの露光領域ＰＡ１〜ＰＡ４に対応するマーク情報の計測結果から求められる。線形成分βｎｉの添字ｎは、上述したように露光すべき基板Ｐ（ここではサンプル基板ＳＰ）の枚数を意味する。添字ｉは、それぞれのサンプル基板ＳＰにおいて、何回目の走査であるかを意味する。例えば、β３２の場合、ｎ＝３、ｉ＝２なので、３枚目のサンプルプレートでの２回目の走査における線形成分であることを意味する。基板Ｐ全体の線形成分αｎは、上述した線形成分αｎ’と同様である。次に、制御装置５は、予備転写工程におけるサンプル基板ＳＰのマーク情報の計測結果から線形成分αｎを減算する（ステップＳ１１５４）。
【００９２】
第１転写工程における基板Ｐｎ全体の線形成分αｎ’及びサンプル基板ＳＰｎ全体の線形成分αｎを求める際には、第１転写工程の基板Ｐｎ（より具体的にはサンプル基板ＳＰｐｎ）と予備転写工程のサンプル基板ＳＰｎとにおいて使用するマーク情報の計測結果は、それぞれ同じ列、すなわち、走査方向（Ｘ軸方向）において同じ位置で計測されたものであることが好ましい。このようにすると、オブジェクト基板ＯＰｎの露光時に用いる補正値の精度を向上させることができる。さらに、第１転写工程の基板Ｐｎと後工程のサンプル基板ＳＰｎとにおいて使用するマーク情報の計測結果は、それぞれ走査方向（Ｘ軸方向）と直交する方向（Ｙ軸方向）においても同じ位置で計測されたものであることが好ましい。このようにすると、オブジェクト基板ＯＰｎの露光時における補正値の精度をさらに向上させることができる。この、第１転写工程と予備転写工程とにおいて使用するマーク情報を計測する際に用いるアライメントマークの位置の関係については、後に詳述する。
【００９３】
オブジェクト基板ＯＰｎの露光時における全体の線形成分αｎは、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２の計測結果から求めるが、このときに検出可能なアライメントマークの数は、オブジェクト基板ＯＰｎが有するすべてのアライメントマークの数よりも少ない。本実施形態では、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２が検出可能なアライメントマークを用いて第１転写工程における基板Ｐｎ（より具体的にはサンプル基板ＳＰｐｎ）全体の線形成分αｎ’及びサンプル基板ＳＰｎ全体の線形成分αｎを求める。
【００９４】
次に、制御装置５は、オフセット値ΔＯＦを求める（ステップＳ１１５５）。オフセット値ΔＯＦとは、ステップＳ１１５４で求めた予備転写工程におけるサンプル基板ＳＰｎのマーク情報から線形成分αｎを減算した値ｍｃａｎと、第１転写工程におけるサンプル基板ＳＰｐｎ（図１３−１参照）のマーク情報から線形成分αｎ’を減算した値ｍｃｂｎとの差分Δｍｃｎの平均値である。すなわち、オフセット値ΔＯＦは、ΣΔｍｃｎ／ｎとなる。添字ｎは、上述したように露光すべき基板Ｐの枚数を意味する。
【００９５】
次に、制御装置５は、オブジェクト基板ＯＰ（図１３−１参照）の未計測箇所の予測値を求める（ステップＳ１１５６）。未計測箇所の予測値は、第１転写工程におけるオブジェクト基板ＯＰｐｎ（図１３−１参照）のマーク情報の計測結果から線形成分αｎ’を減算した値ｍｃｂｎに、ステップＳ１１５５で求めたオフセット値ΔＯＦを加算した値である。制御装置５は、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２を用いてオブジェクト基板ＯＰｎのアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１３、ｍ６３のマーク情報を計測する（図１３−２の点線で囲まれた白丸）。したがって、オブジェクト基板ＯＰｎは、アライメントマークｍ１２〜ｍ６２、ｍ２３〜ｍ５３、ｍ１４〜ｍ６４のマーク情報が未計測である。
【００９６】
制御装置５は、第１転写工程におけるオブジェクト基板ＯＰｐｎのｍｃｂｎにオフセット値ΔＯＦを加算した値を、オブジェクト基板ＯＰｎの未計測箇所であるアライメントマークｍ１２〜ｍ６２、ｍ２３〜ｍ５３、ｍ１４〜ｍ６４のマーク情報の予測値とする。例えば、ｎ＝ｍ＋１におけるオブジェクト基板ＯＰｎの未計測箇所の予測値は、第１転写工程におけるｎ＝ｍ＋１のオブジェクト基板ＯＰｐｎのｍｃｂｎにオフセット値ΔＯＦを加算することによって求めることができる。上述した通り、オブジェクト基板ＯＰｐｎのｍｃｂｎは、アライメントマークｍ１２〜ｍ６２、ｍ２３〜ｍ５３、ｍ１４〜ｍ６４のマーク情報の計測値からそれぞれ線形成分αｎ’を減算した値である。
【００９７】
制御装置５は、上述したステップＳ１１５１〜ステップＳ１１５６をすべてのオブジェクト基板ＯＰｎに対して実行することにより、ステップＳ１１５が終了する。このように、制御装置５は、ステップＳ１１５（ステップＳ１１５１〜ステップＳ１１５６）を実行することにより、すべてのオブジェクト基板ＯＰｎにおけるマーク情報の未計測箇所の予測値を求めることができる。
【００９８】
次に、図５に示すステップＳ１１６に進み、制御装置５は、オブジェクト基板ＯＰｎに形成された第２パターンＰＴ２のパターン情報を計測する（ステップＳ１１６）。ステップＳ１１６における第２パターンＰＴ２でのマーク情報の計測において、制御装置５は、第１アライメントシステム９１にアライメントマークｍ１１〜ｍ６１を検出させ、第２アライメントシステム９２にアライメントマークｍ１３、ｍ６３を検出させて、これらのマーク情報を計測する。すなわち、制御装置５は、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２の両方を用いて、マーク情報を計測する。
【００９９】
次に、制御装置５は、マーク情報を用いて、オブジェクト基板ＯＰｎの転写条件を求める（ステップＳ１１７）。ステップＳ１１７で求めるオブジェクト基板ＯＰｎ転写条件のうち、露光時におけるＸ軸方向及びＹ軸方向における補正量は、ステップＳ１１５で求めた、オブジェクト基板ＯＰｎにおけるマーク情報の未計測箇所の予測値を用いる。次に、オブジェクト基板ＯＰｎの露光時における補正量を求める手法を説明する。このステップＳ１１７は、次に説明するステップＳ１１７１及びステップＳ１１７２を含む。
【０１００】
図１４は、オブジェクト基板の露光時における転写条件を求める手順のフローチャートである。制御装置５は、オブジェクト基板ＯＰｎの露光時における全体の線形成分αｎ及び各走査の線形成分βｎｉを求める（ステップＳ１１７１）。オブジェクト基板ＯＰｎの全体の線形成分αｎは、ステップＳ１１５でオブジェクト基板ＯＰｎにおけるマーク情報の未計測箇所の予測値を求める際に用いたアライメントマークと同じ位置のアライメントマークから求める。前記予測値を求める際に用いたアライメントマークは、第１転写工程における基板Ｐｎ全体の線形成分αｎ’を求める際に用いたアライメントマークと同じ位置である。このような位置にあるアライメントマークを用いてオブジェクト基板ＯＰｎの露光時における全体の線形成分αｎを求めることにより、線形成分αｎをより高精度に求めることができる。
【０１０１】
このように、第１転写工程で得られたマーク情報と、第１転写工程よりも後に得られたマーク情報とは、走査方向において同じ位置のアライメントマークから得られることが好ましい。さらに、第１転写工程で得られたマーク情報と、第１転写工程よりも後に得られたマーク情報とは、走査方向と直交する方向においても同じ位置のアライメントマークから得られることが好ましい。このようにすることで、補正値の精度を向上させることができるので、オブジェクト基板ＯＰｎを露光する際における基板Ｐの位置合わせの精度を向上させることができる。
【０１０２】
オブジェクト基板ＯＰｎの全体の線形成分αｎを求めるためのアライメントマークは、ステップＳ１１６において第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２が検出したアライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１３、ｍ６３である。制御装置５は、アライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１３、ｍ６３のマーク情報に基づいて、オブジェクト基板ＯＰｎの露光時における全体の線形成分αｎを求める。
【０１０３】
オブジェクト基板ＯＰｎの線形成分βｎｉは、ステップＳ１１５で求めたオブジェクト基板ＯＰｎにおけるマーク情報の未計測箇所の予測値と、ステップＳ１１６において第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２を用いて計測した第２パターンＰＴ２のマーク情報とから求められる。すなわち、オブジェクト基板ＯＰｎは、ステップＳ１１５、ステップＳ１１６が実行されることにより、アライメントマークｍ１１〜ｍ６１、ｍ１３、ｍ６３のマーク情報の計測値と、マーク情報が未計測であるアライメントマークｍ１２〜ｍ６２、ｍ２３〜ｍ５３、ｍ１４〜ｍ６４の予測値とを有している。このため、制御装置５は、これらに基づいて各走査の線形成分βｎｉを求めることができる。オブジェクト基板ＯＰｎの露光時における全体の線形成分αｎ及び各走査の線形成分βｎｉが得られたら、制御装置５は、線形成分αｎと線形成分βｎｉとの和（αｎ＋βｎｉ）を、オブジェクト基板ＯＰｎの露光時における補正値とする（ステップＳ１１７２）。なお、以下では、この補正値を、適宜“補正値αｎ＋βｎｉ”と表記する。
【０１０４】
このようにして、オブジェクト基板ＯＰｎの露光時における補正量が求まったら、次に、図５に示すステップＳ１１８に戻り、制御装置５は、ステップＳ１１７で求めた補正値を含む転写条件に基づいて基板ステージ２の動作等を制御しながら、オブジェクト基板ＯＰｎに対して図１１に示す３層目のパターン（第３パターン）ＰＴ３を転写する（ステップＳ１１８）。露光によって第３パターンＰＴ３が転写された基板Ｐは、露光装置ＥＸの外部に搬出される（ステップＳ１１９）。そして、搬出された基板Ｐは、例えば現像工程及び第２パターンＰＴ２に基づく３番目の層（第３層）を形成する工程等の各工程が適宜行われる。
【０１０５】
上述したステップＳ１１５〜ステップＳ１１８が、第２転写処理又は第２転写工程に相当する。すなわち、ステップＳ１１５〜ステップＳ１１８は、制御装置５が、予備転写工程で得られたマーク情報と、第１転写工程で得られたマーク情報とに基づいた転写条件（補正値αｎ＋βｎｉ）で、それぞれの第２基板としてのオブジェクト基板ＯＰｎにパターンを転写する処理（工程）である。第２転写処理又は工程において、補正値αｎ＋βｎｉはオフセット値ΔＯＦに基づいて求められる。すなわち、補正値αｎ＋βｎｉは、予備転写工程で得られたマーク情報と、第１転写工程で得られたマーク情報との差分に基づいて求められる。
【０１０６】
本実施形態において、同一のロットが有するＮ−ｍ枚のオブジェクト基板ＯＰｎすべてに対して、上述した処理が繰り返される。枚数ｎがＮになっていない場合（ステップＳ１２０、Ｎｏ）、すべてのオブジェクト基板ＯＰｎに露光及びパターンの転写が終了していないので、露光装置ＥＸはステップＳ１１６〜ステップＳ１２０を繰り返す。枚数ｎがＮになった場合（ステップＳ１２０、Ｙｅｓ）、すべてのオブジェクト基板ＯＰｎに露光及びパターンの転写が終了したので、露光装置ＥＸは処理をステップＳ１２１に進める。ステップＳ１２１において、基板Ｐの表面に積層された層の数（積層数）Ｌが、基板Ｐに設ける層の数（予定積層数）Ｋに達していない場合（ステップＳ１２１、Ｎｏ）、露光装置ＥＸはステップＳ１１０〜ステップＳ１２１を繰り返す。積層数Ｌが予定積層数Ｋに達した場合（ステップＳ１２１、Ｙｅｓ）、本実施形態に係る露光方法は終了する。
【０１０７】
以上、露光装置ＥＸ及び本実施形態に係る露光方法は、オブジェクト基板ＯＰｎを露光する際には、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２によってマーク情報を計測するので、アライメントマークの検出に要する時間を短くすることができる。その結果、露光装置ＥＸ及び本実施形態に係る露光方法は、高スループット化を実現することができる。また、露光装置ＥＸ及び本実施形態に係る露光方法は、第１転写工程及び予備転写工程におけるマーク情報の計測結果を用いて第２転写工程における補正値を求める。その結果、露光装置ＥＸ及び本実施形態に係る露光方法は、第２転写工程で第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２が基板Ｐのすべてのアライメントマークを検出しなくても、第２転写工程の露光時における位置合わせの精度を向上させることができる。このように、露光装置ＥＸ及び本実施形態に係る露光方法は、高スループット化を実現するとともに、露光時における基板Ｐの位置合わせの精度を向上させることができる。
【０１０８】
上述したように、オブジェクト基板ＯＰｎを露光する際には、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２を用いるので、アライメントマークの検出に要する時間を短くすることができる。このため、オブジェクト基板ＯＰｎの数が多くなるほど、スループットが向上する。サンプル基板ＳＰｎの数を、オブジェクト基板ＯＰｎの数よりも少なくすることで、スループットの向上を図ることができる。サンプル基板ＳＰｎの数は、露光時における基板Ｐの位置合わせの精度を確保できる範囲で、できる限り少ない方が高スループット化を実現するためには好ましい。
【０１０９】
本実施形態は、基板Ｐを初めて露光する前において、既に基板Ｐにアライメントマークが設けられている場合にも適用できる。この場合、露光装置ＥＸは、本実施形態に係る露光方法を、ステップＳ１０５から開始する。また、本実施形態において、同一の露光装置ＥＸを用いて基板Ｐにすべての層を形成してもよいし、異なる露光装置ＥＸを用いて基板Ｐにすべての層を形成してもよい。基板Ｐに複数の層を形成する場合、本実施形態では新たな層を形成する毎に予備転写工程を実行してオフセット値ΔＯＦを求め、これに基づいて補正値αｎ＋βｎｉを求める。このように、新たな層を形成する毎にオフセット値ΔＯＦを求め直すことで、位置合わせの精度をより向上させることができる。しかし、これに限定されるものではなく、基板Ｐに複数の層を形成する場合、一度オフセット値ΔＯＦを求めた後は、これを利用してすべての層を形成してもよい。このようにすれば、予備転写工程を実行する回数を低減できるので、その分高スループット化が実現できる。
【０１１０】
また、本実施形態では、基板Ｐに初めて形成されたアライメントマークを第１アライメントシステム９１が検出することによって得られたマーク情報を用いて、第２転写工程においてオブジェクト基板ＯＰｎを露光する際の補正値αｎ＋βｎｉを求める。すなわち、最初の露光前の基板Ｐにアライメントマークが設けられていない場合は１層目のアライメントマークを、最初の露光前の基板Ｐにアライメントマークが設けられている場合は、基板Ｐに予め設けられているアライメントマークを用いて、第２転写工程における補正値αｎ＋βｎｉを求める。
【０１１１】
しかし、本実施形態は、これに限定されるものではなく、これから基板Ｐに転写されるパターンよりも前に基板Ｐに転写されたパターンのアライメントマークを第１アライメントシステム９１が検出することによって得られたマーク情報で、補正値αｎ＋βｎｉを求めればよい。例えば、これから基板Ｐに転写されるパターンの直前に基板Ｐに転写されたパターンのアライメントマークを第１アライメントシステム９１が検出することによって得られたマーク情報で、補正値αｎ＋βｎｉを求めてもよい。例えば、４層目を形成する場合、３層目のアライメントマークを用いて補正値αｎ＋βｎｉを求めてもよいし、２層目のアライメントマークを用い補正値αｎ＋βｎｉを求めてもよい。
【０１１２】
＜基板全体の線形成分を求める際のアライメントマークの位置＞
本実施形態に係る露光方法は、第２転写工程において、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２を用いて、基板Ｐに形成されたすべてのアライメントマークのうち一部を検出する。そして、一部のアライメントマークから求めたマーク情報を用いて、露光時における補正値αｎ＋βｎｉを求める。補正値αｎ＋βｎｉは、第１転写工程における基板全体の線形成分αｎ’及び第１転写後の工程（予備転写工程及び第２転写工程）での基板全体の線形成分αｎを用いて求めるが、補正値の精度を向上させる観点から、第１転写工程と第１転写後の工程とで用いるアライメントマークの位置を揃えることが好ましい。第１転写工程と第１転写後の工程とで用いるアライメントマークの位置によって、補正値の精度が異なるからである。次に、基板全体の線形成分αｎ’、αｎを求める際のアライメントマークの位置について説明する。次の説明では、便宜上、第１転写工程を前工程といい、第１転写後の工程を後工程という。
【０１１３】
図１５〜図１９は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置を説明するための図である。図１５〜図１９において、前工程における基板はＰｎ（Ｌ＝２）で表し、後工程における基板はＰｎ（Ｌ＝３、４・・・）で表す。図１５〜図１９において、アライメントマークは白丸で示す。点線で囲んだアライメントマークは、マーク情報の計測に用いたものを示す。後工程における基板全体の線形成分αｎは、サンプル基板ＳＰｎでの線形成分αｎ及びオブジェクト基板ＯＰｎでの線形成分αｎの両方を含む。図１５は、前工程と後工程とで、マーク情報を計測するアライメントマークを含む列が、一部で一致しない例（以下、必要に応じて例２という）を示す。具体的には、例２は、前工程と後工程とで列Ｇ１のアライメントマークを用いる点は共通するが、前工程ではさらに列Ｇ４のアライメントマークを用い、後工程ではさらに列Ｇ３のアライメントマークを用いる点が異なる。
【０１１４】
図１６は、前工程と後工程とで、マーク情報を計測するアライメントマークを含む列が一致する例（以下、必要に応じて例３という）を示す。具体的には、例３は、前工程と後工程とでそれぞれ列Ｇ１、列Ｇ３のアライメントマークを用いる。図１７は、前工程と後工程とで、マーク情報を計測するアライメントマークを含む列が一致するが、両者間で列数が異なる例（以下、必要に応じて例４という）を示す。具体的には、例４は、前工程と後工程とで列Ｇ１、Ｇ３のアライメントマークを用いる点は共通するが、前工程ではさらに列Ｇ２、Ｇ４のアライメントマークも用いる点が異なる。
【０１１５】
図１８は、前工程と後工程とで、マーク情報を計測するアライメントマークを含む列が、一部で一致しない例（以下、必要に応じて例５という）を示す。具体的には、例５は、前工程と後工程とで列Ｇ１のアライメントマークを用いる点は共通するが、前工程ではさらに列Ｇ２のアライメントマークを用い、後工程ではさらに列Ｇ３のアライメントマークを用いる点が異なる。図１９は、前工程と後工程とで、マーク情報を計測するアライメントマークを含む列が一致する例（以下、必要に応じて例６という）を示す。具体的には、例６は、前工程と後工程とで、いずれも列Ｇ１、Ｇ３のアライメントマークを用いる。
【０１１６】
なお、上述した説明で用いた図１３−２は、前工程（Ｐｎ（Ｌ＝２））と後工程（ＯＰｎ（Ｌ＝３））とで、マーク情報を計測するアライメントマークを含む列が一致する例（以下、必要に応じて例１という）を示す。具体的には、例１は、前工程と後工程とで、いずれも列Ｇ１、Ｇ３のアライメントマークを用いるとともに、列Ｇ１、Ｇ３間においては、マーク情報を計測するアライメントマークの位置がＹ軸方向において一致する。
【０１１７】
図２０、図２１は、基板全体の線形成分を求める場合に用いるアライメントマークの位置の違いによる補正値の精度を評価した結果を示す図である。図２０、図２１には、上述した例１〜例６を用いて露光時の補正値を求めて露光した場合における非線形分の残渣と、ＥＧＡ（Enhanced Global Alignment）及びｃ−ＥＧＡ（間引きＥＧＡ）を用いて露光した場合の非線形分の残渣とが示される。非線形分の残渣は、設計値からのずれ量である。非線形分の残渣は、露光領域を４個（４スキャン）及び６個（６スキャン）有する基板を対象としたコンピュータシミュレーションで求めた。結果は、４スキャンにおけるＸ方向及びＹ方向の残渣と、６スキャンにおけるＸ方向及びＹ方向の残渣とを示す。図２０は、３σ（σは標準偏差）を示す。３σの値が大きいほど残渣のばらつきは大きい。図２１は、残渣の最大値の絶対値｜Ｂｍａｘ｜を示す。｜Ｂｍａｘ｜の値が大きいほど補正値の誤差は大きくなる。
【０１１８】
図２０、図２１の評価結果から、例１、例３、例６は、非線形分の残渣のばらつき及び絶対値がともに小さく、ｃ−ＥＧＡとＥＧＡとの中間程度の値になる。例１、例３、例６は、いずれも同じ列のアライメントマークを検出して得られたマーク情報の評価結果である。このように、本実施形態に係る露光方法は、前工程における基板全体の線形成分αｎ’及び後工程における基板全体の線形成分αｎを、前工程と後工程とで同じ列のアライメントマークから求めることにより、補正値αｎ＋βｎｉの精度を向上させることができる。
【０１１９】
例１、例３、例６の中では、例１が非線形分の残渣のばらつき及び絶対値がともに小さい。例１は、前工程及び後工程において、第１アライメントシステム９１が検出する列Ｇ１のアライメントマークと、第２アライメントシステム９２が検出する列Ｇ２のアライメントマークとを用いる。このとき、前工程と後工程とで使用するアライメントマークは、Ｙ軸方向（走査方向と直交する方向）において、列Ｇ１と列Ｇ２との間で同じ位置とすることが好ましい。このようにすることで、補正値αｎ＋βｎｉの精度をより向上させることができる。
【０１２０】
＜干渉計の計測精度改善＞
図２２−１、図２２−２は、投影光学系に排気ダクトを有さない露光装置の例を示す図である。図２３−１、図２３−２は、投影光学系に排気ダクトを有する露光装置の例を示す図である。露光装置ＥＸの露光シーケンス中において、装置の経時変化による各種ズレを校正する処理（キャリブレーション）が定期的に実行される。第２アライメントシステム９２を有する露光装置ＥＸも、基準である指標に対する第２アライメントシステム９２の第２検出器９２Ａ、９２Ｂのズレ（第２検出器９２Ａ、９２Ｂのベースライン計測）を定期的に実行する必要がある。この場合、図２２−２、図２３−２に示す位置に基板ステージ２を移動させる。
【０１２１】
露光装置ＥＸは、図２２−１、図２２−２に示すように、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２等が有する視野絞り、光学部材及び調整機構を動かすための駆動系を冷却する送風ノズル７０を有する。送風ノズル７０は、ファン又はブロア等の送風機から送られる空気ＡＩを、第１、第３、第５、第７投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７と、第２、第４、第６投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６との間に供給することで、視野絞り、光学部材及び駆動系を冷却する。
【０１２２】
露光装置ＥＸは、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２を有する。図２２−２は、第２アライメントシステム９２の第２検出器９２Ａ、９２Ｂが、計測ミラー２Ｒに隣接して設けられる基板ステージ２の表面の指標を検出する際の位置関係を示している。この場合、送風ノズル７０から供給され、視野絞り、光学部材及び駆動系を冷却することにより昇温した空気ＡＩは、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２等の基板ステージ２側まで移動する。そして、この部分に熱溜まり領域ＨＡを形成する。熱溜まり領域ＨＡは、レーザ干渉計ユニット６Ｂの光軸付近に存在してしまうので、第２検出器９２Ａ、９２Ｂが基板ステージ２の表面の指標を検出する際には、熱溜り領域ＨＡを干渉計光軸が横切ることになる。その結果、レーザ干渉計ユニット６Ｂの計測に影響を与えてしまい、第２検出器９２Ａ、９２Ｂでの計測再現性が低下するおそれがある。
【０１２３】
図２３−１、図２３−２に示す露光装置ＥＸａは、第１、第３、第５、第７投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７と、第２、第４、第６投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６との間であって、基板ステージ２側の位置に、排気ダクト７１を有する。排気ダクト７１は、例えばポンプ等の吸引装置に接続されており、送風ノズル７０から基板ステージ２へ向かう空気ＡＩを吸引する。排気ダクト７１は、送風ノズル７０から供給され、視野絞り、光学部材及び駆動系を冷却することにより昇温した空気ＡＩを吸引するので、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２等の基板ステージ２側に熱溜まり領域ＨＡが形成されることを回避できる。その結果、レーザ干渉計ユニット６Ｂの計測に与える影響を低減できるので、第２検出器９２Ａ、９２Ｂでの計測再現性が低下するおそれを低減できる。そして、第２検出器９２Ａ、９２Ｂを用いたマーク情報の計測再現性が向上するため、基板Ｐの表面に複数の層を重ね合わせる際の精度を向上させることができる。このように、排気ダクト７１を有する露光装置ＥＸａは、第１アライメントシステム９１及び第２アライメントシステム９２によって高スループット化を実現するとともに、排気ダクト７１によってマーク情報の計測再現性を向上させて、露光時における位置合わせの精度を向上させることができる。
【０１２４】
図２４は、第２アライメントシステムが有する検出器の計測再現性の実験結果を示す図である。Ａは送風ノズル７０を設けたが排気ダクト７１は設けられていないもの、ＢはＡに対して送風ノズル７０の風量を増量したもの（排気ダクト７１は設けられていない）、ＣはＢに対して排気ダクト７１を設けたもの（送風ノズル７０の風量は増量したもの）である。−Ｙ側は、基板ＰのＹ軸方向の中央部を基準とした−側であり、＋Ｙ側は、基板ＰのＹ軸方向の中央部を基準とした＋側である。−Ｙ側と＋Ｙ側とにおける計測再現性は、第２アライメントシステム９２が有する第２検出器９２Ａ、９２Ｂが基板ステージ２に設けられた指標を検出したときのＸ座標及びＹ座標の測定値を求め、設計値に対する前記測定値のばらつきを３σで評価した。図２４の結果から、排気ダクト７１を設けることにより、第２アライメントシステム９２が有する第２検出器９２Ａ、９２Ｂの計測再現性が大幅に向上することが分かる。
【０１２５】
＜デバイス製造方法＞
図２５は、本実施形態に係るデバイス製造方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係るデバイス製造方法は、半導体デバイス等のデバイスを製造する。本実施形態に係るデバイス製造方法では、まず、デバイスの機能・性能設計が行われる（ステップＳ２０１）。次に、設計に基づいたマスク（レチクル）が製作される（ステップＳ２０２）、次に、デバイスの基材である基板が製造される（ステップＳ２０３）。次に、上記実施形態に係る露光方法を用いて、マスクパターンを露光光で基板を露光してマスクパターンを基板に転写する工程と、露光された基板（感光剤）を現像して、転写されたアライメントマークを含むパターンに対応する露光パターン層（現像された感光剤の層）を形成し、この露光パターン層を介して基板を加工する工程とを含む基板処理（露光処理）が実行される（ステップＳ２０４）。加工された基板が、ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程等の加工プロセスを含むデバイス組立工程（ステップＳ２０５）及び検査（ステップＳ２０６）等を経ることにより、デバイスが製造される。
【０１２６】
上述の実施形態の基板Ｐとしては、ディスプレイデバイス用のガラス基板のみならず、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、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又はレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等を適用することができる。
【０１２７】
また、露光装置ＥＸとしては、マスクＭと基板Ｐとを同期移動してマスクＭのパターンを介した露光光ＥＬで基板Ｐを走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置（スキャニングステッパ）の他に、マスクＭと基板Ｐとを静止した状態でマスクＭのパターンを一括露光し、基板Ｐを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）にも適用することができる。
【０１２８】
また、本実施形態は、米国特許第６３４１００７号明細書、米国特許第６２０８４０７号明細書、米国特許第６２６２７９６号明細書等に記載されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【０１２９】
また、本実施形態は、米国特許第６８９７９６３号明細書、欧州特許出願公開第１７１３１１３号明細書等に開示されているような、基板を保持する基板ステージと、基板を保持せずに、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適用することができる。また、複数の基板ステージと計測ステージとを備えた露光装置を採用することができる。
【０１３０】
また、露光装置ＥＸの種類としては、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に限られず、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、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ）、マイクロマシン、ＭＥＭＳ、ＤＮＡチップ、レチクル又はマスク等を製造するための露光装置等にも広く適用できる。
【０１３１】
また、上記実施形態においては、レーザ干渉計を含む干渉計システムを用いて各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、例えば各ステージ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。
【０１３２】
また、上記実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスクを用いたが、このマスクに代えて、例えば米国特許第６７７８２５７号明細書に記載されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する可変成形マスク（電子マスク、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）を用いてもよい。また、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よい。
【０１３３】
また、上記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、電気的精度及び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、露光装置ＥＸの組立ての前後には、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立工程は、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及び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立工程の前に、各サブシステム個々の組立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立工程が終了したら、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ＥＸ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。
【０１３４】
また、上記実施形態の構成要素は適宜組み合わせることができる。また、一部の構成要素を用いない場合もある。さらに、本発明の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の置換又は変更を行うこともできる。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態で引用した露光装置等に関するすべての公開公報及び米国特許の記載を援用して本明細書の記載の一部とする。このように、上記実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態及び運用技術等は、すべて本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【０１３５】
１  マスクステージ
２  基板ステージ
５  制御装置
６  干渉計システム
７  第１検出システム
８  第２検出システム
９  アライメントシステム
１０  ベースプレート
１３  ボディ
１７  光源
３０  結像特性調整装置
３１、３２  反射屈折型光学系
３３  像面調整部
３３Ａ、３３Ｂ  光学部材
７０  送風ノズル
７１  排気ダクト
９１  第１アライメントシステム
９１Ａ〜９１Ｆ  第１検出器
９２  第２アライメントシステム
９２Ａ、９２Ｂ  第２検出器
ＥＸ、ＥＸａ  露光装置
Ｍ  マスク
Ｐ  基板
【図１】
2013130642.tif 000003
【図２】
2013130642.tif 000004
【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９−１】
2013130642.tif 000011
【図９−２】
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【図９−３】
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【図９−４】
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【図９−５】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３−１】
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【図１３−２】
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【図１４】
2013130642.tif 000021
【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２２−１】
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【図２２−２】
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【図２３−１】
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【図２３−２】
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【図２４】
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【図２５】
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