JP5505685B2 - 投影光学系、並びに露光方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、第１面に設けられたパターンの像を第２面に投影する投影光学系、この投影光学系を用いる露光技術、及びこの露光技術を用いるデバイス製造技術に関する。

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は、スループット（生産性）を高めることが求められている。そのため、それぞれマスクを移動する２つのマスクステージと、２つのマスクからの露光光を合成及び分岐する合成光学素子と、分岐された２つの露光光をそれぞれ露光領域に導く２つの光学系と、その２つの露光領域で露光される２つの基板を独立に移動する２つの基板ステージとを備えた露光装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この露光装置によれば、２つのマスクのパターンを合成したパターンの像で２枚の基板を並列に走査露光できるため、１枚の基板毎に露光する場合に比べて高いスループットが得られる。

国際公開第２００７／０９４４７０号パンフレット

従来の露光装置においては、２つの基板を並行に露光しているため、２つの基板ステージが必要になり、露光装置が大型化する恐れがあった。
本発明はこのような事情に鑑み、露光装置のステージ系を大型化することなく、基板を高いスループットで露光するために使用可能な投影光学系を提供することを目的とする。さらに本発明は、その投影光学系を用いる露光技術及びデバイス製造技術を提供することをも目的とする。

本発明による投影光学系は、第１面に設けられたパターンの像を第２面に投影する投影光学系において、その第１面上の所定領域からの光束を複数の光束に分割する分割光学系と、その複数の光束をその第２面の複数の位置にそれぞれ導いて、該複数の位置にその所定領域の像をそれぞれ形成する結像光学系と、を備えたものである。
また、本発明による露光装置は、パターンが設けられたマスクを保持し、該マスクのパターン面を第１面に配置させるマスクステージと、その第１面に設けられたそのパターンの像を第２面に投影する本発明の投影光学系と、基板を保持し、該基板の露光面をその第２面に配置させる基板ステージと、を備えたものである。

また、本発明による露光方法は、パターンが設けられたマスクのパターン面を第１面に配置することと、本発明の投影光学系を用いて、その第１面に設けられたそのパターンの像をその第２面に投影することと、基板の露光面をその第２面に配置することと、を含むものである。
また、本発明によるデバイス製造方法は、本発明の露光装置又は露光方法を用いてそのパターンの像をその基板に転写することと、そのパターンの像が転写されたその基板を該パターンの像に対応して処理することと、を含むものである。

本発明の投影光学系によれば、第２面の複数の位置にパターンの像が形成されるため、例えばその第２面に露光対象の基板の表面を配置することによって、その基板の複数の位置に並列にそのパターンの像を露光できる。従って、この投影光学系を用いることによって、露光装置のステージ系を大型化することなく、基板を高いスループットで露光できる。

第１の実施形態で使用される露光装置を示す斜視図である。 （Ａ）は図１の投影光学系ＰＬを示す図、（Ｂ）は図１（Ａ）の２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂを示す拡大平面図である。 （Ａ）は図１のウエハと２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂとの相対位置の変化の一例を示す平面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のウエハ上の露光中の２つのショット領域を示す拡大平面図、（Ｃ）はウエハ上の一つのショット領域を示す拡大平面図である。 図３（Ａ）の状態に続く、ウエハと２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂとの相対位置の変化を示す平面図である。 第１の実施形態の露光動作の一例を示すフローチャートである。 （Ａ）は第２の実施形態の投影光学系を示す図、（Ｂ）は図６（Ａ）の２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂを示す拡大平面図である。 （Ａ）は第２の実施形態の変形例の投影光学系を示す図、（Ｂ）は図７（Ａ）の位相格子を示す拡大図である。 電子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。

［第１の実施形態］
以下、本発明の第１の実施形態につき図１〜図５を参照して説明する。本実施形態は、走査露光型の投影露光装置であるスキャニングステッパー型の露光装置で露光を行う場合に本発明を適用したものである。
図１は、本実施形態に係る露光装置１００の概略構成を示す。図１において、露光装置１００は、露光光源（不図示）と、この露光光源からの露光用の照明光（露光光）ＩＬによりレチクルＲ（マスク）のパターン面（物体面）の照明領域１８を照明する照明光学系１０とを備えている。さらに、露光装置１００は、レチクルＲを移動するレチクルステージＲＳＴと、照明光ＩＬのもとでレチクルＲの照明領域１８内のパターンの像をフォトレジスト（感光材料）が塗布されたウエハＷ（基板）の表面（像面）上の第１及び第２の露光領域１８Ａ，１８Ｂに形成する投影光学系ＰＬと、ウエハＷの位置決め及び移動を行うウエハステージＷＳＴと、装置全体の動作を統括制御するコンピュータよりなる主制御系２と、その他の駆動系等とを備えている。

以下、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面（本実施形態ではほぼ水平面に平行）内の直交する２方向にＸ軸及びＹ軸を取り、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸に平行な軸の周りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。本実施形態では、Ｙ軸に平行な方向（Ｙ方向）が、走査露光時のレチクルＲ及びウエハＷの走査方向である。

上記の露光光源としては、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）が使用されている。露光光源としては、その他にＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）などの紫外パルスレーザ光源、ＹＡＧレーザの高調波発生光源、固体レーザ（半導体レーザなど）の高調波発生装置、又は水銀ランプ等の放電ランプなども使用することができる。
照明光学系１０は、例えば特開２００１−３１３２５０号公報（対応する米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書）などに開示されるように、オプティカルインテグレータ（フライアイレンズ、ロッドインテグレータ、回折光学素子など）等を含む照度均一化光学系、固定及び可変のレチクルブラインド（固定及び可変の視野絞り）、並びにコンデンサ光学系等を含んでいる。その可変のレチクルブラインドは、レチクルＲを＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に移動して１回の走査露光を行う期間の最初及び最後に照明領域１８をＹ方向に開閉するために使用される。

照明光学系１０は、レチクルブラインドで規定及び開閉されるレチクルＲのパターン面（ここでは下面）のパターン領域ＰＡの照明領域１８を、照明光ＩＬによりほぼ均一な照度分布で照明する。照明領域１８は一例としてＸ方向（非走査方向）に細長い長方形である。また、通常照明、２極若しくは４極照明、又は輪帯照明等の照明条件に応じて、照明光学系１０内の瞳面（射出瞳と共役な面）における照明光ＩＬの強度分布が、不図示の設定機構によって光軸を中心とする円形領域、光軸から偏心した２つ若しくは４つの部分領域、又は光軸を中心とする輪帯状領域等に切り換えられる。

また、レチクルＲには、パターン領域ＰＡをＸ方向に挟むようにアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂが形成されている。アライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの位置に基づいてレチクルＲのアライメントを行うことができる。
照明光ＩＬのもとで、レチクルＲの照明領域１８内のパターン（回路パターン）は、両側テレセントリックの投影光学系ＰＬを介して所定の投影倍率β（例えば１／４，１／５等の縮小倍率）で、例えばウエハＷ上のＹ方向に隣接する後述の２つのショット領域ＳＡ(i,j) 及びＳＡ(i,j+1) 上の第１及び第２の露光領域１８Ａ，１８Ｂ（それぞれ照明領域１８と共役な領域）に投影される。投影光学系ＰＬは、レチクルＲのパターン面（物体面）の近傍に配置されて、レチクルＲからの照明光ＩＬを２つの光束に分割する２分割光学系５０と、それらの２つの光束を用いて露光領域１８Ａ，１８Ｂ上に照明領域１８内のパターンの像を形成する結像光学系５１と、第２の露光領域１８ＢのＸ方向、Ｙ方向の位置を調整するための像位置調整光学系５６（図２（Ａ）参照）とを備えている。２分割光学系５０は、レチクルＲと結像光学系５１との間に配置されている。

図２（Ａ）は図１の投影光学系ＰＬを示し、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂを示す。ここでは通常照明が使用されているものとして、図２（Ａ）において、露光時にはレチクルＲの照明領域１８が、所定の開口数（開き角）を持ち主光線（投影光学系ＰＬの射出瞳の中心を通る光線）が光軸ＡＸに平行な照明光ＩＬによって照明される。投影光学系ＰＬの２分割光学系５０は、レチクルＲの照明領域１８から−Ｚ方向に射出される照明光ＩＬをほぼ−Ｙ方向に進む第１の照明光ＩＬＡと、ほぼ＋Ｙ方向に進む第２の照明光ＩＬＢとに分割するプリズム部材５３と、第２の照明光ＩＬＢを主光線が光軸ＡＸに平行になるように−Ｚ方向に折り曲げる第１ミラー５４と、第１の照明光ＩＬＡを主光線が光軸ＡＸに平行になるように−Ｚ方向に折り曲げる第２ミラー５５とを備えている。プリズム部材５３及びミラー５４，５５は、不図示の保持部材を介して投影光学系ＰＬの鏡筒（不図示）に支持され、この鏡筒はフレーム機構（不図示）に支持されている。

プリズム部材５３は、ＺＹ平面上の形状が５角形であり、照明領域１８からの照明光ＩＬを同じ光量の２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢに分割するハーフミラー面５３ａと、分割された第１の照明光ＩＬＡをほぼ−Ｙ方向に折り曲げるミラー面５３ｂとを備えている。この結果、２分割光学系５０から射出される２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢは、それらの主光線が光軸ＡＸに平行で、かつそれらの主光線がＹ方向に所定の間隔ＬＹ／β（βは投影光学系ＰＬの投影倍率）だけ離れて、結像光学系５１に入射する。間隔ＬＹについては後述する。その間隔ＬＹ／βは、以下で説明する像位置調整光学系５６による第２の照明光ＩＬＢ（第２の露光領域１８Ｂ）のＸ方向、Ｙ方向の位置の調整量が０の場合の間隔である。

また、本実施形態では、第１ミラー５４と結像光学系５１との間の第２の照明光ＩＬＢの光路上に、一例としてＹ軸に平行な軸の周りに不図示の駆動部で微小回転される第１可動透過板５７Ｘと、Ｘ軸に平行な軸の周りに不図示の駆動部で微小回転される第２可動透過板５７Ｙとを含む像位置調整光学系５６が配置されている。主制御系２が可動透過板５７Ｘ，５７Ｙの回転角を制御して、第２の照明光ＩＬＢの位置、ひいては第２の露光領域１８ＢのウエハＷ上でのＸ方向、Ｙ方向の位置を調整する。像位置調整光学系５６の可動透過板５７Ｘ，５７Ｙは、不図示の駆動部を介して投影光学系ＰＬの鏡筒（不図示）に支持されている。

さらに、一例として第２ミラー５４の近傍において、回転駆動部６３がフレーム機構（不図示）に固定され、回転駆動部６３によって回転可能に、必要に応じて第２の照明光ＩＬＢを遮光するためのシャッター６２が支持されている。回転駆動部６３の動作は主制御系２によって制御される。主制御系２は、第２の照明光ＩＬＢを使用する必要のない期間では、回転駆動部６３を介してシャッター６２で第２の照明光ＩＬＢを遮光する。

投影光学系ＰＬの結像光学系５１は、一例として前群レンズ系５１ａ及び後群レンズ系５１ｂから構成され、前群レンズ系５１ａと後群レンズ系５１ｂとの間の投影光学系ＰＬの瞳面（射出瞳と共役な面）に開口絞りＡＳが配置されている。レンズ系５１ａ，５１ｂ及び開口絞りＡＳはそれぞれ保持部材を介して投影光学系ＰＬの鏡筒（不図示）に支持されている。結像光学系５１は、両側テレセントリックであり、レチクルＲのパターン面の照明領域１８内のパターンから射出されて２分割光学系５０を通過した光束を集光して、そのパターンの像をウエハＷの表面に形成する。即ち、結像光学系５１に関して、レチクルＲのパターン面（投影光学系ＰＬ及び結像光学系５１の物体面）とウエハＷの表面（投影光学系ＰＬ及び結像光学系５１の像面）とは共役であり、結像光学系５１の投影倍率は投影光学系ＰＬの投影倍率βと同じである。このように結像光学系５１は屈折系であるが、結像光学系５１として反射屈折系等も使用できる。

ただし、本実施形態では、２分割光学系５０を通過した２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢは、主光線のＹ方向の間隔がＬＹ／βとなって結像光学系５１に入射するため、結像光学系５１から射出される照明光ＩＬＡ，ＩＬＢは、主光線のＹ方向の間隔がＬＹで露光領域１８Ａ，１８Ｂ内に照明領域１８内のパターンの像を形成する。この場合、照明領域１８がＸ方向に細長い長方形であるため、図２（Ａ）に示すように、露光領域１８Ａ，１８Ｂはそれぞれ照明領域１８を投影倍率βで縮小したＸ方向に細長い長方形であり、露光領域１８Ａ，１８Ｂの中心のＹ方向の間隔はＬＹである。また、ウエハＷ上のショット領域ＳＡ(i,j) の設計上のＹ方向の長さをＳＹ、隣接する２つのショット領域間のスクライブライン領域ＳＬのＹ方向の幅をＳＬＹとして、間隔ＬＹは次のように長さＳＹとＳＬＹとの和に設定されている。

ＬＹ＝ＳＹ＋ＳＬＹ …（１）
一例として、ショット領域ＳＡ(i,j) のＸ方向の幅は２６ｍｍ、Ｙ方向の長さＳＹは３３ｍｍであり、スクライブライン領域ＳＬの幅ＳＬＹは数１００μｍ程度以下であり、露光領域１８Ａ，１８ＢのＹ方向の幅（スリット幅）は８ｍｍ程度である。また、露光領域１８Ａ，１８ＢのＸ方向の幅はショット領域ＳＡ(i,j) のＸ方向の幅程度である。

そして、ウエハＷ上のショット領域の配列（ショット配列）が設計値通りであり、第１の露光領域１８Ａがショット領域ＳＡ(i,j) 上に所定の位置関係で配置されている場合に、第２の露光領域１８Ｂは、ショット領域ＳＡ(i,j) に−Ｙ方向に隣接するショット領域ＳＡ(i,j+1) 上にその所定の位置関係と同じ位置関係で配置される。しかしながら、実際には、ウエハＷの線形伸縮（スケーリング）等によってそのショット配列は微妙に変化するため、その変化に合わせて像位置調整光学系５６を用いて第２の露光領域１８Ｂの位置を調整可能に構成されている。

図１に戻り、レチクルＲはレチクルホルダ（不図示）を介してレチクルステージＲＳＴ上に吸着保持され、レチクルステージＲＳＴはレチクルベース１２のＸＹ平面に平行な上面にエアベアリングを介して載置されている。レチクルステージＲＳＴは、レチクルベース１２上でＹ方向に一定速度で移動可能であり、かつＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角の微調整を行うことができる。レチクルステージＲＳＴの少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む２次元的な位置の情報（位置情報）は、レチクルステージＲＳＴに設けられた移動鏡（又は反射面）と、Ｘ軸のレーザ干渉計１４Ｘと、Ｙ軸の２軸のレーザ干渉計１４ＹＡ，１４ＹＢとを含むレチクル側干渉計システムによって計測されて、ステージ駆動系４及び主制御系２に供給される。ステージ駆動系４は、その位置情報及び主制御系２からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介してレチクルステージＲＳＴの位置、速度、及び回転角を制御する。

一方、ウエハＷは、ウエハホルダ２０を介してウエハステージＷＳＴ上に吸着保持され、ウエハステージＷＳＴは、ウエハベース２６のＸＹ平面に平行な上面をエアベアリングを介してＸ方向、Ｙ方向に移動するＸＹステージ２４と、Ｚチルトステージ２２とを備えている。ウエハホルダ２０を有するＺチルトステージ２２は、例えばＺ方向に変位可能な３箇所のＺ駆動部（不図示）を個別に駆動して、Ｚチルトステージ２２（ウエハＷ）の光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）の位置、及びθｘ、θｙ方向の回転角を制御する。

さらに、投影光学系ＰＬの側面に、例えば特開平６−２８３４０３号公報（対応する米国特許第５，４４８，３３２号明細書）等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点のオートフォーカスセンサ（不図示）が設けられている。このオートフォーカスセンサによって、ウエハＷの表面の投影光学系ＰＬの像面に対するＺ方向へのデフォーカス量、及びθｘ、θｙ方向の傾斜角が求められて、ステージ駆動系４に供給される。ステージ駆動系４は、そのオートフォーカスセンサの計測結果に基づいて、ウエハＷの表面が投影光学系ＰＬの像面に合焦されるように、Ｚチルトステージ２２を駆動する。

ウエハステージＷＳＴの２次元的な位置の情報（位置情報）を計測するために、ウエハステージＷＳＴのＺチルトステージ２２のＸ軸及びＹ軸にほぼ垂直な側面は鏡面加工された反射面とされ、その反射面が移動鏡として使用される。なお、その反射面の代わりにロッド状の移動鏡を使用してもよい。Ｚチルトステージ２２のＸ軸にほぼ垂直な反射面に対向してＸ軸のレーザ干渉計３６ＸＰが配置され、Ｙ軸にほぼ垂直な反射面に対向してＹ軸の２軸のレーザ干渉計３６ＹＡ，３６ＹＢが配置されている。なお、この他にもレーザ干渉計（不図示）が配置されている。

レーザ干渉計３６ＸＰ及び３６ＹＡ，３６ＹＢを含むウエハ側干渉計システムによって、Ｚチルトステージ２２（ウエハＷ）の少なくともＸ方向、Ｙ方向の位置、及びθｚ方向の回転角を含む２次元的な位置の情報（位置情報）が計測されて、ステージ駆動系４及び主制御系２に供給される。その位置情報はアライメント制御系６にも供給される。ステージ駆動系４は、その位置情報及び主制御系２からの制御情報に基づいて、不図示の駆動機構（リニアモータなど）を介して、ウエハステージＷＳＴのＸＹステージ２４の２次元的な位置を制御する。

また、投影光学系ＰＬの＋Ｙ方向の側面において、ウエハＷ上のアライメントマークの位置を計測するオフアクシス方式で例えば画像処理方式のウエハアライメント系３８が不図示のフレーム機構に保持されている。ウエハアライメント系３８の計測結果はアライメント制御系６に供給される。
ウエハＷの各ショット領域ＳＡ(i,j) には、図３（Ｃ）に示すように、それぞれ例えばそれを囲むスクライブライン領域ＳＬ上に１対の２次元のアライメントマークＷＭ１，ＷＭ２が付設されている。アライメント制御系６は、ウエハＷ上の所定個数のアライメントマークの位置の計測結果を処理して、例えばいわゆるエンハンスド・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）方式でウエハＷ上の全部のショット領域の配列座標を求めて主制御系２に供給する。

図１のウエハステージＷＳＴのＺチルトステージ２２上には平板状の基準部材２８が固定され、基準部材２８上にＸ方向に所定間隔で１対の２次元のスリットパターン３０Ａ，３０Ｂ（図３（Ａ）参照）と２次元の基準マーク３２とが形成されている。Ｚチルトステージ２２内の基準部材２８の底面に、スリットパターン３０Ａ，３０Ｂを通過した光束を受光する空間像計測系３４が収納され、空間像計測系３４の検出信号がアライメント制御系６に供給されている。レチクルＲのアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの投影光学系ＰＬによる像の位置を空間像計測系３４で計測できる。また、基準マーク３２をウエハアライメント系３８で検出することによって、レチクルＲのパターン領域ＰＡの像の中心（露光中心）とウエハアライメント系３８の検出中心との位置関係（ベースライン）を求めることができる。

上記のウエハＷ上の全部のショット領域の配列座標及びベースラインの情報に基づいて主制御系２は、ウエハＷの各ショット領域の走査露光時に、当該ショット領域とレチクルＲのパターン領域ＰＡのパターンの像とが正確に重なり合うように、ステージ駆動系４を介してレチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを制御する。
以下、本実施形態の露光装置１００の露光動作の一例につき図５のフローチャートを参照して説明する。この露光動作は主制御系２によって制御される。この際に、露光対象のウエハＷのショット配列は、一例として図３（Ａ）に示すように、ショット領域ＳＡ(i,j) と同じ大きさの多数のショット領域をＸ方向、Ｙ方向に点線で示すスクライブライン領域を隔てて配列したものである。また、説明の便宜上、ショット領域ＳＡ(i,j) は、最も＋Ｘ方向でかつ＋Ｙ方向に位置する仮想的なショット領域ＳＡ(1,1) を基準として、−Ｘ方向にｉ番目（ｉ＝１，２，…Ｉ）で、−Ｙ方向にｊ番目（ｊ＝１，２，…Ｊ）にあるものとする（Ｉ，Ｊは例えば１０程度以上の整数）。この場合、ショット領域ＳＡ(i,j) に対して−Ｙ方向に隣接するのはショット領域ＳＡ(i,j+1) である。なお、ショット領域ＳＡ(i,j) のうちで、例えば半分以上の面積がウエハＷの有効領域内に入るショット領域が、露光対象となる有効なショット領域である。有効なショット領域の配列情報及びその中で露光済みのショット領域の位置を示す情報が、ショットマップとして主制御系２の記憶装置に記憶されている。

先ずステップ１０１において、図１のレチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲをロードし、レチクルＲのアライメントマーク１６Ａ，１６Ｂの投影光学系ＰＬによる像の位置を空間像計測系３４を用いて計測する。この計測結果に基づいてステージ駆動系４が、レチクルステージＲＳＴを介してレチクルＲの回転角を基準部材２８を基準として調整する（レチクルＲのアライメント）。さらに、ウエハアライメント系３８で基準部材２８の基準マーク３２を検出し、アライメント制御系６がベースラインを求める。

次にウエハステージＷＳＴ上にフォトレジストが塗布された未露光のウエハＷをロードし（ステップ１０２）、ウエハアライメント系３８でウエハＷ上の所定個数のショット領域に付設されたアライメントマークの位置を検出し、アライメント制御系６はその検出結果からウエハＷ上の全部のショット領域ＳＡ(i,j) の配列座標を求める（ステップ１０３）。これらの配列座標及びベースラインの情報は主制御系２に供給される。さらに、レチクルステージＲＳＴを介してレチクルＲのパターン領域ＰＡは照明領域１８（この段階では閉じている）に対して＋Ｙ側の走査開始位置に移動する。

次に、ウエハＷの露光対象の未露光のショット領域（ＳＡ(i,j) とする）が第１の露光領域１８Ａの手前（ここでは−Ｙ方向側）に来るように、ウエハステージＷＳＴをＸ方向、Ｙ方向に移動（ステップ移動）する（ステップ１０４）。さらにステップ１０５において、主制御系２は、上記のショットマップを参照して、ショット領域ＳＡ(i,j) に−Ｙ方向に隣接して露光対象の未露光のショット領域ＳＡ(i,j+1) が存在するかどうかを判定する。そのショット領域ＳＡ(i,j+1) が存在する場合には動作はステップ１０６に移行する。そして、主制御系２は、ショット領域ＳＡ(i,j),ＳＡ(i,j+1) の配列座標から、図３（Ｂ）に示すように、ショット領域ＳＡ(i,j) を基準として、ショット領域ＳＡ(i,j+1) の設計上の位置Ｂ３からＸ方向、Ｙ方向への位置ずれ量ΔＸ，ΔＹを求める。さらに、主制御系２は図２（Ａ）の像位置調整光学系５６を介して、第２の露光領域１８Ｂ（この段階では閉じている）を設計上の位置Ｂ４からＸ方向、Ｙ方向にその位置ずれ量ΔＸ，ΔＹだけ移動（調整）する。

次のステップ１０７において、主制御系２はステージ駆動系４を介してレチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期駆動して、次第にＹ方向に開かれる照明領域１８に対して−Ｙ方向にレチクルＲのパターン領域ＰＡを移動するとともに、図３（Ａ）の矢印５２Ａで示すように、次第にＹ方向に開かれる２つの露光領域１８Ａ及び１８Ｂに対してウエハＷ上のショット領域ＳＡ(i,j) 及びＳＡ(i,j+1) を＋Ｙ方向に移動する。これによって、Ｙ方向に隣接する２つのショット領域ＳＡ(i,j),ＳＡ(i,j+1) に対して並列にレチクルＲのパターンの投影光学系ＰＬによる像が走査露光される。この場合、露光領域１８Ａ，１８ＢのウエハＷに対する相対的な移動の軌跡は図３（Ａ）の矢印Ａ２及びＢ２のようになる。これまでの相対的な移動の軌跡の一例は、実線の軌跡Ａ１及び点線の軌跡Ｂ１である。そして、照明領域１８が閉じて、走査露光が終了した後に、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴが停止する（ステップ１０８）。

次のステップ１０９において、ウエハＷ上に露光対象の未露光のショット領域がある場合には、動作はステップ１０４に戻って、一例としてウエハステージＷＳＴを矢印５２Ｂで示すように＋Ｘ方向に移動（ステップ移動）して、露光領域１８Ａに対して＋Ｙ方向にウエハＷの次のショット領域ＳＡ(i+1,j) を移動する。その後、ステップ１０５、１０６〜１０８において、次第に開かれる照明領域１８に対して＋Ｙ方向にレチクルＲのパターン領域ＰＡを移動するとともに、図４の矢印５２Ｃで示すように、次第に開かれる２つの露光領域１８Ａ及び１８Ｂに対してウエハＷ上のショット領域ＳＡ(i+1,j) 及びＳＡ(i+1,j+1) を−Ｙ方向に移動する。なお、露光領域１８Ａ，１８ＢはウエハＷに対して相対的に矢印Ａ５，Ｂ５で示すように移動する。これによって、ウエハＷ上のＹ方向に隣接する次の２つのショット領域ＳＡ(i+1,j),ＳＡ(i+1,j+1) に対して並列にレチクルＲのパターンの像が走査露光される。同様に、ウエハＷ上のＹ方向に隣接する２つのショット領域に対して、順次並列にレチクルＲのパターンの像が露光される。

一方、ステップ１０５において、露光対象のショット領域ＳＡ(i,j) に対して−Ｙ方向に隣接して露光対象の未露光のショット領域が存在しない場合には、動作はステップ１１０に移行する。これは、例えば図３（Ａ）の−Ｙ方向の端部のショット領域ＳＡ(i,J) に露光するような場合に該当する。ステップ１１０において、主制御系２は図２（Ａ）のシャッター６２によって第２の照明光ＩＬＢを遮光し、第２の露光領域１８Ｂを閉じる。次のステップ１１１において、通常の走査露光と同様に、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを同期駆動して、次第に開かれる第１の露光領域１８ＡのみでウエハＷのショット領域ＳＡ(i,j) を走査露光する。その後、照明領域１８を閉じ、レチクルステージＲＳＴ及びウエハステージＷＳＴを停止して、図２（Ａ）のシャッター６２を開く（ステップ１１２）。この後、動作はステップ１０９に移行する。

そして、ステップ１０９でウエハＷ上の未露光のショット領域が尽きたときに、動作はステップ１１３に移行して、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのアンロードが行われる。その後、ステップ１１４で未露光のウエハがある場合には、動作はステップ１０２に戻って、そのウエハに対する露光が行われ、未露光のウエハが尽きたときに露光工程が終了する。

このように本実施形態の露光動作によれば、ウエハＷ上の周縁部の一部のショット領域を除いて、１回の走査露光毎に、ウエハＷ上のＹ方向に隣接する２つのショット領域に対して並列にレチクルＲのパターンの投影光学系ＰＬによる同じ像が露光される。従って、１回の走査露光毎に１つのショット領域を露光する場合に比べて、スループットをほぼ２倍に高めることができる。

本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の投影光学系ＰＬは、レチクルＲのパターン面（物体面）に設けられたパターンの像をウエハＷの表面（像面）に投影する投影光学系において、そのパターンからの照明光ＩＬ（光束）を２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢに分割する２分割光学系５０と、その２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢをウエハＷ表面の２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂにそれぞれ導いて、露光領域１８Ａ，１８Ｂにそのパターンの像を形成する結像光学系５１と、を備えている。

この投影光学系ＰＬによれば、ウエハＷ上の２箇所の露光領域１８Ａ，１８ＢにレチクルＲの同じパターンの像が形成されるため、露光領域１８Ａ，１８ＢでウエハＷ上の２つのショット領域を並列に（同時に）露光できる。従って、投影光学系ＰＬは或る程度大型化するが、ステージ系を大型化することなく、ウエハＷを高いスループットで露光できる。

なお、この実施形態では、投影光学系ＰＬは２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂを並列に露光しているが、投影光学系ＰＬは、レチクルＲからの光束を３つ以上の光束に分割し、これらの光束をウエハＷ上の３箇所以上の露光領域に導き、３箇所以上の露光領域にレチクルＲのパターンの像を露光してもよい。これによって、スループットをさらに高めることができる。

（２）また、２分割光学系５０は、２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂに形成されるレチクルＲのパターンの像が互いに同じ向きに投影されるようにそのパターンからの光束を分割している。従って、走査露光時にウエハＷを＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に走査することで、露光領域１８Ａ，１８ＢによってウエハＷ上の異なる２つのショット領域を同時に走査露光できる。

（３）また、２分割光学系５０は、レチクルＲのパターン面の近傍（主光線が光軸ＡＸに平行である範囲）すなわちレチクルＲのパターン面と結像光学系５１との間に配置され、レチクルＲのパターンからの照明光ＩＬ（主光線が光軸ＡＸに平行）を、それぞれ主光線が光軸ＡＸに平行な２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢに分割している。即ち、２分割光学系５０は、レチクルＲのパターンからの照明光ＩＬを実質的にこの照明光ＩＬと平行に進む２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢに分割している。さらに、結像光学系５１は、露光領域１８Ａ，１８ＢにレチクルＲのパターンの例えば１／４、１／５等の縮小像を形成している。

この場合、結像光学系５１は、レチクルＲのパターン面（物体面）側の方が作動距離が長くなり易いため、２分割光学系５０を容易に配置可能である。また、２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢがレチクルＲからの照明光ＩＬに実質的に平行に結像光学系５１に入射し、照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの主光線の間隔に例えば結像光学系５１の投影倍率βを乗じた間隔が露光領域１８Ａ，１８Ｂの中心の間隔となる。従って、照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの主光線の間隔によって露光領域１８Ａ，１８Ｂの中心のＹ方向の間隔ＬＹを式（１）の所望の値に容易に設定できる。

（４）また、結像光学系５１が露光領域１８Ａ，１８ＢにレチクルＲのパターンの拡大像を形成することも可能である。この場合、結像光学系５１は、像面側の方が作動距離が長くなり易いため、結像光学系５１とウエハＷの表面との間に２分割光学系５０を配置し、２分割光学系５０によって結像光学系５１からの照明光を実質的にこの光束と平行に進む２つの照明光に分割してもよい。

なお、結像光学系５１が等倍系である場合には、２分割光学系５０をレチクルＲ側又はウエハＷ側のいずれに配置してもよい。
さらに、結像光学系５１の投影倍率βが縮小、等倍、又は拡大のいずれの場合であっても、結像光学系５１によってレチクルＲのパターン面との共役面（中間結像面）を形成し、この中間結像面又はこの近傍に２分割光学系５０を配置してもよい。

（５）また、図２（Ａ）の結像光学系５１は２分割光学系５０側にテレセントリックな光学系であるため、入射する２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの主光線の間隔によって露光領域１８Ａ，１８Ｂの中心の間隔が容易に計算可能である。
（６）また、投影光学系ＰＬは、ウエハＷの表面における第２の露光領域１８Ｂの位置を補正する像位置調整光学系５６を備えている。従って、ウエハＷの線形伸縮又は微小回転等によってウエハＷのショット配列が設計値から僅かにずれていても、２つの露光領域１８Ａ，１８ＢでウエハＷ上の隣接する２つのショット領域を正確に走査露光できる。

（７）また、本実施形態ではレチクルＲの照明領域１８はＸ方向に細長い長方形であるが、照明領域１８は例えば円弧状等でもよい。
（８）また、本実施形態の露光装置１００は、パターンが設けられたレチクルＲを保持し、レチクルＲのパターン面を投影光学系ＰＬの物体面に配置させるレチクルステージＲＳＴと、その物体面に設けられたパターンの像を像面に投影する投影光学系ＰＬと、ウエハＷを保持し、ウエハＷの表面（露光面）をその像面に配置させるウエハステージＷＳＴと、を備えている。

さらに、露光装置１００による露光方法は、パターンが設けられたレチクルＲのパターン面を投影光学系ＰＬの物体面に配置するステップ１０１と、投影光学系ＰＬを用いて、その物体面に設けられたパターンの像を像面に投影するステップ１０７と、ウエハＷの表面（露光面）をその像面に配置するステップ１０４とを含んでいる。
従って、投影光学系ＰＬによってウエハＷ上の２つのショット領域を並行に露光できるため、ステージ系を大型化することなく高いスループットが得られる。

（９）この場合、Ｙ方向（走査方向）に沿ったウエハステージＷＳＴの移動と、投影光学系ＰＬを介してＹ方向に対応する方向（Ｙ方向）に沿ったレチクルステージＲＳＴの移動とを同期して行うステージ駆動系４を備え、投影光学系ＰＬは、Ｙ方向に沿って配列される２つの露光領域１８Ａ，１８ＢにレチクルＲのパターンの像を投影している。
さらに、その露光方法は、Ｙ方向に沿って配列される露光領域１８Ａ，１８ＢにレチクルＲのパターンの像を投影しつつ、Ｙ方向に沿ったウエハＷの移動と、投影光学系ＰＬを介してＹ方向に対応する方向（Ｙ方向）に沿ったレチクルＲの移動とを同期して行うステップ１０７を含んでいる。

また、露光領域１８Ａ，１８Ｂは、それぞれウエハＷ上の異なるショット領域（区画領域）上に同時に配置されている。従って、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の２つのショット領域を並行に走査露光できる。
なお、本実施形態では、露光領域１８Ａ，１８Ｂを走査方向に分離しているが、露光領域１８Ａ，１８Ｂを走査方向に直交する非走査方向（Ｘ方向）に分離してもよい。この場合には、１回の走査露光で、ウエハＷ上のＸ方向に隣接する２つのショット領域に並行に走査露光できる。

なお、図２（Ａ）の投影光学系ＰＬにおいては、照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの間に光路長差が生じないように、プリズム部材５３及び像位置調整光学系５６の材質（屈折率）及び形状が設定されている。しかしながら、光路長差が生じないように、光路長を補正する不図示の部材をさらに設けてもよい。

また、シャッター６２が照明光ＩＬＡ側に設けられてもよく、シャッターが照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの両方に設けられ、任意の一方のシャッターを選択的に作動させるようにしてもよい。このようにシャッターを選択的に用いることで、＋Ｙ側及び−Ｙ側のどちらのショット領域の露光を行わない場合にも容易に対応できる。

また、図５のステップ１０９の判断処理は、ステップ１０７，１１１を実行している期間に行ってもよく、その判断が肯定（Ｙｅｓ）の場合（次のショットに移る場合）に、ステップ１０８，１１２でスキャン移動（Ｙ方向移動）とステップ移動（Ｘ方向移動）とを同時に行ってもよい。

［第２の実施形態］
次に本発明の第２の実施形態につき図６（Ａ）、図６（Ｂ）を参照して説明する。この実施形態で使用される露光装置は、図１の投影光学系ＰＬの代わりに図６（Ａ）の投影光学系ＰＬＡを使用する点と、レチクルＲの照明領域１８の位置が光軸ＡＸに対して−Ｙ方向にずれている点とを除いて、図１の露光装置１００と同様である。以下では、投影光学系ＰＬＡの構成等につき説明する。図６（Ａ）及び図６（Ｂ）において、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に対応する部分には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図６（Ａ）は本実施形態の両側テレセントリックの投影光学系ＰＬＡを示し、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の投影光学系ＰＬＡによる２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂを示す拡大平面図である。図６（Ｂ）に示すように、本実施形態においても、露光領域１８Ａ，１８Ｂの中心のＹ方向の間隔ＬＹは、像位置調整光学系（不図示）による位置調整を行わない場合には、ウエハＷ上のショット領域ＳＡ(i,j) のＹ方向の長さＳＹと、スクライブライン領域の幅ＳＬＹとの和（式（１））に設定されている。

図６（Ａ）において、図１の照明光学系１０と同様の照明光学系からの照明光ＩＬ（露光光）によって、レチクルＲのパターン面の照明領域１８が照明される。ただし、本実施形態では、照明領域１８の中心は、投影光学系ＰＬＡの光軸ＡＸから−Ｙ方向に距離ＬＹＲだけ離れている。投影光学系ＰＬＡのレチクルＲからウエハＷの表面への投影倍率（例えば１／４，１／５等の縮小倍率）β、及びウエハＷ上での２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂの中心のＹ方向の間隔ＬＹを用いて、距離ＬＹＲは、次のように露光領域１８Ａ，１８Ｂと共役なレチクルＲ上の領域の間隔の１／２に設定されている。

ＬＹＲ＝ＬＹ／（２・β） …（２）
また、投影光学系ＰＬＡは、前群レンズ系５１Ａａ及び後群レンズ系５１Ａｂよりなる両側テレセントリックの第１結像光学系５１Ａと、両側テレセントリックの第２結像光学系５１Ｂと、前群レンズ系５１Ａａと後群レンズ系５１Ａｂとの間に配置された２分割光学系５９とを備えている。この場合、第１結像光学系５１Ａは、レチクルＲのパターン面のパターンをβ１倍した像を中間結像面５８上に形成し、第２結像光学系５１Ｂは、中間結像面５９上のパターンの像をさらにβ２倍した像をウエハＷの表面に形成する。投影倍率β１及びβ２の積はβである。第２結像光学系５１Ｂの瞳面、すなわち投影光学系ＰＬＡの瞳面（射出瞳と共役な面）には、開口絞りＡＳが配置されている。２分割光学系５９は、この開口絞りＡＳと共役な位置に配置され、具体的には後群レンズ系５１Ａｂの前側焦点面（前群レンズ系５１Ａａの後側焦点面）又はその近傍に配置されている。

本実施形態の２分割光学系５９は、前群レンズ系５１Ａａから斜めに入射する照明光ＩＬの偏光状態をランダム（非偏光）な状態に変換する偏光解消素子５９ａと、偏光解消素子５９ａを透過した照明光ＩＬのうちで、例えばＰ偏光成分（常光線）をそのまま第２の照明光ＩＬＢとして射出し、Ｓ偏光成分（異常光線）を光軸ＡＸに関して照明光ＩＬＢと対称な角度で折り曲げて第１の照明光ＩＬＡとして射出する偏光光学素子としてのロションプリズム(Rochon prism)５９ｂと、照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの偏光状態をランダムな状態に変換する偏光解消素子５９ｃとを備えている。偏光解消素子５９ａ，５９ｃは、それぞれ一例として厚さが次第に変化する２枚の水晶板を組み合わせて構成できる。さらに、照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの光量はほぼ同じである。

この結果、２分割光学系５９から光軸ＡＸに対してＸ軸に平行な軸の回りに対称に傾斜した２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢが射出され、射出された照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの主光線は後群レンズ系５１Ａｂを介して、中間結像面５８上でＹ方向に光軸ＡＸを中心として次の間隔ＬＹ１だけ離れた位置を通過する。
ＬＹ１＝２・ＬＹＲ・β１ …（３）
また、第２結像光学系５１Ｂの投影倍率はβ２であるため、照明光ＩＬＡ，ＩＬＢの主光線は第２結像光学系５１Ｂを介して、ウエハＷ上でＹ方向に次の間隔ＬＹ’だけ離れた露光領域１８Ａ，１８Ｂの中心に入射する。

ＬＹ’＝ＬＹ１・β２＝２・ＬＹＲ・β１・β２ …（４）
ここで、式（２）の関係及びβ＝β１・β２の関係を用いると、式（４）は次のように目標とする間隔ＬＹと一致する。
ＬＹ’＝ＬＹ …（５）
また、本実施形態においては、例えば中間結像面５８又はこの近傍の第２の照明光ＩＬＢの光路上の位置６１に、図２（Ａ）の像位置調整光学系５６と同様の像位置調整光学系（不図示）が配置され、位置６１の近傍に照明光ＩＬＢを遮光するためのシャッター（不図示）が配置されている。

本実施形態の作用効果等は以下の通りである。
（１）本実施形態の投影光学系ＰＬＡにおいて、２分割光学系５９は、ウエハＷの表面（像面）に対する第２結像光学系５１Ｂ（又は投影光学系ＰＬＡ）の射出瞳と共役な位置に配置され、レチクルＲのパターンからの照明光ＩＬを互いに異なる方向に進む２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢに分割している。従って、照明光ＩＬＡ，ＩＬＢによってウエハＷ上で離れた２箇所の露光領域１８Ａ，１８ＢにレチクルＲのパターンの像を並行に形成できるため、第１の実施形態と同様に、露光装置のステージ系を大型化することなく、ウエハＷを高いスループットで露光できる。

なお、２分割光学系５９は、その射出瞳と共役な位置の近傍（光束の光軸ＡＸに対する傾斜角に応じて像面上での位置が変化する領域）に配置してもよい。
（２）また、２分割光学系５９は、レチクルＲのパターンからの照明光ＩＬを第１結像光学系５１Ａ（投影光学系ＰＬＡ）の光軸ＡＸに関してＹ方向に対称な方向に進む２つの照明光ＩＬＡ，ＩＬＢに分割している。従って、レチクルＲ上の照明領域１８の光軸ＡＸからの距離ＬＹＲを調整するのみで、ウエハＷ上の露光領域１８Ａ，１８Ｂの間隔ＬＹを容易に調整可能である。

（３）また、２分割光学系５９内の偏光光学素子としてロションプリズム５９ｂが使用されているため、照明領域１８を光軸ＡＸから変位させることによって、容易に２つの露光領域１８Ａ，１８Ｂを分離できる。
なお、その偏光光学素子としては、ウォラストンプリズム（Wollaston prism）も使用可能である。ただし、ウォラストンプリズムでは、この表面の法線に平行に入射した光束のうちの常光線と異常光線とが対称な角度で折り曲げられて射出される。そのため、ウォラストンプリズムを用いる場合には、図６（Ａ）において、レチクルＲの照明領域１８の中心は光軸ＡＸに配置され、その照明領域１８からの照明光ＩＬが、ウォラストンプリズムによって照明光ＩＬＡ，ＩＬＢのように光軸ＡＸに関して対称な角度で射出される。

なお、この第２の実施形態の変形例として、図７（Ａ）の投影光学系ＰＬＢで示すように、偏光光学素子を含む２分割光学系５９の代わりに回折格子としての位相格子６０を使用することも可能である。
図６（Ａ）に対応する部分に同一符号を付した図７（Ａ）において、第１結像光学系５１Ａ内で第２結像光学系５１Ｂ（又は投影光学系ＰＬＢ）の射出瞳と共役な位置にＹ方向に周期性を持つ位相格子６０が配置されている。位相格子６０には、図７（Ｂ）の拡大図で示すように、位相差が１８０°（照明光ＩＬの波長λを用いて、光路長差で例えばλ／２）となる段差ｄでＹ方向に所定周期で凹凸パターンが形成されている。この場合、位相格子６０に垂直に照明光ＩＬが入射すると、０次光IL(0) は殆どなくなり、＋１次回折光IL(+1)及び−１次回折光IL(-1)がＹ方向に対称な角度で射出される。

また、図７（Ａ）において、レチクルＲのパターン面上で光軸ＡＸ上に中心を持つ照明領域１８が照明光ＩＬによって照明されている。この他の構成は図６（Ａ）の第２の実施形態と同様である。
図７（Ａ）の投影光学系ＰＬＢによれば、レチクルＲの照明領域１８からの照明光ＩＬは、前群レンズ系５１Ａａを介して位相格子６０にほぼ垂直に入射し、位相格子６０からは＋１次回折光及び−１次回折光がそれぞれ第２の照明光ＩＬＢ及び第１の照明光ＩＬＡとして光軸ＡＸに関して対称な角度で射出される。そして、照明光ＩＬＡ，ＩＬＢは後群レンズ系５１Ａｂを介して中間結像面５８にそれぞれ照明領域１８の像を形成した後、第２結像光学系５１Ｂを介してウエハＷの表面でＹ方向に間隔ＬＹだけ離れた露光領域１８Ａ，１８Ｂに入射する。従って、この投影光学系ＰＬＢによってもウエハＷ上の２箇所の露光領域１８Ａ，１８Ｂに並列にレチクルＲのパターンの像を露光できる。

また、位相格子６０としては、凹凸パターンが形成された透過率が均一な透過部材が使用されている。その他に、位相格子６０として、外観は平板状であるが、Ｙ方向の屈折率分布が周期的に変化する分布屈折率型の回折格子を使用してもよい。
また、位相格子６０からは０次光が発生しないため、レチクルＲからの照明光ＩＬを少ない光量損失で露光領域１８Ａ，１８Ｂに照射できるとともに、ウエハＷ上に不要なパターンが露光されることが防止される。

なお、回折格子から射出される回折光のうちでウエハＷの露光に使用されるのは±１次回折光であるが、その他の０次光及び３次以上の回折光が多少発生しても（２次回折光は通常は発生しない）、ウエハＷ上のフォトレジストを感光させないレベルであればその影響は少ない。従って、位相格子６０として、僅かに０次光が発生する回折格子等も使用可能である。あるいは、中間結像面５８もしくはその近傍に空間フィルタ（遮光部材）を設けて０次光及び３次以上の回折光を遮光してもよい。

また、上記の実施形態の露光装置１００等を用いて半導体デバイス等の電子デバイス（又はマイクロデバイス）を製造する場合、電子デバイスは、図８に示すように、電子デバイスの機能・性能設計を行うステップ２２１、この設計ステップに基づいたレチクル（マスク）を製作するステップ２２２、デバイスの基材である基板（ウエハ）を製造してレジストを塗布するステップ２２３、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンを基板（感光基板）に露光する工程、露光した基板を現像する工程、現像した基板の加熱（キュア）及びエッチング工程などを含む基板処理ステップ２２４、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）２２５、並びに検査ステップ２２６等を経て製造される。

言い換えると、このデバイスの製造方法は、上記の実施形態の露光装置１００等を用いてレチクルのパターンの像を基板（ウエハ）に転写することと、転写された基板をそのパターンの像に応じて処理すること（ステップ２２４）とを含んでいる。この際に、上記の実施形態によれば、露光装置のステージ系を大型化することなく、高いスループットで露光を行うことができるため、電子デバイスを安価に製造できる。

なお、本発明は、例えば１台のウエハステージ上のウエハのアライメント系によるアライメントと、別の１台のウエハステージ上のウエハの投影光学系を介した露光とを並行して行うようなツイン・ウエハステージ方式の露光装置で露光する場合にも適用可能である。この場合、通常のツイン・ウエハステージ方式ではアライメント時間の方が短く、アライメントを行う側のステージに待ち時間が生じる傾向があるのに対して、本発明では、露光時間がかなり短縮されて、アライメントを行う側の待ち時間が短くなり、全体として露光効率が高くなる。
さらに、本発明は、上述の走査露光型の露光装置で露光する場合の他に、ステッパー等の一括露光型の露光装置で露光する場合にも適用できる。さらに、本発明は、例えば国際公開第２００４／０５３９５５号パンフレット、又は欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書等に開示されている液浸型露光装置で露光する場合にも同様に適用することができる。

また、本発明は、半導体デバイス製造用の露光装置への適用に限定されることなく、例えば、角型のガラスプレートに形成される液晶表示素子、若しくはプラズマディスプレイ等のディスプレイ装置用の露光装置や、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシーン、薄膜磁気ヘッド、ＭＥＭＳ(Microelectromechanical Systems)、及びＤＮＡチップ等の各種デバイスを製造するための露光装置にも広く適用できる。更に、本発明は、各種デバイスのマスクパターンが形成されたマスク（フォトマスク、レチクル等）をフォトリソグラフィ工程を用いて製造する際の露光工程にも適用することができる。
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取り得る。

Ｒ…レチクル、ＲＳＴ…レチクルステージ、ＰＬ，ＰＬＡ，ＰＬＢ…投影光学系、Ｗ…ウエハ、ＷＳＴ…ウエハステージ、２…主制御系、４…ステージ駆動系、１８…照明領域、１８Ａ，１８Ｂ…露光領域、５０…２分割光学系、５１，５１Ａ，５１Ｂ…結像光学系、５９…２分割光学系、６０…位相格子

Claims (17)

1. 第１面に設けられたパターンの像を第２面に投影する投影光学系において、
   前記第１面上の所定領域からの光束を複数の光束に分割する分割光学系と、
   前記複数の光束を前記第２面の複数の位置にそれぞれ導いて、該複数の位置に前記所定領域の像をそれぞれ形成する結像光学系と、
   を備えたことを特徴とする投影光学系。
2. 前記分割光学系は、前記複数の位置に形成される前記所定領域の像が互いに同じ向きに投影されるように前記所定領域からの光束を分割することを特徴とする請求項１に記載の投影光学系。
3. 前記分割光学系は、前記第１面と前記結像光学系の少なくとも一部の光学系との間に配置され、前記所定領域からの光束を該光束と平行に進む前記複数の光束に分割し、
   前記結像光学系は、前記複数の位置に前記所定領域の縮小像を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の投影光学系。
4. 前記分割光学系は、前記結像光学系の少なくとも一部の光学系と前記第２面との間に配置され、前記少なくとも一部の光学系を介した前記所定領域からの光束を該光束と平行に進む前記複数の光束に分割し、
   前記結像光学系は、前記複数の位置に前記所定領域の拡大像を形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の投影光学系。
5. 前記結像光学系は、前記分割光学系が配置される側にテレセントリックな光学系であることを特徴とする請求項３又は４に記載の投影光学系。
6. 前記分割光学系は、前記第２面に対する前記結像光学系の射出瞳と共役な位置又はこの近傍の位置に配置され、前記所定領域からの光束を互いに異なる方向に進む前記複数の光束に分割することを特徴とする請求項１又は２に記載の投影光学系。
7. 前記分割光学系は、前記所定領域からの光束を前記結像光学系の光軸に関して対称な方向に進む前記複数の光束に分割することを特徴とする請求項６に記載の投影光学系。
8. 前記分割光学系は、前記所定領域からの光束を互いに直交する２つの偏光に対応させて前記複数の光束に分割する偏光光学素子を含むことを特徴とする請求項７に記載の投影光学系。
9. 前記分割光学系は、位相格子を含むことを特徴とする請求項７に記載の投影光学系。
10. 前記位相格子は、０次回折光を実質的に生じさせないことを特徴とする請求項９に記載の投影光学系。
11. 前記第２面における前記所定領域の像の結像位置を補正する補正光学系を備えたことを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の投影光学系。
12. パターンが設けられたマスクを保持し、該マスクのパターン面を第１面に配置させるマスクステージと、
    前記第１面に設けられた前記パターンの像を第２面に投影する請求項１から１１のいずれか一項に記載の投影光学系と、
    基板を保持し、該基板の露光面を前記第２面に配置させる基板ステージと、
    を備えたことを特徴とする露光装置。
13. 第１方向に沿った前記基板ステージの移動と、前記投影光学系を介して前記第１方向に対応する第２方向に沿った前記マスクステージの移動とを同期して行う制御系を備え、
    前記投影光学系は、前記第１方向に沿って配列される前記複数の位置に前記パターンの像を投影することを特徴とする請求項１２に記載の露光装置。
14. パターンが設けられたマスクのパターン面を第１面に配置することと、
    請求項１から１１のいずれか一項に記載の投影光学系を用いて、前記第１面に設けられた前記パターンの像を前記第２面に投影することと、
    基板の露光面を前記第２面に配置することと、
    を含む露光方法。
15. 第１方向に沿って配列される前記複数の位置に前記パターンの像を投影しつつ、前記第１方向に沿った前記基板の移動と、前記投影光学系を介して前記第１方向に対応する第２方向に沿った前記マスクの移動とを同期して行うこととを含む請求項１４に記載の露光方法。
16. 前記複数の位置をそれぞれ前記基板の異なる区画領域に同時に配置させることを含む請求項１４又は１５に記載の露光方法。
17. 請求項１４から１６のいずれか一項に記載の露光方法を用いて前記パターンの像を前記基板に転写することと、
    前記パターンの像が転写された前記基板を該パターンの像に対応して処理することと、を含むデバイス製造方法。

Images