JP4807100B2 - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、液晶表示素子等のフラットパネル表示素子等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための露光装置、該露光装置を用いた露光方法及びデバイス製造方法に関するものである。

マイクロデバイスの一つである液晶表示素子等を製造する場合において、マスク（レチクル、フォトマスク等）のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等が塗布されたプレート（ガラスプレート、半導体ウエハ等）上に投影露光する投影露光装置が使用されている。

従来は、プレート上の各ショット領域にそれぞれマスクのパターンを一括して露光す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）が多用されていた。近年、１つの大型の投影光学系を使用する代わりに、複数の小型の投影光学系を走査方向と交差する方向に所定間隔で配置したものを走査方向に沿って所定間隔で複数列に配置し、マスクステージと基板ステージとを同期走査しつつ、各投影光学系においてそれぞれのマスクのパターンを連続的にプレート上に露光する所謂マルチレンズ方式の投影露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、特許文献１記載の一般的なマルチレンズ方式の投影露光装置と異なり、走査方向と交差する方向に所定間隔で一列に配置した投影光学系により、まず往路露光を行ない、次にマスクステージと基板ステージとを走査方向と交差する方向に所定量移動して、復路露光を行なうことにより、所定のパターンをプレート上に露光する露光装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開平７−５７９８６号公報 特開平７−１３５１６５号公報

ところで、複数の投影光学系を一列に配置し、往復露光することにより所定のパターンをプレート上に露光する露光装置においても、精度良く露光を行なうために、一般的なマルチレンズ方式の露光装置と同様に、各投影光学系の光学特性の調整、照度の調整等を適宜行なう必要がある。

この発明の課題は、複数の投影光学系を一列に配置し、往復露光を行なう露光装置においても精度良く露光を行なうことができる露光装置、該露光装置を用いた露光方法及びデバイス製造方法を提供することである。

この発明の露光方法は、複数の投影光学系と基板とを走査方向に相対的に走査させ、前記複数の投影光学系を介して前記基板を走査露光する露光方法において、前記基板に第１の露光領域を形成する第１の走査露光を行うことと、前記第１の露光領域に一部が重複する第２の露光領域を前記基板に形成する第２の走査露光を行うことと、前記第１の走査露光を行った後、前記第２の走査露光を行う前に、前記第１の露光領域と前記第２の露光領域との重複領域に対応する前記第１の走査露光の露光特性に基づいて、前記第２の走査露光の露光特性を調整することと、を含む。

また、この発明の露光装置は、複数の投影光学系と基板とを走査方向に相対的に走査させ、前記複数の投影光学系を介して前記基板を走査露光する露光装置において、前記複数の投影光学系と前記基板とを前記走査方向に相対的に移動させて、前記基板に第１の露光領域を形成する第１の走査露光と前記第１の露光領域に一部が重なる第２の露光領域を形成する第２の走査露光とを行なう移動機構と、前記第１の走査露光を行った後で前記第２の走査露光を行う前に、前記第１の露光領域と前記第２の露光領域との重複領域に対応する前記第１の走査露光の露光特性に基づいて、前記第２の走査露光の露光特性を調整する制御装置を備えることを特徴とする。

この発明の露光装置によれば、移動機構により走査方向に走査する第１の走査及び第２の走査を含む走査露光により基板上にパターンを形成する際に、第１の走査における複数の投影光学系で投影される第１のパターン像に対して、第１の走査後に第２の走査での複数の投影光学系で投影される第２のパターン像を調整する像調整部を備えているため、第１のパターンに対して第２のパターンを基板上の適切な露光領域に精度良く露光することができる。

また、この発明の露光方法によれば、第１の走査により露光される第１のパターンに対して第２の走査により露光される第２のパターンが所定の関係となるように投影光学系の調整を行なうため、第１のパターンに対して第２のパターンを基板上の適切な露光領域に精度良く露光することができる。

この発明の露光装置及び露光方法は、略逆の方向に走査する関係を有する第１の走査及び第２の走査により第１のパターン像及び第２のパターン像を基板上に露光し、投影光学系により形成される第１のパターン像に対する第２のパターン像の像位置を調整することができ、特に液晶表示素子等のフラットパネル表示素子用の基板のように外径が５００ｍｍよりも大きい基板に対して高スループットかつ高精度に露光を行なうことができる。

また、第１走査露光による複数の投影光学系の結像特性に、第２走査露光時の複数の投影光学特性を合わせるので、別々に走査露光を行っても継ぎ部の誤差が生じることなく露光を行うことができる。また、基板の走査露光を往復動作により行なうので、無駄な走査動作がなく、投影光学系の数を少なくすることができる。また、基板のアライメントについては、第１走査露光の前に基板を止めた状態で行われることから、タクトの向上についても非常に有効な動作を行うことができる。

また、基板ステージの往復動作で基板の露光を完了するため、複数の投影光学系を所定のピッチ間隔で配置することにより、基板を走査方向と直交する方向にステップさせて、往路走査で露光した領域の間を復路走査で露光するようにする。これらの動作により短い距離のステップ移動をさせるだけで、効率的な露光動作を行うことが可能となる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかる走査型投影露光装置（露光装置）について説明する。図１は、実施の形態にかかる走査型投影露光装置の構成を示す図である。なお、以下の説明においては、図１中に示した直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸及びＹ軸がプレートＰに対して平行となるよう設定され、Ｚ軸がプレートＰに対して直交する方向に設定されている。図中のＸＹＺ直交座標系は、実際にはＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直方向に設定される。

この走査型投影露光装置は、図１に示すように、光源２を含む照明光学系ＩＬ、マスクＭを載置するマスクステージＭＳＴ、複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６（図４参照）、外径が５００ｍｍよりも大きい、即ち一辺もしくは対角線が５００ｍｍよりも大きいフラットパネル表示素子用の基板であるプレートＰを載置するプレートステージ（基板ステージ）ＰＳＴ及び露光処理の制御を行なう制御部ＣＯＮＴを備えている。

この走査型投影露光装置においては、まず、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを、照明光学系ＩＬ及び複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対して＋Ｘ方向（走査方向）に往路走査（第１の走査）させつつ往路露光を行う。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により構成される投影光学ブロックは、複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６が紙面と垂直なＹ方向に配列され、不図示の光学定盤に固定されて一体的に構成される。次に、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴをＹ方向（非走査方向）に所定量ステップ移動させて、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを、照明光学系ＩＬ及び複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対して−Ｘ方向、即ち第１の走査による走査方向とは逆の方向に復路走査（第２の走査）させつつ復路露光を行う。

なお、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により往路走査の際にはプレートＰ上にマスクＭの所定の照明領域内に形成されている所定のパターンの像（第１のパターン像）が投影され、復路走査の際にはプレートＰ上にマスクＭの所定の照明領域内に形成されている第１のパターンの像とは異なる所定のパターンの像（第２のパターン像）が投影される。また、プレートＰ上における第１のパターン像と第２のパターン像との相対的な位置関係は、第１のパターン像及び第２のパターン像の一部が重複するとともに、Ｙ方向（走査方向と直交する方向）で互いに配置される位置関係である。

このとき、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６は、紙面と垂直なＹ方向にレンズピッチＬｐの間隔（図４参照）で複数配置されており、投影光学系によるＹ方向の投影領域の平均的な幅を有効露光幅（台形の上辺と底辺との間の中間部の幅）Ｌｒ（図４参照）とすると、
Ｌｒ＝Ｌｐ／２
と表せるような関係となる。したがって、この実施の形態では、先に述べた所定量ステップ移動させる量は、ほぼ（Ｌｐ／２）に等しい量となる。この場合、複数の投影光学系を千鳥上に配置した場合に比べ半分程度の投影光学系の数にすることができ、また、それぞれの調整機構を半分程度にすることができるだけでなく、投影光学ブロックとしての調整時間も投影光学系の数を減らすことにより短縮化することができる。

照明光学系ＩＬは、光源２、前側照明光学系４、ミラー６及び後側照明光学系８を備えている。照明光学系ＩＬは後述する投影光学系ＰＬ１に対応して設けられており、照明光学系ＩＬを介した照明光はマスクＭ上の所定のパターンを照明した後、投影光学系ＰＬ１に入射する。また、投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ６（図４参照）のそれぞれに対応して照明光学系（図示せず）が設けられており、図示しない照明光学系のそれぞれの構成は照明光学系ＩＬの構成と同一である。なお、１つの光源及び１つのファイバ等を設け、ファイバが各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対応した複数のファイバ射出端を有するようにしてもよい。

光源２から射出した照明光は、前側照明光学系４を通過して、ミラー６により反射されて、後側照明光学系８に入射する。後側照明光学系８は、プレートＰ上に到達する照明光の照度の調整を行なう照度調整フィルタ１０を備えている。照度調整フィルタ１０は、例えばガラス基板上に図中矢印方向（Ｘ方向）に密度を変化させたドット状のクロム（Ｃｒ）を形成して構成されており、図中矢印方向（Ｘ方向）に移動可能に構成されている。照度調整フィルタ１０をＸ方向に移動させることによりクロムの密度が変化し、照度調整フィルタ１０を透過する照明光の透過率が変化する。照度調整フィルタ１０にはフィルタ駆動部１１が接続されており、照度調整フィルタ１０はフィルタ駆動部１１の駆動によりＸ方向に移動する。フィルタ駆動部１１は、制御部ＣＯＮＴにより制御されている。

照度調整フィルタ１０を通過した照明光は、図示しないインプットレンズ、図示しないフライアイレンズ、図示しないアウトプットレンズ等を通過する。ここで、図示しないインプットレンズはＸ方向またはＹ方向に移動可能に構成されており、インプットレンズをＸ方向またはＹ方向に移動させることによりマスクＭ（ひいてはプレートＰ）上を照明する照明領域内の照度を調整することができる。図示しないアウトプットレンズを通過し、後側照明光学系８から射出した照明光は、マスクＭ上に形成されている所定のパターンを照明する。なお、図示しない照明光学系のそれぞれが備える光源から射出した照明光は、図示しない照明光学系のそれぞれが備える前側照明光学系、ミラー及び後側照明光学系を介して、マスクＭ上に形成されている原画パターンを照明する。

マスクＭはマスクステージＭＳＴに載置されている。マスクステージＭＳＴは、移動可能に構成されており、一次元の走査露光を行なうべくＸ方向（走査方向）への長いストロークと、走査方向と直交するＹ方向への所定距離のストロークとを有している。図１に示すように、マスクステージＭＳＴにはマスクステージ駆動部ＭＳＴＤが接続されている。マスクステージＭＳＴは、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤの駆動により、Ｘ方向及びＹ方向に移動する。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは、制御部ＣＯＮＴにより制御されている。

図２は、マスクステージＭＳＴの構成を示す図である。図２に示すように、マスクステージＭＳＴには、１３個の像位置計測用マークＢ１〜Ｂ１３（以下、マークＢ１〜Ｂ１３という。）が形成されている。マークＢ１〜Ｂ１３は、Ｙ方向（非走査方向）に所定間隔で形成されており、後述する像位置検出センサＡ１〜Ａ１３（図４参照）に対応して形成されている。

また、この走査型投影露光装置は、マスクステージＭＳＴの位置を計測するレーザ干渉システムを備えている。レーザ干渉システムは、マスクステージＭＳＴのＸ方向における位置を計測するＸレーザ干渉計１２ａ，１２ｂと、マスクステージＭＳＴのＹ方向における位置を計測するＹレーザ干渉計１４を備えている。また、マスクステージＭＳＴの−Ｘ側の端縁にはＹ方向に延びるＸ移動鏡１６が設けられ、マスクステージＭＳＴの−Ｙ側の端縁にはＸ方向に延びるＹ移動鏡１８が設けられている。

また、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６にはそれぞれＸ参照鏡（図示せず）及びＹ参照鏡（図示せず）が取り付けられている。Ｘレーザ干渉計１２ａ，１２ｂは、Ｘ移動鏡１６に測長ビームを照射するとともに、Ｘ参照鏡それぞれに参照ビームを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくＸ移動鏡１６及びＸ参照鏡それぞれからの反射光はＸレーザ干渉計１２ａ，１２ｂの受光部で受光される。Ｘレーザ干渉計１２ａ，１２ｂは、干渉光を検出し、検出結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。制御部ＣＯＮＴは、Ｘレーザ干渉計１２ａ，１２ｂによる検出結果に基づいて、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、Ｘ参照鏡を基準としたＸ移動鏡１６の位置（座標）を計測する。制御部ＣＯＮＴは、計測結果に基づいて、マスクステージＭＳＴのＸ方向における位置を求める。

また、Ｙレーザ干渉計１４は、Ｙ移動鏡１８に測長ビームを照射するとともに、Ｙ参照鏡それぞれに参照ビームを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくＹ移動鏡１８及びＹ参照鏡それぞれからの反射光はＹレーザ干渉計１４の受光部で受光される。Ｙレーザ干渉計１４は、干渉光を検出し、検出結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。制御部ＣＯＮＴは、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、Ｙ参照鏡を基準としたＹ移動鏡１８の位置（座標）を計測する。制御部ＣＯＮＴは、計測結果に基づいて、マスクステージＭＳＴのＹ方向における位置を求める。

図３は、投影光学系ＰＬ１の構成を示す図である。投影光学系ＰＬ１は、図３に示すように、シフト調整機構２０、二組の反射屈折型光学系２１，２６、像面調整機構２５、図示しない視野絞り、スケーリング調整機構２７を備えている。

マスクＭを通過した光束は、シフト調整機構２０に入射する。シフト調整機構（像調整部）２０は、Ｙ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板２０Ａと、Ｘ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス２０Ｂとを備えている。平行平面ガラス板２０Ａはモータ等の駆動装置２０ＡｄによりＹ軸まわりに回転し、平行平面ガラス板２０Ｂはモータ等の駆動装置２０ＢｄによりＸ軸まわりに回転する。平行平面ガラス板２０ＡがＹ軸まわりに回転することによりプレートＰ上におけるマスクＭのパターン像はＸ方向にシフトし、平行平面ガラス板２０ＢがＸ軸周りに回転することによりプレートＰ上におけるマスクＭのパターンの像はＹ方向にシフトする。駆動装置２０Ａｄ，２０Ｂｄは、制御部ＣＯＮＴにより制御されている。

シフト調整機構２０を通過した光束は、１組目の反射屈折光学系２１に入射する。反射屈折型光学系２１は、マスクＭのパターンの中間像を形成し、直角プリズム２２、レンズ２３、凹面鏡２４を備えている。直角プリズム（像調整部）２２はＺ軸まわりに回転可能に構成されており、モータ等の駆動装置２２ｄによりＺ軸まわりに回転する。直角プリズム２２がＺ軸まわりに回転することによりプレートＰ上におけるマスクＭのパターンの像はＺ軸まわりに回転する。即ち、直角プリズム２２はローテーション調整機構としての機能を有している。駆動装置２２ｄは、制御部ＣＯＮＴにより制御されている。反射屈折型光学系２１の中間像が形成される位置には、図示しない視野絞りが配置されている。視野絞りは、台形状の開口を有しており、プレートＰ上に投影される投影領域を形成する。視野絞りの開口を通過した光束は、像面調整機構２５に入射する。

像面調整機構（像調整部）２５は、投影光学系ＰＬ１の結像位置及び像面の傾斜を調整し、反射屈折光学系２１の中間像が形成される位置またはその近傍に設置されている。像面調整機構２５は、第１光学部材２５Ａ、第２光学部材２５Ｂ，第１光学部材２５Ａ及び第２光学部材２５Ｂを非接触状態に支持する図示しないエアベアリング、第２光学部材２５Ｂに対して第１光学部材２５Ａを移動する駆動装置２５Ａｄ、第１光学部材２５Ａに対して第２光学部材２５Ｂを移動する駆動装置２５Ｂｄを備えている。第１光学部材２５Ａ及び第２光学部材２５Ｂは、くさび状に形成されており、一対のくさび型光学部材を構成している。駆動装置２５Ａｄにより第２光学部材２５Ｂに対して第１光学部材２５ＡがＸ方向にスライドするように移動し、投影光学系ＰＬ１の像面位置がＺ方向に移動する。また、駆動装置２５Ｂｄにより第１光学部材２５Ａに対して第２光学部材２５ＢがθＺ方向に回転し、投影光学系ＰＬ１の像面が傾斜する。駆動装置２５Ａｄ，２５Ｂｄは、制御部ＣＯＮＴにより制御されている。像面調整機構２５を通過した光束は、２組目の反射屈折型光学系２６に入射する。

反射屈折型光学系２６は、反射屈折型光学系２１と同様の構成を有しており、プレートＰ上にパターン像を形成する。反射屈折光学系２６を通過した光束は、スケーリング調整機構２７を通過し、プレートＰ上にマスクＭのパターンの像を正立等倍で結像する。スケーリング調整機構（像調整部）２７は、レンズ及び駆動装置２７ｄを備えている。駆動装置２７ｄによりレンズをＺ方向に移動させることにより、マスクＭのパターンの像の倍率（スケーリング）を調整することができる。駆動装置２７ｄは、制御部ＣＯＮＴにより制御されている。

なお、他の投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ６の構成は、投影光学系ＰＬ１の構成と同一である。即ち、他の投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ６のそれぞれに、投影光学系ＰＬ１と同様に、像調整部としてのシフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構及びスケーリング調整機構が設けられている。投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれが像調整部としてのシフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構及びスケーリング調整機構を備えているため、プレートＰ上に各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により投影される各パターン像の倍率及び像位置をそれぞれ個別に調整することができる。

プレートＰはプレートステージＰＳＴに載置されている。プレートステージＰＳＴは、Ｘ方向（走査方向）に長いストロークを有しており、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対してプレートＰを相対的にＸ方向に移動させる移動機構として機能する。また、プレートステージＰＳＴは、走査方向と直交するＹ方向への所定距離のストロークを有しており、往路露光（第１の走査による露光）と復路露光（第２の走査による露光）との間において投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対してプレートＰを走査方向と直交するＹ方向に相対的にステップ移動させるステップ移動機構として機能する。図１に示すように、プレートステージＰＳＴにはプレートステージ駆動部ＰＳＴＤが接続されている。プレートステージＰＳＴは、プレートステージ駆動部ＰＳＴＤの駆動により、Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向、θＸ、θＹ、θＺ方向に移動する。プレートステージ駆動部ＰＳＴＤは、制御部ＣＯＮＴにより制御されている。

図４は、プレートステージＰＳＴの構成を示す図である。図４に示すように、プレートステージＰＳＴは、Ｙ方向（走査方向と交差する方向）に沿って配置され、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により投影されるパターン像を計測する複数（この実施の形態においては１３個）の像位置検出センサＡ１〜Ａ１３（以下、センサＡ１〜Ａ１３という。）を備えている。センサ（計測部）Ａ１〜Ａ１３は、Ｙ方向に所定間隔で設置されており、マスクステージＭＳＴ上に形成されているマークＢ１〜Ｂ１３に対応して設置されている。センサＡ１〜Ａ１３は、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のキャリブレーション等を行なう際に用いられる。

図５に示すように、センサＡ１は、Ｃｒエッチング等によるマーク（以下、マークｍ１という。）が形成されているガラス（石英または低膨張ガラス）板４０、レンズ４２及びＣＣＤ４４を備えている。なお、センサＡ２〜Ａ１３の構成は、センサＡ１の構成と同一である。照明光学系ＩＬを介した光束は、マークＢ１を照明し、投影光学系ＰＬ１を通過して、ガラス板４０（マークｍ１）上に到達する。投影光学系ＰＬ１を介することによりマークｍ１上にマークＢ１の空間像が形成される。ガラス板４０及びレンズ４２を通過した光束は、ＣＣＤ４４に受光される。ＣＣＤ４４は、マークＢ１の空間像とマークｍ１の像を計測し、計測結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。制御部ＣＯＮＴは、ＣＣＤ４４から出力された計測結果に基づいて、マークＢ１とマークｍ１とのＸ方向及びＹ方向における相対的なずれを算出する。

同様に、各センサＡ２〜Ａ１３が備えるＣＣＤは、各センサＡ２〜Ａ１３が備えるガラス板及びレンズを通過した光束を受光することにより、マークＢ２〜Ｂ１３の空間像と各センサＡ２〜Ａ１３に設けられたマーク（以下、マークｍ２〜ｍ１３という。）の像を計測し、計測結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。制御部ＣＯＮＴは、各ＣＣＤから出力された計測結果に基づいて、マークＢ２〜Ｂ１３とマークｍ２〜ｍ１３とのＸ方向及びＹ方向における相対的なずれを算出する。

また、プレートステージＰＳＴは、図４に示すように、Ｙ方向（走査方向に交差する方向）に沿って配置され、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介した照明光の照度を計測する複数（この実施の形態においては６個）の照度センサＳ１〜Ｓ６を備えている。照度センサ（照度計測部）Ｓ１〜Ｓ６は、Ｙ方向に所定間隔で設置されており、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介してプレートＰ上に到達した照明光の照度のキャリブレーション等を行なう際に用いられる。照度センサＳ１〜Ｓ６は、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介した照度光の照度を計測し、その計測結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。

また、この走査型投影露光装置は、プレートステージＰＳＴの位置を計測するレーザ干渉システムを備えている。レーザ干渉システムは、プレートステージＰＳＴのＸ方向における位置を計測するＸレーザ干渉計２８及び図示しないＸレーザ干渉計（以下、Ｘレーザ干渉計２８等という。）と、プレートステージＰＳＴのＹ方向における位置を計測するＹレーザ干渉計３０を備えている。また、プレートステージＰＳＴの−Ｘ側の端縁にはＹ方向に延びるＸ移動鏡３２が設けられ、プレートステージＰＳＴの−Ｙ側の端縁にはＸ方向に延びるＹ移動鏡３４が設けられている。

Ｘレーザ干渉計２８等は、Ｘ移動鏡３２に測長ビームを照射するとともに、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれに取り付けられているＸ参照鏡に参照ビームを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくＸ移動鏡３２及びＸ参照鏡それぞれからの反射光はＸレーザ干渉計２８等の受光部で受光される。Ｘレーザ干渉計２８等は、干渉光を検出し、検出結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。制御部ＣＯＮＴは、Ｘレーザ干渉計２８等による検出結果に基づいて、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいてはＸ参照鏡を基準としたＸ移動鏡３２の位置（座標）を計測する。制御部ＣＯＮＴは、計測結果に基づいて、プレートステージＰＳＴのＸ方向における位置を求める。

また、Ｙレーザ干渉計３０は、Ｙ移動鏡３４に測長ビームを照射するとともに、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれに取り付けられているＹ参照鏡それぞれに参照ビームを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づくＹ移動鏡３４及びＹ参照鏡それぞれからの反射光はＹレーザ干渉計３０の受光部で受光される。Ｙレーザ干渉計３０は、干渉光を検出し、検出結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。制御部ＣＯＮＴは、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、Ｙ参照鏡を基準としたＹ移動鏡３４の位置（座標）を計測する。制御部ＣＯＮＴは、計測結果に基づいて、プレとステージＰＳＴのＹ方向における位置を求める。

また、図１及び図４に示すように、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の走査方向の前方側（＋Ｘ方向側）には、プレートステージＰＳＴにプレートＰが載置された後にプレートＰの位置情報を読み取る４つのオフアクシス方式のアライメント計測系（位置検出部）ＡＬ１〜ＡＬ４が配置されている。アライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４は、プレートＰ上に設けられているアライメントマークを検出することによりプレートＰの位置を検出し、検出結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。アライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４は、往路露光の開始によるプレートステージＰＳＴの加速開始位置においてアライメントマークを検出することができる位置に配置されている。したがって、アライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４によりアライメントが行なわれた後、プレートステージＰＳＴを移動させることなく往路露光を開始することができるため、スループットを向上させることができる。なお、この実施の形態においては、４つのアライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４を備えているが、少なくとも２つのアライメント計測系を備えるようにすればよい。

また、図４に示すように、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の走査方向の前方側（＋Ｘ方向側）には、プレートＰのＺ方向における位置を検出する６つのオートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ６が配置されている。オートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ３は、オートフォーカス系ＡＦ４〜ＡＦ６に対して−Ｘ方向側に、Ｙ方向に所定間隔で並んで配置されている。また、オートフォーカス系ＡＦ４〜ＡＦ６は、オートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ３に対して＋Ｘ方向側に、Ｙ方向に所定間隔で並んで配置されている。オートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ６は、プレートＰのＺ方向における位置を検出し、その検出結果を制御部ＣＯＮＴに対して出力する。

なお、オートフォーカス系に関しては、往路走査のプレートＰの被露光面の高さを被露光面の情報として記憶し、復路走査時には、記憶したプレートＰの被露光面の情報に基づいて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の結像位置とプレートＰの被露光面とを合わせるように制御してもよい。また、プレートステージＰＳＴにプレートＰを載置した際、プレートステージＰＳＴはアライメント計測系でアライメントマークを検出することができる位置に配置されているが、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の台形状の投影領域を挟んでほぼ対称になるようにオートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ３に対向して別のオートフォーカス系のセンサを設けるようにしてもよい。つまり、往路走査時には、オートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ３がプレートＰの露光面高さを先に検出し、逆に復路走査時には、追加した別のオートフォーカス系のセンサがプレートの露光面高さを先に検出することとなるようにしてもよい。

次に、図６に示すフローチャートを参照して、この実施の形態にかかる走査型投影露光装置を用いた露光方法について説明する。

まず、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介し、プレートＰ上に到達した照明光の照度のキャリブレーションを行なう（ステップＳ１０）。図７は、この走査型投影露光装置にかかる照度キャリブレーションの方法を示すフローチャートである。まず、制御部ＣＯＮＴは、プレートステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動させることにより、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対して図８に示す第１の計測位置ｎ１，ｎ３，ｎ５，ｎ７，ｎ９，ｎ１１の照度を計測できる位置にプレートステージＰＳＴを移動させる。次に、制御部ＣＯＮＴは、照度センサＳ１〜Ｓ６により計測された第１の計測位置ｎ１，ｎ３，ｎ５，ｎ７，ｎ９，ｎ１１の照度を取得する（ステップＳ２０）。

次に、制御部ＣＯＮＴは、プレートステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動させることにより、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対して図９に示す第２の計測位置ｎ２，ｎ４，ｎ６，ｎ８，ｎ１０，ｎ１２の照度を計測できる位置にプレートステージＰＳＴを移動させる。次に、制御部ＣＯＮＴは、照度センサＳ１〜Ｓ６により計測された第２の計測位置ｎ２，ｎ４，ｎ６，ｎ８，ｎ１０，ｎ１２の照度を取得する（ステップＳ２１）。

次に、制御部ＣＯＮＴは、プレートステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動させることにより、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対して図１０に示す第３の計測位置ｎ３，ｎ５，ｎ７，ｎ９，ｎ１１の照度を計測できる位置にプレートステージＰＳＴを移動させる。次に、制御部ＣＯＮＴは、照度センサＳ１〜Ｓ５により計測された第３の計測位置ｎ３，ｎ５，ｎ７，ｎ９，ｎ１１の照度を取得する（ステップＳ２２）。即ち、ステップＳ２０による照度計測時における照度センサＳ１〜Ｓ６と投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６との相対位置関係をＹ方向に変更するようにして、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６からの照明光の照度を再度計測する。

次に、制御部ＣＯＮＴは、ステップＳ２０及びステップＳ２２による照度計測結果に基づいて、照度センサＳ１〜Ｓ６間のオフセット値を算出し（ステップＳ２３）、照度センサＳ１〜Ｓ６間のオフセット管理を行なう。即ち、ステップＳ２０において照度センサＳ２により計測した計測位置ｎ３の照度と、ステップＳ２２において照度センサＳ１により計測した計測位置ｎ３の照度との差を求めることにより、照度センサＳ１と照度センサＳ２との間のオフセット値を求める。同様に、照度センサＳ２とＳ３、照度センサＳ３とＳ４、照度センサＳ４とＳ５、照度センサＳ５とＳ６との間のオフセット値を求め、求めた２つの照度センサ間のオフセット値に基づいて、照度センサＳ１を基準とした照度センサＳ２〜Ｓ６のオフセット値を求める。

次に、制御部ＣＯＮＴは、ステップＳ２３において算出した照度センサＳ１を基準とした照度センサＳ２〜Ｓ６のオフセット値に基づいて、ステップＳ２０及びステップＳ２１において照度センサＳ１〜Ｓ６により計測した計測位置ｎ１〜ｎ１２の照度の計測値を校正する。次に、校正した計測位置ｎ１〜ｎ１２の照度の計測値に基づいて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介した照明光の照度の調整を行なう（ステップＳ２４、調整ステップ）。

具体的には、ステップＳ２０及びステップＳ２１において同一の照度センサを用いて計測された往路走査の際に露光されるパターンと復路露光の際に露光されるパターンとが重複する部分での照度に基づいて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介した照明光の照度の調整を行なう。計測位置ｎ１と計測位置ｎ２とは、同一の投影光学系ＰＬ１を介した照明光により形成される投影領域内であって、往路露光及び復路露光の際に重複する部分である。ステップＳ２０において照度センサＳ１により計測した計測位置ｎ１の照度と、ステップＳ２１において照度センサＳ１により計測した計測位置ｎ２の照度を比較することにより、投影光学系ＰＬ１を介した照明光の照度の調整量を算出する。

同様に、計測位置ｎ３，ｎ４、計測位置ｎ５，ｎ６、計測位置ｎ７，ｎ８、計測位置ｎ９，ｎ１０、計測位置ｎ１１，ｎ１２は、同一の投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ６を介した照明光により形成される投影領域内であって、往路露光及び復路露光の際に重複する部分である。ステップＳ２０において同一の照度センサＳ２〜Ｓ６により計測した計測位置ｎ３，ｎ５，ｎ７，ｎ９，ｎ１１の照度と、ステップＳ２１において同一の照度センサＳ２〜Ｓ６により計測した計測位置ｎ４，ｎ６，ｎ８，ｎ１０，ｎ１２の照度を比較することにより、投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ６を介した照明光の照度の調整量を算出する。

制御部ＣＯＮＴは、算出した調整量に基づいて、各照明光学系が備えるインプットレンズをＸ方向に移動させることにより、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれを通過する照明光の照度を調整する。即ち、同一の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を通過する照明光により形成される投影領域内であって、往路露光及び復路露光の際に重複する部分（ｎ１とｎ２、ｎ３とｎ４、ｎ５とｎ６、ｎ７とｎ８、ｎ９とｎ１０、ｎ１１とｎ１２）の照度差がゼロまたは小さくなるように調整する。

また、ステップＳ２０及びステップＳ２１において異なる照度センサにより計測された往路走査の際に露光されるパターンと復路露光の際に露光されるパターンとが重複する部分での照度に基づいて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介した照明光の照度の調整を行なう。計測位置ｎ２と計測位置ｎ３とは、異なる投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２を介した照明光により形成される投影領域内であって、往路露光及び復路露光の際に重複する部分である。ステップＳ２０において照度センサＳ２により計測した計測位置ｎ３の照度と、ステップＳ２１において照度センサＳ１により計測した計測位置ｎ２の照度を比較することにより、投影光学系ＰＬ１，ＰＬ２を介した照明光の照度の調整量を算出する。

同様に、計測位置ｎ５，ｎ４、計測位置ｎ７，ｎ６、計測位置ｎ９，ｎ８、計測位置ｎ１１，ｎ１０は、異なる投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ６を介した照明光により形成される投影領域内であって、往路露光及び復路露光の際に重複する部分である。したがって、ステップＳ２０において異なる照度センサＳ２〜Ｓ６により計測した計測位置ｎ５，ｎ７，ｎ９，ｎ１１の照度と、ステップＳ２１において異なる照度センサＳ２〜Ｓ６により計測した計測位置ｎ４，ｎ６，ｎ８，ｎ１０の照度を比較することにより、投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ６を介した照明光の照度の調整量を算出する。

制御部ＣＯＮＴは、算出した調整量に基づいて、フィルタ駆動部１１及び図示しないフィルタ駆動部を駆動させることにより、照度調整フィルタ１０及び図示しない照度調整フィルタを移動させ、照明光の透過率を制御することにより投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を通過する照明光の照度を調整する。即ち、異なる投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を通過する照明光により形成される投影領域内であって、往路露光と復路露光の際に重複する部分（ｎ３とｎ２、ｎ５とｎ４、ｎ７とｎ６、ｎ９とｎ８、ｎ１１とｎ１０）の照度差がゼロまたは小さくなるように調整する。

なお、インプットレンズ、照度調整フィルタ及びフィルタ駆動部は各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対応して設けられているため、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれからの照明光の照度を個別に調整することができる。

なお、ステップＳ２０〜ステップＳ２４による照度キャリブレーションはプレートＰが搬送される毎に行なう必要はなく、所定枚数毎に、例えば１０ロットに一度の割合で行なうようにすればよい。また、ステップＳ２２による計測及びステップＳ２３によるオフセット値算出は、照度キャリブレーション時に常に行なうことが望ましいが、スループット向上のために常に行なう必要はなく、所定期間毎に行うようにすればよい。

次に、図６に示すように、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成されるパターン像、即ち往路露光の際に形成されるパターン像（第１のパターン像）の像位置キャリブレーションを行なう（ステップＳ１１）。まず、制御部ＣＯＮＴは、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤを駆動させることにより、マスクステージＭＳＴ上のマークＢ１〜Ｂ１２を介した光が投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に入射する位置にマスクステージＭＳＴを移動させる。即ち、マークＢ１，Ｂ２を介した光が投影光学系ＰＬ１に、マークＢ３，Ｂ４を介した光が投影光学系ＰＬ２に、マークＢ５，Ｂ６を介した光が投影光学系ＰＬ３に、マークＢ７，Ｂ８を介した光が投影光学系ＰＬ４に、マークＢ９，Ｂ１０を介した光が投影光学系ＰＬ５に、マークＢ１１，Ｂ１２を介した光が投影光学系ＰＬ６に入射する位置にマスクステージＭＳＴを移動させる。

また、制御部ＣＯＮＴは、プレートステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動させることにより、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介した光がセンサＡ１〜Ａ１２に入射する位置にプレートステージＰＳＴを移動させる。即ち、投影光学系ＰＬ１を介した光がセンサＡ１，Ａ２に、投影光学系ＰＬ２を介した光がセンサＡ３，Ａ４に、投影光学系ＰＬ３を介した光がセンサＡ５，Ａ６に、投影光学系ＰＬ４を介した光がセンサＡ７，Ａ８に、投影光学系ＰＬ５を介した光がセンサＡ９，Ａ１０に、投影光学系ＰＬ６を介した光がＡ１１，Ａ１２に入射する位置にプレートステージＰＳＴを移動させる。

制御部ＣＯＮＴは、センサＡ１〜Ａ１２により検出されたＢ１〜Ｂ１２の空間像を取得し、取得したＢ１〜Ｂ１２の空間像に基づいて、往路露光の際に投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成される第１のパターン像の像位置のずれを求める。次に、制御部ＣＯＮＴは、求めた像位置のずれに基づいて投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれが備える像調整部としてのシフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構、スケーリング機構の駆動量を求める。そして、求めた駆動量に基づいて、シフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構、スケーリング調整機構の各駆動装置を駆動させることにより、シフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構、スケーリング調整機構を駆動させ、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成されるパターン像の像位置の調整を行なう。シフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構、スケーリング調整機構はそれぞれの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に設けられているため、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれにより形成されるパターン像の像位置を個別に調整することができる。

次に、オフアクシス方式のアライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４によりアライメントを行なうために予め計測されているマスクステージＭＳＴとアライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４との相対位置であるベースライン量のキャリブレーションを行なう（ステップＳ１２）。制御部ＣＯＮＴは、レーザ干渉計２８，３０を用いてアライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４の座標位置を計測する。次に、制御部ＣＯＮＴは、プレートステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動させることにより、センサＡ１，Ａ１３がアライメント計測系ＡＬ３，ＡＬ４の視野に入る位置にプレースステージＰＳＴを移動させる。次に、制御部ＣＯＮＴは、アライメント計測系ＡＬ３，ＡＬ４により計測されるセンサＡ１，Ａ１３上のマーク位置を取得し、アライメント計測系ＡＬ３，ＡＬ４の位置を求める。

次に、制御部ＣＯＮＴは、プレートステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動させることにより、センサＡ１，Ａ１３がアライメント計測系ＡＬ１，ＡＬ２の視野に入る位置にプレートステージＰＳＴを移動させる。次に、制御部ＣＯＮＴは、アライメント計測系ＡＬ１，ＡＬ２により計測されるセンサＡ１，Ａ１３上のマーク位置を取得し、アライメント計測系ＡＬ１，ＡＬ２の位置を求める。次に、制御部ＣＯＮＴは、求めたアライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４の位置に基づいて、各アライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４の取り付け位置の誤差、即ち、アライメント時のベースライン量のオフセット値を求める。

次に、制御部ＣＯＮＴは、アライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４により検出されるプレートＰ上に設けられているアライメントマークの位置を取得し、取得した検出結果に基づいてプレートステージＰＳＴを移動させることによりプレートＰのＸＹ方向における位置を調整する（ステップＳ１３）。ここで、アライメント計測系ＡＬ１〜ＡＬ４は、往路露光の開始によるプレートステージＰＳＴの加速開始位置においてアライメントマークを検出することができる位置に配置されているため、プレートステージＰＳＴを加速開始位置まで移動させることなく往路露光を開始することができる。

例としてプレートステージＰＳＴにプレートＰを載置した後に、アライメント計測系でアライメントマークを検出し、プレートステージＰＳＴの位置を補正しているが、プレートステージＰＳＴにプレートＰを載置する前にプレートステージＰＳＴの位置補正を行うようにしてもよい。即ち、搬送装置（図示せず）によりプレートＰが保持されている際にアライメント計測系でアライメントマークを検出して、その検出結果に基づいて搬送装置もしくはプレートステージＰＳＴの位置を補正して、プレートＰをプレートステージＰＳＴに引き渡すようにすれば、位置補正されたプレートＰがプレートステージＰＳＴに載置されることとなる。

次に、制御部ＣＯＮＴは、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを＋Ｘ方向から−Ｘ方向に移動させることにより往路露光を行なう（ステップＳ１４）。図１１は、往路露光を終えたときのマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６及びプレートステージＰＳＴの位置関係を示す図である。なお、図中斜線領域は、往路露光の際にプレートＰ上に露光された露光領域である。

次に、制御部ＣＯＮＴは、往路走査における投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により投影されるパターン像（第１のパターン像）に対して、往路走査後に復路走査での投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により投影されるパターン像（第２のパターン像）を調整する像位置キャリブレーションを行なう（ステップＳ１５）。即ち、往路露光と復路露光との間に、往路露光の際に投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により投影露光される第１のパターンに対して復路露光の際に投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により投影露光される第２のパターンが所定の関係となるように各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の光学特性の調整を行なう。

図１２は、この走査型投影露光装置にかかる像位置キャリブレーションの方法を示すフローチャートである。まず、制御部ＣＯＮＴは、往路走査終了時の各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の光学特性を計測する（ステップＳ３０、第１ステップ）。図１１に示すように、ステップＳ１４において往路露光を終えたときに、マスクステージＭＳＴは、マスクステージＭＳＴ上のマークＢ１〜Ｂ１２を介した光が投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成される投影領域内であって往路露光と復路露光の際に重複する部分に入射する位置にある。即ち、マークＢ１，Ｂ２を介した光が投影光学系ＰＬ１に、マークＢ３，Ｂ４を介した光が投影光学系ＰＬ２に、マークＢ５，Ｂ６を介した光が投影光学系ＰＬ３に、マークＢ７，Ｂ８を介した光が投影光学系ＰＬ４に、マークＢ９，Ｂ１０を介した光が投影光学系ＰＬ５に、マークＢ１１，Ｂ１２を介した光が投影光学系ＰＬ６に入射する。

また、図１１に示すように、ステップＳ１４において往路露光を終えたときに、プレートステージＰＳＴは、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介し、往路露光と復路露光の際に重複する部分を通過した光がセンサＡ１〜Ａ１２に入射する位置にある。即ち、投影光学系ＰＬ１を介した光がセンサＡ１，Ａ２に、投影光学系ＰＬ２を介した光がセンサＡ３，Ａ４に、投影光学系ＰＬ３を介した光がセンサＡ５，Ａ６に、投影光学系ＰＬ４を介した光がセンサＡ７，Ａ８に、投影光学系ＰＬ５を介した光がセンサＡ９，Ａ１０に、投影光学系ＰＬ６を介した光がＡ１１，Ａ１２に入射する。したがって、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを移動させることなく、往路走査での各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成されるパターン像の像位置（光学特性）を計測することができ、スループットを向上させることができる。

制御部ＣＯＮＴは、センサＡ１〜Ａ１２により検出されたＢ１〜Ｂ１２の空間像を取得し、取得したＢ１〜Ｂ１２の空間像に基づいて、往路露光の際に投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成された第１のパターン像の像位置を求める。

次に、制御部ＣＯＮＴは、復路走査での各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６の光学特性を計測する（ステップＳ３１、第２ステップ）。制御部ＣＯＮＴは、図１３に示すように、マスクステージＭＳＴを−Ｙ方向にステップ移動させることにより、マスクステージＭＳＴ上のマークＢ２〜Ｂ１３を介した光が投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成される投影領域内であって往路露光と復路露光の際に重複する部分に入射する位置にマスクステージＭＳＴを移動させる。即ち、マークＢ２，Ｂ３を介した光が投影光学系ＰＬ１に、マークＢ４，Ｂ５を介した光が投影光学系ＰＬ２に、マークＢ６，Ｂ７を介した光が投影光学系ＰＬ３に、マークＢ８，Ｂ９を介した光が投影光学系ＰＬ４に、マークＢ１０，Ｂ１１を介した光が投影光学系ＰＬ５に、マークＢ１２，Ｂ１３を介した光が投影光学系ＰＬ６に入射する位置にマスクステージＭＳＴをＹ方向にステップ移動させる。

また、制御部ＣＯＮＴは、プレートステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動させることにより、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を介し、往路露光と復路露光の際に重複する部分を通過した光がセンサＡ２〜Ａ１３に入射する位置にプレートステージＰＳＴを移動させる。即ち、投影光学系ＰＬ１を介した光がセンサＡ２，Ａ３に、投影光学系ＰＬ２を介した光がセンサＡ４，Ａ５に、投影光学系ＰＬ３を介した光がセンサＡ６，Ａ７に、投影光学系ＰＬ４を介した光がセンサＡ８，Ａ９に、投影光学系ＰＬ５を介した光がセンサＡ１０，Ａ１１に、投影光学系ＰＬ６を介した光がＡ１２，Ａ１３に入射する位置にプレートステージＰＳＴを移動させる。

制御部ＣＯＮＴは、センサＡ２〜Ａ１３により検出されたＢ２〜Ｂ１３の空間像を取得し、取得したＢ２〜Ｂ１３の空間像に基づいて、復路露光の際に投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成される第２のパターン像の像位置を求める。

次に、制御部ＣＯＮＴは、ステップＳ３０において計測された往路走査の際に投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成された第１のパターン像の像位置（光学特性）と、ステップＳ３１において計測された復路走査の際に投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成される第２のパターン像の像位置（光学特性）とに基づいて、往路走査による露光の際の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成される像位置に対する復路走査による露光の際の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成される像位置の相対的な位置ずれ量を算出する（ステップＳ３２）。

ステップＳ３０における往路走査後における像位置の計測と、ステップＳ３１における復路走査前における像位置の計測とで、往路露光により形成される第１のパターン像と復路露光により形成される第２のパターン像とが重複する部分の像位置の計測は、センサＡ１〜Ａ１３のうち同一のセンサを用いている。即ち、ステップＳ３０においてセンサＡ２により像位置を計測された領域と、ステップＳ３１においてセンサＡ２により像位置を計測された領域とは、往路露光により形成される第１のパターン像と復路露光により形成される第２のパターン像とが重複する部分である。同様に、ステップＳ３０においてセンサＡ３〜Ａ１２により像位置を計測された領域と、ステップＳ３１においてセンサＡ３〜Ａ１２により計測された像位置を計測された領域とは、往路露光により形成される第１のパターン像と復路露光により形成される第２のパターン像とが重複する部分である。

ここで、ステップＳ３０においてセンサＡ２〜Ａ１２により計測される像位置は、往路露光により形成される第１のパターン像の像位置（以下、第１の像位置という。）である。また、ステップＳ３１においてセンサＡ２〜Ａ１２により計測される像位置は、復路露光により形成される第２のパターン像の像位置（以下、第２の像位置という。）である。第１の像位置と第２の像位置は、第１のパターン像と第２のパターン像が重複する部分であるため、正確に一致させる必要がある。したがって、往路露光の際に露光された第１のパターン像の第１の像位置に対して、復路露光で露光される第２のパターン像の第２の像位置を調整する必要がある。そこで、制御部ＣＯＮＴは、ステップＳ３０において計測された第１の像位置と、第２の像位置とに基づいて、第１の像位置に対する第２の像位置の相対的な位置ずれ量を算出する。

次に、制御部ＣＯＮＴは、ステップＳ３２において算出された相対的な位置ずれ量に基づいて、復路走査による露光の際の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成される第２のパターン像の像位置（光学特性）を補正する（ステップＳ３３）。

即ち、制御部ＣＯＮＴは、ステップＳ３２において算出された相対的な位置ずれ量に基づいて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれが備える像調整部としてのシフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構、スケーリング機構の駆動量を求める。そして、求めた駆動量に基づいて、シフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構、スケーリング調整機構の各駆動装置を駆動させることにより、シフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構、スケーリング調整機構を駆動させ、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により形成されるパターン像の像位置の調整を行なう。シフト調整機構、直角プリズム、像面調整機構、スケーリング調整機構はそれぞれの投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に設けられているため、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６のそれぞれにより形成されるパターン像の像位置を個別に調整することができる。

次に、制御部ＣＯＮＴは、図６に示すように、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを−Ｘ方向から＋Ｘ方向に移動させることにより復路露光を行なう（ステップＳ１４）。ここで、マークＢ１〜Ｂ１３及びセンサＡ１〜Ａ１３は、復路露光の開始によるマスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴの加速開始位置において復路露光により形成される第２パターン像の第２の像位置を計測することができる位置に配置されているため、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを加速開始位置まで移動させることなく復路露光を開始することができる。図１４は、復路露光を終えたときのマスクステージＭＳＴ、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６及びプレートステージＰＳＴの位置関係を示す図である。なお、図中斜線領域は、往路露光及び復路露光によりプレートＰ上に露光された露光領域である。図１４に示すように、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを往復走査させ、往復露光を行なうことにより、プレートＰ上に所定のパターン像を露光することができる。なお、アライメント時及び往復露光時においては、オートフォーカス系ＡＦ１〜ＡＦ６によりプレートＰのＺ方向における位置がリアルタイムに計測され、かつ制御されている。

この実施の形態にかかる走査型投影露光装置によれば、マスクステージ及びプレートステージによりＸ方向（走査方向）に走査する往路走査及び復路走査を含む走査露光によりプレート上にマスクに形成されたパターンを露光する際に、往路露光における複数の投影光学系で投影されるパターン像に対して、往路走査の後に復路走査での複数の投影光学系で投影されるパターン像の倍率及び位置を調整することができるため、往路走査で露光されるパターンに対して復路走査で露光されるパターンをプレート上の適切な露光領域に精度良く露光することができる。

また、この実施の形態にかかる露光方法によれば、往路走査により露光される第１のパターンに対して復路走査により露光される第２のパターンが所定の関係となるように投影光学系の像位置の調整を行なうため、第１のパターンに対して第２のパターンをプレート上の適切な露光領域に精度良く露光することができる。

なお、この実施の形態においては、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対してＸ方向に相対的に往復走査させることにより往復露光を行なっているが、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６をマスクＭ及びプレートＰに対してＸ方向に相対的に往復走査させることにより往復露光を行なうようにしてもよい。この場合には、往路走査と復路走査との間において、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６をマスクＭとプレートＰに対してＹ方向に相対的にステップ移動させる。

また、この実施の形態においては、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６により投影される各パターン像の倍率及び像位置を、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に設けられている像調整部によりそれぞれ個別に調整可能に構成されているが、プレートＰ上における複数の投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６で投影される各パターン像の少なくとも１つのパターン像の倍率または位置を調整することができるように構成してもよい。

また、この実施の形態においては、Ｙ方向に一列に配置されている投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６に対してマスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを往復走査させることにより往復露光を行なう露光装置を例に挙げて説明しているが、Ｙ方向に複数列配置されている投影光学系に対してマスクステージ及びプレートステージを走査させることにより露光を行なう露光装置にもこの発明を適用することができる。

また、この実施の形態においては、マスクＭに形成されたパターンをプレートＰ上に露光する露光装置を例に挙げて説明しているが、例えばＤＭＤ等の可変成形マスクにより形成されたパターンをプレートＰ上に露光する露光装置にもこの発明を適用することができる。

また、この実施の形態においては、プレートステージＰＳＴ上の＋Ｘ方向側に６つの照度センサＳ１〜Ｓ６を設置しているが、プレートステージＰＳＴ上の−Ｘ方向側に複数の照度センサを設置するのが好ましい。この場合には、露光前に行なわれる照度キャリブレーションにおいて、プレートステージＰＳＴの移動量を減少させることができ、スループットを向上させることができる。

また、この実施の形態においては、照明光学系が備える照度調整フィルタを用いて投影光学系からの照明光の照度の調整を行なっているが、光源の電力を制御することにより投影光学系からの照明光の照度の調整を行なうようにしてもよい。また、照明光学系が備える図示しないインプットレンズを用いて投影光学系からの照明光の照度の調整を行なっているが、投影光学系の瞳位置に配置されている図示しない視野絞りの開口部を可変とし、プレートＰ上に投影される投影領域を形成する視野絞りの開口部の形状を制御することにより投影光学系からの照明光の照度の調整を行なうようにしてもよい。

また、この実施の形態においては、照明光学系が備える図示しないインプットレンズがＸ方向に移動可能に構成され、照度キャリブレーション時に投影光学系からの照明光の照度の調整を行なっているが、装置立ち上げ時に照度キャリブレーションを行なった際に、インプットレンズの配置位置を調整し、固定してもよい。

また、この実施の形態においては、照度キャリブレーションを露光前に行なっているが、往路露光と復路露光との間に行なってもよい。即ち、往路走査後において照度の計測を行ない、プレートステージＰＳＴをＹ方向にステップ移動した後で、復路露光前において照度の計測を行なうようにしてもよい。

また、この実施の形態においては、複数の像位置計測用マークＢ１〜Ｂ１３がマスクステージＭＳＴ上の＋Ｘ側の端縁に形成されているが、マスクＭ上に形成されるようにしてもよい。また、複数の像位置計測用マーク（以下、マークという。）をマスクステージＭＳＴまたはマスクＭ上の−Ｘ側の端縁にも形成し、センサＡ１〜Ａ１３を用いて複数のマークの空間像を計測するようにしてもよい。マスクＭ上の＋Ｘ側のマークＢ１〜Ｂ１３とマークｍ１〜ｍ１３とのＸ方向及びＹ方向における相対的な位置ずれ、及びマスクＭ上の−Ｘ側のマークとマークｍ１〜ｍ１３とのＸ方向及びＹ方向における相対的な位置ずれを求めることにより、線形的な位置ずれ及び非線形的な位置ずれを求めることができる。線形的な位置ずれに対しては、マスクステージＭＳＴ、プレートステージＰＳＴ及び各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６が備える像調整部を用いて補正を行なう。また、非線形的な位置ずれに対しては、マスクＭまたはプレートＰに対して線形的補間を行い、露光中に各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６が備える像調整部を用いて適宜補正を行なう。

なお、マスクステージＭＳＴに設けられた像位置計測用マークが＋Ｘ側、及び−Ｘ側双方に設けるようにするのと同様に、プレートステージＰＳＴに設けたセンサを＋Ｘ側だけでなく−Ｘ側にも設けるようにしてもよい。なお、その際には２箇所に設けられたセンサを互いにマスクＭ側に設けられた像位置計測用マークを用いて位置校正を行う必要があるのは言うまでもない。なお、像位置計測用マーク及びセンサをそれぞれ＋Ｘ側及び−Ｘ側の２箇所設けることにより、特に円滑な露光動作を行うことが可能となる。

また、マスクステージＭＳＴ及びプレートステージＰＳＴを往復走査させることにより露光動作が完了するが、それぞれのステージ走査に関して往路、復路のそれぞれにおいてＸＹθの位置補正を行うようにしてもよい。具体的には、プレートステージＰＳＴの（Ｘ，Ｙ）の位置における補正値（Ａｘ，Ｂｙ）を求め、プレートステージＰＳＴの各位置における補正を行うようにしてもよい。更にプレートステージＰＳＴに回転量の誤差が発生する際には回転量の補正値も入力可能とするようにしてもよい。マスクステージＭＳＴについても同様に補正するようにしてもよい。

また、この実施の形態にかかる走査型投影露光装置においては、図４に示すような配置構成を有する投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ６を備えているが、図１５に示すような配置構成を有する投影光学系ＰＬ１１〜ＰＬ１７を備えるようにしてもよい。

上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置では、投影光学系を用いてレチクル（マスク）により形成された転写用のパターンを感光性基板（プレート）に露光する（露光工程）ことにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置を用いて感光性基板としてのプレート等に所定の回路パターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際の手法の一例につき図１６のフローチャートを参照して説明する。

先ず、図１６のステップＳ３０１において、１ロットのプレート上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、１ロットのプレート上の金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、ステップＳ３０３において、上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置を用いて、マスクのパターンの像が投影光学系を介して、その１ロットのプレート上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、１ロットのプレート上のフォトレジストの現像が行われた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのプレート上でレジストパターンをマスクとしてエッチングを行うことによって、マスクのパターンに対応する回路パターンが、各プレート上の各ショット領域に形成される。

その後、更に上のレイヤの回路パターンの形成等を行ない、プレートから複数のデバイスに切断され、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導体デバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置を用いて露光を行なっているため、高精度かつ高スループットで露光を行なうことができ、良好な半導体デバイスを得ることができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、プレート上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、プレート上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。

また、上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（回路パターン、電極パターン等）を形成することによって、マイクロデバイスとしての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図１７のフローチャートを参照して、このときの手法の一例につき説明する。まず、図１７において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（レジストが塗布されたガラス基板等）に転写露光する、所謂光リソグラフィ工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各工程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２へ移行する。

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

その後、モジュール組み立て工程Ｓ４０４にて、組み立てられた液晶パネル（液晶セル）の表示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子として完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる走査型投影露光装置を用いて露光を行なっているため、高精度かつ高スループットで露光を行なうことができ、良好な液晶表示素子を得ることができる。

実施の形態にかかる露光装置の構成を示す図である。 実施の形態にかかるマスクステージの構成を示す図である。 実施の形態にかかる投影光学系の構成を示す図である。 実施の形態にかかるプレートステージの構成を示す図である。 実施の形態にかかる像位置検出センサの構成を示す図である。 実施の形態にかかる露光方法を説明するためのフローチャートである。 実施の形態にかかる照度キャリブレーションの方法を説明するためのフローチャートである。 照度計測位置を説明するための図である。 照度計測位置を説明するための図である。 照度計測位置を説明するための図である。 往路露光後におけるマスクステージ、投影光学系及びプレートステージの位置関係を示す図である。 実施の形態にかかる像位置キャリブレーションの方法を説明するためのフローチャートである。 復路露光前における像位置計測位置を説明するための図である。 復路露光後におけるマスクステージ、投影光学系及びプレートステージの位置関係を示す図である。 実施の形態にかかる投影光学系の他の配置を示す図である。 この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方法を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかかるマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法を示すフローチャートである。

符号の説明

１０…照度調整フィルタ、１１…フィルタ駆動部、ＣＯＮＴ…制御部、ＩＬ…照明光学系、ＰＬ１〜ＰＬ６…投影光学系、Ｍ…マスク、ＭＳＴ…マスクステージ、Ｂ１〜Ｂ１３…像位置計測用マーク、ＭＳＴＤ…マスクステージ駆動部、Ｐ…プレート、ＰＳＴ…プレートステージ、ＰＳＴＤ…プレートステージ駆動部、Ａ１〜Ａ１３…像位置検出センサ、Ｓ１〜Ｓ１３…照度センサ、ＡＬ１〜ＡＬ４…アライメント計測系、ＡＦ１〜ＡＦ６…オートフォーカス系。

Claims (14)

1. 複数の投影光学系と基板とを走査方向に相対的に走査させ、前記複数の投影光学系を介して前記基板を走査露光する露光方法において、
   前記基板に第１の露光領域を形成する第１の走査露光を行うことと、
   前記第１の露光領域に一部が重複する第２の露光領域を前記基板に形成する第２の走査露光を行うことと、
   前記第１の走査露光を行った後、前記第２の走査露光を行う前に、前記第１の露光領域と前記第２の露光領域との重複領域に対応する前記第１の走査露光の露光特性に基づいて、前記第２の走査露光の露光特性を調整することと、
   を含む露光方法。
2. 前記第１の走査露光を行った後、前記第２の走査露光を行う前に、前記走査方向と交差する方向に関して前記複数の投影光学系と基板との相対位置を変化させることを含む請求項１に記載の露光方法。
3. 前記第１の走査露光を行った後、前記第２の走査露光を行う前に、前記重複領域に対応する前記第１の走査露光の露光特性を検出することを含み、
   前記第２の走査露光の露光特性は、前記第１の走査露光の露光特性の検出結果に基づいて調整される請求項１または２に記載の露光方法。
4. 前記重複領域は、前記走査方向に沿って形成される請求項１から３のいずれか一項に記載の露光方法。
5. 前記露光特性は、前記複数の投影光学系によって投影されるパターン像の光学特性を含む請求項１から４のいずれか一項に記載の露光方法。
6. 前記露光特性は、前記複数の投影光学系を介して前記基板に照射される光の照度を含む請求項１から４のいずれか一項に記載の露光方法。
7. 前記第１の走査露光を行った後、前記重複領域に対応する前記第１の走査露光の露光特性を検出することと、
   前記第１の走査露光の露光特性を検出した後、前記走査方向と交差する方向に沿って前記複数の投影光学系と基板とを相対的にステップ移動させることと、
   前記ステップ移動させた後、前記第２の走査露光を行う前に、前記露光特性を検出することと、を含み、
   前記第２の走査露光の露光特性は、前記第１の走査露光の露光特性の検出結果と、前記ステップ移動させた後に検出される前記露光特性の検出結果とに基づいて調整される請求項１または２に記載の露光方法。
8. 前記第１の走査露光と前記第２の走査露光とは、
   前記走査方向の互いに異なる向きに走査させる露光であることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の露光方法。
9. 露光する工程を含むデバイス製造方法において、
   前記露光する工程では、請求項１から請求項８の何れか一項に記載の露光方法を用いて、前記基板を露光することを特徴とするデバイス製造方法。
10. 複数の投影光学系と基板とを走査方向に相対的に走査させ、前記複数の投影光学系を介して前記基板を走査露光する露光装置において、
    前記複数の投影光学系と前記基板とを前記走査方向に相対的に移動させて、前記基板に第１の露光領域を形成する第１の走査露光と前記第１の露光領域に一部が重なる第２の露光領域を形成する第２の走査露光とを行なう移動機構と、
    前記第１の走査露光を行った後で前記第２の走査露光を行う前に、前記第１の露光領域と前記第２の露光領域との重複領域に対応する前記第１の走査露光の露光特性に基づいて、前記第２の走査露光の露光特性を調整する制御装置を備えることを特徴とする露光装置。
11. 前記第１の走査露光を行った後で前記第２の走査露光を行う前に、前記走査方向と交差する方向に関して前記複数の投影光学系と前記基板とを相対的にステップ移動させるステップ移動機構をさらに備えることを特徴とする請求項１０に記載の露光装置。
12. 前記移動機構は、
    前記走査方向と交差する方向に沿って配置され、前記複数の投影光学系により投影されるパターン像を計測する複数の計測部を有し、
    前記制御装置は、
    前記第１の走査露光によって投影される第１のパターンの結像特性と、前記第２の走査露光によって投影される第２のパターンの結像特性とを、同一の前記計測部を用いて検出することを特徴とする請求項１０または１１に記載の露光装置。
13. 前記移動機構は、
    前記第１の走査の方向と交差する方向に沿って配置され、前記複数の投影光学系からの照明光の照度を計測する複数の照度計測部を備え、
    前記制御装置は、
    前記第１の走査露光によって照射される照度と、第２の走査露光によって照射される照度とを同一の前記照度計測部を用いて計測することを特徴とする請求項１０から１２のいずれか一項に記載の露光装置。
14. 露光する工程を含むデバイス製造方法において、
    前記露光する工程では、請求項１０から１３の何れか一項に記載の露光装置を用いて、基板を露光することを特徴とするデバイス製造方法。

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