JP2011090197A - パターン形成方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に形成されるパターンの不均一性を抑制できるパターン形成方法を提供する。
【解決手段】パターン形成方法は、投影光学系の像面に対して第１、第２基板を第１、第２位置に配置して積算露光量が第１値になるように第１、第２基板を露光することと、像面に対して第３、第４基板を第１、第２位置に配置して積算露光量が第２値になるように第３、第４基板を露光することと、像面に対して第５、第６基板を第１、第２位置に配置して積算露光量が第１値になるように第５基板を露光することと、第１乃至第４基板を第１時間で現像して第１乃至第４パターンを形成することと、第５、第６基板を第２時間で現像して第５、第６パターンを形成することと、第１乃至第６パターンに基づいて露光条件及び現像条件を決定することと、その露光条件で第７基板を露光することと、その現像条件で第７基板を現像することと、を含む。
【選択図】図２１

Description

本発明は、パターン形成方法、及びデバイス製造方法に関する。

フラットパネルディスプレイ等の電子デバイスの製造工程において、例えば下記特許文献に開示されているような、投影光学系からの露光光で感光性の基板に露光光を照射して、その基板にパターンの像を形成する露光装置が使用される。

特開２００３−１５１８８０号公報

露光装置において、投影光学系の像面に対して基板の表面（露光面）が所期の位置に配置されない状態でその基板の露光が実行された場合、例えば基板に形成されるパターンの寸法が目標値に対してずれてしまう等、基板に形成されるパターンが不均一になる可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。

本発明の態様は、基板に形成されるパターンの不均一性を抑制できるパターン形成方法を提供することを目的とする。また本発明の態様は、不良デバイスの発生を抑制できるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に従えば、投影光学系からの露光光で感光性の基板に露光光を照射して基板にパターンを形成するパターン形成方法であって、投影光学系の像面に対して第１基板の露光面を第１位置に配置して、投影光学系の投影領域における積算露光量が第１値になるように、投影領域に照射された露光光により第１基板を露光することと、像面に対して第２基板の露光面を第１位置と異なる第２位置に配置して、投影領域における積算露光量が第１値になるように、投影領域に照射された露光光により第２基板を露光することと、像面に対して第３基板を第１位置に配置して、投影領域における積算露光量が第１値と異なる第２値になるように、投影領域に照射された露光光により第３基板を露光することと、像面に対して第４基板を第２位置に配置して、投影領域における積算露光量が第２値になるように、投影領域に照射された露光光により第４基板を露光することと、像面に対して第５基板を第１位置に配置して、投影領域における積算露光量が第１値になるように、投影領域に照射された露光光により第５基板を露光することと、像面に対して第６基板を第２位置に配置して、投影領域における積算露光量が第１値になるように、投影領域に照射された露光光により第６基板を露光することと、第１基板を第１時間で現像して、第１基板に第１パターンを形成することと、第２基板を第１時間で現像して、第２基板に第２パターンを形成することと、第３基板を第１時間で現像して、第３基板に第３パターンを形成することと、第４基板を第１時間で現像して、第４基板に第４パターンを形成することと、第５基板を第１時間と異なる第２時間で現像して、第５基板に第５パターンを形成することと、第６基板を第２時間で現像して、第６基板に第６パターンを形成することと、第１乃至第６パターンに基づいて、所定パターンに対応する露光条件及び現像条件を決定することと、所定パターンに対応する露光条件で、投影領域に照射された露光光により第７基板を露光することと、所定パターンに対応する現像条件で、第７基板を現像することと、を含むパターン形成方法が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様のパターン形成方法を用いて基板にパターンを形成することと、パターンが形成された基板を加工することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の態様によれば、基板に形成されるパターンの不均一性を抑制できる。また、本発明の態様によれば、不良デバイスの発生を抑制できる。

第１実施形態に係る露光装置の一例を示す斜視図である。 第１実施形態に係る投影領域と基板との関係を示す図である。 第１実施形態に係る第１投影領域と第２投影領域との位置関係の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る第１投影領域と第２投影領域との位置関係の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係るマスクのパターンと積算露光量との関係の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係るマスクのパターンと積算露光量との関係の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係るマスクのパターンと積算露光量との関係の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係るマスクのパターンと積算露光量との関係の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係るマスクのパターンと積算露光量との関係の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る感光膜のパターンの一例を示す模式図である。 第１実施形態に係るマスクのパターンと積算露光量との関係の一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る現像により感光膜の寸法が変化する状態を説明するための模式図である。 第１実施形態に係るパターン形成方法の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係るパターン形成方法の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係るパターン形成方法の一例を示すフローチャートである。 第１実施形態に係る所定の露光条件及び所定の現像条件を決定するための手順の一例を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る所定の露光条件及び所定の現像条件を決定するための手順の一例を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る所定の露光条件及び所定の現像条件を決定するための手順の一例を説明するための模式図である。 第２実施形態に係るマスクのパターンと積算露光量との関係の一例を示す模式図である。 第２実施形態に係るマスクのパターンと積算路光量との関係の一例を示す模式図である。 第２実施形態に係るパターン形成方法の一例を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る所定の露光条件及び所定の現像条件を決定するための手順の一例を説明するための模式図である。 第２実施形態に係る所定の露光条件及び所定の現像条件を決定するための手順の一例を説明するための模式図である。 本実施形態に係るデバイス製造方法の一例を示すフローチャートである。

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。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の位置関係について説明する。水平面内の所定方向を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軸方向のそれぞれと直交する方向（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。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸの一例を概略的に示す斜視図である。図１において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持して移動可能なマスクステージ１と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ２と、マスクステージ１及び基板ステージ２の位置を計測する干渉計システム３と、マスクＭを露光光ＥＬで照明する照明システムＩＳと、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に投影する投影システムＰＳと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置４とを備えている。

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、感光性の基板であって、例えばガラスプレート等の基材と、その基材上に形成された感光膜（塗布された感光材）とを含む。本実施形態において、基板Ｐは、大型のガラスプレートを含み、その基板Ｐの一辺のサイズは、例えば５００ｍｍ以上である。本実施形態においては、基板Ｐの基材として、一辺が約３０００ｍｍの矩形のガラスプレートを用いる。

本実施形態において、投影システムＰＳは、複数の投影光学系を有する。照明システムＩＳは、複数の投影光学系に対応する複数の照明モジュールを有する。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しながら、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、所謂、マルチレンズ型スキャン露光装置である。

本実施形態において、投影システムＰＳは、７つの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を有し、照明システムＩＳは、７つの照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７を有する。なお、投影光学系及び照明モジュールの数は７つに限定されず、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、照明モジュールを１１個有してもよい。

以下の説明において、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のそれぞれを適宜、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７、と称し、照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれを適宜、第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７、と称する。

照明システムＩＳは、異なる７つの照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７のそれぞれに露光光ＥＬを照射可能である。照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７は、第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７から射出される露光光ＥＬが照射される照射領域に相当する。以下の説明において、照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７を適宜、第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７、と称する。

照明システムＩＳは、第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７のそれぞれを露光光ＥＬで照明する。照明システムＩＳは、第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に配置されたマスクＭの一部を、均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。本実施形態においては、照明システムＩＳから射出される露光光ＥＬとして、水銀ランプ５から射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）を用いる。

本実施形態において、照明システムＩＳは、水銀ランプ５から射出された光を反射する楕円鏡６と、楕円鏡６からの光の少なくとも一部を反射するダイクロイックミラー７と、ダイクロイックミラー７からの光が入射するコリメートレンズ及び集光レンズを含むリレー光学系８と、リレー光学系８からの光を分岐して、第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれに供給するライトガイドユニット９とを備えている。

第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれは、ライトガイドユニット９からの光が供給されるコリメートレンズ、コリメートレンズからの光が供給されるフライアイインテグレータ、及びフライアイインテグレータからの光が供給されるコンデンサレンズを備えている。第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７それぞれのコンデンサレンズから射出された露光光ＥＬは、第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に照射される。第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７のそれぞれは、第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。照明システムＩＳは、第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に配置されたマスクＭの少なくとも一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。

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１０を有し、マスクＭを保持した状態で、第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対して移動可能である。本実施形態において、マスク保持部１０は、マスクＭの下面（パターン形成面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。マスクステージ１は、例えばリニアモータ等を含む駆動システムの駆動力によって移動可能である。本実施形態において、マスクステージ１は、駆動システムにより、マスク保持部１０でマスクＭを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。

投影システムＰＳは、異なる７つの投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に露光光ＥＬを照射可能である。投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７は、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７から射出される露光光ＥＬが照射される照射領域に相当する。以下の説明において、投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７を適宜、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７、と称する。

投影システムＰＳは、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７のそれぞれに、マスクＭのパターンの像を投影する。投影システムＰＳは、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に配置された基板Ｐの一部に、マスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。

本実施形態において、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のそれぞれは、例えば特許第４２１１２７２号に開示されているような、シフト調整機構、スケーリング調整機構、及び像面調整機構等を含む結像特性調整装置を有する。制御装置４は、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のそれぞれが有する結像特性調整装置を制御して、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７それぞれの位置及び大きさ等を調整することができる。

基板ステージ２は、基板Ｐを保持可能な基板保持部１１を有し、基板Ｐを保持した状態で、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して移動可能である。本実施形態において、基板保持部１１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。基板ステージ２は、例えばリニアモータ等を含む駆動システムの駆動力によって移動可能である。本実施形態において、基板ステージ２は、駆動システムの作動により、基板保持部１１で基板Ｐを保持した状態で、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６つの方向に移動可能である。

干渉計システム３は、ＸＹ平面内におけるマスクステージ１（マスクＭ）の位置を光学的に計測可能な第１干渉計ユニット３Ａと、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置を光学的に計測可能な第２干渉計ユニット３Ｂとを有する。基板Ｐの露光処理を実行するとき、あるいは所定の計測処理を実行するとき、制御装置４は、干渉計システム３の計測結果に基づいて、マスクステージ１（マスクＭ）及び基板ステージ２（基板Ｐ）の位置制御を実行する。

上述のように、本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しながら、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する露光装置（マルチレンズ型スキャン露光装置）である。基板Ｐの露光時、制御装置４は、マスクステージ１及び基板ステージ２を制御して、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。制御装置４は、基板Ｐを投影システムＰＳの第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して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、照明システムＩＳの第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対してマスクＭをＸ軸方向に移動しつつ、照明システムＩＳによりマスクＭを露光光ＥＬで照明し、投影システムＰＳを介して、マスクＭからの露光光ＥＬを基板Ｐに照射する。これにより、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで基板Ｐが露光され、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影される。

図２は、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７と、基板Ｐとの位置関係の一例を示す模式図であり、基板Ｐの表面を含む平面内の位置関係を示している。図２に示すように、本実施形態において、第１〜第７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、第１、第３、第５、第７投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７による第１、第３、第５、第７投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７が、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で配置されている。また、第２、第４、第６投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６による第２、第４、第６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。

第１、第３、第５、第７投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７は、第２、第４、第６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、第１、第３、第５、第７投影領域ＰＲ１、ＰＲ３、ＰＲ５、ＰＲ７の間に、第２、第４、第６投影領域ＰＲ２、ＰＲ４、ＰＲ６が配置される。

第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７のそれぞれは、基板ＰにおけるＸ軸方向（走査方向）の積算露光量が等しくなるように配置されている。Ｙ軸方向に関する第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の端部のそれぞれが、Ｙ軸方向に関して重複するように配置され、Ｘ軸方向に関する投影領域の寸法の和が、同じになるように設けられている。

なお、本実施形態において、投影領域の端部とは、ＸＹ平面内において台形の投影領域のうち、Ｘ軸に対して傾斜するエッジを含む三角形の部分をいう。また、以下の説明において、端部以外の投影領域の長方形の部分を適宜、中央部、と称する。

本実施形態において、第１投影領域ＰＲ１の＋Ｙ側の端部Ｔ１ｂと、第２投影領域ＰＲ２の−Ｙ側の端部Ｔ２ａとが、Ｙ軸方向に関して重複するように配置されている。第２投影領域ＰＲ２の＋Ｙ側の端部Ｔ２ｂと、第３投影領域ＰＲ３の−Ｙ側の端部Ｔ３ａとが、Ｙ軸方向に関して重複するように配置されている。第３投影領域ＰＲ３の＋Ｙ側の端部Ｔ３ｂと、第４投影領域ＰＲ４の−Ｙ側の端部Ｔ４ａとが、Ｙ軸方向に関して重複するように配置されている。第４投影領域ＰＲ４の＋Ｙ側の端部Ｔ４ｂと、第５投影領域ＰＲ５の−Ｙ側の端部Ｔ５ａとが、Ｙ軸方向に関して重複するように配置されている。第５投影領域ＰＲ５の＋Ｙ側の端部Ｔ５ｂと、第６投影領域ＰＲ６の−Ｙ側の端部Ｔ６ａとが、Ｙ軸方向に関して重複するように配置されている。第６投影領域ＰＲ６の＋Ｙ側の端部Ｔ６ｂと、第７投影領域ＰＲ７の−Ｙ側の端部Ｔ７ａとが、Ｙ軸方向に関して重複するように配置されている。

Ｘ軸方向に関して、端部Ｔ１ｂの寸法と端部Ｔ２ａの寸法との和と、端部Ｔ２ｂの寸法と端部Ｔ３ａの寸法との和と、端部Ｔ３ｂの寸法と端部Ｔ４ａの寸法との和と、端部Ｔ４ｂの寸法と端部Ｔ５ａの寸法との和と、端部Ｔ５ｂの寸法と端部Ｔ６ａの寸法との和と、端部Ｔ６ｂの寸法と端部Ｔ７ａの寸法との和とは、ほぼ同じである。

また、Ｘ軸方向に関して、第１投影領域ＰＲ１の中央部Ｃ１の寸法と、第２投影領域ＰＲ２の中央部Ｃ２の寸法と、第３投影領域ＰＲ３の中央部Ｃ３の寸法と、第４投影領域ＰＲ４の中央部Ｃ４の寸法と、第５投影領域ＰＲ５の中央部Ｃ５の寸法と、第６投影領域ＰＲ６の中央部Ｃ６の寸法と、第７投影領域ＰＲ７の中央部Ｃ７の寸法とは、ほぼ同じである。

また、Ｘ軸方向に関して、中央部Ｃ１の寸法と、端部Ｔ１ｂの寸法と端部Ｔ２ａの寸法との和とは、ほぼ同じである。他の中央部の寸法と、端部どうしの寸法の和とも、同様の関係にある。

これにより、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板ＰをＸ軸方向に移動しながら露光したときの、基板ＰにおけるＸ軸方向に関する積算露光量は、ほぼ同じになる。

以下の説明において、基板Ｐにおいて投影領域が重複する部分を適宜、重複部、と称する。

本実施形態においては、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２の一部とによって、基板Ｐにおいて重複部Ｂ１が設けられる。第２投影領域ＰＲ２と第３投影領域ＰＲ３の一部とによって、基板Ｐにおいて重複部Ｂ２が設けられる。第３投影領域ＰＲ３と第４投影領域ＰＲ４の一部とによって、基板Ｐにおいて重複部Ｂ３が設けられる。第４投影領域ＰＲ４と第５投影領域ＰＲ５の一部とによって、基板Ｐにおいて重複部Ｂ４が設けられる。第５投影領域ＰＲ５と第６投影領域ＰＲ６の一部とによって、基板Ｐにおいて重複部Ｂ５が設けられる。第６投影領域ＰＲ６と第７投影領域ＰＲ７の一部とによって、基板Ｐにおいて重複部Ｂ６が設けられる。

重複部Ｂ１に配置される基板Ｐの少なくとも一部は、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２の一部とによって重複露光される。重複部Ｂ２に配置される基板Ｐの少なくとも一部は、第２投影領域ＰＲ２と第３投影領域ＰＲ３の一部とによって重複露光される。重複部Ｂ３に配置される基板Ｐの少なくとも一部は、第３投影領域ＰＲ３と第４投影領域ＰＲ４の一部とによって重複露光される。重複部Ｂ４に配置される基板Ｐの少なくとも一部は、第４投影領域ＰＲ４と第５投影領域ＰＲ５の一部とによって重複露光される。重複部Ｂ５に配置される基板Ｐの少なくとも一部は、第５投影領域ＰＲ５と第６投影領域ＰＲ６の一部とによって重複露光される。重複部Ｂ６に配置される基板Ｐの少なくとも一部は、第６投影領域ＰＲ６と第７投影領域ＰＲ７の一部とによって重複露光される。基板Ｐの露光を実行するとき、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の少なくとも一部に基板Ｐが配置された状態で、その第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に露光光ＥＬが照射される。

次に、露光装置ＥＸの動作の一例について説明する。

本実施形態において、露光装置ＥＸには、基板Ｐの基材上に感光膜を形成するコーティング装置、及び露光後の基板Ｐを現像するデベロッパ装置を含むコータ・デベロッパ装置が接続されている。コータ・デベロッパ装置において感光膜が形成された感光性の基板Ｐが、所定の搬送装置によって、露光装置ＥＸに搬入される。

なお、上述のように、基板Ｐの基材は、ガラスプレートを含む。以下の説明においては、説明の簡単のため、基材がガラスプレートであり、そのガラスプレート上に感光膜を形成する場合を例にして説明するが、基材の表面（下地）が、反射防止膜の場合もある。また、基材の表面（下地）が、前のプロセスまでにガラスプレート上に形成された、例えば薄膜トランジスタの一部である場合もある。例えば、基材の表面（下地）が、前のプロセスまでに形成されたＳｉＯ２等の酸化膜、ＳｉＯ２及びＳｉＮｘ等の絶縁膜、Ｃｕ、ＩＴＯ等の導体膜（金属膜）、アモルファスＳｉ等の半導体膜の少なくとも一つの表面である場合もある。

露光前の基板Ｐが露光装置ＥＸに搬入され、基板ステージ２に保持された後、制御装置４は、基板Ｐの露光を開始する。基板Ｐの露光は、基板Ｐを第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板Ｐの表面（ＸＹ平面）に沿って走査方向（Ｘ軸方向）に移動させるとともに、マスクＭを第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７に対してマスクＭの下面（ＸＹ平面）に沿って走査方向（Ｘ軸方向）に移動させながら実行される。

露光後の基板Ｐは、基板ステージ２からアンロードされた後、コータ・デベロッパ装置に搬送され、現像される。これにより、基板Ｐに感光膜のパターン（露光パターン層）が形成される。その後、エッチング処理等、所定のプロセス処理が実行されることによって、基板Ｐにパターン（デバイスパターン）が形成される。

ところで、上述したように、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７に対して基板ＰをＸ軸方向に移動しながら露光したときの基板ＰにおけるＸ軸方向に関する積算露光量が同じになるように、すなわち、Ｘ軸方向に関して、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の中央部の寸法と、端部どうしの寸法の和とが同じになるように、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７それぞれの形状、大きさ、及び第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置関係が定められている。換言すれば、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７が重複する重複部（Ｂ１〜Ｂ６）と、重複しない非重複部とで、基板Ｐにおける積算露光量が同じになるように、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７それぞれの形状、大きさ、及び第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置関係が定められている。

図３は、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７のうち、一例として、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が、理想状態（目標状態）である場合の一例を示す模式図である。

ここで、理想状態とは、Ｙ軸方向に関して隣り合う投影領域（ＰＲ１，ＰＲ２）に照射される露光光ＥＬの基板ＰにおけるＸ軸方向（走査方向）の積算露光量が等しい状態、すなわち、一方の投影領域（ＰＲ１）と他方の投影領域（ＰＲ２）との重複部における、Ｘ軸方向に関する一方の投影領域（ＰＲ１）の寸法と他方の投影領域（ＰＲ２）の寸法との和と、非重複部における一方及び他方それぞれの投影領域（ＰＲ１，ＰＲ２）の寸法とが同じ状態をいう。

図３において、重複部Ｂ１は、端部Ｔ１ｂ及び端部Ｔ２ａのみで形成される。非重複部Ａ１は、中央部Ｃ１のみで形成される。非重複部Ａ２は、中央部Ｃ２のみで形成される。図３に示す例においては、重複部Ｂ１における積算露光量と、非重複部Ａ１（中央部Ｃ１）における積算露光量と、非重複部Ａ２（中央部Ｃ２）における積算露光量とは、同じである。この場合、非重複部Ａ１を形成する第１投影領域ＰＲ１の中央部Ｃ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、非重複部Ａ２を形成する第２投影領域ＰＲ２の中央部Ｃ２に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との重複部Ｂ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法とは、ほぼ一致する。

図４は、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７のうち、一例として、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が、理想状態からずれている状態の一例を示す模式図である。

なお、図４においては、理想状態に比べて、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２とが、近付いている状態を例にしているが、離れる場合もある。

ここで、以下の説明において、投影領域（ＰＲ１，ＰＲ２）が理想状態からずれている状態を適宜、継ぎずれ状態、と称し、理想状態からのずれ量を適宜、ずれ量、と称する。

図４において、重複部Ｂ１は、中央部Ｃ１の一部、端部Ｔ１ｂ、中央部Ｃ２の一部、及び端部Ｔ２ａによって形成されている。非重複部Ａ１は、中央部Ｃ１の一部によって形成される。非重複部Ａ２は、中央部Ｃ２の一部によって形成される。図４に示す例においては、重複部Ｂ１における積算露光量と、非重複部Ａ１，Ａ２における積算露光量とは、異なる。この場合、非重複部Ａ１を形成する第１投影領域ＰＲ１の中央部Ｃ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法、及び非重複部Ａ２を形成する第２投影領域ＰＲ２の中央部Ｃ２に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との重複部Ｂ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法とは、異なる。

図４に示す例においては、基板Ｐに形成されるパターンが不均一になり、不良デバイスが発生する可能性がある。

そこで、本実施形態においては、例えば図４に示すように、隣接する投影領域の位置関係が理想状態からずれた場合でも、パターンが不均一になることを抑制できる露光条件及び現像条件を含むプロセス条件を予め決定する。そして、その決定されたプロセス条件に基づいて、基板Ｐにデバイスを製造するための露光処理及び現像処理を実行する。

本実施形態において、露光条件は、基板Ｐが配置された投影領域に照射される露光光ＥＬの積算露光量を含む。現像条件は、露光光ＥＬが照射された基板Ｐの現像時間（現像液と基板Ｐの感光膜とを接触させている時間）、及び使用する現像液の種類（物性）等を含む。

以下の説明において、パターンが不均一になることを抑制できる所定の露光条件を適宜、最適積算露光量、と称し、パターンが不均一になることを抑制でき、パターンを所望の寸法にすることができる所定の現像条件を適宜、最適現像時間、と称する。

すなわち、所定の露光条件は、基板Ｐに形成されるパターンの寸法が均一になる積算露光量を含む。本実施形態において、その積算露光量は、第１投影領域ＰＲ１の非重複部Ａ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、第２投影領域ＰＲ２の非重複部Ａ２に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との重複部Ｂ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法とが、ほぼ一致する第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２における積算露光量を含む。また、所定の現像条件は、基板Ｐに形成されるパターンの寸法が目標値になる現像時間を含む。

以下、図５〜図１２を参照して、基板Ｐにおいてパターンを均一化できる最適積算露光量、及び最適現像時間について説明する。以下の説明においては、第１投影領域ＰＲ１の非重複部Ａ１（あるいは第２投影領域ＰＲ２の非重複部Ａ２）、及び第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との重複部Ｂ１について説明するが、他の投影領域（ＰＲ２〜ＰＲ７）の非重複部、及び他の投影領域（ＰＲ３〜ＰＲ７）どうしの重複部についても同様である。

図５〜図９、図１１は、マスクＭのパターンと、基板Ｐが配置された投影領域における積算露光量との関係を示す模式図である。マスクＭのパターンは、ライン・アンド・スペースパターンであり、照明システムＩＳからの露光光ＥＬを透過する透過部（スペース部）２１と、照明システムＩＳからの露光光ＥＬを遮る遮光部（ライン部）２２とを有する。

基板Ｐは、感光膜を有する。本実施形態において、基板Ｐの感光膜は、露光光ＥＬが照射された部分が現像によって除去される、所謂、ポジ型である。基板Ｐに対するマスクＭからの露光光ＥＬの照射、及び現像によって、基板Ｐ（感光膜）には、マスクＭのパターンに応じたパターン（ライン・アンド・スペースパターン）が形成される。基板Ｐに形成されるパターン（ラインパターン）の目標寸法（目標線幅）は、ＷＴである。なお、図５等において、マスクＭのライン部２２の寸法と、基板Ｐに形成されるパターンの目標寸法ＷＴとが同じであるように示しているが、ライン部２２の寸法と目標寸法ＷＴとの関係（比）は、例えば投影光学系の投影倍率等に応じて変化する。また、図５〜図９、図１１に示すグラフにおいて、横軸は、基板Ｐの表面の位置、縦軸は、投影領域における積算露光量の値を示す。

図５は、マスクＭのパターンと、第１投影光学系ＰＬ１の第１投影領域ＰＲ１の中央部Ｃ１（非重複部Ａ１）に照射されたマスクＭからの露光光ＥＬの、その中央部Ｃ１における積算露光量の分布との関係を示す模式図である。図５に示すグラフにおいて、ラインＬＣ１は、中央部Ｃ１における積算露光量の分布を示す。スペース部２１に対応する積算露光量の値は、Ｊｈである。

図６は、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が理想状態である場合において基板Ｐを重複露光したときの、マスクＭのパターンと、積算露光量の分布との関係を示す模式図である。図６に示すグラフにおいて、ラインＬ１ｂは、基板Ｐが配置された端部Ｔ１ｂにおける積算露光量の分布の一例を示し、ラインＬ２ａは、基板Ｐが配置された端部Ｔ２ａにおける積算露光量の分布の一例を示す。また、ラインＬＢ１ａは、ラインＬ１ｂで示す積算露光量とラインＬ２ａで示す積算露光量との和、すなわち、基板Ｐが配置された重複部Ｂ１における積算露光量の分布を示す。

第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が理想状態なので、基板Ｐにおいて、端部Ｔ１ｂにおける積算露光量の分布と、端部Ｔ２ａにおける積算露光量の分布とは、一致する。また、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が理想状態なので、図５に示した中央部Ｃ１（非重複部Ａ１）における積算露光量の分布と、図６に示す重複部Ｂ１における積算露光量の分布とは、一致する。

図７は、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が継ぎずれ状態である場合において基板Ｐを重複露光したときの、マスクＭのパターンと、積算露光量の分布との関係を示す模式図である。図７に示すグラフにおいて、ラインＬ１ｂは、基板Ｐが配置された端部Ｔ１ｂにおける積算露光量の分布の一例を示し、ラインＬ２ａは、基板Ｐが配置された端部Ｔ２ａにおける積算露光量の分布の一例を示す。また、ラインＬＢ１ｂは、ラインＬ１ｂで示す積算露光量とラインＬ２ａで示す積算露光量との和、すなわち、基板Ｐが配置された重複部Ｂ１における積算露光量の分布を示す。

第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が継ぎずれ状態なので、基板Ｐにおいて、端部Ｔ１ｂにおける積算露光量の分布と、端部Ｔ２ａにおける積算露光量の分布とは、ずれる。

また、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が継ぎずれ状態なので、図５、図６に示した中央部Ｃ１（非重複部Ａ１）、重複部Ｂ１における積算露光量の分布及び値と、図７に示す重複部Ｂ１における積算露光量の分布及び値とは、異なる。

図８は、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が継ぎずれ状態である場合において基板Ｐを重複露光したときの、マスクＭのパターンと、積算露光量の分布との関係を示す模式図である。図８に示す例におけるずれ量は、図７に示す例におけるずれ量より大きい。図８に示すグラフにおいて、ラインＬ１ｂは、基板Ｐが配置された端部Ｔ１ｂにおける積算露光量の分布の一例を示し、ラインＬ２ａは、基板Ｐが配置された端部Ｔ２ａにおける積算露光量の分布の一例を示す。また、ラインＬＢ１ｃは、ラインＬ１ｂで示す積算露光量とラインＬ２ａで示す積算露光量との和、すなわち、基板Ｐが配置された重複部Ｂ１における積算露光量の分布を示す。

第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が継ぎずれ状態であり、そのずれ量が図７に示す例に比べて大きいので、基板Ｐにおいて、端部Ｔ１ｂにおける積算露光量の分布と、端部Ｔ２ａにおける積算露光量の分布とは、図７に示す例に比べて、大きくずれる。

また、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との位置関係が継ぎずれ状態なので、図５、図６、図７に示した中央部Ｃ１（非重複部Ａ１）、重複部Ｂ１における積算露光量の分布及び値と、図８に示す重複部Ｂ１における積算露光量の分布及び値とは、異なる。

図９は、図５〜図８に示したラインＬＢ１ａ、ＬＢ１ｂ、ＬＢ１ｃを一つのグラフに記載したものである。図９に示すように、理想状態における積算露光量と、継ぎずれ状態における積算露光量とが一致する値Ｊｋが存在する。すなわち、非重複部Ａ１における積算露光量を値Ｊｈにすることによって、理想状態及び継ぎずれ状態のそれぞれにおいて、非重複部Ａ１における積算露光量と重複部Ｂ１における積算露光量とは、値Ｊｋで一致する。

したがって、基板Ｐに使用される感光膜として、露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ以上である場合、現像によって除去され、値Ｊｋ未満である場合、現像しても基板Ｐに残る（パターンを形成する）特性（感光特性、溶解度）を有する感光膜を使用することによって、理想状態及び継ぎずれ状態のそれぞれにおいて、非重複部Ａ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成される感光膜のパターンの寸法と、重複部Ｂ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成される感光膜のパターンの寸法とを、一致させることができる。

図１０は、非重複部Ａ１、Ａ２における積算露光量が値Ｊｈになるように、第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２に露光光ＥＬを照射した後、その露光光ＥＬが照射された基板Ｐを現像することによって、基板Ｐ上に形成された感光膜のパターンを示す。図１０中、ラインＲａは、図６を参照して説明したような、理想状態で、且つ非重複部Ａ１、Ａ２における積算露光量が値Ｊｈになるように基板Ｐを重複露光した場合の、現像後の感光膜のパターンの輪郭（外形）を示す。ラインＲｂは、図７を参照して説明したような、継ぎずれ状態で、且つ非重複部Ａ１、Ａ２における積算露光量が値Ｊｈになるように基板Ｐを重複露光した場合の、現像後の感光膜のパターンの輪郭（外形）を示す。ラインＲｃは、図８を参照して説明したような、継ぎずれ状態で、且つ非重複部Ａ１における積算露光量が値Ｊｈになるように基板Ｐを重複露光した場合の、現像後の感光膜のパターンの輪郭（外形）を示す。

基板Ｐの感光膜が、ポジ型であり、照射された露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ以上である場合に現像によって除去される感光特性（溶解度）を有する場合、その値Ｊｋに応じた感光特性を有する感光膜に、非重複部Ａ１、Ａ２における積算露光量が値Ｊｈになるように露光光ＥＬが照射されることによって、理想状態で露光された感光膜の現像後のパターンの寸法と、継ぎずれ状態で露光された感光膜の現像後のパターンの寸法とを一致させることができる。図１０に示す例においては、理想状態で露光された感光膜の現像後のパターンの寸法と、継ぎずれ状態で露光された感光膜の現像後のパターンの寸法とは、値Ｗａで一致している。

なお、感光膜のパターンの寸法とは、マスクＭのライン・アンド・スペースパターンに応じて基板Ｐ上にライン状に形成された感光膜のパターンの幅（線幅）であって、所謂、ボトム幅をいう。本実施形態において、ボトム幅とは、基材の表面と感光膜の一方の側面との交点と、基材の表面と感光膜の他方の側面との交点との距離をいう。

このように、基板Ｐ（感光膜）の感光特性（溶解度）に応じて、非重複部Ａ１、Ａ２における積算露光量の値Ｊｈを決定し、非重複部Ａ１、Ａ２における積算露光量が値Ｊｈになるように、第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２に露光光ＥＬが照射されることによって、理想状態及び継ぎずれ状態のそれぞれにおいて、同一の寸法Ｗａを有するパターンが基板Ｐに形成される。

すなわち、たとえ継ぎずれ状態になった場合でも、非重複部Ａ１，Ａ２に照射される露光光ＥＬによって基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、重複部Ｂ１に照射される露光光ＥＬによって基板Ｐに形成されるパターンの寸法とは、同一になる。したがって、基板Ｐ上に形成されるパターンが不均一になることを抑制することができる。

図１１は、非重複部Ａ１、Ａ２における積算露光量の値を変えた場合の、理想状態及び継ぎずれ状態それぞれの積算露光量の分布を示す。ラインＬＰ１ａは、理想状態であって、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）の積算露光量の値がＪｈ１である場合を示し、ラインＬＰ１ｂは、継ぎずれ状態であって、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）の積算露光量の値がＪｈ１である場合を示す。ラインＬＱ１ａは、理想状態であって、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）の積算露光量の値がＪｈ１と異なるＪｈ２である場合を示し、ラインＬＱ１ｂは、継ぎずれ状態であって、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）の積算露光量の値がＪｈ２である場合を示す。ラインＬＲ１ａは、理想状態であって、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）の積算露光量の値がＪｈ１及びＪｈ２と異なるＪｈ３である場合を示し、ラインＬＲ１ｂは、継ぎずれ状態であって、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）の積算露光量の値がＪｈ３である場合を示す。

図１１に示すように、非重複部Ａ１における積算露光量の値が、値Ｊｈ１、Ｊｈ２、Ｊｈ３に変化した場合でも、理想状態における積算露光量と継ぎずれ状態における積算露光量とが一致する値Ｊｋ１、Ｊｋ２、Ｊｋ３が存在する。これにより、基板Ｐ（感光膜）の感光特性に応じて、例えば値Ｊｈ１、Ｊｈ２、Ｊｈ３のなかから、最適な値を決定することによって、現像後において基板Ｐに形成されるパターンを均一にすることができる。

例えば、基板Ｐの感光膜が、照射された露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ１以上である場合に現像によって除去される感光特性を有する場合、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）における積算露光量として、値Ｊｈ１が決定される。同様に、基板Ｐの感光膜が、照射された露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ２以上である場合に現像によって除去される感光特性を有する場合、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）における積算露光量として、値Ｊｈ２が決定される。また、基板Ｐの感光膜が、照射された露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ３以上である場合に現像によって除去される感光特性を有する場合、非重複部Ａ１、Ａ２（中央部Ｃ１、Ｃ２）における積算露光量として、値Ｊｈ３が決定される。

このように、基板Ｐにおいてパターンの寸法を均一にできる積算露光量Ｊｈは、基板Ｐの感光特性に応じて決定される。

以下の説明において、基板Ｐにおいてパターンが不均一になることを抑制できる、非重複部（中央部）における積算露光量を適宜、最適積算露光量ＪＯＰＴ、と称する。

ところで、図１０に示したパターンの寸法Ｗａは、目標寸法ＷＴと異なる。すなわち、基板Ｐにおいて、パターンの寸法Ｗａは均一になるものの、その寸法Ｗａは、目標寸法ＷＴと異なる。そこで、本実施形態においては、現像時間Ｔを調整することによって、基板Ｐのパターン（感光膜のパターン）の寸法を、目標寸法ＷＴにする。

図１２は、現像時間Ｔに応じてパターンの寸法が調整される状態を示す模式図である。現像処理においては、感光膜の輪郭（外形）は、等方的に変化する。すなわち、図１２の矢印で示すように、現像処理によって、感光膜の寸法は、等方的に減少する。したがって、現像時間Ｔを調整することによって、寸法Ｗａの感光膜のパターンを、寸法ＷＴの感光膜のパターンに変化させることができる。

以下の説明において、基板Ｐに均一に形成されたパターンの寸法Ｗａを目標寸法ＷＴにすることができる現像時間を適宜、最適現像時間ＴＯＰＴ、と称する。

以上、図５〜図１２を参照して、所定の露光条件に相当する最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び所定の現像条件に相当する最適現像時間ＴＯＰＴについて説明した。

以下、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴの決定方法を含む、パターンの形成方法の一例について説明する。

本実施形態に係るパターン形成方法は、図１３のフローチャートに示すように、パターンが不均一になることを抑制できる所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）及び所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）を決定すること（ステップＳＰ１）と、その決定された所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）で基板Ｐを露光し、その決定された所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）で基板Ｐを現像すること（ステップＳＰ２）とを含む。

ステップＳＰ１においては、所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）及び所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）を決定するために、基板を露光する処理、及びその露光された基板を現像する処理が実行される。ステップＳＰ２においては、基板Ｐにデバイス（デバイスパターン）を形成するために、決定された所定の露光条件で、基板を露光する処理、及び決定された所定の現像条件で、基板を現像する処理が実行される。

以下の説明において、最適積算露光量ＪＯＰＴ及び最適現像時間ＴＯＰＴを決定するために、ステップＳＰ１において実行される露光を適宜、テスト露光、と称し、ステップＳＰ１において実行される現像を適宜、テスト現像、と称する。また、ステップＳＰ１において使用される基板を適宜、テスト基板Ｐｔ、と称する。また、デバイスパターンを形成するために、ステップＳＰ２において実行される露光を適宜、本露光、と称し、ステップＳＰ２において実行される現像を適宜、本現像、と称する。

本実施形態において、ステップＳＰ１は、異なる複数の露光条件のそれぞれで、投影光学系の投影領域に照射されたマスクＭからの露光光ＥＬでテスト基板Ｐｔをテスト露光することと、異なる複数の現像条件のそれぞれで、テスト露光されたテスト基板Ｐｔをテスト現像することと、テスト露光及びテスト現像によりテスト基板Ｐｔに形成されたパターンに基づいて、所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）及び所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）を決定することと、を含む。

本実施形態において、ステップＳＰ２は、ステップＳＰ１で決定された所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）で、投影光学系の投影領域に照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで基板Ｐを本露光することと、ステップＳＰ１で決定された所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）で、本露光された基板Ｐを本現像することと、を含む。

以下、テスト露光として、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のうち、第１投影光学系ＰＬ１を用いてテスト露光する場合を例にして説明する。なお、第１投影光学系ＰＬ１以外の第２〜第７投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７の少なくとも一つを用いてテスト露光が実行されてもよい。また、以下の説明においては、第１投影光学系ＰＬ１を適宜、投影光学系ＰＬ、と称し、第１投影光学系ＰＬ１の第１投影領域ＰＲ１を適宜、投影領域ＰＲ、と称する。

また、テスト露光においては、テスト基板Ｐｔが配置された投影領域ＰＲに露光光ＥＬを複数回照射して、そのテスト基板Ｐｔを重複露光することが行われる。以下の説明において、テスト基板Ｐｔが重複露光される部分を適宜、重複部、と称する。また、本実施形態においては、テスト基板Ｐｔとして、第１テスト基板Ｐｔ１と、第２テスト基板Ｐｔ２とが使用される。

本実施形態において、テスト露光は、図１４のフローチャートに示すように、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第１領域ＡＲ１を露光すること（ステップＳＡ１）と、投影領域ＰＲの重複部における積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに対して異なる複数の位置のそれぞれで、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第２領域ＡＲ２を重複露光すること（ステップＳＡ２）と、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａと異なる第２値Ｊｂになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第３領域ＡＲ３を露光すること（ステップＳＡ３）と、投影領域ＰＲの重複部における積算露光量が第２値Ｊｂになるように、投影領域ＰＲに対して異なる複数の位置のそれぞれで、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第４領域ＡＲ４を重複露光すること（ステップＳＡ４）と、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第２テスト基板Ｐｔ２の第５領域ＡＲ５を露光すること（ステップＳＡ５）と、投影領域ＰＲの重複部における積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに対して異なる複数の位置のそれぞれで、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第２テスト基板Ｐｔ２の第６領域ＡＲ６を重複露光すること（ステップＳＡ６）と、を含む。

本実施形態において、テスト現像は、図１５のフローチャートに示すように、第１〜第４領域ＡＲ１〜ＡＲ４が露光された第１テスト基板Ｐｔ１を第１時間Ｔａで現像して、第１テスト基板Ｐｔ１の第１〜第４領域ＡＲ１〜ＡＲ４のそれぞれに、感光膜のパターンを形成すること（ステップＳＢ１）と、第５，第６領域ＡＲ５，ＡＲ６が露光された第２テスト基板Ｐｔ２を第１時間Ｔａと異なる第２時間Ｔｂで現像して、第２テスト基板Ｐｔ２の第５，第６領域ＡＲ５，ＡＲ６のそれぞれに、感光膜のパターンを形成すること（ステップＳＢ２）と、を含む。

以下の説明において、テスト現像後、第１領域ＡＲ１に形成された感光膜のパターンを適宜、第１パターン、と称する。同様に、テスト現像後、第２，第３，第４，第５，第６領域ＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５，ＡＲ６のそれぞれに形成された感光膜のパターンを適宜、第２，第３，第４，第５，第６パターン、と称する。

図１６は、第１テスト基板Ｐｔ１の一例を示す模式図、図１７は、第２テスト基板Ｐｔ２の一例を示す模式図である。なお、図１６及び図１７においては、投影領域ＰＲの形状を長方形とする。

本実施形態においては、図１６に示すように、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第１領域ＡＲ１が露光される（ステップＳＡ１）。

本実施形態においては、第１領域ＡＲ１を露光するとき、投影領域ＰＲに対する第１テスト基板Ｐｔ１の位置が固定された状態で、その投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、重複露光が実行される。すなわち、理想状態で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、第１領域ＡＲ１が重複露光される。例えば、投影領域ＰＲにおける露光量が第１値Ｊａの１／Ｈ１になるようにマスクＭからの露光光ＥＬが投影領域ＰＲに照射され、第１テスト基板Ｐｔ１の位置が固定された状態で、Ｈ１回重複露光が実行される。なお、重複露光する際、各露光における露光量が異なってもよい。また、投影領域ＰＲにおける露光量が第１値ＪａになるようにマスクＭからの露光光ＥＬを投影領域ＰＲに照射して、第１テスト基板Ｐｔ１の位置を固定した状態で、１回だけ露光（単露光）してもよい。

第１テスト基板Ｐｔ１の第２領域ＡＲ２に対しては、継ぎずれ状態で重複露光が実行される（ステップＳＡ２）。図１６に示すように、本実施形態においては、投影領域ＰＲの重複部における積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに対して異なる２つの位置のそれぞれで、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第２領域ＡＲ２が重複露光される。

第２領域ＡＲ２を露光するとき、投影領域ＰＲにおける露光量が第１値Ｊａの１／２になるようにマスクＭからの露光光ＥＬを投影領域ＰＲに照射して、投影領域ＰＲに配置された第１テスト基板Ｐｔ１の第２領域ＡＲ２を、投影領域ＰＲに対して異なる２つの位置のそれぞれで露光して、２回重複露光する。また、本実施形態において、２回の重複露光のうち、第１回目の露光における投影領域ＰＲに対する基板Ｐの位置と、第２回目の露光における投影領域ＰＲに対する基板Ｐの位置との距離（ずれ量）は、例えば２μｍである。

なお、重複露光は、２回に限られず、３回以上の任意の回数実行することができる。例えば、重複露光がＨ２回実行される場合、１回の露光での投影領域ＰＲにおける露光量は、第１値Ｊａの１／Ｈ２に設定される。なお、重複露光する際、各露光における露光量が異なってもよい。

また、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第２値Ｊｂになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第３領域ＡＲ３が露光される（ステップＳＡ３）。第２値Ｊｂは、第１値Ｊａと異なる。本実施形態において、第２値Ｊｂは、第１値Ｊａの例えば１．２倍である。

本実施形態においては、第３領域ＡＲ３を露光するとき、投影領域ＰＲに対する第１テスト基板Ｐｔ１の位置が固定された状態で、その投影領域ＰＲにおける積算露光量が第２値Ｊｂになるように、重複露光が実行される。すなわち、理想状態で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第２値Ｊｂになるように、第３領域ＡＲ３が重複露光される。例えば、投影領域ＰＲにおける露光量が第２値Ｊｂの１／Ｈ３になるようにマスクＭからの露光光ＥＬが投影領域ＰＲに照射され、第１テスト基板Ｐｔ１の位置が固定された状態で、Ｈ３回重複露光が実行される。なお、重複露光する際、各露光における露光量が異なってもよい。また、投影領域ＰＲにおける露光量が第２値ＪｂになるようにマスクＭからの露光光ＥＬを投影領域ＰＲに照射して、第１テスト基板Ｐｔ１の位置を固定した状態で、１回だけ露光（単露光）してもよい。

第１テスト基板Ｐｔ１の第４領域ＡＲ４に対しては、継ぎずれ状態で重複露光が実行される（ステップＳＡ４）。図１６に示すように、本実施形態においては、投影領域ＰＲの重複部における積算露光量が第２値Ｊｂになるように、投影領域ＰＲに対して異なる２つの位置のそれぞれで、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第４領域ＡＲ４が重複露光される。

第４領域ＡＲ４を露光するとき、投影領域ＰＲにおける露光量が第２値Ｊｂの１／２になるようにマスクＭからの露光光ＥＬを投影領域ＰＲに照射して、投影領域ＰＲに配置された第１テスト基板Ｐｔ１の第４領域ＡＲ４を、投影領域ＰＲに対して異なる２つの位置のそれぞれで露光して、２回重複露光する。また、本実施形態において、２回の重複露光のうち、第１回目の露光における投影領域ＰＲに対する基板Ｐの位置と、第２回目の露光における投影領域ＰＲに対する基板Ｐの位置との距離（ずれ量）は、例えば２μｍである。

なお、重複露光は、２回に限られず、３回以上の任意の回数実行することができる。例えば、重複露光がＨ４回実行される場合、１回の露光での投影領域ＰＲにおける露光量は、第１値Ｊａの１／Ｈ４に設定される。なお、重複露光する際、各露光における露光量が異なってもよい。

また、図１７に示すように、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第２テスト基板Ｐｔ２の第５領域ＡＲ５が露光される（ステップＳＡ５）。

本実施形態においては、第５領域ＡＲ５を露光するとき、投影領域ＰＲに対する第２テスト基板Ｐｔ２の位置が固定された状態で、その投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、重複露光が実行される。すなわち、理想状態で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、第５領域ＡＲ５が重複露光される。例えば、投影領域ＰＲにおける露光量が第１値Ｊａの１／Ｈ５になるようにマスクＭからの露光光ＥＬが投影領域ＰＲに照射され、第２テスト基板Ｐｔ２の位置が固定された状態で、Ｈ５回重複露光が実行される。なお、重複露光する際、各露光における露光量が異なってもよい。また、投影領域ＰＲにおける露光量が第１値ＪａになるようにマスクＭからの露光光ＥＬを投影領域ＰＲに照射して、第１テスト基板Ｐｔ１の位置を固定した状態で、１回だけ露光（単露光）してもよい。

第２テスト基板Ｐｔ２の第６領域ＡＲ６に対しては、継ぎずれ状態で重複露光が実行される（ステップＳＡ６）。図１７に示すように、本実施形態においては、投影領域ＰＲの重複部における積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに対して異なる２つの位置のそれぞれで、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第２テスト基板Ｐｔ２の第６領域ＡＲ６が重複露光される。

第６領域ＡＲ６を露光するとき、投影領域ＰＲにおける露光量が第１値Ｊａの１／２になるようにマスクＭからの露光光ＥＬを投影領域ＰＲに照射して、投影領域ＰＲに配置された第２テスト基板Ｐｔ２の第６領域ＡＲ６を、投影領域ＰＲに対して異なる２つの位置のそれぞれで露光して、２回重複露光する。また、本実施形態において、２回の重複露光のうち、第１回目の露光における投影領域ＰＲに対する基板Ｐの位置と、第２回目の露光における投影領域ＰＲに対する基板Ｐの位置との距離（ずれ量）は、例えば２μｍである。

なお、重複露光は、２回に限られず、３回以上の任意の回数実行することができる。例えば、重複露光がＨ６回実行される場合、１回の露光での投影領域ＰＲにおける露光量は、第１値Ｊａの１／Ｈ６に設定される。なお、重複露光する際、各露光における露光量が異なってもよい。

次に、第１テスト基板Ｐｔ１に対して、現像処理が実行される（ステップＳＢ１）。第１テスト基板Ｐｔ１の現像時間は、第１時間Ｔａである。

また、第２テスト基板Ｐｔ２に対して、現像処理が実行される（ステップＳＢ２）。第２テスト基板Ｐｔ２の現像時間は、第２時間Ｔｂである。第１時間Ｔａと第２時間Ｔｂとは異なる。本実施形態において、第２時間Ｔｂは、第１時間Ｔａの０．８倍である。

第１、第２テスト基板Ｐｔ１、Ｐｔ２に対する現像が実行されることによって、第１領域ＡＲ１には感光膜の第１パターンが形成され、第２領域ＡＲ２には感光膜の第２パターンが形成され、第３領域ＡＲ３には感光膜の第３パターンが形成され、第４領域ＡＲ４には感光膜の第４パターンが形成され、第５領域ＡＲ５には感光膜の第５パターンが形成され、第６領域ＡＲ６には感光膜の第６パターンが形成される。第１〜第６パターンのそれぞれは、ラインパターンである。

次に、本実施形態においては、第１パターン、第２パターン、第３パターン、第４パターン、第５パターン、及び第６パターンの寸法（ボトム幅）が計測される。パターンの寸法（ボトム幅）の計測は、例えばＳＥＭ等、所定の計測装置を用いて実行される。

計測装置で計測された第１パターンの寸法は、Ｗ１である。第２パターンの寸法は、Ｗ２である。第３パターンの寸法は、Ｗ３である。第４パターンの寸法は、Ｗ４である。第５パターンの寸法は、Ｗ５である。第６パターンの寸法は、Ｗ６である。

次に、第１値Ｊａ、第２値Ｊｂ、第１時間Ｔａ、第２時間Ｔｂ、目標寸法ＷＴ、及び第１〜第６パターンの寸法Ｗ１〜Ｗ６に基づいて、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴを決定する処理が実行される。本実施形態においては、既知である第１値Ｊａ、第２値Ｊｂ、第１時間Ｔａ、第２時間Ｔｂ、目標寸法ＷＴ、及び第１〜第６パターンの寸法Ｗ１〜Ｗ６を使って、計算により、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴを決定する。

以下、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴの決定方法の一例について説明する。

図１８は、基板Ｐに形成される感光膜のパターンの輪郭（外形）の一部をモデル化した図である。図１８（Ａ）に示す各ラインＬ１、Ｌ１’、Ｌ２、Ｌ２’、Ｌ３、Ｌ３’、Ｌ４、Ｌ４’は、基材に接する感光膜のパターンの輪郭の一部を一次式でモデル化したものである。図１８（Ａ）において、横軸は、感光膜のパターンの寸法（線幅）の半値であり、縦軸は、感光膜のパターンの高さである。

図１８（Ａ）において、ラインＬ４及びラインＬ４’は、図１８（Ｂ）に示すような、露光条件及び現像条件が異なっても感光膜のパターンのボトム幅が同じになる感光膜の輪郭の一部を表す。本実施形態においては、以下に説明する計算により、ラインＬ４及びラインＬ４’が得られるような最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴを求める。

ラインＬ１は、理想状態において、積算露光量をＪａ、現像時間をＴａとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。ラインＬ１’は、継ぎずれ状態において、積算露光量をＪａ、現像時間をＴａとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。すなわち、ラインＬ１は、図１６に示す第１領域ＡＲ１に形成された感光膜のパターンの輪郭を表し、ラインＬ１’は、図１６に示す第２領域ＡＲ２に形成された感光膜のパターンの輪郭を表す。

ラインＬ１を、以下の（１Ａ）式で表し、ラインＬ１’を、以下の（２Ａ）式で表すこととする。

ｙ＝ａ１ｘ＋ｂ１ …（１Ａ）
ｙ＝ａ１’ｘ＋ｂ１’ …（２Ａ）

また、ラインＬ１とラインＬ１’との交点の座標を（ＷＰ／２、ｈＰ）とする。

ラインＬ２は、理想状態において、積算露光量をＪｂ、現像時間をＴａとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。ラインＬ２’は、継ぎずれ状態において、積算露光量をＪｂ、現像時間をＴａとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。すなわち、ラインＬ２は、図１６に示す第３領域ＡＲ３に形成された感光膜のパターンの輪郭を表し、ラインＬ２’は、図１６に示す第４領域ＡＲ４に形成された感光膜のパターンの輪郭を表す。

ラインＬ２を、以下の（３Ａ）式で表し、ラインＬ２’を、以下の（４Ａ）式で表すこととする。

ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２ …（３Ａ）
ｙ＝ａ２’ｘ＋ｂ２’ …（４Ａ）

ａ２、ｂ２ 、ａ２’、ｂ２’は、積算露光量に比例する。（３Ａ）式、（４Ａ）式は、以下の（３Ａ）式、（４Ａ）式に変形できる。

ｙ＝（ａ１ｘ＋ｂ１ ）×（Ｊｂ／Ｊａ） …（３Ａ）
ｙ＝（ａ１’ｘ＋ｂ１’）×（Ｊｂ／Ｊａ） …（４Ａ）

ラインＬ２とラインＬ２’との交点の座標は（ＷＰ／２、ｈＰ×（Ｊｂ／Ｊａ））となる。

ラインＬ３は、理想状態において、積算露光量をＪａ、現像時間をＴｂとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。ラインＬ３’は、継ぎずれ状態において、積算露光量をＪａ、現像時間をＴｂとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。すなわち、ラインＬ３は、図１７に示す第５領域ＡＲ５に形成された感光膜のパターンの輪郭を表し、ラインＬ３’は、図１７に示す第６領域ＡＲ６に形成された感光膜のパターンの輪郭を表す。

ラインＬ３を、以下の（５Ａ）式で表し、ラインＬ３’を、以下の（６Ａ）式で表すこととする。ここで、現像時間が変化しても、ａ１、ａ１’は変化しないものと仮定する。

ｙ＝ａ１ｘ＋ｂ３ …（５Ａ）
ｙ＝ａ１’ｘ＋ｂ３’ …（６Ａ）

ラインＬ３とラインＬ３’との交点の座標を（ＷＱ／２、ｈＱ）とする。

ラインＬ４を、以下の式（７Ａ）で表し、ラインＬ４’を、以下の式（８Ａ）で表すこととする。

ｙ＝ａＯＰＴ＋ｂＯＰＴ …（７Ａ）
ｙ＝ａＯＰＴ’＋ｂＯＰＴ’ …（８Ａ）

ラインＬ４とラインＬ４’との交点の座標を（ＷＴ／２、ｈ０）とする。

ラインＬ１、Ｌ１’、Ｌ２、Ｌ２’、Ｌ３、Ｌ３’と、ｙ＝ｈ０との交点は、計測装置を使って計測したボトム幅の半値である。したがって、以下の式が成り立つ。

ｈ０＝ａ１Ｗ１／２＋ｂ１ …（９Ａ）
ｈ０＝ａ１’Ｗ１’ ／２＋ｂ１’…（１０Ａ）
ｈ０＝ａ１（Ｊｂ／Ｊａ）Ｗ２／２＋ｂ１（Ｊｂ／Ｊａ） …（１１Ａ）
ｈ０＝ａ１’（Ｊｂ／Ｊａ）Ｗ２’ ／２＋ｂ１’（Ｊｂ／Ｊａ） …（１２Ａ）
ｈ０＝ａ１Ｗ３／２＋ｂ３ …（１３Ａ）
ｈ０＝ａ１’Ｗ３’ ／２＋ｂ３’…（１４Ａ）

（９Ａ）式、（１０Ａ）式、（１３Ａ）式、（１４Ａ）式より、以下の式が導出される。

ｂ１=ｈ０−ａ１Ｗ１／２
ｂ１’＝ｈ０−ａ１’Ｗ１ ’ ／２
ｂ３=ｈ０−ａ１Ｗ３／２
ｂ３’＝ｈ０−ａ１’Ｗ３ ’ ／２

（９Ａ）式及び（１１Ａ）式より、以下の（１５Ａ）式が導出され、（１０Ａ）式及び（１２Ａ）式より、以下の（１６Ａ）式が導出され、（９Ａ）式及び（１５Ａ）式より、以下の（１７Ａ）式が導出され、（１０Ａ）式及び（１６Ａ）式より、以下の（１８Ａ）式が導出され、（１３Ａ）式及び（１５Ａ）式より、以下の（１９Ａ）式が導出され、（１４Ａ）式及び（１６Ａ）式より、以下の（２０Ａ）式が導出される。

ａ１＝ｈ０×{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２／２−Ｗ１／２）} …（１５Ａ）
ａ１’＝ｈ０×{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２’ ／２−Ｗ１’ ／２）} …（１６Ａ）
ｂ１＝ｈ０×〔１−{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２／２−Ｗ１／２）}×Ｗ１／２〕 …（１７Ａ）
ｂ１’＝ｈ０×〔１−{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２’ ／２−Ｗ１’ ／２）×Ｗ１’ ／２} …（１８Ａ）
ｂ３＝ｈ０×〔１−{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２／２−Ｗ１／２）}×Ｗ３／２〕 …（１９Ａ）
ｂ３’＝ｈ０×〔１−{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２’ ／２−Ｗ１’ ／２）×Ｗ３’ ／２} …（２０Ａ）

ラインＬ１、及びラインＬ１’は、交点（ＷＰ／２、ｈＰ）を通るので、以下の（２１Ａ）式、（２２Ａ）式が成り立つ。

ｈＰ＝ａ１ＷＰ／２＋ｂ１ …（２１Ａ）
ｈＰ＝ａ１’ＷＰ／２＋ｂ１’ …（２２Ａ）

よって、以下の（２３Ａ）式、（２４Ａ）式が導出される。

ＷＰ＝２×（ｂ１’−ｂ１）／（ａ１−ａ１’） …（２３Ａ）
ｈＰ＝（ａ１ｂ１’−ａ１’ｂ１）／（ａ１−ａ１’） …（２４Ａ）

ラインＬ３、及びラインＬ３’は、交点（ＷＱ／２、ｈＱ）を通るので、以下の（２５Ａ）式、（２６Ａ）式が成り立つ。

ｈＱ＝ａ１ＷＱ／２＋ｂ３ …（２５Ａ）
ｈＱ＝ａ１’ＷＱ／２＋ｂ３’ …（２６Ａ）

よって、以下の（２７Ａ）式、（２８Ａ）式が導出される。

ＷＱ＝２×（ｂ３’−ｂ３）／（ａ１−ａ１’） …（２７Ａ）
ｈＱ＝（ａ１ｂ３’−ａ１’ｂ３）／（ａ１−ａ１’） …（２８Ａ）

点（ＷＰ／２、ｈＰ）と点（ＷＱ／２、ｈＱ）を通る直線上にあって、寸法（線幅）の半値が目標寸法ＷＴの半値ＷＴ／２と等しくなる点の座標を点（ＷＴ／２、ｈＲ）とすると、点（ＷＰ／２、ｈＰ）、点（ＷＱ／２、ｈＱ）、点（ＷＴ／２、ｈＲ）は、同一直線上にあるので、以下の（２９Ａ）式が成り立つ。

（ｈＱ−ｈＰ）／（ＷＱ／２−ＷＰ／２）＝（ｈＲ−ｈＰ）／（ＷＴ／２−ＷＰ／２） …（２９Ａ）

（２９Ａ）式を、ｈＲについて整理すると、以下の（３０Ａ）式が導出される。

ｈＲ＝ｈＰ＋（ＷＴ−ＷＰ）×（ｈＱ−ｈＰ）／（ＷＱ−ＷＰ） …（３０Ａ）

最適積算露光量ＪＯＰＴについて、以下の（３１Ａ）式が成り立つ。

ＪＯＰＴ／Ｊａ＝ｈ０／ｈＲ …（３１Ａ）

（３０Ａ）式、（３１Ａ）式より、以下の（３２Ａ）式が導出される。

ＪＯＰＴ＝Ｊａ×〔ｈ０／{ｈＰ＋（ＷＴ−ＷＰ）×（ｈＱ−ｈＰ）／（ＷＱ−ＷＰ）｝〕 …（３２Ａ）

（３２Ａ）式に、（２３Ａ）式、（２４Ａ）式、（２７Ａ）式、（２８Ａ）式を代入すると、以下の（３３Ａ）式が導出される。

ＪＯＰＴ＝Ｊａ×ｈ０／〔（ａ１ｂ１’−ａ１’ｂ１）／（ａ１−ａ１’）＋{ＷＴ／２−（ｂ１’−ｂ１）／（ａ１−ａ１’）}×（ａ１ｂ３’−ａ１’ｂ３−ａ１ｂ１’−ａ１’ｂ１）／（ｂ３’−ｂ３−ｂ１’＋ｂ１） …（３３Ａ）

最適現像時間ＴＯＰＴについて、以下の（３４Ａ）式が成り立つ。
（ＴＯＰＴ−Ｔａ）／（Ｔｂ−Ｔａ）＝（ＷＴ／２−ＷＰ／２）／（ＷＱ／２−ＷＰ／２） …（３４Ａ）

（３４Ａ）式をＴＯＰＴについて展開すると、以下の（３５Ａ）式が導出される。

ＴＯＰＴ＝Ｔａ＋（Ｔｂ−Ｔａ）×（ＷＴ−ＷＰ）／（ＷＱ−ＷＰ） …（３５Ａ）

（３５Ａ）式に、（２３Ａ）式、（２７Ａ）式を代入すると、以下の（３６Ａ）式が導出される。

ＴＯＰＴ＝Ｔａ＋（Ｔｂ−Ｔａ）×{（ａ１−ａ１’）×ＷＴ／２−（ｂ１’−ｂ１）}／（ｂ３’−ｂ３−ｂ１’＋ｂ１） …（３６Ａ）

最適積算露光量ＪＯＰＴを表す（３３Ａ）式、及び最適現像時間ＴＯＰＴを表す（３６Ａ）式のａ１〜ｂ３’に、（１５Ａ）式〜（２０Ａ）式を代入すると、ｈ０は、消去される。以上により、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴが導出される。

以上により、テスト基板Ｐｔ（Ｐｔ１、Ｐｔ２）を用いて、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴを決定する処理（ステップＳＰ１）が完了する。

決定された最適積算露光量ＪＯＰＴで基板Ｐを本露光し、決定された最適現像時間ＴＯＰＴで本現像することによって、基板Ｐに、均一で所望の寸法のパターン（デバイスパターン）が形成される。

以上説明したように、本実施形態によれば、基板Ｐに、均一で所望の寸法を有するパターンを形成することができる。したがって、不良デバイスの発生を抑制できる。

なお、上述の実施形態においては、第１〜第４パターンが、第１テスト基板Ｐｔ１に形成され、第５，第６パターンが、第２テスト基板Ｐｔ２に形成されることとしたが、もちろん、第１〜第６パターンのそれぞれが、異なる第１〜第６テスト基板に形成されてもよいし、例えば第１、第２パターンが第１テスト基板に形成され、第３，第４パターンが第２テスト基板に形成され、第５，第６パターンが第３テスト基板に形成されてもよい。

なお、上述の実施形態においては、感光膜がポジ型であることとしたが、露光光ＥＬが照射されていない部分が現像によって除去されるネガ型でもよい。

なお、上述の実施形態においては、マスクＭのパターンの像が投影される第１投影光学系ＰＬ１の第１投影領域ＰＲ１と、マスクＭのパターンの像が投影される第２投影光学系ＰＬ２の第２投影領域ＰＲ２の一部とによって基板Ｐが重複露光され、第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２に基板Ｐが配置された状態で、第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２に露光光ＥＬが照射される場合を例にして説明した。そして、最適積算露光量ＪＯＰＴが、第１投影領域ＰＲ１の非重複部Ａ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、第２投影領域ＰＲ２の非重複部Ａ２に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との重複部Ｂ１に照射された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法とがほぼ一致する第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２における積算露光量であり、最適現像時間ＴＯＰＴが、基板Ｐに形成されるパターンの寸法が目標値ＷＴになる現像時間であることとした。

本実施形態のパターン形成方法によれば、マスクＭと基板Ｐとを（すなわち、マスクステージ１と基板ステージ２とを）所定の走査方向に同期移動しながら、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査露光において、投影光学系と基板Ｐとの相対振動（すなわち、投影領域と基板Ｐとの相対振動）、及び投影光学系とマスクＭとの相対振動（すなわち、照明領域とマスクＭとの相対振動）のうちの少なくとも一方の相対振動によって、実質的に継ぎずれ状態と同様に重複露光されてしまう場合でも、パターンの均一化を図ることができる。ここで相対振動とは、投影光学系と基板Ｐ又はマスクＭとの相対位置が、所期の同期移動とは別の成分として、基板Ｐの表面（感光面）又はマスクＭの表面（パターン面）に沿った方向に振動すること意味する。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

上述の第１実施形態においては、基板Ｐを重複露光する場合において、非重複部に照射される露光光ＥＬによって基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、重複部に照射される露光光ＥＬによって基板Ｐに形成されるパターンの寸法とをほぼ一致させることができる露光条件及び現像条件を決定する場合について説明した。第２実施形態においては、投影光学系ＰＬの像面に対して第１位置に配置された状態で露光された基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、投影光学系ＰＬの像面に対して第１位置と異なる第２位置に配置された状態で露光された基板Ｐに形成されるパターンの寸法とをほぼ一致させることができる露光条件及び現像条件を決定する場合について説明する。

なお、上述の第１実施形態に係るパターン形成方法は、複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を有するマルチレンズ型露光装置に適用することとした。第２実施形態に係るパターン形成方法は、１つの投影光学系ＰＬを有する、所謂、シングルレンズ型露光装置にも適用可能であるし、マルチレンズ型露光装置にも適用可能である。以下の説明においては、露光装置ＥＸが、１つの投影光学系ＰＬを有するシングルレンズ型露光装置であることとし、その投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲも１つであることとする。

例えば、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに対して基板ＰをＸ軸方向に移動しながら露光する場合において、Ｚ軸方向に関する基板Ｐの表面（露光面）の位置が変動してしまう可能性がある。換言すれば、基板Ｐの露光中に、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面（露光面）の位置がずれてしまう可能性がある。本実施形態において、投影光学系ＰＬの像面はＸＹ平面とほぼ平行であり、基板Ｐの露光中に、投影光学系ＰＬの像面に対してその像面と垂直な方向（Ｚ軸方向）、あるいは傾斜する方向（θＸ、θＹ方向）に基板Ｐの表面の位置がずれてしまう可能性がある。その結果、基板Ｐに形成されるパターンの寸法が不均一になる可能性がある。

例えば、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面がＺ軸方向に関して第１位置に配置された状態で露光された場合にその基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、第１位置と異なる第２位置に配置された状態で露光された場合にその基板Ｐに形成されるパターンの寸法とが異なってしまう可能性がある。

そこで、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの像面に対する基板Ｐの表面のＺ軸方向に関する位置が変動した場合でも、パターンが不均一になることを抑制できる露光条件及び現像条件を含むプロセス条件を決定する場合について説明する。基板Ｐにデバイスを製造するための露光処理及び現像処理は、その決定されたプロセス条件に基づいて実行される。

上述の第１実施形態と同様、露光条件は、基板Ｐが配置された投影領域に照射される露光光ＥＬの積算露光量を含む。現像条件は、露光光ＥＬが照射された基板Ｐの現像時間（現像液と基板Ｐの感光膜とを接触させている時間）、及び使用する現像液の種類（物性）等を含む。

以下の説明において、パターンが不均一になることを抑制できる所定の露光条件を適宜、最適積算露光量、と称し、パターンが不均一になることを抑制でき、パターンを所望の寸法にすることができる所定の現像条件を適宜、最適現像時間、と称する。

すなわち、所定の露光条件は、基板Ｐに形成されるパターンの寸法が均一になる積算露光量を含む。本実施形態において、その積算露光量は、投影光学系ＰＬの像面に対して第１位置に基板Ｐの表面が配置された状態でその投影光学系ＰＬから射出された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、投影光学系ＰＬの像面に対して第２位置に基板Ｐの表面が配置された状態でその投影光学系ＰＬから射出された露光光ＥＬにより基板Ｐに形成されるパターンの寸法とが、ほぼ一致する投影領域ＰＲにおける積算露光量を含む。また、所定の現像条件は、基板Ｐに形成されるパターンの寸法が目標値になる現像時間を含む。

以下、本実施形態に係る、基板Ｐにおいてパターンを均一化できる最適積算露光量、及び最適現像時間について説明する。

図１９は、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面が互いに異なる第１位置、第２位置、第３位置、第４位置、及び第５位置のそれぞれに配置された状態で露光された場合における、マスクＭのパターンと、基板Ｐの表面における積算露光量との関係を示す。マスクＭのパターンは、ライン・アンド・スペースパターンであり、照明システムＩＳからの露光光ＥＬを透過する透過部（スペース部）２１と、照明システムＩＳからの露光光ＥＬを遮る遮光部（ライン部）２２とを有する。図１９に示すグラフにおいて、横軸は、基板Ｐの表面の位置、縦軸は、基板Ｐの表面に配置された投影領域ＰＲにおける積算露光量の値を示す。

図１９に示すグラフにおいて、ラインＬＦ１は、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面が第１位置に配置された状態で投影領域ＰＲに露光光ＥＬが照射された場合における、基板Ｐの表面における積算露光量の分布の一例を示す。同様に、ラインＬＦ２〜ＬＦ５は、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面が第２〜第５位置に配置された状態で
投影領域ＰＲに露光光ＥＬが照射された場合における、基板Ｐの表面における積算露光量の分布の一例を示す。

以下の説明において、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面が第１位置に配置されている状態を適宜、第１フォーカス状態、と称する。同様に、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面が第２〜第５位置に配置されている状態を適宜、第２〜第５フォーカス状態、とそれぞれ称する。

一例として、第１位置は、基板Ｐの表面が投影光学系ＰＬの像面と一致する位置（ベストフォーカス位置）である。第２〜第５位置は、基板Ｐの表面が投影光学系ＰＬの像面に対してずれた位置（デフォーカス位置）である。以下の説明において、投影光学系ＰＬの像面に基板Ｐの表面が一致した状態を適宜、ベストフォーカス状態、と称し、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面がずれた状態を適宜、デフォーカス状態、と称する。

したがって、図１９に示す例において、第１フォーカス状態は、ベストフォーカス状態であり、第１位置は、ベストフォーカス状態となる基板Ｐの表面の位置である。また、第２〜第５フォーカス状態は、デフォーカス状態であり、第２〜第５位置は、デフォーカス状態となる基板Ｐの表面の位置である。また、本実施形態においては、一例として、第２位置は、投影光学系ＰＬの像面に対して１０μｍずれた位置であり、第３位置は、投影光学系ＰＬの像面に対して２０μｍずれた位置であり、第４位置は、投影光学系ＰＬの像面に対して３０μｍずれた位置であり、第５位置は、投影光学系ＰＬの像面に対して４０μｍずれた位置である。

図１９に示すように、第１フォーカス状態における積算露光量と、第２フォーカス状態における積算露光量と、第３フォーカス状態における積算露光量と、第４フォーカス状態における積算露光量と、第５フォーカス状態における積算露光量とが一致する値Ｊｋが存在する。すなわち、ベストフォーカス状態における積算露光量を値Ｊｈにすることによって、投影光学系ＰＬの像面に対して基板Ｐの表面の位置が変化しても、積算露光量は、値Ｊｋで一致する。

したがって、基板Ｐに使用される感光膜として、露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ以上である場合、現像によって除去され、値Ｊｋ未満である場合、現像しても基板Ｐに残る（パターンを形成する）特性（感光特性、溶解度）を有する感光膜を使用することによって、第１〜第５フォーカス状態のそれぞれにおいて、基板Ｐに形成される感光膜のパターンの寸法を一致させることができる。

このように、基板Ｐ（感光膜）の感光特性（溶解度）に応じて、ベストフォーカス状態における積算露光量の値Ｊｈを決定し、ベストフォーカス状態における積算露光量が値Ｊｈになるように投影領域ＰＲに露光光ＥＬが照射されることによって、第１〜第５フォーカス状態のそれぞれにおいて、第１実施形態と同様、同一の寸法Ｗａを有するパターン（図１０参照）が基板Ｐに形成される。

すなわち、たとえデフォーカス状態になった場合でも、ベストフォーカス状態で照射される露光光ＥＬによって基板Ｐに形成されるパターンの寸法と、デフォーカス状態で照射される露光光ＥＬによって基板Ｐに形成されるパターンの寸法とは、同一になる。したがって、基板Ｐ上に形成されるパターンが不均一になることを抑制することができる。

図２０は、ベストフォーカス状態における積算露光量の値を変えた場合の、ベストフォーカス状態及びデフォーカス状態それぞれの積算露光量の分布を示す。ラインＬＯＤＢは、ベストフォーカス状態であって、ベストフォーカス状態における積算露光量の値がＪｈ１である場合を示し、ラインＬＯＤＤは、デフォーカス状態であって、ベストフォーカス状態における積算露光量の値がＪｈ１である場合を示す。ラインＬＢＤＢは、ベストフォーカス状態であって、ベストフォーカス状態における積算露光量の値がＪｈ１と異なるＪｈ２である場合を示し、ラインＬＢＤＤは、デフォーカス状態であって、ベストフォーカス状態における積算露光量の値がＪｈ２である場合を示す。ラインＬＵＤＢは、ベストフォーカス状態であって、ベストフォーカス状態における積算露光量の値がＪｈ１及びＪｈ２と異なるＪｈ３である場合を示し、ラインＬＵＤＤは、デフォーカス状態であって、ベストフォーカス状態における積算露光量の値がＪｈ３である場合を示す。

図２０に示すように、ベストフォーカス状態における積算露光量の値が、値Ｊｈ１、Ｊｈ２、Ｊｈ３に変化した場合でも、ベストフォーカス状態における積算露光量とデフォーカス状態における積算露光量とが一致する値Ｊｋ１、Ｊｋ２、Ｊｋ３が存在する。これにより、基板Ｐ（感光膜）の感光特性に応じて、例えば値Ｊｈ１、Ｊｈ２、Ｊｈ３のなかから、最適な値を決定することによって、現像後において基板Ｐに形成されるパターンを均一にすることができる。

例えば、基板Ｐの感光膜が、照射された露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ１以上である場合に現像によって除去される感光特性を有する場合、ベストフォーカス状態における積算露光量として、値Ｊｈ１が決定される。同様に、基板Ｐの感光膜が、照射された露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ２以上である場合に現像によって除去される感光特性を有する場合、ベストフォーカス状態における積算露光量として、値Ｊｈ２が決定される。また、基板Ｐの感光膜が、照射された露光光ＥＬの積算露光量が値Ｊｋ３以上である場合に現像によって除去される感光特性を有する場合、ベストフォーカス状態における積算露光量として、値Ｊｈ３が決定される。

このように、基板Ｐにおいてパターンの寸法を均一にできる積算露光量Ｊｈは、基板Ｐの感光特性に応じて決定される。

以下の説明において、基板Ｐにおいてパターンが不均一になることを抑制できる積算露光量を適宜、最適積算露光量ＪＯＰＴ、と称する。

また、図１０を参照して説明したように、パターンの寸法Ｗａは、目標寸法ＷＴと異なる。すなわち、基板Ｐにおいて、パターンの寸法Ｗａは均一になるものの、その寸法Ｗａは、目標寸法ＷＴと異なる。そこで、上述の第１実施形態と同様、本実施形態においても、現像時間Ｔを調整することによって、基板Ｐのパターン（感光膜のパターン）の寸法を、目標寸法ＷＴにする。例えば図１２を参照して説明したように、現像処理においては、感光膜の輪郭（外形）は、等方的に変化する。したがって、現像時間Ｔを調整することによって、寸法Ｗａの感光膜のパターンを、寸法ＷＴの感光膜のパターンに変化させることができる。

以下の説明において、基板Ｐに均一に形成されたパターンの寸法Ｗａを目標寸法ＷＴにすることができる現像時間を適宜、最適現像時間ＴＯＰＴ、と称する。

以上、所定の露光条件に相当する最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び所定の現像条件に相当する最適現像時間ＴＯＰＴについて説明した。

以下、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴの決定方法を含む、パターンの形成方法の一例について説明する。

本実施形態に係るパターン形成方法は、図１３のフローチャートに示したように、パターンが不均一になることを抑制できる所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）及び所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）を決定すること（ステップＳＰ１）と、その決定された所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）で基板Ｐを露光し、その決定された所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）で基板Ｐを現像すること（ステップＳＰ２）とを含む。

ステップＳＰ１においては、所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）及び所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）を決定するために、基板を露光する処理、及びその露光された基板を現像する処理が実行される。ステップＳＰ２においては、基板Ｐにデバイス（デバイスパターン）を形成するために、決定された所定の露光条件で、基板を露光する処理、及び決定された所定の現像条件で、基板を現像する処理が実行される。

以下の説明において、最適積算露光量ＪＯＰＴ及び最適現像時間ＴＯＰＴを決定するために、ステップＳＰ１において実行される露光を適宜、テスト露光、と称し、ステップＳＰ１において実行される現像を適宜、テスト現像、と称する。また、ステップＳＰ１において使用される基板を適宜、テスト基板Ｐｔ、と称する。また、デバイスパターンを形成するために、ステップＳＰ２において実行される露光を適宜、本露光、と称し、ステップＳＰ２において実行される現像を適宜、本現像、と称する。

本実施形態において、ステップＳＰ１は、異なる複数の露光条件のそれぞれで、投影光学系の投影領域に照射されたマスクＭからの露光光ＥＬでテスト基板Ｐｔをテスト露光することと、異なる複数の現像条件のそれぞれで、テスト露光されたテスト基板Ｐｔをテスト現像することと、テスト露光及びテスト現像によりテスト基板Ｐｔに形成されたパターンに基づいて、所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）及び所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）を決定することと、を含む。

本実施形態において、ステップＳＰ２は、ステップＳＰ１で決定された所定の露光条件（最適積算露光量ＪＯＰＴ）で、投影光学系の投影領域に照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで基板Ｐを本露光することと、ステップＳＰ１で決定された所定の現像条件（最適現像時間ＴＯＰＴ）で、本露光された基板Ｐを本現像することと、を含む。

テスト露光においては、テスト基板Ｐｔが露光される。テスト基板Ｐｔとして、第１テスト基板Ｐｔ１と、第２テスト基板Ｐｔ２とが使用される。

本実施形態において、テスト露光は、図２１のフローチャートに示すように、投影光学系ＰＬの像面に対して第１テスト基板Ｐｔ１の第１領域ＡＲ１の表面を第１位置（例えばベストフォーカス位置）に配置して、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射された露光光ＥＬにより第１テスト基板Ｐｔ１の第１領域ＡＲ１を露光すること（ステップＳＣ１）と、投影光学系ＰＬの像面に対して第１テスト基板Ｐｔ１の第２領域ＡＲ２の表面を第１位置と異なる第２位置（例えばデフォーカス位置）に配置して、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射された露光光ＥＬにより第１テスト基板Ｐｔ１の第２領域ＡＲ２を露光すること（ステップＳＣ２）と、投影光学系ＰＬの像面に対して第１テスト基板Ｐｔ１の第３領域ＡＲ３を第１位置に配置して、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａと異なる第２値Ｊｂになるように、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに照射された露光光ＥＬにより第１テスト基板Ｐｔ１の第３領域ＡＲ３を露光すること（ステップＳＣ３）と、投影光学系ＰＬの像面に対して第１テスト基板Ｐｔ１の第４領域ＡＲ４を第２位置に配置して、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲにおける積算露光量が第２値Ｊｂになるように、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに照射された露光光ＥＬにより第１テスト基板Ｐｔ１の第４領域ＡＲ４を露光すること（ステップＳＣ４）と、投影光学系ＰＬの像面に対して第２テスト基板Ｐｔ２の第５領域ＡＲ５を第１位置に配置して、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに照射された露光光ＥＬにより第２テスト基板Ｐｔ２の第５領域ＡＲ５を露光すること（ステップＳＣ５）と、投影光学系ＰＬの像面に対して第２テスト基板Ｐｔ２の第６領域ＡＲ６を第２位置に配置して、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影光学系ＰＬの投影領域ＰＲに照射された露光光ＥＬにより第２テスト基板Ｐｔ２の第６領域ＡＲ６を露光すること（ステップＳＣ６）と、を含む。

本実施形態において、テスト現像は、図１５のフローチャートに示したように、第１〜第４領域ＡＲ１〜ＡＲ４が露光された第１テスト基板Ｐｔ１を第１時間Ｔａで現像して、第１テスト基板Ｐｔ１の第１〜第４領域ＡＲ１〜ＡＲ４のそれぞれに、感光膜のパターンを形成すること（ステップＳＢ１）と、第５，第６領域ＡＲ５，ＡＲ６が露光された第２テスト基板Ｐｔ２を第１時間Ｔａと異なる第２時間Ｔｂで現像して、第２テスト基板Ｐｔ２の第５，第６領域ＡＲ５，ＡＲ６のそれぞれに、感光膜のパターンを形成すること（ステップＳＢ２）と、を含む。

以下の説明において、テスト現像後、第１領域ＡＲ１に形成された感光膜のパターンを適宜、第１パターン、と称する。同様に、テスト現像後、第２，第３，第４，第５，第６領域ＡＲ２，ＡＲ３，ＡＲ４，ＡＲ５，ＡＲ６のそれぞれに形成された感光膜のパターンを適宜、第２，第３，第４，第５，第６パターン、と称する。

図２２は、第１テスト基板Ｐｔ１の一例を示す模式図、図２３は、第２テスト基板Ｐｔ２の一例を示す模式図である。なお、図２２及び図２３においては、投影領域ＰＲの形状を長方形とする。

本実施形態においては、図２２に示すように、ベストフォーカス状態で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第１領域ＡＲ１が露光される（ステップＳＣ１）。

また、所定のデフォーカス状態で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第２領域ＡＲ２が露光される（ステップＳＣ２）。

また、ベストフォーカス状態で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第２値Ｊｂになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第３領域ＡＲ３が露光される（ステップＳＣ３）。第２値Ｊｂは、第１値Ｊａと異なる。本実施形態において、第２値Ｊｂは、第１値Ｊａの例えば１．２倍である。

また、所定のデフォーカス状態（例えば、ステップＳＣ２と同じデフォーカス状態）で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第２値Ｊｂになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第１テスト基板Ｐｔ１の第４領域ＡＲ４が露光される（ステップＳＣ４）。

また、図２３に示すように、ベストフォーカス状態で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第２テスト基板Ｐｔ２の第５領域ＡＲ５が露光される（ステップＳＣ５）。

また、所定のデフォーカス状態（例えば、ステップＳＣ２と同じデフォーカス状態）で、投影領域ＰＲにおける積算露光量が第１値Ｊａになるように、投影領域ＰＲに照射されたマスクＭからの露光光ＥＬで第２テスト基板Ｐｔ２の第６領域ＡＲ６が露光される（ステップＳＣ６）。

次に、第１テスト基板Ｐｔ１に対して、現像処理が実行される（ステップＳＢ１）。第１テスト基板Ｐｔ１の現像時間は、第１時間Ｔａである。

また、第２テスト基板Ｐｔ２に対して、現像処理が実行される（ステップＳＢ２）。第２テスト基板Ｐｔ２の現像時間は、第２時間Ｔｂである。第１時間Ｔａと第２時間Ｔｂとは異なる。本実施形態において、第２時間Ｔｂは、例えば第１時間Ｔａの０．８倍である。

第１、第２テスト基板Ｐｔ１、Ｐｔ２に対する現像が実行されることによって、第１領域ＡＲ１には感光膜の第１パターンが形成され、第２領域ＡＲ２には感光膜の第２パターンが形成され、第３領域ＡＲ３には感光膜の第３パターンが形成され、第４領域ＡＲ４には感光膜の第４パターンが形成され、第５領域ＡＲ５には感光膜の第５パターンが形成され、第６領域ＡＲ６には感光膜の第６パターンが形成される。第１〜第６パターンのそれぞれは、ラインパターンである。

次に、本実施形態においては、第１パターン、第２パターン、第３パターン、第４パターン、第５パターン、及び第６パターンの寸法（ボトム幅）が計測される。パターンの寸法（ボトム幅）の計測は、例えばＳＥＭ等、所定の計測装置を用いて実行される。

計測装置で計測された第１パターンの寸法は、Ｗ１である。第２パターンの寸法は、Ｗ１’である。第３パターンの寸法は、Ｗ２である。第４パターンの寸法は、Ｗ２’である。第５パターンの寸法は、Ｗ３である。第６パターンの寸法は、Ｗ３’である。

次に、第１値Ｊａ、第２値Ｊｂ、第１時間Ｔａ、第２時間Ｔｂ、目標寸法ＷＴ、及び第１〜第６パターンの寸法Ｗ１〜Ｗ６に基づいて、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴを決定する処理が実行される。本実施形態においては、既知である第１値Ｊａ、第２値Ｊｂ、第１時間Ｔａ、第２時間Ｔｂ、目標寸法ＷＴ、及び第１〜第６パターンの寸法Ｗ１〜Ｗ６を使って、計算により、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴを決定する。

以下、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴの決定方法の一例について説明する。本実施形態に係る決定方法は、上述の第１実施形態において図１８を参照して説明した手順とほぼ同様である。以下、図１８を参照して説明する。

図１８（Ａ）において、ラインＬ４及びラインＬ４’は、図１８（Ｂ）に示すような、露光条件及び現像条件が異なっても感光膜のパターンのボトム幅が同じになる感光膜の輪郭の一部を表す。本実施形態においては、以下に説明する計算により、ラインＬ４及びラインＬ４’が得られるような最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴを求める。

ラインＬ１は、ベストフォーカス状態において、積算露光量をＪａ、現像時間をＴａとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。ラインＬ１’は、デフォーカス状態において、積算露光量をＪａ、現像時間をＴａとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。すなわち、ラインＬ１は、図２２に示す第１領域ＡＲ１に形成された感光膜のパターンの輪郭を表し、ラインＬ１’は、図２２に示す第２領域ＡＲ２に形成された感光膜のパターンの輪郭を表す。

ラインＬ１を、以下の（１Ｂ）式で表し、ラインＬ１’を、以下の（２Ｂ）式で表すこととする。

ｙ＝ａ１ｘ＋ｂ１ …（１Ｂ）
ｙ＝ａ１’ｘ＋ｂ１’ …（２Ｂ）

また、ラインＬ１とラインＬ１’との交点の座標を（ＷＰ／２、ｈＰ）とする。

ラインＬ２は、ベストフォーカス状態において、積算露光量をＪｂ、現像時間をＴａとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。ラインＬ２’は、デフォーカス状態において、積算露光量をＪｂ、現像時間をＴａとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。すなわち、ラインＬ２は、図２２に示す第３領域ＡＲ３に形成された感光膜のパターンの輪郭を表し、ラインＬ２’は、図２２に示す第４領域ＡＲ４に形成された感光膜のパターンの輪郭を表す。

ラインＬ２を、以下の（３Ｂ）式で表し、ラインＬ２’を、以下の（４Ｂ）式で表すこととする。

ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２ …（３Ｂ）
ｙ＝ａ２’ｘ＋ｂ２’ …（４Ｂ）

ａ２、ｂ２ 、ａ２’、ｂ２’は、積算露光量に比例する。（３Ｂ）式、（４Ｂ）式は、以下の（３Ｂ）式、（４Ｂ）式に変形できる。

ｙ＝（ａ１ｘ＋ｂ１ ）×（Ｊｂ／Ｊａ） …（３Ｂ）
ｙ＝（ａ１’ｘ＋ｂ１’）×（Ｊｂ／Ｊａ） …（４Ｂ）

ラインＬ２とラインＬ２’との交点の座標は（ＷＰ／２、ｈＰ×（Ｊｂ／Ｊａ））となる。

ラインＬ３は、ベストフォーカス状態において、積算露光量をＪａ、現像時間をＴｂとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。ラインＬ３’は、デフォーカス状態において、積算露光量をＪａ、現像時間をＴｂとして、露光及び現像した場合の、感光膜のパターンの輪郭を表す。すなわち、ラインＬ３は、図２３に示す第５領域ＡＲ５に形成された感光膜のパターンの輪郭を表し、ラインＬ３’は、図２３に示す第６領域ＡＲ６に形成された感光膜のパターンの輪郭を表す。

ラインＬ３を、以下の（５Ｂ）式で表し、ラインＬ３’を、以下の（６Ｂ）式で表すこととする。ここで、現像時間が変化しても、ａ１、ａ１’は変化しないものと仮定する。

ｙ＝ａ１ｘ＋ｂ３ …（５Ｂ）
ｙ＝ａ１’ｘ＋ｂ３’ …（６Ｂ）

ラインＬ３とラインＬ３’との交点の座標を（ＷＱ／２、ｈＱ）とする。

ラインＬ４を、以下の式（７Ｂ）で表し、ラインＬ４’を、以下の式（８Ｂ）で表すこととする。

ｙ＝ａＯＰＴ＋ｂＯＰＴ …（７Ｂ）
ｙ＝ａＯＰＴ’＋ｂＯＰＴ’ …（８Ｂ）

ラインＬ４とラインＬ４’との交点の座標を（ＷＴ／２、ｈ０）とする。

ラインＬ１、Ｌ１’、Ｌ２、Ｌ２’、Ｌ３、Ｌ３’と、ｙ＝ｈ０との交点は、計測装置を使って計測したボトム幅の半値である。したがって、以下の式が成り立つ。

ｈ０＝ａ１Ｗ１／２＋ｂ１ …（９Ｂ）
ｈ０＝ａ１’Ｗ１’ ／２＋ｂ１’…（１０Ｂ）
ｈ０＝ａ１（Ｊｂ／Ｊａ）Ｗ２／２＋ｂ１（Ｊｂ／Ｊａ） …（１１Ｂ）
ｈ０＝ａ１’（Ｊｂ／Ｊａ）Ｗ２’ ／２＋ｂ１’（Ｊｂ／Ｊａ） …（１２Ｂ）
ｈ０＝ａ１Ｗ３／２＋ｂ３ …（１３Ｂ）
ｈ０＝ａ１’Ｗ３’ ／２＋ｂ３’…（１４Ｂ）

（９Ｂ）式、（１０Ｂ）式、（１３Ｂ）式、（１４Ｂ）式より、以下の式が導出される。

ｂ１=ｈ０−ａ１Ｗ１／２
ｂ１’＝ｈ０−ａ１’Ｗ１ ’ ／２
ｂ３=ｈ０−ａ１Ｗ３／２
ｂ３’＝ｈ０−ａ１’Ｗ３ ’ ／２

（９Ｂ）式及び（１１Ｂ）式より、以下の（１５Ｂ）式が導出され、（１０Ｂ）式及び（１２Ｂ）式より、以下の（１６Ｂ）式が導出され、（９Ｂ）式及び（１５Ｂ）式より、以下の（１７Ｂ）式が導出され、（１０Ｂ）式及び（１６Ｂ）式より、以下の（１８Ｂ）式が導出され、（１３Ｂ）式及び（１５Ｂ）式より、以下の（１９Ｂ）式が導出され、（１４Ｂ）式及び（１６Ｂ）式より、以下の（２０Ｂ）式が導出される。

ａ１＝ｈ０×{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２／２−Ｗ１／２）} …（１５Ｂ）
ａ１’＝ｈ０×{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２’ ／２−Ｗ１’ ／２）} …（１６Ｂ）
ｂ１＝ｈ０×〔１−{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２／２−Ｗ１／２）}×Ｗ１／２〕 …（１７Ｂ）
ｂ１’＝ｈ０×〔１−{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２’ ／２−Ｗ１’ ／２）×Ｗ１’ ／２} …（１８Ｂ）
ｂ３＝ｈ０×〔１−{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２／２−Ｗ１／２）}×Ｗ３／２〕 …（１９Ｂ）
ｂ３’＝ｈ０×〔１−{１−（Ｊｂ／Ｊａ）}／{（Ｊｂ／Ｊａ）×（Ｗ２’ ／２−Ｗ１’ ／２）×Ｗ３’ ／２} …（２０Ｂ）

ラインＬ１、及びラインＬ１’は、交点（ＷＰ／２、ｈＰ）を通るので、以下の（２１Ｂ）式、（２２Ｂ）式が成り立つ。

ｈＰ＝ａ１ＷＰ／２＋ｂ１ …（２１Ｂ）
ｈＰ＝ａ１’ＷＰ／２＋ｂ１’ …（２２Ｂ）

よって、以下の（２３Ｂ）式、（２４Ｂ）式が導出される。

ＷＰ＝２×（ｂ１’−ｂ１）／（ａ１−ａ１’） …（２３Ｂ）
ｈＰ＝（ａ１ｂ１’−ａ１’ｂ１）／（ａ１−ａ１’） …（２４Ｂ）

ラインＬ３、及びラインＬ３’は、交点（ＷＱ／２、ｈＱ）を通るので、以下の（２５Ｂ）式、（２６Ｂ）式が成り立つ。

ｈＱ＝ａ１ＷＱ／２＋ｂ３ …（２５Ｂ）
ｈＱ＝ａ１’ＷＱ／２＋ｂ３’ …（２６Ｂ）

よって、以下の（２７Ｂ）式、（２８Ｂ）式が導出される。

ＷＱ＝２×（ｂ３’−ｂ３）／（ａ１−ａ１’） …（２７Ｂ）
ｈＱ＝（ａ１ｂ３’−ａ１’ｂ３）／（ａ１−ａ１’） …（２８Ｂ）

点（ＷＰ／２、ｈＰ）と点（ＷＱ／２、ｈＱ）を通る直線上にあって、寸法（線幅）の半値が目標寸法ＷＴの半値ＷＴ／２と等しくなる点の座標を点（ＷＴ／２、ｈＲ）とすると、点（ＷＰ／２、ｈＰ）、点（ＷＱ／２、ｈＱ）、点（ＷＴ／２、ｈＲ）は、同一直線上にあるので、以下の（２９Ｂ）式が成り立つ。

（ｈＱ−ｈＰ）／（ＷＱ／２−ＷＰ／２）＝（ｈＲ−ｈＰ）／（ＷＴ／２−ＷＰ／２） …（２９Ｂ）

（２９Ｂ）式を、ｈＲについて整理すると、以下の（３０Ｂ）式が導出される。

ｈＲ＝ｈＰ＋（ＷＴ−ＷＰ）×（ｈＱ−ｈＰ）／（ＷＱ−ＷＰ） …（３０Ｂ）

最適積算露光量ＪＯＰＴについて、以下の（３１Ｂ）式が成り立つ。

ＪＯＰＴ／Ｊａ＝ｈ０／ｈＲ …（３１Ｂ）

（３０Ｂ）式、（３１Ｂ）式より、以下の（３２Ｂ）式が導出される。

ＪＯＰＴ＝Ｊａ×〔ｈ０／{ｈＰ＋（ＷＴ−ＷＰ）×（ｈＱ−ｈＰ）／（ＷＱ−ＷＰ）｝〕 …（３２Ｂ）

（３２Ｂ）式に、（２３Ｂ）式、（２４Ｂ）式、（２７Ｂ）式、（２８Ｂ）式を代入すると、以下の（３３Ｂ）式が導出される。

ＪＯＰＴ＝Ｊａ×ｈ０／〔（ａ１ｂ１’−ａ１’ｂ１）／（ａ１−ａ１’）＋{ＷＴ／２−（ｂ１’−ｂ１）／（ａ１−ａ１’）}×（ａ１ｂ３’−ａ１’ｂ３−ａ１ｂ１’−ａ１’ｂ１）／（ｂ３’−ｂ３−ｂ１’＋ｂ１） …（３３Ｂ）

最適現像時間ＴＯＰＴについて、以下の（３４Ｂ）式が成り立つ。
（ＴＯＰＴ−Ｔａ）／（Ｔｂ−Ｔａ）＝（ＷＴ／２−ＷＰ／２）／（ＷＱ／２−ＷＰ／２） …（３４Ｂ）

（３４Ｂ）式をＴＯＰＴについて展開すると、以下の（３５Ｂ）式が導出される。

ＴＯＰＴ＝Ｔａ＋（Ｔｂ−Ｔａ）×（ＷＴ−ＷＰ）／（ＷＱ−ＷＰ） …（３５Ｂ）

（３５Ｂ）式に、（２３Ｂ）式、（２７Ｂ）式を代入すると、以下の（３６Ｂ）式が導出される。

ＴＯＰＴ＝Ｔａ＋（Ｔｂ−Ｔａ）×{（ａ１−ａ１’）×ＷＴ／２−（ｂ１’−ｂ１）}／（ｂ３’−ｂ３−ｂ１’＋ｂ１） …（３６Ｂ）

最適積算露光量ＪＯＰＴを表す（３３Ｂ）式、及び最適現像時間ＴＯＰＴを表す（３６Ｂ）式のａ１〜ｂ３’に、（１５Ｂ）式〜（２０Ｂ）式を代入すると、ｈ０は、消去される。以上により、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴが導出される。

以上により、テスト基板Ｐｔ（Ｐｔ１、Ｐｔ２）を用いて、最適積算露光量ＪＯＰＴ、及び最適現像時間ＴＯＰＴを決定する処理（ステップＳＰ１）が完了する。

決定された最適積算露光量ＪＯＰＴで基板Ｐを本露光し、決定された最適現像時間ＴＯＰＴで本現像することによって、基板Ｐに、均一で所望の寸法のパターン（デバイスパターン）が形成される。

以上説明したように、本実施形態によれば、基板Ｐに、均一で所望の寸法を有するパターンを形成することができる。したがって、不良デバイスの発生を抑制できる。

なお、本実施形態においては、第１〜第４パターンが、第１テスト基板Ｐｔ１に形成され、第５，第６パターンが、第２テスト基板Ｐｔ２に形成されることとしたが、もちろん、第１〜第６パターンのそれぞれが、異なる第１〜第６テスト基板に形成されてもよいし、例えば第１、第２パターンが第１テスト基板に形成され、第３，第４パターンが第２テスト基板に形成され、第５，第６パターンが第３テスト基板に形成されてもよい。

なお、上述の実施形態においては、感光膜がポジ型であることとしたが、露光光ＥＬが照射されていない部分が現像によって除去されるネガ型でもよい。

なお、上述の第１、第２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。

なお、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。

また、本発明は、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号明細書等に開示されているような、複数の基板ステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、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。

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、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。

なお、上述の各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。

なお、上述の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号明細書に開示されているように、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良い。

上述の実施形態の露光装置ＥＸは、本願請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了した後、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およ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２４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、上述の実施形態に従って、マスクからの露光光で基板を露光して基板にパターンの像を投影すること、露光された基板（感光膜）を現像することを含む基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。なお、ステップ２０４では、感光膜を現像することで、マスクのパターンに対応する露光パターン層（現像された感光膜の層）を形成し、この露光パターン層を介して基板を加工することが含まれる。例えば、基板の加工は、現像された基板をエッチング処理することを含む。

なお、上述の実施形態及び変形例の要件は、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。また、法令で許容される限りにおいて、上述の実施形態及び変形例で引用した露光装置などに関する全ての公開公報及び米国特許の開示を援用して本文の記載の一部とする。

なお、上述の実施形態では、本発明を露光装置に適用するものとして説明したが、本発明は、露光装置に限定されず、例えば基板Ｐに設けられた複数の被処理領域を顕微鏡等で順次観察して検査する検査装置等にも適用することができる。

１…マスクステージ、２…基板ステージ、４…制御装置、Ｍ…マスク、Ｐ…基板、Ｐｔ…テスト基板、ＰＬ１〜ＰＬ７…投影光学系、ＰＲ１〜ＰＲ７…投影領域

Claims (6)

1. 投影光学系からの露光光で感光性の基板に露光光を照射して前記基板にパターンを形成するパターン形成方法であって、
   前記投影光学系の像面に対して第１基板の露光面を第１位置に配置して、前記投影光学系の投影領域における積算露光量が第１値になるように、前記投影領域に照射された前記露光光により前記第１基板を露光することと、
   前記像面に対して第２基板の露光面を前記第１位置と異なる第２位置に配置して、前記投影領域における積算露光量が前記第１値になるように、前記投影領域に照射された前記露光光により前記第２基板を露光することと、
   前記像面に対して第３基板を前記第１位置に配置して、前記投影領域における積算露光量が前記第１値と異なる第２値になるように、前記投影領域に照射された前記露光光により前記第３基板を露光することと、
   前記像面に対して第４基板を前記第２位置に配置して、前記投影領域における積算露光量が前記第２値になるように、前記投影領域に照射された前記露光光により前記第４基板を露光することと、
   前記像面に対して第５基板を前記第１位置に配置して、前記投影領域における積算露光量が前記第１値になるように、前記投影領域に照射された前記露光光により前記第５基板を露光することと、
   前記像面に対して第６基板を前記第２位置に配置して、前記投影領域における積算露光量が前記第１値になるように、前記投影領域に照射された前記露光光により前記第６基板を露光することと、
   前記第１基板を第１時間で現像して、前記第１基板に第１パターンを形成することと、
   前記第２基板を前記第１時間で現像して、前記第２基板に第２パターンを形成することと、
   前記第３基板を前記第１時間で現像して、前記第３基板に第３パターンを形成することと、
   前記第４基板を前記第１時間で現像して、前記第４基板に第４パターンを形成することと、
   前記第５基板を前記第１時間と異なる第２時間で現像して、前記第５基板に第５パターンを形成することと、
   前記第６基板を前記第２時間で現像して、前記第６基板に第６パターンを形成することと、
   第１乃至第６パターンに基づいて、所定パターンに対応する露光条件及び現像条件を決定することと、
   前記所定パターンに対応する露光条件で、前記投影領域に照射された露光光により第７基板を露光することと、
   前記所定パターンに対応する現像条件で、前記第７基板を現像することと、
   を含むパターン形成方法。
2. 前記第１パターン、前記第２パターン、前記第３パターン、前記第４パターン、前記第５パターン、及び前記第６パターンの寸法を計測することを含み、
   前記所定パターンに対応する露光条件及び現像条件の決定は、
   前記所定パターンの寸法、前記第１値、前記第２値、前記第１時間、前記第２時間、及び前記寸法の計測結果に基づいて実行される請求項１記載のパターン形成方法。
3. 前記第１基板、前記第２基板、前記第３基板、前記第４基板、前記第５基板、及び前記第６基板の少なくも２つは、同一の基板である請求項１又は２記載のパターン形成方法。
4. 前記所定パターンに対応する露光条件は、
   前記像面に対して前記第１位置に配置された前記基板に形成されるパターンの寸法と、前記第２位置に配置された前記基板に形成されるパターンの寸法とがほぼ一致する前記投影領域における露光量を含む請求項１〜３のいずれか一項記載のパターン形成方法。
5. 前記所定パターンに対応する現像条件は、
   前記基板に形成される前記所定パターンの寸法が目標値になる現像時間を含む請求項１〜４のいずれか一項記載のパターン形成方法。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載のパターン形成方法を用いて基板にパターンを形成することと、
   前記パターンが形成された前記基板を加工することと、
   を含むデバイス製造方法。

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