JP2014116406A

JP2014116406A - 露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法

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Publication number: JP2014116406A
Application number: JP2012268366A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Shibazaki; 祐一柴崎
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-26
Anticipated expiration: 2032-12-07
Also published as: JP6015930B2

Abstract

【課題】基板の平面度が部分的に悪化しても、露光を続行して、ウエハ上の全てのショットにデフォーカスによる露光不良なくパターン像を形成する。
【解決手段】ホルダに保持された基板上面の平面度の計測結果に基づいて、特定のショットについて複数の分割領域が決定される（ステップ１０６〜１１８）。そして、決定された分割領域に応じてパターンが少なくとも２分割された複数の部分パターンの像のそれぞれで、各分割領域が走査露光され、複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされたパターンの像が分割露光対象のショットに形成される。そのショットについては、パターン全体の像を一度の露光で形成する場合に比べて、複数の部分パターンの像それぞれのデフォーカス量が小さい良好な露光が行われる。一方、平面度が所定レベル以上のショットについては、通常の走査露光により、パターンの像が形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、更に詳しくは、半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイスの製造におけるリソグラフィ工程で用いられる露光方法及び露光装置、並びに前記露光方法を利用するデバイス製造方法に関する。

従来、半導体素子、液晶表示素子等の電子デバイスを製造するためのリソグラフィ工程では、ステップ・アンド・リピート方式の投影露光装置（ステッパ）、あるいはステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（スキャナ）などが、主として用いられている。

この種の露光装置では、照明光を、レチクル（マスク）と投影光学系を介して感応剤（レジスト）が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、ウエハと総称する）上に投射することにより、レチクルに形成されたパターン（デバイスパターン）がウエハ上に転写される。

従来の露光装置ではウエハを平坦な状態で固定するために、ウエハステージ上に取り付けられたウエハホルダによってウエハを吸着して保持していた。しかしながら、ウエハを保持するウエハホルダとウエハとの間にパーティクル（ゴミ又はほこり）等の異物が存在する状態でウエハを吸着すると、その異物によりウエハの露光面の平面度が悪化する。その露光面の平面度の悪化は、ウエハの各ショット領域の位置ずれ誤差やフォーカス誤差の要因となり、ＬＳＩ等を製造する際の歩留りを悪化させる大きな要因となっていた。そのため、従来は、ウエハの平面度（凹凸）を計測装置、例えば特許文献１に開示される多点焦点位置検出系を用いて定期的に計測し、その計測の結果、ウエハの平面度が許容できない程悪化した場合、あるいは一定間隔で、露光作業を中断し、ウエハホルダの清掃作業（クリーニング作業）を行なっていた。ウエハホルダの清掃作業は、露光装置が、ウエハホルダの自動清掃機構を備えている場合には、その自動清掃機構によってウエハホルダの清掃が行われ（例えば、特許文献２参照）、自動清掃機構を備えていない場合には、ウエハホルダを作業者の手が届く位置に移動させて、砥石や無塵布を用いて作業者が手作業にてウエハホルダ全体を拭いていた。

しかしながら、いずれの場合であってもウエハホルダの清掃作業は、露光を中断して行われるためスループット低下の一因となっていた。この一方、クリーニング作業を行わずに露光動作を継続すると、異物がウエハホルダとウエハとの間に挟み込まれ、ウエハの平面度が悪化して露光の際のウエハのデフォーカスを招く。ますます微細化される半導体製造工程においては、ウエハのデフォーカスは露光不良（例えば、線幅均一性の悪化）の一因となるので許容できない。また、ウエハの平面度の悪化は、ディストーションの要因ともなるので重ね合わせ精度（アライメント精度）の悪化をも招く。

上述のような理由により、ウエハホルダに保持されたウエハ平面度が良くないことが判明しても、直ちに露光を中断することなく、露光精度を維持しつつ露光を続行することを可能にする新たな技術の出現が期待されていた。

米国特許第５，４４８，３３２号明細書特開平８−３３０２１７号公報

本発明の第１の態様によれば、光学系を介してエネルギビームを物体に照射し、所定のパターンの像を前記物体上の複数の区画領域にそれぞれ形成する露光方法であって、保持部材に保持された前記物体上面の平面度を計測することと、前記平面度の計測結果に基づいて、前記物体上の複数の区画領域のうちの少なくとも１つについて、複数の分割領域を決定することと、決定された前記複数の分割領域に応じて前記パターンが少なくとも２分割された複数の部分パターンの像のそれぞれで、各分割領域をそれぞれ走査露光することにより、前記複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされた前記パターンの像を前記保持部材に保持された前記物体上の前記少なくとも１つの区画領域に形成することと、を含む露光方法が、提供される。

これによれば、保持部材に保持された物体上面の平面度の計測結果に基づいて、平面度が所定レベルより悪い区画領域、例えば、その区画領域に一度の露光で所定のパターンの像を形成した場合にデフォーカスによる露光不良が発生する蓋然性が高い区画領域について複数の分割領域が決定される。そして、決定された複数の分割領域に応じて前記パターンが少なくとも２分割された複数の部分パターンの像のそれぞれで、各分割領域をそれぞれ走査露光することにより、前記複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされた前記パターンの像が保持部材に保持された物体上の前記分割露光対象区画領域に形成される。これにより、分割露光対象区画領域については、前記パターン全体の像を一度の露光で形成する場合に比べて、複数の部分パターンの像それぞれのデフォーカス量が小さい良好な露光が行われる。

一方、平面度が所定レベル以上の区画領域については、通常の走査露光により、前記パターンの像が形成される。

従って、保持部材に保持された物体の平面度が部分的に悪化しても、露光を中断することなく、物体上の全ての区画領域に対してデフォーカスによる露光不良なく前記パターンの像を形成することが可能になる。物体上の全ての区画領域を分割露光対象とする場合に比べて、高スループットである。また、上記の露光処理が可能な限り、保持部材のクリーニング作業が不要になるので、そのための露光中断時間がなくなる。

本発明の第２の態様によれば、上記露光方法により、物体上の複数の区画領域にそれぞれ前記所定のパターンの像を形成することと、前記パターンの像が形成された前記物体を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。

本発明の第３の態様によれば、光学系を介してエネルギビームを物体に照射し、所定のパターンの像を前記物体上の複数の区画領域にそれぞれ形成する露光装置であって、物体を保持部材を介して保持し、少なくとも所定の走査方向に移動する移動体と、前記物体が前記保持部材上に保持された状態で、前記物体上面の平面度を計測する計測系と、前記平面度の計測結果に基づいて、前記物体上の複数の区画領域のうちの少なくとも１つについて、複数の分割領域を決定する決定装置と、決定された前記複数の分割領域に応じて前記パターンが少なくとも２分割された複数の部分パターンの像のそれぞれに対して前記物体を前記走査方向に前記移動体を介して走査することで、前記複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされた前記パターンの像を前記保持部材に保持された前記物体上の前記少なくとも１つの区画領域に形成する制御系と、を備える露光装置である。

これによれば、決定装置により、保持部材に保持された物体上面の平面度の計測結果に基づいて、平面度が所定レベルより悪い区画領域、例えば、その区画領域に一度の露光で所定のパターンの像を形成した場合にデフォーカスによる露光不良が発生する蓋然性が高い区画領域について複数の分割領域が決定される。そして、制御系により、決定された複数の分割領域応じて前記パターンが少なくとも２分割された複数の部分パターンの像のそれぞれで、各分割領域をそれぞれ走査露光することにより、前記複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされた前記パターンの像が保持部材に保持された物体上の前記分割露光対象区画領域に形成される。これにより、分割露光対象区画領域については、前記パターン全体の像を一度の露光で形成する場合に比べて、複数の部分パターンの像それぞれのデフォーカス量が小さい良好な露光が行われる。

一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。図２（Ａ）は可変スリットの概略構成を示す図、図２（Ｂ）は第１の実施形態における可変スリット装置の一使用状態を示す図、図２（Ｃ）はレチクル上の照明領域に照射される照明光の強度分布（照明領域内の照度分布）を示す図である。図３（Ａ）は、ウエハホルダに保持された状態で１つのショット領域Ｓｋの平面度が悪化したウエハを示す平面図、図３（Ｂ）は、図３（Ａ）中の円Ａで囲まれた平面度の悪化した１つのショット領域Ｓ_ｋを示す図である。一実施形態に係る露光装置で行われる一連の処理に際しての主制御装置の制御アルゴリズムを示すフローチャート（その１）である。一実施形態に係る露光装置で行われる一連の処理に際しての主制御装置の制御アルゴリズムを示すフローチャート（その２）である。図６（Ａ）〜図６（Ｄ）は、一実施形態における分割露光法を説明するための図（その１）である。図７（Ａ）〜図７（Ｄ）は、一実施形態における分割露光法を説明するための図（その２）である。図８（Ａ）は走査露光中の部分パターンＰＡａの像面Ｉｐと部分領域ＳａのＹ軸方向両端部との関係を示す図、図８（Ｂ）は走査露光中の部分パターンＰＡａの像面Ｉｐと部分領域ＳａのＹ軸方向中央部との関係を示す図である。ショット領域Ｓ_ｋを３分割する分割露光法の一例について説明するための図である。ショット領域Ｓ_ｋを２分割する分割露光法の他の一例について説明するための図である。

以下、一実施形態について図１〜図８（Ｂ）に基づいて説明する。

図１には、一実施形態に係る露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、投影像の歪みを調整する機能を有するステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置（スキャナ）である。後述するように、本実施形態では投影光学系ＰＬが設けられており、以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルとウエハとが相対走査される走査方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。

露光装置１００は、光源１９及び照明光学系１０を含む照明系ＩＯＰ、レチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルステージＲＳＴを駆動するレチクルステージ駆動系２２、レチクルＲに形成されたパターンを感応剤（レジスト）が塗布されたウエハＷ上に投影する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを保持して水平面（ＸＹ平面）内を移動するウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴを駆動するウエハステージ駆動系２４、及びこれらの制御系等を備えている。

光源１９としては、一例として真空紫外域（波長２００ｎｍ〜１７０ｎｍ）の光を発するパルス光源であるＡｒＦエキシマレーザ（出力波長１９３ｎｍ）が用いられている。

照明光学系１０は、照度均一化光学系２１、照明系開口絞り板２５、第１リレーレンズ２８Ａ、第２リレーレンズ２８Ｂ、レチクルブラインド３０Ａ、可変スリット装置４０、光路折り曲げ用のミラーＭ及びコンデンサレンズ３３等を含む。

照度均一化光学系２１は、例えば、照明光（露光光）ＩＬの光路上に順次配置されたビーム整形光学系、エネルギ粗調器、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、内面反射型インテグレータ、又は回折光学素子などであり、本実施形態ではフライアイレンズを用いているので、以下では「フライアイレンズ」とも呼ぶ）等（いずれも図示せず）によって構成される。

これを更に詳述すると、ビーム整形光学系は、光源１９でパルス発光され、入射した照明光ＩＬの断面形状を、光路後方に設けられたフライアイレンズに効率良く入射するように整形するもので、例えばシリンダレンズやビームエキスパンダ等で構成される。

また、エネルギ粗調器は、ビーム整形光学系後方の照明光ＩＬの光路上に配置され、例えば透過率（＝１−減光率）を１００％から等比級数的に複数段階で切り換えることができるようになっている。このエネルギ粗調器の透過率の切り換えは、不図示の駆動装置を介して主制御装置５０によって行われる。

前記フライアイレンズは、エネルギ粗調器から出た照明光ＩＬの光路上に配置され、レチクルＲを均一な照度分布で照明するためにその射出側焦点面に多数の点光源（光源像）から成る面光源、すなわち２次光源を形成する。

前記照明系開口絞り板２５は、フライアイレンズの射出側焦点面（照明光学系の瞳面に相当）あるいはその近傍に配置されている。この照明系開口絞り板２５は円板状部材から成り、ほぼ等角度間隔で、例えば通常の円形開口より成る開口絞り、小さな円形開口より成りコヒーレンスファクタであるσ値を小さくするための開口絞り、輪帯照明用の輪帯状の開口絞り、及び変形光源法用に複数の開口を偏心させて配置して成る変形照明用の開口絞り等が配置されている。この場合、主制御装置５０によって駆動系４１を介して照明系開口絞り板２５が駆動され、いずれかの開口絞りが照明光ＩＬの光路上に選択的に設定される。

なお、図示は省略されているが、照度均一化光学系２１の内部には、フライアイレンズより光源１９側にフライアイレンズに入射する照明光ＩＬの断面形状を変更するズーム光学系などを含む光学ユニットが設けられており、主制御装置５０が、照明系開口絞り板２５の開口絞りの切り替えに応じてその光学ユニットを制御し、レチクルＲの照明条件の変更に伴う光量損失を抑えるようになっている。

なお、本実施形態においては、照明系開口絞り板２５を用いて照明条件を変更しているが、照明条件を変更する光学素子（光学系）はこれに限らない。例えば米国特許第６，５６３，５６７号明細書に開示されているような光学系を用いて照明条件を変更しても良い。

照明系開口絞り板２５のいずれかの開口絞りから出た照明光ＩＬの光路上に、レチクルブラインド３０Ａ及び可変スリット装置４０を介在させて第１リレーレンズ２８Ａ及び第２リレーレンズ２８Ｂを含むリレー光学系が配置されている。

レチクルブラインド３０Ａは、レチクルＲのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置され、レチクルＲ上の照明領域ＩＡＲを設定する矩形開口が形成されている。レチクルブラインド３０Ａは、例えば２枚のＬ字のプレート部材を有しており、この２枚のプレート部材を駆動することで、矩形開口の大きさ及び形状を任意の矩形状に調整可能である。レチクルブラインド３０Ａの２枚のプレート部材は、主制御装置５０により制御される不図示のアクチュエータによって駆動される。

レチクルブラインド３０Ａの近傍に可変スリット装置４０が配置されている。可変スリット装置４０は、照明領域ＩＡＲ内の照明光ＩＬの強度分布（照度分布）を調整するために用いられる。この点については後述する。

第２リレーレンズ２８Ｂ後方の照明光ＩＬの光路上には、当該第２リレーレンズ２８Ｂを通過した照明光ＩＬをレチクルＲに向けて反射する折り曲げミラーＭが配置され、このミラーＭの後方の照明光ＩＬの光路上にコンデンサレンズ３３が配置されている。

図２（Ａ）には、可変スリット装置４０の概略構成が示されている。可変スリット装置４０は、レチクルブラインド３０Ａで設定されるレチクルＲ上でＸ軸方向に伸びるスリッット状の照明領域ＩＡＲを必要に応じてさらに一部制限する装置である。ここで、照明領域ＩＡＲは、図１からも分かるように、ＸＹ平面に平行な面内の領域であり、可変スリット装置４０の一部を構成する一対の可動ブラインド３０Ｂ_１，３０Ｂ_２等が配置されるＸＺ平面に直交しているが、ここでは説明の便宜上から照明領域ＩＡＲが、ＸＺ平面に平行な領域として描かれている。照明光ＩＬは、折り曲げミラーＭによってその光路が垂直に折り曲げられるので、このような表現方法を採用しても特に支障はない。

照明領域ＩＡＲは、その長さ（Ｘ軸方向に関する長さ）はＤ、幅（Ｙ軸方向に関する長さ）はＷである。可変スリット装置４０は、一対の可動ブラインド３０Ｂ_１，３０Ｂ_２と、可動ブラインド３０Ｂ_１，３０Ｂ_２の駆動装置３５_１，３５_２、照明領域ＩＡＲの一長辺に沿って（Ｘ軸方向に）配列された複数のブレード４２_ｋ（ｋ＝１〜Ｋ、本実施形態ではＫ＝４２）、及び複数のブレード４２_ｋのそれぞれを照明領域ＩＡＲの短辺方向に対応する方向（Ｚ軸方向）に駆動するアクチュエータ（不図示）等と、を有する。

一対の可動ブラインド３０Ｂ_１，３０Ｂ_２は、照明領域ＩＡＲの長さＤに対応する長さより長く、幅Ｗに対応する幅より狭いプレート部材から成り、レチクルＲ（のパターン面）上の照明領域ＩＡＲに共役な領域を照明領域ＩＡＲの短辺方向に対応する方向（Ｚ軸方向）に挟んで配置され、それぞれ、駆動装置３５_１，３５_２によって、照明領域ＩＡＲの短辺方向に対応する方向（Ｚ軸方向）に往復駆動される。一対の可動ブラインド３０Ｂ_１，３０Ｂ_２は、主制御装置５０により、駆動装置３５_１，３５_２を介して駆動され、例えば、走査露光の開始時及び終了時に照明領域ＩＡＲを更に制限することによって、不要な露光を防止する。

複数のブレード４２ｋは、照明領域ＩＡＲと共役な領域の−Ｚ側に配置され、アクチュエータ（不図示）により、照明領域ＩＡＲの短辺方向に対応する方向（Ｚ軸方向）に個別に駆動され、照明領域ＩＡＲ（に照射される照明光ＩＬ）を部分的に遮光する。例えば図２（Ｂ）に示されるように、ブレード４２_２３〜４２_４２を、−Ｚ側の移動限界位置近傍に位置させたまま、ブレード４２_１〜４２_２０を＋Ｚ側の移動限界位置近傍まで駆動し、残りのブレード４２_２１、４２_２２を、それぞれ照明領域ＩＡＲの２／３、１／３を覆う位置に位置決めすることにより、照明領域ＩＡＲ（及びこれと共役な領域）における照明光ＩＬの強度（すなわち照度）の分布は、図２（Ｃ）に示される曲線ｗａのようになる。ここで、曲線ｗ_ａの台形部分の−Ｘ側の傾斜部は、レチクルブラインド３０Ａが、レチクルＲのパターン面に対する共役面から僅かにデフォーカスした面に配置されていることから形成され、曲線ｗ_ａの台形部分の＋Ｘ側の傾斜部は、ブレード４２_２１、４２_２２の位置調整の結果として形成されている。

ブレード４２_１〜４２_４２の配置を、図２（Ｂ）と光軸ＡＸを中心として、左右対称に設定することで、照明領域ＩＡＲにおける照度の分布は、図２（Ｃ）に示される曲線ｗ_ｂのようになる。

ここで、可変スリット装置４０として、例えば米国特許第５，８９５，７３７号明細書に開示される可調節スリット装置と同様の構成の装置を用いることもできるし、あるいは米国特許出願公開第２００９／００７３４０４号明細書に開示される可変スリット装置と同様の構成の装置を用いることもできる。後者の米国特許出願公開第２００９／００７３４０４号明細書に開示される可変スリット装置では、複数のブレード４２ｋと同様のブレードを含む第１、第２形状設定部が、本実施形態におけるレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲに共役な領域の＋Ｚ側、−Ｚ側にそれぞれ配置される。

図１に戻り、レチクルステージＲＳＴは、照明光学系１０の下方に配置されている。ここで、レチクルステージＲＳＴ上には、パターンが形成されたレチクルＲが例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルステージ駆動系２２により、水平面（ＸＹ平面）内で微小駆動可能で、且つ走査方向（Ｙ軸方向）に所定のストローク範囲で所定の走査速度で駆動可能である。

レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置はレチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１６によって、移動鏡１５を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報は主制御装置５０に送られる。主制御装置５０では、レチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動系２２を介してレチクルステージＲＳＴを駆動（位置制御）する。

投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置され、その光軸ＡＸの方向がＺ軸方向とされている。投影光学系ＰＬとしては、例えば、レンズ鏡筒３２の内部に光軸ＡＸ方向に沿って所定間隔で配置された複数枚のレンズエレメント２７、２９、３３、３１を含む両側テレセントリックな屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬの投影倍率はβ（βは、例えば、１／４、あるいは１／５）である。このため、照明系ＩＯＰからの照明光ＩＬによってレチクルＲが照明されると、その照明光ＩＬの照射領域（照明領域）ＩＡＲ内のレチクルＲのパターンの像が、投影光学系ＰＬにより縮小されてレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷ上に投影される。そして、ウエハＷ上の上記照明領域ＩＡＲと共役な領域（露光領域）に、パターンの縮小像（部分倒立像）が形成される（レジストにパターンの潜像が形成される）。

露光装置１００には、投影光学系ＰＬの結像特性、例えば諸収差を補正する結像特性補正装置が設けられている。投影光学系ＰＬの結像特性としては歪曲収差（ディストーション）、コマ収差（倍率の収差）、球面収差（結像位置の収差）、非点収差、像面湾曲等があり、結像特性補正装置は、これらの諸収差を補正する機能を有している。

結像特性補正装置は、ウエハＷ上の先行する特定レイヤ（例えば前レイヤ）のショット領域（区画領域）に転写されたパターンの歪み（伸び縮みを含む）に合わせてレチクルＲのパターンの投影像を歪ませる働きをもつ。

図１において、投影光学系ＰＬを構成する、レチクルＲに最も近いレンズエレメント２７は支持部材２８に固定され、レンズエレメント２７に続くレンズエレメント２９，３３，３１，…は投影光学系ＰＬのレンズ鏡筒３２に固定されている。支持部材２８は、伸縮自在の複数（ここでは３つ）の駆動素子（例えばピエゾ素子）１１ａ、１１ｂ、１１ｃ（但し、図１では紙面奥側の駆動素子１１ｃは図示せず）を介して投影光学系ＰＬのレンズ鏡筒３２と連結されている。駆動素子１１ａ、１１ｂ、１１ｃに印加される駆動電圧が結像特性制御部１２によって独立して制御され、これによって、レンズエレメント２７が光軸ＡＸに直交する面に対して任意に傾斜及び光軸ＡＸ方向に移動可能な構成となっている。各駆動素子によるレンズエレメント２７の駆動量は不図示の位置センサにより厳密に測定され、その位置はサーボ制御により目標値に保たれるようになっている。本実施形態では、結像特性制御部１２、及び結像特性制御部１２によってその位置及び／又は姿勢が制御されるレンズエレメント２７等を含んで結像特性補正装置が構成されている。なお、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとはレンズエレメント２９等の固定のレンズエレメントの共通の光軸を指すものとする。

ここで、上述の結像特性補正装置では、説明の便宜上から、レンズエレメント２７のみが、移動可能である場合について説明したが、実際には、投影光学系ＰＬでは、複数枚のレンズエレメント、あるいはレンズ群が、上記レンズエレメント２７と同様にして移動可能に構成されている。

ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの図１における下方に配置されている。ウエハステージＷＳＴの上面の中央に、ウエハＷとほぼ同じ大きさのウエハホルダ９が固定されている。

ウエハホルダ９は、平面視円形の板状のベース部、該ベース部の上面の外周部近傍の所定幅の環状領域を除く中央部の所定面積の領域に所定の間隔で設けられた複数の突起状のピン部、これら複数のピン部が配置された前記領域を取り囲む状態で外周縁近傍に設けられた環状の凸部（以下、「リム部」と称する）等を備えている。

ウエハホルダ９は、低膨張率の材料、例えばセラミックス等より成り、全体として円盤状のセラミックス等の材料の表面をエッチングすることによって、底面部を構成するベース部と、このベース部上面に凸設されたリム部及び複数のピン部が一体的に形成されている。リム部は、その外径がウエハＷの外径よりも僅かに小さく、例えば１〜２ｍｍ程度小さく設定され、その上面は、ウエハＷが載置された際に、ウエハＷの裏面との間に隙間が生じないよう、水平且つ平坦に加工されている。

ピン部は、それぞれの先端部分がリム部とほぼ同一面上に位置するようにされた突起状の形状を有している。

ベース部には、複数の排気口が、ベース部の中心部近傍から放射方向（ほぼ１２０°の中心角の間隔を有する３本の半径の方向）に沿って、所定間隔で形成されている。これらの排気口は排気路及び排気管を介して不図示のバキュームポンプに接続されている。

ウエハホルダ９に載置され、複数のピン部及びリム部によって下方から支持されたウエハＷが、バキュームポンプによって複数のピン部及びリム部それぞれの上端面（上端部）に対して吸着保持されている。

ウエハステージＷＳＴは、例えば磁気浮上型の平面モータ等を含むウエハステージ駆動系２４により、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向に所定ストロークで駆動されるとともに、Ｚ軸方向、θｚ方向、θｘ方向及びθｙ方向に微小駆動される。従って、ウエハホルダ９は、ウエハステージ駆動系２４により、投影光学系ＰＬの最良結像面に対し、任意方向に傾斜可能で、かつ光軸ＡＸ方向（Ｚ軸方向）に微動が可能で、さらに光軸ＡＸに平行なＺ軸回りに回転可能に構成されている。なお、ウエハステージＷＳＴに代えて、ＸＹ平面内で移動（θｚ方向の回転を含む）可能なステージと、該ステージ上でウエハホルダ９を保持してＺ軸方向、θｘ方向及びθｙ方向に微動可能なテーブルとを用いることとしても良い。

ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置（ヨーイング（θｚ方向の回転）を含む）及びＸＹ平面に対する傾斜（ピッチング（θｘ方向の回転）及びローリング（θｙ方向の回転））はウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と呼ぶ）１８によって、移動鏡１７を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は主制御装置５０に送られ、主制御装置５０では、その位置情報（又は速度情報）に基づいてウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置（θｚ方向の回転を含む）をウエハステージ駆動系２４を介して制御する。

また、ウエハステージＷＳＴ上には、基準マーク板ＦＭが固定されている。基準マーク板ＦＭの表面は、ウエハＷの表面とほぼ同一高さに設定されている。基準マーク板ＦＭの表面には、レチクルアライメント用の第１基準マーク及び後述するアライメント系のベースライン計測用の第２基準マークなどが所定の位置関係で形成されている。

投影光学系ＰＬの側面には、ウエハＷ上の各ショット領域に付設されたアライメントマーク（ウエハマーク）及び基準マーク板ＦＭ上の第２基準マークを検出するためのアライメント系８が設けられている。アライメント系８としては、例えば、画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系８の検出結果は、アライメント信号処理系（不図示）を介して主制御装置５０に送られる。

また、投影光学系ＰＬの下端部の近傍には、前述の露光領域内及びその近傍の複数の検出点におけるウエハＷのＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）を検出する多点焦点位置検出系（１３，１４）が設けられている。多点焦点位置検出系として、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示される斜入射方式の検出系が用いられている。多点焦点位置検出系は、投影光学系ＰＬの最良結像面に向けて結像光束を光軸ＡＸに対して斜めに射出する照射光学系１３と、ウエハＷの表面からの反射光束をスリットを介して受光する受光光学系１４と、を含む。多点焦点位置検出系（１３、１４）で検出されるウエハの面位置情報は、主制御装置５０に供給される。多点焦点位置検出系（１３、１４）を用いたウエハＷの平面度計測、すなわちフォーカスマッピングについては、分割露光動作とともに後述する。

この他、露光装置１００には、レチクルステージＲＳＴの上方に、例えば米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに開示されるような一対のレチクルアライメント系（図示省略）が設けられている。レチクルアライメント系は、一例として照明光ＩＬと同じ波長の光を用いたＴＴＲ（Through The Reticle）アライメント系から構成されている。レチクルアライメント系の検出信号は、不図示のアライメント信号処理系を介して主制御装置５０に供給される。

主制御装置５０は、例えば、マイクロコンピュータ（あるいはワークステーション）から構成され、露光装置１００の構成各部を統括制御する。

また、露光装置１００では、例えばウエハＷの交換時、又はウエハステージＷＳＴの露光動作等の移動時に、ウエハホルダ９のウエハＷとの接触面（多数のピン部及びリム部の上面）にウエハの裏面に付着したレジストなどの異物が付着することがある。また、ウエハホルダ９のウエハとの接触面から取り除かれたパーティクル等の異物がウエハホルダのピン部とピン部との間の凹部に落ち込み、ウエハ交換時その他のときに空気の乱れ等によって空中に浮遊し、ウエハホルダ９のウエハＷとの接触面に再付着することがある。

例えば、多数のピン部の一部の上面にパーティクル等の異物が付着すると、その異物がウエハホルダ９とウエハＷとの間に挟み込まれることがある。このような場合、ウエハＷの面の一部が他の部分に比べて盛り上がり、その異物が裏面に存在するウエハ上のショット領域及びその近傍のショット領域の平面度が、他のショット領域に比べて悪化する（図３（Ａ）に示されるウエハＷ_１参照）。この平面度の悪化のレベルが許容レベルを超えると、スキャン露光の際に、そのショット領域の表面をレチクルパターンの像面に合焦させること、すなわち投影光学系ＰＬの焦点深度の範囲内に一致させることが困難になる。このような場合、デフォーカスによる露光不良が発生する。

図３（Ｂ）には、図３（Ａ）中の円Ａで囲まれた平面度の悪化した１つのショット領域Ｓ_ｋが示されている。図３（Ｂ）中の二点鎖線は、等高線を表している。

本実施形態に係る露光装置１００では、ウエハＷに対する露光は、通常のスキャナと同様に、ステップ・アンド・スキャン方式で行われる。露光に際し、主制御装置５０は、例えば図３（Ｂ）に示されるショット領域Ｓ_ｋのような平坦度の悪化したショット領域がウエハＷ上に存在しても、そのショット領域に対しては、後述する分割露光を行い、その他のショット領域に対しては通常のスキャン露光を行う。これにより、露光を中断することなく、可能な限り続行することが可能になる。

次に、本実施形態に係る露光装置１００で行われる一連の処理について、主制御装置５０内（のＣＰＵ）の制御アルゴリズムを示す図４及び図５のフローチャートに沿って説明する。以下では、適宜、図３（Ａ）に示されるウエハＷ_１を露光対象とする場合の具体例を加えて、説明を行う。

まず、図４のステップ１０２では、主制御装置５０は、所定の準備作業を行う。具体的には、主制御装置５０は、レチクル搬送系（不図示）を用いてレチクルＲをレチクルステージＲＳＴ上にロードする。また、主制御装置５０は、ウエハ搬送系（不図示）を用いてウエハＷをウエハステージＷＳＴ（ウエハホルダ９）上にロードする。ロード後、レチクルアライメント、アライメント系８のベースライン計測、及びウエハアライメント（例えばＥＧＡ）等の準備作業を行う。なお、レチクルアライメント、ベースライン計測等については、米国特許第５，６４６，４１３号明細書などに詳細に開示されている。また、ＥＧＡについては、米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに詳細に開示されている。ここで、ＥＧＡとは、ショット内の複数のウエハアライメントマークの位置検出データを用いて例えば上記米国特許明細書に開示される最小２乗法を利用した統計演算によりウエハＷ上の全てのショット領域の配列座標を求めるアライメント手法を意味する。

次に、ステップ１０４では、主制御装置５０は、ウエハＷの平面度情報の計測を行う。本実施形態では、ウエハＷの平面度情報の計測として、主制御装置５０は、多点焦点位置検出系（１３，１４）を用いて、ウエハＷの全面に渡って設定された複数の検出位置（検出位置）で、ウエハ表面のＺ位置（面位置）情報を検出する、いわゆるフォーカスマッピングを行う。

ここで、本実施形態に係る露光装置１００で行われるフォーカスマッピングについて説明する。このフォーカスマッピングに際しては、主制御装置５０は、ウエハ干渉計１８の計測値に基づいてウエハホルダ９（ウエハステージＷＳＴ）のＸＹ平面内の位置を管理している。

そして、この状態で、主制御装置５０は、ＥＧＡによって得られた各ショット領域の配列座標を考慮して、ウエハステージＷＳＴを、Ｘ軸方向のステップ移動を挟んで、−Ｙ方向及び＋Ｙ方向へ高速スキャンさせることを交互に繰り返し、その高速スキャン中にウエハ干渉計１８で計測されるウエハホルダ９（ウエハステージＷＳＴ）のＸ軸方向及びＹ軸方向に関する位置情報と、多点焦点位置検出系（１３，１４）で検出される各検出点におけるウエハＷ表面のＺ軸方向に関する位置情報（面位置情報）とを、所定のサンプリング間隔で取り込み、その取り込んだ各情報を相互に対応付けて不図示のメモリに逐次格納する。

そして、主制御装置５０は、上記のサンプリングを終了する。これにより、ウエハＷの全てのショット領域について、そのショット領域の平面度の情報、すなわち面位置の分布情報が不図示のメモリ内に格納される。

例えば、ウエハＷ_１を露光対象とする場合、上記のフォーカスマッピングにより、その一部に図３（Ｂ）に等高線にて示されるショット領域Ｓ_ｋ内の面位置（Ｚ位置）の分布データ（平面度情報）を含む、ウエハＷ_１の全てのショット領域についての面位置の分布データ（平面度情報）が、不図示のメモリ内に格納される。

次に、主制御装置５０は、ステップ１０６〜ステップ１２０で、ウエハ上の全てのショット領域のうち、分割露光の対象とすべきショット領域についてのみ、分割領域を決定する。

まず、ステップ１０６で、主制御装置５０は、ショット領域番号を示すカウンタｉを初期化する（ｉ←１）。次のステップ１０８で、ショット領域Ｓ_ｉの面位置の分布データに基づいて、そのショット領域Ｓ_ｉの凹凸が許容レベルか否かを判断する。具体的には、そのショット領域Ｓ_ｉ内の各検出点での面位置（Ｚ位置）の最大値と最小値との差が、予め定めた閾値を超えるか否かを判断する。

そして、このステップ１０８における判断が否定された場合には、ステップ１２０にジャンプし、ショット領域数をＮとした場合、ｉ≧Ｎであるか否かを判断することで、全てのショット領域について分割領域の決定の要否判断、及びその決定の処理が終了したか否かを確認する。ここでは、ｉ＝１であるから、ステップ１２２でカウンタｉを１インクリメントし（ｉ←ｉ＋１）、ステップ１０８に戻る。一方、ステップ１０８の判断が肯定された場合には、ステップ１１２に進む。

例えば、ウエハＷ_１を露光対象とする場合、ショット領域Ｓ_ｋ以外は、上記ステップ１０８の判断が否定され、ショット領域Ｓ_ｋについては、上記ステップ１０８の判断が肯定されてステップ１１２に進む。

ショット領域Ｓ_ｋ内では、ほぼ中心のＺ位置（面位置）が、ショット領域Ｓ_ｋ内の平均平面（中心部を除く残りの部分によって形成されるＸＹ平面にほぼ平行な面）のＺ位置からの乖離量が最大になっている。そこで、主制御装置５０は、ステップ１１２において、ｉ番目のショット領域Ｓ_ｉ（この場合、ショット領域Ｓ_ｋ）を、平均平面からの乖離量最大のＺ位置を含む境界線、例えば図３（Ｂ）中に示される境界線Ｂを境として２つの部分領域Ｓａ，Ｓｂに２分割すると仮に決定した後、ステップ１１４に進む。

ステップ１１４では、主制御装置５０は、その仮に決定した２つの部分領域Ｓａ，Ｓｂそれぞれの全面を像面に合焦させることができるか否かを判断する。具体的には、ＸＹ平面に対するθｙ方向の傾斜が最も大きい部分を走査露光中に投影光学系ＰＬの像面に合致させることができるかどうかの判断を、ウエハステージＷＳＴのθｙ方向の最大傾斜可能量（及び投影光学系ＰＬの像面の最大傾斜可能量）を考慮して行う。そして、この判断が肯定された場合には、ステップ１１６に進んで、その仮に決定した２つの部分領域Ｓａ，Ｓｂを最終的な分割領域として決定する。

この一方、上記ステップ１１４における判断が否定された場合は、ステップ１１８に移行する。ステップ１１８では、主制御装置５０は、ＸＹ平面に対するθｙ方向の傾斜が最も大きい部分を走査露光中に投影光学系ＰＬの像面に合致させることができる分割領域の組み合わせとなるように、非走査方向の分割領域の数を増やす。これにより、ショット領域を非走査方向に関して分割した３以上の分割領域が決定される。ウエハＷ_１を露光対象とする場合、例えば、幅の狭い中央の帯状領域とその領域を挟む中央の帯状領域に比べて幅の広い非走査方向の両端部の帯状の領域との３つの分割領域が決定される。

ここでは、ステップ１１４における判断は肯定され、ステップ１１６で、２つの部分領域Ｓａ，Ｓｂが分割領域として決定されるものとする。

ステップ１１６又はステップ１１８で、分割領域を決定後、処理は、ステップ１２０に移行する。

以後、ステップ１２０の判断が肯定されるまで、上記ステップ１２２→ステップ１０８〜ステップ１２０の処理を繰り返す。

そして、ステップ１２０の判断が肯定されると、図５のステップ１２４に移行する。

ウエハＷ_１を露光対象とする場合、上記ステップ１２０の判断が肯定された段階で、ウエハＷ上のショット領域Ｓ_ｋについてのみ、２つの部分領域Ｓａ，Ｓｂが最終的な分割領域として決定されている。この場合、不図示のメモリ内には、分割露光対象のショット領域として、ショット領域Ｓｋが記憶されるとともに、そのショット領域Ｓｋの分割領域として、部分領域Ｓａ、Ｓｂの情報が記憶されている。

図５のステップ１２４〜ステップ１３０で、主制御装置５０は、上で分割領域が決定された各ショット領域について、分割露光を行う。

まず、ステップ１２４において、ウエハＷ上の複数のショット領域のうち、分割領域が決定された未露光のショット領域を、メモリ内に記憶された情報に基づいて検索する。ウエハＷ_１を露光対象とする場合、ショット領域Ｓ_ｋが見つけられる。

次に、主制御装置５０は、ステップ１２６において、ステップ１２４において検索されたショット領域について、決定された分割領域に対応してレチクルパターンを分割した部分パターンを決定する。

ウエハＷ_１を露光対象とする場合、部分領域Ｓａ，Ｓｂに対応して、図６（Ａ）に示されるように、レチクルＲ上のパターン領域ＰＡ内のパターンを部分パターンＰＡａ，ＰＡｂに２分割することが決定される。なお、図６（Ａ）において、レチクルＲ側とウエハＷ側とで別々の照明領域ＩＡＲが存在するかのように図示されているが、これは、レチクルのパターンの倒立像がウエハＷ上に投影される様子を模式的に示したものである。図６（Ｂ）〜図６（Ｄ）、及び図７（Ａ）〜図７（Ｄ）においても同様である。

次いで、ステップ１２８において、主制御装置５０は、ステップ１２６において決定された部分パターンの像を、対応する分割領域にそれぞれ形成するための、走査露光を繰り返す、すなわち、分割露光を行う。

ここで、ステップ１２８における分割露光について、ウエハＷ_１を露光対象とし、ショット領域Ｓ_ｋの部分領域Ｓａ、Ｓｂに対して、それぞれ部分パターンＰＡａ、ＰＡｂの像を形成する場合を例として説明する。

なお、レチクルＲのパターン（この場合部分パターンＰＡａ、ＰＡｂ）の像をウエハＷ上の露光対象領域（この場合、部分領域Ｓａ、Ｓｂ）に形成するための露光開始直前及び露光終了直後には、可動ブラインド３０Ｂ_１，３０Ｂ_２が、主制御装置５０の指示に応じ、駆動装置３５_１，３５_２により駆動され、不要な露光が防止されるが、以下では、この点についての説明は省略する。

まず、主制御装置５０は、レチクルアライメント、ベースライン計測、及びウエハアライメントの結果に基づいて、レチクル干渉計１６とウエハ干渉計１８の計測結果を監視して、図６（Ａ）に示されるように、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとをそれぞれの走査開始位置（加速開始位置）に移動させる。このとき、ウエハステージＷＳＴは、ウエハＷ上のショット領域Ｓ_ｋの露光のための加速開始位置に移動される。次に、主制御装置５０は、可変スリット装置４０のブレード４２_１〜４２_４２を図２（Ｂ）に示されるように駆動する。これにより、レチクルＲ上では、図６（Ａ）に示されるように、光軸ＡＸの＋Ｘ側でレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲの＋Ｘ側の半部が遮光され、照明領域ＩＡＲの−Ｘ側の半部のみが照度分布ｗ_ａ（図２（Ｃ）参照）で照明される。

可変スリット装置４０を用いた照明領域の調整の後、主制御装置５０は、走査露光により、部分パターンＰＡａをウエハＷ上の部分領域Ｓａに転写する。

そして、主制御装置５０は、両ステージＲＳＴ，ＷＳＴをＹ軸方向に、ただし互いに逆向き（それぞれ＋Ｙ方向、−Ｙ方向）に、相対駆動する。ここで、両ステージＲＳＴ，ＷＳＴがそれぞれの目標速度に達すると、図６（Ｂ）に示されるように、照明光ＩＬによってレチクルＲの部分パターンＰＡａが照明され始め、ウエハＷ上の部分領域Ｓａに対する走査露光が開始される。

主制御装置５０は、走査露光中、Ｙ軸方向についてのレチクルステージＲＳＴの速度ＶｒとウエハステージＷＳＴの速度Ｖｗとを投影光学系ＰＬの投影倍率に対応する速度比に維持するように、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期して駆動する。この同期駆動中、主制御装置５０は、通常と同様、多点焦点位置検出系（１３，１４）で検出されるウエハの面位置情報に基づいて、ウエハステージ駆動系２４を介して、ウエハＷ上面の部分領域Ｓａ部分が部分パターンＰＡａの像の投影光学系ＰＬによる結像面と常に合致する（焦点深度の範囲内となる）ようにウエハステージＷＳＴをＺ軸方向、θｙ方向及びθｘ方向に微小駆動する。すなわち、主制御装置５０は、通常の走査露光と同様に、多点焦点位置検出系（１３，１４）を用いてウエハＷのフォーカス・レベリング制御（ただし、合焦の対象はショット領域Ｓ_ｋの部分領域Ｓａ部分）を行う。

そして、図６（Ｃ）に示されるように、レチクルＲとウエハＷとがＹ軸方向に移動してレチクルＲの部分パターンＰＡａの異なる領域が紫外パルス光で逐次照明され、同時にウエハＷがレチクルＲと逆方向に移動することにより、図６（Ｄ）に示されるように、部分領域Ｓａの走査露光が終了する。露光終了後、主制御装置５０は、ウエハＷとレチクルＲとを減速させて停止する。

ここで、部分領域Ｓａの走査露光に際して行われる、上述したウエハＷのフォーカス・レベリング制御により、部分領域ＳａのＹ軸方向の両端部の露光中には、部分領域Ｓａと部分パターンＰＡａの像面Ｉｐとの関係は、おおよそ図８（Ａ）に示されるようになり、部分領域ＳａのＹ軸方向の中央部の露光中には、部分領域Ｓａと部分パターンＰＡａの像面Ｉｐとの関係は、おおよそ図８（Ｂ）に示されるようになる。これら図８（Ａ）及び図８（Ｂ）からわかるように、部分領域ＳａはＹ軸方向の全長に渡って投影光学系の焦点深度の範囲内にあり、デフォーカスなく露光が行われている。

上述した部分領域Ｓａに対する走査露光が終了すると、主制御装置５０は、ウエハＷとレチクルＲとの減速を開始するととともに可変スリット装置４０のブレード４２_１〜４２_４２を、図２（Ｂ）に示される配置と光軸ＡＸに関して左右対称となる配置に駆動する。これにより、レチクルＲ上では、図７（Ａ）に示されるように、レチクルＲ上の照明領域の−Ｘ側の半部（光軸ＡＸの−Ｘ側）が遮光され、照明領域の＋Ｘ側の半部のみが照度分布ｗ_ｂ（図２（Ｃ）参照）で照明される。

可変スリット装置４０を用いた照明領域の調整の後、主制御装置５０は、走査露光により、部分パターンＰＡｂをウエハＷ上の部分領域Ｓｂに転写する。

部分領域Ｓａに対する露光のための相対走査が終了して停止した時点では、図７（Ａ）に示されるように、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとは、部分領域Ｓｂの露光のためのそれぞれの走査開始位置（加速開始位置）に位置している。そして、両ステージＲＳＴ，ＷＳＴを、部分パターンＰＡａを用いた露光時とは逆方向に、Ｙ軸方向に沿って、ただし互いに逆向き（−Ｙ方向、＋Ｙ方向）に、相対駆動する。これにより、図７（Ｂ）に示されるように、照明光ＩＬによってレチクルＲの部分パターンＰＡｂが照明され始め、ウエハＷ上の部分領域Ｓｂに対する走査露光が開始される。そして、図７（Ｃ）に示されるように、レチクルＲとウエハＷとがＹ軸方向に移動してレチクルＲの部分パターンＰＡｂの異なる領域が紫外パルス光で逐次照明され、同時にウエハＷがレチクルＲと逆方向に移動することにより、図７（Ｄ）に示されるように、部分領域Ｓｂの走査露光が終了する。この同期駆動中、主制御装置５０は、前述と同様のウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行い、ウエハＷ上面の部分領域Ｓｂ部分を部分パターンＰＡｂの投影光学系ＰＬによる結像面と常に合致させる（焦点深度の範囲内となるようにする）。露光終了後、主制御装置５０は、ウエハＷとレチクルＲとを減速させて停止する。

部分領域Ｓａ，Ｓｂに対する２回の分割露光では、ウエハステージＷＳＴは、Ｘ軸方向に駆動（ステッピング駆動）されることなく、Ｙ軸に平行な同一の直線経路上を往復駆動される。従って、２回の分割露光により、部分パターンＰＡａ，ＰＡｂが繋ぎ合わされてウエハＷ上のショット領域Ｓ_ｋ内に転写される。すなわち、パターン領域ＰＡ内の全パターンがショット領域Ｓ_ｋへ転写される。部分領域Ｓａ，Ｓｂに対する露光の際に、それぞれ設定される台形の照度分布（曲線）ｗ_ａ、ｗ_ｂ（図２（Ｃ）参照）が、両者の境界部分で、ともに斜辺となっており、かつ、その境界部のいずれのＸ位置においても、ｗ_ａ、ｗ_ｂの和がともに１（正規化後の値）となっている。従って、ショット領域Ｓ_ｋ内における露光量はほぼ均一である。

上述のようにして、ステップ１２８の処理、すなわちステップ１２６において決定された部分パターンの像を、対応する分割領域にそれぞれ形成するための分割露光が終了すると、ステップ１３０に進む。

ステップ１３０では、メモリ内の情報に基づいて、分割露光対象の未露光のショット領域があるか否かを判断する。

そして、この判断が否定された場合には、ステップ１２４に戻り、以後、ステップ１３０における判断が肯定されるまで、ステップ１２４〜ステップ１３０の処理、判断を繰り返し、ステップ１３０の判断が肯定されると、ステップ１３２に進む。

ウエハＷ_１を露光対象とする場合、ショット領域Ｓ_ｋに対する露光が終了すると、ステップ１３０の判断は肯定され、ステップ１３２に進む。

ステップ１３２では、分割露光の対象ではない残りのショット領域を、ステップ・アンド・スキャン方式で露光する。

ウエハＷ_１を露光対象とする場合、ステップ１３２の処理は、次の通りである。主制御装置５０は、ウエハステージＷＳＴをショット領域Ｓ_１に対する走査開始位置（加速開始位置）へ移動させる。そして、主制御装置５０は、可変スリット装置４０のブレード４２_１〜４２_４２を全て−Ｚ側の移動限界位置に移動させた後、ショット領域Ｓ_１に対する通常の（すなわち分割露光でない）走査露光を行い、レチクルのパターン領域ＰＡ内のパターンをショット領域Ｓ_１に転写する。以後、ウエハステージＷＳＴのステッピング駆動と走査露光とを交互に繰り返して、ショット領域Ｓ_１、Ｓ_ｋを除く残りのショット領域について、ステップ・アンド・スキャン方式で露光を行う。上記のショット領域Ｓ_１等の走査露光に際しても主制御装置５０は、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行う。

しかる後、一連の処理を終了する。これにより、ウエハＷ上の全てのショット領域にレチクルＲのパターンの像がデフォーカスに起因する露光不良を伴うことなく形成される。

以上詳細に説明したように、本第１の実施形態に係る露光装置１００によると、主制御装置５０は、露光に先立って、ウエハアライメント等の通常の準備作業に加えて、ウエハＷの平面度計測（前述のフォーカスマッピング）を行い、その平面度計測により得られたウエハＷ上の複数（例えばＮ個）のショット領域Ｓ_ｉ（ｉ＝１、２、…、ｋ-１、ｋ、ｋ+１、…Ｎ−１、Ｎ）のそれぞれについて、分割露光の対象となるか（必要性があるか）を判断する。そして、分割露光の対象と判断されたショット領域（本実施形態ではショット領域Ｓ_ｋ）について、分割領域の決定を、そのショット領域の平面度情報（面位置の分布情報）を用いて、前述したようにして行う。

そして、主制御装置５０は、決定された分割領域のそれぞれ（本実施形態では、部分領域Ｓａ、Ｓｂのそれぞれ）に対して、対応するレチクルＲのパターン領域ＰＡのパターンが分割された部分パターン（本実施形態では、部分パターンＰＡａ、ＰＡｂ）の像（部分像）をそれぞれ転写すべく、前述の走査露光を繰り返す（図６（Ａ）〜図７（Ｄ）参照）。主制御装置５０は、各走査露光において、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御が行われる。この結果、部分パターン（ＰＡａ、ＰＡｂ）の像が繋ぎ合わされたパターン領域ＰＡ内のパターンの像がデフォーカスによる露光不良を伴うことなく、ウエハＷの分割露光対象のショット領域（Ｓ_ｋ）に形成される。この場合、分割露光対象のショット領域（Ｓ_ｋ）については、レチクルＲのパターン領域ＰＡのパターン全体の像を一度の露光で形成する場合に比べて、部分パターン（ＰＡａ、ＰＡｂ）の像それぞれのデフォーカス量が小さい良好な露光が行われる。

一方、分割露光対象でない他のショット領域に対しては、通常の走査露光によって、レチクルＲのパターン領域ＰＡのパターンの像がデフォーカスによる露光不良を伴うことなく形成される。

従って、本実施形態に係る露光装置１００によると、ウエハＷとウエハホルダ９との間にパーティクルが挟み込まれ、ウエハＷの平面度が悪化した場合であっても、露光を中断することなく、露光を続行して、レチクルＲのパターンを、デフォーカスによる露光不良を伴うことなく、ウエハＷ上の複数のショット領域に転写することが可能になる。また、ウエハＷ上の全てのショット領域を分割露光対象とする場合に比べて、高スループットである。また、上記の露光処理が可能な限り、ウエハホルダ９のクリーニング作業が不要になるので、そのための露光中断時間がなくなる。

なお、上記実施形態では、分割対象のショット領域Ｓ_ｋをＸ軸方向に分割して露光する分割露光について説明したが、図９に示されるように、更にＹ軸方向に分割して露光しても良い。すなわち、主制御装置５０は、最初に平面度が所定の許容範囲内に収まっている部分領域Ｓｃ（ショット領域の＋Ｙ側端部近傍及び−Ｙ側端部近傍）を露光し、その後上述の方法と同様に部分領域Ｓａ’，Ｓｂ’を露光しても良い。部分領域Ｓｃの露光は、通常の走査露光により行われ、部分領域Ｓａ’，Ｓｂ’にレチクルＲのパターンが転写されるのを防止するため、その走査露光の途中の所定区間、可変スリット装置４０で照明光ＩＬがレチクルＲに照射されないようにする。この場合において、先に部分領域Ｓａ’，Ｓｂ’を露光し、その後部分領域Ｓｃを露光しても良い。

なお、上記実施形態では、パターンを非走査方向に均等に２分割し、それらの分割パターンを２回に分けて分割露光する場合について例示した。しかし、パターンを非走査方向に２分割する場合、その分割位置は、前述のステップ１２６において、前述のステップ１１２〜ステップ１１６でのウエハＷ上の分割露光対象のショット領域の分割領域の設定に応じて定まるので、パターンの分割は、必ずしも均等に行われるものではない。例えば、図１０に示されるように、ウエハＷ上面の分割対象のショット領域Ｓ_ｋのＹ軸方向中央位置かつ＋Ｘ側端からショット領域の非走査方向のサイズの１／３の距離の位置が上に盛り上がっている場合、ショット領域Ｓ_ｋ内では、その位置のＺ位置（面位置）が、ショット領域Ｓ_ｋ内の平均平面（その部分を除く残りの部分によって形成されるＸＹ平面にほぼ平行な面）のＺ位置からの乖離量が最大になっている。そこで、主制御装置５０は、前述のステップ１１２において、ウエハＷ上のショット領域Ｓ_ｋを、図１０中に示される境界線Ｃを境として２つの部分領域Ｓａ，Ｓｂに２分割して露光すると仮に決定した後、その仮に決定した２つの部分領域Ｓａ，ＳｂそれぞれのＸＹ平面に対するθｙ方向の傾斜が最も大きい部分を走査露光中に投影光学系ＰＬの像面に合致させることができる場合に、ステップ１１６で本決定する。主制御装置５０は、ステップ１２６で、この決定した２つの部分領域に対応するレチクルＲ上のパターン領域ＰＡ内のパターンを２分割した部分パターンＰＡａ，ＰＡｂを決定する。そして、主制御装置５０は、決定した部分パターンＰＡａ，ＰＡｂに対応するように、可変スリット装置４０のブレード４２_１〜４２_４２をそれぞれ位置調整した後に、部分パターンＰＡａ，ＰＡｂを部分領域Ｓａ，Ｓｂそれぞれに転写するための分割露光を行う。

なお、上記実施形態では、ウエハＷ上の分割対象のショット領域に対する分割露光を行った後に、分割対象でない残りのショット領域に対する通常露光を行うものとしたが、分割対象でないショット領域に対する通常露光を、分割対象のショット領域に対する分割露光の先に行なっても良い。また、上記実施形態では、露光時に多点焦点位置検出系（１３，１４）を用いて、リアルタイムにウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行う場合について説明したが、これに限られるものではない。例えば、米国特許出願公開第２００８／００８８８４３号明細書などに開示される、露光位置とは離れた位置にウエハＷの直径より一方向（例えばＸ方向）のサイズが大きい検出領域を有する多点焦点位置検出系を備えた露光装置に上記実施形態に係る分割露光を適用しても良い。この米国特許出願公開明細書では、露光に先立って、ウエハテーブルの上面の位置をＺ位置検出系で検出しつつ、ウエハを保持するウエハテーブルをその検出領域に対して例えばＹ方向にスキャンすることで一度にウエハ全面のフォーカスマッピングを行うシーケンスが採用されている。従って、ウエハの平面度を計測するための工程を、新たに追加する必要がない。

なお、上記実施形態では、レチクルＲのパターンの像を、デフォーカスに起因する露光不良なくウエハＷの全てのショット領域に形成することを目的として、平面度が許容レベルを超えて悪化したショット領域についてのみ、前述の分割露光を適用する場合について例示した。しかしながら、ウエハＷの凹凸変形は、ショット領域の水平面内（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の歪みの要因ともなる。そこで、分割露光の対象のショット領域について凹凸変形量（Ｚ軸方向の変形量）から水平面内（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の歪みを算出し、部分パターンの像を、分割領域の変形に合わせて変形させることで、レチクルＲのパターンの像とウエハＷ上のショット領域に形成されたパターンとの重ね合わせ精度を向上させても良い。例えば、主制御装置５０が、結像特性補正装置を用いて投影光学系ＰＬの歪曲収差を補正する、及び／又は走査露光中のレチクルＲとウエハＷとの同期状態を調整するなどを行えば良い。上述の重ね合わせ精度の向上を目的とする場合、分割露光の対象のショット領域について凹凸変形量（Ｚ軸方向の変形量）から水平面内（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）の歪みの算出に代えて、あるいは加えて、前述のＥＧＡに代わりに、ショット内の複数のウエハアライメントマークの位置検出データを用いて例えば米国特許第６，８７６，９４６号明細書に開示される最小２乗法を利用した統計演算によりウエハＷ上の全てのショット領域の配列座標及び各ショットの倍率を含む変形量を求めるショット内多点ＥＧＡを採用しても良い。ショット内多点ＥＧＡにより、通常のＥＧＡにより得られる６種類のウエハ誤差パラメータ（Ｘ軸方向及びＹ軸方向に関するウエハ（中心位置）のオフセット（平行移動）、ステージ座標系（又はショット配列）の直交度誤差、ウエハの残存回転誤差、ウエハのＸ軸方向及びＹ軸方向に関する線形伸縮）に加えて、ウエハＷ上の各ショット領域の、Ｘ軸方向（非走査方向）に関する倍率（線形伸縮）（非スキャン方向倍率）、Ｙ軸方向（走査方向）に関する倍率（線形伸縮）（スキャン方向倍率）、残存回転誤差、及び直交度誤差が定められる。従って、これらのショット領域の誤差パラメータに基づいて、投影光学系ＰＬのディストーション等を調整するようにしても良い。

なお、ウエハＷ上の各ショット領域に形成されているパターンの歪みの程度が投影光学系ＰＬの結像特性の調整等で対応できる限界を超えている場合にも、上記の分割露光は有効である（例えば、特開２０１１-１５５０４０号公報参照）。そこで、上記実施形態において、分割対象とならなかったショット領域については、パターンの歪みに対応するため、必要な場合に、分割露光を行うようにしても良い。

また、上記実施形態では、投影光学系ＰＬによるパターンの結像面に、ウエハＷの被露光領域（照明光ＩＬが照射されるショット領域の一部の領域）を一致させる（焦点深度の範囲内に位置させる）ため、ウエハステージＷＳＴを、Ｚ軸、θｘ及びθｙの少なくとも一方向に駆動する、及び／又は結像特性補正装置により投影光学系ＰＬの像面を変形、変位又は傾斜させるものとした。しかし、これに限らず、例えばウエハホルダ９の複数の突起状のピン部をＺ軸方向に駆動可能に構成する、あるいはピン部とは別にウエハをＺ軸方向及び／又は傾斜方向に駆動可能な駆動機構を設ける、又はウエハホルダ９のベース部の下面にピエゾ素子などの駆動素子を設けるなどしても良い。そして、これら複数の突起状のピン部の駆動、駆動機構によるウエハのＺ軸方向及び／又は傾斜方向の駆動、及び駆動素子によるベース部を介してのピン部の駆動の少なくとも１つを、前述のウエハステージＷＳＴの駆動、及び／又は結像特性補正装置による投影光学系ＰＬの像面の変位又は傾斜等に代えて、あるいは加えて実行することで、投影光学系ＰＬによるパターンの結像面に、ウエハＷの被露光領域を一致させることとしても良い。

なお、上記実施形態では、仮に決定した２つの部分領域Ｓａ，ＳｂそれぞれのＸＹ平面に対するθｙ方向の傾斜が最も大きい部分を走査露光中に投影光学系ＰＬの像面に合致させることができるかどうかの判断の結果に応じて、前述のように非走査方向の分割領域の数を３つ以上に増やすものとした。この場合において、その２つ以上の分割領域の数が、ある数以上になる場合には、ウエハＷのクリーニング作業を行うようにしても良い。

また、上記実施形態では、投影光学系ＰＬの一部を構成する光学素子を駆動して投影光学系ＰＬの光学特性（パターンの投影像の形成状態（例えば歪み））を調整（補正）する結像特性補正装置を、露光装置が備えているものとした。しかし、これに限らず、結像特性補正装置としては、投影光学系ＰＬの一部を構成する光学素子を駆動する構成に代えて、あるいは加えて、投影光学系ＰＬ内の一部の気密空間内のガス圧を制御してその屈折率を調整する構成、及び／又は照明光ＩＬの波長を調整する構成を採用しても良い。

なお、上記実施形態では、可変スリット装置が、一対の可動ブラインド３０Ｂ_１，３０Ｂ_２と、複数のブレード４２_ｋとを含んで構成された場合について例示したが、一対の可動ブラインド３０Ｂ_１，３０Ｂ_２は必ずしも設けられていなくても良い。また、非走査方向に関するパターンの分割に応じて、照明領域ＩＡＲ内の非走査方向に関する照度分布を変更する装置は、上記実施形態のような可変スリット装置に限らず、例えば液晶などの非発光型空間光変調器を用いても良い。

なお、上記実施形態では、露光装置１００が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプの露光装置である場合について説明したが、これに限らず、光学系と液体とを介してウエハの露光を行う液浸型の露光装置に上記実施形態を適用しても勿論良い。

また、上記実施形態の投影露光装置の投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系は屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、この投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。

また、照明光は、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限らず、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）などの紫外光や、Ｆ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光であっても良い。例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を用いても良い。

また、上記実施形態では、露光装置の照明光としては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことはいうまでもない。例えば、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を用いるＥＵＶ露光装置に上記実施形態を適用することができる。その他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、上記実施形態は適用できる。

また、上記実施形態の露光装置１００では、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（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７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電子マスク（可変成形マスク、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、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。かかる可変成形マスクを用いる場合には、ウエハ又はガラスプレート等が搭載されるステージが、可変成形マスクに対して走査されるので、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。

また、例えば国際公開第０１／３５１６８号に開示されているように、干渉縞をウエハＷ上に形成することによって、ウエハＷ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）を、露光装置１００として採用することができる。

さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを、投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置に、上記実施形態を適用しても良い。

なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものでなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど他の物体でも良い。

露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも上記実施形態を適用できる。

半導体素子などの電子デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクルを製作するステップ、シリコン材料からウエハを製作するステップ、前述した実施形態に係る露光装置（パターン形成装置）及びその露光方法によりマスク（レチクル）のパターンをウエハに転写するリソグラフィステップ、露光されたウエハを現像する現像ステップ、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去るエッチングステップ、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除くレジスト除去ステップ、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）、検査ステップ等を経て製造される。この場合、リソグラフィステップで、上記実施形態の露光装置を用いて前述の露光方法が実行され、ウエハ上にデバイスパターンが形成されるので、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。

本発明の露光方法及び露光装置は、エネルギビームを照射して物体上にパターンを形成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、半導体素子又は液晶表示素子などの電子デバイスを製造するのに適している。

９…ウエハホルダ、１１ａ、１１ｂ…駆動素子、１２…結像特性制御部、１３…照射光学系、１４…受光光学系、２４…ウエハステージ駆動系、２７…レンズエレメント、２８…支持部材、４０…可変スリット装置、５０…主制御装置、ＰＬ…投影光学系、ＩＬ…照明光、Ｗ…ウエハ、１００…露光装置、ＷＳＴ…ウエハステージ。

Claims

光学系を介してエネルギビームを物体に照射し、所定のパターンの像を前記物体上の複数の区画領域にそれぞれ形成する露光方法であって、
保持部材に保持された前記物体上面の平面度を計測することと、
前記平面度の計測結果に基づいて、前記物体上の複数の区画領域のうちの少なくとも１つについて、複数の分割領域を決定することと、
決定された前記複数の分割領域に応じて前記パターンが少なくとも２分割された複数の部分パターンの像のそれぞれで、各分割領域をそれぞれ走査露光することにより、前記複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされた前記パターンの像を前記保持部材に保持された前記物体上の前記少なくとも１つの区画領域に形成することと、を含む露光方法。
前記複数の部分パターンの像のそれぞれで、各分割領域をそれぞれ走査露光することは、前記部分パターンの像に対する前記各分割領域の合焦状態を調整しながら行われる請求項１に記載の露光方法。
前記部分パターンの像に対する前記各分割領域の合焦状態の調整は、前記保持部材の前記光軸方向及び前記光軸に直交する平面に対する傾斜を調整することを含む請求項２に記載の露光方法。
前記部分パターンの像に対する前記各分割領域の合焦状態の調整は、前記光学系の結像特性を調整することをさらに含む請求項３に記載の露光方法。
複数の分割領域の決定及び前記複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされた前記パターンの像の形成は、平坦度が許容値を超えて悪化した前記物体上の区画領域に対して行われ、その他の区画領域に対しては、前記所定のパターンの像の前記物体上での焦点ずれを調整しながら前記所定のパターンの像を物体上に形成することが行われる請求項１〜４のいずれか一項に記載の露光方法。
前記平坦度が許容値を超えて悪化した前記物体上の区画領域について、２つの分割領域が決定される場合、区画領域内の平均平面の面位置からの乖離量が最大となる面位置の点を含む境界線を境として前記２つの分割領域が決定される請求項５に記載の露光方法。
前記２つの分割領域の決定は、本決定に先立って仮決定することを含み、
仮決定された２つの分割領域は、各分割領域の全面を前記走査露光中に前記複数の部分パターンの像の結像面に合致させることができる場合に本決定される請求項６に記載の露光方法。
前記仮決定された２つの分割領域は、各分割領域の全面を前記走査露光中に前記複数の部分パターンの像の結像面に合致させることができない場合、その仮決定の対象となった前記区画領域については、分割後の各分割領域の全面を前記走査露光中に前記複数の部分パターンの像の結像面に合致させることができるように３つ以上の分割領域が決定される請求項７に記載の露光方法。
前記物体は、前記複数の部分パターンの像のそれぞれで、各分割領域をそれぞれ走査露光する度に、前記走査方向に関する移動方向が反転される請求項１〜８のいずれか一項に記載の露光方法。
前記エネルギビームが照射される前記物体の面と共役な面内の照明領域内部の前記非走査方向に関する照度分布を、前記部分パターンの像それぞれに応じて変更する請求項１〜９のいずれか一項に記載の露光方法。
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の露光方法により、物体上の複数の区画領域にそれぞれ前記所定のパターンの像を形成することと、
前記パターンの像が形成された前記物体を現像することと、
を含むデバイス製造方法。
光学系を介してエネルギビームを物体に照射し、所定のパターンの像を前記物体上の複数の区画領域にそれぞれ形成する露光装置であって、
物体を保持部材を介して保持し、少なくとも所定の走査方向に移動する移動体と、
前記物体が前記保持部材上に保持された状態で、前記物体上面の平面度を計測する計測系と、
前記平面度の計測結果に基づいて、前記物体上の複数の区画領域のうちの少なくとも１つについて、複数の分割領域を決定する決定装置と、
決定された前記複数の分割領域に応じて前記パターンが少なくとも２分割された複数の部分パターンの像のそれぞれに対して前記物体を前記走査方向に前記移動体を介して走査することで、前記複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされた前記パターンの像を前記保持部材に保持された前記物体上の前記少なくとも１つの区画領域に形成する制御系と、を備える露光装置。
前記計測系は、複数の検出点を有し、前記保持部材上に保持された前記物体上面の前記光軸方向の位置を前記複数の検出点で検出する面位置検出系を含む請求項１２に記載の露光装置。
前記保持部材を、前記光軸方向及び前記光軸に直交する平面に対する傾斜方向に駆動する駆動装置をさらに備え、
前記制御系は、前記複数の部分パターンの像のそれぞれに対して前記物体を前記走査方向に前記移動体を介して走査する際に、その部分パターンの像に対する前記各分割領域の合焦状態を、前記計測系及び前記駆動装置を用いて調整する請求項１３に記載の露光装置。
前記光学系の結像特性を調整する結像特性調整装置をさらに備え、
前記前記制御系は、前記複数の部分パターンの像のそれぞれに対して前記物体を前記走査方向に前記移動体を介して走査する際に、その部分パターンの像に対する前記各分割領域の合焦状態を、前記結像特性調整装置をさらに用いて調整する請求項１４に記載の露光装置。
前記決定装置は、複数の分割領域の決定を、平坦度が許容値を超えて悪化した前記物体上の区画領域に対して行い、
前記制御系は、前記複数の分割領域の決定がなされた分割領域に対して、前記複数の部分パターンの像が繋ぎ合わされた前記パターンの像の形成を行い、その他の区画領域に対しては、前記所定のパターンの像の前記物体上での焦点ずれを調整しながら前記所定のパターンの像を物体上に形成することを行う請求項１２〜１５のいずれか一項に記載の露光装置。
前記決定装置は、前記平坦度が許容値を超えて悪化した前記物体上の区画領域について、２つの分割領域を決定する場合、区画領域内の平均平面の面位置からの乖離量が最大となる面位置の点を含む境界線を境として前記２つの分割領域を決定する請求項１６に記載の露光装置。
前記決定装置は、前記２つの分割領域を決定する際に、本決定に先立って仮決定し、仮決定した２つの分割領域の全面を前記走査露光中に前記複数の部分パターンの像の結像面に合致させることができる場合に、前記仮決定した２つの分割領域を本決定する請求項１７に記載の露光装置。
前記決定装置は、前記仮決定された２つの分割領域の全面を前記走査露光中に前記複数の部分パターンの像の結像面に合致させることができない場合、その仮決定の対象となった前記区画領域については、分割後の各分割領域の全面を前記走査露光中に前記複数の部分パターンの像の結像面に合致させることができるように３つ以上の分割領域を決定する請求項１８に記載の露光装置。
前記制御系は、前記移動体を前記部分像のそれぞれに対して前記物体を走査する度に、前記走査方向に関する前記移動体の移動方向を反転させる請求項１２〜１９のいずれか一項に記載の露光装置。
前記エネルギビームが照射される前記物体の面と共役な面内の照明領域内部の前記非走査方向に関する照度分布を変更する変更装置をさらに備え、
前記制御系は、前記部分パターンの像それぞれに応じて前記照明領域内部の前記非走査方向に関する照度分布を変更する請求項１２〜２０のいずれか一項に記載の露光装置。