JP2011114207A - 投影装置、露光装置、露光方法、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】露光不良の発生を抑制できる投影装置を提供する。
【解決手段】投影装置は、第１面からの露光光を第２面に照射して第１面の像を第２面に投影する。投影装置は、第１面に沿って並設され、それぞれ第１面の一部の像を第２面に形成可能な第１及び第２の投影光学系と、第１及び第２の投影光学系に対応して配置され、露光光の光路の外側から第１及び第２の投影光学系に検出光を導入する第１光学系と、第１及び第２の投影光学系に対応して配置され、検出光が第２面を経由しないように第１及び第２の投影光学系から検出光を導出する第２光学系と、検出面を有し、第２光学系が導出し、検出面に入射する複数の前記検出光を検出する検出装置とを備える。
【選択図】図３

Description

本発明は、投影装置、露光装置、露光方法、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、マスクを露光光で照明し、投影光学系の投影領域に照射されたマスクからの露光光で感光性の基板を露光する露光装置が使用される。下記特許文献には、複数の投影光学系を有し、それら複数の投影光学系のうち、例えば第１投影光学系の投影領域に第２投影光学系の投影領域の一部を重複させて基板を露光する、所謂、マルチレンズ型露光装置に関する技術の一例が開示されている。

特開２００１−２９６６６７号公報

マルチレンズ型露光装置において、複数の投影光学系のそれぞれの投影領域の相対位置が変動したり、複数の投影光学系のそれぞれの像面の位置が変動したりすると、例えば基板に形成されるパターンの寸法が不均一になったり、パターンに欠陥が生じたりする等、露光不良が発生する可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。

本発明は、露光不良の発生を抑制できる投影装置、露光装置、及び露光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、第１面からの露光光を第２面に照射して第１面の像を第２面に投影する投影装置であって、第１面に沿って並設され、それぞれ第１面の一部の像を第２面に形成可能な第１及び第２の投影光学系と、第１及び第２の投影光学系に対応して配置され、露光光の光路の外側から第１及び第２の投影光学系に検出光を導入する第１光学系と、第１及び第２の投影光学系に対応して配置され、検出光が第２面を経由しないように第１及び第２の投影光学系から検出光を導出する第２光学系と、検出面を有し、第２光学系が導出し、検出面に入射する複数の前記検出光を検出する検出装置と、を備える投影装置が提供される。

本発明の第２の態様に従えば、第１の態様の投影装置を備え、第１面に配置されたパターンからの露光光を第２面に配置された基板の表面に照射してパターンの像を基板の表面に投影する露光装置が提供される。

本発明の第３の態様に従えば、第２の露光装置を用いて基板を露光することと、露光された基板を露光結果に基づいて処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明の第４の態様に従えば、第１面に沿って並設され、第１面からの露光光を第２面に照射して、それぞれ第１面の一部の像を第２面に形成可能な第１及び第２の投影光学系に、第１及び第２の投影光学系に対応して配置された第１光学系により露光光の光路の外側から検出光を導入することと、第１及び第２の投影光学系に対応して配置された第２光学系により、第２面を経由しないように第１及び第２の投影光学系から検出光を導出することと、第２光学系が導出した複数の検出光を検出することと、検出の結果に基づいて、第１及び第２の投影光学系のそれぞれの結像特性を調整して、第２面に配置される基板に対して露光光を照射して基板を露光することと、を含む露光方法が提供される。

本発明の第５の態様に従えば、第４の態様の露光方法を用いて基板を露光することと、露光された基板を露光結果に基づいて処理することと、を含むデバイス製造方法が提供される。

本発明によれば、露光不良の発生を抑制でき、不良デバイスの発生を抑制できる。

本実施形態に係る露光装置の一例を示す斜視図である。 本実施形態に係る投影領域と基板との関係を示す平面図である。 本実施形態に係る投影システム及び検出システムの一部を示す概略構成図である。 本実施形態に係る第１光学系の近傍を示す図である。 本実施形態に係る第２光学系の近傍を示す図である。 本実施形態に係る視野絞りの一例を示す模式図である。 本実施形態に係る第１マーク部材の一例を示す図である。 本実施形態に係る第１マーク部材と視野絞りとの関係を説明するための模式図である。 本実施形態に係る第２マーク部材の一例を示す図である。 検出装置が検出する第１マークの像及び第２マークを示す模式図である。 マーク位置検出器の一例を示す模式図である。 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。

図１は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの概略を示す斜視図である。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３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、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、マザーガラスと呼ばれる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。

投影システムＰＳは、物体面からの露光光ＥＬを像面に照射して、物体面の像を像面に投影する。本実施形態において、投影システムＰＳの物体面は、ＸＹ平面とほぼ平行である。また、投影システムＰＳの像面も、ＸＹ平面とほぼ平行である。本実施形態において、投影システムＰＳの物体面にマスクＭの下面（パターン形成面）ＭＡが配置され、投影システムＰＳの像面に基板Ｐの表面（露光面）ＰＡが配置される。マスクＭのパターンは、マスクＭの下面ＭＡに配置されている。下面ＭＡに配置されているパターンは、基板Ｐにデバイスを形成するためのパターン（デバイスパターン）である。露光装置ＥＸは、投影システムＰＳの物体面に配置されたマスクＭのパターン（パターン形成面ＭＡ）からの露光光ＥＬを、像面に配置された基板Ｐの表面ＰＡに照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐの表面に投影され、基板Ｐが露光される。

本実施形態において、投影システムＰＳは、ＸＹ平面に沿って並設された投影光学系ＰＬを複数有する。複数の投影光学系ＰＬのそれぞれが、物体面及び像面を有し、物体面からの露光光ＥＬを像面に照射して物体面の像を像面に投影する。複数の投影光学系ＰＬのそれぞれは、マスクＭのパターン（パターン形成面ＭＡ）の一部の像を基板Ｐの表面ＰＡに形成可能である。照明システムＩＳは、複数の投影光学系ＰＬに対応する照明モジュールＩＬを複数有する。

本実施形態において、投影システムＰＳは、投影光学系ＰＬを７つ有する。照明システムＩＳは、照明モジュールＩＬを７つ有する。なお、投影光学系ＰＬ及び照明モジュールＩＬ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ＰＬを１１個有し、照明システムＩＳが、照明モジュールＩＬを１１個有してもよい。

照明モジュールＩＬは、照明領域ＩＲに露光光ＥＬを照射して、その照明領域ＩＲを露光光ＥＬで照明する。照明領域ＩＲは、照明システムＩＳから射出され、投影システムＰＳの物体面において露光光ＥＬが照射される照射領域である。照明モジュールＩＬは、照明領域ＩＲに配置されたマスクＭのパターン（パターン形成面ＭＡ）の一部を均一な照度分布の露光光ＥＬで照明する。上述のように、本実施形態において、照明システムＩＳは、照明モジュールＩＬを７つ有する。照明システムＩＳは、異なる７つの照明領域ＩＲのそれぞれを露光光ＥＬで照明する。本実施形態において、７つの照明領域ＩＲは、ＸＹ平面内において異なる位置に配置される。７つの照明領域ＩＲは、離れている。

本実施形態において、照明システムＩＳは、光源４から射出される露光光ＥＬを複数（７つ）の照明モジュールＩＬに分岐するライトガイドユニット５を有する。ライトガイドユニット５は、例えば光ファイバを含む。本実施形態においては、光源４として水銀ランプを用い、照明システムＩＳから射出される露光光ＥＬとして、その水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）を用いる。

投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに露光光ＥＬを照射して、その投影領域ＰＲにマスクＭのパターンの像を投影する。投影領域ＰＲは、投影システムＰＳから射出され、投影システムＰＳの像面において露光光ＥＬが照射される照射領域である。投影光学系ＰＬは、投影領域ＰＲに配置された基板Ｐの表面の一部にマスクＭのパターンの像を所定の投影倍率で投影する。複数の投影光学系ＰＬは、それぞれ物体面に配置されたマスクＭのパターン（パターン形成面ＭＡ）の一部の像を、像面に配置された基板Ｐの表面ＰＡに形成可能である。上述のように、本実施形態において、投影システムＰＳは、投影光学系ＰＬを７つ有する。投影システムＰＳは、異なる７つの投影領域ＰＲのそれぞれにパターンの像を投影する。本実施形態において、７つの投影領域ＰＲは、ＸＹ平面内において異なる位置に配置される。７つの投影領域ＰＲは、離れている。

以下の説明において、７つの照明モジュールＩＬのそれぞれを適宜、第１〜第７照明モジュールＩＬ１〜ＩＬ７、と称し、７つの照明領域ＩＲのそれぞれを適宜、第１〜第７照明領域ＩＲ１〜ＩＲ７、と称する。また、７つの投影光学系ＰＬのそれぞれを適宜、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７、と称し、７つの投影領域ＰＲのそれぞれを適宜、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７、と称する。

また、本実施形態において、露光装置ＥＸは、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６と、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のそれぞれが形成する第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の相対位置情報、及び第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のそれぞれが形成する第１〜第７像面の位置を導出する検出システム７とを備えている。

干渉計システム６は、マスクステージ１の位置を計測する第１干渉計ユニット６Ａと、基板ステージ２の位置を計測する第２干渉計ユニット６Ｂとを有する。第１干渉計ユニット６Ａは、マスクステージ１に配置された計測ミラーを用いて、ＸＹ平面内におけるマスクステージ１（マスクＭ）の位置を計測する。第２干渉計ユニット６Ｂは、基板ステージ２に配置された計測ミラーを用いて、ＸＹ平面内における基板ステージ２（基板Ｐ）の位置を計測する。

検出システム７は、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に対応して配置された第１検出ユニット７１と、第２投影光学系ＰＬ２及び第３投影光学系ＰＬ３に対応して配置された第２検出ユニット７２と、第３投影光学系ＰＬ３及び第４投影光学系ＰＬ４に対応して配置された第３検出ユニット７３と、第４投影光学系ＰＬ４及び第５投影光学系ＰＬ５に対応して配置された第４検出ユニット７４と、第５投影光学系ＰＬ５及び第６投影光学系ＰＬ６に対応して配置された第５検出ユニット７５と、第６投影光学系ＰＬ６及び第７投影光学系ＰＬ７に対応して配置された第６検出ユニット７６とを有する。

第１検出ユニット７１は、ＸＹ平面内における第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との相対位置情報を導出する。第２検出ユニット７２は、ＸＹ平面内における第２投影領域ＰＲと第３投影領域ＰＲ３との相対位置情報を導出する。第３検出ユニット７３は、ＸＹ平面内における第３投影領域ＰＲ３と第４投影領域ＰＲ４との相対位置情報を導出する。第４検出ユニット７４は、ＸＹ平面内における第４投影領域ＰＲ４と第５投影領域ＰＲ５との相対位置情報を導出する。第５検出ユニット７５は、ＸＹ平面内における第５投影領域ＰＲ５と第６投影領域ＰＲ６との相対位置情報を導出する。第６検出ユニット７６は、ＸＹ平面内における第６投影領域ＰＲ６と第７投影領域ＰＲ７との相対位置情報を導出する。

また、第１検出ユニット７１は、Ｚ軸方向における第１像面と第２像面との相対位置情報を導出する。第２検出ユニット７２は、Ｚ軸方向における第２像面と第３像面との相対位置情報を導出する。第３検出ユニット７３は、Ｚ軸方向における第３像面と第４像面との相対位置情報を導出する。第４検出ユニット７４は、Ｚ軸方向における第４像面と第５像面との相対位置情報を導出する。第５検出ユニット７５は、Ｚ軸方向における第５像面と第６像面との相対位置情報を導出する。第６検出ユニット７６は、Ｚ軸方向における第６像面と第７像面との相対位置情報を導出する。

マスクステージ１は、マスクＭの下面ＭＡの少なくとも一部を保持するマスク保持部８を有し、マスクＭを保持した状態で移動可能である。マスクステージ１は、マスクＭの下面（パターン形成面）ＭＡ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作動により、照明領域ＩＲに対してマスクＭを保持して移動可能である。本実施形態において、マスクステージは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向の３つの方向に移動可能である。

基板ステージ２は、基板Ｐの裏面の少なくとも一部を保持する基板保持部９を有し、基板Ｐを保持した状態で移動可能である。基板ステージ２は、基板Ｐの表面（露光面）ＰＡ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作動により、投影領域ＰＲに対して基板Ｐを保持して移動可能である。本実施形態において、基板ステージ２は、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。

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つつ、マスクＭのパターンの像を基板Ｐに投影する走査型露光装置である。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、複数の投影光学系ＰＬを有し、マスクＭと基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ基板Ｐを露光する、所謂、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３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、基板Ｐの表面ＰＡに入射する露光光ＥＬの光路と交差する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。基板Ｐの露光時、マスクステージ１は、マスクＭを保持した状態で、投影システムＰＳの物体面側でＸ軸方向に移動し、基板ステージ２は、基板Ｐを保持した状態で、投影システムＰＳの像面側でＸ軸方向に移動する。制御装置３は、投影システムＰＳの像面側で投影システムＰＳの投影領域ＰＲに対して基板ＰをＸ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＸ軸方向への移動と同期して、投影システムＰＳの物体面側で照明システムＩＳの照明領域ＩＲに対してマスクＭをＸ軸方向に移動しつつ、マスクＭ及び投影システムＰＳを介して基板Ｐに露光光ＥＬを照射する。これにより、マスクＭのパターンの像が基板Ｐに投影され、基板ＰはマスクＭ及び投影システムＰＳからの露光光ＥＬで露光される。

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ＰＡを含む平面内の位置関係を示す。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が形成する第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が形成する第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投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２は、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とをＹ軸方向に関して重複させる。第２投影光学系ＰＬ２及び第３投影光学系ＰＬ３は、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とをＹ軸方向に関して重複させる。第３投影光学系ＰＬ３及び第４投影光学系ＰＬ４は、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とをＹ軸方向に関して重複させる。第４投影光学系ＰＬ４及び第５投影光学系ＰＬ５は、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とをＹ軸方向に関して重複させる。第５投影光学系ＰＬ５及び第６投影光学系ＰＬ６は、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とをＹ軸方向に関して重複させる。第６投影光学系ＰＬ６及び第７投影光学系ＰＬ７は、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とをＹ軸方向に関して重複させる。

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。また、基板Ｐにおいて投影領域が重複しない部分を適宜、非重複部、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、図３、図４、及び図５を参照して、投影システムＰＳ及び検出システム７について説明する。図３は、本実施形態に係る露光装置ＥＸの一部を示す概略構成図であり、マスクＭを保持するマスクステージ１、基板Ｐを保持する基板ステージ２、投影システムＰＳの一部、及び検出システム７の一部を示す。図３は、第１投影光学系ＰＬ１、第２投影光学系ＰＬ２、及び第１検出ユニット７１を示す。図４は、光学素子１０の近傍の第１投影光学系ＰＬ１の一部及び第１検出ユニット７１の一部を示す図である。図５は、光学素子１３近傍の第１投影光学系ＰＬ１の一部及び第１検出ユニット７１の一部を示す図である。

図３、図４、及び図５を用いる以下の説明においては、主に、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２の少なくとも一方、及びその第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２に対応して配置された第１検出ユニット７１について主に説明する。なお、第３〜第７投影光学系ＰＬ３〜ＰＬ７は、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２と同様の構成である。また、第２〜第６検出ユニット７２〜７６は、第１検出ユニット７１と同様の構成である。

第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２は、物体面に配置されたマスクＭの下面ＭＡと対向し、そのマスクＭの下面ＭＡからの露光光ＥＬが入射する入射面１０をそれぞれ備えている。また、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２は、像面に配置された基板Ｐの表面と対向し、その基板Ｐの表面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面１１をそれぞれ備えている。

本実施形態において、入射面１０は、第１投影光学系ＰＬ１の複数の光学素子のうち、第１投影光学系ＰＬ１の物体面に最も近い光学素子１２に配置される。マスクＭの下面ＭＡからの露光光ＥＬは、入射面１０の一部の領域１０Ａに入射する。以下の説明において、マスクＭの下面ＭＡからの露光光ＥＬが入射する入射面１０の一部の領域１０Ａを適宜、第１領域１０Ａ、と称し、第１領域１０Ａの周囲の入射面１０の一部の領域１０Ｂを適宜、第２領域１０Ｂ、と称する。第２領域１０Ｂは、マスクＭの下面ＭＡからの露光光ＥＬが入射しない領域である。第１投影光学系ＰＬ１の入射面１０と同様、第２〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の入射面１０のそれぞれも、マスクＭの下面ＭＡからの露光光ＥＬが入射する第１領域１０Ａと、マスクＭの下面ＭＡからの露光光ＥＬが入射しない第２領域１０Ｂとを有する。

本実施形態において、射出面１１は、第１投影光学系ＰＬ１の複数の光学素子のうち、第１投影光学系ＰＬ１の像面に最も近い光学素子１３に配置される。第１投影光学系ＰＬ１の入射面１０（第１領域１０Ａ）から入射し、第１投影光学系ＰＬ１の複数の光学素子を通過した露光光ＥＬは、射出面１１の一部の領域１１Ａから射出される。以下の説明において、基板Ｐの表面に向けて露光光ＥＬを射出する射出面１１の一部の領域１１Ａを適宜、第３領域１１Ａ、と称し、第３領域１１Ａの周囲の射出面１１の一部の領域１１Ｂを適宜、第４領域１１Ｂ、と称する。第４領域１１Ｂは、基板Ｐの表面ＰＡに向けて露光光ＥＬを射出しない領域である。第１投影光学系ＰＬ１の射出面１１と同様、第２〜第７投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７の射出面１１のそれぞれも、基板Ｐの表面に向けて露光光ＥＬを射出する第３領域１１Ａと、基板Ｐの表面に向けて露光光ＥＬを射出しない第４領域１１Ｂとを有する。

本実施形態において、投影システムＰＳは、その投影システムＰＳの結像特性（光学特性）を調整する結像特性調整装置１４を備えている。結像特性調整装置１４は、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のそれぞれに対応して設けられている。

以下、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のうち、第１投影光学系ＰＬ１及びその第１投影光学系ＰＬ１に対応して設けられている結像特性調整装置１４について説明する。第１投影光学系ＰＬ１及びその第１投影光学系ＰＬ１に対応して設けられている結像特性調整装置１４の構成と、第２〜第７投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７及びそれら第２〜第７投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７に対応して設けられている結像特性調整装置１４の構成とは、同様である。

第１投影光学系ＰＬ１は、照明モジュールＩＬ１により露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターン（パターン形成面ＭＡ）の一部の像を基板Ｐに正立等倍で形成する。結像特性調整装置１４は、シフト調整部１５と、二組の反射屈折型光学系１６、１７と、像面調整部５００と、露光光ＥＬが通過する第１開口１８Ａを有する視野絞り１８と、ローテーション調整部１９と、スケーリング調整部２０とを備えている。

照明領域ＩＲに照射され、マスクＭを透過した露光光ＥＬは、シフト調整部１５に入射する。シフト調整部１５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関する第１投影光学系ＰＬ１の投影像（マスクＭのパターンの像）の位置を調整可能である。すなわち、第１投影光学系ＰＬ１のシフト調整部１５は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関する第１投影領域ＰＲ１の位置を調整可能である。シフト調整部１５は、２つの光学素子１２、２１を有する。２つの光学素子１２、２１は、それぞれ平行平板である。２つの光学素子１２、２１の少なくとも一方が移動することによって、第１投影光学系ＰＬ１が形成するＸ軸方向及びＹ軸方向に関する第１投影領域ＰＲ１の位置が調整される。

シフト調整部１５を透過した露光光ＥＬは、１組目の反射屈折型光学系１６に入射する。反射屈折型光学系１６は、光学素子１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃを有する。本実施形態において、光学素子１６Ａは、直角プリズムである。光学素子１６Ｂは、凸レンズである。光学素子１６Ｃは、凹面鏡である。反射屈折型光学系１６は、マスクＭのパターンの中間像を形成する。

反射屈折型光学系１６から射出された露光光ＥＬは、像面調整部５００に供給される。像面調整部５００は、第１投影光学系ＰＬ１が形成するＺ軸方向に関する第１像面の位置を調整可能である。また、像面調整部５００は、Ｚ軸方向のみならず、θＸ、及びθＹ方向に関する第１像面の位置を調整可能である。像面調整部５００は、くさび形状の２つの光学部材を有し、それら光学部材の少なくとも一方を移動させることによって、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する第１投影光学系ＰＬ１の第１像面の位置を調整することができる。

像面調整部５００から射出された露光光ＥＬは、視野絞り１８に供給される。視野絞り１８は、反射屈折型光学系１６により形成されるパターンの中間像の位置に配置されている。視野絞り１８は、露光光ＥＬの光路に設けられ、露光光ＥＬが通過可能な第１開口１８Ａを有する。第１開口１８Ａは、露光光ＥＬの光路に設けられて第１投影光学系ＰＬ１の像面（基板Ｐの表面ＰＡ）における露光光ＥＬの照射領域（第１投影領域ＰＲ１）を規定する。本実施形態において、視野絞り１８は、第１投影領域ＰＲ１を台形に規定する。視野絞り１８の第１開口１８Ａを通過した露光光ＥＬは、２組目の反射屈折型光学系１７に入射する。反射屈折型光学系１７は、反射屈折型光学系１６と同様に構成されている。反射屈折型光学系１７は、光学素子１７Ａ、１７Ｂ、１７Ｃを有する。本実施形態において、光学素子１７Ａは、直角プリズムである。光学素子１７Ｂは、凸レンズである。光学素子１７Ｃは、凹面鏡である。

ローテーション調整部１９は、θＺ方向に関する投影光学系ＰＬの投影像（マスクＭのパターンの像）の位置を調整可能である。すなわち、第１投影光学系ＰＬ１のローテーション調整部１９は、θＺ方向に関する第１投影領域ＰＲ１の位置を調整可能である。ローテーション調整部１９は、２つの光学素子（直角プリズム）１６Ａ、１７Ａを含む。２つの光学素子１６Ａ、１７Ａの少なくとも一方が移動することによって、第１投影光学系ＰＬ１が形成するθＺ方向に関する第１投影領域ＰＲ１の位置が調整される。

反射屈折型光学系１７から射出された露光光ＥＬは、スケーリング調整部２０に入射する。スケーリング調整部２０は、第１投影光学系ＰＬ１の投影像（マスクＭのパターンの像）の倍率（スケーリング）を調整可能である。すなわち、第１投影光学系ＰＬ１のスケーリング調整部２０は、第１投影領域ＰＲ１の大きさを調整可能である。スケーリング調整部２０は、光学素子２２、２３、１３を有する。本実施形態において、光学素子２２は、凹レンズである。光学素子２３は、凸レンズである。光学素子１３は、凹レンズである。光学素子（凸レンズ）２３は、光学素子（凹レンズ）２２と光学素子（凹レンズ）１３との間に配置されている。Ｚ軸方向に関して光学素子（凸レンズ）２３が移動することによって、第１投影光学系ＰＬ１が形成する第１投影領域ＰＲ１の倍率（大きさ）が調整される。

このように、結像特性調整装置１４は、シフト調整部１５及びローテーション調整部１９の少なくとも一方を用いて、第１投影領域ＰＲ１の位置をＸＹ平面に沿った方向（Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向の少なくとも一つ）に調整可能である。また、結像特性調整装置１４は、像面調整部５００を用いて、第１像面の位置をＸＹ平面と交差する方向（Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向の少なくとも一つ）に調整可能である。また、結像特性調整装置１４は、スケーリング調整部２０を用いて、第１投影領域ＰＲ１の大きさを調整可能である。

また、制御装置３は、第１投影光学系ＰＬ１に設けられている結像特性調整装置１４、及び第２投影光学系ＰＬ２に設けられている結像特性調整装置１４の少なくとも一方を用いて、第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２の少なくとも一方の位置をＸＹ平面に沿った方向に調整可能である。換言すれば、制御装置３は、第１投影光学系ＰＬ１に設けられている結像特性調整装置１４、及び第２投影光学系ＰＬ２に設けられている結像特性調整装置１４の少なくとも一方を用いて、ＸＹ平面内における第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との相対位置を調整可能である。

また、制御装置３は、第１投影光学系ＰＬ１に設けられている結像特性調整装置１４、及び第２投影光学系ＰＬ２に設けられている結像特性調整装置１４の少なくとも一方を用いて、第１像面及び第２像面の少なくとも一方の位置をＸＹ平面と交差する方向に調整可能である。換言すれば、制御装置３は、第１投影光学系ＰＬ１に設けられている結像特性調整装置１４、及び第２投影光学系ＰＬ２に設けられている結像特性調整装置１４の少なくとも一方を用いて、Ｚ軸方向における第１像面と第２像面との相対位置を調整可能である。

第１検出ユニット７１は、第１投影光学系ＰＬ１が形成する第１投影領域ＰＲ１と、第２投影光学系ＰＬ２が形成する第２投影領域ＰＲ２との相対位置情報を導出する。第１検出ユニット７１は、ＸＹ平面内における第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との相対位置情報を導出する。

第１検出ユニット７１は、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に対応して配置され、露光光ＥＬの光路の外側から第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に検出光ＳＬを導入する第１光学系３１と、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に対応して配置され、検出光ＳＬが基板Ｐの表面ＰＡ（第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２の像面）を経由しないように第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２から検出光ＳＬを導出する第２光学系３２と、検出面３３を有し、第２光学系３２が導出した複数の検出光ＳＬが検出面３３に入射する入射位置の相対位置情報を検出する検出装置３４とを備えている。

また、本実施形態において、第１検出ユニット７１は、検出光ＳＬを射出する照射装置３５を有する。照射装置３５から射出された検出光ＳＬが、第１光学系３１を介して、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に導入される。本実施形態において、検出光ＳＬの波長と、露光光ＥＬの波長とは、ほぼ等しい。照射装置３５は、露光光ＥＬをほぼ同じ波長の検出光ＳＬを射出する。これにより、検出光ＳＬは、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２を良好に通過することができる。なお、光源４（照明システムＩＳ）から射出される露光光ＥＬの一部を、例えばファイバ等の導光部材を介して、第１光学系３１に導いてもよい。

本実施形態において、第１光学系３１は、検出光ＳＬがマスクＭの下面ＭＡ（第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２の物体面）を経由しないように、検出光ＳＬを第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に導入する。

本実施形態において、第１光学系３１は、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２のそれぞれに対して、第１領域１０Ａの周囲の少なくとも一部の入射面１０の第２領域１０Ｂに検出光ＳＬを導入する。すなわち、第１光学系３１は、照射装置３５から射出された検出光ＳＬの一部を、第１投影光学系ＰＬ１の入射面１０の第２領域１０Ｂに導入するとともに、照射装置３５から射出された検出光ＳＬの一部を、第２投影光学系ＰＬ２の入射面１０の第２領域１０Ｂに導入する。第１投影光学系ＰＬ１の入射面１０に導入された検出光ＳＬは、第１投影光学系ＰＬ１の複数の光学素子を通過して、第１投影光学系ＰＬ１の射出面１１から射出される。第２投影光学系ＰＬ２の入射面１０に導入された検出光ＳＬは、第２投影光学系ＰＬ２の複数の光学素子を通過して、第２投影光学系ＰＬ２の射出面１１から射出される。

本実施形態において、第２光学系３２は、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２のそれぞれに対して、第３領域１１Ａの周囲の少なくとも一部の射出面１１の第４領域１１Ｂから検出光ＳＬを導出する。すなわち、第２光学系３２は、第１投影光学系ＰＬ１の複数の光学素子を通過した検出光ＳＬを、第１投影光学系ＰＬ１の射出面１１の第４領域１１Ｂから導出するとともに、第２投影光学系ＰＬ２の複数の光学素子を通過した検出光ＳＬを、第２投影光学系ＰＬ２の射出面１１の第４領域１１Ｂから導出する。

本実施形態において、第１投影光学系ＰＬ１の入射面１０の第２領域１０Ｂに入射した検出光ＳＬは、第１投影光学系ＰＬ１の複数の光学素子を通過して、第１投影光学系ＰＬ１の射出面１１の第４領域１１Ｂから射出される。同様に、第２投影光学系ＰＬ２の入射面１０の第２領域１０Ｂに入射した検出光ＳＬは、第２投影光学系ＰＬ２の複数の光学素子を通過して、第２投影光学系ＰＬ２の射出面１１の第４領域１１Ｂから射出される。第２光学系３２は、第１投影光学系ＰＬ１の射出面１１の第４領域１１Ｂから射出された検出光ＳＬ、及び第２投影光学系ＰＬ２の射出面１１の第４領域１１Ｂから射出された検出光ＳＬを受け、検出面３３に導く。

また、本実施形態において、第１光学系３１は、露光光ＥＬの光路に対して第１開口１８Ａの外側を通過するように第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に検出光ＳＬを導入する。本実施形態において、視野絞り１８は、露光光ＥＬの光路に対して第１開口１８Ａの外側に配置された第２開口１８Ｂを備える。第１光学系３１は、第２開口１８Ｂを通過するように、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に検出光ＳＬを導入する。

図６は、投影システムＰＳが有する複数の視野絞り１８を模式的に示す平面図である。図６は、７つの投影光学系ＰＬのそれぞれが有する視野絞り１８のうち、第１〜第３投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ３の視野絞り１８を模式的に示す。視野絞り１８は、露光光ＥＬの光路に設けられて基板Ｐの表面における投影領域ＰＲを規定する第１開口１８Ａと、露光光ＥＬの光路に対して第１開口１８Ａの外側に配置された第２開口１８Ｂとを備えている。入射面１０の第１領域１０Ａに入射した露光光ＥＬは、第１開口１８Ａを通過し、第２開口１８Ｂには照射されない（第２開口１８Ｂを通過しない）。入射面１０の第２領域１０Ｂに入射した検出光ＳＬは、第２開口１８Ｂを通過し、第１開口１８Ａには照射されない（第１開口１８Ａを通過しない）。

第１開口１８Ａは、台形である。第１開口１８Ａの形状と、基板Ｐにおける投影領域ＰＲの形状とは、ほぼ等しい。また、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のそれぞれが有する視野絞り１８の第１開口１８Ａの位置関係は、基板Ｐの表面における第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置関係とほぼ等しい。すなわち、第１、第３、第５、第７投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７が有する視野絞り１８の第１開口１８Ａ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が有する視野絞り１８の第１開口１８Ａが、Ｙ軸方向にほぼ等間隔で配置されている。また、第１、第３、第５、第７投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７が有する視野絞り１８の第１開口１８Ａは、第２、第４、第６投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６が有する視野絞り１８の第１開口１８Ａ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投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７が有する視野絞り１８の第１開口１８Ａの間に、第２、第４、第６投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６が有する視野絞り１８の第１開口１８Ａが配置される。

また、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７が有する視野絞り１８の第１開口１８Ａ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軸方向に関する第１開口１８Ａ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、第１開口１８Ａの端部とは、ＸＹ平面内において台形の第１開口１８Ａ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。

図６に示すように、本実施形態において、第２開口１８Ｂは、第１投影光学系ＰＬ１の第１開口１８Ａと、第２投影光学系ＰＬ２の第１開口１８Ａとの重複部ＢＢ１の内側に配置されるように、視野絞り１８の所定位置に形成される。また、第２開口１８Ｂは、第２投影光学系ＰＬ２の第１開口１８Ａと、第３投影光学系ＰＬ３の第１開口１８Ａとの重複部ＢＢ２の内側に配置されるように、視野絞り１８の所定位置に形成される。同様に、第２開口１８Ｂは、第３投影光学系ＰＬ３の第１開口１８Ａと第４投影光学系ＰＬ４の第１開口１８Ａとの重複部ＢＢ３の内側、第４投影光学系ＰＬ４の第１開口１８Ａと第５投影光学系ＰＬ５の第１開口１８Ａとの重複部ＢＢ４の内側、第５投影光学系ＰＬ５の第１開口１８Ａと第６投影光学系ＰＬ６の第１開口１８Ａとの重複部ＢＢ５の内側、及び第６投影光学系ＰＬ６の第１開口１８Ａと第７投影光学系ＰＬ７の第１開口１８Ａとの重複部ＢＢ６の内側のそれぞれに配置されるように、視野絞り１８の所定位置に形成される。

すなわち、第２開口１８Ｂは、投影光学系ＰＬの像面と共役な位置（中間像の位置）において、投影領域ＰＲの端部（Ｔ１ｂ〜Ｔ７ａ）に対応するように形成されている。投影領域ＰＲの端部に対応するとは、端部の重複部の内側であって、その端部の近傍に配置されることをいう。

本実施形態において、第１投影光学系ＰＬ１の視野絞り１８は、端部Ｔ１ｂに対応する第２開口１８Ｂを有する。第２投影光学系ＰＬ２の視野絞り１８は、端部Ｔ２ａ及び端部Ｔ２ｂのそれぞれに対応する第２開口１８Ｂを有する。第３投影光学系ＰＬ３の視野絞り１８は、端部Ｔ３ａ及び端部Ｔ３ｂのそれぞれに対応する第２開口１８Ｂを有する。第４投影光学系ＰＬ４の視野絞り１８は、端部Ｔ４ａ及び端部Ｔ４ｂのそれぞれに対応する第２開口１８Ｂを有する。第５投影光学系ＰＬ５の視野絞り１８は、端部Ｔ５ａ及び端部Ｔ５ｂのそれぞれに対応する第２開口１８Ｂを有する。第６投影光学系ＰＬ６の視野絞り１８は、端部Ｔ６ａ及び端部Ｔ６ｂのそれぞれに対応する第２開口１８Ｂを有する。第７投影光学系ＰＬ５の視野絞り１８は、端部Ｔ７ａに対応する第２開口１８Ｂを有する。

また、本実施形態において、第１光学系３１は、第１マークｍ１が設けられた第１マーク部材４１を含む。照射装置３５は、第１マーク部材４１に検出光ＳＬを照射して、第１マークｍ１を検出光ＳＬで照明する。第１光学系３１は、第１マークｍ１からの検出光ＳＬを、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に導入する。

図７は、本実施形態に係る第１マーク部材４１の一例を示す。図７（Ａ）は、第１マーク部材４１の側面図、図７（Ｂ）は、平面図である。本実施形態において、第１マーク部材４１は、検出光ＳＬを透過可能な材料によって形成される。第１マーク部材４１の線膨張係数は、十分に小さい。第１マーク部材４１は、変形（熱変形）が十分に抑制された部材である。本実施形態において、第１マーク部材４１は、例えば合成石英等の光学部材である。また、本実施形態において、第１マーク部材４１は、Ｘ軸方向に長いプレート部材である。第１マークｍ１は、例えばクロム等、遮光材料で形成される。本実施形態において、第１マーク部材４１は、第１マークｍ１を２つ有する。本実施形態において、ＸＹ平面内における第１マークｍ１の形状は、十字である。なお、第１マークの形状は、任意である。

図８は、視野絞り１８と第１マーク部材４１との関係の一例を示す模式図である。本実施形態において、検出システム７は、隣接する一組の投影光学系ＰＬに対応するように、第１マーク部材４１を複数有する。本実施形態において、第１〜第６検出ユニット７１〜７６のそれぞれが第１マーク部材４１を有する。本実施形態において、第１検出ユニット７１の第１マーク部材４１は、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に対応して配置される。第２検出ユニット７２の第１マーク部材４１は、第２投影光学系ＰＬ２及び第３投影光学系ＰＬ３に対応して配置される。第３検出ユニット７３の第１マーク部材４１は、第３投影光学系ＰＬ３及び第４投影光学系ＰＬ４に対応して配置される。第４検出ユニット７４の第１マーク部材４１は、第４投影光学系ＰＬ４及び第５投影光学系ＰＬ５に対応して配置される。第５検出ユニット７５の第１マーク部材４１は、第５投影光学系ＰＬ５及び第６投影光学系ＰＬ６に対応して配置される。第６検出ユニット７６の第１マーク部材４１は、第６投影光学系ＰＬ６及び第７投影光学系ＰＬ７に対応して配置される。

第１検出ユニット７１の第１マーク部材４１に配置された２つの第１マークｍ１のうち、一方の第１マークｍ１は、第１投影光学系ＰＬ１に対応し、他方の第１マークｍ１は、第２投影光学系ＰＬ２に対応する。第１検出ユニット７１の第１マーク部材４１に配置された２つの第１マークｍ１のうち、一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第１光学系３１を介して第１投影光学系ＰＬ１に導入され、他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第１光学系３１を介して第２投影光学系ＰＬ２に導入される。

図４等に示すように、第１光学系３１は、第１投影光学系ＰＬ１に検出光ＳＬを導入する第１部分光学系５１と、第２投影光学系ＰＬ２に検出光ＳＬを導入する第２部分光学系５２とを有する。本実施形態において、第１部分光学系５１は、第１マーク部材４１の一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬを第１投影光学系ＰＬ１に導入する。第２部分光学系５２は、第１マーク部材４１の他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬを第２投影光学系ＰＬ２に導入する。

本実施形態において、第１部分光学系５１は、第１マークｍ１からの検出光ＳＬが照射される光学素子６０と、光学素子６０を介した検出光ＥＬが照射される反射ミラー６１と、反射ミラー６１で反射された検出光ＳＬが照射される反射ミラー６２とを含む。反射ミラー６２で反射された検出光ＳＬは、第１投影光学系ＰＬ１の入射面１０の第２領域１０Ｂに導入される。第２部分光学系５２は、第１部分光学系５１と同様の構成である。

本実施形態において、一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、端部Ｔ１ｂに対応する第１投影光学系ＰＬ１の視野絞り１８の第２開口１８Ｂを通過し、他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、端部Ｔ２ａに対応する第２投影光学系ＰＬ２の視野絞り１８の第２開口１８Ｂを通過する。

第１検出ユニット７１と同様、第２〜第６検出ユニット７２〜７６のそれぞれは、第１部分光学系５１及び第２部分光学系５２を有する。第２検出ユニット７２の第１マーク部材４１に配置された２つの第１マークｍ１のうち、一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第２投影光学系ＰＬ２に導入され、他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第３投影光学系ＰＬ３に導入される。一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、端部Ｔ２ｂに対応する第２投影光学系ＰＬ２の視野絞り１８の第２開口１８Ｂを通過し、他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、端部Ｔ３ａに対応する第３投影光学系ＰＬ３の視野絞り１８の第２開口１８Ｂを通過する。

同様に、第３検出ユニット７３の第１マーク部材４１に配置された２つの第１マークｍ１のうち、一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第３投影光学系ＰＬ３に導入され、端部Ｔ３ｂに対応する第２開口１８Ｂを通過し、他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第４投影光学系ＰＬ４に導入され、端部Ｔ４ａに対応する第２開口１８Ｂを通過する。第４検出ユニット７４の第１マーク部材４１に配置された２つの第１マークｍ１のうち、一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第４投影光学系ＰＬ４に導入され、端部Ｔ４ｂに対応する第２開口１８Ｂを通過し、他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第５投影光学系ＰＬ５に導入され、端部Ｔ５ａに対応する第２開口１８Ｂを通過する。第５検出ユニット７５の第１マーク部材４１に配置された２つの第１マークｍ１のうち、一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第５投影光学系ＰＬ５に導入され、端部Ｔ５ｂに対応する第２開口１８Ｂを通過し、他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第６投影光学系ＰＬ６に導入され、端部Ｔ６ａに対応する第２開口１８Ｂを通過する。第６検出装置７６の第１マーク部材４１に配置された２つの第１マークｍ１のうち、一方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第６投影光学系ＰＬ６に導入され、端部Ｔ６ｂに対応する第２開口１８Ｂを通過し、他方の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第７投影光学系ＰＬ７に導入され、端部Ｔ７ａに対応する第２開口１８Ｂを通過する。

図４等に示すように、本実施形態において、第１光学系３１は、投影光学系ＰＬの物体面（マスクＭのパターン形成面ＭＡ）に対応する第１所定面Ｓ１に第１マークｍ１の像を形成する。

第１所定面Ｓ１は、第１マークｍ１（第１マーク部材４１）と入射面１０との間の光路上に位置する。第１光学系３１は、第１マークｍ１（第１マーク部材４１）と入射面１０との間の光路上において、第１マークｍ１の像を形成する。第１光学系３１は、第１所定面Ｓ１を介した検出光ＳＬを、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に導入する。

例えば、第１検出ユニット７１の第１光学系３１の第１部分光学系５１は、第１マークｍ１と第１投影光学系ＰＬ１の入射面１０との間の光路上であり、且つ、第１投影光学系ＰＬ１の物体面に対応する第１所定面Ｓ１に第１マークｍ１の像を形成する。本実施形態において、第１所定面Ｓ１は、反射ミラー６１と反射ミラー６２との間に位置する。また、第１検出ユニット７１の第１光学系３１の第２部分光学系５２は、第１マークｍ１と第２投影光学系ＰＬ２の入射面１０との間の光路上であり、且つ、第２投影光学系ＰＬ２の物体面に対応する第１所定面Ｓ１に第１マークｍ１の像を形成する。

図５等に示すように、第２光学系３２は、第１投影光学系ＰＬ１から検出光ＳＬを導出する第３部分光学系５３と、第２投影光学系ＰＬ２から検出光ＳＬを導出する第４部分光学系５４とを有する。

本実施形態において、第３部分光学系５３は、第１投影光学系ＰＬ１の射出面１１から射出された検出光ＳＬが照射される反射ミラー６３と、反射ミラー６３で反射された検出光ＳＬが照射される反射ミラー６４と、反射ミラー６４で反射された検出光ＳＬが照射される光学素子６５とを含む。光学素子６５を介した検出光ＳＬは、検出装置３４の検出面３３に照射される。

本実施形態において、第２光学系３２は、投影光学系ＰＬの像面（基板Ｐの表面ＰＡ）に対応する第２所定面Ｓ２に、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２から導出した検出光ＳＬによる第１マークｍ１の像を形成する。

第２所定面Ｓ２は、射出面１１と検出面３３との間の光路上に位置する。第２光学系３２は、射出面１１と検出面３３との間の光路上において、第１マークｍ１の像を形成する。第２光学系３２は、第２所定面Ｓ２を介した検出光ＳＬを、検出面３３に導入する。

例えば、第１検出ユニット７１の第２光学系３２の第３部分光学系５３は、第１投影光学系ＰＬ１の射出面１１と検出面３３との間の光路上であり、且つ、第１投影光学系ＰＬ１の像面に対応する第２所定面Ｓ２に第１マークｍ１の像を形成する。本実施形態において、第２所定面Ｓ２は、反射ミラー６３と反射ミラー６４との間に位置する。また、第１検出ユニット７１の第２光学系３２の第４部分光学系５４は、第２投影光学系ＰＬ２の射出面１１と検出面３３との間の光路上であり、且つ、第２投影光学系ＰＬ２の像面に対応する第２所定面Ｓ２に第１マークｍ１の像を形成する。

本実施形態において、検出装置３４の検出面３３は、第２光学系３２によって形成される第１マークｍ１の像の像面に配置される。第２光学系３２によって形成される第１マークｍ１の像は、検出面３３に形成される。

また、本実施形態において、検出装置３４は、第２マークｍ２が設けられて検出面３３に配置された第２マーク部材４２を含む。図９は、本実施形態に係る第２マーク部材４２の一例を示す。本実施形態において、第２マーク部材４２は、検出光ＳＬを透過可能な材料によって形成される。第２マーク部材４２の線膨張係数は、十分に小さい。第２マーク部材４２は、変形（熱変形）が十分に抑制された部材である。本実施形態において、第２マーク部材４２は、例えば合成石英等の光学部材である。また、本実施形態において、第２マーク部材４２は、Ｘ軸方向に長いプレート部材である。第２マークｍ２は、例えばクロム等、遮光材料で形成される。本実施形態において、第２マーク部材４２は、第２マークｍ２を２つ有する。第２マークｍ２は、第１マークｍ１に対応するように配置される。

本実施形態において、第２マークｍ２は、第２マーク部材４２の表面に配置される。本実施形態において、第２マークｍ２が配置された第２マーク部材４２の表面が、検出面３３を構成する。すなわち、第２マークｍ２は、検出面３３に配置される。なお、検出面３３を有する部材と第２マーク部材４２とが別の部材でもよい。また、検出面３３と第２マーク部材４２の表面との位置がずれていてもよい。すなわち、第２光学系３２によって形成される第１マークｍ１の像の像面と、第２マークｍ２との位置がずれていてもよい。その場合、第２マーク部材４２の表面は、検出面３３の近傍であることが好ましい。

本実施形態において、検出システム７は、隣接する一組の投影光学系ＰＬに対応するように、第２マーク部材４２を複数有する。本実施形態において、第１〜第６検出ユニット７１〜７６のそれぞれが第２マーク部材４２を有する。本実施形態において、第１検出ユニット７１の第２マーク部材４２は、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に対応して配置される。第２検出ユニット７２の第２マーク部材４２は、第２投影光学系ＰＬ２及び第３投影光学系ＰＬ３に対応して配置される。第３検出ユニット７３の第２マーク部材４２は、第３投影光学系ＰＬ３及び第４投影光学系ＰＬ４に対応して配置される。第４検出ユニット７４の第２マーク部材４２は、第４投影光学系ＰＬ４及び第５投影光学系ＰＬ５に対応して配置される。第５検出ユニット７５の第２マーク部材４２は、第５投影光学系ＰＬ５及び第６投影光学系ＰＬ６に対応して配置される。第６検出ユニット７６の第２マーク部材４２は、第６投影光学系ＰＬ６及び第７投影光学系ＰＬ７に対応して配置される。

第１検出ユニット７１の第２マーク部材４２に配置された２つの第２マークｍ２のうち、一方の第２マークｍ２は、第１投影光学系ＰＬ１に対応し、他方の第２マークｍ２は、第２投影光学系ＰＬ２に対応する。第１投影光学系ＰＬ１から導出された検出光ＳＬは、第２光学系３２を介して、第１検出ユニット７１の第２マーク部材４２に配置された２つの第２マークｍ２のうち、一方の第２マークｍ２に照射され、第２投影光学系ＰＬ２から導出された検出光ＳＬは、第２光学系３２を介して、他方の第２マークｍ２に照射される。

本実施形態において、第３部分光学系５３が、第１投影光学系ＰＬ１から導出された検出光ＳＬを、第２マーク部材４２の一方の第２マークｍ２に照射し、第４部分光学系５４が、第２投影光学系ＰＬ２から導出された検出光ＳＬを、他方の第２マークｍ２に照射する。第２〜第６検出ユニット７２〜７６のそれぞれが有する第３部分光学系５３及び第４部分光学系５４も、第２〜第６検出ユニット７２〜７６のそれぞれが有する第２マーク部材４２の一方の第２マークｍ２及び他方の第２マークｍ２に検出光ＳＬを照射する。

このように、例えば第１検出ユニット７１の第１マークｍ１からの検出光ＳＬは、第１光学系３１、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、及び第２光学系３２を介して、検出装置３４に入射する。第２光学系３２は、第１投影光学系ＰＬ１から導出した検出光ＳＬと第２投影光学系ＰＬ２から導出した検出光ＳＬとを検出面３３に照射する。検出装置３４は、第１マークｍ１の像、及び第２マークｍ２の画像（光学像）を取得可能な撮像素子を有する。検出装置３４は、第１マークｍ１の像と第２マークｍ２との相対位置を計測可能である。検出装置３４は、第１マークｍ１の像と第２マークｍ２との相対位置の計測結果に基づいて、第１投影光学系ＰＬ１及び第２光学系３２（第３部分光学系５３）を介して検出面３３に入射する検出光ＳＬの入射位置と、第２投影光学系ＰＬ２及び第２光学系３２（第４部分光学系５４）を介して検出面３３に入射する検出光ＳＬの入射位置との相対位置情報を検出する。

図１０は、検出装置３４が検出する第１マークｍ１の像及び第２マークｍ２の一例を示す図である。本実施形態において、検出装置３４は、第１マークｍ１の像と第２マークｍ２との相対位置を、画像処理して計測可能である。例えば第１検出ユニット７１の検出装置３４は、第１マークｍ１の像と第２マークｍ２との相対位置の計測結果に基づいて、第１投影光学系ＰＬ１及び第２光学系３２（第３部分光学系５３）を介して検出面３３に入射した検出光ＳＬの入射位置と、第２投影光学系ＰＬ２及び第２光学系３２（第４部分光学系５４）を介して検出面３３に入射した検出光ＳＬの入射位置との相対位置情報を検出することができる。

第１検出ユニット７１の検出装置３４は、その入射位置の相対位置情報に基づいて、第１投影光学系ＰＬ１が形成する第１投影領域ＰＲ１と第２投影光学系ＰＬ２が形成する第２投影領域ＰＲ２との相対位置情報を導出することができる。

第２検出ユニット７２の検出装置３４は、第２投影光学系ＰＬ２及び第２光学系３２を介して検出面３３に入射した検出光ＳＬの入射位置と、第３投影光学系ＰＬ３及び第２光学系３２を介して検出面３３に入射した検出光ＳＬの入射位置との相対位置情報を検出することができ、その入射位置の相対位置情報に基づいて、第２投影光学系ＰＬ２が形成する第２投影領域ＰＲ２と第３投影光学系ＰＬ３が形成する第３投影領域ＰＲ３との相対位置情報を導出することができる。

同様に、第３検出ユニット７３の検出装置３４は、第３投影領域ＰＲ３と第４投影領域ＰＲ４との相対位置情報を導出することができる。第４検出ユニット７４の検出装置３４は、第４投影領域ＰＲ４と第５投影領域ＰＲ５との相対位置情報を導出することができる。第５検出ユニット７５の検出装置３４は、第５投影領域ＰＲ５と第６投影領域ＰＲ６との相対位置情報を導出することができる。第６検出ユニット７６の検出装置３４は、第６投影領域ＰＲ６と第７投影領域ＰＲ７との相対位置情報を導出することができる。

また、本実施形態においては、第１検出ユニット７１の検出装置３４は、第１投影領域ＰＲ１の端部Ｔ１ｂに対応する第２開口１８Ｂを通過した検出光ＳＬと、第２投影領域ＰＲ２の端部Ｔ２ａに対応する第２開口１８Ｂを通過した検出光ＳＬとを検出する。これにより、第１検出ユニット７１の検出装置３４は、端部Ｔ１ｂと端部Ｔ２ａとの相対位置情報を精度良く導出することができる。

同様に、第２検出ユニット７２の検出装置３４は、端部Ｔ２ｂと端部Ｔ３ａとの相対位置情報を精度良く導出することができる。第３検出ユニット７３の検出装置３４は、端部Ｔ３ｂと端部Ｔ４ａとの相対位置情報を精度良く導出することができる。第４検出ユニット７４の検出装置３４は、端部Ｔ４ｂと端部Ｔ５ａとの相対位置情報を精度良く導出することができる。第５検出ユニット７５の検出装置３４は、端部Ｔ５ｂと端部Ｔ６ａとの相対位置情報を精度良く導出することができる。第６検出ユニット７６の検出装置３４は、端部Ｔ６ｂと端部Ｔ７ａとの相対位置情報を精度良く導出することができる。

また、検出装置３４は、検出光ＳＬによって検出面３３に形成される第１マークｍ１の像のコントラストを検出可能である。検出装置３４は、撮像素子を含み、第１マークｍ１の像のコントラストを、画像処理して計測可能である。例えば第１検出ユニット７１の検出装置３４は、第１投影光学系ＰＬ１及び第２光学系３２（第３部分光学系５３）を介して検出面３３に形成される第１マークｍ１の像のコントラストに基づいて、第１投影光学系ＰＬ１が形成する第１像面の位置を検出することができる。また、第１検出ユニット７１の検出装置３４は、第１投影光学系ＰＬ１及び第２光学系３２を介して検出面３３に形成される第１マークｍ１の像のコントラストと、第２投影光学系ＰＬ２及び第２光学系３２を介して検出面３３に形成される第１マークｍ１の像のコントラストとに基づいて、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２のそれぞれが形成する第１像面及び第２像面の位置（相対位置）を導出することができる。

図３に示すように、本実施形態において、投影システムＰＳは、第１光学系３１及び第２光学系３２を一体で支持する支持装置８０を備えている。本実施形態において、支持装置８０は、Ｚ軸方向に長い柱部８１と、柱部８１に接続された定盤部８２とを有する。定盤部８２の少なくとも一部は、反射屈折型光学系１６と反射屈折型光学系１７との間に配置される。本実施形態において、支柱部８１が、第１光学系３１と第２光学系３２とを一体で支持する。本実施形態において、定盤部８２は、支柱部８１の周囲の少なくとも一部を囲むように、その支柱部８１に接続されている。

次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法の一例について説明する。

基板Ｐの露光を開始する前に、制御装置３は、検出システム７を用いて、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の相対位置情報を導出する。以下、説明を簡単にするため、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との相対位置情報を導出する場合を例にして説明するが、他の隣接する投影領域ＰＲどうしの相対位置情報を導出する場合も同様である。

制御装置３は、第１検出ユニット７１の照射装置３５から検出光ＳＬを射出する。照射装置３５から射出された検出光ＳＬは、第１マーク部材４１（第１マークｍ１）を介して、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に対応して配置された第１検出ユニット７１の第１光学系３１に入射する。その第１光学系３１は、露光光ＥＬの光路の外側から、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に検出光ＳＬを導入する。第１光学系３１から第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２に導入された検出光ＳＬは、それら第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２を通過する。

第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２を通過した検出光ＳＬは、第１投影光学系ＰＬ１及び第２投影光学系ＰＬ２に対応して配置された第１検出ユニット７１の第２光学系３２により、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２の像面を経由しないように、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２から導出される。

第２光学系３２により第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２から導出された複数の検出光ＳＬは、その第２光学系３２を介して、第１検出ユニット７１の検出装置３４の検出面３３に入射する。検出装置３４は、第２光学系３２が導出した複数の検出光ＳＬが検出面３３に入射する入射位置の相対位置情報を検出する。検出装置３４は、第１マークｍ１の像と第２マークｍ２との相対位置の計測結果に基づいて、第２光学系３２が導出した複数の検出光ＳＬが検出面３３に入射する入射位置の相対位置情報を検出する。検出装置３４の検出結果は、制御装置３に出力される。

制御装置３は、検出装置３４が検出した入射位置の相対位置情報の検出結果に基づいて、結像特性調整装置１４を制御して、第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２の少なくとも一方の位置を、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２の像面に沿った方向（ＸＹ方向）に調整する。

本実施形態において、制御装置３は、Ｘ軸方向（走査方向）の積算露光量が等しくなるように、第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２の少なくとも一方の位置を調整する。例えば、制御装置３は、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、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の寸法とが同じになるように、第１投影領域ＰＲ１及び第２投影領域ＰＲ２の少なくとも一方の位置を調整する。

上述のように、本実施形態において、第１検出ユニット７１の検出装置３４は、第１、第２投影領域ＰＲ１、ＰＲ２の端部Ｔ１ｂ、Ｔ２ａに対応する第２開口１８Ｂを通過した検出光ＳＬを検出するため、端部Ｔ１ｂと端部Ｔ２ａとの相対位置情報を精度良く導出することができる。したがって、制御装置３は、その検出装置３４の検出結果に基づいて、重複部Ｂ１におけるＸ軸方向の積算露光量と、非重複部におけるＸ軸方向の積算露光量とが等しくなるように、端部Ｔ１ｂと端部Ｔ２ａとの相対位置を精度良く調整することができる。

同様に、制御装置３は、第１〜第６検出ユニット７１〜７６の検出装置３４の検出結果に基づいて、Ｘ軸方向の積算露光量が等しくなるように、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７それぞれの結像特性調整装置１４を制御して、ＸＹ平面内における第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置を調整することができる。制御装置３は、重複部Ｂ１〜Ｂ６におけるＸ軸方向の積算露光量と、非重複部におけるＸ軸方向の積算露光量とが等しくなるように、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置を調整することができる。制御装置３は、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、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の寸法とが同じになるように、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置を調整することができる。

ここで、以下の説明において、重複部Ｂ１〜Ｂ６におけるＸ軸方向の積算露光量と、非重複部におけるＸ軸方向の積算露光量とが等しい状態を適宜、理想状態、と称する。本実施形態においては、制御装置３は、基板Ｐの露光前に、理想状態になるように、検出システム７の検出結果に基づいて、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置を調整する。

なお、基板ステージ２に設けられたマーク位置検出器６００を用いて、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置の調整を実行することもできる。図１１は、マーク位置検出器６００の動作の一例を示す模式図である。なお、図１１では、投影領域ＰＲが５つである場合が一例として示されている。図１１に示すように、マスクＭ上には、基準マーク６０１が配置されている。基準マーク６０１は、マスクＭと基板Ｐとをアライメントするときのアライメントマークとして使用可能である。基板ステージ２には、マーク位置検出器６００が配置されている。マーク位置検出器６００の表面には、基準マーク６０１に対応する基準マーク６０２が配置されている。

投影光学系ＰＬの結像特性が理想状態に調整された状態でマスクステージ１と基板ステージ２とを所定の位置関係に位置決めした場合、投影光学系ＰＬを介して形成される基準マーク６０１の像の位置と基準マーク６０２の位置とは一致する。一方、例えば露光光ＥＬの照射による温度変化等、種々の原因によって投影光学系ＰＬの結像特性が変動する可能性がある。その場合、投影光学系ＰＬを介して形成される基準マーク６０１の像の位置と基準マーク６０２の位置とは、ずれる。マーク位置検出器６００は、基準マーク６０１の像の位置と基準マーク６０２の位置とのずれを検出可能である。制御装置３は、マーク位置検出器６００の検出結果に基づいて、投影光学系ＰＬを介して形成される基準マーク６０１の像の位置と基準マーク６０２の位置とが一致するように（ずれが修正されるように）、結像特性調整装置１４を用いて投影光学系ＰＬの結像特性を調整する。

基板Ｐの露光前において、制御装置３は、例えば照明システムＩＳからの露光光ＥＬの射出を停止した状態で、照射装置３５から検出光ＳＬを射出することができる。例えば第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との相対位置情報を検出するために、制御装置３は、照射装置３５から射出され、第１光学系３１、第１、第２投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、及び第２光学系３２を介した検出光ＳＬが検出面３３に入射する入射位置の相対位置情報を、検出装置３４を用いて検出する。検出装置３４は、その入射位置の相対位置情報に基づいて、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との相対位置情報を導出することができる。

なお、制御装置３は、照明システムＩＳからの露光光ＥＬの射出の少なくとも一部と並行して、照射装置３５から検出光ＳＬを射出して、第１投影領域ＰＲ１と第２投影領域ＰＲ２との相対位置情報を導出してもよい。

第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置が調整された後、制御装置３は、基板Ｐの露光を開始する。制御装置３は、投影システムＰＳ（第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７）の像面に配置される基板Ｐの表面に対して露光光ＥＬを照射して、その基板Ｐを露光する。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ＰＡ（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ＭＡ（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。

本実施形態において、制御装置３は、投影システムＰＳの像面に配置される基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射の少なくとも一部と並行して、検出システム７を用いて、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の相対位置情報を導出することができる。また、制御装置３は、投影システムＰＳの像面に配置される基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射の少なくとも一部と並行して、検出システム７を用いて導出された第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の相対位置情報に基づいて、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の少なくとも一つの位置を調整することができる。

また、制御装置３は、投影システムＰＳの像面に配置される基板Ｐに対する露光光ＥＬの照射の少なくとも一部と並行して、検出システム７を用いて導出された第１〜第７像面の位置情報に基づいて、第１〜第７像面の少なくとも一つの位置を調整することができる。

本実施形態においては、第１光学系３１から第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７に導入され、それら第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を介した検出光ＳＬは、第１〜第７投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の像面（基板Ｐの表面）を経由することなく（照射されることなく）、検出装置３４に検出される。したがって、制御装置３は、基板Ｐの露光動作と、検出システム７を用いる第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置検出動作とを並行して実行することができる。また、制御装置３は、基板Ｐの露光動作と、検出システム７を用いる第１〜第７像面の位置検出動作とを並行して実行することができる。

また、制御装置３は、基板Ｐの露光動作と、検出システム７の検出結果に基づく第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置調整動作とを並行して実行することができる。また、制御装置３は、基板Ｐの露光動作と、検出システム７の検出結果に基づく第１〜第７像面の位置調整動作とを並行して実行することができる。

すなわち、制御装置３は、基板Ｐの露光中に、検出システム７の検出結果に基づいて、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の位置を調整することができる。また、制御装置３は、基板Ｐの露光中に、検出システム７の検出結果に基づいて、第１〜第７像面の位置を調整することができる。

基板Ｐの露光において、例えば露光光ＥＬの熱により、投影光学系ＰＬの光学特性が変化したり、投影光学系ＰＬを支持する支持機構が熱変形したりする可能性がある。その場合、例えば基板Ｐの露光中に、複数の投影領域ＰＲの相対位置が変動してしまう可能性がある。すなわち、複数の投影領域ＰＲの相対位置が、理想状態でなくなってしまう可能性がある。なお、複数の投影領域ＰＲの相対位置の変動の原因は、露光光ＥＬの熱に限られない。非理想状態で基板Ｐの露光を継続してしまうと、例えば基板Ｐに形成されるパターンの寸法が不均一になったり、パターンに欠陥が生じたりする等、露光不良が発生する可能性がある。その結果、不良デバイスが発生する可能性がある。

また、例えば熱によって、投影光学系ＰＬの像面の位置が変動してしまう可能性もある。その結果、投影光学系ＰＬの像面と基板Ｐの表面の位置とがずれた状態で露光が実行されてしまい、露光不良が発生する可能性がある。

本実施形態においては、基板Ｐの露光前（及び露光後）のみならず、基板Ｐの露光中にも、理想状態になるように、第１〜第７投影領域ＰＲ１〜ＰＲ７の相対位置を調整することができる。また、第１〜第７像面の位置を調整することができる。したがって、露光不良の発生を抑制することができる。

本実施形態においては、検出システム７の第１光学系３１及び第２光学系３２は、支持装置８０に一体で支持されており、第１光学系３１と第２光学系３２との相対位置の変動が抑制されている。したがって、検出システム７の検出不良が抑制される。

以上説明したように、本実施形態によれば、複数の投影光学系ＰＬに導入され、それら複数の投影光学系ＰＬを介した検出光ＳＬを、投影光学系ＰＬの像面（基板Ｐの表面）を経由しないように検出装置３４に導くようにしたので、例えば検出光ＳＬが基板Ｐに影響を及ぼすことなく、複数の投影領域ＰＲの相対位置情報を精度良く導出することができる。また、その導出された相対位置情報に基づいて、理想状態になるように複数の投影領域ＰＲの相対位置を調整することができる。したがって、露光不良の発生を抑制でき、不良デバイスの発生を抑制できる。

また、本実施形態によれば、例えば基板Ｐの露光中にも、複数の投影領域ＰＲの相対位置情報の導出、及び相対位置の調整を実行することができる。また、複数の像面の位置（相対位置）の導出、及び位置（相対位置）の調整を実行することができる。したがって、スループット（単位時間当たりに処理される基板Ｐの数）の低下、及びデバイスの生産性の低下を抑制しつつ、基板Ｐを良好に露光することができる。例えば、投影領域ＰＲを位置の導出、調整を、基板Ｐの露光を停止することなく実行できるので、スループットの低下、デバイスの生産性の低下を抑制しつつ、基板Ｐを良好に露光することができる。

なお、上述の実施形態においては、第１光学系３１は、投影光学系ＰＬの物体面（マスクＭのパターン形成面ＭＡ）を経由しないように、投影光学系ＰＬに検出光ＳＬを導入することとしたが、経由してもよい。例えば、パターン形成面ＭＡの反対方向を向くマスクＭの上面に検出光ＳＬを照射して、そのマスクＭを介した検出光ＳＬを、露光光ＥＬの外側から投影光学系ＰＬに導入してもよい。こうすることによっても、その投影光学系ＰＬを通過した検出光ＳＬを、基板Ｐの表面ＰＡを経由しないように検出装置３４に導くことで、基板Ｐの露光と、投影領域ＰＲの位置の導出（及び調整）とを並行して実行することができる。

なお、上述の実施形態においては、第１光学系３１は、投影光学系ＰＬの入射面１０の第２領域１０Ｂに検出光ＳＬを導入することとしたが、入射面１０でなくてもよい。例えば、露光光ＥＬの光路の外側から、光学素子（直角プリズム）１６Ａに検出光ＳＬが導入されてもよい。

なお、上述の実施形態においては、第２光学系３２は、投影光学系ＰＬの射出面１１の第４領域１１Ｂから検出光ＳＬを導出することとしたが、射出面１１でなくてもよい。例えば、光学素子（直角プリズム）１７Ａから検出光ＳＬを導出してもよい。

なお、上述の実施形態においては、検出装置３４は、第１マークｍ１の像と第２マークｍ２との相対位置を計測することとしたが、第１マークｍ１を用いなくてもよいし、第２マークｍ２を用いなくてもよいし、第１マークｍ１と第２マークｍ２との両方を用いなくてもよい。

なお、上述の実施形態においては、視野絞り１８に第２開口１８Ｂが形成され、その第２開口１８Ｂを通過するように、投影光学系ＰＬに検出光ＳＬが導入されることとしたが、投影光学系ＰＬに導入された検出光ＳＬが投影光学系ＰＬの像面を経由しないで導出可能であれば、第２開口１８Ｂは無くてもよい。

なお、上述の実施形態の基板Ｐとしては、ディスプレイデバイス用のガラス基板のみならず、半導体デバイス製造用の半導体ウエハ、薄膜磁気ヘッド用のセラミックウエハ、あるいは露光装置で用いられるマスク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１２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Ｍからの露光光ＥＬで基板Ｐを露光して基板Ｐにパターンの像を投影すること、及び露光された基板Ｐを露光結果に基づいて処理すること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において、露光された基板Ｐを露光結果に基づいて処理することは、露光された基板（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）を形成すること、及びそ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。

１…マスクステージ、２…基板ステージ、３…制御装置、７…検出システム、１０…入射面、１０Ａ…第１領域、１０Ｂ…第２領域、１１…射出面、１１Ａ…第３領域、１１Ｂ…第４領域、１４…結像特性調整装置、１８…視野絞り、１８Ａ…第１開口、１８Ｂ…第２開口、３１…第１光学系、３２…第２光学系、３３…検出面、３４…検出装置、４１…第１マーク部材、４２…第２マーク部材、８０…支持装置、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＩＬ１〜ＩＬ７…第１〜第７照明モジュール、ＩＳ…照明システム、Ｐ…基板、ＰＡ…表面（露光面）、ＰＬ１〜ＰＬ７…第１〜第７投影光学系、ＰＳ…投影システム、ｍ１…第１マーク、ｍ２…第２マーク、Ｍ…マスク、ＭＡ…下面（パターン形成面）、ＳＬ…検出光

Claims (28)

1. 第１面からの露光光を第２面に照射して前記第１面の像を前記第２面に投影する投影装置であって、
   前記第１面に沿って並設され、それぞれ前記第１面の一部の像を前記第２面に形成可能な第１及び第２の投影光学系と、
   前記第１及び第２の投影光学系に対応して配置され、前記露光光の光路の外側から前記第１及び第２の投影光学系に検出光を導入する第１光学系と、
   前記第１及び第２の投影光学系に対応して配置され、前記検出光が前記第２面を経由しないように前記第１及び第２の投影光学系から前記検出光を導出する第２光学系と、
   検出面を有し、前記第２光学系が導出し、前記検出面に入射する複数の前記検出光を
   検出する検出装置と、を備える投影装置。
2. 前記第１光学系は、前記検出光が前記第１面を経由しないように前記検出光を前記第１及び第２の投影光学系に導入する請求項１記載の投影装置。
3. 前記第１及び第２の投影光学系は、前記第１面と対向し、前記第１面からの前記露光光が入射する第１領域を有する入射面をそれぞれ備え、
   前記第１光学系は、前記第１及び第２の投影光学系のそれぞれに対して、前記第１領域の周囲の少なくとも一部の前記入射面の第２領域に前記検出光を導入する請求項１又は２記載の投影装置。
4. 前記第１及び第２の投影光学系は、前記第２面と対向し、前記第２面に向けて前記露光光を射出する第３領域を有する射出面をそれぞれ備え、
   前記第２光学系は、前記第１及び第２の投影光学系のそれぞれに対して、前記第３領域の周囲の少なくとも一部の前記射出面の第４領域から前記検出光を導出する請求項１〜３のいずれか一項記載の投影装置。
5. 前記第１光学系は、第１マークが設けられた第１マーク部材を含み、前記第１マークからの前記検出光を前記第１及び第２の投影光学系に導入する請求項１〜４のいずれか一項記載の投影装置。
6. 前記第１光学系は、前記第１面に対応する第３面に前記第１マークの像を形成し、該第３面を介した前記検出光を前記第１及び第２の投影光学系に導入する請求項５記載の投影装置。
7. 前記第２光学系は、前記第２面に対応する第４面に、前記第１及び第２の投影光学系から導出した前記検出光による前記第１マークの像を形成する請求項５又は６記載の投影装置。
8. 前記検出面は、前記第２光学系によって形成される前記第１マークの像の像面に配置される請求項７記載の投影装置。
9. 前記検出装置は、第２マークが設けられて前記検出面又は前記検出面の近傍に配置された第２マーク部材を含み、前記第１マークの像と前記第２マークとの相対位置を計測し、該相対位置の計測結果に基づいて、前記入射位置の相対位置情報を検出する請求項８記載の投影装置。
10. 前記投影光学系は、前記露光光の光路に設けられて前記第２面における前記露光光の照射領域を規定する第１開口を有する視野絞りを備え、
    前記第１光学系は、前記露光光の光路に対して前記第１開口の外側を通過するように前記検出光を導入する請求項１〜９のいずれか一項記載の投影装置。
11. 前記視野絞りは、前記露光光の光路に対して前記第１開口の外側に配置された第２開口を備え、
    前記第１光学系は、前記第２開口を通過するように前記検出光を導入する請求項１０記載の投影装置。
12. 前記検出装置は、複数の前記検出光が前記検出面に入射する入射位置の相対位置情報を検出する請求項１〜１１のいずれか一項記載の投影装置。
13. 前記検出装置は、前記入射位置の相対位置情報に基づいて、前記第１及び第２の投影光学系のそれぞれが形成する前記第１及び第２投影領域の相対位置情報を導出する請求項１２記載の投影装置。
14. 前記第１及び第２の投影光学系は、前記第１投影領域の第１部分と前記第２投影領域の第２部分とを所定方向に関して重複させ、
    前記検出装置は、少なくとも前記第１部分と前記第２部分との相対位置情報を検出する請求項１３記載の投影装置。
15. 前記第１及び第２の投影光学系の少なくとも一方は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記第１及び第２投影領域の少なくとも一方の位置を前記第２面に沿った方向に調整可能な結像特性調整装置を備える請求項１２〜１４のいずれか一項記載の投影装置。
16. 前記検出装置は、複数の前記検出光によって前記検出面に形成されるマークの像のコントラストを検出する請求項１３〜１５のいずれか一項記載の投影装置。
17. 前記検出装置は、複数の前記検出光によって前記検出面に形成されるマークの像のコントラストを検出する請求項１〜１１のいずれか一項記載の投影装置。
18. 前記検出装置は、前記コントラストに基づいて、前記第１及び第２の投影光学系のそれぞれが形成する第１及び第２像面の位置を導出する請求項１６又は１７記載の露光装置。
19. 前記第１及び第２の投影光学系の少なくとも一方は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記第１及び第２像面の少なくとも一方の位置を前記第２面と交差する方向に調整可能な結像特性調整装置を備える請求項１８記載の投影装置。
20. 前記第１光学系及び前記第２光学系を一体で支持する支持装置を備える請求項１〜１９のいずれか一項記載の投影装置。
21. 前記検出光の波長と、前記露光光の波長とは、ほぼ等しい請求項１〜２０のいずれか一項記載の投影装置。
22. 請求項１〜２１のいずれか一項記載の投影装置を備え、
    前記第１面に配置されたパターンからの露光光を第２面に配置された基板の表面に照射して前記パターンの像を前記基板の表面に投影する露光装置。
23. 請求項２２記載の露光装置を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を露光結果に基づいて処理することと、を含むデバイス製造方法。
24. 第１面に沿って並設され、前記第１面からの露光光を第２面に照射して、それぞれ前記第１面の一部の像を前記第２面に形成可能な第１及び第２の投影光学系に、前記第１及び第２の投影光学系に対応して配置された第１光学系により前記露光光の光路の外側から検出光を導入することと、
    前記第１及び第２の投影光学系に対応して配置された第２光学系により、前記第２面を経由しないように前記第１及び第２の投影光学系から前記検出光を導出することと、
    前記第２光学系が導出した複数の前記検出光を検出することと、
    前記検出の結果に基づいて、前記第１及び第２の投影光学系のそれぞれの結像特性を調整して、前記第２面に配置される基板に対して前記露光光を照射して前記基板を露光することと、を含む露光方法。
25. 前記結像特性の調整は、前記第１及び第２の投影光学系のそれぞれが形成する第１及び第２投影領域の少なくとも一方の位置の調整を含む請求項２４記載の露光方法。
26. 前記結像特性の調整は、前記第１及び第２の投影光学系のそれぞれが形成する第１及び第２像面の少なくとも一方の位置の調整を含む請求項２４記載の露光方法。
27. 前記第２面に配置される前記基板に対する前記露光光の照射の少なくとも一部と並行して、前記第１及び第２投影領域の少なくとも一方の位置を調整することを含む請求項２４〜２６のいずれか一項記載の露光方法。
28. 請求項２４〜２７のいずれか一項記載の露光方法を用いて基板を露光することと、
    露光された前記基板を露光結果に基づいて処理することと、を含むデバイス製造方法。

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