JP2005332861A - 投影露光装置及び露光方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクパターンの第１列及び第２列の部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光のずれを最小限に抑えることができる投影露光装置の提供。
【解決手段】マスクＭ１を載置する第１のステージとウエハＰ１を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させる投影露光装置であって、マスクパターンの一部の像をウエハ上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系ＰＭ１〜ＰＭ５を備え、部分投影光学系は、走査と直交する方向に所定間隔で第１列として複数配置され、走査方向に所定間隔をもって第２列として複数配置され、第１列の部分投影光学系に対応した露光領域の中心と第２列の部分投影光学系に対応した露光領域の中心との距離が第１列の部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短い。
【選択図】図１

Description

この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための投影露光装置及び該投影露光装置を用いた露光方法に関するものである。

マイクロデバイスの一つである液晶表示素子は、通常、ガラス基板（プレート）上に透明薄膜電極をフォトリソグラフィの手法で所望の形状にパターニングして、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）等のスイッチング素子及び電極配線を形成して製造される。このフォトリソグラフィの手法を用いた製造工程では、マスク上に形成された原画となるパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布されたプレート上に投影露光する投影露光装置が用いられている。

従来、マスクとプレートとの相対的な位置合わせを行った後に、マスクに形成されたパターンをプレート上に設定された１つのショット領域に一括して転写し、転写後にプレートをステップ移動させて他のショット領域の露光を行うステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（所謂、ステッパー）が多用されていた。

近年、液晶表示素子の大面積化に伴い、フォトリソグラフィ工程において用いられる投影露光装置の露光領域の拡大が望まれている。投影露光装置の露光領域を拡大するためには、投影光学系を大型化する必要があるが、残存収差が極力低減された大型の投影光学系を設計及び製造するにはコスト高となる。そこで、投影光学系の大型化を極力避けるために、投影光学系の物体面側（マスク側）における投影光学系の有効径と同程度に長手方向の長さが設定されたスリット状の照明光をマスクに照射し、マスクを介したスリット状の光が投影光学系を介してプレート上に照射されている状態で、マスクとプレートとを投影光学系に対して相対的に移動させて走査し、マスクに形成されたパターンの一部を順次プレート上に設定された１つのショット領域に転写し、転写後にプレートをステップ移動させて他のショット領域に対する露光を同様にして行う、所謂ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置が案出されている。

また、近年では、更なる露光領域の拡大を図るため、１つの大型の投影光学系を用いるのではなく、複数の小型の部分投影光学系を用いる所謂マルチレンズ方式の投影光学系を備える投影露光装置が案出されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１に記載されている投影露光装置においては、複数の小型の部分投影光学系が第１列として走査方向と直交する方向（非走査方向）に所定間隔をもって複数配列されると共に第２列として非走査方向に所定間隔をもって複数配列されている。また、この第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系は走査方向に配置され、第１列の部分投影光学系に対応した露光領域の継ぎ部と第２列の部分投影光学系に対応した露光領域の継ぎ部とを繋ぎ合わせることによりプレート全面の露光を行う。

特開平７−５７９８６号公報

ところで、上述のステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置やマルチレンズ方式の投影光学系を備える投影露光装置においては、マスクを載置するマスクステージとプレートを載置するプレートステージとを走査方向に同期移動させることにより露光を行う。このとき、マスク及びプレートの大型化に伴い、マスクの軌道とプレートの軌道を高精度に一致させて制御することは難しくなりつつあり、その結果、マスクの軌道とプレートの軌道とのずれ（送り誤差）が生じる。マルチレンズ方式の投影光学系を備える投影露光装置において、この送り誤差は、マスクパターンの第１列の部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光のずれ（継ぎムラ）を引き起こす要因となる。

また、近年の露光領域の拡大に伴い投影光学系や照明光学系を構成するレンズが大型化し、このレンズの大型化に伴い第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔も増大することになる。従って、この第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔の増大に伴い、継ぎムラが大きくなる。

即ち、図８に示すようにマスクＭ１の軌道とプレートＰ１の軌道とのずれ（送り誤差）の角度がθである場合、マスクＭ１上のパターンＰＴは、図９（ａ）に示すように第１列の部分投影光学系に対応する露光領域Ｅ１の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域Ｅ２の継ぎ部での露光とでずれが生じ、そのためプレートＰ１上の露光結果において、図１０（ａ）の矢印Ｇで示すような継ぎムラが現れる。ここで、第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔が大きくなった場合、送り誤差の角度θが変化しないにもかかわらず、マスクＭ１上のパターンＰＴは、図９（ｂ）に示すように第１列の部分投影光学系に対応する露光領域Ｅ１´の継ぎ部と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域Ｅ２´の継ぎ部とで露光され、図１０（ｂ）の矢印Ｇ´で示す継ぎムラは、図１０（ａ）に示す継ぎムラＧよりも大きくなる。

この発明の課題は、マスクパターンの第１列の部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光のずれを最小限に抑えることができる投影露光装置及び該投影露光装置を用いた露光方法を提供することである。

請求項１記載の投影露光装置は、第１の基板を載置する第１のステージと第２の基板を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う投影露光装置であって、前記第１の基板のパターンの一部の像を前記第２の基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系を備え、前記部分投影光学系は、前記走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第１列として複数配置されると共に前記走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第２列として複数配置され、前記第１列の前記部分投影光学系に対応した露光領域の中心と前記第２列の前記部分投影光学系に対応した露光領域の中心との距離が前記第１列の前記部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と前記第２列の前記部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短いことを特徴とする。

この請求項１記載の投影露光装置によれば、投影光学系が備える第１列の部分投影光学系に対応した露光領域の中心と第２列の部分投影光学系に対応した露光領域の中心との距離が第１列の部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短くなる。ここで、従来の投影露光装置においては、投影光学系が備える第１列の部分投影光学系に対応した露光領域の中心と第２列の部分投影光学系に対応した露光領域の中心との距離が第１列の部分投影光学系を構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径と第２列の部分投影光学系を構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも長くなる。従って、従来の投影光学系が備える第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔と比較して、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、第１の基板の軌道と第２の基板の軌道のずれ（送り誤差）により生じる第１の基板のパターンの第１列の部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系に対応する継ぎ部での露光のずれ（継ぎムラ）を最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項２記載の投影露光装置は、前記第１列または前記第２列の前記部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズが前記走査方向と直交する方向の最大径より前記走査方向の最大径が短いレンズであることを特徴とする。

また、請求項３記載の投影露光装置は、前記走査方向と直交する方向の最大径より前記走査方向の最大径が短いレンズが該レンズの縁部の一部が削除されることにより形成されていることを特徴とする。

この請求項２及び請求項３記載の投影露光装置によれば、第１列または第２列の部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズが走査方向と直交する方向の最大径より走査方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されたレンズであるため、従来の一般的な円形状のレンズを備える第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔と比較した場合、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項４記載の投影露光装置は、前記第１列または前記第２列の前記部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズが前記走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するレンズであることを特徴とする。

また、請求項５記載の投影露光装置は、前記走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するレンズが該レンズの縁部の一部が削除されることにより形成されていることを特徴とする。

この請求項４及び請求項５記載の投影露光装置によれば、第１列または第２列の部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズが走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するように縁部の一部が削除されたレンズであるため、従来の一般的な円形状のレンズを備える第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔と比較した場合、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項６記載の投影露光装置は、前記第１列または前記第２列の前記部分投影光学系を構成する前記少なくとも１枚のレンズの前記走査方向と直交する方向の最大径が、前記部分投影光学系を構成する他のレンズの前記走査方向と直交する方向の最大径よりも長いことを特徴とする。

この請求項６記載の投影露光装置によれば、第１列または第２列の部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズの走査方向と直交する方向の最大径が部分投影光学系を構成する他のレンズの走査方向と直交する方向の最大径よりも長くなる。即ち、第１列または第２列の部分投影光学系を構成する大型のレンズの走査方向と直交する方向における最大径を短くすることなく、そのレンズの走査方向における径を短くすることができる。従って、その大型のレンズの走査方向と直交する方向の最大径と同一の径により形成される従来の一般的な円形状のレンズを備える第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔と比較した場合、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項７記載の投影露光装置は、前記第１列の複数の前記部分投影光学系の各光軸を含む平面と、前記第２列の複数の前記部分投影光学系の各光軸を含む平面との前記走査方向における間隔をＬとし、前記投影露光装置における最小線幅をｄとしたとき、Ｌ≦（ｄ／３）／θの条件を満足することを特徴とする。但し、θは、前記投影露光装置が備える前記第２の基板に対する前記第１の基板の真直度を測定する干渉計の限界精度から定められるパラメータである。

この請求項７記載の投影露光装置によれば、第１列の複数の部分投影光学系の各光軸を含む平面と第２列の複数の部分投影光学系の各光軸を含む平面との走査方向における間隔Ｌが投影露光装置における最小線幅がｄであるとき、（ｄ／３）／θの条件を満足しているため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項８記載の投影露光装置は、第１の基板を載置する第１のステージと第２の基板を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う投影露光装置であって、光源部から射出される光束により前記第１の基板を照明する照明光学系と、前記第１の基板のパターンの一部の像を前記第２の基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系とを備え、前記照明光学系は、前記部分投影光学系のそれぞれに対応した複数の照明光学ユニットを備え、前記照明光学ユニットは、前記走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第１列として複数配置されると共に前記走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第２列として複数配置され、前記第１列の前記照明光学ユニットに対応した照明領域の中心と前記第２列の前記照明光学ユニットに対応した照明領域の中心との距離が前記第１列の前記照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と前記第２列の前記照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短いことを特徴とする。

この請求項８記載の投影露光装置によれば、第１列の照明光学ユニットに対応した照明領域の中心と第２列の照明光学ユニットに対応した照明領域の中心との距離が第１列の照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短くなる。ここで、従来の投影露光装置においては、照明光学系が備える第１列の照明光学ユニットに対応した照明領域の中心と第２列の照明光学ユニットに対応した照明領域の中心との距離が第１列の照明光学ユニットを構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径と第２列の照明光学ユニットを構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも長くなる。従って、従来の照明光学系が備える第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとの走査方向における間隔と比較して、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の照明光学ユニットに対応する照明領域と第２列の照明光学ユニットに対応する照明領域との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項９記載の投影露光装置は、前記第１列または前記第２列の前記照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズが前記走査方向と直交する方向の最大径より前記走査方向の最大径が短いレンズであることを特徴とする。

また、請求項１０記載の投影露光装置は、前記走査方向と直交する方向の最大径より前記走査方向の最大径が短いレンズが該レンズの縁部の一部が削除されることにより形成されていることを特徴とする。

この請求項９及び請求項１０記載の投影露光装置によれば、第１列または第２列の照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズが走査方向と直交する方向の最大径より走査方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されたレンズであるため、従来の一般的な円形状のレンズを備える第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとの走査方向における間隔と比較した場合、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の照明光学ユニットに対応する照明領域と第２列の照明光学ユニットに対応する照明領域との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項１１記載の投影露光装置は、前記第１列または前記第２列の前記照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズが前記走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するレンズであることを特徴とする。

また、請求項１２記載の投影露光装置は、前記走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するレンズが該レンズの縁部の一部が削除されることにより形成されていることを特徴とする。

この請求項１１及び請求項１２記載の投影露光装置によれば、第１列または第２列の照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズが走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するように縁部の一部が削除されたレンズであるため、従来の一般的な円形状のレンズを備える第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとの走査方向における間隔と比較した場合、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の照明光学ユニットに対応する照明領域と第２列の照明光学ユニットに対応する照明領域に対応する照明領域との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項１３記載の投影露光装置は、前記第１列または前記第２列の前記照明光学ユニットを構成する前記少なくとも１枚のレンズの前記走査方向と直交する方向の最大径が、前記照明光学ユニットを構成する他のレンズの前記走査方向と直交する方向の最大径よりも長いことを特徴とする。

この請求項１３記載の投影露光装置によれば、第１列または第２列の照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズの走査方向と直交する方向の最大径が照明光学ユニットを構成する他のレンズの走査方向と直交する方向の最大径よりも長くなる。即ち、第１列または第２列の照明光学ユニットを構成する大型のレンズの走査方向と直交する方向における径を短くすることなく、そのレンズの走査方向における径を短くすることができる。従って、レンズの走査方向と直交する方向の最大径と同一の径により形成される従来の一般的な円形状のレンズを備える第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとの走査方向における間隔と比較した場合、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の照明光学ユニットに対応する照明領域と第２列の照明光学ユニットに対応する照明領域との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項１４記載の投影露光装置は、前記第１列の複数の前記照明光学ユニットの各光軸を含む平面と、前記第２列の複数の前記照明光学ユニットの各光軸を含む平面との前記走査方向における間隔をＬとし、前記投影露光装置における最小線幅をｄとしたとき、Ｌ≦（ｄ／３）／θの条件を満足することを特徴とする。但し、θは、前記投影露光装置が備える前記第２の基板に対する前記第１の基板の真直度を測定する干渉計の限界精度から定められるパラメータである。

この請求項１４記載の投影露光装置によれば、第１列の複数の照明光学ユニットの各光軸を含む平面と第２列の複数の照明光学ユニットの各光軸を含む平面との走査方向における間隔Ｌが投影露光装置における最小線幅がｄであるとき、Ｌ≦（ｄ／３）／θの条件を満足しているため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項１５記載の投影露光装置は、第１の基板を載置する第１のステージと第２の基板を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う投影露光装置であって、前記第１の基板のパターンの一部の像を前記第２の基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系を備え、前記部分投影光学系は、前記部分投影光学系同士の光軸が最も近い前記部分投影光学系同士の前記光軸同士の間隔がそれぞれの前記部分投影光学系を構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さいことを特徴とする。

この請求項１５記載の投影露光装置によれば、部分投影光学系同士の光軸が最も近い部分投影光学系同士の光軸同士の間隔がそれぞれの部分投影光学系を構成するレンズのうちのそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さくなる。ここで、従来の投影露光装置においては、部分投影光学系同士の光軸が最も近い部分投影光学系同士の光軸同士の間隔がそれぞれの部分投影光学系を構成するレンズのうちのそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも大きくなる。従って、従来の投影露光装置と比較して部分投影光学系同士の間隔をより短くすることができるため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項１６記載の投影露光装置は、第１の基板を載置する第１のステージと第２の基板を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う投影露光装置であって、光源部から射出される光束により前記第１の基板を照明する照明光学系と、前記第１の基板のパターンの一部の像を前記第２の基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系とを備え、前記照明光学系は、前記部分投影光学系のそれぞれに対応した複数の照明光学ユニットを備え、前記照明光学ユニットは、前記照明光学ユニット同士の光軸が最も近い前記照明光学ユニット同士の前記光軸同士の間隔がそれぞれの前記照明光学ユニットを構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さいことを特徴とする。

この請求項１６記載の投影露光装置によれば、照明光学ユニット同士の光軸が最も近い照明光学ユニット同士の光軸同士の間隔がそれぞれの照明光学ユニットを構成するレンズの中でそれぞれ最大のレンズの半径を加えた値よりも小さくなる。ここで、従来の投影露光装置においては、照明光学ユニット同士の光軸が最も近い照明光学ユニット同士の光軸同士の間隔がそれぞれの照明光学ユニットを構成するレンズの中で最大のレンズの半径を加えた値よりも大きくなる。従って、従来の照明光学系と比較して照明光学ユニット同士の間隔をより短くすることができ、ひいては部分投影光学系同士の間隔を短くすることができるため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、請求項１７記載の露光方法は、感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光方法において、前記マスクを照明するための照明工程と、前記感光性基板上に前記マスクのパターンを転写する転写工程とを含み、前記照明工程及び前記転写工程は、請求項１乃至請求項１６の何れか一項に記載の投影露光装置を用いて照明及び転写を行うことを特徴とする。

この請求項１７記載の露光方法によれば、請求項１乃至請求項１６の何れか一項に記載の投影露光装置を用いて露光を行うため、マスクに形成された微細なパターンを感光性基板上に良好に露光することができる。

この発明の投影露光装置によれば、投影光学系が備える第１列の部分投影光学系に対応した露光領域の中心と第２列の部分投影光学系に対応した露光領域の中心との距離が第１列の部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短くなる。即ち、従来の投影光学系が備える第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔と比較して、その間隔をより短くすることができ、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、第１列の照明光学ユニットに対応した照明領域の中心と第２列の照明光学ユニットに対応した照明領域の中心との距離が第１列の照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短くなる。従って、従来の照明光学系が備える第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとの走査方向における間隔と比較して、その間隔をより短くすることができる。即ち、第１列の照明光学ユニットに対応する照明領域と第２列の照明光学ユニットに対応する照明領域との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、第１の基板に形成された微細なパターンを第２の基板上に良好に露光することができる。

また、この発明の露光方法によれば、この発明の投影露光装置を用いて露光を行うため、マスクに形成された微細なパターンを感光性基板上に良好に露光することができる。

以下、図面を参照して、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１は、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。この第１の実施の形態においては、図１に示すように、マスク（第１の基板）Ｍ１のパターンの一部を感光性基板としてのプレート（第２の基板）Ｐ１に対して部分的に投影する複数（この実施の形態においては５つ）の部分投影光学系ＰＭ１，ＰＭ２，ＰＭ３，ＰＭ４，ＰＭ５からなる投影光学系ＰＬ１に対してマスクＭ１とプレートＰ１とを走査方向に同期移動させてマスクＭ１に形成されたパターンの像をプレートＰ１上に走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置を例に挙げて説明する。

また、以下の説明においては、図１中に示す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。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰ１に対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰ１に対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、この実施の形態ではプレートＰ１を移動させる方向（走査方向）をＸ軸方向に設定している。

図１に示すように、楕円鏡２の第１焦点位置に配置されている超高圧水銀ランプからなる光源４から射出した光束は、楕円鏡２、反射鏡６により反射され、楕円鏡２の第２焦点位置に集光する。楕円鏡２の第２焦点位置に集光した光束は、リレーレンズ８を通過して、光ファイババンドル１０の入射端１０ａに入射する。光ファイババンドル１０は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、入射端１０ａと５つの射出端１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅ，１０ｆを備えている。光ファイババンドル１０の入射端１０ａに入射した光束は、光ファイババンドル１０の内部を伝播することによりミキシングされて複数（この実施の形態においては５つ）に分割されて光ファイババンドル１０の５つの射出端１０ｂ〜１０ｆより射出し、複数（この実施の形態においては５つ）の照明光学ユニットＩＭ１，ＩＭ２，ＩＭ３，ＩＭ４，ＩＭ５にそれぞれ入射する。ここで、５つの照明光学ユニットＩＭ１〜ＩＭ５は、マスクＭ１上の５つの照明領域をそれぞれ照明する。

ここで、照明光学ユニットＩＭ１，ＩＭ３，ＩＭ５はＸ方向（走査方向）と直交する方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって第１列として配置され、照明光学ユニットＩＭ２，ＩＭ４はＹ方向に所定間隔をもって第２列として配置されている。また、第１列の照明光学ユニットＩＭ１，ＩＭ３，ＩＭ５と第２列の照明光学ユニットＩＭ２，ＩＭ４は、Ｘ方向に所定間隔をもって配置されている。

光ファイババンドル１０の射出端１０ｂから射出した光束は、第１列の照明光学ユニットＩＭ１が備えるインプットレンズ（図示せず）、フライアイインテグレータ（図示せず）、コンデンサレンズ（図示せず）等を介してマスクＭ１の照明光学ユニットＩＭ１に対応する照明領域をほぼ均一に照明する。図１に示すように、マスクＭ１の照明光学ユニットＩＭ１に対応する照明領域からの光は、各照明領域に対応するように配列されている５つの部分投影光学系ＰＭ１〜ＰＭ５のうち、部分投影光学系ＰＭ１に入射する。

ここで、部分投影光学系ＰＭ１，ＰＭ３，ＰＭ５はＸ方向（走査方向）と直交する方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって第１列として配置され、部分投影光学系ＰＭ２，ＰＭ４はＹ方向に所定間隔をもって第２列として配置されている。また、第１列の部分投影光学系ＰＭ１，ＰＭ３，ＰＭ５と第２列の部分投影光学系ＰＭ２，ＰＭ４は、Ｘ方向に所定間隔をもって配置されている。

図２は、マスクＭ１からプレートＰ１までの部分投影光学系ＰＭ１及びＰＭ２の概略構成を示す断面図である。なお、図２においては、正立正像にするための光学系は省略している。図２に示すように、第１列の部分投影光学系ＰＭ１に入射した光束は、部分投影光学系ＰＭ１が備えるレンズＬ１２ｂ，レンズＬ１３ｂを通過する。図３は、部分投影光学系ＰＭ１が備えるレンズＬ１３ｂの構成を示す図である。図３に示すように、レンズＬ１３ｂは、図中矢印Ｄ１で示すＹ方向の最大径より図中矢印Ｄ２で示すＸ方向の最大径が短くなるように構成されている。即ち、レンズＬ１３ｂは、図４に示すように、Ｙ方向の最大径と同一の直径である円形状のレンズＬ１３ｂ´の縁部の一部Ａ１が削除されることにより形成されている。

なお、レンズＬ１３ｂの側面部Ｓ１、即ち、円形状のレンズＬ１３ｂ´の一部を削除した部分に反射防止処理を施しておくことが望ましい。例えば、レンズＬ１３ｂの側面部Ｓ１に入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する。レンズＬ１３ｂの側面部Ｓ１に反射防止処理を施すことによりレンズＬ１３ｂの側面部Ｓ１により反射された散乱光等による露光への悪影響を防止することができる。

また、レンズＬ１３ｂは、図５（ａ）に示すように、レンズＬ１３ｂの側面部Ｓ１側の外縁の中間点Ｆ１と、レンズＬ１３ｂの外縁の２点Ｆ２及びＦ３を金物等で固定することにより図示しない鏡筒に支持されている。また、図５（ｂ）に示すように、レンズＬ１３ｂの側面部Ｓ１に金物座Ｈ１を設けレンズＬ１３ｂを図示しない鏡筒に支持してもよい。また、図５（ｃ）に示すように、レンズＬ１３ｂの側面部Ｓ１以外の外縁に金物座Ｈ２を設け、レンズＬ１３ｂを図示しない鏡筒に支持してもよい。

レンズＬ１３ｂを通過した光は、レンズＬ１４ｂに入射する。ここで、レンズＬ１４ｂは、レンズＬ１３ｂの形状と同様の形状を有している。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されている。また、レンズＬ１３ｂと同様に、レンズＬ１４ｂの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

レンズＬ１４ｂを通過した光は、レンズＬ１５ｂ，レンズＬ１６ｂ，レンズＬ１７ｂを通過する。ここで、レンズＬ１６ｂ及びレンズＬ１７ｂは、レンズＬ１３ｂの形状と同様の加工を施している。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されている。また、レンズＬ１３ｂと同様に、レンズＬ１６ｂ及びレンズＬ１７ｂの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

なお、レンズＬ１３ｂ，Ｌ１４ｂ，Ｌ１６ｂ，Ｌ１７ｂのＹ方向（走査方向と直交する方向）の最大径は、部分投影光学系ＰＭ１を構成する他のレンズのＹ方向の最大径よりも長くなっている。即ち、レンズＬ１３ｂ，Ｌ１４ｂ，Ｌ１６ｂ，Ｌ１７ｂは、部分投影光学系ＰＭ１を構成する他のレンズより大型のレンズである。

レンズＬ１７ｂを通過した光束は、レンズＬ１８ｂを介して、部分投影光学系ＰＭ１から射出する。部分投影光学系ＰＭ１は、マスクＭ１の照明光学ユニットＩＭ１に対応する照明領域に形成されているパターンの像をプレートＰ１上に投影する。そして、部分投影光学系ＰＭ１を通過した光束は、プレートＰ１上にマスクＭ１のパターンの像を形成する。

また、光ファイババンドル１０の射出端１０ｃから射出した光束は、第２列の照明光学ユニットＩＭ２が備えるインプットレンズ（図示せず）、フライアイインテグレータ（図示せず）、コンデンサレンズ（図示せず）等を介してマスクＭ１の照明光学ユニットＩＭ２に対応する照明領域をほぼ均一に照明する。図１に示すように、マスクＭ１の照明光学ユニットＩＭ２に対応する照明領域からの光は、各照明領域に対応する第２列の部分投影光学系ＰＭ２に入射する。

第２列の部分投影光学系ＰＭ２に入射した光束は、図２に示すように、部分投影光学系ＰＭ２が備えるレンズＬ１２ｃ，レンズＬ１３ｃを通過する。レンズＬ１３ｃは、部分投影光学系ＰＭ１が備えるレンズＬ１３ｂの形状と同一の形状を有している。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されている。また、レンズＬ１３ｂと同様に、レンズＬ１３ｃの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

ここで、レンズＬ１３ｂの側面部Ｓ１がレンズＬ１３ｂの中心を含むＹＺ平面に対して＋Ｘ方向に位置しているのに対し、レンズＬ１３ｃの側面部はレンズＬ１３ｃの中心を含むＹＺ平面に対して−Ｘ方向に位置している。図６は、レンズＬ１３ｂ，レンズＬ１３ｃ及び後述する部分投影光学系ＰＭ３が備えるレンズＬ１３ｄの配置状態を示す図である。図６に示すように、レンズＬ１３ｂ（及びレンズＬ１３ｄ）とレンズＬ１３ｃは、走査方向（Ｘ方向）の最大径が走査方向と直交する方向（Ｙ方向）の最大径より短いため、部分投影光学系ＰＭ１（及び部分投影光学系ＰＭ３）と部分投影光学系ＰＭ２との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいてはプレートＰ１上の露光領域Ｅ１（及び露光領域Ｅ３）と露光領域Ｅ２との走査方向における間隔を短くすることができる。即ち、露光領域Ｅ１の中心Ｃ１（及び露光領域Ｅ３の中心Ｃ３）と露光領域Ｅ２の中心Ｃ２との距離Ｒ１は、レンズＬ１３ｂの最大径Ｄ１の１／２（半径）とレンズＬ１３ｃの最大径Ｄ３の１／２（半径）とを足し合わせた値よりも短くなる。なお、図３及び図６においては、レンズＬ１３ｂにおいて光束が通過する領域である光束通過領域ＬＥ１を示しており、レンズＬ１３ｃ，Ｌ１３ｄにおいてもレンズＬ１３ｂと同様の光束通過領域があるが図示を省略している。

また、第１列の部分投影光学系ＰＭ１，ＰＭ３，ＰＭ５の各光軸を含む平面と、第２列の部分投影光学系ＰＭ２，ＰＭ４の各光軸を含む平面とのＸ方向（走査方向）における間隔をＬ１とし、この実施の形態にかかる投影露光装置における最小線幅をｄ１としたとき、Ｌ１≦（ｄ１／３）／θ１の条件を満足している。但し、θ１は、この実施の形態に係る投影露光装置が備えるマスクＭ１とプレートＰ１の真直度を測定するレーザ干渉計（図示せず）の限界精度から定められるパラメータである。

レンズＬ１３ｃを通過した光は、レンズＬ１４ｃ，レンズＬ１５ｃ，レンズＬ１６ｃ，レンズＬ１７ｃを通過する。ここで、レンズＬ１４ｃ，レンズＬ１６ｃ，レンズＬ１７ｃは、レンズＬ１４ｂ，レンズ１６ｂ，レンズ１７ｂの形状とそれぞれ同一の形状を有している。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されている。また、レンズＬ１３ｃと同様に、レンズＬ１４ｃ，レンズＬ１６ｃ，レンズＬ１７ｃの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。ここで、レンズＬ１４ｂ，レンズＬ１６ｂ，レンズＬ１７ｂの縁部の一部が削除されている部分がレンズＬ１４ｂ，レンズＬ１６ｂ，レンズＬ１７ｂの中心を含むＹＺ平面に対して＋Ｘ方向に位置しているのに対し、レンズＬ１４ｃ，レンズＬ１６ｃ，レンズＬ１７ｃの縁部の一部が削除されている部分はレンズＬ１４ｃ，レンズＬ１６ｃ，レンズＬ１７ｃの中心を含むＹＺ平面に対して−Ｘ方向に位置している。

なお、レンズＬ１３ｃ，Ｌ１４ｃ，Ｌ１６ｃ，Ｌ１７ｃのＹ方向（走査方向と直交する方向）の最大径は、部分投影光学系ＰＭ２を構成する他のレンズのＹ方向の最大径よりも長くなっている。即ち、レンズＬ１３ｃ，Ｌ１４ｃ，Ｌ１６ｃ，Ｌ１７ｃは、部分投影光学系ＰＭ２を構成する他のレンズより大型のレンズである。

レンズＬ１７ｃを通過した光束は、レンズＬ１８ｃを介して、部分投影光学系ＰＭ２から射出する。部分投影光学系ＰＭ２は、マスクＭ１の照明光学ユニットＩＭ２に対応する照明領域に形成されているパターンの像をプレートＰ１上に投影する。そして、部分投影光学系ＰＭ２を通過した光束は、プレートＰ１上にマスクＭ１のパターンの像を形成する。

なお、照明光学ユニットＩＭ３〜ＩＭ５を通過した光束は、各照明光学ユニットＩＭ３〜ＩＭ５のそれぞれが備えるインプットレンズ（図示せず）、フライアイインテグレータ（図示せず）、コンデンサレンズ（図示せず）等を介してマスクＭ１のそれぞれに対応する照明領域をほぼ均一に照明する。図１に示すように、マスクＭ１の照明光学ユニットＩＭ３〜ＩＭ５のそれぞれに対応する照明領域からの光は、各照明領域に対応する部分投影光学系ＰＭ３〜ＰＭ５に入射する。

ここで、第１列の部分投影光学系ＰＭ３及びＰＭ５は第１列の部分投影光学系ＰＭ１の構成と同一の構成を有しており、第２列の部分投影光学系ＰＭ４は第２列の部分投影光学系ＰＭ２の構成と同一の構成を有している。部分投影光学系ＰＭ３〜ＰＭ５は、マスクＭ１の照明光学ユニットＩＭ３〜ＩＭ５のそれぞれに対応する照明領域に形成されているパターンの像をプレートＰ１上に投影する。そして、部分投影光学系ＰＭ３〜ＰＭ５を通過した光束は、プレートＰ１上にマスクＭ１のパターンの像を形成する。

また、マスクＭ１はマスクホルダ（図示せず）にて固定されており、マスクステージ（第１のステージ、図示せず）に載置されている。また、マスクステージには、移動鏡ＭＩＦ１が設けられている。移動鏡ＭＩＦ１にはマスクステージレーザ干渉計（図示せず）から射出されるレーザ光が入射し、移動鏡ＭＩＦ１により反射されたレーザ光の干渉に基づいてマスクステージの位置は計測及び制御されている。また、プレートＰ１はプレートホルダ（図示せず）にて固定されており、プレートステージ（第２のステージ、図示せず）に載置されている。また、プレートステージには移動鏡ＰＩＦ１が設けられている。移動鏡ＰＩＦ１にはプレートステージレーザ干渉計（図示せず）から射出されるレーザ光が入射し、入射したレーザ光は移動鏡ＰＩＦ１により反射される。移動鏡ＰＩＦ１に入射し、移動鏡ＰＩＦ１により反射されたレーザ光の干渉に基づいてプレートステージの位置は計測及び制御されている。

この第１の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、図６に示すように、投影光学系ＰＬ１が備える第１列の部分投影光学系ＰＭ１（ＰＭ３，ＰＭ５）に対応した露光領域Ｅ１の中心Ｃ１と第２列の部分投影光学系ＰＭ２（ＰＭ４）に対応した露光領域Ｅ２の中心Ｃ２との距離Ｒ１が第１列の部分投影光学系ＰＭ１を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の部分投影光学系ＰＭ２を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短くなる。従って、第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系とのＸ方向（走査方向）における間隔を短くすることができる。

ここで、図７は、従来の３つの部分投影光学系のそれぞれが備えるレンズの構成を示す図である。第１列の部分投影光学系が備えるレンズＬ１３ｂ´は、この実施の形態にかかる第１列の部分投影光学系ＰＭ１を構成するレンズの内の最大径のレンズがレンズＬ１３ｂであるとき、レンズＬ１３ｂの最大径Ｄ１を直径とする円形状のレンズである。また、第２列の部分投影光学系が備えるレンズＬ１３ｃ´は、この実施の形態にかかる第２列の部分投影光学系ＰＭ２を構成するレンズの内の最大径のレンズがレンズＬ１３ｃであるとき、レンズＬ１３ｃの最大径Ｄ３を直径とする円形状のレンズである。図７に示す第１列の部分投影光学系に対応した露光領域Ｅ１´の中心Ｃ１´と第２列の部分投影光学系に対応した露光領域Ｅ２´の中心Ｃ２´との距離Ｒ１´は、レンズＬ１３ｂ´の半径（最大径Ｄ１の１／２）とレンズＬ１３ｃ´の半径（最大径Ｄ３の１／２）とを足し合わせた値よりも長くなる。なお、図７においては、レンズＬ１３ｂ´において光束が通過する領域を光束通過領域ＬＥ１´と示しており、レンズＬ１３ｃ´，Ｌ１３ｄ´においてもレンズＬ１３ｂ´と同様の光束通過領域があるが図示を省略している。

従って、この実施の形態にかかる第１列の部分投影光学系ＰＭ１と第２列の部分投影光学系ＰＭ２との走査方向における間隔Ｌ１は、図７に示す第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔Ｌ２よりもより短くなる。即ち、第１列の部分投影光学系ＰＭ１に対応する露光領域Ｅ１と第２列の部分投影光学系ＰＭ２に対応する露光領域Ｅ２との走査方向における間隔を短くすることができ、マスクＭ１の軌道とプレートＰ１の軌道のずれ（送り誤差）により生じるマスクパターンの第１列の部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光のずれ（継ぎムラ）を最小限に抑えることができる。なお、マスクＭ１の軌道とプレートＰ１の軌道のずれ（送り誤差）は、マスクＭ１とプレートＰ１の位置を制御している図示しないマスクステージレーザ干渉計及び図示しないプレートステージレーザ干渉計の限界精度により生じる。

ここで、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることにより、送り誤差により生じる継ぎムラを小さくすることができる理由について説明する。図８に示すようにマスクＭ１の軌道とプレートＰ１の軌道とのずれ（送り誤差）の角度がθである場合、図９（ａ）に示すようにマスクパターンＰＴの第１列の部分投影光学系ＰＭ１に対応する露光領域Ｅ１の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系ＰＭ２に対応する露光領域Ｅ２の継ぎ部での露光のずれ（継ぎムラ）は、図１０（ａ）の矢印Ｇで示される。ここで、図７に示すように第１列の部分投影光学系と第２列の部分投影光学系との走査方向における間隔が大きくなった場合、送り誤差の角度θが変化しないにもかかわらず、図９（ｂ）に示すようにマスクパターンＰＴの第１列の部分投影光学系に対応する露光領域Ｅ１´の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域Ｅ２´の継ぎ部での露光のずれは、図１０（ｂ）の矢印Ｇ´で示され、図１０（ａ）に示す継ぎムラＧよりも大きくなる。

また、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、第１列の複数の部分投影光学系の各光軸を含む平面と第２列の複数の部分投影光学系の各光軸を含む平面との走査方向における間隔Ｌ１が投影露光装置における最小線幅がｄ１であるとき、Ｌ１≦（ｄ１／３）／θの条件を満足している。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、マスクＭ１に形成された微細なパターンをプレートＰ１上に良好に露光することができる。

なお、この第１の実施の形態にかかる投影露光装置においては、第１列の複数の部分投影光学系及び第２列の部分投影光学系を備えているが、３列以上の複数の部分投影光学系を備えるようにしてもよい。この場合においては、各部分投影光学系同士の光軸が最も近い部分投影光学系同士の光軸同士の間隔が各部分投影光学系を構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さくなる。即ち、所定の列に属する部分投影光学系の光軸と所定の列と隣り合う列に属する複数の部分投影光学系の各光軸との間隔であって最も短いものは、所定の列に属する部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と所定の列と隣り合う列に属する部分投影光学系を構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも小さくなる。従って、各列の部分投影光学系の間隔を短くすることができるため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小に抑えることができ、マスクに形成された微細なパターンをプレート上に良好に露光することができる。

また、この第１の実施の形態においては、各部分投影光学系を構成するレンズのうちの４枚のレンズがＹ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されているが、各部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズであって、各部分投影光学系を構成する他のレンズより大型のレンズがＹ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されてもよい。この場合においても、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができ、送り誤差により生じる継ぎムラを小さくすることができる。

次に、図面を参照して、この発明の第２の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。図１１は、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。この第２の実施の形態においては、図１１に示すように、マスク（第１の基板）Ｍ２のパターンの一部を感光性基板としてのプレート（第２の基板）Ｐ２に対して部分的に投影する複数（この実施の形態においては５つ）の反射屈折型の部分投影光学系（ＰＭ６，ＰＭ８〜ＰＭ１０及び不図示の１つの部分投影光学系）からなる投影光学系ＰＬ２に対してマスクＭ２とプレートＰ２とを走査方向に同期移動させてマスクＭ２に形成されたパターン像をプレートＰ２上に走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置を例に挙げて説明する。

また、以下の説明においては、図１１中に示す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。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰ２に対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰ２に対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、この実施の形態ではプレートＰ２を移動させる方向（走査方向）をＸ軸方向に設定している。

この投影露光装置は、図１１に示すように、楕円鏡１２の第１焦点位置に配置されている超高圧水銀ランプからなる光源１４を備えている。光源１４から射出した光束は、楕円鏡１２により反射され、楕円鏡の第２焦点位置に集光する。楕円鏡１２の第２焦点位置またはその近傍には照明光学系ＩＬが備えるシャッタ１６（図１２参照）が配置されている。シャッタ１６を通過した光束は、リレー光学系１８を通過して、光ファイババンドル２０の入射端２０ａに入射する。光ファイババンドル２０は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、入射端２０ａと５つの射出端２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，２０ｅ，２０ｆを備えている。光ファイババンドル２０の入射端２０ａに入射した光束は、光ファイババンドル２０の内部を伝播することによりミキシングされて複数（この実施の形態においては５つ）に分割されて光ファイババンドル２０の５つの射出端２０ｂ〜２０ｆより射出し、複数（この実施の形態においては５つ）の照明光学ユニットＩＭ６，ＩＭ７，ＩＭ８，ＩＭ９，ＩＭ１０にそれぞれ入射する。

ここで、照明光学ユニットＩＭ６，ＩＭ８，ＩＭ１０は走査方向と直交する方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって第１列として配置されており、照明光学ユニットＩＭ７，ＩＭ９は走査方向と直交する方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって第２列として配置されている。また、第１列の照明光学ユニットＩＭ６，ＩＭ８，ＩＭ１０と第２列の照明光学ユニットＩＭ７，ＩＭ９は、Ｘ方向に所定間隔をもって配置されている。

図１２は、この投影露光装置の光源１４からマスクＭ２までの照明光学ユニットＩＭ６及びＩＭ７の概略構成を示す断面図である。図１２に示すように、光ファイババンドル２０の射出端２０ｂから射出した光束は、照明光学ユニットＩＭ６が備えるインプットレンズ２２ｂを通過する。図１３は、インプットレンズ２２ｂの構成を示す図である。図１３に示すように、プレートＰ２に投影されるパターンに対応する照明領域Ｉ１、その照明領域Ｉ１に対してマスクＭ２を照明する光束が通過する光束通過領域ＬＩ１がインプットレンズ２２ｂに内在する。インプットレンズ２２ｂは、図中矢印Ｄ４で示すＹ方向の最大径より図中矢印Ｄ５で示すＸ方向の最大径が短くなるように構成されている。即ち、インプットレンズ２２ｂは、図１４に示すように、Ｙ方向の最大径と同一の直径である円形状のレンズ２２ｂ´の縁部の一部Ａ２が削除されている。

なお、インプットレンズ２２ｂの側面部Ｓ６、即ち、円形状のレンズ２２ｂ´の一部を削除した部分に反射防止処理を施しておくことが望ましい。例えば、インプットレンズ２２ｂの側面部Ｓ６に入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する。インプットレンズ２２ｂの側面部Ｓ６に反射防止処理を施すことによりインプットレンズ２２ｂの側面部Ｓ６により反射された散乱光等による露光への悪影響を防止することができる。

また、インプットレンズ２２ｂは、第１の実施の形態にかかる部分投影光学系ＰＭ１が備えるレンズＬ１３ｂと同様に、インプットレンズ２２ｂの側面部Ｓ６側の外縁の中間点と、インプットレンズ２２ｂの外縁の２点を金物等で固定することにより図示しない鏡筒に支持されている。また、インプットレンズ２２ｂの側面部Ｓ６にインプットレンズ２２ｂを支持するための金物座を設けてもよく、インプットレンズ２２ｂの側面部Ｓ６以外の外縁にインプットレンズ２２ｂを支持するための金物座を設けてもよい。

インプットレンズ２２ｂを通過した光束は、フライアイインテグレータ２４ｂ、σ絞り２６ｂを介して、メインコンデンサレンズ２８ｂ，３０ｂを通過する。ここで、メインコンデンサレンズを構成するコンデンサレンズ３０ｂは、インプットレンズ２２ｂの形状と同様の加工を施している。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ２２ｂと同様に、コンデンサレンズ３０ｂの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

なお、インプットレンズ２２ｂ，コンデンサレンズ３０ｂのＹ方向（走査方向と直交する方向）の最大径は、照明光学ユニットＩＭ６を構成する他のレンズのＹ方向の最大径よりも長くなっている。即ち、インプットレンズ２２ｂ，コンデンサレンズ３０ｂは、照明光学ユニットＩＭ６を構成する他のレンズより大型のレンズである。

メインコンデンサレンズ２８ｂ，３０ｂを通過した光束は、マスクＭ２の照明光学ユニットＩＭ６に対応する照明領域Ｉ１をほぼ均一に照明する。マスクＭ２の照明光学ユニットＩＭ６に対応する照明領域Ｉ１からの光は、図１１に示すように、各照明領域に対応するように配列されている５つの部分投影光学系ＰＭ６〜ＰＭ１０のうち、部分投影光学系ＰＭ６に入射する。

ここで、部分投影光学系ＰＭ６，ＰＭ８，ＰＭ１０はＸ方向（走査方向）と直交する方向（Ｙ方向）に所定間隔をもって第１列として配置され、部分投影光学系ＰＭ７，ＰＭ９はＹ方向に所定間隔をもって第２列として配置されている。また、第１列の部分投影光学系ＰＭ６，ＰＭ８，ＰＭ１０と第２列の部分投影光学系ＰＭ９と図示しない部分投影光学系は、Ｘ方向に所定間隔をもって配置されている。

部分投影光学系ＰＭ６は、マスクＭ２の照明光学ユニットＩＭ６に対応する照明領域Ｉ１に形成されているパターンの像をプレートＰ２上に投影する。部分投影光学系ＰＭ６を通過した光は、プレートＰ２上にマスクＭ２のパターンの像を形成する。このときの像は、正立正像である。

また、光ファイババンドル２０の射出端２０ｃから射出した光束は、図１２に示すように、第２列の照明光学ユニットＩＭ７が備えるインプットレンズ２２ｃを通過する。インプットレンズ２２ｃは、照明光学ユニットＩＭ６が備えるインプットレンズ２２ｂの形状と同一の形状を有している。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ２２ｂと同様に、インプットレンズ２２ｃの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

ここで、インプットレンズ２２ｂの側面部Ｓ６がインプットレンズ２２ｂの中心を含むＹＺ平面に対して＋Ｘ方向に位置しているのに対し、インプットレンズ２２ｃの側面部はインプットレンズ２２ｃの中心を含むＹＺ平面に対して−Ｘ方向に位置している。図１５は、インプットレンズ２２ｂ，インプットレンズ２２ｃ及び後述する照明光学ユニットＩＭ８が備えるインプットレンズ２２ｄの配置状態を示す図である。図１５に示すように、インプットレンズ２２ｂ（及びインプットレンズ２２ｄ）とインプットレンズ２２ｃは、走査方向（Ｘ方向）の最大径が走査方向と直交する方向（Ｙ方向）の最大径より短いため、照明光学ユニットＩＭ６（及び照明光学ユニットＩＭ８）と照明光学ユニットＩＭ７との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいてはマスクＭ２上の照明領域Ｉ１（及び照明領域Ｉ３）と照明領域Ｉ２との走査方向における間隔を短くすることができる。即ち、照明領域Ｉ１の中心Ｃ４（及び照明領域Ｉ３の中心Ｃ６）と照明領域Ｉ２の中心Ｃ５との間の距離Ｒ２は、インプットレンズ２２ｂの最大径Ｄ４の１／２（半径）とインプットレンズ２２ｃの最大径Ｄ６の１／２（半径）とを足し合わせた値よりも短くなる。

また、第１列の照明光学ユニットＩＭ６，ＰＭ８，ＰＭ１０の各光軸を含む平面と、第２列の照明光学ユニットＩＭ７，ＩＭ９の各光軸を含む平面とのＸ方向（走査方向）における間隔をＬ３とし、この実施の形態にかかる投影露光装置における最小線幅をｄ２としたとき、Ｌ３≦（ｄ２／３）／θ２の条件を満足している。但し、θ２は、この実施の形態に係る投影露光装置が備えるマスクＭ２とプレートＰ２の真直度を測定するレーザ干渉計（図示せず）の限界精度から定められるパラメータである。

インプットレンズ２２ｃを通過した光束は、フライアイインテグレータ２４ｃ、σ絞り２６ｃを介して、メインコンデンサレンズ２８ｃ，３０ｃを通過する。ここで、メインコンデンサレンズを構成するコンデンサレンズ３０ｃは、第１列の部分投影光学系ＰＭ６が備えるコンデンサレンズ３０ｂの形状と同一の形状を有している。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ２０ｃと同様に、コンデンサレンズ３０ｃの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。ここで、コンデンサレンズ３０ｂの縁部の一部が削除されている部分がコンデンサレンズ３０ｂの中心を含むＹＺ平面に対して＋Ｘ方向に位置しているのに対し、コンデンサレンズ３０ｃの縁部の一部が削除されている部分はコンデンサレンズ３０ｃの中心を含むＹＺ平面に対して−Ｘ方向に位置している。

なお、インプットレンズ２２ｃ，コンデンサレンズ３０ｃのＹ方向（走査方向と直交する方向）の最大径は、照明光学ユニットＩＭ７を構成する他のレンズのＹ方向の最大径よりも長くなっている。即ち、インプットレンズ２２ｃ，コンデンサレンズ３０ｃは、照明光学ユニットＩＭ７を構成する他のレンズより大型のレンズである。

メインコンデンサレンズ２８ｃ，３０ｃを通過した光束は、マスクＭ２の照明光学ユニットＩＭ７に対応する照明領域Ｉ２をほぼ均一に照明する。マスクＭ２の照明光学ユニットＩＭ７に対応する照明領域Ｉ２からの光は、図示しない部分投影光学系に入射し、プレートＰ２上に照明光学ユニットＩＭ７に対応する照明領域Ｉ２に形成されているパターンの像を形成する。このときの像は、正立正像である。

なお、照明光学ユニットＩＭ８〜ＩＭ１０を通過した光は、各照明光学ユニットＩＭ８〜ＩＭ１０のそれぞれに設けられているインプットレンズ２２ｄ（照明光学ユニットＩＭ９及びＩＭ１０においては図示せず）、フライアイインテグレータ（図示せず）、σ絞り（図示せず）、メインコンデンサレンズ（図示せず）を通過する。各照明光学ユニットＩＭ８〜ＩＭ１０のそれぞれに設けられているメインコンデンサレンズを通過した光は、マスクＭ２の各照明光学ユニットＩＭ８〜ＩＭ１０に対応する各照明領域をほぼ均一に照明する。

ここで、第１列の照明光学ユニットＩＭ８及びＩＭ１０は第１列の照明光学ユニットＩＭ６の構成と同一の構成を有しており、第２列の照明光学ユニットＩＭ９は第２列の照明光学ユニットＩＭ７の構成と同一の構成を有している。マスクＭ２の各照明光学ユニットＩＭ８〜ＩＭ１０に対応する各照明領域からの光は、部分投影光学系ＰＭ８〜ＰＭ１０に入射し、プレートＰ２上に各照明光学ユニットＩＭ８〜ＩＭ１０に対応する各照明領域に形成されているパターンの像を形成する。

また、マスクＭ２はマスクホルダ（図示せず）にて固定されており、マスクステージ（第１のステージ、図示せず）に載置されている。また、マスクステージには、移動鏡ＭＩＦ２が設けられている。移動鏡ＭＩＦ２にはマスクステージレーザ干渉計（図示せず）から射出されるレーザ光が入射し、移動鏡ＭＩＦ２により反射されたレーザ光の干渉に基づいてマスクステージの位置は計測及び制御されている。また、プレートＰ２はプレートホルダ（図示せず）にて固定されており、プレートステージ（第２のステージ、図示せず）に載置されている。また、プレートステージには移動鏡ＰＩＦ２が設けられている。移動鏡ＰＩＦ２にはプレートステージレーザ干渉計（図示せず）から射出されるレーザ光が入射し、入射したレーザ光は移動鏡ＰＩＦ２により反射される。移動鏡ＰＩＦ２に入射し、移動鏡ＰＩＦ２により反射されたレーザ光の干渉に基づいてプレートステージの位置は計測及び制御されている。

この第２の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、図１５に示すように、照明光学系ＩＬが備える第１列の照明光学ユニットＩＭ６（ＩＭ８，ＩＭ１０）に対応した照明領域Ｉ１の中心Ｃ４と第２列の照明光学ユニットＩＭ７（ＰＭ９）に対応した照明領域Ｉ２の中心Ｃ５との距離Ｒ２が第１列の照明光学ユニットＩＭ６を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の照明光学ユニットＩＭ７を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短くなる。従って、第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとのＸ方向（走査方向）における間隔を短くすることができる。なお、図１３及び図１５においては、インプットレンズ２２ｂにおいて光束が通過する領域である光束通過領域ＬＩ１を示しており、インプットレンズ２２ｃ，２２ｄにおいてもインプットレンズ２２ｂと同様の光束通過領域があるが図示を省略している。

ここで、図１６は、従来の３つの照明光学ユニットのそれぞれが備えるレンズの配置状態を示す図である。第１列の照明光学ユニットが備えるインプットレンズ２２ｂ´は、この実施の形態にかかる第１列の照明光学ユニットＩＭ６を構成するレンズの内の最大径のレンズがインプットレンズ２２ｂであるとき、インプットレンズ２２ｂの最大径Ｄ４を直径とする円形状のレンズである。また、第２列の照明光学ユニットが備えるインプットレンズ２２ｃ´は、この実施の形態にかかる第２列の部分投影光学系ＩＭ７を構成するレンズの内の最大径のレンズがインプットレンズ２２ｃであるとき、インプットレンズ２２ｃの最大径Ｄ６を直径とする円形状のレンズである。図１６に示す第１列の照明光学ユニットに対応した照明領域Ｉ１´の中心Ｃ４´と第２列の照明光学ユニットに対応した照明領域Ｉ２´の中心Ｃ５´との距離Ｒ２´は、レンズ２２ｂ´の半径（最大径Ｄ４の１／２）とレンズ２２ｃ´の半径（最大径Ｄ５の１／２）とを足し合わせた値よりも長くなる。なお、図１６においては、インプットレンズ２２ｂ´において光束が通過する領域である光束通過領域ＬＩ１´を示しており、インプットレンズ２２ｃ´，２２ｄ´においてもインプットレンズ２２ｂ´と同様の光束通過領域があるが図示を省略している。

従って、この実施の形態にかかる第１列の照明光学ユニットＩＭ６と第２列の照明光学ユニットＩＭ７との走査方向における間隔Ｌ３は、図１６に示す第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとの走査方向における間隔Ｌ４よりもより短くなる。即ち、第１列の照明光学ユニットＩＭ６に対応する照明領域Ｉ１と第２列の照明光学ユニットＩＭ７に対応する照明領域Ｉ２との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系ＰＭ６に対応する露光領域と第２列の図示しない部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、マスクＭ２の軌道とプレートＰ２の軌道のずれ（送り誤差）により生じるマスクパターンの第１列の部分投影光学系ＰＭ６に対応する露光領域の継ぎ部での露光と第２列の図示しない部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光のずれ（継ぎムラ）を最小限に抑えることができる。

また、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、第１列の複数の照明光学ユニットの各光軸を含む平面と第２列の複数の照明光学ユニットの各光軸を含む平面との走査方向における間隔Ｌ３が投影露光装置における最小線幅がｄ２であるとき、Ｌ３≦（ｄ２／３）／θ２の条件を満足している。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、マスクＭ２に形成された微細なパターンをプレートＰ２上に良好に露光することができる。

なお、この第２の実施の形態にかかる投影露光装置においては、第１列の複数の照明光学ユニット及び第２列の複数の照明光学ユニットを備えているが、３列以上の複数の照明光学ユニットを備えるようにしてもよい。この場合においては、各照明光学ユニット同士の光軸が最も近い照明光学ユニット同士の光軸同士の間隔が各照明光学ユニットを構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さくなる。即ち、所定の列に属する照明光学ユニットの光軸と所定の列と隣り合う列に属する複数の照明光学ユニットの各光軸との間隔であって最も短いものは、所定の列に属する照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と所定の列と隣り合う列に属する照明光学ユニットを構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも小さくなる。従って、各列の照明光学ユニットの間隔を短くすることができ、ひいては各照明光学ユニットに対応して設けられている部分投影光学系同士の間隔を短くすることができるため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小に抑えることができ、マスクに形成された微細なパターンをプレート上に良好に露光することができる。

また、この第２の実施の形態においては、各照明光学ユニットを構成するレンズのうちのインプットレンズ及びコンデンサレンズがＹ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されているが、各照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズであって、各照明光学ユニットを構成する他のレンズより大型のレンズがＹ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されてもよい。この場合においても、第１列の照明光学ユニットに対応する照明領域と第２列の照明光学ユニットに対応する照明領域との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを小さくすることができる。

次に、図面を参照して、この発明の第３の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。なお、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第２の実施の形態にかかる投影露光装置を構成する照明光学ユニットＩＭ６〜ＩＭ１０に設けられているインプットレンズを図１７に示すインプットレンズと同一の形状を有するインプットレンズに変更したものである。また、照明光学ユニットＩＭ６〜ＩＭ１０に設けられているメインコンデンサレンズを構成する１つのコンデンサレンズを図１７に示すインプットレンズと同様の加工を施したコンデンサレンズに変更したものである。従って、第３の実施の形態の説明においては、第２の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。なお、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第２の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第２の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。

第２の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６が備えるインプットレンズ２２ｂに代えて、この第３の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６は、インプットレンズ３２ｂを備えている。図１７は、照明光学ユニットＩＭ６が備えるインプットレンズ３２ｂの構成を示す図である。インプットレンズ３２ｂは、走査方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をもった傾斜形状を有している。即ち、走査方向に対して所定の角度を有する側面部Ｓ１０及び側面部Ｓ１１からなる傾斜形状を有している。また、インプットレンズ３２ｂは、図１８に示すように、Ｘ方向の最大径Ｄ７と同一の直径である円形状のレンズ３２ｂ´の縁部の一部Ａ３及びＡ４が削除されることにより形成されている。

なお、インプットレンズ３２ｂの側面部Ｓ１０及びＳ１１には、反射防止処理を施しておくことが望ましい。例えば、インプットレンズ３２ｂの側面部Ｓ１０及びＳ１１に入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する。インプットレンズ３２ｂの側面部Ｓ１０及びＳ１１に反射防止処理を施すことによりインプットレンズ３２ｂの側面部Ｓ１０及びＳ１１により反射された散乱光等による露光への悪影響を防止することができる。

また、第２の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６が備えるコンデンサレンズ３０ｂに代えて、この第３の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６は、図１７で示すインプットレンズ３２ｂの形状と同様の加工を施したコンデンサレンズを備えている。即ち、走査方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をもった傾斜形状を有しており、Ｘ方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するように縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ３２ｂと同様に、コンデンサレンズの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

なお、照明光学ユニットＩＭ６が備えるインプットレンズ３２ｂ及びコンデンサレンズのＹ方向の最大径は、照明光学ユニットＩＭ６を構成する他のレンズのＹ方向の最大径よりも長くなっている。即ち、インプットレンズ３２ｂ及びコンデンサレンズは、照明光学ユニットＩＭ６を構成する他のレンズより大型のレンズである。

また、照明光学ユニットＩＭ７が備えるインプットレンズ３２ｃ（図１９参照）は、インプットレンズ３２ｂの形状と同一の形状を有している。即ち、インプットレンズ３２ｃは、走査方向に対して所定の角度を有する側面部Ｓ１２及び側面部Ｓ１３（図１９参照）からなる傾斜形状を有している。また、Ｘ方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するように縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ３２ｂと同様に、インプットレンズ３２ｃの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

ここで、インプットレンズ３２ｂの側面部Ｓ１０及びＳ１１により形成される鋭角部がインプットレンズ３２ｂの中心を含むＹＺ平面に対して＋Ｘ方向に位置しているのに対し、インプットレンズ３２ｃの側面部Ｓ１２及びＳ１３（図１９参照）により形成される鋭角部は、インプットレンズ３２ｃの中心を含むＹＺ平面に対して−Ｘ方向に位置している。

図１９は、インプットレンズ３２ｂ，インプットレンズ３２ｃ及び照明光学ユニットＩＭ８が備えるインプットレンズ３２ｄの配置状態を示す図である。図１９に示すように、インプットレンズ３２ｂ（及びインプットレンズ３２ｄ）とインプットレンズ３２ｃは、走査方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をもった傾斜形状を有しているため、照明光学ユニットＩＭ６（及び照明光学ユニットＩＭ８）と照明光学ユニットＩＭ７との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいてはマスクＭ２上の照明領域Ｉ１（及び照明領域Ｉ３）と照明領域Ｉ２との走査方向における間隔を短くすることができる。即ち、照明領域Ｉ１の中心Ｃ４（または照明領域Ｉ３の中心Ｃ６）と照明領域Ｉ２の中心Ｃ５との距離Ｒ３は、インプットレンズ３２ｂの最大径Ｄ７の１／２（半径）とインプットレンズ３２ｃの最大径Ｄ８の１／２（半径）とを足し合わせた値よりも短くなる。なお、図１７及び図１９においては、インプットレンズ３２ｂにおいて光束が通過する領域である光束通過領域ＬＩ１を示しており、インプットレンズ３２ｃ，３２ｄにおいてもインプットレンズ３２ｂと同様の光束通過領域があるが図示を省略している。

また、第１列の照明光学ユニットＩＭ６，ＩＭ８，ＩＭ１０の各光軸を含む平面と、第２列の照明光学ユニットＩＭ７，ＩＭ９の各光軸を含む平面とのＸ方向（走査方向）における間隔をＬ５とし、この実施の形態にかかる投影露光装置における最小線幅をｄ３としたとき、Ｌ５≦（ｄ３／３）／θ２の条件を満足している。但し、θ２は、この実施の形態に係る投影露光装置が備えるマスクＭ２とプレートＰ２の真直度を測定するレーザ干渉計（図示せず）の限界精度から定められるパラメータである。

また、照明光学ユニットＩＭ７が備えるコンデンサレンズは、照明光学ユニットＩＭ６が備えるコンデンサレンズの形状と同一の形状を有している。即ち、走査方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をもった傾斜形状を有しており、Ｘ方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するように縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ３２ｃと同様に、コンデンサレンズの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。ここで、照明光学ユニットＩＭ６が備えるコンデンサレンズの縁部の一部が削除されている部分により形成される鋭角部が照明光学ユニットＩＭ６が備えるコンデンサレンズの中心を含むＹＺ平面に対して＋Ｘ方向に位置しているのに対し、照明光学ユニットＩＭ７が備えるコンデンサレンズの縁部の一部が削除されている部分により形成される鋭角部は、照明光学ユニットＩＭ７が備えるコンデンサレンズの中心を含むＹＺ平面に対して−Ｘ方向に位置している。

なお、照明光学ユニットＩＭ７が備えるインプットレンズ３２ｃ及びコンデンサレンズのＹ方向の最大径は、照明光学ユニットＩＭ７を構成する他のレンズのＹ方向の最大径よりも長くなっている。即ち、インプットレンズ３２ｃ及びコンデンサレンズは、照明光学ユニットＩＭ７を構成する他のレンズより大型のレンズである。

なお、第１列の照明光学ユニットＩＭ８，ＩＭ１０の構成は第１列の照明光学ユニットＩＭ６の構成と同一であり、第２列の照明光学ユニットＩＭ９の構成は第１列の照明光学ユニットＩＭ７の構成と同一である。

この第３の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、図１９に示すように、照明光学系ＩＬが備える第１列の照明光学ユニットＩＭ６（ＩＭ８，ＩＭ１０）に対応した照明領域Ｉ１の中心Ｃ４と第２列の照明光学ユニットＩＭ７（ＰＭ９）に対応した照明領域Ｉ２の中心Ｃ５との距離Ｒ３が第１列の照明光学ユニットＩＭ６を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の照明光学ユニットＩＭ７を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短くなる。従って、第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとのＸ方向（走査方向）における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系ＰＭ６に対応する露光領域と第２列の図示しない部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、マスクＭ２の軌道とプレートＰ２の軌道のずれ（送り誤差）により生じるマスクパターンの第１列の部分投影光学系ＰＭ６に対応する露光領域の継ぎ部での露光と第２列の図示しない部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光のずれ（継ぎムラ）を最小限に抑えることができる。

また、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、第１列の複数の照明光学ユニットの各光軸を含む平面と第２列の複数の照明光学ユニットの各光軸を含む平面との走査方向における間隔Ｌ５が投影露光装置における最小線幅がｄ３であるとき、Ｌ５≦（ｄ３／３）／θ２の条件を満足している。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、マスクＭ２に形成された微細なパターンをプレートＰ２上に良好に露光することができる。

なお、この第３の実施の形態にかかる投影露光装置においては、第１列の複数の照明光学ユニット及び第２列の複数の照明光学ユニットを備えているが、３列以上の複数の照明光学ユニットを備えるようにしてもよい。この場合においては、各照明光学ユニット同士の光軸が最も近い照明光学ユニット同士の光軸同士の間隔が各照明光学ユニットを構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さくなる。即ち、所定の列に属する照明光学ユニットの光軸と所定の列と隣り合う列に属する複数の照明光学ユニットの各光軸との間隔であって最も短いものは、所定の列に属する照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と所定の列と隣り合う列に属する照明光学ユニットを構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも小さくなる。従って、各列の照明光学ユニットの間隔を短くすることができ、ひいては各照明光学ユニットに対応して設けられている部分投影光学系同士の間隔を短くすることができるため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小に抑えることができ、マスクに形成された微細なパターンをプレート上に良好に露光することができる。

また、この第３の実施の形態においては、各照明光学ユニットを構成するレンズのうちのインプットレンズ及びコンデンサレンズが走査方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をもった傾斜形状を有しているが、各照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズであって、各照明光学ユニットを構成する他のレンズより大型のレンズがＸ方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するように構成されてもよい。この場合においても、第１列の照明光学ユニットに対応する照明領域と第２列の照明光学ユニットに対応する照明領域との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを小さくすることができる。

また、この第３の実施の形態においては、５つの反射屈折型の部分投影光学系からなる投影光学系を備えているが、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置が備える直筒型の部分投影光学系からなる投影光学系を備えるようにしてもよい。この場合には、各部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズであって、各部分投影光学系を構成する他のレンズより大型のレンズが、この第３の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６〜ＩＭ１０が備えるインプットレンズの形状と同様の形状を有するようにしてもよい。第１列の複数の部分投影光学系及び第２列の複数の部分投影光学系を備えている場合においては、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができ、送り誤差により生じる継ぎムラを小さくすることができる。

また、３列以上の複数の部分投影光学系を備えている場合においても、各部分投影光学系同士の光軸が最も近い部分投影光学系同士の光軸の間隔が各部分投影光学系を構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さくなる。即ち、所定の列に属する部分投影光学系の光軸と所定の列と隣り合う列に属する複数の部分投影光学系の各光軸との感覚であってもっとも短いものは、所定の列に属する部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と所定の列と隣り合う列に属する部分投影光学系を構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも小さくなる。従って、各列の部分投影光学系の間隔を短くすることができるため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小に抑えることができ、マスクに形成された微細なパターンをプレート上に良好に露光することができる。

次に、図面を参照して、この発明の第４の実施の形態にかかる投影露光装置について説明する。なお、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置の構成は、第２の実施の形態にかかる投影露光装置を構成する照明光学ユニットＩＭ６〜ＩＭ１０に設けられているインプットレンズを図２０に示すインプットレンズと同一の形状を有するインプットレンズに変更したものである。また、照明光学ユニットＩＭ６〜ＩＭ１０に設けられているメインコンデンサレンズを構成する１つのコンデンサレンズを図２０に示すインプットレンズと同様の加工を施したコンデンサレンズに変更したものである。従って、第４の実施の形態の説明においては、第２の実施の形態にかかる露光装置の構成と同一の構成の詳細な説明は省略する。なお、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置の説明においては、第２の実施の形態にかかる投影露光装置の構成と同一の構成には第２の実施の形態で用いたものと同一の符号を用いて説明を行う。

第２の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６が備えるインプットレンズ２２ｂに代えて、この第４の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６は、インプットレンズ４２ｂを備えている。図２０は、照明光学ユニットＩＭ６が備えるインプットレンズ４２ｂの構成を示す図である。図２０に示すように、インプットレンズ４２ｂは、図中矢印Ｄ９で示すＹ方向の最大径より図中矢印Ｄ１０で示すＸ方向の最大径が短くなるように構成されている。また、走査方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をもった傾斜形状を有している。即ち、走査方向に対して所定の角度を有する側面部Ｓ１４及びＳ１６からなる傾斜形状を有する。また、走査方向に対して直交する側面部Ｓ１５を有する。また、インプットレンズ４２ｂ側面部Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６は、インプットレンズ４２ｂの縁部の一部が削除されることにより形成されている。

なお、インプットレンズ４２ｂの側面部Ｓ１４，Ｓ１５及びＳ１６には、反射防止処理を施しておくことが望ましい。例えば、インプットレンズ４２ｂの側面部Ｓ１４，Ｓ１５及びＳ１６に入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する。インプットレンズ４２ｂの側面部Ｓ１４，Ｓ１５及びＳ１６に反射防止処理を施すことによりインプットレンズ４２ｂの側面部Ｓ１４，Ｓ１５及びＳ１６により反射された散乱光等による露光への悪影響を防止することができる。

また、第２の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６が備えるコンデンサレンズ３０ｂに代えて、この第４の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６は、図２０で示すインプットレンズ４２ｂの形状と同様の加工を施したコンデンサレンズを備えている。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｘ方向に対して所定の角度をもった側面部Ｓ１４，Ｓ１６により形成される傾斜形状及びＸ方向に対して直交する側面部Ｓ１５を有している。また、側面部Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６は、縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ４２ｂと同様に、コンデンサレンズの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

なお、照明光学ユニットＩＭ６が備えるインプットレンズ４２ｂ及びコンデンサレンズのＹ方向の最大径は、照明光学ユニットＩＭ６を構成する他のレンズのＹ方向の最大径よりも長くなっている。即ち、インプットレンズ４２ｂ及びコンデンサレンズは、照明光学ユニットＩＭ６を構成する他のレンズより大型のレンズである。

また、照明光学ユニットＩＭ７が備えるインプットレンズ４２ｃ（図２１参照）は、インプットレンズ４２ｂの形状と同一の形状を有している。即ち、インプットレンズ４２ｃは、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｘ方向に対して所定の角度をもった側面部Ｓ１７，Ｓ１９（図２１参照）により形成される傾斜形状及びＸ方向に対して直交する側面部Ｓ１８（図２１参照）を有している。また、側面部Ｓ１７，Ｓ１８，Ｓ１９は、縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ４２ｂと同様に、インプットレンズ４２ｃの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。

ここで、インプットレンズ４２ｂの側面部Ｓ１５がインプットレンズ３２ｂの中心を含むＹＺ平面に対して＋Ｘ方向に位置しているのに対し、インプットレンズ４２ｃの側面Ｓ１８は、インプットレンズ４２ｃの中心を含むＹＺ平面に対して−Ｘ方向に位置している。

図２１は、インプットレンズ４２ｂ，インプットレンズ４２ｃ及び照明光学ユニットＩＭ８が備えるインプットレンズ４２ｄの配置状態を示す図である。図２１に示すように、インプットレンズ４２ｂ（及びインプットレンズ４２ｄ）とインプットレンズ４２ｃは、走査方向（Ｘ方向）に対して所定の角度をもった傾斜形状を有しているため、照明光学ユニットＩＭ６（及び照明光学ユニットＩＭ８）と照明光学ユニットＩＭ７との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては照明領域Ｉ１（及び照明領域Ｉ３）と照明領域Ｉ２との走査方向における間隔を短くすることができる。即ち、照明領域Ｉ１の中心Ｃ４（または照明領域Ｉ３の中心Ｃ６）と照明領域Ｉ２の中心Ｃ５との距離Ｒ４は、インプットレンズ４２ｂの最大径Ｄ９の１／２（半径）とインプットレンズ４２ｃの最大径Ｄ１１の１／２（半径）とを足し合わせた値よりも短くなる。なお、図２０及び図２１においては、インプットレンズ４２ｂにおいて光束が通過する領域である光束通過領域ＬＩ１を示しており、インプットレンズ４２ｃ，４２ｄにおいてもインプットレンズ４２ｂと同様の光束通過領域があるが図示を省略している。

また、第１列の照明光学ユニットＩＭ６，ＩＭ８，ＩＭ１０の各光軸を含む平面と、第２列の照明光学ユニットＩＭ７，ＩＭ９の各光軸を含む平面とのＸ方向（走査方向）における間隔をＬ６とし、この実施の形態にかかる投影露光装置における最小線幅をｄ４としたとき、Ｌ６≦（ｄ４／３）／θ２の条件を満足している。但し、θ２は、この実施の形態に係る投影露光装置が備えるマスクＭ２とプレートＰ２の真直度を測定するレーザ干渉計（図示せず）の限界精度から定められるパラメータである。

また、照明光学ユニットＩＭ７が備えるコンデンサレンズは、照明光学ユニットＩＭ６が備えるコンデンサレンズの形状と同一の形状を有している。即ち、Ｙ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されており、Ｘ方向に対して所定の角度をもった側面部により形成される傾斜形状及びＸ方向に対して直交する側面部を有している。また、これら側面部は、縁部の一部が削除されている。また、インプットレンズ４２ｃと同様に、コンデンサレンズの削除されている縁部には、入射する光を吸収する黒色塗料を塗布する等の反射防止処理を施しておくことが望ましい。ここで、照明光学ユニットＩＭ６が備えるコンデンサレンズの縁部の一部が削除されている部分が照明光学ユニットＩＭ６が備えるコンデンサレンズの中心を含むＹＺ平面に対して＋Ｘ方向に位置しているのに対し、照明光学ユニットＩＭ７が備えるコンデンサレンズの縁部の一部が削除されている部分は、照明光学ユニットＩＭ７が備えるコンデンサレンズの中心を含むＹＺ平面に対して−Ｘ方向に位置している。

なお、照明光学ユニットＩＭ７が備えるインプットレンズ４２ｃ及びコンデンサレンズのＹ方向の最大径は、照明光学ユニットＩＭ７を構成する他のレンズのＹ方向の最大径よりも長くなっている。即ち、インプットレンズ４２ｃ及びコンデンサレンズは、照明光学ユニットＩＭ７を構成する他のレンズより大型のレンズである。

なお、第１列の照明光学ユニットＩＭ８，ＩＭ１０の構成は第１列の照明光学ユニットＩＭ６の構成と同一であり、第２列の照明光学ユニットＩＭ９の構成は第２列の照明光学ユニットＩＭ７の構成と同一である。

この第４の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、図２１に示すように、照明光学系ＩＬが備える第１列の照明光学ユニットＩＭ６（ＩＭ８，ＩＭ１０）に対応した照明領域Ｉ１の中心Ｃ４と第２列の照明光学ユニットＩＭ７（ＰＭ９）に対応した照明領域Ｉ２の中心Ｃ５との距離Ｒ４が第１列の照明光学ユニットＩＭ６を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と第２列の照明光学ユニットＩＭ７を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短くなる。従って、第１列の照明光学ユニットと第２列の照明光学ユニットとのＸ方向（走査方向）における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系ＰＭ６に対応する露光領域と第２列の図示しない部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、マスクＭ２の軌道とプレートＰ２の軌道のずれ（送り誤差）により生じるマスクパターンの第１列の部分投影光学系ＰＭ６に対応する露光領域の継ぎ部での露光と第２列の図示しない部分投影光学系に対応する露光領域の継ぎ部での露光のずれ（継ぎムラ）を最小限に抑えることができる。

また、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置によれば、第１列の複数の照明光学ユニットの各光軸を含む平面と第２列の複数の照明光学ユニットの各光軸を含む平面との走査方向における間隔Ｌ６が投影露光装置における最小線幅がｄ４であるとき、Ｌ６≦（ｄ４／３）／θ２の条件を満足している。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを最小限に抑えることができ、マスクＭ２に形成された微細なパターンをプレートＰ２上に良好に露光することができる。

なお、この第４の実施の形態にかかる投影露光装置においては、第１列の複数の照明光学ユニット及び第２列の複数の照明光学ユニットを備えているが、３列以上の複数の照明光学ユニットを備えるようにしてもよい。この場合においては、各照明光学ユニット同士の光軸が最も近い照明光学ユニット同士の光軸同士の間隔が各照明光学ユニットを構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さくなる。即ち、所定の列に属する照明光学ユニットの光軸と所定の列と隣り合う列に属する複数の照明光学ユニットの各光軸との間隔であって最も短いものは、所定の列に属する照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と所定の列と隣り合う列に属する照明光学ユニットを構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも小さくなる。従って、各列の照明光学ユニットの間隔を短くすることができ、ひいては各照明光学ユニットに対応して設けられている部分投影光学系同士の間隔を短くすることができるため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小に抑えることができ、マスクに形成された微細なパターンをプレート上に良好に露光することができる。

また、この第４の実施の形態においては、各照明光学ユニットを構成するレンズのうちのインプットレンズ及びコンデンサレンズがＹ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されているが、各照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズであって、各照明光学ユニットを構成する他のレンズより大型のレンズがＹ方向の最大径よりＸ方向の最大径が短くなるように構成されてもよい。この場合においても、第１列の照明光学ユニットに対応する照明領域と第２列の照明光学ユニットに対応する照明領域との走査方向における間隔を短くすることができ、ひいては第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができる。従って、送り誤差により生じる継ぎムラを小さくすることができる。

また、この第４の実施の形態においては、５つの反射屈折型の部分投影光学系からなる投影光学系を備えているが、この発明の第１の実施の形態にかかる投影露光装置が備える直筒型の部分投影光学系からなる投影光学系を備えるようにしてもよい。この場合には、各部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズであって、各部分投影光学系を構成する他のレンズより大型のレンズが、この第４の実施の形態にかかる照明光学ユニットＩＭ６〜ＩＭ１０が備えるインプットレンズの形状と同様の形状を有するようにしてもよい。第１列の複数の部分投影光学系及び第２列の複数の部分投影光学系を備えている場合においては、第１列の部分投影光学系に対応する露光領域と第２列の部分投影光学系に対応する露光領域との走査方向における間隔を短くすることができ、送り誤差により生じる継ぎムラを小さくすることができる。

また、３列以上の複数の部分投影光学系を備えている場合においても、各部分投影光学系同士の光軸が最も近い部分投影光学系同士の光軸の間隔が各部分投影光学系を構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さくなる。即ち、所定の列に属する部分投影光学系の光軸と所定の列と隣り合う列に属する複数の部分投影光学系の各光軸との感覚であってもっとも短いものは、所定の列に属する部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と所定の列と隣り合う列に属する部分投影光学系を構成するレンズのうちの最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも小さくなる。従って、各列の部分投影光学系の間隔を短くすることができるため、送り誤差により生じる継ぎムラを最小に抑えることができ、マスクに形成された微細なパターンをプレート上に良好に露光することができる。

なお、この上述の各実施の形態にかかる投影露光装置においては、１つの光源を用いているが、各照明領域に応じてそれぞれ１つまたは複数の光源を有するようにしてもよい。また、複数の光源を有し、その複数の光源からの光束をランダム性の良い光ファイバ等のライトガイドファイバにより各照明領域に分割するようにしてもよい。

上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学装置によってレチクル（マスク）を照明し（照明工程）、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（プレート）に転写する（転写工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて感光性基板としてのウエハ等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図２２のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図２２のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、そのｌロットのウエハ上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて、マスク上のパターンの像がその投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエハ上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエハ上の各ショット領域に形成される。

その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて露光を行っているため、マスクパターンの第１列の部分投影光学系に対応した露光領域の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系に対応した露光領域の継ぎ部での露光のずれを減少することができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。

また、上述の実施の形態にかかる投影露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図２３のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。図２３において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。

次に、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２では、Ｒ（Red）、Ｇ（Green）、Ｂ（Blue）に対応した３つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、またはＲ、Ｇ、Ｂの３本のストライプのフィルタの組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程Ｓ４０２の後に、セル組み立て工程Ｓ４０３が実行される。セル組み立て工程Ｓ４０３では、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。セル組み立て工程Ｓ４０３では、例えば、パターン形成工程Ｓ４０１にて得られた所定パターンを有する基板とカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタとの間に液晶を注入して、液晶パネル（液晶セル）を製造する。

その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる投影露光装置を用いて露光を行っているため、マスクパターンの第１列の部分投影光学系に対応した露光領域の継ぎ部での露光と第２列の部分投影光学系に対応した露光領域の継ぎ部での露光のずれを減少することができ、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスを精度良く得ることができる。

第１の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す斜視図である。 第１の実施の形態にかかるマスクからプレートまでの部分投影光学系の概略構成を示す断面図である。 第１の実施の形態にかかる部分投影光学系が備えるレンズの構成を示す図である。 第１の実施の形態にかかる部分投影光学系が備えるレンズの構成を説明するための図である。 第１の実施の形態にかかる部分投影光学系が備えるレンズを鏡筒に支持する構造を説明するための図である。 第１の実施の形態にかかる３つの部分投影光学系のそれぞれが備えるレンズの配置状態を示す図である。 従来の投影露光装置の３つの部分投影光学系のそれぞれが備えるレンズの構成を示す図である。 第１の実施の形態にかかるマスクとプレートの位置関係を示す図である。 走査型投影露光装置における送り誤差と継ぎムラを説明するための図である。 走査型投影露光装置における送り誤差と継ぎムラを説明するための図である。 第２の実施の形態にかかる投影露光装置の概略構成を示す斜視図である。 第２の実施の形態にかかる光源からマスクまでの照明光学ユニットの概略構成を示す断面図である。 第２の実施の形態にかかる照明光学ユニットが備えるインプットレンズの構成を示す図である。 第２の実施の形態にかかる照明光学ユニットが備えるインプットレンズの構成を説明するための図である。 第２の実施の形態にかかる３つの照明光学ユニットのそれぞれが備えるインプットレンズの配置状態を示す図である。 従来の投影露光装置の３つの照明光学ユニットのそれぞれが備えるインプットレンズの配置状態を示す図である。 第３の実施の形態にかかる照明光学ユニットが備えるインプットレンズの構成を示す図である。 第３の実施の形態にかかる照明光学ユニットが備えるインプットレンズの構成を説明するための図である。 第３の実施の形態にかかる３つの照明光学ユニットのそれぞれが備えるインプットレンズの配置状態を示す図である。 第４の実施の形態にかかる照明光学ユニットが備えるインプットレンズの構成を示す図である。 第４の実施の形態にかかる３つの照明光学ユニットのそれぞれが備えるインプットレンズの配置状態を示す図である。 この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスを製造する方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子を製造する方法を示すフローチャートである。

符号の説明

２，１２…楕円鏡、４，１４…光源、６…反射鏡、８…リレー光学系、１０…光ファイババンドル、Ｌ１２ｂ〜Ｌ１８ｂ…レンズ、Ｌ１２ｃ〜Ｌ１８ｃ…レンズ、１６…シャッタ、２２ｂ〜２２ｃ，３２ｂ〜３２ｄ，４２ｂ〜４２ｄ…インプットレンズ、２４ｂ，２４ｃ…フライアイインテグレータ、２６ｂ，２６ｃ…σ絞り、２８ｂ，２８ｃ，３０ｂ，３０ｃ…メインコンデンサレンズ、ＩＬ…照明光学系、ＩＭ１〜ＩＭ１０…照明光学ユニット、Ｍ１，Ｍ２…マスク、ＰＬ１，ＰＬ２…投影光学系、ＰＭ１〜ＰＭ１０…部分投影光学系、Ｐ１，Ｐ２…プレート、ＭＩＦ１，ＭＩＦ２，ＰＩＦ１，ＰＩＦ２…移動鏡。

Claims (17)

1. 第１の基板を載置する第１のステージと第２の基板を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う投影露光装置であって、
   前記第１の基板のパターンの一部の像を前記第２の基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系を備え、
   前記部分投影光学系は、前記走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第１列として複数配置されると共に前記走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第２列として複数配置され、前記第１列の前記部分投影光学系に対応した露光領域の中心と前記第２列の前記部分投影光学系に対応した露光領域の中心との距離が前記第１列の前記部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と前記第２列の前記部分投影光学系を構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短いことを特徴とする投影露光装置。
2. 前記第１列または前記第２列の前記部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズは、前記走査方向と直交する方向の最大径より前記走査方向の最大径が短いレンズであることを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
3. 前記走査方向と直交する方向の最大径より前記走査方向の最大径が短いレンズは、該レンズの縁部の一部が削除されることにより形成されていることを特徴とする請求項２記載の投影露光装置。
4. 前記第１列または前記第２列の前記部分投影光学系を構成する少なくとも１枚のレンズは、前記走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するレンズであることを特徴とする請求項１記載の投影露光装置。
5. 前記走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するレンズは、該レンズの縁部の一部が削除されることにより形成されていることを特徴とする請求項４記載の投影露光装置。
6. 前記第１列または前記第２列の前記部分投影光学系を構成する前記少なくとも１枚のレンズの前記走査方向と直交する方向の最大径は、前記部分投影光学系を構成する他のレンズの前記走査方向と直交する方向の最大径よりも長いことを特徴とする請求項２乃至請求項５の何れか一項に記載の投影露光装置。
7. 前記第１列の複数の前記部分投影光学系の各光軸を含む平面と、前記第２列の複数の前記部分投影光学系の各光軸を含む平面との前記走査方向における間隔をＬとし、前記投影露光装置における最小線幅をｄとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の投影露光装置。
   Ｌ ≦ （ｄ／３）／θ
   但し、θは、前記投影露光装置が備える前記第２の基板に対する前記第１の基板の真直度を測定する干渉計の限界精度から定められるパラメータである。
8. 第１の基板を載置する第１のステージと第２の基板を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う投影露光装置であって、
   光源部から射出される光束により前記第１の基板を照明する照明光学系と、
   前記第１の基板のパターンの一部の像を前記第２の基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系と、
   を備え、
   前記照明光学系は、前記部分投影光学系のそれぞれに対応した複数の照明光学ユニットを備え、
   前記照明光学ユニットは、前記走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第１列として複数配置されると共に前記走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第２列として複数配置され、前記第１列の前記照明光学ユニットに対応した照明領域の中心と前記第２列の前記照明光学ユニットに対応した照明領域の中心との距離が前記第１列の前記照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径と前記第２列の前記照明光学ユニットを構成するレンズの内の最大径のレンズの半径とを足し合わせた値よりも短いことを特徴とする投影露光装置。
9. 前記第１列または前記第２列の前記照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズは、前記走査方向と直交する方向の最大径より前記走査方向の最大径が短いレンズであることを特徴とする請求項８記載の投影露光装置。
10. 前記走査方向と直交する方向の最大径より前記走査方向の最大径が短いレンズは、該レンズの縁部の一部が削除されることにより形成されていることを特徴とする請求項９記載の投影露光装置。
11. 前記第１列または前記第２列の前記照明光学ユニットを構成する少なくとも１枚のレンズは、前記走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するレンズであることを特徴とする請求項８記載の投影露光装置。
12. 前記走査方向に対して所定の角度をもった傾斜形状を有するレンズは、該レンズの縁部の一部が削除されることにより形成されていることを特徴とする請求項１１記載の投影露光装置。
13. 前記第１列または前記第２列の前記照明光学ユニットを構成する前記少なくとも１枚のレンズの前記走査方向と直交する方向の最大径は、前記照明光学ユニットを構成する他のレンズの前記走査方向と直交する方向の最大径よりも長いことを特徴とする請求項９乃至請求項１２の何れか一項に記載の投影露光装置。
14. 前記第１列の複数の前記照明光学ユニットの各光軸を含む平面と、前記第２列の複数の前記照明光学ユニットの各光軸を含む平面との前記走査方向における間隔をＬとし、前記投影露光装置における最小線幅をｄとしたとき、以下の条件を満足することを特徴とする請求項８乃至請求項１３の何れか一項に記載の投影露光装置。
    Ｌ ≦ （ｄ／３）／θ
    但し、θは、前記投影露光装置が備える前記第２の基板に対する前記第１の基板の真直度を測定する干渉計の限界精度から定められるパラメータである。
15. 第１の基板を載置する第１のステージと第２の基板を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う投影露光装置であって、
    前記第１の基板のパターンの一部の像を前記第２の基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系を備え、
    前記部分投影光学系は、前記部分投影光学系同士の光軸が最も近い前記部分投影光学系同士の前記光軸同士の間隔がそれぞれの前記部分投影光学系を構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さいことを特徴とする投影露光装置。
16. 第１の基板を載置する第１のステージと第２の基板を載置する第２のステージとを走査方向に同期移動させて走査露光を行う投影露光装置であって、
    光源部から射出される光束により前記第１の基板を照明する照明光学系と、
    前記第１の基板のパターンの一部の像を前記第２の基板上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系と、
    を備え、
    前記照明光学系は、前記部分投影光学系のそれぞれに対応した複数の照明光学ユニットを備え、
    前記照明光学ユニットは、前記照明光学ユニット同士の光軸が最も近い前記照明光学ユニット同士の前記光軸同士の間隔がそれぞれの前記照明光学ユニットを構成するレンズの内のそれぞれの最大径のレンズの半径を加えた値よりも小さいことを特徴とする投影露光装置。
17. 感光性基板上にマスクのパターンを転写する露光方法において、
    前記マスクを照明するための照明工程と、
    前記感光性基板上に前記マスクのパターンを転写する転写工程と、
    を含み、
    前記照明工程及び前記転写工程は、請求項１乃至請求項１６の何れか一項に記載の投影露光装置を用いて照明及び転写を行うことを特徴とする露光方法。

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