JP4905455B2 - マスク、露光装置、及びデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、マスク、基板を露光する露光装置、及びデバイス製造方法に関する。
本願は、２００６年９月８日に出願された特願２００６−２４４２６９号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

フォトリソグラフィ工程で用いられる露光装置において、下記特許文献に開示されているような、円筒状又は円柱状のマスクを用いて基板を露光する露光装置が知られている。
特開平７−１５３６７２号公報 特開平８−２１３３０５号公報 特開２００６−０９３３１８号公報

板状のマスクを用いる場合のみならず、円筒状又は円柱状のマスクを用いて基板を露光する場合においても、マスクと基板との位置関係を精確に調整する必要がある。マスクと基板との位置関係を精確に調整できなかったり、振動等によってマスクと基板との位置関係が変動すると、マスクのパターンの像で基板を良好に露光できなくなる可能性が高くなる。

また、例えばマスクの移動と同期して基板を移動しつつその基板を露光する場合、基板を良好に露光するために、マスク及び／又は基板の加速終了後、発生した振動が収束し、速度が一定になるまでの待ち時間（静定時間）を設ける必要が生じる場合がある。このような場合において、マスクの移動方向及び／又は基板の移動方向が頻繁に変化すると、それだけ加速動作が増えるため、静定時間を多く設けなければならなくなる。その場合、露光に寄与しない時間が増えることとなり、スループットが低下する可能性がある。スループットの劣化を抑制するためには、マスク及び／又は基板の移動方向の変化の回数を抑制し、発生した振動を素早く収束することが望ましい。

本発明は、スループットの低下を抑え、基板上にパターンの像を良好に形成することができるマスクを提供することを目的とする。また本発明は、スループットの低下を抑え、パターンの像で基板を良好に露光することができる露光装置、及びその露光装置を用いるデバイス製造方法を提供することを目的とする。

本発明は実施の形態に示す各図に対応付けした以下の構成を採用している。但し、各要素に付した括弧付き符号はその要素の例示に過ぎず、各要素を限定するものではない。

本発明の第１の態様に従えば、投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上にパターン（ＭＰ）の像を形成するためのマスクであって、パターン（ＭＰ）が形成され、所定軸（Ｊ）周りに配置されたパターン形成面（ＭＦ）と、パターン形成面を有し、基板（Ｐ）の少なくとも所定の一次元方向への移動と同期して、所定軸（Ｊ）を回転軸として回転可能な円筒体と、を備え、パターン形成面（ＭＦ）におけるマスク（Ｍ）の直径をＤ、一次元方向における基板（Ｐ）の最大の長さをＬ、投影光学系（ＰＬ）の投影倍率をβ、円周率をπとしたとき、
Ｄ ≧ （β×Ｌ）／πの条件を満足するマスク（Ｍ）が提供される。

本発明の第１の態様によれば、スループットの低下を抑え、基板上にパターンの像を良好に形成することができる。

本発明の第２の態様に従えば、投影光学系（ＰＬ）を介して基板（Ｐ）上にパターン（ＭＰ）の像を形成するためのマスクであって、パターン（ＭＰ）が形成され、所定軸（Ｊ）周りに配置されたパターン形成面（ＭＦ）と、パターン形成面を有し、基板（Ｐ）の少なくとも所定の一次元方向への移動と同期して、所定軸（Ｊ）を回転軸として回転可能な円筒体と、を備え、パターン形成面（ＭＦ）におけるマスク（Ｍ）の直径をＤ、一次元方向における基板（Ｐ）の最大の長さをＬ、投影光学系（ＰＬ）の投影倍率をβ、円周率をπとしたとき、
（β×Ｌ）／π） ＞ Ｄ ≧ （β×Ｌ）／（２×π）の条件を満足するマスク（Ｍ）が提供される。

本発明の第２の態様によれば、スループットの低下を抑え、基板上にパターンの像を良好に形成することができる。

本発明の第３の態様に従えば、上記態様のマスク（Ｍ）を用いて、マスク（Ｍ）上に形成されたパターン（ＭＰ）の像で基板（Ｐ）を露光する露光装置であって、マスク（Ｍ）を所定軸（Ｊ）を回転軸として回転可能なマスク駆動装置（２）と、マスク（Ｍ）の回転と同期して、基板（Ｐ）を少なくとも所定の一次元方向に移動可能な基板駆動装置（４）と、マスク（Ｍ）のパターン（ＭＰ）の像を基板（Ｐ）上に投影する投影光学系（ＰＬ）と、を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第３の態様によれば、スループットの低下を抑え、パターンの像で基板を良好に露光することができる。

本発明の第４の態様に従えば、パターン（ＭＰ）の像で基板（Ｐ）を露光する露光装置において、パターン（ＭＰ）が形成され、所定軸（Ｊ）周りに配置されたパターン形成面（ＭＦ）を有する円筒状のマスク（Ｍ）の側面（ＭＳ）を着脱可能に保持する保持部材（１）を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第４の態様によれば、スループットの低下を抑え、パターンの像で基板を良好に露光することができる。

本発明の第５の態様に従えば、パターン（ＭＰ）の像で基板（Ｐ）を露光する露光装置において、パターン（ＭＰ）が形成され、所定軸（Ｊ）周りに配置されたパターン形成面（ＭＦ）を有する円筒状のマスク（Ｍ）を保持する保持部材（１）と、マスク（Ｍ）を保持した保持部材（１）を６自由度の方向に移動可能なマスク駆動装置（２）と、を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第５の態様によれば、スループットの低下を抑え、パターンの像で基板を良好に露光することができる。

本発明の第６の態様に従えば、パターン（ＭＰ）の像で基板（Ｐ）を露光する露光装置において、パターン（ＭＰ）が形成され、所定軸（Ｊ）周りに配置されたパターン形成面（ＭＦ）を有する円筒状のマスク（Ｍ）を、所定軸（Ｊ）を回転軸として回転可能なマスク駆動装置（２）と、マスク（Ｍ）の回転に伴う反力を吸収するカウンタマス（４６）と、を備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第６の態様によれば、スループットの低下を抑え、パターンの像で基板を良好に露光することができる。

本発明の第７の態様に従えば、パターン（ＭＰ）の像で基板（Ｐ）を露光する露光装置において、パターン（ＭＰ）が形成され、所定軸（Ｊ）周りに配置されたパターン形成面（ＭＦ）を有する円筒状のマスク（Ｍ）を保持する保持部材（１）と、保持部材（１）を所定軸（Ｊ）を回転軸として回転可能に支持する軸部材（２０）であり、その一端側に保持部材（１）が配置される前記軸部材と、軸部材（２０）を回転可能に支持する支持部材（２１）と、軸部材（２０）の他端側に配置された錘部材（２２）であり、保持部材（１）との間に支持部材（２１）が配置される前記唾部材と、を備える露光装置（ＥＸ）が提供される。

本発明の第７の態様によれば、スループットの低下を抑え、パターンの像で基板を良好に露光することができる。

本発明の第８の態様に従えば、上記態様の露光装置（ＥＸ）を用いるデバイス製造方法が提供される。

本発明の第８の態様によれば、スループットの低下を抑え、パターンの像で基板を良好に露光することができる露光装置を用いてデバイスを製造することができる。

本発明によれば、スループットの低下を抑え、パターンの像で基板を良好に露光することができる。したがって、所望の性能を有するデバイスを高い生産性で製造することができる。

第１実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第１実施形態の露光装置ＥＸを示す模式図である。 第１実施形態に係るマスクを示す斜視図である。 第１実施形態に係るマスクを説明するための図であって、マスクの側面の模式図である。 第１実施形態に係るマスクを説明するための図であって、マスクのパターン形成面をＸＹ平面上に展開した図である。 第１実施形態に係る基板を保持した基板保持部材を示す平面図である。 第１実施形態に係るマスク保持部材及びマスク駆動装置の近傍を示す側断面図である。 第１実施形態に係るマスク保持部材を示す図であって、マスク保持部材のＸＺ平面と平行な断面図である。 第１実施形態に係るマスク保持部材を示す図であって、マスク保持部材を＋Ｘ側から見た図である。 第１実施形態に係るマスクを交換する交換システムを説明するための図であって、搬送装置がマスクを搬送している状態を示す図である。 第１実施形態に係るマスクを交換する交換システムを説明するための図であって、マスク保持部材にマスクが保持された状態を示す図である。 第１実施形態に係るマスクの位置情報を取得可能な第１検出システムを説明するための模式図である。 第１実施形態に係るマスクのマーク形成領域を説明するための模式図であって、マスクのパターン形成面の一部をＸＹ平面上に展開した図である。 第１実施形態に係るマスクのマーク形成領域を説明するための模式図であって、図１０Ａのマーク形成領域の一部を拡大した図である。 第１実施形態に係るエンコーダシステムの一例を示す模式図である。 第１実施形態に係る回転開始位置マークが形成されているマスクパターン形成面の近傍をＸＹ平面上に展開した図である。 第１実施形態に係る基板の位置情報を取得可能な第２検出システムを説明するための模式図である。 第１実施形態に係る露光方法の一例を説明するためのフローチャートである。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための模式図である。 第１実施形態に係る露光装置の動作の一例を説明するための模式図である。 マイクロデバイスの製造工程の一例を示すフローチャートである。

符号の説明

１…マスク保持部材、２…マスク駆動装置、３…基板保持部材、４…基板駆動装置、５…検出システム、５Ａ…第１検出システム、５Ｂ…第２検出システム、６…制御装置、２０…軸部材、２１…支持部材、２２…錘部材、２４…防振装置、２５…吸着機構、４６…カウンタマス、４７…保持機構、６１…第１駆動機構、６１Ａ…可動子、６１Ｂ…固定子、６２…第２駆動機構、１００…ペリクル、１０１…支持部材、ＥＬ…露光光、ＥＸ…露光装置、ＩＬ…照明系、Ｊ…中心軸、Ｍ…マスク、ＭＡ…パターン形成領域、ＭＢ…マーク形成領域、ＭＦ…パターン形成面、ＭＰ…パターン、Ｐ…基板、ＰＬ…投影光学系、Ｓ（Ｓ１〜Ｓ２６）…ショット領域

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明するが、本発明はこれに限定されない。なお、以下の説明においては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内においてＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸周りの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１において、露光装置ＥＸは、パターンＭＰを有するマスクＭを保持するマスク保持部材１と、マスクＭを保持したマスク保持部材１を移動可能なマスク駆動装置２と、基板Ｐを保持する基板保持部材３と、基板Ｐを保持した基板保持部材３を移動可能な基板駆動装置４と、マスクＭの位置情報及び基板Ｐの位置情報を取得可能な検出システム５と、マスクＭのパターンＭＰを露光光ＥＬで照明する照明系ＩＬと、露光光ＥＬで照明されたマスクＭのパターンＭＰの像を基板Ｐ上に投影する投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置６とを備えている。

マスクＭは、基板Ｐ上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。本実施形態においては、マスクＭは、円筒状である。円筒状のマスクＭは、中心軸Ｊと、中心軸Ｊ周りに配置された外周面ＭＦと、外周面ＭＦの両側のそれぞれに配置された側面ＭＳとを有している。本実施形態においては、パターンＭＰは、マスクＭの外周面ＭＦに形成されている。本実施形態においては、パターンＭＰは、マスクＭの外周面ＭＦの周方向に沿って複数形成されている。マスクＭの外周面ＭＦには、その外周面ＭＦの周方向に沿って、パターンＭＰが形成されたパターン形成領域ＭＡが設定されている。以下の説明においては、マスクＭのうち、パターンＭＰが形成され、中心軸Ｊ周りに配置された外周面ＭＦの少なくとも一部を適宜、パターン形成面ＭＦ、と称する。また、本実施形態においては、マスクＭとして反射型のマスクを用いる。

基板Ｐは、例えばシリコンウエハのような半導体ウエハ等の基材上に感光材（フォトレジスト）の膜が形成されたもの、あるいは感光材に加えて保護膜（トップコート膜）などの各種の膜を塗布したものを含む。本実施形態においては、基板Ｐは、略円板状である。基板Ｐは、その表面（露光面）とＸＹ平面とが略平行となるように、基板保持部材３に保持される。基板保持部材３に保持された基板Ｐは、ＸＹ平面内において、略円形状である。基板Ｐ上には、パターンＭＰの像が形成される露光対象領域である複数のショット領域Ｓ（Ｓ１〜Ｓ２６）がマトリクス状に設けられている。

本実施形態においては、マスク駆動装置２は、例えばボイスコイルモータ及びリニアモータ等、ローレンツ力によって駆動可能なアクチュエータを含み、マスクＭを保持したマスク保持部材１を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

また、本実施形態においては、基板駆動装置４は、例えばボイスコイルモータ及びリニアモータ等、ローレンツ力によって駆動可能なアクチュエータを含み、基板Ｐを保持した基板保持部材３を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

本実施形態においては、検出システム５は、マスクＭの位置情報、ひいてはパターンＭＰ（パターン形成領域ＭＡ）に関する位置情報を取得可能な第１検出システム５Ａと、基板Ｐの位置情報、ひいてはショット領域Ｓの位置情報を取得可能な第２検出システム５Ｂとを含む。第１検出システム５Ａは、エンコーダシステム５１、及びフォーカス・レベリング検出システム５２を含む。第２検出システム５Ｂは、レーザ干渉計システム５３、フォーカス・レベリング検出システム５４、及びアライメントシステム５５を含む。

本実施形態においては、エンコーダシステム５１及びフォーカス・レベリング検出システム５２を含む第１検出システム５Ａは、マスクＭ（パターンＭＰ）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向の位置情報を取得可能である。

また、本実施形態においては、レーザ干渉計システム５３、フォーカス・レベリング検出システム５４、及びアライメントシステム５５を含む第２検出システム５Ｂは、基板Ｐ（ショット領域Ｓ）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向の位置情報を取得可能である。

露光装置ＥＸは、例えばクリーンルーム内の床面ＦＬ上に設けられた第１コラムＣＬ１、及び第１コラムＣＬ１上に設けられた第２コラムＣＬ２を含むボディＢＤを備えている。第１コラムＣＬ１は、複数の第１支柱１１と、それら第１支柱１１に防振装置１０を介して支持された第１定盤７とを備えている。第２コラムＣＬ２は、第１定盤７上に設けられた複数の第２支柱１２と、それら第２支柱１２に防振装置１３を介して支持された第２定盤８とを備えている。

照明系ＩＬは、パターンＭＰが形成されたマスクＭのパターン形成面ＭＦを露光光ＥＬで照明する。照明系ＩＬは、マスクＭのパターン形成面ＭＦ上に所定の照明領域ＩＡを設定可能であり、その照明領域ＩＡに均一な照度分布で露光光ＥＬを照射可能である。照明系ＩＬは、光源装置から射出された露光光ＥＬの照度を均一化するオプティカルインテグレータ、オプティカルインテグレータからの露光光ＥＬを集光するコンデンサレンズ、リレーレンズ系、及び照明領域ＩＡを設定する視野絞り（ブラインド機構）等を有している。照明系ＩＬから射出される露光光ＥＬとしては、例えば水銀ランプから射出される輝線（ｇ線、ｈ線、ｉ線）及びＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）等の遠紫外光（ＤＵＶ光）、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）及びＦ_２レーザ光（波長１５７ｎｍ）等の真空紫外光（ＶＵＶ光）などが用いられる。本実施形態においてはＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。

マスク保持部材１は、パターンＭＰが形成され、中心軸Ｊ周りに配置されたパターン形成面ＭＦを有する円筒状のマスクＭを保持する。マスク駆動装置２は、マスクＭを保持したマスク保持部材１を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。マスク保持部材１と、そのマスク保持部材１を移動可能なマスク駆動装置２の少なくとも一部とは、第２定盤８の上面に支持されている。マスク保持部材１は、マスクＭを保持した状態で、第２定盤８上で、６自由度の方向に移動可能である。

第２定盤８は、露光光ＥＬを通過させるための開口８Ｋを有している。照明系ＩＬから射出され、マスクＭのパターン形成面ＭＦを照明した露光光ＥＬは、マスクＭのパターン形成面ＭＦで反射し、第２定盤８の開口８Ｋを通過した後、投影光学系ＰＬに入射する。

本実施形態においては、マスク保持部材１は、マスクＭの中心軸ＪとＸ軸とがほぼ平行となるように、マスクＭを保持する。したがって、マスクＭがマスク保持部材１に保持された状態においては、マスクＭのパターン形成面ＭＦは、Ｘ軸とほぼ平行な軸周りに配置される。マスク駆動装置２は、マスクＭを保持したマスク保持部材１を、中心軸Ｊを回転軸としてθＸ方向に回転可能であるとともに、マスクＭを保持したマスク保持部材１を、６自由度の方向に移動可能である。マスク保持部材１に保持されたマスクＭは、マスク駆動装置２によって、中心軸Ｊを回転軸として、少なくともθＸ方向に回転可能である。

検出システム５の第１検出システム５Ａは、パターン形成面ＭＦの周方向（θＸ方向）におけるマスクＭのパターンＭＰの位置情報、及び中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）におけるマスクＭのパターンＭＰの位置情報の少なくとも一方を取得可能なエンコーダシステム５１と、中心軸Ｊと垂直な方向（Ｚ軸方向）におけるマスクＭのパターン形成面ＭＦの位置情報を取得可能なフォーカス・レベリング検出システム５２とを含む。制御装置６は、エンコーダシステム５１及びフォーカス・レベリング検出システム５２を含む第１検出システム５Ａの検出結果に基づいて、マスク駆動装置２を駆動し、マスク保持部材１に保持されているマスクＭの位置を制御する。

投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンＭＰの像を所定の投影倍率βで基板Ｐに投影する。投影光学系ＰＬは、複数の光学素子を有しており、それら光学素子は鏡筒１５で保持されている。鏡筒１５はフランジ１５Ｆを有しており、投影光学系ＰＬは、フランジ１５Ｆを介して、第１定盤７に支持されている。また、第１定盤７と鏡筒１５との間に防振装置を設けることができる。本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影倍率が例えば１／４、１／５、１／８等の縮小系である。また、本実施形態の投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンＭＰの倒立像を基板Ｐ上に投影する。

なお、投影光学系ＰＬは、縮小系、等倍系、及び拡大系のいずれでもよい。また、投影光学系ＰＬは、倒立像と正立像とのいずれを形成してもよい。また、投影光学系ＰＬは、反射光学素子を含まない屈折系、屈折光学素子を含まない反射系、反射光学素子と屈折光学素子とを含む反射屈折系のいずれであってもよい。

基板保持部材３は、感光材の膜を有する円板状の基板Ｐを保持する。基板保持部材３は、基板Ｐを吸着して保持する吸着機構を有している。本実施形態においては、基板保持部材３には凹部３Ｃが形成されている。基板Ｐを吸着して保持する吸着機構の少なくとも一部、及び基板Ｐの裏面を保持する保持面は、その凹部３Ｃに配置されている。また、凹部３Ｃ以外の基板保持部材３の上面３Ｆは、保持面（吸着機構）に保持された基板Ｐの表面とほぼ同じ高さ（面一）となる平坦面である。

基板駆動装置４は、基板Ｐを保持した基板保持部材３を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。基板保持部材３と、その基板保持部材３を移動可能な基板駆動装置４の少なくとも一部とは、第３定盤９の上面に支持されている。第３定盤９は、床面ＦＬ上に防振装置１４を介して支持されている。基板保持部材３は、基板Ｐを保持した状態で、第３定盤９上で、６自由度の方向に移動可能である。

本実施形態においては、基板保持部材３は、基板Ｐの表面（露光面）とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板駆動装置４は、基板Ｐを保持した基板保持部材３を、少なくとも所定の一次元方向に移動可能である。基板保持部材３に保持された基板Ｐは、基板駆動装置４によって、少なくとも所定の一次元方向に移動可能である。

検出システム５の第２検出システム５Ｂは、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向における基板Ｐを保持した基板保持部材３（ひいては基板Ｐ）の位置情報を取得可能なレーザ干渉計システム５３と、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向における基板保持部材３に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報を取得可能なフォーカス・レベリング検出システム５４とを含む。制御装置６は、レーザ干渉計システム５３及びフォーカス・レベリング検出システム５４を含む第２検出システム５Ｂの検出結果に基づいて、基板駆動装置４を駆動し、基板保持部材３に保持されている基板Ｐの位置を制御する。

また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、基板Ｐ上に形成されたアライメントマークＡＭ等を検出するオフアクシス方式のアライメントシステム５５を備えている。アライメントシステム５５の少なくとも一部は、投影光学系ＰＬの先端の近傍に配置されている。本実施形態のアライメントシステム５５は、例えば特開平４−６５６０３号公報（対応する米国特許５，４９３，４０３号）に開示されているような、基板Ｐ上の感光材を感光させないブロードバンドな検出光を対象マーク（基板Ｐ上に形成されたアライメントマークＡＭ等）に照射し、その対象マークからの反射光によって受光面に結像された対象マークの像と指標（アライメントシステム５５内に設けられた指標板上の指標マーク）の像とをＣＣＤ等の撮像素子を用いて撮像し、それらの撮像信号を画像処理することでマークの位置を計測するＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のアライメントシステムを採用する。

図２は、本実施形態の露光装置ＥＸを示す模式図である。本実施形態の露光装置ＥＸは、マスクＭと基板Ｐとをそれぞれ所定の走査方向に同期移動しつつ、マスクＭのパターンＭＰの像を基板Ｐ上に投影する走査型露光装置（いわゆるスキャニングステッパ）である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、マスクＭの走査方向（同期移動方向）をθＸ方向とする。

露光装置ＥＸは、マスク駆動装置２及び基板駆動装置４のそれぞれを用いて、マスクＭのθＸ方向への移動（回転）と同期して、基板ＰをＹ軸方向に移動しつつ、マスクＭのパターンＭＰの像を投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に投影する。露光装置ＥＸは、基板Ｐのショット領域Ｓを投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＡに対してマスクＭのパターン形成面ＭＦを中心軸Ｊを回転軸としてθＸ方向に移動（回転）しつつ、照明領域ＩＡを露光光ＥＬで照明し、投影光学系ＰＬを介して投影領域ＡＲに露光光ＥＬを照射することによって、投影領域ＡＲに形成されるパターンＭＰの像で基板Ｐ上のショット領域Ｓを露光する。

上述のように、本実施形態においては、投影光学系ＰＬは、マスクＭのパターンＭＰの倒立像を基板Ｐ上に投影する。基板Ｐのショット領域ＳにマスクＭのパターンＭＰの像を投影する際、図２の矢印で示すように、制御装置６は、例えば基板Ｐの−Ｙ方向への移動と同期して、マスクＭをＹ軸からＺ軸へ向かう向き（＋Ｘ方向からマスクＭを見た場合、反時計回り）に回転する。以下の説明において、Ｙ軸からＺ軸へ向かう向き（＋Ｘ方向からマスクＭを見た場合、反時計回り）への回転方向を適宜、＋θＸ方向、と称し、その逆方向を適宜、−θＸ方向、と称する。

図２に示すように、本実施形態においては、照明系ＩＬは、マスクＭと投影光学系ＰＬとの間に配置された反射光学素子１８を備えている。また、本実施形態においては、照明系ＩＬは、反射光学素子１８に対して光源装置側に配置され、露光光ＥＬを反射光学素子１８に導く第１シリンドリカルレンズ１７と、第１シリンドリカルレンズ１７によって反射光学素子１８に導かれ、その反射光学素子１８で反射した露光光ＥＬが入射されるとともに、その露光光ＥＬをマスクＭのパターン形成面ＭＦに導く第２シリンドリカルレンズ１９とを備えている。

第１シリンドリカルレンズ１７は、照明系ＩＬの視野絞り等によって設定された露光光ＥＬの断面形状を補正する。反射光学素子１８は、第１シリンドリカルレンズ１７からの露光光ＥＬを反射し、露光光ＥＬの光路の向きを変える。第２シリンドリカルレンズ１９は、反射光学素子１８からの露光光ＥＬの断面形状を補正する。

本実施形態においては、第１シリンドリカルレンズ１７及び第２シリンドリカルレンズ１９を含む照明系ＩＬは、マスクＭのパターン形成面ＭＦ上における照明領域ＩＡを、Ｘ軸方向を長手方向とするスリット状（矩形状）に設定する。また本実施形態においては、照明系ＩＬは、円筒状のマスクＭのパターン形成面ＭＦの最下部ＢＴを露光光ＥＬで照明する。

上述したように、本実施形態においては、マスクＭとして反射型のマスクを用いる。照明系ＩＬによってパターン形成面ＭＦに照射され、そのパターン形成面ＭＦで反射した露光光ＥＬが、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に照射される。マスクＭのパターンＭＰの像は、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に形成される。制御装置６は、マスクＭのパターンＭＰの像を基板Ｐ上に投影してその基板Ｐを露光するために、マスク駆動装置２を用いて、マスクＭを中心軸Ｊを回転軸として回転しつつ、照明系ＩＬを用いて、マスクＭのパターン形成面ＭＦに露光光ＥＬを照射する。

次に、マスクＭについて説明する。図３は、マスクＭを示す斜視図、図４Ａは、マスクＭのパターン形成面ＭＦの模式図、図４Ｂは、マスクＭのパターン形成面ＭＦをＸＹ平面上に展開した図である。

図３に示すように、マスクＭは、円筒状である。マスクＭは、パターンＭＰが形成され、中心軸Ｊ周りに配置されたパターン形成面ＭＦを有する。図３において、中心軸Ｊは、Ｘ軸と平行である。マスクＭは、マスク駆動装置２の駆動によって、中心軸Ｊを回転軸として、θＸ方向に回転可能である。

円筒状のマスクＭは、内部空間ＭＫと、その内部空間ＭＫと外部空間とを接続するように内部空間ＭＫの両側（＋Ｘ側及び−Ｘ側）に形成された開口ＭＫａとを備えている。円筒状のマスクＭは、パターン形成面ＭＦの両側のそれぞれに側面ＭＳを有している。マスクＭの側面ＭＳは、ＹＺ平面内において略円環状であり、開口ＭＫａを囲むように配置されている。図３において、マスクＭの側面ＭＳは、ＹＺ平面とほぼ平行である。本実施形態においては、マスクＭは、内部空間ＭＫを有した中空構造であるので、マスクＭの軽量化を図ることができる。

パターンＭＰは、パターン形成面ＭＦの周方向に沿って複数形成されている。マスクＭのパターン形成面ＭＦには、そのパターン形成面ＭＦの周方向に沿って、パターンＭＰが形成されるパターン形成領域ＭＡが複数設けられている。複数のパターン形成領域ＭＡのそれぞれに、基板Ｐに投影されるべきパターンＭＰが形成されている。

パターン形成面ＭＦをＸＹ平面上に展開したときの、そのパターン形成面ＭＦに形成されているパターンＭＰの形状は、投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に形成されるパターンＭＰの像の形状と相似である。本実施形態においては、パターン形成領域ＭＡには、一例として、文字「Ｆ」の形状を有するパターンＭＰが形成されている。

また、図４Ｂに示すように、本実施形態においては、照明系ＩＬの照明領域ＩＡは、Ｘ軸方向を長手方向とするスリット状に設定されている。

マスクＭは、石英等のガラス材料、又はセラミックス（低膨張セラミックス）等によって形成された円筒状の基材上に、例えばクロム（Ｃｒ）等からなる金属膜を用いて所定のパターンＭＰを形成したものである。

また、本実施形態においては、マスクＭの外周面ＭＦの中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）の一端側（＋Ｘ側）及び他端側（−Ｘ側）のそれぞれにおけるパターン形成領域ＭＡの外側には、検出システム５によって検出されるマークが形成されたマーク形成領域ＭＢが配置されている。なお、図面を見やすくするため、図３及び図４Ａ及び図４Ｂにはマークを図示していない。

図３に示すように、マスクＭは、パターン形成面ＭＦを覆うように円筒状に形成されたペリクル１００と、ペリクル１００を支持する支持部材（ペリクル枠）１０１とを備えている。支持部材１０１は、マスクＭのパターン形成面（外周面）ＭＦの中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）の一端側及び他端側のそれぞれにおけるマーク形成領域ＭＢの外側の所定領域において、中心軸Ｊを囲むようにパターン形成面（外周面）ＭＦの周方向に沿って形成されている。支持部材１０１に支持されたペリクル１００と、マスクＭのパターン形成面ＭＦとは離れている。

本実施形態においては、支持部材１０１は円環状の部材である。支持部材１０１は、例えばポリ四フッ化エチレン等、柔軟性（可撓性）を有する材料で形成されており、曲面であるパターン形成面ＭＦに良好に接続することができる。支持部材１０１は、マスクＭのパターン形成面ＭＦの中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）の一端側及び他端側のそれぞれにおけるマーク形成領域ＭＢの外側の所定領域において、マスクＭのパターン形成面ＭＦに接続されている。

本実施形態においては、パターン形成面ＭＦを覆うようにペリクル１００が設けられているので、パターン形成面ＭＦに対する異物の付着を抑制し、パターン形成面ＭＦを保護することができる。

図５は、基板保持部材３の平面図である。図５に示すように、基板Ｐ上には、露光対象領域である複数のショット領域Ｓ（Ｓ１〜Ｓ２６）がマトリクス状に設けられているとともに、各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２６のそれぞれに対応するように複数のアライメントマークＡＭが設けられている。また、図５に示すように、本実施形態においては、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲは、Ｘ軸方向を長手方向とするスリット状に設定されている。また、基板Ｐは、ＸＹ平面内において、略円形状である。

基板Ｐのショット領域Ｓ１〜Ｓ２６のそれぞれを露光するとき、制御装置６は、図５中、例えば矢印ｙ１で示すように、投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲと基板Ｐとを相対的に移動しつつ、投影領域ＡＲに露光光ＥＬを照射することによって、基板Ｐ上に露光光ＥＬを照射する。制御装置６は、投影領域ＡＲが基板Ｐに対して矢印ｙ１に沿って移動するように、基板駆動装置４を用いて、基板保持部材３の動作を制御する。

また、基板保持部材３の上面の所定位置には、上述のアライメントシステム５５で検出される基準マークＦＭが形成されている。また、投影光学系ＰＬの像面側（光射出面側）に配置可能な基板保持部材３の上面において、基準マークＦＭに対して所定位置には、開口５６Ｋが形成されている。そして、この開口５６Ｋの下方（−Ｚ方向）には、投影光学系ＰＬ及び開口５６Ｋを介した光を受光可能な受光装置５６の少なくとも一部が配置されている。本実施形態においては、受光装置５６は、例えば特開２００２−１４００５号公報（対応する米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書）等に開示されているような、空間像計測器を含む。

本実施形態においては、パターン形成面ＭＦにおけるマスクＭの直径をＤ、基板Ｐの走査方向（本実施形態においてはＹ軸方向）における基板Ｐの最大の長さをＬ、投影光学系ＰＬの投影倍率をβ、円周率をπとしたとき、
Ｄ ≧ （β×Ｌ）／π …（１）
の条件が満足されている。本実施形態においては、（１）式の条件を満足するように、基板Ｐの最大の長さＬ及び投影光学系ＰＬの投影倍率βに応じて、パターン形成面ＭＦにおけるマスクＭの直径Ｄが定められている。

ここで、上述したように、本実施形態においては、基板Ｐは、ＸＹ平面内において、略円形状である。本実施形態においては、基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）における基板Ｐの最大の長さＬは、基板Ｐの直径である。

また、図５に示したように、基板Ｐ上には、マスクＭのパターンＭＰの像が投影されるショット領域Ｓが、少なくとも基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）に沿って複数設けられている。そして、マスクＭのパターンＭＰは、パターン形成面ＭＦの周方向に沿って、少なくとも基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）におけるショット領域Ｓの最大数だけ形成されている。

本実施形態においては、図５に示したように、４つのショット領域Ｓ１〜Ｓ４がＹ軸方向に沿って設けられ、６つのショット領域Ｓ５〜Ｓ１０がＹ軸方向に沿って設けられ、６つのショット領域Ｓ１１〜Ｓ１６がＹ軸方向に沿って設けられ、６つのショット領域Ｓ１７〜Ｓ２２がＹ軸方向に沿って設けられ、４つのショット領域Ｓ２３〜Ｓ２６がＹ軸方向に沿って設けられている。したがって、本実施形態においては、Ｙ軸方向におけるショット領域Ｓの最大数は、６である。マスクＭのパターンＭＰが形成されたパターン形成領域ＭＡは、パターン形成面ＭＦの周方向に沿って、６つ形成されている。

次に、マスク保持部材１及びマスク駆動装置２について説明する。図６は、マスク保持部材１及びマスク駆動装置２の近傍の側断面図である。図６において、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持するマスク保持部材１と、マスクＭを保持したマスク保持部材１を移動可能なマスク駆動装置２とを備えている。マスク保持部材１及びマスク駆動装置２の少なくとも一部は、第２定盤８上に設けられている。

また、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持するマスク保持部材１を、中心軸Ｊを回転軸として回転可能に支持する軸部材２０と、軸部材２０を回転可能に支持する支持部材２１とを備えている。支持部材２１は、略筒状の部材である。

マスク保持部材１は、軸部材２０の少なくとも一部を配置するための孔１６を有している。孔１６は、少なくとも−Ｘ側に開口１６Ｋａを有している。本実施形態においては、孔１６は、マスク保持部材１の一部をＸ軸方向に貫通するように形成され、孔１６の両側（＋Ｘ側及び−Ｘ側）のそれぞれに開口１６Ｋａ、１６Ｋｂが形成されている。

マスク保持部材１は、軸部材２０の一端側（＋Ｘ側）に配置されている。また、露光装置ＥＸは、軸部材２０の他端側（−Ｘ側）に配置された錘部材２２を有している。錘部材２２は、軸部材２０の他端に接続されている。軸部材２０と錘部材２２とは一体である。軸部材２０を回転可能に支持する支持部材２１は、マスク保持部材１と錘部材２２との間に配置されている。支持部材２１は、ベース部材２３の上面に支持されている。支持部材２１は、ベース部材２３の上面に接続されている。支持部材２１とベース部材２３とは一体である。支持部材２１を支持するベース部材２３は、防振装置２４を介して、第２定盤８の上面に支持されている。防振装置２４は、マスク保持部材１の移動に伴う振動を抑えることができる。防振装置２４は、ローレンツ力によって駆動可能なアクチュエータと、エアマウント等のダンパ機構とを含む。

マスク保持部材１は、パターンＭＰが形成され、中心軸Ｊ周りに配置されたパターン形成面ＭＦを有する円筒状のマスクＭの側面ＭＳを着脱可能に保持する。マスク保持部材１は、マスクＭの側面ＭＳを吸着可能な吸着機構２５を有する。

マスク保持部材１は、−Ｘ側のマスクＭの側面ＭＳと対向するように配置され、そのマスクＭの−Ｘ側の側面ＭＳを着脱可能に保持する保持面２６を備えている。吸着機構２５は、マスクＭの側面ＭＳを保持面２６に吸着可能である。マスク保持部材１の保持面２６は、後述する基材２７の第１面２７Ａ、ピン部材２９の端面、第１周壁部材３０の端面、及び第２周壁部材３１の端面を含む。

図７Ａ及び７Ｂは、マスク保持部材１を示す図であって、図７Ａは、マスク保持部材１のＸＺ平面と平行な断面図、図７Ｂは、マスク保持部材１を＋Ｘ側から見た図である。マスク保持部材１は、基材２７と、基材２７上に形成され、マスクＭの側面ＭＳを支持可能なピン部材２９と、基材２７上に形成され、マスクＭの側面ＭＳの外縁領域と対向可能な第１周壁部材３０と、基材２７上に形成され、マスクＭの側面ＭＳの内縁領域（開口ＭＫａの近傍の領域）と対向可能な第２周壁部材３１と、基材２７上に形成され、気体を吸引可能な吸引口３２を備えている。

マスク保持部材１の基材２７は、マスクＭに応じた形状を有している。上述のように、本実施形態においては、マスクＭの側面ＭＳは、ＹＺ平面内において略円環状である。マスクＭの側面ＭＳと対向可能な基材２７の第１面２７Ａは、マスクＭの側面ＭＳに対応するように、ＹＺ平面内において略円環状に形成されている。本実施形態においては、基材２７の第１面２７Ａは、＋Ｘ側を向いている。保持面２６は、基材２７の第１面２７Ａ側に配置されている。

また、本実施形態においては、マスク保持部材１は、保持面２６よりも＋Ｘ側に突出するように形成された突出部２８を有している。突出部２８は、基材２７のＹＺ平面内における中央部分と接続されている。軸部材２０を配置するための孔１６は、基材２７及び突出部２８をＸ軸方向に貫通するように形成されている。突出部２８の少なくとも一部は、保持面２６に保持されたマスクＭの内部空間ＭＫに配置可能である。

第１周壁部材３０は、基材２７の第１面２７Ａの外縁領域に形成されている。第１周壁部材３０は、マスクＭの側面ＭＳの外形に応じて略円環状に形成されている。第１周壁部材３０は、マスクＭの側面ＭＳの外径よりも僅かに小さい外径を有している。第１周壁部材３０は、マスク保持部材１に保持されるマスクＭの側面ＭＳの外縁領域と対向可能な端面を有している。第１周壁部材３０の端面は、平坦であって、所定の幅を有している。

第２周壁部材３１は、基材２７の第１面２７Ａの内縁領域に形成されている。第２周壁部材３１は、マスクＭの側面ＭＳの開口ＭＫａに応じて略円環状に形成されている。第２周壁部材３１は、マスクＭの側面ＭＳに囲まれた開口ＭＫａの外径よりも僅かに大きい外径を有している。第２周壁部材３１は、マスク保持部材１に保持されるマスクＭの側面ＭＳの内縁領域と対向可能な端面を有している。第２周壁部材３１の端面は、平坦であって、所定の幅を有している。

ピン部材２９は、基材２７の第１面２７Ａに複数に形成されている。第１周壁部材３０は、第２周壁部材３１を囲むように配置されており、ピン部材２９は、第１周壁部材３０と第２周壁部材３１との間における基材２７の第１面２７Ａにおいて、複数一様に配置されている。ピン部材２９のそれぞれは、マスクＭの側面ＭＳと対向可能な端面を有している。ピン部材２９の端面は、平坦である。複数のピン部材２９の端面のそれぞれは、Ｘ軸方向においてほぼ同じ位置に設けられている。

本実施形態においては、ピン部材２９の端面と第１周壁部材３０の端面と第２周壁部材３１の端面とは、Ｘ軸方向においてほぼ同じ位置に設けられている。すなわち、複数のピン部材２９の端面、第１周壁部材３０の端面、及び第２周壁部材３１の端面は、ほぼ同一平面上（ＹＺ平面上）に位置しており、面一となっている。ピン部材２９の端面、第１周壁部材３０の端面、及び第２周壁部材３１の端面は、マスクＭの側面ＭＳに接触可能である。図６に示すように、ピン部材２９の端面、第１周壁部材３０の端面、及び第２周壁部材３１の端面のそれぞれとマスクＭの側面ＭＳとが接触することにより、マスクＭの−Ｘ側には、マスクＭの側面ＭＳと第１周壁部材３０と第２周壁部材３１と基材２７とで囲まれた空間３３が形成される。

吸引口３２は、マスクＭを吸着して保持するためのものである。吸引口３２は、第１周壁部材３０と第２周壁部材３１との間における基材２７の第１面２７Ａにおいて、複数の所定位置のそれぞれに形成されている。吸引口３２は、基材２７の第１面２７Ａのうち、ピン部材２９以外の複数の所定位置にそれぞれ設けられている。

マスクＭの側面ＭＳを吸着可能な吸着機構２５は、基材２７の第１面２７Ａに形成された吸引口３２と、その吸引口３２を介して気体を吸引可能な真空系等を含む吸引装置３４とを含む。図７Ａに示すように、吸引装置３４は、マスク保持部材１の外部に設けられており、吸引口３２のそれぞれは、流路３５を介して吸引装置３４と接続されている。吸引口３２のそれぞれと吸引装置３４とを接続する流路３５の少なくとも一部は、基材２７の内部に形成されている。

吸引装置３４は、マスクＭの側面ＭＳと第１周壁部材３０と第２周壁部材３１と基材２７とで囲まれた空間３３を負圧化することができる。すなわち、吸引装置３４は、吸引口３２を介して空間３３の気体を吸引することによって、空間３３の圧力を、空間３３の外側の空間の圧力（例えば大気圧）よりも低下させることができる。本実施形態においては、マスク保持部材１は、ピン部材２９を有しており、いわゆるピンチャック機構を有する。

制御装置６は、吸着機構２５の吸引装置３４を駆動し、空間３３の気体を吸引して、この空間３３を負圧にすることによって、マスクＭを、ピン部材２９の端面、第１周壁部材３０の端面、及び第２周壁部材３１の端面を含む保持面２６で吸着して保持する。

また、制御装置６は、吸引装置３４を含む吸着機構２５を制御して、吸着機構２５によるマスクＭの吸着を解除することにより、マスクＭを保持面２６から離すことができる。

このように、本実施形態においては、制御装置６は、マスク保持部材１に設けられた吸着機構２５を制御することによって、マスクＭをマスク保持部材１の保持面２６に取り付けたり、マスクＭをマスク保持部材１の保持面２６から取り外したりすることができる。

なお、本実施形態においては、吸着機構２５は、マスクＭを真空吸着する真空吸着機構を備えているが、静電気の力を用いた静電吸着機構を備えていてもよい。静電吸着機構によっても、マスク保持部材１は、マスクＭを着脱可能に保持することができる。

図６に示すように、軸部材２０の少なくとも一部は、マスク保持部材１の孔（内部空間）１６に配置可能である。軸部材２０の＋Ｘ側の端は、マスク保持部材１の保持面２６よりも＋Ｘ側に配置される。また、軸部材２０の外面と、マスク保持部材１（突出部２８）の孔１６の内面とは対向する。マスク保持部材１のうち、保持面２６よりも＋Ｘ側に配置された軸部材２０及びマスク保持部材１（突出部２８）の少なくとも一部は、保持面２６に保持されたマスクＭの内部空間ＭＫに配置可能である。

また、本実施形態においては、マスク保持部材１の保持面２６に保持されたマスクＭと、そのマスクＭの内部空間ＭＫに配置されたマスク保持部材１（突出部２８）及び軸部材２０とは離れている。

図６に示すように、露光装置ＥＸは、マスク保持部材１と軸部材２０との間に形成された第１気体軸受３６と、軸部材２０と支持部材２１との間に形成された第２気体軸受３７及び第３気体軸受３８とを有する。

上述のように、突出部２８を含むマスク保持部材１は、軸部材２０の外面と対向する内面を有している。孔１６は、ＸＹ平面内において円形状である。軸部材２０のうち、少なくとも孔１６の内側に配置される部分も、ＸＹ平面内において円形状である。軸部材２０のうち、孔１６の内側に配置される部分の外径は、孔１６の内径よりも僅かに小さい。マスク保持部材１の内面と軸部材２０の外面との間には、所定の間隔（第１ギャップ）Ｇ１が形成される。

第１気体軸受３６は、マスク保持部材１の内面と、軸部材２０の外面との間に形成されている。マスク保持部材１は、第１気体軸受３６によって、軸部材２０に対して非接触支持される。第１気体軸受３６によって、マスク保持部材１の内面と軸部材２０の外面との間隔（第１ギャップ）Ｇ１が略一定に維持される。軸部材２０は、マスク保持部材１を、中心軸Ｊを回転軸として回転可能に支持する。

本実施形態においては、第１気体軸受３６によって、第１ギャップＧ１が略一定に維持されており、軸部材２０に対するマスク保持部材１のＹ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に関する移動が規制される。マスク保持部材１は、軸部材２０に対して、Ｘ軸、及びθＸ方向のみに移動可能である。

支持部材２１は、略筒状の部材である。支持部材２１は、軸部材２０の少なくとも一部を配置可能な孔（内部空間）３９を有している。孔３９は、支持部材２１をＸ軸方向に貫通するように形成されている。軸部材２０の少なくとも一部は、筒状の支持部材２１の孔３９の内側に配置される。

支持部材２１は、軸部材２０の外面と対向する内面を有している。孔３９は、ＸＹ平面内において円形状であり、軸部材２０のうち、少なくとも孔３９の内側に配置される部分も、ＸＹ平面内において円形状である。そして、軸部材２０のうち、孔３９の内側に配置される部分の外径は、孔３９の内径よりも僅かに小さい。支持部材２１の内面と軸部材２０の外面との間には、所定の間隔（第２ギャップ）Ｇ２が形成される。

第２気体軸受３７は、支持部材２１の内面と、軸部材２０の外面との間に形成されている。軸部材２０は、第２気体軸受３７によって、支持部材２１に対して非接触支持される。第２気体軸受３７によって、支持部材２１の内面と軸部材２０の外面との間隔（第２ギャップ）Ｇ２が略一定に維持される。支持部材２１は、軸部材２０を、中心軸Ｊを回転軸として回転可能に支持する。

支持部材２１は、＋Ｘ側を向く第１側面２１Ａと、−Ｘ側を向く第２側面２１Ｂとを有している。第１側面２１Ａ及び第２側面２１Ｂのそれぞれは、平坦である。軸部材２０は、支持部材２１の＋Ｘ側の第１側面２１Ａと対向する対向面４１Ａを有する第１フランジ４１と、支持部材２１の−Ｘ側の第２側面２１Ｂと対向する対向面４２Ａを有する第２フランジ４２とを有している。第１側面２１Ａ、第２側面２１Ｂ、対向面４１Ａ、対向面４２Ａのそれぞれは、ＹＺ平面とほぼ平行である。第１側面２１Ａと第２側面２１ＢとのＸ軸方向における距離は、第１フランジ４１の対向面４１Ａと第２フランジ４２の対向面４２ＡとのＸ軸方向における距離よりも僅かに小さい。第１側面２１Ａと対向面４１Ａとの間には、所定の間隔（第３ギャップ）Ｇ３が形成され、第２側面２１Ｂと対向面４２Ａとの間には、所定の間隔（第４ギャップ）Ｇ４が形成される。

第３気体軸受３８は、支持部材２１の第１側面２１Ａと第１フランジ４１の対向面４１Ａとの間、及び支持部材２１の第２側面２１Ｂと第２フランジ４２の対向面４２Ａとの間のそれぞれに形成されている。第３気体軸受３８によって、支持部材２１の第１側面２１Ａと第１フランジ４１の対向面４１Ａとの間隔（第３ギャップ）Ｇ３が略一定に維持されるとともに、支持部材２１の第２側面２１Ｂと第２フランジ４２の対向面４２Ａとの間隔（第４ギャップ）Ｇ４が略一定に維持される。

本実施形態においては、第２気体軸受３７及び第３気体軸受３８によって、第２ギャップＧ２、第３ギャップＧ３、及び第４ギャップＧ４のそれぞれが略一定に維持される。本実施形態においては、第２気体軸受３７及び第３気体軸受３８によって、支持部材２１に対する軸部材２０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に関する移動が規制される。軸部材２０は、支持部材２１に対して、θＸ方向のみに移動可能（回転可能）である。

上述のように、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、マスクＭを保持したマスク保持部材１を中心軸Ｊを回転軸としてθＸ方向に回転可能であるとともに、マスクＭを保持したマスク保持部材１を６自由度の方向に移動可能なマスク駆動装置２を備えている。マスク駆動装置２は、マスク保持部材１を少なくとも回転方向（θＸ方向）に移動可能な第１駆動機構６１と、軸部材２０を所定方向に移動可能な第２駆動機構６２とを含む。

第１駆動機構６１は、マスク保持部材１側に取り付けられた可動子６１Ａと、軸部材２０側に取り付けられた固定子６１Ｂとを有し、マスク保持部材１を少なくとも回転方向（θＸ方向）に移動する。第１駆動機構６１は、ローレンツ力で駆動する回転モータを含む。本実施形態においては、第１駆動機構６１の可動子６１Ａは、マグネットユニットを有し、固定子６１Ｂは、コイルユニットを有する。

本実施形態においては、可動子６１Ａは、マスク保持部材１の基材２７の第２面２７Ｂに取り付けられている。基材２７の第２面２７Ｂは、第１面２７Ａとは反対側の面であって、−Ｘ側を向いている。また、本実施形態においては、軸部材２０は、基材２７の第２面２７Ｂと対向する対向面４３Ａを有する第３フランジ４３を有しており、固定子６１Ｂは、第３フランジ４３の対向面４３Ａに取り付けられている。第２面２７Ｂ及び対向面４３Ａのそれぞれは、ＹＺ平面とほぼ平行である。第２面２７Ｂと対向面４３Ａとの間には、所定の間隔（第５ギャップ）Ｇ５が形成される。

固定子６１Ｂは、中心軸Ｊを囲むように対向面４３Ａに配置された複数のコイル（コイル列）を含む。可動子６１Ａは、コイルの配列方向と同方向に極性が交互に変化するように、中心軸Ｊを囲むように第２面２７Ｂに配置された複数の磁石（磁石列）を含む。

制御装置６は、固定子６１Ｂの複数のコイルに、正弦波状の三相交流を供給する。これにより、コイルの配列方向、すなわち、中心軸Ｊ周りの回転方向（θＸ方向）に推力が発生する。制御装置６は、コイル列と磁石列との相対位置に応じて三相交流を供給するコイルを切り替えることにより、コイルの配列方向に沿ってコイル列と磁石列との相対位置を連続的に変化させることができる。可動子６１Ａの磁石列によって形成される磁界がコイルの配列方向に沿ってコイルの配列周期で正弦波状に変化することによって、コイル列に三相交流を印加するとコイルの配列方向に一定の推力が発生する。

制御装置６は、可動子６１Ａ及び固定子６１Ｂを含む第１駆動機構６１を制御することによって、マスク保持部材１を、中心軸Ｊ周りの回転方向（θＸ方向）に回転可能である。また、制御装置６は、第１駆動機構６１を制御することによって、可動子６１Ａと固定子６１ＢとのＸ軸方向における距離を調整することができる。制御装置６は、例えば固定子６１Ｂのコイルに供給する電力を調整することによって、軸部材２０の第３フランジ４３の対向面４３Ａとマスク保持部材１の基材２７の第２面２７ＢとのＸ軸方向における間隔（第５ギャップ）Ｇ５を調整することができる。

すなわち、制御装置６は、第１駆動機構６１を制御することによって、軸部材２０（第３フランジ４３）に対してマスク保持部材１（基材２７）をＸ軸方向に移動することができ、軸部材２０に対するマスク保持部材１のＸ軸方向における位置を調整することができる。

このように、本実施形態においては、マスク駆動装置２の第１駆動機構６１は、マスクＭを保持するマスク保持部材１を中心軸Ｊ周りの回転方向（θＸ方向）に移動可能であるとともに、中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）に移動可能である。

第２駆動機構６２は、ベース部材２３（支持部材２１）側に取り付けられた可動子６２Ａと、第２定盤８側に取り付けられた固定子６２Ｂとを有し、ベース部材２３及びそのベース部材２３と一体の支持部材２１を、所定方向に移動可能である。第２駆動機構６２は、ローレンツ力で駆動するボイスコイルモータを含む。本実施形態においては、第２駆動機構６２の可動子６２Ａは、マグネットユニットを有し、固定子６２Ｂは、コイルユニットを有する。

本実施形態においては、可動子６２Ａは、ベース部材２３の複数の所定位置のそれぞれに取り付けられている。固定子６２Ｂは、第２定盤８の複数の所定位置のそれぞれに、可動子６２Ａと対応するように取り付けられている。本実施形態においては、可動子６２Ａは、ベース部材２３の少なくとも６箇所のそれぞれに取り付けられ、固定子６２Ｂは、可動子６２Ａのそれぞれに対応するように、第２定盤８の６箇所のそれぞれに取り付けられている。なお、図６においては、可動子６２Ａ及びその可動子６２Ａに対応する固定子６２Ｂが２つずつ示されており、残りの可動子６２Ａ及び固定子６２Ｂの図示は省略してある。

制御装置６は、複数の可動子６２Ａ及び固定子６２Ｂを含む第２駆動機構６２を制御することによって、ベース部材２３及びそのベース部材２３と一体の支持部材２１を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。

また、上述したように、軸部材２０は、支持部材２１に対して、θＺ方向のみに移動可能（回転可能）である。第２気体軸受３７及び第３気体軸受３８によって、支持部材２１に対する軸部材２０のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に関する移動は規制される。したがって、ベース部材２３及び支持部材２１のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向への移動に伴って、軸部材２０も、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に移動する。換言すれば、軸部材２０と支持部材２１（ベース部材２３）とは、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に関して一緒に移動する。

第２駆動機構６２は、支持部材２１を所定方向に移動することによって、支持部材２１を軸部材２０と一緒に所定方向に移動可能である。したがって、制御装置６は、第２駆動機構６２を制御して、支持部材２１を移動することによって、軸部材２０を支持部材２１と一緒に、θＸ方向以外の方向、すなわちＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に移動することができる。

また、上述したように、マスク保持部材１は、軸部材２０に対して、Ｘ軸、及びθＸ方向のみに移動可能である。第１気体軸受３６によって、軸部材２０に対するマスク保持部材１のＹ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に関する移動は規制される。したがって、軸部材２０のＹ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向への移動に伴って、マスク保持部材１も、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に移動する。換言すれば、マスク保持部材１と軸部材２０とは、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に関して一緒に移動する。

したがって、第２駆動機構６２は、支持部材２１を軸部材２０と一緒にＹ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に移動することによって、マスク保持部材１を軸部材２０と一緒にＹ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に移動することができる。また、制御装置６は、第１駆動機構６１を用いて第５ギャップＧ５を調整しつつ（例えば一定値に維持しつつ）、第２駆動機構６２を用いて支持部材２１を軸部材２０と一緒に移動することによって、マスク保持部材１と軸部材２０とを、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＹ、及びθＺ方向に関して一緒に移動可能である。

そして、制御装置６は、第１駆動機構６１及び第２駆動機構６２を含むマスク駆動装置２を制御することによって、マスクＭを保持するマスク保持部材１をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。制御装置６は、マスク駆動装置２を制御することによって、マスク保持部材１の６自由度の方向の位置を調整可能であり、そのマスク保持部材１に保持されたマスクＭ、ひいてはパターンＭＰの６自由度の方向の位置を調整可能である。

本実施形態においては、マスク駆動装置２は、ローレンツ力で駆動するコイルユニットとマグネットユニットとを有し、それらコイルユニットとマグネットユニットとは非接触状態で駆動する。これにより、マスク保持部材１を移動するマスク駆動装置２による振動の発生が抑制されている。

また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、マスク保持部材１の移動に伴う振動を抑える防振装置２４を備えている。マスク保持部材１の移動に伴う振動は、防振装置２４によって抑制される。本実施形態においては、防振装置２４は、ローレンツ力によって駆動可能なアクチュエータを有する第２駆動機構６２の少なくとも一部と、エアマウント等のダンパ機構とを含む。上述のように、第２駆動機構６２は、ベース部材２３（支持部材２１）の６自由度の方向に関する位置を調整可能な複数のアクチュエータを備えている。不図示の加速度センサ（又は変位センサ）の検出結果に基づいて、アクチュエータを駆動することによって、マスク保持部材１の所定方向（６自由度の方向）の移動に伴う振動を抑えることができる。例えば、制御装置６は、加速度センサ（又は変位センサ）で第２定盤８の加速度（又は変位）を検出し、その検出結果に基づいて、マスク保持部材１の移動に伴う第２定盤８の振動を抑えるように、防振装置２４を制御する。これにより、制御装置６は、ボディＢＤ、投影光学系ＰＬ等の固有振動数の励起を抑え、振動を抑制できる。

また、本実施形態においては、防振装置２４は、マスク保持部材１のθＸ方向への回転に伴う慣性力の反力を吸収するカウンタマス４６を含む。本実施形態においては、カウンタマス４６は、軸部材２０及びその軸部材２０に接続された錘部材２２を含む。この錘部材２２は、マスク保持部材１にマスクＭが保持された時に、重量バランスを保つ機能を有するものである。

軸部材２０を含むカウンタマス４６は、マスクＭの回転に伴う慣性力の反力によって、運動量保存側に従って、そのマスクＭとは反対方向に回転する。例えば、マスクＭを保持したマスク保持部材１が、マスク駆動装置２の第１駆動機構６１による駆動によって、＋θＸ方向に回転した場合、そのマスク保持部材１に対して非接触状態の軸部材２０を含むカウンタマス４６は、−θＸ方向に回転する。これにより、マスク保持部材１及びマスクＭの回転時に励起される振動を抑えることができる。

例えば、マスクＭを保持したマスク保持部材１を回転するために、第１駆動機構６１を駆動したとき、その与えた力積をカウンタマス４６の質量で除した量だけ、カウンタマス４６が、マスクＭ及びマスク保持部材１の回転方向とは反対方向に回転する。このカウンタマス４６の移動（回転）により、マスクＭを保持したマスク保持部材１を移動（回転）するための、あるいはマスクＭを保持したマスク保持部材１の移動後（回転後）の姿勢を保つための駆動に伴う反力が相殺される。カウンタマス４６の作用により、マスクＭを保持したマスク保持部材１を回転したことにより生じる振動が吸収され、その振動が第２定盤８に伝わることを抑制することができる。

なお、本実施形態においては、第１駆動機構６１の可動子６１Ａと固定子６１Ｂとの物理的相互作用（電磁相互作用）によって駆動力が発生し、その可動子６１Ａと固定子６１Ｂとが協働して駆動力を発生する。本実施形態においては、ローレンツ力（電磁力）によって、固定子６１Ｂは可動子６１Ａと反対方向に僅かに移動する。本実施形態においては、相対的な移動量が多い方の部材を、可動子、と称し、相対的な移動量が少ない方の部材を、固定子、と称する。

また、本実施形態においては、露光装置ＥＸは、カウンタマス４６を所定量だけ変位可能に保持する保持機構４７を備えている。保持機構４７は、カウンタマス４６を所定量だけ変位可能（回転可能）に保持し、カウンタマス４６の所定量以上の回転を抑える。また、アクチュエータを含む保持機構４６は、カウンタマス４７の位置を調整可能である。

本実施形態においては、保持機構４７は、ローレンツ力によって駆動するボイスコイルモータ等のアクチュエータを含む。具体的には、保持機構４７は、軸部材２０側に取り付けられたマグネットユニットを含む可動子４７Ａと、第２定盤８側に取り付けられたコイルユニットを含む固定子４７Ｂとを有する。保持機構４７は、いわゆるトリムモータを含む。

本実施形態においては、軸部材２０は、第２フランジ４２と錘部材２２との間に形成された第４フランジ４４を有している。可動子４７Ａは、第２定盤８の上面と対向する第４フランジ４４の下面に取り付けられている。固定子４７Ｂは、可動子４７Ａに対応するように、第２定盤８の上面の所定位置に取り付けられている。可動子４７Ａ及び固定子４７Ｂを有するボイスコイルモータを含む保持機構４７は、軸部材２０を含むカウンタマス４６をθＸ方向に移動可能（回転可能）である。すなわち、固定子４７Ｂのコイルユニットに電力が供給されると、第４フランジ４４に取り付けられている可動子４７Ａには、θＸ方向への駆動力が作用する。

上述のように、カウンタマス４６は、マスクＭを保持したマスク保持部材１の回転に伴う反力によって、そのマスク保持部材１とはθＸ方向に関して反対方向に移動（回転）する。ここで、例えば走査露光条件によっては、マスク保持部材１が＋θＸ方向のみに移動し続ける可能性があり、その場合、カウンタマス４６が、基準位置（初期位置、中立位置）から−θＸ方向に大きく回転し、その位置が大きくずれる可能性がある。

カウンタマス４６の軸部材２０のθＸ方向の位置が大きくずれると、例えば、その軸部材２０の一部に取り付けられている第１駆動機構６１のアクチュエータ（ボイスコイルモータ）の制御性が劣化する等、制御性に影響を与える可能性がある。

そこで、制御装置６は、カウンタマス４６が基準位置から所定量以上に回転したとき、換言すれば、カウンタマス４６と支持部材２１（あるいはマスク保持部材１）とのθＸ方向の相対位置が許容値以上にずれたとき、保持機構４７のボイスコイルモータを駆動し、軸部材２０を含むカウンタマス４６のθＸ方向の位置を、例えば基準位置に戻すように調整（補正）する。ここで、保持機構４７のボイスコイルモータの駆動は、例えば基板交換時、第１のショット領域を露光した後とその次の第２のショット領域を露光する前との間の時等、露光動作中以外の所定のタイミングで実行可能である。

また、本実施形態においては、保持機構４７は、走査露光中（第１駆動機構６１によるマスク保持部材１の回転中）においても、カウンタマス４６を所定量だけ変位可能なように、駆動力を発生し、カウンタマス４６を柔らかく保持している。換言すれば、保持機構４７は、第１駆動機構６１によるマスク保持部材１の回転中においても、カウンタマス４６の所定量以上の回転を抑えることができる範囲内で、カウンタマス４６を柔らかく保持するように、駆動力を発生している。

保持機構４７を設けず、カウンタマス４６がθＸ方向に回転自在な場合、第１駆動機構６１のアクチュエータによるマスク保持部材１のθＸ方向への推力制御を良好に行うことができなくなる可能性がある。

そこで、本実施形態においては、走査露光中（第１駆動機構６１によるマスク保持部材１の回転中）においても、保持機構４６がカウンタマス４６を所定量だけ変位可能な範囲内で柔らかく保持することによって、上述の不具合の発生を抑制する。

また、走査露光開始時、あるいはキャリブレーション動作時等において、軸部材２０を含むカウンタマス４６のθＸ方向の位置を基準位置に配置したい場合がある。そのような場合、制御装置６は、保持機構４７のアクチュエータを用いて、カウンタマス４６のθＸ方向の位置を調整することができる。

次に、マスクＭを交換する交換システム６４について説明する。図８Ａ及び８Ｂは、マスクＭを交換する交換システム６４を示す図である。図８Ａ及び８Ｂにおいて、露光装置ＥＸは、マスク保持部材１に対してマスクＭを交換する交換システム６４を備えている。上述のように、マスク保持部材１は、マスクＭを着脱可能に保持し、制御装置６は、交換システム６４を用いて、マスク保持部材１に対してマスクＭを交換可能である。

交換システム６４は、マスク保持部材１に設けられ、マスクＭを保持面２６に対して着脱可能に吸着する吸着機構２５と、マスクＭをマスク保持部材１と所定位置（例えばマスクＭを収容可能な収容装置）との間で搬送する搬送装置６５とを含む。

本実施形態においては、搬送装置６５は、マスクＭのうち、マスク保持部材１の保持面２６と対向する−Ｘ側の側面ＭＳとは反対側の＋Ｘ側の側面ＭＳを吸着して保持する保持面を有するアーム部材６６を備えている。搬送装置６５は、アーム部材６６でマスクＭの側面ＭＳを保持して移動可能である。

図８Ａは、搬送装置６５がマスクＭをマスク保持部材１に取り付けている状態（ロードしている状態）を示す図である。図８Ａに示すように、搬送装置６５は、アーム部材６６を用いて、マスクＭの＋Ｘ側の側面ＭＳを保持した状態で、軸部材２０の一端側（＋Ｘ側）から、軸部材２０及びマスク保持部材１の突出部２８に挿入するように、マスク保持部材１に対してマスクＭをロード（搬入）する。図８Ｂに示すように、マスク保持部材１は、保持面２６で、マスクＭの−Ｘ側の側面ＭＳを吸着して保持する。マスク保持部材１がマスクＭを保持した後、搬送装置６５のアーム部材６６は、マスク保持部材１に保持されたマスクＭから退避する。

また、マスク保持部材１に保持されているマスクＭをマスク保持部材１からアンロード（搬出）する場合には、搬送装置６５のアーム部材６６が、軸部材２０の一端側（＋Ｘ側）から、マスク保持部材１に保持されているマスクＭの＋Ｘ側の側面ＭＳに接近し、マスクＭの＋Ｘ側の側面ＭＳを吸着して保持する。アーム部材６６がマスクＭを保持すると、マスク保持部材１によるマスクＭの保持が解除される。搬送装置６５のアーム部材６６は、マスクＭを保持した状態で、軸部材２０及びマスク保持部材１の突出部２８からマスクＭを引き抜くように、＋Ｘ側に移動する。これにより、マスクＭは、搬送装置６５によって、マスク保持部材１から取り外される。

このように、搬送装置６５及び吸着機構２５を含む交換システム６４は、軸部材２０の一端側（＋Ｘ側）から、軸部材２０及びマスク保持部材１の少なくとも一部に挿脱させるように、マスク保持部材１へのマスクＭの搬入及びマスク保持部材１からのマスクＭの搬出の少なくとも一方を実行可能である。

次に、マスクＭの位置情報を取得可能な第１検出システム５Ａについて説明する。図９は、第１検出システム５Ａを説明するための模式図である。第１検出システム５Ａは、マスクＭを介した光を検出し、その検出結果に基づいて、マスクＭの位置情報、ひいてはパターンＭＰに関する位置情報を取得する。本実施形態においては、第１検出システム５Ａは、エンコーダシステム５１及びフォーカス・レベリング検出システム５２を含む。エンコーダシステム５１及びフォーカス・レベリング検出システム５２を含む第１検出システム５Ａは、マスクＭ（パターンＭＰ）のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向の位置情報を取得可能である。

エンコーダシステム５１は、外周面（パターン形成面）ＭＦの周方向におけるマスクＭのパターンＭＰの位置情報、及び中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）におけるマスクＭのパターンＭＰの位置情報の少なくとも一方を取得可能である。エンコーダシステム５１は、マスクＭの回転量（回転角度）を検出可能である。フォーカス・レベリング検出システム５２は、中心軸Ｊと垂直な方向（Ｚ軸方向）におけるマスクＭのパターン形成面ＭＦの位置情報を少なくとも取得可能である。

第１検出システム５Ａのエンコーダシステム５１は、外周面ＭＦのマーク形成領域ＭＢに、パターンＭＰに対して所定位置関係で形成された位置検出用マークＥＭを介した光を検出し、その検出結果に基づいて、パターンＭＰに関する位置情報を取得する。エンコーダシステム５１は、光学式エンコーダを含む。

図１０Ａは、マスクＭの外周面ＭＦの一部をＸＹ平面上に展開した図、図１０Ｂは、図１０Ａのマーク形成領域ＭＢの一部を拡大した図である。図１０Ａ及び１０Ｂに示すように、マスクＭは、外周面ＭＦのマーク形成領域ＭＢにパターンＭＰに対して所定位置関係で形成され、パターンＭＰに関する位置情報を取得するためのマークＥＭ、ＲＭを備えている。

マーク形成領域ＭＢは、マスクＭの外周面ＭＦの中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）の一端側（＋Ｘ側）及び他端側（−Ｘ側）のそれぞれにおけるパターン形成領域ＭＡの外側に配置されている。パターンＭＰが形成されたパターン形成領域ＭＡは、中心軸Ｊを囲むように、外周面ＭＦの周方向に連続的に配置されている。マーク形成領域ＭＢは、パターン形成領域ＭＡに対応するように、中心軸Ｊを囲むように、外周面ＭＦの周方向に連続的に配置されている。

マーク形成領域ＭＢに形成されているマークは、エンコーダシステム５１によって検出される位置検出用マークＥＭと、投影光学系ＰＬの像面側（光射出面側）に配置される受光装置５６によって検出されるアライメントマークＲＭとを含む。本実施形態においては、検出システム５は、受光装置５６も含む。

エンコーダシステム５１によって検出される位置検出用マークＥＭは、外周面ＭＦの周方向（θＸ方向）におけるパターンＭＰの位置情報、及び中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）におけるパターンＭＰの位置情報の少なくとも一方を取得するためのマークである。制御装置６は、エンコーダシステム５１を用いて、位置検出用マークＥＭを介した光を検出して、外周面ＭＦの周方向におけるパターンＭＰの位置情報、及び中心軸Ｊ方向におけるパターンＭＰの位置情報の少なくとも一方を取得可能である。

受光装置５６によって検出されるアライメントマークＲＭは、投影光学系ＰＬを介したパターンＭＰの像と、投影光学系ＰＬの像面側（光射出面側）に配置される基板Ｐ上のショット領域Ｓとの位置関係に関する情報を取得するためのマークである。制御装置６は、受光装置５６を用いて、アライメントマークＲＭを介した光を検出して、パターンＭＰの像とショット領域Ｓとの位置関係に関する情報を取得可能である。

エンコーダシステム５１によって検出される位置検出用マークＥＭは、外周面ＭＦの周方向に連続的に形成されている。受光装置５６によって検出されるアライメントマークＲＭは、外周面ＭＦの周方向に断続的に形成されている。マークＥＭ、ＲＭはそれぞれ複数形成されている。マークＥＭ、ＲＭは、複数のパターンＭＰのそれぞれに対応するように形成されている。

エンコーダシステム５１によって検出される位置検出用マークＥＭは、所定方向に沿って複数形成されたラインパターン（ラインアンドスペースパターン）を含む。図１０Ｂに示すように、位置検出用マークＥＭは、Ｘ軸方向を長手方向とし、外周面ＭＦの周方向（θＸ方向）に沿って所定ピッチで複数形成されたラインパターンと、θＸ方向（図１０Ａ及び１０Ｂの展開図においてはＹ軸方向）を長手方向とし、Ｘ軸方向に沿って所定ピッチで複数形成されたラインパターンとを含む。これらラインパターンは、エンコーダシステム５１によって検出されるスケール（回折格子）として機能する。

以下の説明においては、Ｘ軸方向を長手方向とし、外周面ＭＦの周方向（θＸ方向）に沿って所定ピッチで複数形成されたラインパターンを含むマーク群（ライン群）を適宜、第１マークＥＭ１、と称し、θＸ方向を長手方向とし、Ｘ軸方向に沿って所定ピッチで複数形成されたラインパターンを含むマーク群（ライン群）を適宜、第２マークＥＭ２、と称する。

第１マークＥＭ１は、中心軸Ｊを囲むように、外周面ＭＦの周方向に所定ピッチで配置された複数のラインパターンを含む。第２マークＥＭ２は、Ｘ軸方向に所定ピッチで配置され、中心軸Ｊを囲むように外周面ＭＦの周方向に沿って形成された複数のラインパターンを含む。これら第１マークＥＭ１及び第２マークＥＭ２は、パターン形成領域ＭＡの両側の２つのマーク形成領域ＭＢのそれぞれに形成されている。

図９に示すように、エンコーダシステム５１は、第１マークＥＭ１及び第２マークＥＭ２のそれぞれに対応するように配置されている。本実施形態においては、エンコーダシステム５１は、＋Ｘ側のマーク形成領域ＭＢの第２マークＥＭ２を検出する第１エンコーダ５１Ａと、＋Ｘ側のマーク形成領域ＭＢの第１マークＥＭ１を検出する第２エンコーダ５１Ｂと、−Ｘ側のマーク形成領域ＭＢの第１マークＥＭ１を検出する第３エンコーダ５１Ｃと、−Ｘ側のマーク形成領域ＭＢの第２マークＥＭ２を検出する第４エンコーダ５１Ｄとを備えている。これら第１、第２、第３、第４エンコーダ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄは、光学式エンコーダである。

第１エンコーダ５１Ａ及び第４エンコーダ５１Ｄのそれぞれは、第２マークＥＭ２を検出することによって、中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）におけるマスクＭの位置情報、ひいてはパターンＭＰの位置情報を検出することができる。第２エンコーダ５１Ｂ及び第３エンコーダ５１Ｃのそれぞれは、第１マークＥＭ１を検出することによって、外周面ＭＦの周方向（θＸ方向）におけるマスクＭの位置情報を検出することができる。

第１、第２、第３、第４エンコーダ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄそれぞれの検出結果は、制御装置６に出力される。制御装置６は、各エンコーダ５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄの検出結果に基づいて、マスクＭのパターンＭＰの位置情報を取得することができる。本実施形態においては、制御装置６は、第１エンコーダ５１Ａ及び第４エンコーダ５１Ｄの少なくとも一方の検出結果に基づいて、外周面ＭＦをＸＹ平面上に展開した状態におけるパターンＭＰのＸ軸方向における位置情報を取得可能である。また、制御装置６は、第２エンコーダ５１Ｂ及び第３エンコーダ５１Ｃの少なくとも一方の検出結果に基づいて、外周面ＭＦをＸＹ平面上に展開した状態におけるパターンＭＰのＹ軸方向（すなわち外周面ＭＦの周方向）における位置情報を取得可能である。また、制御装置６は、第２エンコーダ５１Ｂ及び第３エンコーダ５１Ｃの両方の検出結果に基づいて、外周面ＭＦをＸＹ平面上に展開した状態におけるパターンＭＰのθＺ方向における位置情報を取得可能である。

図１１は、第２エンコーダ５１Ｂを示す模式図である。第２エンコーダ５１Ｂは、第１マークＥＭ１が形成されたマーク形成領域ＭＢに検出光を投射する投光装置５０１と、マスクＭのマーク形成領域ＭＢに投射され、そのマスクＭのマーク形成領域ＭＢを介した検出光を受光可能な受光装置５０２とを備えている。本実施形態においては、第２エンコーダ５１Ｂは、投光装置５０１からマーク形成領域ＭＢに投射され、そのマーク形成領域ＭＢで反射した検出光を受光装置５０２で受光する。第２エンコーダ５１Ｂは、投光装置５０１よりレーザ光を第１マークＥＭ１（回折格子）に投射し、このレーザ光を用いた干渉現象によって、第１マークＥＭ１を検出する。

第１マークＥＭ１の各ラインパターンは所定ピッチで形成されており、マスクＭが回転すると、投光装置５０１から投射される検出光の照射領域には、ライン部分と非ライン部分とが交互に配置され、受光装置５０２の受光状態が変動する。これにより、第２エンコーダ５１Ｂは、受光装置５０２の受光結果に基づいて、マスクＭの回転方向の位置（回転量、回転角度）を求めることができる。

また、投光装置５０１の発光素子を複数設け、それら各発光素子による検出光の照射領域を、マーク形成領域ＭＢの周方向において所定間隔（例えば各ラインパターンのピッチの１／４程度）で形成するとともに、各発光素子（照射領域）に対応するように、受光装置５０２の受光素子を複数設けることよって、第２エンコーダ５１Ｂは、各受光素子の受光結果に基づいて、マスクＭの回転方向を検出することができる。

また、第２エンコーダ５１Ｂは、単位時間当たりに検出した各ラインパターンの数と、既知であるラインパターンのピッチとに基づいて、マスクＭの回転速度を検出することができる。

なお、図１１を用いた説明においては、第２エンコーダ５１Ｂ及びその第２エンコーダ５１Ｂに対応する第１マークＥＭ１を例にして説明したが、第２エンコーダ５１Ｂ以外の他のエンコーダ５１Ａ、５１Ｃ、５１Ｄ及びそれらエンコーダ５１Ａ、５１Ｃ、５１Ｄに対応する各マークＥＭ１、ＥＭ２も同等の構成を有する。

また、本実施形態においては、基板Ｐの所定の一次元方向（Ｙ軸方向）への移動と同期して、マスクＭの外周面ＭＦが中心軸Ｊを回転軸として回転されつつ、複数のパターンＭＰの像が基板Ｐ上に順次形成される。そして、本実施形態においては、マスクＭは、基板Ｐの移動と同期して外周面ＭＦが回転する際の回転開始位置に関する情報を取得するためのマークＥＭＳを備えている。以下の説明においては、基板Ｐの移動と同期して外周面ＭＦが回転する際の回転開始位置に関する情報を取得するためのマークＥＭＳを適宜、回転開始位置マークＥＭＳ、と称する。

図１２は、回転開始位置マークＥＭＳが形成されているマスクＭの外周面ＭＦの近傍をＸＹ平面上に展開した図である。図１２及び図１０Ｂに示すように、回転開始位置マークＥＭＳは、マスクＭのマーク形成領域ＭＢに形成されている。回転開始位置マークＥＭＳは、マスクＭの外周面ＭＦの周方向において一箇所に形成されている。

図１２及び図９に示すように、第１検出システム５Ａのエンコーダシステム５１は、回転開始位置マークＥＭＳを検出する第５エンコーダ５１Ｓを備えている。第５エンコーダ５１Ｓは、第１〜第４エンコーダ５１Ａ〜５１Ｄと同等の構成を有し、回転開始位置マークＥＭＳが形成されたマーク形成領域ＭＢに検出光を投射する投光装置と、マスクＭのマーク形成領域ＭＢに投射され、そのマスクＭのマーク形成領域ＭＢを介した検出光を受光可能な受光装置とを備えている。

マスクＭが回転し、第５エンコーダ５１Ｓの投光装置から投射される検出光の照射領域に回転開始位置マークが配置されると、受光装置の受光状態が変動する。これにより、第５エンコーダ５１Ｓは、受光装置の受光結果に基づいて、基板Ｐの移動と同期してマスクＭが回転する際のマスクＭの回転開始位置を検出できる。

このように、第１検出システム５Ａは、回転開始位置マークＥＭＳを介した検出光を検出して、基板Ｐの移動と同期してマスクＭが回転する際の回転開始位置に関する情報を取得可能である。制御装置６は、第５エンコーダ５１Ｓを含む第１検出システム５Ａの検出結果に基づいて、マスク駆動装置２を制御して、マスク保持部材１に保持されているマスクＭの位置を、基板Ｐの移動と同期して回転する際の回転開始位置に設定することができる。

本実施形態においては、回転開始位置マークＥＭＳは、エンコーダシステム５１がマスクＭの回転方向における位置を検出する際の基準位置（基準マーク）として機能する。

第１検出システム５Ａのフォーカス・レベリング検出システム５２は、中心軸Ｊと垂直な方向（Ｚ軸方向）におけるマスクＭのパターン形成面ＭＦの位置情報を取得可能である。フォーカス・レベリング検出システム５２は、マスクＭのパターン形成面ＭＦのうち、照明系ＩＬによって露光光ＥＬが照射される領域（すなわち照明領域ＩＡ）における位置情報を取得可能である。上述のように、本実施形態においては、マスクＭのパターン形成面ＭＦの最下部ＢＴが露光光ＥＬで照明され、フォーカス・レベリング検出システム５２は、その最下部ＢＴの位置情報を取得する。

本実施形態においては、マスクＭの位置情報を取得するためのフォーカス・レベリング検出システム５２は、斜入射方式のフォーカス・レベリング検出システムを含む。図９に示すように、フォーカス・レベリング検出システム５２は、マスクＭのパターン形成面ＭＦに斜め方向から検出光を投射する投光装置５２Ａと、マスクＭのパターン形成面ＭＦに投射され、そのマスクＭのパターン形成面ＭＦで反射した検出光を受光可能な受光装置５２Ｂとを有している。

また、本実施形態においては、フォーカス・レベリング検出システム５２は、例えば特開平１１−０４５８４６号公報に開示されているように、複数の検出光（光束）を投射可能な投光装置５２Ａを有し、マスクＭのパターン形成面ＭＦの複数の所定位置のそれぞれに検出光を照射可能である。本実施形態においては、フォーカス・レベリング検出システム５２は、投光装置５２Ａを用いて、マスクＭのパターン形成面ＭＦの最下部ＢＴの近傍の複数の所定位置のそれぞれに検出光を照射する。

フォーカス・レベリング検出システム５２は、マスクＭのパターン形成面ＭＦに投光装置５２Ａより射出した検出光を照射するとともに、そのパターン形成面ＭＦを介した検出光を受光装置５２Ｂで検出し、その検出結果に基づいて、パターン形成面ＭＦの面位置情報を取得する。

フォーカス・レベリング検出システム５２の検出結果（受光装置５２Ｂの受光結果）は、制御装置６に出力される。制御装置６は、受光装置５２Ｂの受光結果に基づいて、マスクＭのパターンＭＰの位置情報（パターンＭＰが形成されたパターン形成面ＭＦの位置情報）を取得することができる。本実施形態においては、制御装置６は、パターン形成面ＭＦの最下部ＢＴ（又はその近傍）に照射された検出光を受光した受光装置５２Ｂの受光結果に基づいて、パターン形成面ＭＦをＸＹ平面上に展開した状態におけるパターンＭＰのＺ軸方向における位置情報を取得可能である。また、制御装置６は、パターン形成面ＭＦの最下部ＢＴ（又はその近傍）を含む所定領域の複数の所定位置のそれぞれに照射された複数の検出光のそれぞれを受光した受光装置５２Ｂの受光結果に基づいて、パターン形成面ＭＦをＸＹ平面上に展開した状態におけるパターンＭＰのθＸ方向における位置情報、及びθＹ方向における位置情報を取得することができる。

このように、本実施形態においては、制御装置６は、エンコーダシステム５１の検出結果に基づいて、パターン形成面ＭＦをＸＹ平面上に展開した状態におけるパターンＭＰのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向における位置情報を取得可能であり、フォーカス・レベリング検出システム５２の検出結果に基づいて、パターン形成面ＭＦをＸＹ平面上に展開した状態におけるパターンＭＰのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向における位置情報を取得可能である。すなわち、本実施形態においては、エンコーダシステム５１及びフォーカス・レベリング検出システム５２を含む第１検出システム５Ａは、パターンＭＰのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向の位置情報を取得可能である。

次に、基板保持部材３及び基板駆動装置４について説明する。図１３は、基板保持部材３及び基板駆動装置４の近傍を示す図である。基板駆動装置４は、エアベアリングによって第３定盤９の上面に対して非接触支持されているベース部材４Ｂを第３定盤９上でＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動することによって、そのベース部材４Ｂ上に搭載されている基板保持部材３をＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能な第１駆動系４Ｈと、ベース部材４Ｂに対して基板保持部材３をＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能な第２駆動系４Ｖとを備えている。

第１駆動系４Ｈは、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含み、第３定盤９に非接触支持されているベース部材４ＢをＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に駆動可能である。第２駆動系４Ｖは、ベース部材４Ｂと基板保持部材３との間に設けられた、例えばボイスコイルモータ等のアクチュエータと、各アクチュエータの駆動量を計測する不図示の計測装置（エンコーダなど）とを含む。図１３に示すように、基板保持部材３は、少なくとも３つのアクチュエータによってベース部材４Ｂ上に支持されている。アクチュエータのそれぞれは、ベース部材４Ｂに対して基板保持部材３をＺ軸方向に独立して駆動可能である。制御装置６は、３つのアクチュエータそれぞれの駆動量を調整することによって、ベース部材４Ｂに対して基板保持部材３を、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に駆動する。

このように、第１、第２駆動系４Ｈ、４Ｖを含む基板駆動装置４は、基板保持部材３を、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に移動可能である。制御装置６は、基板駆動装置４を制御することによって、基板保持部材３に保持された基板Ｐの表面のＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向に関する位置を制御可能である。

次に、基板Ｐの位置情報を取得可能な第２検出システム５Ｂについて説明する。図１３において、第２検出システム５Ｂは、基板保持部材３に設けられた計測ミラーを用いて基板保持部材３（ひいては基板Ｐ）のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を取得可能なレーザ干渉計システム５３と、基板保持部材３に保持されている基板Ｐの表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報）を取得可能なフォーカス・レベリング検出システム５４とを含む。フォーカス・レベリング検出システム５４は、例えば特開平８−３７１４９号公報（対応する米国特許第６,３２７,０２５号）に開示されているような、斜入射方式のフォーカス・レベリング検出システムを含み、基板Ｐの表面に斜め方向から検出光を投射する投光装置５４Ａと、基板Ｐの表面に投射され、その基板Ｐの表面で反射した検出光を受光可能な受光装置５４Ｂとを有している。なお、フォーカス・レベリング検出システム５４は、静電容量型センサを用いた方式のものを採用してもよい。制御装置６は、レーザ干渉計システム５３及びフォーカス・レベリング検出システム５４を含む第２検出システム５Ｂの検出結果に基づいて、基板駆動装置４を駆動し、基板保持部材３に保持されている基板Ｐの位置を制御する。

このように、本実施形態においては、制御装置６は、レーザ干渉計システム５３の検出結果に基づいて、基板Ｐの表面のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向における位置情報を取得可能であり、フォーカス・レベリング検出システム５２の検出結果に基づいて、基板Ｐの表面のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向における位置情報を取得可能である。すなわち、本実施形態においては、レーザ干渉計システム５３及びフォーカス・レベリング検出システム５４を含む第２検出システム５Ｂは、基板ＰのＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ、θＹ、及びθＺ方向の６自由度の方向の位置情報を取得可能である。

次に、上述した構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について、図１４のフローチャート図、及び図１５、図１６、図１７の模式図を参照して説明する。

露光シーケンスが開始され、マスクＭがマスク保持部材１にロードされ、基板Ｐが基板保持部材３にロードされると（ステップＳＡ１）、制御装置６は、所定の計測処理を開始する。例えば、制御装置６は、基板Ｐを保持した基板保持部材３に関する計測処理を開始する。

本実施形態においては、計測処理には、アライメントシステム５５を用いた検出動作が含まれる。制御装置６は、基板駆動装置４を用いて基板Ｐを保持した基板保持部材３をＸＹ方向に移動し、図１５に示すように、アライメントシステム５５の検出領域に、基板保持部材３上の基準マークＦＭを配置する。そして、制御装置６は、レーザ干渉計システム５３を用いて、基板保持部材３のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測しつつ、アライメントシステム５５を用いて、基板保持部材３上に設けられた基準マークＦＭを検出する（ステップＳＡ２）。

これにより、制御装置６は、レーザ干渉計システム５３によって規定される座標系内における基板保持部材３上の基準マークＦＭのＸ軸方向及びＹ軸方向に関する位置情報を求めることができる。

また、制御装置６は、レーザ干渉計システム５３を用いて、基板Ｐを保持した基板保持部材３のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測しつつ、図１６に示すように、アライメントシステム５５を用いて、基板Ｐ上に設けられた所定数のアライメントマークＡＭを検出する（ステップＳＡ３）。

これにより、制御装置６は、レーザ干渉計システム５３によって規定される座標系内における各アライメントマークＡＭのＸ軸方向及びＹ軸方向に関する位置情報を求めることができる。

制御装置６は、ステップＳＡ３で求めた、基板Ｐ上の各アライメントマークＡＭの位置情報に基づいて、アライメントシステム５５の検出基準位置に対する、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２６のそれぞれの位置情報を演算処理によって求める（ステップＳＡ４）。基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２６のそれぞれの位置情報を演算処理によって求める際には、例えば特開昭６１−４４４２９号公報に開示されているような、いわゆるＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）方式を用いて求めることができる。

これにより、制御装置６は、アライメントシステム５５を用いて、基板Ｐ上のアライメントマークＡＭの検出を行い、レーザ干渉計システム５３で規定されるＸＹ座標系内における基板Ｐ上に設けられた複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２６それぞれの位置座標（配列座標）を決定することができる。すなわち、制御装置６は、レーザ干渉計システム５３で規定されるＸＹ座標系内において、アライメントシステム５５の検出基準位置に対して、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２６がどこに位置しているのかを知ることができる。

制御装置６は、エンコーダシステム５１を用いて、マスク保持部材１に保持されたマスクＭの位置情報を検出するとともに、レーザ干渉計システム５３を用いて、基板Ｐを保持した基板保持部材３の位置情報を計測しつつ、基板保持部材３に設けられた受光装置５６を用いて、マスクＭに設けられているアライメントマークＲＭの像（投影像、空間像）を検出する（ステップＳＡ５）。

すなわち、制御装置６は、図１７に示すように、投影光学系ＰＬと基板保持部材３上の開口５６Ｋとを対向させた状態で、マスクＭに設けられているアライメントマークＲＭを露光光ＥＬで照明する。これにより、マスクＭに設けられているアライメントマークＲＭの空間像は、投影光学系ＰＬを介して開口５６Ｋを含む基板保持部材３の上面３Ｆに投影され、基板保持部材３に設けられている受光装置５６は、マスクＭに設けられているアライメントマークＲＭの空間像を検出することができる。

これにより、制御装置６は、レーザ干渉計システム５３によって規定される座標系内における空間像（投影像）のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置を、基板保持部材３に設けられた受光装置５６（開口５６Ｋ）を用いて求めることができる。

また、受光装置５６でアライメントマークＲＭの空間像を計測しているときのマスクＭの位置情報は、エンコーダシステム５１によって検出される。エンコーダシステム５１は、位置検出用マークＥＭ（第１マークＥＭ１）を検出することによって、基準マーク（回転開始位置マーク）ＲＭＳを基準としたアライメントマークＲＭの位置情報、ひいてはパターンＭＰの位置情報を検出する。すなわち、制御装置６は、エンコーダシステム５１の検出結果に基づいて、基準マーク（回転開始位置マーク）ＲＭＳに対して、マスクＭ上の各パターンＭＰがどこに位置しているのかを知ることができる。

マスクＭのパターンＭＰとアライメントマークＲＭとは、所定の位置関係で形成されており、基板保持部材３上の基準マークＦＭと開口５６Ｋ（受光装置５６）との位置関係も既知である。また、検出システム５のエンコーダシステム５１の検出値とレーザ干渉計システム５３の検出値とは対応付けられている。したがって、制御装置６は、ステップＳＡ５の検出結果に基づいて、レーザ干渉計システム５３によって規定される座標系内での所定の基準位置とマスクＭのパターンＭＰの像の投影位置との関係を導出することができる（ステップＳＡ６）。

制御装置６は、ステップＳＡ４で求めた、レーザ干渉計システム５３によって規定される座標系内での所定の基準位置と基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２６との位置関係（所定の基準位置に対するショット領域Ｓ１〜Ｓ２６の配列情報）、及びステップＳＡ６で求めた、レーザ干渉計システム５３によって規定される座標系内での所定の基準位置とマスクＭのパターンＭＰの像の投影位置との関係に基づいて、レーザ干渉計システム５３によって規定される座標系内でのマスクＭのパターンＭＰの像の投影位置と、基板Ｐ上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２６との関係を導出する（ステップＳＡ７）。

このように、本実施形態においては、制御装置６は、マスクＭのアライメントマークＲＭを介した光を受光装置５６で検出して、マスクＭのパターンＭＰの像と基板Ｐ上のショット領域Ｓ１〜Ｓ２６との位置関係に関する情報を取得することができる。

制御装置６は、基板Ｐの露光を開始するために、レーザ干渉計システム５３を用いて、基板Ｐを保持した基板保持部材３の位置情報（ひいては基板Ｐ上のショット領域Ｓの位置情報）を計測しつつ、基板駆動装置４を用いて、基板保持部材３に保持されている基板Ｐを最初の露光開始位置へ移動する。本実施形態においては、制御装置６は、複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２６のうち、第１のショット領域Ｓ１が投影領域ＡＲの−Ｙ側の近傍に配置されるように、基板保持部材３に保持されている基板Ｐを移動する。

また、制御装置６は、基板Ｐの露光を開始するために、エンコーダシステム５１を用いて、マスク保持部材１に保持されたマスクＭの位置情報（ひいてはマスクＭのパターンＭＰの位置情報）を計測しつつ、マスク駆動装置２を用いて、マスク保持部材１に保持されているマスクＭを露光開始位置（回転開始位置）へ移動する。制御装置６は、第１検出システム５Ａの第５エンコーダ５１Ｓを用いて、回転開始位置マークＥＭＳを介した検出光を検出して、基板Ｐの移動と同期してマスクＭを回転する際の回転開始位置に、マスクＭを移動（回転）する。本実施形態においては、制御装置６は、複数（６つ）のパターン形成領域ＭＡのうち、第１のパターン形成領域ＭＡが照明領域ＩＡの＋Ｙ側の近傍に配置されるように、マスク保持部材１に保持されているマスクＭを移動する（ステップＳＡ８）。

また、制御装置６は、フォーカス・レベリング検出システム５４の検出結果に基づいて、基板Ｐの表面（露光面）と投影光学系ＰＬの像面とが所定の位置関係となるように調整する。

また、制御装置６は、フォーカス・レベリング検出システム５２の検出結果に基づいて、マスクＭの最下部ＢＴと投影光学系ＰＬの物体面とが所定の位置関係となるように調整する。マスクＭの最下部ＢＴは、投影光学系ＰＬに関して、基板Ｐの表面と光学的に共役な位置に配置される。

制御装置６は、基板駆動装置４を制御して、基板Ｐの＋Ｙ方向への移動を開始するとともに、マスク駆動装置２を制御して、マスクＭの−θＸ方向への移動（回転）を開始する。

基板Ｐの＋Ｙ方向への移動速度、及びマスクＭの−θＸ方向への回転速度（角速度）のそれぞれが一定となり、第１のショット領域Ｓ１の＋Ｙ側の端部が投影領域ＡＲに達すると、制御装置６は、照明系ＩＬから露光光ＥＬを射出する。制御装置６は、マスク駆動装置２及び基板駆動装置４のそれぞれを用いて、マスクＭの−θＸ方向への移動（回転）と同期して、基板Ｐを＋Ｙ方向に移動しつつ、マスクＭのパターンＭＰを露光光ＥＬで照明し、マスクＭのパターンＭＰの像を投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に投影する。制御装置６は、マスクＭを中心軸Ｊを回転軸として回転しつつ、マスクＭのパターンＭＰを露光光ＥＬで照明する。

走査露光時には、投影領域ＡＲにマスクＭの一部のパターンＭＰの像が投影されている状態で、投影光学系ＰＬに対して、マスクＭの最下部ＢＴにおけるパターンＭＰがほぼ−Ｙ方向に速度Ｖで移動するのに同期して、基板Ｐが＋Ｙ方向に速度β・Ｖ（βは投影倍率）で移動する。

パターンＭＰは、マスクＭのパターン形成面ＭＦの周方向に沿って複数形成されている。制御装置６は、基板Ｐのショット領域Ｓを投影光学系ＰＬの投影領域ＡＲに対してＹ軸方向に移動するとともに、その基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、照明系ＩＬの照明領域ＩＡに対してマスクＭのパターン形成面ＭＦをθＸ方向に移動（回転）しつつ、露光光ＥＬを照射することによって、投影領域ＡＲに形成されるパターンＭＰの像で基板Ｐ上のショット領域Ｓを露光する。基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、中心軸Ｊを回転軸としてマスクＭを回転しつつ、マスクＭのパターンＭＰを露光光ＥＬで照明することによって、複数のマスクＭのパターンＭＰの像が、基板Ｐ上に順次形成される（ステップＳＡ９）。

制御装置６は、検出システム５の第１検出システム５Ａを用いて、マスクＭ（パターンＭＰ）の位置情報をモニタするとともに、第２検出システム５Ｂを用いて、基板Ｐ（ショット領域Ｓ）の位置情報をモニタしつつ、マスクＭ及び基板Ｐを駆動して、マスクＭのパターンＭＰの像で基板Ｐを露光する。すなわち、制御装置６は、検出システム５の検出結果に基づいて、マスク駆動装置２及び基板駆動装置４を制御して、マスクＭのパターンＭＰの像を基板Ｐ上に形成する際のマスクＭ及び基板Ｐの駆動を制御する。

具体的には、第１検出システム５Ａは、マスクＭが回転している状態で、エンコーダシステム５１の各エンコーダ５１Ａ〜５１Ｄの各投光装置５０１よりマスクＭのマーク形成領域ＭＢに検出光を投射し、そのマスクＭのマーク形成領域ＭＢを介した検出光を各受光装置５０２で検出する。また、第１検出システム５Ａは、マスクＭが回転している状態で、フォーカス・レベリング検出システム５２の投光装置５２ＡよりマスクＭのパターン形成領域ＭＡに検出光を投射し、そのマスクＭのパターン形成領域ＭＡを介した検出光を受光装置５２Ｂで検出する。すなわち、第１検出システム５Ａは、マスクＭが回転している状態で、マスクＭを介した検出光を検出し、その検出結果に基づいて、マスクＭのパターンＭＰの６自由度の方向に関する位置情報を取得する。

また、第２検出システム５Ｂは、基板Ｐが移動している状態で、レーザ干渉計システム５３より基板Ｐを保持した基板保持部材３の計測ミラーに検出光を投射し、その計測ミラーを介した検出光を検出する。また、第２検出システム５Ｂは、基板Ｐが移動している状態で、フォーカス・レベリング検出システム５４の投光装置５４Ａより基板Ｐの表面に検出光を投射し、その基板Ｐの表面を介した検出光を受光装置５４Ｂで検出する。すなわち、第２検出システム５Ｂは、基板Ｐが移動している状態で、基板Ｐを介した検出光を検出し、その検出結果に基づいて、基板Ｐのショット領域Ｓの６自由度の方向に関する位置情報を取得する。

制御装置６は、第１検出システム５Ａを用いて取得した、パターン形成面ＭＦの周方向（θＸ方向）を含むマスクＭのパターンＭＰの６自由度に関する位置情報に基づいて、マスクＭのパターンＭＰの像を基板Ｐ上に形成する際のマスクＭの中心軸Ｊ周り（θＸ方向）を含む６自由度の方向に関する駆動を制御する。

また、制御装置６は、第２検出システム５Ｂを用いて取得した、基板Ｐのショット領域Ｓの６自由度に関する位置情報に基づいて、マスクＭのパターンＭＰを基板Ｐ上に形成する際の基板Ｐの６自由度の方向に関する駆動を制御する。

このように、制御装置６は、検出システム５を用いて取得したマスクＭ及び基板Ｐの６自由度の方向に関する位置情報に基づいて、マスクＭ及び基板Ｐの６自由度の方向に関する位置（マスクＭと基板Ｐとの相対位置関係）を調整しつつ、基板Ｐ上にマスクＭを介した露光光ＥＬを照射する。

本実施形態においては、マスクＭには、パターン形成面ＭＦの周方向に沿って６つのパターンＭＰが形成されているため、マスクＭがほぼ６０度回転すると、第１のショット領域Ｓ１の露光が終了する。

最初に露光すべき第１のショット領域Ｓ１に対する走査露光が終了すると、制御装置６は、マスクＭを保持したマスク保持部材１及び基板Ｐを保持した基板保持部材３それぞれの減速を行うことなく、マスクＭの−θＸ方向への回転を継続するとともに、基板Ｐの＋Ｙ方向への移動を継続する。制御装置６は、第１のショット領域Ｓ１の−Ｙ側に配置されている第２のショット領域Ｓ２の露光を、第１のショット領域Ｓ１と同様に行う。

制御装置６は、マスクＭを保持したマスク保持部材１及び基板Ｐを保持した基板保持部材３それぞれの減速を行うことなく、マスクＭの−θＸ方向への回転を継続するとともに、基板Ｐの＋Ｙ方向への移動を継続し、第３のショット領域Ｓ３及び第４のショット領域Ｓ４のそれぞれを連続的に露光する。このように、本実施形態では、制御装置６は、一度の走査で、Ｙ軸方向に配列された１列分のショット領域Ｓ１〜Ｓ４の露光を継続して実行する。

第４のショット領域Ｓ４の露光が終了すると、制御装置６は、基板保持部材３を減速する。制御装置６は、１枚の基板Ｐの露光が終了したかどうか、つまり基板Ｐ上の全ての露光を終えたかどうかを判断する（ステップＳＡ１０）。ここでは、第１〜第４のショット領域Ｓ１〜Ｓ４の露光のみを終えたばかりであり、他に露光すべきショット領域が残っている。

ステップＳＡ１０において、基板Ｐ上の全ての露光を未だ終えていないと判断した場合、制御装置６は、レーザ干渉計システム５３を用いて、基板Ｐを保持した基板保持部材３の位置情報（ひいては基板Ｐ上のショット領域Ｓの位置情報）を計測しつつ、基板駆動装置４を用いて、基板保持部材３に保持されている基板Ｐを次の露光開始位置へ移動する。本実施形態においては、制御装置６は、複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２６のうち、第５のショット領域Ｓ５が投影領域ＡＲの＋Ｙ側の近傍に配置されるように、基板保持部材３に保持されている基板Ｐを移動する。

また、制御装置６は、基板Ｐの露光を開始するために、エンコーダシステム５１を用いて、マスク保持部材１に保持されたマスクＭの位置情報（ひいてはマスクＭのパターンＭＰの位置情報）を計測しつつ、マスク駆動装置２を用いて、マスク保持部材１に保持されているマスクＭを露光開始位置（回転開始位置）へ移動する。制御装置６は、第１検出システム５Ａの第５エンコーダ５１Ｓを用いて、回転開始位置マークＥＭＳを介した検出光を検出して、基板Ｐの移動と同期してマスクＭを回転する際の回転開始位置に、マスクＭを移動（回転）する。本実施形態においては、制御装置６は、複数（６つ）のパターン形成領域ＭＡのうち、第１のパターン形成領域ＭＡが照明領域ＩＡの−Ｙ側の近傍に配置されるように、マスク保持部材１に保持されているマスクＭを移動する（ステップＳＡ１１）。

本実施形態においては、制御装置６は、基板Ｐの露光開始位置への移動の少なくとも一部と並行して、マスクＭの回転開始位置への移動を実行する。また、制御装置６は、マスクＭの回転開始位置への移動中には、マスクＭに対する露光光ＥＬの照射を停止する（基板Ｐの露光を一旦停止する）。

また、ここでは、第１〜第４のショット領域Ｓ１〜Ｓ４を露光するために、マスクＭは、−θＸ方向に回転されており、第４のショット領域Ｓ４の露光が終了した後、第１〜第４のショット領域Ｓ１〜Ｓ４の露光時と同じ方向、すなわち、−θＸ方向への回転を継続した方が、逆方向、すなわち＋θＸ方向に回転した場合に比べて、回転開始位置に素早く到達することができる。

マスクＭ及び基板Ｐのそれぞれの露光開始位置への移動が完了すると、制御装置６は、マスクＭを保持したマスク保持部材１の移動方向（回転方向）を逆方向に設定するとともに、基板Ｐを保持した基板保持部材３の移動方向を逆方向に設定する（ステップＳＡ１２）。

制御装置６は、基板駆動装置４を制御して、基板Ｐの−Ｙ方向への移動を開始するとともに、マスク駆動装置２を制御して、マスクＭの＋θＸ方向への移動（回転）を開始する。

基板Ｐの−Ｙ方向への移動速度、及びマスクＭの＋θＸ方向への回転速度のそれぞれが一定となり、第５のショット領域Ｓ５の−Ｙ側の端部が投影領域ＡＲに達すると、制御装置６は、照明系ＩＬから露光光ＥＬを射出する。制御装置６は、マスクＭの＋θＸ方向への移動（回転）と同期して、基板Ｐを−Ｙ方向に移動しつつ、マスクＭのパターンＭＰを露光光ＥＬで照明し、マスクＭのパターンＭＰの像を投影光学系ＰＬを介して基板Ｐ上に投影する。制御装置６は、マスクＭを中心軸Ｊを回転軸として回転しつつ、マスクＭのパターンＭＰを露光光ＥＬで照明する。基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、中心軸Ｊを回転軸としてマスクＭを回転しつつ、マスクＭのパターンＭＰを露光光ＥＬで照明することによって、複数のマスクＭのパターンＭＰの像が、基板Ｐ上に順次形成される（ステップＳＡ９）。

この場合においても、制御装置６は、検出システム５を用いて取得したマスクＭ及び基板Ｐの６自由度の方向に関する位置情報に基づいて、マスクＭ及び基板Ｐの６自由度の方向に関する位置（マスクＭと基板Ｐとの相対位置関係）を調整しつつ、基板Ｐ上にマスクＭを介した露光光ＥＬを照射する。

第５のショット領域Ｓ５に対する走査露光が終了すると、制御装置６は、マスクＭを保持したマスク保持部材１及び基板Ｐを保持した基板保持部材３それぞれの減速を行うことなく、マスクＭの＋θＸ方向への回転を継続するとともに、基板Ｐの−Ｙ方向への移動を継続する。制御装置６は、第５のショット領域Ｓ５の＋Ｙ側に配置されている第６のショット領域Ｓ６の露光を、第５のショット領域Ｓ５と同様に行う。

制御装置６は、マスクＭを保持したマスク保持部材１及び基板Ｐを保持した基板保持部材３それぞれの減速を行うことなく、マスクＭの＋θＸ方向への回転を継続するとともに、基板Ｐの−Ｙ方向への移動を継続し、第７、第８、第９、第１０のショット領域Ｓ７、Ｓ８、Ｓ９、Ｓ１０のそれぞれを連続的に露光する。このように、本実施形態では、制御装置６は、一度の走査で、Ｙ軸方向に配列された１列分のショット領域Ｓ５〜Ｓ１０の露光を継続して実行する。

上述のように、本実施形態においては、マスクＭのパターンＭＰは、パターン形成面ＭＦの周方向に沿って、少なくとも基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）におけるショット領域Ｓの最大数（本実施形態においては６つ）だけ形成されている。したがって、制御装置６は、マスクＭを３６０度回転（一回転）することによって、Ｙ軸方向に並んだ１列分のショット領域Ｓ５〜Ｓ１０の露光を実行することができる。

以下同様に、制御装置６は、Ｙ軸方向に配列された１列のショット領域Ｓ（Ｓ１１〜Ｓ１６、Ｓ１７〜Ｓ２２、Ｓ２３〜Ｓ２６）の露光を終える度に、マスクＭの回転方向を逆方向に設定する（反転する）とともに、基板Ｐの移動方向を逆方向に設定して、列単位での露光処理を実行する（ステップＳＡ９〜ＳＡ１２）。

以上の動作を繰り返し、ステップＳＡ１０において、基板Ｐ上の全ての露光を終えたと判断した場合、制御装置６は、基板保持部材３に保持されている基板Ｐをアンロードする（ステップＳＡ１３）。そして、制御装置６は、次に露光すべき基板Ｐが有るかどうかを判断する（ステップＳＡ１４）。ステップＳＡ１４において、露光すべき基板Ｐが有ると判断した場合、制御装置６は、ステップＳＡ１以降の処理を繰り返す。一方、ステップＳＡ１４において、露光すべき基板Ｐが無いと判断した場合、制御装置６は、露光シーケンスを終了する。

以上説明したように、本実施形態においては、上述の（１）式の条件を満足するように、マスクＭが形成されているので、スループットの低下を抑え、基板Ｐ上にパターンＭＰの像を良好に形成することができる。

すなわち、例えばマスクＭの直径Ｄが非常に小さく、マスクＭの周方向の長さ（π×Ｄ）が基板Ｐの最大の長さＬに比べて非常に小さい場合、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓを露光するために、例えばマスクＭを複数回転させたり、あるいはマスクＭの回転方向を頻繁に変化させたりする必要が生じる可能性がある。

例えば、マスクＭの周方向の長さ（π×Ｄ）が小さく、パターンＭＰをパターン形成面ＭＦの周方向に沿って１つだけしか形成できない場合、例えば、ショット領域Ｓ５〜Ｓ１０を露光するために、マスクＭを６回転させる必要がある。また、パターンＭＰがパターン形成面ＭＦの周方向に沿って１つだけしか形成されていない場合において、例えば、第５、第１６、第１７のショット領域Ｓ５、Ｓ１６、Ｓ１７の順に露光するために、第５のショット領域Ｓ５を露光するために、マスクＭを＋θＸ方向に回転した後、第１６のショット領域Ｓ１６を露光するために、マスクＭを−θＸ方向に回転し、次いで第１７のショット領域Ｓ１７を露光するために、マスクＭを＋θＸ方向に回転する必要が生じる可能性がある。

マスクＭを複数回転したり、あるいはマスクの移動方向及び／又は基板の移動方向を頻繁に変化させることによって、振動が発生し、露光精度が劣化する可能性がある。マスクＭの移動と同期して基板Ｐを移動しつつその基板Ｐを精度良く露光するためには、マスク及び／又は基板の加速終了後、発生した振動が収束し、速度が一定になるまでの待ち時間（静定時間）を多く確保しなければならない。その場合、露光に寄与しない時間が増えることとなり、スループットが低下する可能性がある。

また、ショット領域Ｓの大きさは、製造しようとするデバイスに応じて変化するが、例えばマスクＭの直径Ｄが非常に小さく、マスクＭの周方向の長さ（π×Ｄ）が基板Ｐの最大の長さＬに比べて非常に小さい場合、マスクＭに形成されるパターンＭＰの大きさ（周方向の大きさ）が制約を受け、例えばＹ軸方向において所望の大きさを有するショット領域Ｓを良好に形成できなくなる可能性がある。また、振動抑制等を目的として、マスクＭの回転方向が頻繁に変化することを抑えたり、あるいはマスクＭを可能な限り等速で回転しつつショット領域Ｓを露光しようとする場合、マスクＭの周方向の長さ（π×Ｄ）が小さく、マスクＭの周方向におけるパターンＭＰの大きさ及び配置等が制約を受けると、基板Ｐ上でのショット領域Ｓの配置も制約を受け、例えば基板Ｐ上のＹ軸方向におけるショット領域Ｓどうしの間隔が大きくなってしまったり、形成可能なショット領域Ｓの数が低減する等、基板Ｐ上に無駄な領域が多く形成されてしまう不具合が生じる可能性もある。

一方、製造しようとするデバイス（ショット領域Ｓの大きさ）に応じて、マスクＭの大きさ（直径Ｄ）を変更することは、露光精度を維持するための処理が煩雑となったり、複数種類の大きさのマスクＭを製造しなければならないことに伴う製造コストの上昇を招く可能性がある。例えば、マスクＭの回転軸（中心軸Ｊ）の位置を変えずに、マスクＭの直径Ｄを変えた場合、投影光学系ＰＬとマスクＭとの位置関係、具体的には投影光学系ＰＬの物体面と露光光ＥＬが照射されるマスクＭの最下部ＢＴとの位置関係が変動するので、マスクＭの大きさが変わる毎に、投影光学系ＰＬの光学特性を変更しなければならない可能性が生じる。また、マスクＭの大きさ（直径Ｄ）を変更し、マスクＭの回転軸（中心軸Ｊ）の位置を変えることによって、投影光学系ＰＬの物体面と露光光ＥＬが照射されるマスクＭの最下部ＢＴとの位置関係を維持した場合でも、マスクＭの曲率が変わることとなるので、その場合も、投影光学系ＰＬの光学特性を補正しなければならない可能性が生じる。

本実施形態においては、（１）式の条件を満足するように、マスクＭが形成されているので、上述の不具合の発生を抑制し、スループットの低下を抑え、基板Ｐ上にパターンＭＰの像を良好に形成することができる。すなわち、マスクＭを一回転（３６０度回転）するだけで、基板Ｐの最大の長さＬの部分に並んでいる複数（６つ）のショット領域を円滑に露光することができる。また、基板Ｐの最大の長さＬ部分以外の部分に並んでいるショット領域（例えば第１〜第４のショット領域Ｓ１〜Ｓ４）を露光する場合においても、マスクＭは、一回転することなく、すなわち約２４０度回転するだけで、振動等の発生を抑えつつ、第１〜第４のショット領域Ｓ１〜Ｓ４を円滑に露光することができる。第４のショット領域Ｓ４を露光した後には、上述のように、基板Ｐの露光開始位置への移動の少なくとも一部と並行して、マスクＭの回転開始位置への移動を実行することによって、スループットの低下を抑制することができる。

また、（１）式の条件を満足するように、マスクＭを形成することによって、マスクＭの曲率半径を大きくすることができ、パターンＭＰの湾曲を低減することができる。また、（１）式の条件を満足するように、マスクＭを形成することによって、マスクＭの慣性モーメントを大きくすることができ、マスクＭの回転を安定させることができる。

また、パターンＭＰは、マスクＭのパターン形成面ＭＦに沿って複数形成されているので、マスクＭの移動方向の変化（切り換え）の回数、及びそのマスクの移動方向の変化に伴う基板Ｐの移動方向の変化（切り換え）の回数を抑制しつつ、一度の走査で、複数のパターンＭＰの像を基板Ｐ上に形成することができる。

また、パターンＭＰは、マスクＭのパターン形成面ＭＦの周方向に沿って、Ｙ軸方向における基板Ｐ上のショット領域Ｓの最大数だけ形成されているので、マスクＭを一回転することによって、Ｙ軸方向に並んだ１列分のショット領域Ｓの露光を実行することができる。

また、本実施形態においては、マスク保持部材１は、マスクＭの側面ＭＳを着脱可能に保持するので、例えばスループットの低下を招くことなく、マスクＭを円滑に交換することができる。

また、マスク保持部材１は、そのマスク保持部材１を回転可能に支持する軸部材２０の一端側（＋Ｘ側）に配置されているので、その軸部材２０の一端側からマスク保持部材１にマスクＭを円滑にロードできるとともに、マスク保持部材１に保持されているマスクＭをその軸部材２０の一端側から円滑にアンロードすることができる。

また、本実施形態においては、マスクＭを保持したマスク保持部材１を６自由度の方向に移動可能なマスク駆動装置２が設けられているので、マスクＭの位置の調整を行うことができ、マスクＭと基板Ｐとの位置関係を精確に調整して、マスクＭのパターンＭＰの像で基板Ｐを良好に露光することができる。

また、本実施形態においては、マスクＭを保持したマスク保持部材１の移動（回転）に伴う振動を抑えるためのカウンタマス４６を含む防振装置２４が設けられている。したがって、振動に起因してマスクＭと基板Ｐとの位置関係が変動することを抑制することができ、振動に起因する露光精度の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態においては、マスクＭを保持するマスク保持部材１は、軸部材２０の一端側（＋Ｘ側）に配置され、その軸部材２０の他端側（−Ｘ側）には、錘部材２２が配置されている。軸部材２０を回転可能に支持する支持部材２１は、マスク保持部材１と錘部材２２との間に配置されている。錘部材２２は、いわゆるバランスウエイトとして機能し、軸部材２０の一端側のみに荷重がかかることを抑制している。したがって、偏荷重に起因して、第２ギャップＧ２、第３ギャップＧ３、及び第４ギャップＧ４等が変動したり、軸部材２０と支持部材２１とが接触することを抑制することができる。したがって、振動の発生を抑制しつつ、軸部材２０を円滑に回転することができる。

また、本実施形態においては、軸部材２０と錘部材２２とは一体であるが、軸部材２０の他端側に、錘部材２２を着脱可能に保持する保持機構を設け、錘部材２２を交換可能としてもよい。錘部材２２はバランスウエイトとして機能するので、互いに異なる重さの錘部材２２を複数用意しておき、使用するマスクＭの大きさ（重さ）に応じて、最適な重さの錘部材２２を軸部材２０の他端側に取り付けるようにしてもよい。なお、マスクＭの重さに応じて、錘部材２２を省略してもよい。

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

上述の第１実施形態においては、（１）式の条件を満足するように、マスクＭが形成されているが、パターン形成面ＭＦにおけるマスクＭの直径をＤ、基板Ｐの走査方向（本実施形態においてはＹ軸方向）における基板Ｐの最大の長さをＬ、投影光学系ＰＬの投影倍率をβ、円周率をπとしたとき、
（β×Ｌ）／π） ＞ Ｄ ≧ （β×Ｌ）／（２×π） …（２）の条件を満足するように、マスクＭが形成されていてもよい。

例えば、上述（１）式の条件を満足するようにマスクＭを形成して、マスクＭが大型化する場合には、（２）式の条件を満足するようにマスクＭを形成することによって、スループットの低下の抑制と、露光精度の劣化の抑制とを両立することができる。

（２）式の条件を満足するようにマスクＭを形成した場合、例えば基板Ｐの最大の長さＬの部分のショット領域Ｓを露光するために、マスクＭを一回転以上（但し二回転以下）する必要が生じる可能性があるが、（２）式の条件を満足するようにマスクＭを形成することによって、マスクＭの大型化に伴って発生する不具合の抑制と、スループットの低下の抑制と、露光精度の劣化の抑制とのそれぞれを実現することができる。

また、Ｄ ≧ （β×Ｌ）／（２×π）の条件を満足することによって、所望のスループットを維持しつつ、マスクＭの小型化に伴う不具合の発生を抑制することができる。すなわち、マスクＭが過剰に小型化した場合、所望のスループットが得られなかったり、マスクＭの曲率半径が小さくなってパターンＭＰの湾曲が増大したり、マスクＭの慣性モーメントが小さくなってマスクＭの回転が不安定になる可能性があるが、（２）式を満足することによって、そのような不具合の発生を抑制することができる。

なお、上述の各実施形態においては、基板ＰがＸＹ平面内において略円形状である場合を例にして説明したが、基板Ｐは例えば矩形状（長方形状）等、円形状以外の形状であってもよい。基板ＰのＸＹ平面内における形状が円形状以外の形状であっても、基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）における基板Ｐの最大の長さＬに基づいて、（１）式又は（２）式の条件を満足するように、マスクＭを形成することで、スループットの低下を抑え、基板上にパターンの像を良好に形成することができる。

なお、上述の各実施形態においては、マスクとして反射型のマスクを用いているが、透過型のマスクを用いてもよい。その場合、照明系ＩＬは、例えばマスクＭの最上部に露光光ＥＬを照明する。そして、マスクＭを通過し、マスクＭの最下部ＢＴを通過した露光光ＥＬが、投影光学系ＰＬに入射する。

なお、上述の各実施形態においては、マスクＭは円筒状であるが、円柱状であってもよい。この場合、マスク保持部材１のうち、保持面２６よりも＋Ｘ側に突出する突出部２８、及び軸部材２０の一部が省略される。

なお、上述の各実施形態においては、パターンＭＰは、マスクＭのパターン形成面ＭＦの周方向に沿って複数形成されているが、例えば製造しようとするデバイス（ショット領域Ｓ）の大きさ等に応じて、必ずしもマスクＭの周方向に沿って複数形成されていなくてもよい。例えばパターンＭＰが１つであっても、（１）式又は（２）式の条件を満足するように、マスクＭを形成することによって、スループットの低下を抑え、基板Ｐ上にパターンＭＰの像を良好に形成することができる。

なお、上述の各実施形態において、パターンＭＰは、マスクＭの中心軸Ｊ方向（Ｘ軸方向）に沿って複数形成されていてもよい。

なお、上述の各実施形態において、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されているような、液浸法を適用してもよい。すなわち、投影光学系ＰＬと基板Ｐとの間の露光光ＥＬの光路空間、換言すれば、投影光学系ＰＬの先端の光学素子の像面（射出面）側の光路空間を液体で満たした状態で、基板Ｐ上に、マスクＭ、投影光学系ＰＬ、及び液体を介した露光光ＥＬを照射して、マスクＭのパターンＭＰの像を基板Ｐ上に投影するようにしてもよい。また、液浸法を適用する場合には、例えば国際公開第９９／４９５０４号パンフレットに開示されているような、基板Ｐ上の一部の領域に、投影領域ＡＲを覆うように、投影領域ＡＲよりも大きく且つ基板Ｐよりも小さい液体の液浸領域を形成する局所液浸方式を採用してもよいし、例えば特開平６−１２４８７３号公報、特開平１０−３０３１１４号公報、米国特許第５，８２５，０４３号などに開示されているような露光対象の基板の表面全体が液体中に浸かっている状態で露光を行うグローバル液浸方式を採用してもよい。また、液体としては、水（純水）でもよいし、過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）、フッ素系オイル等のフッ素系流体、セダー油など、水以外のものであってもよい。また、液浸法を適用する場合には、例えば国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレットに開示されているように、先端の光学素子の物体面（入射面）側の光路空間も液体で満たすようにしてもよい。

液浸法を適用した露光装置において、投影光学系ＰＬの光学素子（最終光学素子など）は、例えば石英（シリカ）で形成される。あるいは、光学素子は、フッ化カルシウム（蛍石）、フッ化バリウム、フッ化ストロンチウム、フッ化リチウム、及びフッ化ナトリウム等のフッ化化合物の単結晶材料で形成されてもよい。あるいは、光学素子は、石英及び蛍石よりも屈折率が高い（例えば１．６以上）材料で形成してもよい。屈折率が１．６以上の材料としては、例えば、国際公開第２００５／０５９６１７号パンフレットに開示されるサファイア、二酸化ゲルマニウム等、あるいは、国際公開第２００５／０５９６１８号パンフレットに開示される塩化カリウム（屈折率は約１．７５）等を用いることができる。さらに、光学素子の表面の一部（少なくとも液体との接触面を含む）又は全部に、親液性及び／又は溶解防止機能を有する薄膜を形成してもよい。なお、石英は液体との親和性が高く、かつ溶解防止膜も不要であるが、蛍石は少なくとも溶解防止膜を形成することができる。純水よりも屈折率が高い（例えば１．５以上の）、液浸用の液体としては、例えば、屈折率が約１．５０のイソプロパノール、屈折率が約１．６１のグリセロール（グリセリン）といったＣ−Ｈ結合あるいはＯ−Ｈ結合を持つ所定液体、ヘキサン、ヘプタン、デカン等の所定液体（有機溶剤）、あるいは屈折率が約１．６０のデカリン(Decalin: Decahydronaphthalene)などが挙げられる。また、液体は、これら液体のうち任意の２種類以上の液体を混合したものでもよいし、純水にこれら液体の少なくとも１つを添加（混合）したものでもよい。さらに、液体は、純水にＨ^＋、Ｃｓ^＋、Ｋ^＋、Ｃｌ⁻、ＳＯ_４ ^２−、ＰＯ_４ ^２−等の塩基又は酸を添加（混合）したものでもよいし、純水にＡｌ酸化物等の微粒子を添加（混合）したものでもよい。なお、液浸用液体としては、光の吸収係数が小さく、温度依存性が少なく、投影光学系、及び／又は基板の表面に塗布されている感光材（又はトップコート膜あるいは反射防止膜など）に対して安定なものであることが好ましい。基板には、液体から感光材や基材を保護するトップコート膜などを設けることができる。

なお、上述の各実施形態においては、露光光ＥＬとしてＡｒＦエキシマレーザ光を用いているが、マスクＭとして反射型マスクを用いる場合、露光光ＥＬとして軟Ｘ線（ＥＵＶ）を用いてもよい。反射型マスクのパターンＭＰは、例えば特開平７−１５３６７２号公報に開示されているように、ＥＢ露光機を用いたＥＢ描画法に基づいて形成可能である。反射型マスクは、石英、セラミックス等の基材上に、Ｍｏ、Ｓｉ等を含む多層膜を形成し、その多層膜上に、Ｃｒ、Ｗ、Ｔａ等を含むＥＵＶに対して吸収性を有する吸収体パターンを形成することによって、形成可能である。

なお、上記各実施形態の基板Ｐとしては、半導体デバイス製造用の半導体ウエハのみならず、ディスプレイデバイス用のガラス基板、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）、またはフィルム部材等が適用される。また、基板はその形状が円形に限られるものでなく、矩形など他の形状でもよい。

露光装置ＥＸとしては、マスクＭの移動と同期して基板Ｐを移動しつつマスクＭのパターンＭＰの像で基板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ＭＰの像で基板Ｐ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。

さらに、ステップ・アンド・リピート方式の露光において、第１パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第１パターンの縮小像を基板Ｐ上に転写した後、第２パターンと基板Ｐとをほぼ静止した状態で、投影光学系を用いて第２パターンの縮小像を第１パターンと部分的に重ねて基板Ｐ上に一括露光してもよい（スティッチ方式の一括露光装置）。また、スティッチ方式の露光装置としては、基板Ｐ上で少なくとも２つのパターンを部分的に重ねて転写し、基板Ｐを順次移動させるステップ・アンド・スティッチ方式の露光装置にも適用できる。

また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報（対応米国特許第６,３４１,００７号、第６,４００,４４１号、第６,５４９,２６９号及び第６,５９０,６３４号）、特表２０００−５０５９５８号公報（対応米国特許第５,９６９,４４１号）などに開示されているような複数の基板ステージを備えたマルチステージ型（ツインステージ型）の露光装置にも適用できる。

更に、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開第１９９９／２３６９２号パンフレット）、特開２０００−１６４５０４号公報（対応米国特許第６，８９７，９６３号）等に開示されているように、基板を保持する基板ステージと基準マークが形成された基準部材及び／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本発明を適用することができる。

露光装置ＥＸの種類としては、基板Ｐに半導体素子パターンを露光する半導体素子製造用の露光装置に限られず、液晶表示素子製造用又はディスプレイ製造用の露光装置、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。

また、例えば特表２００４−５１９８５０号公報（対応米国特許第６，６１１，３１６号）に開示されているように、２つのマスクのパターンを、投影光学系を介して基板上で合成し、１回の走査露光によって基板上の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などにも本発明を適用することができる。

なお、法令で許容される限りにおいて、上記各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などの開示を援用して本文の記載の一部とする。

以上のように、露光装置ＥＸは、各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度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１８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、マスクのパターンの像で基板に露光し、露光した基板を現像する基板処理（露光処理）を含む基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程などの加工プロセスを含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。

Claims (28)

1. 投影光学系を介して基板上にパターンの像を形成するためのマスクであって、
   前記パターンが形成され、所定軸周りに配置されたパターン形成面と、
   前記パターン形成面を有し、前記基板の少なくとも所定の一次元方向への移動と同期して、前記所定軸を回転軸として回転可能な円筒体と、
   前記パターン形成面を覆うように円筒状に形成されたペリクルと、
   前記ペリクルを支持する支持部材と、を備え、
   前記パターン形成面における前記マスクの直径をＤ、前記一次元方向における前記基板の最大の長さをＬ、前記投影光学系の投影倍率をβ、円周率をπとしたとき、
   Ｄ≧（β×Ｌ）／πの条件を満足するマスク。
2. 投影光学系を介して基板上にパターンの像を形成するためのマスクであって、
   前記パターンが形成され、所定軸周りに配置されたパターン形成面と、
   前記パターン形成面を有し、前記基板の少なくとも所定の一次元方向への移動と同期して、前記所定軸を回転軸として回転可能な円筒体と、
   前記パターン形成面を覆うように円筒状に形成されたペリクルと、
   前記ペリクルを支持する支持部材と、を備え、
   前記パターン形成面における前記マスクの直径をＤ、前記一次元方向における前記基板の最大の長さをＬ、前記投影光学系の投影倍率をβ、円周率をπとしたとき、
   （β×Ｌ）／π＞Ｄ≧（β×Ｌ）／（２×π）の条件を満足するマスク。
3. 前記パターンは、前記パターン形成面の周方向に沿って並ぶ複数のパターンを有する請求項１又は２記載のマスク。
4. 前記基板上には、前記パターンの像が投影される複数のショット領域が少なくとも前記一次元方向に沿って設けられ、
   前記複数のパターンの数は、前記パターン形成面の周方向に沿って、少なくとも前記一次元方向における前記ショット領域の最大数である請求項３記載のマスク。
5. 前記基板は、略円形状を有し、
   前記長さＬは、前記基板の直径を含む請求項１〜４のいずれか一項記載のマスク。
6. 前記支持部材は、前記パターン形成面の前記所定軸方向の一端側及び他端側のそれぞれにおける所定領域において、前記所定軸を囲むように前記パターン形成面の周方向に沿って形成されている請求項１〜５のいずれか一項記載のマスク。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項記載のマスクを用いて、該マスク上に形成されたパターンの像で基板を露光する露光装置であって、
   前記マスクを前記所定軸を回転軸として回転可能なマスク駆動装置と、
   前記マスクの回転と同期して、前記基板を少なくとも所定の一次元方向に移動可能な基板駆動装置と、
   前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影する投影光学系と、を備えた露光装置。
8. 前記マスクの側面を着脱可能に保持する保持部材をさらに備え、
   前記マスク駆動装置は、前記マスクを保持した前記保持部材を回転可能なアクチュエータを含む請求項７記載の露光装置。
9. 前記保持部材は、前記マスクの側面を吸着可能な吸着機構を有する請求項８記載の露光装置。
10. 前記保持部材を前記所定軸を回転軸として回転可能に支持する軸部材をさらに備え、
    前記保持部材は、前記軸部材の一端側に配置される請求項８又は９記載の露光装置。
11. 前記マスクを保持した保持部材を前記所定軸を回転軸として回転可能であるとともに、前記マスクを保持した保持部材を６自由度の方向に移動可能であるマスク駆動装置をさらに備えた請求項８〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
12. 前記マスク駆動装置は、ローレンツ力によって駆動可能なアクチュエータを含む請求項１１記載の露光装置。
13. 前記マスクを保持した前記保持部材を、前記所定軸を回転軸として回転可能に支持する軸部材を備え、
    前記マスク駆動装置は、前記保持部材を少なくとも前記回転方向に移動可能な第１駆動機構と、前記軸部材を所定方向に移動可能な第２駆動機構とを含む請求項１１又は１２記載の露光装置。
14. 前記第１駆動機構は、前記保持部材側に取り付けられた可動子と、前記軸部材側に取り付けられた固定子とを有する請求項１３記載の露光装置。
15. 前記保持部材の移動に伴う振動を抑える防振装置をさらに備えた請求項１１〜１４のいずれか一項記載の露光装置。
16. 前記防振装置は、前記保持部材の回転に伴う反力を吸収するカウンタマスを含む請求項１５記載の露光装置。
17. 前記カウンタマスは、前記マスクの回転に伴う反力によって該マスクとは反対方向に回転する請求項１６記載の露光装置。
18. 基板上にパターンの像を形成するためのマスクを用いて、該マスク上に形成されたパターンの像で基板を露光する露光装置であって、
    前記マスクの側面を着脱可能に保持する保持部材と、
    前記マスクを保持した前記保持部材を回転可能なアクチュエータを含み、前記マスクを前記所定軸を回転軸として回転可能であるとともに、前記マスクを保持した保持部材を６自由度の方向に移動可能であるマスク駆動装置と、
    前記マスクの回転と同期して、前記基板を少なくとも所定の一次元方向に移動可能な基板駆動装置と、
    前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影する投影光学系と、
    前記保持部材の回転に伴う反力を吸収するカウンタマスを含み、前記保持部材の移動に伴う振動を抑える防振装置と、を備え、
    前記カウンタマスは、前記マスクの回転に伴う反力によって該マスクとは反対方向に回転し、
    前記マスクは、
    前記パターンが形成され、所定軸周りに配置されたパターン形成面と、
    前記パターン形成面を有し、前記基板の少なくとも所定の一次元方向への移動と同期して、前記所定軸を回転軸として回転可能な円筒体と、を備え、
    前記パターン形成面における前記マスクの直径をＤ、前記一次元方向における前記基板の最大の長さをＬ、前記投影光学系の投影倍率をβ、円周率をπとしたとき、
    Ｄ ≧ （β×Ｌ）／πの条件を満足する露光装置。
19. 基板上にパターンの像を形成するためのマスクを用いて、該マスク上に形成されたパターンの像で基板を露光する露光装置であって、
    前記マスクの側面を着脱可能に保持する保持部材と、
    前記マスクを保持した前記保持部材を回転可能なアクチュエータを含み、前記マスクを前記所定軸を回転軸として回転可能であるとともに、前記マスクを保持した保持部材を６自由度の方向に移動可能であるマスク駆動装置と、
    前記マスクの回転と同期して、前記基板を少なくとも所定の一次元方向に移動可能な基板駆動装置と、
    前記マスクのパターンの像を前記基板上に投影する投影光学系と、
    前記保持部材の回転に伴う反力を吸収するカウンタマスを含み、前記保持部材の移動に伴う振動を抑える防振装置と、を備え、
    前記カウンタマスは、前記マスクの回転に伴う反力によって該マスクとは反対方向に回転し、
    前記マスクは、
    前記パターンが形成され、所定軸周りに配置されたパターン形成面と、
    前記パターン形成面を有し、前記基板の少なくとも所定の一次元方向への移動と同期して、前記所定軸を回転軸として回転可能な円筒体と、を備え、
    前記パターン形成面における前記マスクの直径をＤ、前記一次元方向における前記基板の最大の長さをＬ、前記投影光学系の投影倍率をβ、円周率をπとしたとき、
    （β×Ｌ）／π＞Ｄ≧（β×Ｌ）／（２×π）の条件を満足する露光装置。
20. 前記カウンタマスを所定量だけ変位可能に保持する保持機構をさらに備えた請求項１６から１９のいずれか一項記載の露光装置。
21. 前記保持機構は、前記カウンタマスの所定量以上の回転を抑える請求項２０記載の露光装置。
22. 前記保持機構は、ローレンツ力によって駆動するアクチュエータを含む請求項２０又は２１記載の露光装置。
23. 前記保持機構は、前記カウンタマスの位置を調整可能である請求項２２記載の露光装置。
24. 前記カウンタマスは、前記保持部材を前記所定軸を回転軸として回転可能に支持する軸部材を含む請求項１６〜２３のいずれか一項記載の露光装置。
25. 前記軸部材を回転可能に支持する支持部材と、
    前記軸部材の一端側に配置された唾部材とをさらに備え、
    前記保持部材は、前記軸部材の他端側に配置され、
    前記軸部材を回転可能に支持する支持部材は、前記保持部材と前記錘部材との間に配置されている請求項２４記載の露光装置。
26. 前記マスクのパターン形成面を露光光で照明する照明系をさらに備え、
    前記パターン形成面に照射され、該パターン形成面で反射した前記露光光が前記基板上に照射される請求項７〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
27. 前記マスクを前記所定軸を回転軸として回転しつつ、前記パターン形成面に露光光が照射される請求項７〜２６のいずれか一項記載の露光装置。
28. 請求項７〜請求項２６のいずれか一項記載の露光装置を用いるデバイス製造方法。

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