JP2007281169A - 投影光学系、露光装置及び露光方法、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スループットの低下を抑制し、多重露光するためのパターンの像を基板上に効率良く投影できる投影光学系を提供する。
【解決手段】投影光学系は、第１パターンＰＡ１を介した露光ビームに基づいて第１共役位置ＣＰ１を形成する第１光学系４１と、第２パターンＰＡ２を介した露光ビームに基づいて第２共役位置ＣＰ２を形成する第２光学系４２と、第１光学系からの露光ビームと第２光学系からの露光ビームとに基づいて、基板と第１、第２共役位置とを光学的に共役にする第３光学系４３と、第１光学系からの露光ビームと第２光学系からの露光ビームとを第３光学系に導入する導入光学系５０とを備え、第１パターンからの露光ビームに基づいて基板上に第１露光領域を形成するとともに、第２パターンからの露光ビームに基づいて基板上に第２露光領域を形成する。第１露光領域と第２露光領域の少なくとも一部とは基板上で重複する。
【選択図】図１

Description

本発明は、パターンの像を基板上に投影する投影光学系、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に関するものである。

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。
特開平１０−２１４７８３号公報

多重露光において、複数のマスクを用意して各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各照明条件毎に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。

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、多重露光するためのパターンの像を基板上に効率良く投影できる投影光学系、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を提供することを目的とする。

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。

本発明の第１の態様に従えば、所定のパターンの像を基板（Ｐ）上に投影する投影光学系において、第１パターン（ＰＡ１）を介した露光ビーム（ＥＬ１）に基づいて該第１パターン（ＰＡ１）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（４１）と、第２パターン（ＰＡ２）を介した露光ビーム（ＥＬ２）に基づいて該第２パターン（ＰＡ２）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（４２）と、第１光学系（４１）からの露光ビーム（ＥＬ１）と第２光学系（４２）からの露光ビーム（ＥＬ２）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ともに、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（４３）と、第１光学系（４１）と第３光学系（４３）との間の光路中であって、且つ第２光学系（４２）と第３光学系（４３）との間の光路中に配置されて、第１光学系（４１）からの露光ビーム（ＥＬ１）と第２光学系（４２）からの露光ビーム（ＥＬ２）とを第３光学系（４３）に導入する導入光学系（５０）とを備え、第１パターン（ＰＡ１）からの露光ビーム（ＥＬ１）に基づいて基板（Ｐ）上に第１露光領域（ＡＲ１）を形成するとともに、第２パターン（ＰＡ２）からの露光ビーム（ＥＬ２）に基づいて基板（Ｐ）上に第２露光領域（ＡＲ２）を形成し、第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）の少なくとも一部とは基板（Ｐ）上で重複する投影光学系（ＰＬ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、第１パターンを介した露光ビーム及び第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、多重露光するための第１パターンの像及び第２パターンの像を基板上に効率良く投影できる。

本発明の第２の態様に従えば、基板を露光する露光装置において、上記態様の投影光学系（ＰＬ）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（Ｓ）とを相対的に移動しつつ、投影光学系（ＰＬ）により第１露光領域（ＡＲ１）及び第２露光領域（ＡＲ２）のそれぞれに露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）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（ＥＬ１）で形成される第１パターン（ＰＡ１）の像と第２露光領域（ＡＲ２）に照射される露光光（ＥＬ２）で形成される、第１パターン（ＰＡ１）とは異なる第２パターン（ＰＡ２）の像とで基板（Ｐ）上の所定領域（Ｓ）を多重露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、上記態様の投影光学系を用いて基板を効率良く多重露光することができる。

本発明の第３の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いて基板（Ｐ）を露光する露光工程と、基板（Ｐ）を現像する現像工程とを含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第３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。

本発明の第４の態様に従えば、基板（Ｐ）を露光する露光方法において、上記態様の投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上の第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とのそれぞれに露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）を照射するとともに、基板（Ｐ）上の所定領域（Ｓ）が第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とを通過するように基板（Ｐ）を第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（ＥＬ１）で形成される第１パターン（ＰＡ１）の像と第２露光領域（ＡＲ２）に照射される露光光（ＥＬ２）で形成される、第１パターン（ＰＡ１）とは異なる第２パターン（ＰＡ２）の像とで基板（Ｐ）上の所定領域（Ｓ）を多重露光する露光方法が提供される。

本発明の第４の態様によれば、上記態様の投影光学系を用いて基板を効率良く多重露光することができる。

本発明の第５の態様に従えば、上記態様の露光方法を用いて基板（Ｐ）を露光する露光工程と、基板（Ｐ）を現像する現像工程とを含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第５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。

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。

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。

図１は本実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１を保持して移動可能な第１マスクステージ１と、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を保持して移動可能な第２マスクステージ２と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ４と、各ステージの位置情報を計測可能な計測システム３と、第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明する第１照明系ＩＬ１と、第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する第２照明系ＩＬ２と、第１露光光ＥＬ１で照明された第１パターンＰＡ１の像及び第２露光光ＥＬ２で照明された第２パターンＰＡ２の像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置５とを備えている。基板ステージ４は、投影光学系ＰＬの光射出側、すなわち投影光学系ＰＬの像面側で移動可能である。

なお、ここでいう基板は半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）を塗布したものを含み、マスクは基板上に縮小投影されるデバイスパターンが形成されたレチクルを含む。マスクは、ガラス板等の透明板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ものである。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。また、本実施形態においては、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とは異なるパターンである。

本実施形態の投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１に基づいて基板Ｐ上に第１露光領域ＡＲ１を形成するとともに、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２に基づいて基板Ｐ上に第２露光領域ＡＲ２を形成する。投影光学系ＰＬは、その光射出側、すなわちその像面側に、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを所定の位置関係で形成する。本実施形態においては、投影光学系ＰＬによって形成される第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の少なくとも一部とは、基板Ｐ上で重複する。

投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を第１露光領域ＡＲ１に照射して、その第１露光領域ＡＲ１に第１パターンＰＡ１の像を形成可能であり、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を第２露光領域ＡＲ２に照射して、その第２露光領域ＡＲ２に第２パターンＰＡ２の像を形成可能である。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１照明系ＩＬ１より射出され、第１パターンＰＡ１及び投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１によって、第１露光領域ＡＲ１に第１パターンＰＡ１の像を形成可能であり、第２照明系ＩＬ２より射出され、第２パターンＰＡ２及び投影光学系ＰＬを介して第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２によって、第２露光領域ＡＲ２に第２パターンＰＡ２の像を形成可能である。

そして、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光（二重露光）する。

また、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２と基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像を基板Ｐ上に投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。露光装置ＥＸは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２と基板Ｐ上のショット領域Ｓとを所定の走査方向に相対的に移動しつつ、投影光学系ＰＬにより第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２のそれぞれを照射することにより、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の像と第２露光領域ＡＲ２に形成される第２パターンＰＡ２の像とで基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光する。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Ｙ軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板ステージ４を用いて基板Ｐのショット領域Ｓを第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対してＹ軸方向に移動しつつ、基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光する。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、第１マスクＭ１をＹ軸方向に移動し、第２マスクＭ２をＺ軸方向に移動する。すなわち、本実施形態においては、第１マスクＭ１の走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、第２マスクＭ２の走査方向（同期移動方向）をＺ軸方向とする。

まず、第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２について説明する。第１照明系ＩＬ１は、第１マスクステージ１に保持された第１マスクＭ１上の第１照明領域ＩＡ１を均一な照度分布の第１露光光ＥＬ１で照明するものであり、第２照明系ＩＬ２は、第２マスクステージ２に保持された第２マスクＭ２上の第２照明領域ＩＡ２を均一な照度分布の第２露光光ＥＬ２で照明するものである。第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２のそれぞれから射出される第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２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）や、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２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、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２として、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

本実施形態の露光装置ＥＸは、第１照明系ＩＬ１に対応する第１光源装置と、第２照明系ＩＬ２に対応する第２光源装置とを有している。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、複数の光源装置（エキシマレーザ光源装置）を有している。また本実施形態においては、第１照明系ＩＬ１は、第１偏光状態の第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明し、第２照明系ＩＬ２は、第１偏光状態とは異なる第２偏光状態の第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する。より具体的には、本実施形態においては、第１照明系ＩＬ１は、Ｐ偏光成分（ＴＭ偏光成分）が主成分（例えば、Ｐ偏光成分が９０％以上）である第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１を照明し、第２照明系ＩＬ２は、Ｓ偏光成分（ＴＥ偏光成分）が主成分（例えば、Ｓ偏光成分が９０％以上）である第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２を照明する。

なお、１つの光源装置から射出された露光光を第１偏光状態の第１露光光ＥＬ１と第２偏光状態の第２露光光ＥＬ２とに分離し、それら第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とで第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とを照明するようにしてもよい。

次に、第１マスクステージ１について説明する。第１マスクステージ１は、リニアモータ等のアクチュエータを含む第１マスクステージ駆動装置１Ｄの駆動により、第１マスクＭ１を保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。第１マスクステージ１は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、第１マスクＭ１を保持する。第１マスクステージ１（ひいては第１マスクＭ１）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３１によって計測される。レーザ干渉計３１は、第１マスクステージ１上に設けられた反射面３１Ｋを用いて第１マスクステージ１の位置情報を計測する。制御装置５は、レーザ干渉計３１の計測結果に基づいて第１マスクステージ駆動装置１Ｄを駆動し、第１マスクステージ１に保持されている第１マスクＭ１の位置制御を行う。

次に、第２マスクステージ２について説明する。第２マスクステージ２は、リニアモータ等のアクチュエータを含む第２マスクステージ駆動装置２Ｄの駆動により、第２マスクＭ２を保持した状態で、Ｚ軸、Ｘ軸、及びθＹ方向に移動可能である。第２マスクステージ２は、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成面とＸＺ平面とがほぼ平行となるように、第２マスクＭ２を保持する。第２マスクステージ２（ひいては第２マスクＭ２）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３２によって計測される。レーザ干渉計３２は、第２マスクステージ２上に設けられた反射面３２Ｋを用いて第２マスクステージ２の位置情報を計測する。制御装置５は、レーザ干渉計３２の計測結果に基づいて第２マスクステージ駆動装置２Ｄを駆動し、第２マスクステージ２に保持されている第２マスクＭ２の位置制御を行う。

第１マスクステージ１は、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１を第１露光光ＥＬ１に対してＹ軸方向に移動可能である。また、第２マスクステージ２は、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を第２露光光ＥＬ２に対してＺ軸方向に移動可能である。制御装置５は、基板Ｐ上の一つのショット領域Ｓを露光するとき、第１マスクＭ１のうち、少なくとも第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成領域が第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１を通過するように、第１マスクステージ１を制御して第１マスクＭ１をＹ軸方向に移動する。また、制御装置５は、基板Ｐ上の一つのショット領域Ｓを露光するとき、第２マスクＭ２のうち、少なくとも第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成領域が、第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２を通過するように、第２マスクステージ２を制御して、第２マスクＭ２をＺ軸方向に移動する。

また、第１、第２マスクステージ１、２のそれぞれには、例えば特開平１１−４５８４６号公報に開示されているような、基準部材１Ｆ、２Ｆが設けられている。

次に、基板ステージ４について説明する。基板ステージ４は、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２が照射される第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を含む所定領域内で基板Ｐを保持して移動可能である。基板ステージ４は、基板Ｐを保持する基板ホルダ４Ｈを有している。基板ホルダ４Ｈは、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ４は、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、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。

基板ステージ４（基板Ｐ）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３４によって計測される。レーザ干渉計３４は、基板ステージ４に設けられた反射面３４Ｋ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５は、レーザ干渉計３４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。

基板ステージ４は、基板Ｐを第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対してＹ軸方向に移動可能である。制御装置５は、基板Ｐ上の一つのショット領域Ｓを露光するとき、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上の第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とのそれぞれに第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを照射するとともに、基板Ｐ上のショット領域Ｓが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを通過するように、基板ステージ４を制御して基板ＰをＹ軸方向に移動する。

次に、投影光学系ＰＬについて説明する。本実施形態の投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とが入射する導入光学系５０を有している。また、本実施形態の投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を導入光学系５０へ導く第１光学系４１と、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を導入光学系５０へ導く第２光学系４２と、導入光学系５０からの第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれへ導く第３光学系４３とを有している。導入光学系５０は、第１光学系４１と第３光学系４３との間の光路中であって、且つ第２光学系４２と第３光学系４３との間の光路中に配置されており、第１光学系４１からの第１露光光ＥＬ１と第２光学系４２からの第２露光光ＥＬ２とを第３光学系４３に導入する。投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を第１露光領域ＡＲ１に照射して、その第１露光領域ＡＲ１に第１パターンＰＡ１の像を形成し、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を第２露光領域ＡＲ２に照射して、その第２露光領域ＡＲ２に第２パターンＰＡ２の像を形成する。

第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２でパターン化された第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２のそれぞれは、第１、第２光学系４１、４２により、導入光学系５０に導かれる。本実施形態においては、第１光学系４１は第１パターンＰＡ１の中間像を形成し、第２光学系４２は第２パターンＰＡ２の中間像を形成する。すなわち、第１光学系４１は、第１パターンＰＡ１を介した第１露光光ＥＬ１に基づいて、第１パターンＰＡ１と光学的に共役な第１共役位置ＣＰ１を形成し、第２光学系４２は、第２パターンＰＡ２を介した第２露光光ＥＬ２に基づいて、第２パターンＰＡ２と光学的に共役な第２共役位置ＣＰ２を形成する。本実施形態においては、第１光学系４１が形成する第１共役位置ＣＰ１と第２光学系４２が形成する第２共役位置ＣＰ２とが同じ位置になるように、第１光学系４１と第２光学系４２とが所定の位置関係で配置されている。すなわち、本実施形態においては、第１共役位置ＣＰ１と第２共役位置ＣＰ２とは同じ位置である。

導入光学系５０は、第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２の近傍に配置された偏光ビームスプリッタを備えている。導入光学系５０の偏光ビームスプリッタは、第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２と第１、第２光学系４１、４２との間の光路中において、ＸＹ平面に対して斜めに配置されている。導入光学系５０には、第１パターンＰＡ１からの第１偏光状態の第１露光光ＥＬ１と、第２パターンＰＡ２からの第２偏光状態の第２露光光ＥＬ２とが入射し、偏光ビームスプリッタを含む導入光学系５０は、入射する第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを効率良く合成する。本実施形態においては、偏光ビームスプリッタとして、平板状偏光ビームスプリッタを用いている。なお、偏光ビームスプリッタとして、キューブ型偏光ビームスプリッタを用いてもよい。また、導入光学系５０は、ハーフミラーを備えていてもよい。

本実施形態においては、第１マスクＭ１（第１パターンＰＡ１）上での第１光学系４１の視野領域は、第１光学系４１の光軸ＡＸ１から偏心している。また、第２マスクＭ２（第２パターンＰＡ２）上での第２光学系４２の視野領域は、第２光学系４２の光軸ＡＸ２から偏心している。ここで、第１光学系４１の視野領域は、第１照明領域ＩＡ１と等しく、第２光学系４２の視野領域は、第２照明領域ＩＡ２と等しい。そして、導入光学系５０は、第１光学系４１の光軸ＡＸ１の＋Ｙ側の空間（光軸ＡＸ１をまたがない空間）であって、第２光学系４２の光軸ＡＸ２の＋Ｚ側の空間（光軸ＡＸ２をまたがない空間）に配置されている。

導入光学系５０、及び第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２を介した第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２は、第３光学系４３に入射する。第３光学系４３は、凹面鏡５１を含む反射屈折光学系である第１部分群４３１と、屈折光学系である第２部分群４３２とを有している。上述のように、本実施形態においては、第１光学系４１が形成する第１共役位置ＣＰ１と第２光学系４２が形成する第２共役位置ＣＰ２とは同じ位置に形成されており、導入光学系５０は、第１光学系４１からの第１露光光ＥＬ１と第２光学系４２からの第２露光光ＥＬ２とをほぼ重複させた状態で、第３光学系４３に導入する。すなわち、導入光学系５０を介した第１光学系４１からの第１露光光ＥＬ１と第２光学系４２からの第２露光光ＥＬ２とはほぼ同一の光路を辿って、第３光学系４３に導入される。このように、第１共役位置ＣＰ１と第２共役位置ＣＰ２とを導入光学系５０の近傍の同じ位置に形成し、導入光学系５０で第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを合成することにより、導入光学系５０の構成の簡素化を図ることができる。

第３光学系４３は、第１光学系４１からの導入光学系５０を介した第１露光光ＥＬ１及び第２光学系４２からの導入光学系５０を介した第２露光光ＥＬ２を、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれへ導くものであって、第１光学系４１からの第１露光光ＥＬ１と第２光学系４２からの第２露光光ＥＬ２とに基づいて、第１共役位置ＣＰ１及び第２共役位置ＣＰ２と光学的に共役な第３共役位置ＣＰ３を、第３光学系４３の光路中に形成する。第３光学系４３は、導入光学系５０と基板Ｐとの間の光路中、より具体的には導入光学系５０と第３共役位置ＣＰ３との間の光路中に配置され、凹面鏡５１を備える第１部分群４３１と、第１部分群４３１と基板Ｐとの間の光路中に配置される第２部分群４３２と、第１部分群４３１と第２部分群４３２との間の光路中に配置される光路折り曲げ鏡５２とを備えている。

第３光学系４３の第１部分群４３１は、その光軸ＡＸ３１上に配置された凹面鏡５１と、１以上の負レンズとを備えている。本実施形態においては、第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２は、第１部分群４３１の光軸ＡＸ３１から偏心している。具体的には、第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２は、第１部分群４３１の光軸ＡＸ３１の＋Ｚ側に形成されている。第３光学系４３の第１部分群４３１は、第１共役位置ＣＰ１及び第２共役位置ＣＰ２と光学的に共役な第３共役位置ＣＰ３を形成する。第３共役位置ＣＰ３は、第１、第２共役位置ＣＰ１、ＣＰ２に対して光軸ＡＸ３１の反対側、すなわち光軸ＡＸ３１の−Ｚ側に形成される。第１部分群４３１は、反射屈折結像光学系であり、凹面鏡５１によって全系のペッツバール和の補正を行い、且つ凹面鏡５１の近傍に配置された負レンズ（シャップマンレンズ）によって全系の色収差の補正を行う。

第３共役位置ＣＰ３の近傍には、ＹＺ平面内において第１部分群４３１の光路を折り曲げる光路折り曲げ鏡５２が配置されている。光路折り曲げ鏡５２は、第１部分群４３１と第２部分群４３２との間の光路中に配置されており、第１部分群４３１の光路をほぼ９０度折り曲げる。第１部分群４３１を介した第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２は、光路折り曲げ鏡５２によってその光路を折り曲げられ、第２部分群４３２へ導かれる。また、光路折り曲げ鏡５２は、導入光学系５０に対して光軸ＡＸ３１の反対側、すなわち光軸ＡＸ３１の−Ｚ側に配置されている。

第３光学系４３の第２部分群４３２は、その光軸ＡＸ３２に沿って配置された複数のレンズを備える屈折光学系であり、第３共役位置ＣＰ３と光学的に共役な位置を基板Ｐ上に形成する。第２部分群４３２を屈折光学系とすることで、投影光学系ＰＬは、高い像側開口数を得ることができる。第３光学系４３は、第１光学系４１からの第１露光光ＥＬ１に基づいて、基板Ｐと第３共役位置ＣＰ３及び第１共役位置ＣＰ１とを光学的に共役にするとともに、第２光学系４２からの第２露光光ＥＬ２に基づいて、基板Ｐと第３共役位置ＣＰ３及び第２共役位置ＣＰ２とを光学的に共役にする。そして、基板Ｐ上には、第１マスクＭ１（第１パターンＰＡ１）上での第１光学系４１の視野領域の像である第１露光領域ＡＲ１と、第２マスクＭ２（第２パターンＰＡ２）上での第２光学系４２の視野領域の像である第２露光領域ＡＲ２とが所定の位置関係で形成される。

また、本実施形態においては、基板Ｐ上において第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２は、第３光学系４３の第２部分群４３２の光軸ＡＸ３２から偏心した位置に形成される。本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２は、光軸ＡＸ３２の−Ｙ側に形成される。これにより、導入光学系５０のＹ軸方向の小型化を図ることができるとともに、像共役位置（第１〜第３共役位置ＣＰ１〜ＣＰ３）の近傍において、導入光学系５０と光路折り曲げ鏡５２とを近づけて配置することができる。したがって、スペースを効率的に利用でき、投影光学系ＰＬの小型化を図ることができる。

また、本実施形態においては、第１光学系４１の光軸ＡＸ１と、第２光学系４２の光軸ＡＸ２と、第３光学系４３の第１部分群４３１の光軸ＡＸ３１と、第３光学系４３の第２部分群４３２の光軸ＡＸ３２とは、同じ位置で交わっている。そして、第１光学系４１の光軸ＡＸ１と、第３光学系４３の第２部分群４３２の光軸ＡＸ３２とは互いに共軸であり、第２光学系４２の光軸ＡＸ２と、第３光学系４３の第１部分群４３１の光軸ＡＸ３１とは互いに共軸である。これにより、投影光学系ＰＬの製造、組み立て時の調整等を容易にすることができる。そして、本実施形態においては、第１光学系４１の光軸ＡＸ１と第２光学系４２の光軸ＡＸ２とが互いに直交しており、第３光学系４３の第１部分群４３１の光軸ＡＸ３１と第３光学系４３の第２部分群４３２の光軸ＡＸ３２とが互いに直交している。また、第１光学系４１の光軸ＡＸ１と、第３光学系４３の第２部分群４３２の光軸ＡＸ３２とはＺ軸と平行であり、第２光学系４２の光軸ＡＸ２と、第３光学系４３の第１部分群４３１の光軸ＡＸ３１とはＹ軸と平行である。なお、これら光軸は必ずしも直交する必要はなく、導入光学系５０の偏光分離面の偏向分離（合成）性能の角度特性や、光路折り曲げ鏡５２の反射性能の角度特性等に応じて適宜定めればよい。

また、本実施形態においては、第１光学系４１、第２光学系４２、及び第３光学系４３の第１部分群４３１は、ほぼ等倍（若干の拡大倍率及び若干の縮小倍率である場合を含む）であり、第３光学系４３の第２部分群４３２が、全系の縮小倍率の大半を担っている。本実施形態の投影光学系系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。

また、本実施形態においては、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレット等に開示されているような液浸法が適用されている。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、投影光学系ＰＬの像面に最も近い第１光学素子ＦＬ１と基板Ｐとの間に液体ＬＱを満たした状態で、基板Ｐ上に第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射する。本実施形態においては、液体ＬＱとして水（純水）を用いているが、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等であってもよい。

また、本実施形態においては、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、第１光学素子ＦＬ１の物体面側の光路空間も液体ＬＱで満たされる。すなわち、投影光学系ＰＬの複数の光学素子のうち、第１光学素子ＦＬ１と、第１光学素子ＦＬ１に次いで投影光学系ＰＬの像面に近い第２光学素子ＦＬ２との間も液体ＬＱで満たした状態で、基板Ｐ上に第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が照射される。

また、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のそれぞれに第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射することができる。露光条件は、基板Ｐに対する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射条件を含む。基板Ｐに対する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射条件は、例えば第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像などに応じてそれぞれ最適化される。上述のように、本実施形態においては、第１パターンＰＡ１は、第１照明系ＩＬ１によって第１偏光状態（Ｐ偏光状態）の第１露光光ＥＬ１で照明され、第２パターンＰＡ２は、第２照明系ＩＬ２によって第２偏光状態（Ｓ偏光状態）の第２露光光ＥＬ２で照明される。したがって、第１露光領域ＡＲ１には第１偏光状態の第１露光光ＥＬ１が照射され、第２露光領域ＡＲ２には第１偏光状態とは異なる第２偏光状態の第２露光光ＥＬ２が照射され、基板Ｐは、互いに異なる偏光状態の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２によって照射される。

また、本実施形態においては、第３光学系４３の第２部分群４３２において、投影光学系ＰＬの瞳面近傍には、開口絞りＡＳが配置されている。そして、第１光学系４１において、開口絞りＡＳと光学的に共役な位置には瞳面６１が存在し、第２光学系４２において、開口絞りＡＳと光学的に共役な位置にも瞳面６２が存在する。また、第３光学系４３の第１部分群４３１において、開口絞りＡＳと光学的に共役な位置近傍には、凹面鏡５１が配置される。そして、第１光学系４１の瞳面６１、及び第２光学系４２の瞳面６２のそれぞれに開口絞りを配置することができる。この場合、投影光学系ＰＬは、互いに異なる開口数条件で、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射することができる。これにより、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに形成されるパターンの目標解像度（目標露光精度）に応じた露光条件で、基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光することができる。また、これらの瞳面６１、６２に、瞳フィルタを配置することもできる。

図２は、基板Ｐ上のショット領域Ｓと第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２との位置関係を示す模式図である。図２に示すように、基板Ｐ上での第１露光光ＥＬ１による第１露光領域ＡＲ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されており、基板Ｐ上での第２露光光ＥＬ２による第２露光領域ＡＲ２も、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２はＸ軸方向を長手方向とする矩形状なので、第１〜第３共役位置ＣＰ１〜ＣＰ３の近傍での第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の断面形状は、Ｘ軸方向と長手方向とする形状となる。したがって、第１〜第３共役位置ＣＰ１〜ＣＰ３の近傍に配置される導入光学系５０のＹ軸方向の小型化を図ることができる。

そして、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、基板Ｐ上においてＹ軸方向（基板Ｐの走査方向）において重複している。本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、基板Ｐ上のＹ軸方向及びＸ軸方向のそれぞれにおいてほぼ同じ位置に形成されている。すなわち、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは基板Ｐ上においてほぼ完全に重複している。第１〜第３共役位置ＣＰ１〜ＣＰ３の近傍での第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２もほぼ完全に重複しているので、導入光学系５０のＹ軸方向の更なる小型化を図ることができる。また、投影光学系ＰＬを用いて、基板Ｐ上のショット領域ＳをＹ軸方向に移動しつつ露光する際のスループットの向上を図ることもできる。

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説明する。

第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２と、基板Ｐ上のショット領域Ｓとの位置関係の調整等、所定の処理が完了した後、制御装置５は、基板Ｐのショット領域Ｓに対する露光を開始する。

制御装置５は、第１マスクステージ１及び第２マスクステージ２による第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の各走査方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）への移動と、基板ステージ４による基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）への移動とを同期して行いつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明し、基板Ｐ上の第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２のそれぞれを照射して、基板Ｐのショット領域Ｓを多重露光する。

制御装置５は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する基板ＰのＹ軸方向への移動と、第１照明領域ＩＡ１に対する第１マスクＭ１のＹ軸方向への移動と、第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２のＺ軸方向への移動とを同期して行いつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに照射して、基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光する。

本実施形態においては、第１光学系４１、第３光学系４３の第１部分群４３１、及び第３光学系４３の第２部分群４３２で形成される系は、基板Ｐ上においてＹ軸方向に対応する方向において正の横倍率を有し、基板Ｐ上においてＸ軸方向に対応する方向において負の横倍率を有し、基板Ｐ上に正立裏像を形成する。また、第２光学系４２、第３光学系４３の第１部分群４３１、及び第３光学系４３の第２部分群４３２で形成される系は、基板Ｐ上においてＹ軸方向に対応する方向において正の横倍率を有し、基板Ｐ上においてＸ軸方向に対応する方向において正の横倍率を有し、基板Ｐ上に正立正像を形成する。

したがって、本実施形態においては、基板Ｐの露光中に、例えば第１マスクＭ１を保持する第１マスクステージ１が＋Ｙ方向に移動される場合、第２マスクＭ２を保持する第２マスクステージ２は＋Ｚ方向に移動され、基板Ｐを保持する基板ステージ４は＋Ｙ方向に移動される。

基板Ｐ上には、露光対象領域であるショット領域Ｓが複数設けられており、制御装置５は、基板Ｐの−Ｙ方向へのスキャン動作と＋Ｙ方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓを順次多重露光する。

本実施形態においては、１回のスキャン動作で、基板Ｐ上の１つのショット領域Ｓを第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで多重露光（二重露光）することができる。基板Ｐ上のショット領域Ｓの感光材層は、現像工程等を介さずに、第１露光領域ＡＲ１に照射された第１露光光ＥＬ１と、第２露光領域ＡＲ２に照射された第２露光光ＥＬ２とで多重露光（二重露光）される。

以上説明したように、投影光学系ＰＬにより第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射するとともに、基板Ｐ上のショット領域Ｓが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを通過するように基板ＰをＹ軸方向に移動することで、１回のスキャン動作で、基板Ｐのショット領域Ｓを効率良く多重露光することができる。

また、本実施形態によれば、第１パターンＰＡ１を介した第１露光光ＥＬ１及び第２パターンＰＡ２を介した第２露光光ＥＬ２のそれぞれを基板Ｐ上に照射するための投影光学系ＰＬを小型化することができる。本実施形態においては、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とを合成する合成光学系として機能する導入光学系５０は、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２（第１、第２マスクＭ１、Ｍ２）から離れた位置に配置されており、パターン側（マスク側）の作動距離を確保することができる。特に、投影光学系ＰＬの像側開口数を大きくする場合、物体側開口数（パターン側開口数）も大きくなる可能性が高く、導入光学系５０をパターン近傍に配置した場合、パターン側の光学素子（光学系）の径を大きくしないと、物体側開口数を大きくすることが困難となる可能性がある。本実施形態においては、投影光学系ＰＬの大型化を抑えつつ、所望の開口数を得ることができる。

また、本実施形態においては、第３光学系４３は、第１共役位置ＣＰ１及び第２共役位置ＣＰ２と光学的に共役な第３共役位置ＣＰ３を、第３光学系４３の光路中に形成しており、パターンの像を少なくとも２回結像する。導入光学系５０で第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを合成した後での収差補正の機会を増やすことで、パターン側の光学系、すなわち第１、第２光学系４１、４２の構成の簡素化を図ることができる。第１光学系４１と第２光学系４２とはほぼ同等の構成を有しており、それら２つの光学系４１、４２それぞれの構成を簡素化することで、投影光学系ＰＬ全体の大幅な簡素化を図ることができる。なお、第３光学系４３によって、パターンの像を３回以上の任意の回数結像してもよい。

また、第３光学系４３の第１部分群４３１は凹面鏡５１を備えており、その凹面鏡５１によって全系のペッツバール和の補正を行うことができる。これにより、パターン側の光学系、すなわち第１、第２光学系４１、４２を屈折光学系で構成することができる。第１、第２光学系４１、４２を屈折光学系とすることで、第１、第２光学系４１、４２内で光路分離を行う必要が無くなり、第１、第２光学系４１、４２の構成の簡素化を図ることができる。そして、像共役位置（第１〜第３共役位置ＣＰ１〜ＣＰ３）の近傍に配置された光路折り曲げ鏡５２によって、凹面鏡５１前後での光路分離を行うことができる。

なお、本実施形態において、導入光学系５０の偏光分離面は、第３光学系４３（４３１、４３２）側に設けられることが好ましい。また、偏光ビームスプリッタとして、平板状偏光ビームスプリッタを用いる場合には、その平板状偏光ビームスプリッタと第２光学系４２（導入光学系５０を透過する露光光を供給する側の光学系）との間の光路中に、平板状偏光ビームスプリッタの基板の厚みとほぼ同じ厚みを有する平行平面板を、その平板状偏光ビームスプリッタと直交するように配置することが好ましい。これにより、光路中に斜めに配置された平板状偏光ビームスプリッタの基板により発生する収差（特に非点収差、コマ収差等）を容易に補正することができる。なお、上述の収差を補正するための平行平面板を配置しない場合には、第２光学系４２（導入光学系５０を透過する露光光を供給する側の光学系）中の少なくとも一部の光学素子を、光軸に対して直交方向にシフトさせる、あるいは光軸に対して傾けることによって、光路中に斜めに配置された平板状偏光ビームスプリッタの基板によって発生する収差を補正することが可能である。

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とはＹ軸方向（基板Ｐの走査方向）において、ほぼ完全に重複した位置に形成されているが、用途によっては、一部だけ重複した状態であってもよい。

なお、上述の実施形態においては、第１，第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２として、第１、第偏光状態の光を用い、導入光学系５０は偏光ビームスプリッタを有しているが、導入光学系５０はハーフミラー等の振幅分離型のビームスプリッタを備えてもよい。また、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２として、無偏光状態（ランダム偏光状態）の光を用いてもよい。

また、上述の実施形態において、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Ｓ内の一部の領域だけが多重（二重）露光される。

また、上述の実施形態においては、ショット領域Ｓが第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を通過する間、第１露光領域ＡＲ１、第２露光領域ＡＲ２のそれぞれに第１露光光ＥＬ１、第２露光光ＥＬ２の照射が続けられるが、少なくとも一方の露光領域において、ショット領域Ｓが通過する間の一部の期間だけで露光光が照射されるようにしてもよい。すなわち、ショット領域Ｓ内の一部だけ多重（二重）露光するようにしてもよい。

なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板や、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスクまたはレチクルの原版（合成石英、シリコンウエハ）等が適用される。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報などに開示されているような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも適用できる。

更に、特開平１１−１３５４００号公報や特開２０００−１６４５０４号公報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基準マークが形成された基準部材や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。

また、上述の各実施形態のうち、露光光の光路を液体で満たす実施形態においては、投影光学系ＰＬ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、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。

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、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。

以上のように、本願実施形態の露光装置ＥＸは、本願特許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。

半導体デバイス等のマイクロデバイスは、図３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露光する露光工程及びその露光された基板を現像する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、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

本実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 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。 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。

符号の説明

１…第１マスクステージ、２…第２マスクステージ、４…基板ステージ、５…制御装置、４１…第１光学系、４２…第２光学系、４３…第３光学系、５０…導入光学系、５１…凹面鏡、５２…光路折り曲げ鏡、４３１…第１部分群、４３２…第２部分群、ＡＲ１…第１露光領域、ＡＲ２…第２露光領域、ＣＰ１…第１共役位置、ＣＰ２…第２共役位置、ＣＰ３…第３共役位置、ＥＬ１…第１露光光、ＥＬ２…第２露光光、ＥＸ…露光装置、Ｍ１…第１マスク、Ｍ２…第２マスク、Ｐ…基板、ＰＡ１…第１パターン、ＰＡ２…第２パターン、ＰＬ…投影光学系、Ｓ…ショット領域

Claims (17)

1. 所定のパターンの像を基板上に投影する投影光学系において、
   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ともに、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光学系に導入する導入光学系とを備え、
   前記第１パターンからの前記露光ビームに基づいて前記基板上に第１露光領域を形成するとともに、前記第２パターンからの前記露光ビームに基づいて前記基板上に第２露光領域を形成し、
   前記第１露光領域と前記第２露光領域の少なくとも一部とは前記基板上で重複する投影光学系。
2. 前記第３光学系は、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、前記第１共役位置及び前記第２共役位置と光学的に共役な第３共役位置を前記第３光学系の光路中に形成する請求項１記載の投影光学系。
3. 前記第３光学系は、前記導入光学系と前記第３共役位置との間の光路中に配置されて、凹面鏡を備える第１部分群と、前記第１部分群と前記基板との間の光路中に配置される第２部分群と、前記第１部分群と前記第２部分群との間の光路中に配置される光路折り曲げ鏡とを備える請求項２記載の投影光学系。
4. 前記第１部分群は反射屈折光学系であり、前記第２部分群は屈折光学系である請求項３記載の投影光学系。
5. 前記第１光学系の第１光軸と前記第２光学系の第２光軸との一方と、前記第１部分群の第３光軸とは互いに共軸である請求項３又は４記載の投影光学系。
6. 前記導入光学系は、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、少なくとも一部分が重複した状態で前記第３光学系に導入する請求項１〜５のいいずれか一項記載の投影光学系。
7. 前記導入光学系は偏光ビームスプリッタを備える請求項６記載の投影光学系。
8. 前記導入光学系はハーフミラーを備える請求項６記載の投影光学系。
9. 前記第１露光領域と前記第２露光領域とは、前記基板上の第１方向においてほぼ同じ位置に形成される請求項１〜８のいずれか一項記載の投影光学系。
10. 前記第１露光領域は第２方向を長手方向とする形状であり、前記第２露光領域は前記第２方向を長手方向とする形状である請求項１〜９のいずれか一項記載の投影光学系。
11. 前記第１露光領域と前記第２露光領域とは、前記基板上において前記第２方向と直交する第１方向において重複している請求項１０記載の投影光学系。
12. 前記第３光学系は、前記導入光学系と前記基板との間の光路中に配置される第１部分群と、前記第１部分群と前記基板との間の光路中に配置される第２部分群と、前記第１部分群と前記第２部分群との間の光路中に配置される光路折り曲げ鏡とを備え、
    前記基板上において前記第１露光領域及び前記第２露光領域は前記第２部分群の光軸から偏心した位置に形成される請求項１０又は１１記載の投影光学系。
13. 基板を露光する露光装置において、
    請求項１〜請求項１２のいずれか一項記載の投影光学系と、
    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、前記投影光学系により前記第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パターンの像と前記第２露光領域に照射される露光光で形成される、前記第１パターンとは異なる第２パターンの像とで前記基板上の所定領域を多重露光する露光装置。
14. 前記投影光学系は、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１３記載の露光装置。
15. 請求項１３又は請求項１４記載の露光装置を用いて前記基板を露光する露光工程と、
    前記基板を現像する現像工程とを含むデバイス製造方法。
16. 基板を露光する露光方法において、
    請求項１〜請求項１２のいずれか一項記載の投影光学系を介して前記基板上の第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とともに、前記基板上の所定領域が前記第１露光領域と前記第２露光領域とを通過するように前記基板を第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パターンの像と前記第２露光領域に照射される露光光で形成される、前記第１パターンとは異なる第２パターンの像とで前記基板上の所定領域を多重露光する露光方法。
17. 請求項１６記載の露光方法を用いて前記基板を露光する露光工程と、
    前記基板を現像する現像工程とを含むデバイス製造方法。
    

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