JPWO2007094470A1 - 露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 - Google Patents

露光装置、露光方法及びデバイス製造方法 Download PDF

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Abstract

露光装置（ＥＸ）は、第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とが入射する光学素子（２０）を有し、光学素子からの第１露光光と第２露光光とを第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とに照射する光学システム（ＰＬ）と、光学素子から第１及び第２露光領域に向かう方向とは異なる方向に向かう第１露光光及び第２露光光の少なくとも一方を検出する検出装置（８）とを備える。

Description

本発明は、基板を露光する露光装置、露光方法及びデバイス製造方法に関する。
本願は、２００６年２月１６日に出願された、特願２００６−０３９２２９号、特願２００６−０３９８３３号、及び特願２００６−０３９９２７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、例えば下記特許文献に開示されているような、複数の露光光を合成光学素子（光合成部材）で合成し、その合成された露光光で基板を露光（多重露光）する露光装置が案出されている。
特開２００１−２９７９７６号公報
基板を良好に露光するために、合成光学素子で複数の露光光を合成する場合においても、所望状態の露光光を基板上に照射する必要がある。そのため、露光光の状態を円滑に検出可能な技術の案出が望まれる。この場合、合成光学素子から基板に向かわない露光光が発生すると、例えば露光装置を構成する各種機器に影響を与えたり、露光精度に影響を与える可能性もある。また、例えば半導体デバイス等のマイクロデバイス（電子デバイス）は、回路パターンの微細化だけでなく生産性の向上も重要である。
本発明は、複数の露光光を合成する場合であっても、基板を良好に露光できる露光装置、露光方法及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、効率良く基板を露光できる露光装置、露光方法及び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、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とが入射する光学素子（２０）を有し、光学素子（２０）からの第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とを第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とに照射する光学システム（ＰＬ）と、光学素子（２０）から第１及び第２露光領域（ＡＲ１、ＡＲ２）に向かう方向とは異なる方向に向かう第１露光光（ＥＬ１）及び第２露光光（ＥＬ２）の少なくとも一方を検出する検出装置（８）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明の第１の態様によれば、基板を良好に露光することができる。
本発明の第２の態様に従えば、基板（Ｐ）を露光する露光装置において、第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とが入射する光学素子（２０）を有し、光学素子（２０）からの第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とを第１露光領域（ＡＲ１）と第２露光領域（ＡＲ２）とに照射する光学システム（ＰＬ）と、光学素子（２０）から、第１及び第２露光領域（ＡＲ１、ＡＲ２）に向かう方向とは異なる方向に向かう、第１露光光（ＥＬ１）及び第２露光光（ＥＬ２）の少なくとも一方を含む光による影響を抑えるように、前記異なる方向に向かう光を処理する処理装置（６）とを備えた露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明の第２の態様によれば、基板を良好に露光することができる。
本発明の第３の態様に従えば、基板を露光する露光装置において、第１及び第２露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）が入射するとともに、それぞれ第１及び第２露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）を含む第１及び第２分岐光を射出する光学素子（２０）を有し、第１分岐光の第１及び第２露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）をそれぞれ第１及び第２露光領域（ＡＲ１、ＡＲ２）に照射するとともに、第２分岐光の第１及び第２露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）をそれぞれ第３及び第４露光領域（ＡＲ３、ＡＲ４）に照射する光学システム（ＰＬ）を備え、第１分岐光の第１及び第２露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）で第１基板（Ｐ１）上の所定領域（Ｓ）を多重露光し、第２分岐光の第１及び第２露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）で第２基板（Ｐ２）上の所定領域（Ｓ）を多重露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明の第３の態様によれば、基板を効率良く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、基板を露光する露光装置であって、第１及び第２パターンの像を第１領域に生成する第１システム（１３など）と、第１システムと一部が共通で、第１領域と異なる第２領域に第１及び第２パターンの像を生成する第２システム（１４など）とを有する光学システム（ＰＬ）を備え、第１領域に生成される第１及び第２パターンの像で第１基板（Ｐ１）を多重露光するとともに、第２領域に生成される第１及び第２パターンの像で第２基板（Ｐ２）を多重露光する露光装置（ＥＸ）が提供される。
本発明の第４の態様によれば、基板を効率良く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、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５の態様によれば、基板を効率良く良好に露光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。
本発明の第６の態様に従えば、基板（Ｐ）を露光する露光方法において、第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とが入射する光学素子（２０）を有する光学システム（ＰＬ）によって、第１及び第２露光光をそれぞれ第１及び第２露光領域（ＡＲ１、ＡＲ２）に照射して基板を多重露光し、光学素子から第１及び第２露光領域に向かう方向とは異なる方向に向かう第１及び第２露光光の少なくとも一方を検出する露光方法が提供される。
本発明の第６の態様によれば、基板を効率良く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、基板（Ｐ）を露光する露光方法において、第１露光光（ＥＬ１）と第２露光光（ＥＬ２）とが入射する光学素子（２０）を有する光学システム（ＰＬ）によって、第１及び第２露光光をそれぞれ第１及び第２露光領域（ＡＲ１、ＡＲ２）に照射して基板を多重露光し、光学素子から第１及び第２露光領域に向かう方向とは異なる方向に向かう、第１及び第２露光光の少なくとも一方を含む光による影響を抑える露光方法が提供される。
本発明の第７の態様によれば、基板を効率良く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、基板を露光する露光方法において、第１及び第２露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）が入射するとともに、それぞれ第１及び第２露光光を含む第１及び第２分岐光を射出する光学素子（２０）を有する光学システム（ＰＬ）によって、第１分岐光の第１及び第２露光光をそれぞれ第１及び第２露光領域（ＡＲ１、ＡＲ２）に照射するとともに、第２分岐光の第１及び第２露光光をそれぞれ第３及び第４露光領域（ＡＲ３、ＡＲ４）に照射し、第１分岐光で第１基板（Ｐ１）上の所定領域（Ｓ）を多重露光するとともに、第２分岐光で第２基板（Ｐ２）上の所定領域（Ｓ）を多重露光する露光方法が提供される。
本発明の第８の態様によれば、基板を効率良く良好に露光することができる。
本発明の第９の態様に従えば、基板を露光する露光方法であって、第１及び第２パターンの像を第１領域に生成するとともに、第１領域と異なる第２領域に第１及び第２パターンの像を生成し、第１領域に生成される第１及び第２パターンの像で第１基板（Ｐ１）を多重露光するとともに、第２領域に生成される第１及び第２パターンの像で第２基板（Ｐ２）を多重露光する露光方法が提供される。
本発明の第９の態様によれば、基板を効率良く良好に露光することができる。
本発明の第１０の態様に従えば、デバイス製造方法であって、上記態様の方法により基板（Ｐ）を露光することと、露光した基板を現像することと、現像した基板を加工することを含むデバイス製造方法が提供される。
本発明の第１０の態様によれば、基板を効率良く良好に露光できる露光方法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、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。 光源装置及び照明系の一例を示す概略構成図である。 第１マスクステージに保持された第１マスクの一例を示す図である。 第２マスクステージに保持された第２マスクの一例を示す図である。 第１実施形態に係る基板のショット領域と第１、第２露光領域との関係を示す模式図である。 第１実施形態に係る検出装置を示す図である。 第１実施形態に係る検出装置の検出面を示す図である。 露光動作の一例を説明するための基板ステージを上方から見た図である。 合成光学素子の別の例を示す図である。 第２実施形態に係る露光装置を示す図である。 第２実施形態に係る基板のショット領域と第１、第２露光領域との関係を示す模式図である。 第２実施形態に係る検出装置を示す図である。 第２実施形態に係る検出装置の検出面を示す図である。 第３実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第３実施形態に係る処理装置を示す図である。 合成光学素子の別の例を示す図である。 第４実施形態に係る処理装置を示す図である。 第５実施形態に係る処理装置を示す図である。 第６実施形態に係る処理装置を示す図である。 第７実施形態に係る露光装置を示す概略構成図である。 第１マスクステージに保持された第１マスクの一例を示す図である。 第２マスクステージに保持された第２マスクの一例を示す図である。 第７実施形態に係る第１基板のショット領域と第１、第２露光領域との関係を示す模式図である。 第７実施形態に係る第２基板のショット領域と第３、第４露光領域との関係を示す模式図である。 基板ステージを上方から見た図である。 第７実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。 第７実施形態に係る露光方法を説明するためのフローチャート図である。 パターン形成面と像面との関係を説明するための模式図である。 第８実施形態に係る露光装置を示す図である。 第８実施形態に係る第１基板のショット領域と第１、第２露光領域との関係を示す模式図である。 第８実施形態に係る第２基板のショット領域と第３、第４露光領域との関係を示す模式図である。 第９実施形態に係る露光装置を示す図である。 第９実施形態に係る基板ステージを示す断面図である。 合成光学素子の別の例を示す図である。 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図である。
符号の説明
１…第１マスクステージ、２…第２マスクステージ、３…計測システム、４…基板ステージ（第１基板ステージ）、５…第２基板ステージ、６…処理装置、７…熱処理装置、８…誘導光学系、６２…集光光学系、６３…ピンホール、６４…ピンホール部材、６５…吸収部材、６６…吸光面、７１…冷媒供給装置、７７…放熱部材、１００…制御装置、１０２…記憶装置、１０４…報知装置、１０８…検出装置、１０９…検出面、１１…第１光学系、１２…第２光学系、１３…第３光学系、２０…合成光学素子、１１４…透過部材、１４０…メインステージ、１４１…第１サブステージ、１４２…第２サブステージ、ＡＲ１…第１露光領域、ＡＲ２…第２露光領域、ＡＲ３…第３露光領域、ＡＲ４…第４露光領域、ＥＬ１…第１露光光、ＥＬ２…第２露光光、ＥＸ…露光装置、ＩＬ１…第１照明系、ＩＬ２…第２照明系、Ｍ１…第１マスク、Ｍ２…第２マスク、Ｐ…基板、Ｐ１…第１基板、Ｐ２…第２基板、ＰＡ１…第１パターン、ＰＡ２…第２パターン、ＰＬ…投影光学系、Ｓ…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。そして、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軸まわりの回転（傾斜）方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。
＜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、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１を保持して移動可能な第１マスクステージ１と、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を保持して移動可能な第２マスクステージ２と、基板Ｐを保持して移動可能な基板ステージ４と、各ステージの位置情報を計測可能な計測システム３と、第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明する第１照明系ＩＬ１と、第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する第２照明系ＩＬ２と、第１露光光ＥＬ１で照明された第１パターンＰＡ１の像及び第２露光光ＥＬ２で照明された第２パターンＰＡ２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１００とを備えている。基板ステージ４は、投影光学系ＰＬの光射出側、すなわち投影光学系ＰＬの像面側で、ベース部材ＢＰ上で移動可能である。また、制御装置１００には、露光に関する各種情報などを記憶する記憶装置１０２と、露光動作の状況を報知可能な報知装置１０４とが接続されている。報知装置１０４は、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置、音（警報を含む）を発生する発音装置、及び光を発する発光装置等の少なくとも１つを含む。
なお、ここでいう基板は、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）を塗布したものを含み、感光膜とは別に保護膜（トップコート膜）などの各種の膜を塗布したものも含む。マスクは基板上に縮小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み、例えばガラス板等の透明板部材上にクロム等の遮光膜を用いて所定のパターンが形成されたものである。この透過型マスクは、遮光膜でパターンが形成されるバイナリーマスクに限られず、例えばハーフトーン型、あるいは空間周波数変調型などの位相シフトマスクも含む。また、本実施形態においては、マスクとして透過型のマスクを用いるが、反射型のマスクを用いてもよい。また、本実施形態においては、第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とは異なるパターンである。さらに、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２は種類が同一であるものとしたが、その種類が異なっていてもよい。例えば、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の一方がバイナリーマスクで、他方が位相シフトレチクルでもよい。
本実施形態の投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とが入射する光学素子２０を有している。本実施形態では、この光学素子２０は第１及び第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を合成する合成光学素子であり、以下では合成光学素子２０とも呼ぶ。また、本実施形態の投影光学系ＰＬは、その投影光学系ＰＬの光射出側、すなわち投影光学系ＰＬの像面側に、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを所定位置関係で設定するとともに、合成光学素子２０からの第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに向けて照射可能である。また、投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１の像を第１露光領域ＡＲ１に形成可能であり、第２パターンＰＡ２の像を第２露光領域ＡＲ２に形成可能である。
そして、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１及び第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光（二重露光）する。具体的には、露光装置ＥＸは、第１照明系ＩＬ１より射出され、第１パターンＰＡ１及び投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１によって、第１露光領域ＡＲ１に第１パターンＰＡ１の像を形成可能であり、第２照明系ＩＬ２より射出され、第２パターンＰＡ２及び投影光学系ＰＬを介して第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２によって、第２露光領域ＡＲ２に第２パターンＰＡ２の像を形成可能であり、それら第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで、基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光する。
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２と基板Ｐとを所定の走査方向に同期移動しつつ、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像を基板Ｐ上に投影する走査型露光装置（所謂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軸方向とする。露光装置ＥＸは、基板Ｐのショット領域Ｓを第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対してＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射することによって、第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１で形成される第１パターンＰＡ１の像と、第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２で形成される第２パターンＰＡ２の像とで、基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光する。また、本実施形態の露光装置ＥＸは、基板ＰのＹ軸方向への移動と同期して、第１マスクＭ１をＹ軸方向に移動し、第２マスクＭ２をＺ軸方向に移動する。すなわち、本実施形態においては、第１マスクＭ１の走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、第２マスクＭ２の走査方向（同期移動方向）をＺ軸方向とする。
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の少なくとも一方を検出する検出装置１０８を備えている。本実施形態の検出装置１０８は、合成光学素子２０に入射した第１及び第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２のうち、合成光学素子２０を射出して第１及び第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２のいずれにも向かわない、すなわち第１及び第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２とは異なる方向または領域に向かう、第１及び第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の少なくとも一方の一部を検出する。また、本実施形態では、検出装置１０８はその少なくとも一部が投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫに設けられている。なお、検出装置１０８はその少なくとも一部が投影光学系ＰＬ（鏡筒ＰＫ）とは別の部材、例えば基板上のアライメントマークを検出するアライメント系などが設けられる計測フレーム（不図示）などに配置してもよい。また、本実施形態では合成光学素子２０からの光を検出装置１０８へ導くために、合成光学素子２０と検出装置１０８との間に少なくとも１つの光学素子が配置されているが、説明を簡略化するために、図示省略されている。但し、例えば検出装置１０８が配置される位置、あるいは検出装置１０８の種類などによっては、合成光学素子２０と検出装置１０８との間に光学素子を配置しなくてもよい。
本実施形態の合成光学素子２０は、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１及び第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２それぞれの光路を分岐する分岐光学素子（例えば、ハーフミラー）を含む。投影光学系ＰＬは、合成光学素子（分岐光学素子）２０で分岐した第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の一部と、合成光学素子（分岐光学素子）２０で分岐した第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の一部とを、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに向けて照射する。そして、合成光学素子２０からは、第１露光領域ＡＲ１に向かわない第１露光光ＥＬ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かわない第２露光光ＥＬ２も発生するが、検出装置１０８は、その合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の光量を検出する。
まず、第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２について説明する。第１照明系ＩＬ１は、第１マスクステージ１に保持された第１マスクＭ１上の第１照明領域ＩＡ１を均一な照度分布の第１露光光ＥＬ１で照明する。第２照明系ＩＬ２は、第２マスクステージ２に保持された第２マスクＭ２上の第２照明領域ＩＡ２を均一な照度分布の第２露光光ＥＬ２で照明する。第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２のそれぞれから射出される第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２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Ｆ２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、第１、第２露光光ＥＬ１、Ｌ２として、ＡｒＦエキシマレーザ光が用いられる。
本実施形態の露光装置ＥＸは、第１照明系ＩＬ１に対応する第１光源装置と、第２照明系ＩＬ２に対応する第２光源装置とを有している。すなわち、本実施形態の露光装置ＥＸは、複数の光源装置（レーザ光射出装置）を有している。また、第１照明系ＩＬ１は、ランダム偏光状態（無偏光状態）の第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明し、第２照明系ＩＬ２も、ランダム偏光状態（無偏光状態）の第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する。なお、１つの光源装置から射出された露光光を分岐光学素子で第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とに分岐し、それら第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とで第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とを照明するようにしてもよい。また、第１照明系ＩＬ１と第２照明系ＩＬ２とでその一部を兼用してもよい。
図２は、第１光源装置４１及び第１照明系ＩＬ１の一部を示す概略構成図である。図２において、第１照明系ＩＬ１は、第１光源装置４１より射出された第１露光光（レーザビーム）ＥＬ１の断面形状を整形するビーム整形光学系４２と、通過する第１露光光ＥＬ１の光量（エネルギー）を調整するエネルギー調整器４３と、反射率が小さく透過率が大きいビームスプリッタ４４と、第１マスクＭ１上での第１露光光ＥＬ１の第１照明領域ＩＡ１を設定するブラインド装置（マスキングシステム）４５とを備えている。また、不図示ではあるが、第１照明系ＩＬ１は、第１露光光ＥＬ１による第１マスクＭ１の照明条件を可変とする成形光学系、第１マスクＭ１上での露光光ＥＬ１の照度分布を均一化する照度均一化部材（以下では、オプティカルインテグレータと呼び、例えば内面反射型インテグレータあるいはフライアイレンズなどを含む）、リレー光学系、及びコンデンサレンズ等も備えている。なお、第１照明系ＩＬ１はその瞳面に配置される開口絞りを備えてもよい。例えば、オプティカルインテグレータがフライアイレンズである場合、開口絞りはフライアイレンズの光射出面（正確には射出側焦点面）に設けられる。また、オプティカルインテグレータは、例えば成形光学系とビームスプリッタ４４との間に配置され、コンデンサレンズは、例えばブラインド装置４５と第１マスクＭ１との間に配置される。成形光学系は、例えばエネルギー調整器４３とオプティカルインテグレータとの間に配置され、交換可能な回折光学素子、間隔が可変である複数のプリズム（アキシコンなど）、及びズーム光学系（アフォーカル系）を有する。そして、回折光学素子の交換、プリズムの移動（上記間隔の変更）、及びズーム光学系の移動の少なくとも１つによって、投影光学系ＰＬの瞳面と光学的に共役となる第１照明系ＩＬ１の瞳面上での第１露光光ＥＬ１の強度分布を変更する（換言すれば、第１照明系の瞳面に形成される２次光源の形状及び／又は大きさを変更する）。これにより、第１マスクＭ１の照明条件が変更される。従って、第１照明系ＩＬ１は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１に対応した照明条件を設定できるとともに、そのパターンの変更に応じて照明条件の変更も行うことが可能である。なお、成形光学系は第１露光光ＥＬ１の偏光状態を任意に可変とする偏光調整部材、及び／又は前述の開口絞りを含んでもよい。
第１光源装置４１は、エキシマレーザ光源装置によって構成されている。上述のように、本実施形態においては、第１光源装置４１から射出される第１露光光（レーザビーム）ＥＬ１として、ＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。第１光源装置４１から射出され、ビーム整形光学系４２を通過した第１露光光ＥＬ１は、エネルギー調整器４３に入射する。エネルギー調整器４３は、そのエネルギー調整器４３から射出される第１露光光ＥＬ１の光量（エネルギー）を調整する。エネルギー調整器４３は、例えば、回転可能なレボルバ上に配置され、第１露光光ＥＬ１に対する透過率が互いに異なる複数の減光フィルタ（ＮＤフィルタとも呼ばれる）を備えている。エネルギー調整器４３は、レボルバを回転して、第１露光光ＥＬ１の光路上に配置されるＮＤフィルタを切り換えることにより、そのエネルギー調整器４３から射出される第１露光光ＥＬ１の光量（エネルギー）を複数段階で調整することができる。なお、エネルギー調整器４３は第１露光光ＥＬ１の光量を連続的に調整してもよい。エネルギー調整器４３の動作は制御装置１００に制御される。制御装置１００は、検出装置１０８及び計測器４６（後述）の少なくとも一方の検出結果に基づいて、エネルギー調整器４３を用いて、第１露光光ＥＬ１の光量（積算露光量）を調整可能である。
エネルギー調整器４３から射出された第１露光光ＥＬ１は、上述の成形光学系及びオプティカルインテグレータ等を介して、反射率が小さく透過率が大きいビームスプリッタ４４によって２つに分岐される。ビームスプリッタ４４を透過した第１露光光ＥＬ１は、リレー光学系等を介して、ブラインド装置４５に入射する。ブラインド装置４５は、第１露光光ＥＬ１の光路上に設けられ、第１マスクＭ１上での第１露光光ＥＬ１の第１照明領域ＩＡ１、及び基板Ｐ上での第１露光光ＥＬ１の第１露光領域（投影領域）ＡＲ１を調整可能である。ブラインド装置４５は、第１露光光ＥＬ１を通過させるための開口４５Ｋを有しており、その開口４５Ｋによって、第１マスクＭ１上での第１露光光ＥＬ１の第１照明領域ＩＡ１、及び基板Ｐ上での第１露光光ＥＬ１の第１露光領域ＡＲ１を設定する。ブラインド装置４５は、その少なくとも一部、例えば独立に可動な複数の遮光板（マスキング・ブレード）が、第１照明系ＩＬ１内で第1マスクＭ１の第１パターン形成面と光学的にほぼ共役な面に配置され、その複数の遮光板の少なくとも１つの移動によって、第1マスクＭ１上の第１照明領域ＩＡ１、ひいては基板Ｐ上の第１露光領域ＡＲ１（投影光学系ＰＬに関して第１照明領域ＩＡ１と共役な、第１パターンＰＡ１の像の投影領域）の大きさ（幅）などを調整できる。従って、ブラインド装置４５は第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１による基板の走査露光の開始及び終了を制御可能となっている。これにより、１回のスキャン動作によって多重露光すべき基板Ｐ上の１つのショット領域以外での不要な露光が防止される。なお、本実施形態では第１光源装置４１を制御してその不要な露光を防止してもよい。ブラインド装置４５を通過した第１露光光ＥＬ１は、リレー光学系、及びコンデンサレンズ等を介して、第１マスクステージ１上に保持された第１マスクＭ１上の矩形状の第１照明領域ＩＡ１を均一な照度分布で照明する。
一方、ビームスプリッタ４４へ入射した第１露光光ＥＬ１のうち、ビームスプリッタ４４で反射した第１露光光ＥＬ１は、集光光学系等を介して、計測器（インテグレータセンサとも呼ばれる）４６で計測される。計測器４６は、第１露光光ＥＬ１の光量（エネルギー）を計測するものであって、例えば光電変換素子などによって構成されている。計測器４６の計測信号は制御装置１００に出力される。
第１光源装置４１は、パルスレーザ光源装置であって、パルス状の第１露光光（レーザビーム）ＥＬ１を射出する。また、第１光源装置４１は、射出する第１露光光ＥＬ１の光量（エネルギー）を調整することができる。具体的には、第１光源装置４１は、パルス毎の第１露光光ＥＬ１のエネルギーを調整することができる。また、第１光源装置４１は、パルス発光周期（繰り返し周波数）を調整することができる。
第１光源装置４１は、レーザ共振器４１Ａと、レーザ共振器４１Ａから放出されたレーザビーム（第１露光光）ＥＬ１が照射されるビームスプリッタ４１Ｂと、レーザ共振器４１Ａから放出され、ビームスプリッタ４１Ｂを介したレーザビームのエネルギーを計測するエネルギー計測器４１Ｃと、レーザ共振器４１Ａから放出されるレーザビームのエネルギーを調整するレーザ制御器４１Ｄと、高圧電源４１Ｅとを備えている。ビームスプリッタ４１Ｂは、大きい透過率及び小さい反射率を有しており、レーザ共振器４１Ａからパルス発振されるレーザビームのうち、ビームスプリッタ４１Ｂを透過したレーザビームは外部に射出される。一方、ビームスプリッタ４１Ｂで反射したレーザビームは、例えば光電変換素子からなるエネルギー計測器４１Ｃに入射し、そのエネルギー計測器４１Ｃに計測される。
レーザ制御器４１Ｄと制御装置１００とは接続されており、制御装置１００は、レーザ制御器４１Ｄに制御信号を出力可能である。本実施形態では、制御装置１００は、検出装置１０８及び計測器４６の少なくとも一方の検出結果に基づいて、レーザ制御器４１Ｄに制御信号を出力する。レーザ制御器４１Ｄは、制御装置１００からの制御信号に基づいて、高圧電源４１Ｅの電源電圧を設定することにより、レーザ共振器４１Ａから射出されるレーザビームの１パルス当たりのエネルギーを設定する。すなわち、制御装置１００は、検出装置１０８及び計測器４６の少なくとも一方の検出結果に基づいて、第１光源装置４１を制御することによっても、第１露光光ＥＬ１の光量（積算露光量）を調整可能である。
また、上述のように、レーザ共振器４１Ａから放出され、ビームスプリッタ４１Ｂで反射したレーザビームは、エネルギー計測器４１Ｃで計測され、そのエネルギー計測器４１Ｃの計測信号はレーザ制御器４１Ｄに出力される。レーザ制御器４１Ｄは、制御装置１００からの制御信号に加えて、エネルギー計測器４１Ｃからの計測信号をエネルギー制御に用いることもできる。
以上、第１照明系ＩＬ１及び第１光源装置４１について説明したが、第２照明系ＩＬ２及び第２光源装置も、第１照明系ＩＬ１及び第１光源装置４１とほぼ同じ構成を有するため、その説明を省略する。なお、第２照明系ＩＬ２も第２露光光ＥＬ２による第２マスクＭ２の照明条件を可変とする成形光学系を有する。従って、第１及び第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２の成形光学系によって、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２とで照明条件を任意に設定可能、例えば異なる照明条件を設定可能となっている。
次に、第１マスクステージ１について説明する。第１マスクステージ１は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第１マスクステージ駆動装置１Ｄの駆動により、第１マスクＭ１を保持して、少なくともＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。第１マスクステージ１は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、第１マスクＭ１を保持する。第１マスクステージ１（ひいては第１マスクＭ１）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３１によって計測される。レーザ干渉計３１は、第１マスクステージ１上に設けられた移動鏡の反射面３１Ｋを用いて第１マスクステージ１の位置情報を計測する。制御装置１００は、レーザ干渉計３１の計測結果に基づいて第１マスクステージ駆動装置１Ｄを駆動し、第１マスクステージ１に保持されている第１マスクＭ１の位置制御を行う。
次に、第２マスクステージ２について説明する。第２マスクステージ２は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第２マスクステージ駆動装置２Ｄの駆動により、第２マスクＭ２を保持して、少なくともＺ軸、Ｘ軸、及びθＹ方向に移動可能である。第２マスクステージ２は、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成面とＸＺ平面とがほぼ平行となるように、第２マスクＭ２を保持する。第２マスクステージ２（ひいては第２マスクＭ２）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３２によって計測される。レーザ干渉計３２は、第２マスクステージ２上に設けられた移動鏡の反射面３２Ｋを用いて第２マスクステージ２の位置情報を計測する。制御装置１００は、レーザ干渉計３２の計測結果に基づいて第２マスクステージ駆動装置２Ｄを駆動し、第２マスクステージ２に保持されている第２マスクＭ２の位置制御を行う。
図３Ａは、第１マスクステージ１に保持された第１マスクＭ１を示す平面図、図３Ｂは、第２マスクステージ２に保持された第２マスクＭ２を示す平面図である。図３Ａ及び３Ｂに示すように、第１マスクステージ１は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、第１マスクＭ１を保持し、第２マスクステージ２は、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成面とＸＺ平面とがほぼ平行となるように、第２マスクＭ２を保持する。第１マスクＭ１上での第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されており、第２マスクＭ２上での第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２も、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。
第１マスクステージ１は、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１を第１露光光ＥＬ１に対してＹ軸方向に移動可能である。また、第２マスクステージ２は、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を第２露光光ＥＬ２に対してＺ軸方向に移動可能である。制御装置１００は、基板Ｐを露光するとき、第１マスクＭ１のうち、少なくとも第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成領域ＳＡ１が、第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１を通過するように、第１マスクステージ１を制御して第１マスクＭ１をＹ軸方向に移動する。また、制御装置１００は、基板Ｐを露光するとき、第２マスクＭ２のうち、少なくとも第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成領域ＳＡ２が、第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２を通過するように、第２マスクステージ２を制御して、第２マスクＭ２をＺ軸方向に移動する。
次に、図１を参照しながら投影光学系ＰＬについて説明する。投影光学系ＰＬは、第１露光光ＥＬ１で照明された第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像及び第２露光光ＥＬ２で照明された第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像を所定の投影倍率で基板Ｐ上に投影する。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等の縮小系であり、前述の第１及び第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に第１及び第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の縮小像を形成する。投影光学系ＰＬの複数の光学素子は鏡筒ＰＫで保持されている。また、鏡筒ＰＫの内側の所定位置、本実施形態では合成光学素子２０の近傍には、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量を検出可能な検出装置１０８が設けられている。
本実施形態の投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を合成光学素子２０へ導く第１光学系１１と、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を合成光学素子２０へ導く第２光学系１２と、合成光学素子２０からの第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２をそれぞれ第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２へ導く第３光学系１３とを備えている。本実施形態では、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とは合成光学素子２０に対して異なる方向（ここでは直交する方向）から入射する。また、合成光学素子２０は第１光学系１１を介して入射する第１露光光ＥＬ１の少なくとも一部と、第２光学系１２を介して入射する第２露光光ＥＬ２の少なくとも一部とを第３光学系１３に導く。
第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１は、第１光学系１１を介して合成光学素子２０に入射する。上述のように、合成光学素子２０は、分岐光学素子（ハーフミラー）を含み、所定の反射率と透過率とを有している。第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａを通過して、第３光学系１３により第１露光領域ＡＲ１に導かれる。一方、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の残りの一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａで反射して、検出装置１０８に検出される。また、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａで反射して、第３光学系１３により第２露光領域ＡＲ２に導かれる。一方、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の残りの一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａを通過して、検出装置１０８に検出される。
次に、基板ステージ４について説明する。基板ステージ４は、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２が照射される第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を含む所定領域内で基板Ｐを保持して移動可能である。図１に示すように、基板ステージ４は、例えばエアベアリングによりベース部材ＢＰ上で非接触支持されるとともに、基板Ｐを保持する基板ホルダ４Ｈを有している。基板ホルダ４Ｈは、基板Ｐの表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、基板Ｐを保持する。基板ステージ４は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む基板ステージ駆動装置４Ｄの駆動により、基板Ｐ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。
基板ステージ４（ひいては基板Ｐ）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３４によって計測される。レーザ干渉計３４は、基板ステージ４に設けられた反射面３４Ｋを用いて基板ステージ４のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置情報を計測する。また、基板ステージ４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）は、不図示のフォーカス・レベリング検出系によって検出される。制御装置１００は、レーザ干渉計３４の計測結果及びフォーカス・レベリング検出系の検出結果に基づいて基板ステージ駆動装置４Ｄを駆動し、基板ステージ４に保持されている基板Ｐの位置制御を行う。
また、フォーカス・レベリング検出系は、例えば米国特許第６,６０８,６８１号などに開示されるように、その複数の計測点でそれぞれ基板ＰのＺ軸方向の位置情報を計測することで、基板Ｐの面位置情報を検出するものである。本実施形態では、この複数の計測点はその少なくとも一部が第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２内に設定されるが、全ての計測点が第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２（または液浸領域）の外側に設定されてもよい。また、レーザ干渉計３４は基板ステージ４のＺ軸、θＸ及びθＹ方向の位置情報をも計測可能としてよく、その詳細は、例えば特表２００１−５１０５７７号公報（対応国際公開第１９９９／２８７９０号パンフレット）に開示されている。この場合、基板Ｐの露光動作中にそのＺ軸方向の位置情報が計測可能となるようにフォーカス・レベリング検出系を設けなくてもよく、少なくとも露光動作中はレーザ干渉計３４の計測結果を用いてＺ軸、θＸ及びθＹ方向に関する基板Ｐの位置制御を行うようにしてもよい。
図４は、基板Ｐ上のショット領域Ｓと第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２との位置関係を示す模式図である。図４に示すように、基板Ｐ上での第１露光光ＥＬ１による第１露光領域ＡＲ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されており、基板Ｐ上での第２露光光ＥＬ２による第２露光領域ＡＲ２も、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。なお、本実施形態においては、第１露光光ＥＬ１が照射される第１露光領域ＡＲ１、及び第２露光光ＥＬ２が照射される第２露光領域ＡＲ２は、投影光学系ＰＬの投影領域である。そして、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは重複（一致）している。なお、図４には、基板Ｐ上のショット領域Ｓの位置情報を検出するためのアライメントマークＡＭも示されている。本実施形態では、ショット領域ＳのＹ軸方向の両側にそれぞれアライメントマークＡＭが形成されているが、アライメントマークＡＭの個数や位置はこれに限定されるものではない。
基板ステージ４は、基板Ｐ上のショット領域Ｓを第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域Ｒ２に対してＹ軸方向に移動可能である。制御装置１００は、基板Ｐを露光するとき、基板Ｐ上のショット領域Ｓが第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２による第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２を通過するように、基板ステージ４を制御して基板ＰをＹ軸方向に移動する。
図５は、検出装置１０８を説明するための図である。検出装置１０８は、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を検出するものである。上述のように、本実施形態においては、合成光学素子２０からの第１、第２露光光ＥＬ１、Ｅ２の一部は、基板Ｐ上の第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かうが、残りの一部は第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かわない。検出装置１０８は、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の少なくとも一方の光量（エネルギー、積算露光量）を検出可能である。検出装置１０８の検出結果は制御装置１００に出力される。
以下の説明においては、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１に向かう以外の第１露光光ＥＬ１を適宜、第１分岐光ＥＬ１’と称し、合成光学素子２０からの、第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第２露光光ＥＬ２を適宜、第２分岐光ＥＬ２’と称する。
図５に示すように、検出装置１０８は、第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’を検出可能（受光可能）な位置に配置されている。検出装置１０８は、例えば光電変換素子などを含み、第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’の光量（エネルギー、積算露光量）を検出可能である。
検出装置１０８は、第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’を検出可能（受光可能）な検出面（受光面）９を備えている。検出装置１０８の検出面９は、投影光学系ＰＬの物体面、及び像面と光学的に共役な位置（又はその近傍）、すなわち基板Ｐの表面、及び第１、第２マスクＭ１，Ｍ２の第１、第２パターン形成面と光学的に共役な位置（又はその近傍）に配置されている。したがって、検出装置１０８の検出面９のうち、投影光学系ＰＬの像面側に設定される第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との位置関係に応じた位置に、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とが入射する。
図６は、検出装置１０８の検出面９を示す図である。第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２より第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を射出し、投影光学系ＰＬに入射させた場合、図６に示すように、検出装置１０８の検出面９のうち、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との位置関係に応じた位置に、第１露光光ＥＬ１（第１分岐光ＥＬ１’）と第２露光光ＥＬ２（第２分岐光ＥＬ２’）とが入射する。図４に示したように、本実施形態においては、投影光学系ＰＬは、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とが重複するように、それら第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを基板Ｐ上に設定する。したがって、基板Ｐの表面と光学的に共役な位置に配置されている検出装置１０８の検出面９には、第１分岐光ＥＬ１’が照射される領域ＡＲ１’と、第２分岐光ＥＬ２’が照射される領域ＡＲ２’とが重複（一致）するように形成される。
ここで、以下の説明において、検出装置１０８の検出面９のうち、第１分岐光ＥＬ１’が照射される領域ＡＲ１’を適宜、第１分岐光領域ＡＲ１’と称し、第２分岐光ＥＬ２’が照射される領域ＡＲ２’を適宜、第２分岐光領域ＡＲ２’と称する。
そして、例えば第１照明系ＩＬ１から第１露光光ＥＬ１を射出し、第２照明系ＩＬ２からの第２露光光ＥＬ２の射出を停止しているときには、換言すれば、投影光学系ＰＬに第１露光光ＥＬ１のみを入射させているときには、検出装置１０８の検出面９の第１分岐光領域ＡＲ１’には、第１分岐光ＥＬ１’（第１露光光ＥＬ１）のみが照射される。この場合、検出装置１０８は、第１分岐光ＥＬ１’の光量を検出することができる。また、第２照明系ＩＬ２から第２露光光ＥＬ２を射出し、第１照明系ＩＬ１からの第１露光光ＥＬ１の射出を停止しているときには、換言すれば、投影光学系ＰＬに第２露光光ＥＬ２のみを入射させているときには、検出装置１０８の検出面９の第２分岐光領域ＡＲ２’には、第２分岐光ＥＬ２’（第２露光光ＥＬ２）のみが照射される。この場合、検出装置１０８は、第２分岐光ＥＬ２’の光量を検出することができる。また、第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２の両方から第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を射出しているときには、換言すれば、投影光学系ＰＬに第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の両方を入射させているときには、検出装置１０８の検出面９の第１、第２分岐光領域ＡＲ１’、ＡＲ２’にそれぞれ第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’（第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２）が照射される。この場合、検出装置１０８は、第１分岐光ＥＬ１’の光量と第２分岐光ＥＬ２’の光量との和を検出することができる。
また、記憶装置１０２には、合成光学素子（分岐光学素子）２０の反射率及び透過率に関する情報など、合成光学素子２０の光学特性に関する情報が予め記憶されている。したがって、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報とに基づいて、第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２から投影光学系ＰＬに入射する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量を求めることができる。すなわち、検出装置１０８の検出面９に第１分岐光ＥＬ１’のみが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報（合成光学素子２０の光学特性に関する情報など）とに基づいて、第１照明系ＩＬ１から投影光学系ＰＬ（第１光学系１１）に入射する第１露光光ＥＬ１の光量を求めることができる。同様に、検出装置１０８の検出面９に第２分岐光ＥＬ２’のみが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報とに基づいて、第２照明系ＩＬ２から投影光学系ＰＬ（第２光学系１２）に入射する第２露光光ＥＬ２の光量を求めることができる。また、検出装置１０８の検出面９に第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’のそれぞれが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報とに基づいて、第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２から投影光学系ＰＬに入射する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量の和を求めることができる。
また、第１マスクステージ１で第１マスクＭ１を保持し、第１露光光ＥＬ１の光路上に第１パターンＰＡ１を配置した状態で、検出装置１０８の検出面９に第１分岐光ＥＬ１’のみが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報（合成光学素子２０の光学特性に関する情報など）とに基づいて、第１照明系ＩＬ１から第１パターンＰＡ１を介して投影光学系ＰＬ（第１光学系１１）に入射する第１露光光ＥＬ１の光量を求めることができる。同様に、第２マスクステージ２で第２マスクＭ２を保持し、第２露光光ＥＬ２の光路上に第２パターンＰＡ２を配置した状態で、検出装置１０８の検出面９に第２分岐光ＥＬ２’のみが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報とに基づいて、第２照明系ＩＬ２から第２パターンＰＡ２を介して投影光学系ＰＬ（第２光学系１２）に入射する第２露光光ＥＬ２の光量を求めることができる。また、第１、第２マスクステージ１、２のそれぞれで第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を保持し、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２のそれぞれの光路上に第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を配置した状態で、検出装置１０８の検出面９に第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’のそれぞれが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報とに基づいて、第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２から第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を介して投影光学系ＰＬに入射する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量の和を求めることができる。
また、第１マスクステージ１に第１マスクＭ１を保持し、第１露光光ＥＬ１の光路上に第１パターンＰＡ１を配置した状態で、第１照明系ＩＬ１より第１露光光ＥＬ１を射出しているときの、第１照明系ＩＬ１に設けられている計測器４６の計測結果と、投影光学系ＰＬに設けられている検出装置１０８の検出結果とに基づいて、制御装置１００は、第１マスクＭ１に形成されている第１パターンＰＡ１のパターン密度（あるいは、第１パターンＰＡ１の第１露光光ＥＬ１に対する透過率）を求めることができる。同様に、第２マスクステージ２に第２マスクＭ２を保持し、第２露光光ＥＬ２の光路上に第２パターンＰＡ２を配置した状態で、第２照明系ＩＬ２より第２露光光ＥＬ２を射出しているときの、第２照明系ＩＬ２に設けられている計測器４６の計測結果と、投影光学系ＰＬに設けられている検出装置１０８の検出結果とに基づいて、制御装置１００は、第２マスクＭ２に形成されている第２パターンＰＡ２のパターン密度（あるいは、第２パターンＰＡ２の第２露光光ＥＬ２に対する透過率）を求めることができる。
また、記憶装置１０２には、合成光学素子２０の反射率及び透過率に関する情報等、合成光学素子２０の光学特性に関する情報が予め記憶されている。したがって、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報とに基づいて、合成光学素子２０から第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かう第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量を求めることができる。すなわち、検出装置１０８の検出面９に第１分岐光ＥＬ１’のみが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報（合成光学素子２０の光学特性に関する情報など）とに基づいて、合成光学素子２０から第１露光領域ＡＲ１に向かう第１露光光ＥＬ１の光量を求めることができる。同様に、検出装置１０８の検出面９に第２分岐光ＥＬ２’のみが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報とに基づいて、合成光学素子２０から第２露光領域ＡＲ２に向かう第２露光光ＥＬ２の光量を求めることができる。また、検出装置１０８の検出面９に第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’のそれぞれが入射している場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果と記憶装置１０２の記憶情報とに基づいて、合成光学素子２０から第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かう第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量の和を求めることができる。
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について説明する。
第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２と、基板Ｐ上のショット領域Ｓとの位置関係の調整等、所定の処理が完了した後、制御装置１００は、基板Ｐのショット領域Ｓに対する露光を開始する。
本実施形態においては、制御装置１００は、第１マスクステージ１及び第２マスクステージ２による第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の各走査方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）への移動と、基板ステージ４による基板Ｐの走査方向（Ｙ軸方向）への移動とを同期して行いつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２をそれぞれ照明し、基板Ｐ上の第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射して、基板Ｐのショット領域Ｓを多重露光する。
制御装置１００は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する基板ＰのＹ軸方向への移動と、第１照明領域ＩＡ１に対する第１マスクＭ１のＹ軸方向への移動、及び第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２のＺ軸方向への移動とを同期して行いつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ照射して、基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光する。本実施形態においては、基板Ｐの露光中に、例えば第１マスクＭ１が＋Ｙ方向に移動される場合、第２マスクＭ２は＋Ｚ方向に移動され、基板Ｐは＋Ｙ方向に移動される。
図７は、基板Ｐを保持した基板ステージ４の平面図である。図７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Ｓ１〜Ｓ２１がマトリクス状に設定されているとともに、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれに対応して複数のアライメントマークＡＭが設けられている。基板Ｐのショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれを露光するとき、制御装置１００は、図７中、例えば矢印ｙ１で示すように、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２と基板Ｐとを相対的に移動しつつ、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射することによって、基板Ｐ上に第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射する。制御装置１００は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２が基板Ｐに対して矢印ｙ１に沿って移動するように、基板ステージ４の動作を制御する。制御装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式にて、基板Ｐの−Ｙ方向へのスキャン動作と＋Ｙ方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次多重露光する。
本実施形態においては、１回のスキャン動作で、基板Ｐ上の１つのショット領域Ｓを第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで多重露光（二重露光）することができる。基板Ｐ上のショット領域Ｓの感光材層は、現像工程等を介さずに、第１露光領域ＡＲ１に照射された第１露光光ＥＬ１と、第２露光領域ＡＲ２に照射された第２露光光ＥＬ２とで多重露光（二重露光）される。
本実施形態においては、制御装置１００は、基板Ｐに対する露光動作と並行して、検出装置１０８による第１分岐光ＥＬ１’及び第２分岐光ＥＬ２’の検出動作を実行する。すなわち、制御装置１００は、基板Ｐの露光中に、検出装置１０８を用いて、第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’の光量、ひいては、投影光学系ＰＬに第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を介して入射する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量（第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量の和）を検出する。
記憶装置１０２には、投影光学系ＰＬに第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を介して入射する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量の許容値（許容範囲）に関する情報が予め記憶されている。すなわち、所望状態で基板Ｐを露光するため、基板Ｐ上に塗布されたフォトレジストの特性等から定まる第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量に関する許容値（許容範囲）が記憶されている。なお、この光量の許容値（許容範囲）は、例えば実験又はシミュレーションによって予め求めることができる。
制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果に基づいて、基板Ｐの露光中に、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の少なくとも一方の照射状態を制御することができる。具体的には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果に基づいて、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量が許容範囲に収まるように、基板Ｐの露光中に、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の少なくとも一方の光量を調整することができる。
投影光学系ＰＬに入射する第１露光光ＥＬ１の光量を調整するためには、制御装置１００は、図２を参照して説明したように、例えば第１照明系ＩＬ１に設けられているエネルギー調整器４３を制御することで、第１照明系ＩＬ１から射出される第１露光光ＥＬ１の光量、ひいては投影光学系ＰＬに入射する第１露光光ＥＬ１の光量を調整することができる。同様に、投影光学系ＰＬに入射する第２露光光ＥＬ２の光量を調整するためには、制御装置１００は、第２照明系ＩＬ２に設けられているエネルギー調整器４３を制御することで、第２照明系ＩＬ２から射出される第２露光光ＥＬ２の光量、ひいては投影光学系ＰＬに入射する第２露光光ＥＬ２の光量を調整することができる。
また、基板Ｐの露光中に、検出装置１０８の検出結果に基づいて、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量が異常であると判断した場合、制御装置１００は、報知装置１０４を用いて、例えば警報を発することができる。上述のように、報知装置１０４は、表示装置、発音装置、及び発光装置等を含み、所定の手法によって警報を発する。これにより、報知装置１０４は、その警報によってオペレータ等に適切な処置の実行を促すことができる。また、検出装置１０８の検出結果に基づいて、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量が異常であると判断した場合、制御装置１００は、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射を停止してもよい。これにより、異常な光量によって露光動作を続けてしまう状態を回避することができる。
また、上述のように、露光装置ＥＸは、基板Ｐ上に設定された複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれを順次露光するが、制御装置１００は、基板Ｐの露光中に、検出装置１０８の検出結果をショット領域Ｓ１〜Ｓ２１に対応付けて記憶装置１０２に記憶することができる。こうすることにより、例えば基板Ｐの露光後に、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１上で発生した不具合の発生原因を記憶装置１０２の記憶情報を用いて解析することができる。すなわち、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量が異常なときに露光されたショット領域Ｓにおいては、そのショット領域Ｓの露光精度が劣化している等の不具合が発生しているおそれがあるが、その場合には、上述の記憶情報を用いて不具合の発生原因を特定することができる。そして、特定された不具合の発生原因に応じた適切な処置を迅速に施すことができる。また、記憶装置１０２の記憶情報を用いた解析結果に基づいて、制御装置１００は、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量の異常に起因してパターン転写不良が生じている可能性のあるショット領域Ｓを、取り除いたり、あるいは次の重ね合わせ露光のときは露光しないようにする等の処置を施すことができる。また、ショット領域Ｓを検査し、形成されたパターンに異常がない場合には、ショット領域Ｓを取り除くことなく、そのショット領域Ｓを使ったデバイス形成を継続する。あるいは、制御装置１００は、そのショット領域Ｓに対応付けて、そのショット領域Ｓを露光したときに、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量が異常である旨を報知装置１０４で報知するようにしてもよい。また、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果をモニタ情報としてリアルタイムに報知装置１０４の表示装置で表示することもできる。また、ショット領域Ｓに対応付けて記憶した検出装置１０８の検出結果を報知装置１０４の表示装置で表示することもできる。
以上説明したように、本実施形態では、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射するとともに、基板Ｐ上のショット領域Ｓが第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを通過するように基板ＰをＹ軸方向に移動することで、基板Ｐのショット領域Ｓを効率良く多重露光することができる。本実施形態においては、基板Ｐ上のショット領域Ｓを多重露光（二重露光）するときに、１回のスキャン動作で、１つのショット領域Ｓを第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで露光することができ、スループットを向上できる。また、基板Ｐの−Ｙ方向へのスキャン動作と＋Ｙ方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、基板Ｐ上の複数のショット領域Ｓを効率良く多重露光することができる。また、図７に示したように、１回のスキャン動作で１つのショット領域Ｓを多重露光することができるので、各ショット領域Ｓ内に第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とを所望の位置関係で形成することができる。
また、本実施形態において、合成光学素子２０からの第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’の光量を検出装置１０８で検出することにより、第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２から投影光学系ＰＬに入射する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量に関する情報、合成光学素子２０から第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かう第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量、あるいは基板Ｐ上に照射される第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量変動（照射量変動）を求めることができる。そして、その検出装置１０８の検出結果に基づいて、基板Ｐを良好に露光するための適切な処置を講ずることができる。
また、基板Ｐの露光中に、検出装置１０８を用いて第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量を検出することで、例えばその検出装置１０８の検出結果に基づいて、基板Ｐの露光中に、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量調整を行うことができ、所望の光量で基板Ｐを露光することができる。また、基板Ｐ上のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１に対応付けて検出装置１０８の検出結果を記憶することで、基板Ｐの露光後に、その記憶装置１０２の記憶情報を用いて解析することができる。
本実施形態においては、合成光学素子２０として、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２それぞれの光路を分岐する分岐光学素子（ハーフミラー）を用いている。分岐光学素子は、例えば使用する露光光がランダム偏光であっても、その露光光を良好に分岐することができる。
なお、図８に示す模式図のように、合成光学素子２０’として、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２をそれぞれ、第１偏光状態（例えばＰ偏光）の露光光と第２偏光状態（例えばＳ偏光）の露光光とに分離する偏光分離光学素子（例えば、偏光ビームスプリッタ）を用いてもよい。例えば、第１照明系ＩＬ１がＰ偏光状態の第１露光光ＥＬ１で第１パターンＰＡ１を照明し、第２照明系ＩＬ２がＳ偏光状態の第２露光光ＥＬ２で第２パターンＰＡ２を照明する場合、合成光学素子（偏光ビームスプリッタ）２０’に対して、第１パターンＰＡ１からのＰ偏光状態の第１露光光ＥＬ１が入射するとともに、第２パターンＰＡ２からはＳ偏光状態の第２露光光ＥＬ２が入射する。合成光学素子２０’の所定面（偏光分離面）２０Ａ’が、Ｓ偏光状態の露光光を反射し、Ｐ偏光状態の露光光を通過させるように形成されている場合には、合成光学素子２０’からの大部分の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２は、基板Ｐ上の第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に照射されるが、一部の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が第１、第２分岐光ＥＬ１’、ＥＬ２’となる可能性がある。この場合も、例えば合成光学素子（偏光ビームスプリッタ）２０’の偏光度等の光学特性が予め分かっている場合には、制御装置１００は、検出装置１０８の検出結果に基づいて、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量を求めることができる。
なお、本実施形態においては、制御装置１００は、基板Ｐの露光中に、検出装置１０８の検出結果に基づいて、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量の調整を行っているが、もちろん、制御装置１００は、基板Ｐの露光を行っていないときに、検出装置１０８を用いて、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量を検出する、あるいはその検出結果に基づいて、第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２から射出される第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光量を調整してもよい。例えば、基板Ｐの露光を開始する前に、第２照明系ＩＬ２からの第２露光光ＥＬ２の射出を停止した状態で、第１照明系ＩＬ１より第１露光光ＥＬ１を射出させ、第１露光光ＥＬ１（第１分岐光ＥＬ１’）の光量を検出する。そして、制御装置１００は、その検出装置１０８の検出結果に基づいて、所望の光量の第１露光光ＥＬ１が得られるように、第１照明系ＩＬ１のエネルギー調整器４３等を用いて、第１露光光ＥＬ１の光量を調整する。同様に、制御装置１００は、基板Ｐの露光を開始する前に、第１照明系ＩＬ１からの第１露光光ＥＬ１の射出を停止した状態で、第２照明系ＩＬ２より第２露光光ＥＬ２を射出させ、第２露光光ＥＬ２（第２分岐光ＥＬ２’）の光量を検出する。制御装置１００は、その検出装置１０８の検出結果に基づいて、所望の光量の第２露光光ＥＬ２が得られるように、第２照明系ＩＬ２のエネルギー調整器４３等を用いて、第２露光光ＥＬ２の光量を調整することができる。こうすることにより、最適化された光量を有する第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２で基板Ｐを露光することができる。また、本実施形態では基板Ｐ上で第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２が重複（一致）するように配置されるものとしたが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とをその一部のみが重複するように配置してもよい。
＜第２実施形態＞
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。
図９は、第２実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図、図１０は、第２実施形態に係る基板Ｐ上のショット領域Ｓと第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２との位置関係を示す模式図である。図９に示すように、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１マスクＭ１上の第１照明領域ＩＡ１と第１光学系１１の光軸ＡＸ１とがずれているとともに、第２マスクＭ２上の第２照明領域ＩＡ２と第２光学系１２の光軸ＡＸ２とがずれている。この場合、図１０に示すように、投影光学系ＰＬの視野内で第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは異なる位置に設定される。具体的には、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とが、例えばＹ軸方向（基板Ｐの走査方向）に関して、離れて配置される。また、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、１つのショット領域Ｓに同時に配置可能となっている。すなわち、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１（第１露光領域ＡＲ１の中心）と第２露光領域ＡＲ２（第２露光領域ＡＲ２の中心）とのＹ軸方向の距離は、基板Ｐ上の１つのショット領域ＳのＹ軸方向の幅よりも小さい。
図１１は、第２実施形態に係る検出装置１０８の近傍を示す図、図１２は、検出装置１０８の検出面を示す図である。図１１に示すように、本実施形態においては、合成光学素子２０と検出面９との間に結像光学系２１が配置されている。本実施形態においても、検出装置１０８の検出面９は、基板Ｐの表面と光学的に共役な位置（又はその近傍）に配置されている。したがって、検出装置１０８の検出面９のうち、投影光学系ＰＬの像面側に設定される第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との位置関係に応じた位置に、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とが入射する。図１０に示したように、本実施形態においては、投影光学系ＰＬは、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とがＹ軸方向に離れるように、それら第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを基板Ｐ上に設定する。したがって、基板Ｐの表面と光学的に共役な位置に配置されている検出装置１０８の検出面９のうち、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２との位置関係に応じた互いに異なる２つの位置に設定される第１分岐光領域ＡＲ１’及び第２分岐光領域ＡＲ２’にそれぞれ、第１分岐光ＥＬ１’と第２分岐光ＥＬ２’が入射する。
なお、１つの検出装置１０８の検出面９に２つの分岐光領域を形成することに限らず、第１分岐光領域ＡＲ１’と第２分岐光領域ＡＲ２’との各々がそれぞれ２つの検出装置の検出面に形成されてもよい。
本実施形態においては、第１分岐光領域ＡＲ１’と第２分岐光領域ＡＲ２’とは検出面９上で互いに異なる位置に設定されるため、検出装置１０８は、第１露光光ＥＬ１（第１分岐光ＥＬ１’）の光量と第２露光光ＥＬ２（第２分岐光ＥＬ２’）の光量とをそれぞれ個別に検出することができる。すなわち、上述の第１実施形態においては、第１分岐光領域ＡＲ１’と第２分岐光領域ＡＲ２’とは重複しているため、第１露光光ＥＬ１（第１分岐光ＥＬ１’）の光量を検出するためには、第２露光光ＥＬ２の照射を停止し、第２露光光ＥＬ２（第２分岐光ＥＬ２’）の光量を検出するためには、第１露光光ＥＬ１の照射を停止する必要があったが、本実施形態においては、第１露光光ＥＬ１（第１分岐光ＥＬ１’）の光量の検出と、第２露光光ＥＬ２（第２分岐光ＥＬ２’）の光量の検出とをほぼ同時に行うことができる。
そして、制御装置１００は、例えば基板Ｐの露光中に、検出装置１０８の検出結果に基づいて、第１露光光ＥＬ１の光量の調整と、第２露光光ＥＬ２の光量の調整とを実行することができる。もちろん、制御装置１００は、基板Ｐの露光前に、検出装置１０８の検出結果に基づいて、第１露光光ＥＬ１の光量の調整と、第２露光光ＥＬ２の光量の調整とを実行することもできる。
なお、第２実施形態において、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とが投影光学系ＰＬの瞳面の異なる位置を通過する場合、その瞳面上での第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２との光量を検出するようにしてもよい。
なお、上述の第１、第２実施形態において、１つの光源装置から射出された露光光を分岐光学素子で第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とに分岐し、それら第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とで第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とを照明するようにしてもよい。この場合、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２のそれぞれの光路に、光量を調整可能な光量調整部材、例えば減光フィルタ（ＮＤフィルタ）を配置することにより、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２それぞれの光量を調整することができる。
また、上述の第１、第２実施形態では検出装置１０８の検出結果に基づき、光源装置とエネルギー調整器４３との少なくとも一方によって露光光（ＥＬ１、ＥＬ２）の光量調整を行うものとしたが、露光光の光量調整の代わりに、あるいはそれと組み合わせて、他の動作、例えば基板の露光量制御、及び／又は基板上でのパターン像の結像状態（投影光学系ＰＬの結像特性を含む）の調整などを行ってもよい。露光量制御では、例えば露光領域（ＡＲ１、ＡＲ２）内での露光光の強度と、検出装置１０８で検出される露光光の強度とを対応付けておく。そして、露光動作時に、この対応付けた関係（例えば、強度比など）と検出装置１０８の検出結果とに基づき、光源装置、エネルギー調整器４３、ブラインド装置４５、及び基板ステージ４の少なくとも１つによって、露光光の強度、発振周波数、露光領域の走査方向の幅、及び基板の走査速度の少なくとも１つを調整すればよい。また、パターン像の調整では、例えば、検出装置１０８の検出結果に基づいて投影光学系ＰＬの結像特性（収差、倍率、フォーカス位置などを含む）を求めて、光源装置と不図示の結像特性調整装置との少なくとも一方を制御すればよい。この場合、光源装置は露光光の波長特性（中心波長、スペクトル幅などを含む）を調整する。結像特性調整装置は、例えば米国特許第６,２３５,４３８号、米国特許出願公開第２００５／０２０６８５０号などに開示されているように、投影光学系ＰＬの少なくとも１つの光学素子を移動して、投影光学系ＰＬの結像特性を調整する。
さらに、上述の第１、第２実施形態では検出装置１０８が露光光などの光量を検出するものとしたが、検出対象とする特性は光量に限られるものでなく、他の特性、例えば露光光の偏光状態、波長特性、投影光学系ＰＬの透過率、パターン像の結像特性、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の相対位置関係、及び第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の位置情報（投影位置も含む）の少なくとも１つを含むものとしてもよい。この場合、検出装置１０８は検出対象とする特性に対応する１つまたは複数のセンサを含むこととなる。また、検出装置１０８の検出結果は、検出対象とする特性に応じた動作（例えば、アライメント動作など）で用いられる。
＜第３実施形態＞
第３実施形態について図１３〜図１５を参照して説明する。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。
図１３において、本実施形態の露光装置ＥＸは、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の少なくとも一方を処理する処理装置６を備えている。本実施形態の合成光学素子２０は、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１及び第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２それぞれの光路を分岐する分岐光学素子（例えば、ハーフミラー）を含む。投影光学系ＰＬは、合成光学素子（分岐光学素子）２０で分岐した第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の一部と、合成光学素子（分岐光学素子）２０で分岐した第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の一部とを、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに向けて照射する。そして、合成光学素子２０からは、第１露光領域ＡＲ１に向かわない第１露光光ＥＬ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かわない第２露光光ＥＬ２も発生するが、処理装置６は、その合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を処理する。
第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１は、第１光学系１１を介して合成光学素子２０に入射する。上述のように、合成光学素子２０は、分岐光学素子（例えば、ハーフミラー）を含み、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａを通過して、第３光学系１３により第１露光領域ＡＲ１に導かれる。一方、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の残りの一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａで反射して、後述の透過部材１１４を含む誘導光学系８により投影光学系ＰＬの外側へ光学的に導かれる。また、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａで反射して、第３光学系１３により第２露光領域ＡＲ２に導かれる。一方、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の残りの一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａを通過して、誘導光学系８により投影光学系ＰＬの外側へ光学的に導かれる。
投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫのうち、合成光学素子２０の近傍には、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を透過可能な透過部材（透過窓）１１４が設けられている。透過部材１１４は、例えば石英で形成された平行平面板であり、第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が透過可能である。合成光学素子２０の所定面２０Ａで反射した第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１は、透過部材１１４を含む誘導光学系８により投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの外側へ光学的に導かれる。また、合成光学素子２０の所定面２０Ａを通過した第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２は、透過部材１１４を含む誘導光学系８により投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの外側へ光学的に導かれる。
図１４は、処理装置６を説明するための図である。処理装置６は、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を処理するものである。上述のように、本実施形態においては、合成光学素子２０からの第１、第２露光光ＥＬ１、Ｅ２の一部は、基板Ｐ上の第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かうが、残りの一部は第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かわない。第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かわない第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を放置しておくと、露光精度に影響を与える可能性がある。例えば、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かわない第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が鏡筒ＰＫの所定部分に照射されると、鏡筒ＰＫの温度変化をもたらし、その鏡筒ＰＫを熱変形させたり、鏡筒ＰＫに保持されている光学素子の位置を変動させたりして、投影光学系ＰＬの光学特性を変動させてしまう可能性がある。また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かわない第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かう第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の光路の温度変化や屈折率変化をもたらして、投影光学系ＰＬの光学特性を変動させたり、基板Ｐ上に投影されるパターンの像を劣化させてしまう可能性がある。また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かわない第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が鏡筒ＰＫの内壁等で反射して、不要な露光光（フレア光）として基板Ｐ上に照射される可能性もある。また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かわない第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が、例えば所定位置に配置された各種センサに照射されたり、あるいはそのセンサが置かれている環境の温度変化をもたらす可能性もある。その場合、そのセンサの検出結果に誤差が生じる可能性があり、その検出結果に基づいて行われる露光の精度も劣化する可能性もある。
そこで、本実施形態においては、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の少なくとも一方による露光精度に対する影響を抑えるように、具体的には、投影光学系ＰＬの光学特性の変動、各種センサの検出精度の劣化を抑えるように、処理装置６によって、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を処理する。
以下の説明においては、合成光学素子２０からの、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に向かう以外の第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２の少なくとも一方を、適宜、漏れ露光光ＥＬ’と称する。
図１４に示すように、処理装置６は、漏れ露光光ＥＬ’を処理するためのものであって、漏れ露光光ＥＬ’を投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの外側へ光学的に導く誘導光学系８と、投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫの外側に配置され、漏れ露光光ＥＬ’を吸収可能な吸光部材６５とを備えている。誘導光学系８は、鏡筒ＰＫのうち、合成光学素子２０の近傍に設けられた透過部材１１４を含み、漏れ露光光ＥＬ’は、透過部材１１４を介して、投影光学系ＰＬの外側に導かれる。なお、誘導光学系８として、例えば合成光学素子２０と透過部材１１４との間、あるいは鏡筒ＰＫの内側の透過部材１１４の近傍に所定光学素子を配置することもできる。例えば、所定光学素子として、合成光学素子２０からの漏れ露光光ＥＬ’を鏡筒ＰＫの内壁等に照射されないように、且つ合成光学素子２０から発生する漏れ露光光ＥＬ’を透過部材１１４に良好に導く光学素子（反射素子を含む）を、鏡筒ＰＫの内側に配置してもよい。
本実施形態においては、処理装置６は、誘導光学系８により投影光学系ＰＬの外側に導いた漏れ露光光ＥＬ’を、投影光学系ＰＬの外側に配置された吸光部材６５に導く。吸光部材６５は吸光面６６を備えており、漏れ露光光ＥＬ’を吸光面６６で吸光（吸収）する。吸光部材６５は、例えばクロム等により形成されており、吸収した光（漏れ露光光ＥＬ’）を熱に変換し、その熱を保持する機能を有する。
また、処理装置６は、鏡筒ＰＫの外側に設けられ、透過部材１１４を透過した漏れ露光光ＥＬ’を吸光部材６５の吸光面６６に集光する集光光学系６２を有している。集光光学系６２は、吸光部材６５の吸光面６６と透過部材１１４との間に配置されている。すなわち、吸光部材６５の吸光面６６は、集光光学系６２側を向いている。集光光学系６２により、透過部材１１４を介して投影光学系ＰＬの外側に導かれた漏れ露光光ＥＬ’は、周囲に拡散することなく、吸光部材６５に効率良く吸光される。
また、処理装置６は、集光光学系６２を保持する保持部材６１を備えている。保持部材６１の内側には空間６１Ｋが形成されており、本実施形態においては、吸光部材６５は、保持部材６１の空間６１Ｋに配置されている。すなわち、本実施形態においては、吸光部材６５は、保持部材６１に囲まれている。保持部材６１は、断熱機能を有する。すなわち、保持部材６１の例えば外面（あるいは内面）には断熱材が設けられている。上述のように、吸光部材６５は、吸収した光（漏れ露光光ＥＬ’）を熱に変換し、その熱を保持するが、保持した熱（熱量）により、温度上昇する可能性がある。断熱機能を有する保持部材６１で吸光部材６５を囲むことにより、たとえ吸光部材６５が温度上昇しても、その吸光部材６５の熱が周囲の環境に与える影響を抑えることができる。
また、処理装置６は、集光光学系６２と吸光部材６５の吸光面６６との間に設けられ、漏れ露光光ＥＬ’を通過させるためのピンホール６３を有するピンホール部材６４を備えている。ピンホール部材６４は、保持部材６１の空間６１Ｋに配置されている。透過部材１１４を介して投影光学系ＰＬの外側に導かれた漏れ露光光ＥＬ’は、集光光学系６２で集光された後、ピンホール部材６４のピンホール６３を介して吸光部材６５の吸光面６６に照射される。集光光学系６２で集光され、吸光部材６５の吸光面６６に照射された漏れ露光光ＥＬ’が、その吸光面６６で反射しても、ピンホール部材６４によって、その反射した漏れ露光光ＥＬ’が投影光学系ＰＬ側に戻ることを抑制することができる。なお、ピンホール部材６４を設ける代わりに、あるいはそれと組み合わせて、例えば吸光面６６に反射防止膜を形成する、あるいは吸光面６６で反射した漏れ露光光ＥＬ’が入射する光トラップ部材などを設けてもよい。また、誘導光学系８は上記構成に限られるものではない。さらに、例えば処理装置６の構成、配置などによっては誘導光学系８を設けなくてもよい。また、処理装置６はその少なくとも一部が鏡筒ＰＫに設けられていてもよいが、本実施形態では鏡筒ＰＫとは別の部材、例えば前述した計測フレームに設けられている。さらに、処理装置６は上記構成に限られるものでなく、漏れ露光光ＥＬ’の光量などによっては、例えば透過部材１１４の代わりに吸光部材６５または光トラップ部材などを鏡筒ＰＫに設けるだけでもよい。
また、処理装置６は、吸光部材６５の熱を奪う熱処理装置７を備えている。上述のように、漏れ露光光ＥＬ’を吸収した吸光部材６５は、熱を保持して温度上昇する可能性があるが、熱処理装置７は、その吸光部材６５の熱を奪う機能を有する。
本実施形態においては、熱処理装置７は、吸光部材６５を冷却する冷却装置の機能を有する。熱処理装置７は、吸光部材６５のうち、吸光面６６と反対側の面６７に接続する接続面７６を有する吸熱部材７２と、吸熱部材７２の内側に形成された内部流路７５と、内部流路７５に供給管７３を介して冷媒を供給する冷媒供給装置７１とを備えている。供給管７３は、内部流路７５の一部に接続されており、内部流路７５の別の一部には、内部流路７５を流れた冷媒を回収する回収管７４が接続されている。回収管７４により回収された冷媒は、冷媒供給装置７１に戻される。
熱処理装置７は、供給管７３を介して内部流路７５に冷媒を供給することにより、吸熱部材７２を冷却することができる。吸熱部材７２の接続面７６は、吸光部材の面６７に接続されており、吸熱部材７２は、吸光部材６５の熱を吸光部材の面６７及び接続面７６を介して奪う（回収）することができる。すなわち、熱処理装置７は、冷媒により冷却される吸熱部材７２と、漏れ露光光ＥＬ’の照射により加熱される吸光部材６５との間で面６７及び接続面７６を介して熱交換することで、吸光部材６５の温度上昇を抑えることができる。また、熱処理装置７は、供給管７３、内部流路７５、及び回収管７４を含む循環系において冷媒を流すことにより、吸光部材６５から吸熱部材７２に移動した熱量を冷媒で吸収し、冷媒供給装置７１に持ち去ることができる。すなわち、熱処理装置７は、供給管７３、内部流路７５、及び回収管７４を含む循環系において冷媒を流し続けることにより、吸光部材６５の熱を常に奪って、吸光部材６５を常に冷却し続けることができる。
このように、熱処理装置７を用いて、吸光部材６５を冷却することで、吸光部材６５の温度上昇を抑制し、吸光部材６５の熱が周囲の環境に与える影響を抑えることができる。なお、熱処理装置７は上記構成に限られるものでなく、他の構成を採用してもよい。例えば、ペルチェ素子などを備えるものとしてもよい。また、熱処理装置７はその一部（例えば、冷媒供給装置など）が露光装置ＥＸの外部に配置されていてもよい。さらに、熱処理装置７の一部を、他の部材（例えば、投影光学系ＰＬなど）の温度調整装置で代用してもよい。また、処理装置６を配置する位置などによっては、吸光部材６５の熱の影響を無視できることがあるので、この場合は熱処理装置７を設けなくてもよい。
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて基板Ｐを露光する方法について説明する。本実施形態においても、１回のスキャン動作で、基板Ｐ上の１つのショット領域Ｓを第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで多重露光（二重露光）することができる。基板Ｐ上のショット領域Ｓの感光材層は、現像工程等を介さずに、第１露光領域ＡＲ１に照射された第１露光光ＥＬ１と、第２露光領域ＡＲ２に照射された第２露光光ＥＬ２とで多重露光（二重露光）される。
本実施形態において、合成光学素子２０からの漏れ露光光ＥＬ’は、誘導光学系８により投影光学系ＰＬの外側に導かれ、集光光学系６２で集光された後、ピンホール部材６４のピンホール６３を介して、投影光学系ＰＬから離れた位置に設けられた吸光部材６５の吸光面６６に照射される。漏れ露光光ＥＬ’は、投影光学系ＰＬから離れた位置に設けられた吸光部材６５に吸収されるので、漏れ露光光ＥＬ’による露光精度に対する影響を抑えることができる。
また、本実施形態において、処理装置６の誘導光学系８によって、漏れ露光光ＥＬ’を投影光学系ＰＬの外側へ光学的に導くようにしたので、漏れ露光光ＥＬ’による露光精度の劣化を抑制することができる。また、投影光学系ＰＬの外側に導いた漏れ露光光ＥＬ’を、投影光学系ＰＬの外側の離れた位置に設けられた吸光部材６５で吸収することで、漏れ露光光ＥＬ’による露光精度の劣化を抑制することができる。
本実施形態においても、合成光学素子２０として、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２それぞれの光路を分岐する分岐光学素子（例えば、ハーフミラー）を用いている。分岐光学素子は、例えば使用する露光光がランダム偏光であっても、その露光光を良好に分岐することができる。一方で、分岐光学素子（例えば、ハーフミラー）は、入射される第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２のほぼ半分を漏れ露光光ＥＬ’にしてしまう可能性がある。そのような漏れ露光光ＥＬ’を放置しておくと、上述のように、鏡筒ＰＫの温度上昇や投影光学系ＰＬの光学特性の変動など、露光精度の劣化をもたらす。本実施形態では、漏れ露光光ＥＬ’による影響を抑えるように、その漏れ露光光ＥＬ’を処理装置６で処理することで、露光精度の劣化を抑えることができる。
なお、図１５に示す模式図のように、合成光学素子２０’として、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２をそれぞれ、第１偏光状態（例えばＰ偏光）の露光光と第２偏光状態（例えばＳ偏光）の露光光とに分離する偏光分離光学素子（例えば、偏光ビームスプリッタ）を用いてもよい。例えば、第１照明系ＩＬ１がＰ偏光状態の第１露光光ＥＬ１で第１パターンＰＡ１を照明し、第２照明系ＩＬ２がＳ偏光状態の第２露光光ＥＬ２で第２パターンＰＡ２を照明する場合、合成光学素子（例えば、偏光ビームスプリッタ）２０’に対して、第１パターンＰＡ１からのＰ偏光状態の第１露光光ＥＬ１が入射するとともに、第２パターンＰＡ２からはＳ偏光状態の第２露光光ＥＬ２が入射する。合成光学素子２０’の所定面２０Ａ’が、Ｓ偏光状態の露光光を反射し、Ｐ偏光状態の露光光を通過させるように形成されている場合には、合成光学素子２０’からの大部分の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２は、基板Ｐ上の第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に照射されるが、一部の第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２が漏れ露光光ＥＬ’となる可能性がある。このような漏れ露光光ＥＬ’であっても、本実施形態の処理装置６によって処理することができる。この場合、漏れ露光光ＥＬ’は僅かであるので、処理装置６及び／又は熱処理装置７を図１４に比べて簡素化してもよい。例えば、熱処理装置７を設けない、あるいは吸光部材６５のみ設けることとしてもよい。また、例えば漏れ露光光ＥＬ’が射出される合成光学素子２０の一面と対向する、鏡筒ＰＫの内面の一部を吸光面とする、あるいは鏡筒ＰＫの内面の一部に反射防止膜を形成するだけでもよい。
＜第４実施形態＞
第４実施形態について図１６を参照して説明する。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。
図１６は、第４実施形態に係る処理装置６を示す図である。図１６に示すように、第４実施形態に係る処理装置６の吸光部材６５の吸光面６６は、集光光学系６２の光軸ＡＸに対して傾斜して配置されている。こうすることにより、集光光学系６２で集光され、吸光部材６５の吸光面６６に照射された漏れ露光光ＥＬ’が、その吸光面６６で反射しても、その反射した漏れ露光光ＥＬ’が投影光学系ＰＬ側に戻ることをより一層抑制することができる。なお、吸光面６６への反射防止膜の形成、ピンホール部材または光トラップ部材などの設置を併用してもよい。
＜第５実施形態＞
第５実施形態について図１７を参照して説明する。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。
図１７は、第５実施形態に係る熱処理装置７を示す図である。図１７に示すように、第５実施形態に係る熱処理装置７は、吸光部材６５に接続された放熱部材７７を含む。放熱部材７７は、フィン（放熱フィン）７９を備えている。放熱部材７７は、吸光部材６５の面６７に接続する接続面７８を有している。放熱部材７７は、吸光部材６５の熱を、吸光部材の面６７及び接続面７８を介して奪う（回収する）ことができる。フィン７９を含む放熱部材７７は、吸光部材６５の熱を放熱することができる。このように、熱処理装置７として、放熱部材７７を用いることもできる。
なお、上述の第３〜第５実施形態において、吸光部材６５を省略してもよい。すなわち、誘導光学系８によって、漏れ露光光ＥＬ’を投影光学系ＰＬの外側に導き出すことのみによっても、漏れ露光光ＥＬ’による露光精度の劣化を抑制することができる。
＜第６実施形態＞
第６実施形態について図１８を参照して説明する。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３〜第５実施形態においては、処理装置６は、誘導光学系８を有し、漏れ露光光ＥＬ’を誘導光学系８を用いて投影光学系ＰＬの外側に導き出し、その投影光学系ＰＬの外側に配置された吸光部材６５で漏れ露光光ＥＬ’を吸光しているが、図１８に示すように、本実施形態では吸光部材６５を投影光学系ＰＬの鏡筒ＰＫに取り付け、漏れ露光光ＥＬ’を投影光学系ＰＬの外側に導き出すことなく、吸光部材６５で漏れ露光光ＥＬ’を吸光するようにしてもよい。吸光部材６５は漏れ露光光ＥＬ’を吸収することで温度上昇する可能性があるが、図１８に示すように、冷却装置として機能する熱処理装置７を設けることにより、吸光部材６５の温度上昇、ひいては投影光学系ＰＬの温度上昇を抑えることができる。
なお、上述の第３〜第５実施形態においては、処理装置６が鏡筒ＰＫから離間して配置され、上述の第６実施形態においては、処理装置６は鏡筒ＰＫに取り付けられている。すなわち、いずれの実施形態においても、専ら漏れ露光光ＥＬ’を処理することを目的とする処理装置６が設けられているが、処理装置６はこれに限るものではない。例えば、露光装置には様々なセンサや電気回路が配置されており、これらの中には投影光学系の近傍に配置せざるを得ないものもある。このような熱源の影響によっても、投影光学系の光学特性は変動し得る。そこで、これらの熱への対策として、例えば鏡筒ＰＫを螺旋状に取り囲む冷却液の循環経路（配管）を設け、冷却液を循環させることが考えられる。この場合に、合成光学素子からの、第１、第２露光領域に向かう以外の露光光、すなわち漏れ露光光ＥＬ’による影響を特に受けやすい鏡筒部分において、冷却液の循環経路（配管）の配置の間隔（螺旋のピッチ）を密にすることによって、漏れ露光光ＥＬ’による影響の対策とすることも可能である。このように、上述の第３〜第６実施形態のように専ら漏れ露光光ＥＬ’を処理するための処理装置６を特別に設ける他、投影光学系の光学特性を維持するために鏡筒全体に配置された構成の一部を変化させて漏れ露光光ＥＬ’の対策としてもよい。また、漏れ露光光ＥＬ’による影響を特に受けやすい鏡筒ＰＫの一部を、投影光学系ＰＬとは別に冷却装置によって冷却するだけでもよい。
なお、上述の第３〜第６実施形態において、図４に示したように、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは重複（一致）しているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とが、例えば一部のみ重複する、あるいはＹ軸方向（基板Ｐの走査方向）に関して、離れて配置されていてもよい。また、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは、必ずしも１つのショット領域Ｓに同時に配置可能でなくてもよく、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２は任意に設定可能である。
また、上述の第３〜第６実施形態では、上述の第１、第２実施形態で説明した検出装置１０８も露光装置ＥＸに設けてもよい。例えば、合成光学素子２０からの、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に向かう以外の第１及び第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２の一部を検出装置１０８で検出し、残りの一部は上述の第３〜第６実施形態と同様に処理することとしてもよい。
なお、上述の各実施形態において、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の大きさ及び形状の少なくとも一方が異なっていてもよい。例えば、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とでＸ軸方向の幅及び／又はＹ軸方向の幅が異なっていてもよい。なお、Ｘ軸方向の幅が異なる場合には、１回のスキャン動作によってショット領域Ｓ内の一部だけが多重（二重）露光される。また、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２（及び／又は第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２）はその形状が矩形に限られず、他の形状、例えば円弧状、台形、あるいは平行四辺形などでもよい。
また、上述の各実施形態においては、ショット領域Ｓが第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を通過する間、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射が続けられるが、少なくとも一方の露光領域において、ショット領域Ｓが通過する間の一部の期間だけで露光光が照射されるようにしてもよい。すなわち、ショット領域Ｓ内の一部だけ多重（二重）露光するようにしてもよい。
なお、上述の各実施形態において、例えば特開平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の露光装置にも適用できる。
＜第７実施形態＞
第７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。
図１９は、第７実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図である。図１９において、露光装置ＥＸは、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１を保持して移動可能な第１マスクステージ１と、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を保持して移動可能な第２マスクステージ２と、第１基板Ｐ１を保持して移動可能な第１基板ステージ４と、第２基板Ｐ２を保持して移動可能な第２基板ステージ５と、各ステージの位置情報を計測可能な計測システム３と、第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１を照明する第１照明系ＩＬ１と、第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２を照明する第２照明系ＩＬ２と、第１露光光ＥＬ１で照明された第１パターンＰＡ１の像及び第２露光光ＥＬ２で照明された第２パターンＰＡ２の像を、第１基板Ｐ１上及び第２基板Ｐ２上のそれぞれに投影可能な投影光学系ＰＬと、露光装置ＥＸ全体の動作を制御する制御装置１００とを備えている。第１基板ステージ４及び第２基板ステージ５は、投影光学系ＰＬの光射出側、すなわち投影光学系ＰＬの像面側で、ベース部材ＢＰ上で移動可能である。また、制御装置１００には、露光に関する各種情報を記憶する記憶装置１０２が接続されている。
本実施形態の投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１と第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２とが入射する合成光学素子２０を有している。合成光学素子２０は、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２のそれぞれを分岐し、分岐した第１露光光ＥＬ１の一方と第２露光光ＥＬ２の一方とを合成し、第１露光光ＥＬ１の他方と第２露光光ＥＬ２の他方とを合成する。また、本実施形態の投影光学系ＰＬは、その像面側に、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とを所定位置関係で設定するとともに、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とを所定位置関係で設定する。そして、投影光学系ＰＬは、合成光学素子２０からの第１露光光ＥＬ１の一方と第２露光光ＥＬ２の一方とを第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに照射可能であるとともに、合成光学素子２０からの第１露光光ＥＬ１の他方と第２露光光ＥＬ２の他方とを第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とに照射可能である。また、投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１の像を第１露光領域ＡＲ１に形成可能であり、第２パターンＰＡ２の像を第２露光領域ＡＲ２に形成可能であるとともに、第１パターンＰＡ１の像を第３露光領域ＡＲ３に形成可能であり、第２パターンＰＡ２の像を第４露光領域ＡＲ４に形成可能である。
そして、本実施形態の露光装置ＥＸは、投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１の一方と第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２の一方とで第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓを多重露光（二重露光）し、第３露光領域ＡＲ３に照射される第１露光光ＥＬ１の他方と第４露光領域ＡＲ４に照射される第２露光光ＥＬ２の他方とで第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓを多重露光（二重露光）する。
具体的には、露光装置ＥＸは、第１照明系ＩＬ１より射出され、第１パターンＰＡ１及び投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１に照射される第１露光光ＥＬ１によって、第１露光領域ＡＲ１に第１パターンＰＡ１の像を形成可能であり、第２照明系ＩＬ２より射出され、第２パターンＰＡ２及び投影光学系ＰＬを介して第２露光領域ＡＲ２に照射される第２露光光ＥＬ２によって、第２露光領域ＡＲ２に第２パターンＰＡ２の像を形成可能であり、それら第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで、第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓを多重露光する。また、露光装置ＥＸは、第１照明系ＩＬ１より射出され、第１パターンＰＡ１及び投影光学系ＰＬを介して第３露光領域ＡＲ３に照射される第１露光光ＥＬ１によって、第３露光領域ＡＲ３に第１パターンＰＡ１の像を形成可能であり、第２照明系ＩＬ２より射出され、第２パターンＰＡ２及び投影光学系ＰＬを介して第４露光領域ＡＲ４に照射される第２露光光ＥＬ２によって、第４露光領域ＡＲ４に第２パターンＰＡ２の像を形成可能であり、それら第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで、第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓを多重露光する。
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２と第１基板Ｐ１及び第２基板Ｐ２とを所定の走査方向に同期移動しつつ、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像を第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２上に投影する走査型露光装置（所謂スキャニングステッパ）である。本実施形態においては、第１基板Ｐ１及び第２基板Ｐ２の走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とする。
露光装置ＥＸは、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対して第１基板Ｐ１のショット領域ＳをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬを介して第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射することによって、第１露光領域ＡＲ１に形成された第１パターンＰＡ１の像と、第２露光領域ＡＲ２に形成された第２パターンＰＡ２の像とで、第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓを多重露光する。同様に、露光装置ＥＸは、第３露光領域ＡＲ３及び第４露光領域ＡＲ４に対して第２基板Ｐ２のショット領域ＳをＹ軸方向に移動しつつ、投影光学系ＰＬを介して第３露光領域ＡＲ３及び第４露光領域ＡＲ４にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射することによって、第３露光領域ＡＲ３に形成された第１パターンＰＡ１の像と、第４露光領域ＡＲ４に形成された第２パターンＰＡ２の像とで、第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓを多重露光する。
また、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１基板Ｐ１及び第２基板Ｐ２のＹ軸方向への移動と同期して、第１マスクＭ１をＹ軸方向に移動し、第２マスクＭ２をＺ軸方向に移動する。すなわち、本実施形態においては、第１マスクＭ１の走査方向（同期移動方向）をＹ軸方向とし、第２マスクＭ２の走査方向（同期移動方向）をＺ軸方向とする。
本実施形態の合成光学素子２０は、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１及び第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２それぞれの光路を分岐する分岐光学素子（例えば、ハーフミラー）を含む。投影光学系ＰＬは、合成光学素子（分岐光学素子）２０で分岐した第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の一方と、合成光学素子（分岐光学素子）２０で分岐した第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の一方とを、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに照射し、合成光学素子（分岐光学素子）２０で分岐した第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の他方と、合成光学素子（分岐光学素子）２０で分岐した第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の他方とを、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とに照射する。
次に、第１マスクステージ１について説明する。第１マスクステージ１は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第１マスクステージ駆動装置１Ｄの駆動により、第１マスクＭ１を保持して、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。第１マスクステージ１は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、第１マスクＭ１を保持する。第１マスクステージ１（ひいては第１マスクＭ１）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３１によって計測される。レーザ干渉計３１は、第１マスクステージ１上に設けられた移動鏡の反射面３１Ｋを用いて第１マスクステージ１の位置情報を計測する。制御装置１００は、レーザ干渉計３１の計測結果に基づいて第１マスクステージ駆動装置１Ｄを駆動し、第１マスクステージ１に保持されている第１マスクＭ１の位置制御を行う。
次に、第２マスクステージ２について説明する。第２マスクステージ２は、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含む第２マスクステージ駆動装置２Ｄの駆動により、第２マスクＭ２を保持して、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。第２マスクステージ２は、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成面とＸＺ平面とがほぼ平行となるように、第２マスクＭ２を保持する。第２マスクステージ２（ひいては第２マスクＭ２）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３２によって計測される。レーザ干渉計３２は、第２マスクステージ２上に設けられた移動鏡の反射面３２Ｋを用いて第２マスクステージ２の位置情報を計測する。制御装置１００は、レーザ干渉計３２の計測結果に基づいて第２マスクステージ駆動装置２Ｄを駆動し、第２マスクステージ２に保持されている第２マスクＭ２の位置制御を行う。
図２０Ａは、第１マスクステージ１に保持された第１マスクＭ１を示す平面図、図２０Ｂは、第２マスクステージ２に保持された第２マスクＭ２を示す平面図である。図２０Ａ及び２０Ｂに示すように、第１マスクステージ１は、第１マスクＭ１の第１パターン形成面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、第１マスクＭ１を保持し、第２マスクステージ２は、第２マスクＭ２の第２パターン形成面とＸＺ平面とがほぼ平行となるように、第２マスクＭ２を保持する。第１マスクＭ１上での第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されており、第２マスクＭ２上での第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２も、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。
第１マスクステージ１は、第１パターンＰＡ１を有する第１マスクＭ１を第１露光光ＥＬ１に対してＹ軸方向に移動可能である。また、第２マスクステージ２は、第２パターンＰＡ２を有する第２マスクＭ２を第２露光光ＥＬ２に対してＺ軸方向に移動可能である。制御装置１００は、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２を露光するとき、第１マスクＭ１のうち、少なくとも第１パターンＰＡ１が形成された第１パターン形成領域ＳＡ１が第１露光光ＥＬ１による第１照明領域ＩＡ１を通過するように、第１マスクステージ１を制御して第１マスクＭ１をＹ軸方向に移動する。また、制御装置１００は、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２を露光するとき、第２マスクＭ２のうち、少なくとも第２パターンＰＡ２が形成された第２パターン形成領域ＳＡ２が、第２露光光ＥＬ２による第２照明領域ＩＡ２を通過するように、第２マスクステージ２を制御して、第２マスクＭ２をＺ軸方向に移動する。
また、第１マスクＭ１は、第１パターンＰＡ１と所定位置関係で形成された第１アライメントマークＲＭ１を備えており、第２マスクＭ２は、第２パターンＰＡ２と所定位置関係で形成された第２アライメントマークＲＭ２を備えている。本実施形態では、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２はそれぞれ２次元マーク、例えば十字状マークを含む。図２０Ａ、２０Ｂでは、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２は第１、第２マスクＭ１、Ｍ２上で第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２の外側に形成されているが、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２を第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２の内側に形成してもよい。以下では、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２が第１、第２パターン形成領域ＳＡ１、ＳＡ２の内側に形成されているものとして説明を行う。本実施形態では、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２は第１、第２マスクステージ１、２により第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２内に配置され、かつ第１、第２照明系ＩＬ１、ＩＬ２によって第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２で照明されるとともに、アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２の像は第１、第２基板ステージ４、５の光センサ１７０（図２２）で検出される。なお、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２はその数や配置が図２０Ａ、２０Ｂに限定されるものでなく、例えば第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２を第１、第２マスクＭ１、Ｍ２上でＹ軸方向に複数並べて設けてもよい。
次に、図１９を参照しながら投影光学系ＰＬについて説明する。投影光学系ＰＬは、第１露光光ＥＬ１で照明された第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像及び第２露光光ＥＬ２で照明された第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像を所定の投影倍率で第１基板Ｐ１上及び第２基板Ｐ２上のそれぞれに投影するものである。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。投影光学系ＰＬの複数の光学素子は不図示の鏡筒で保持されている。
本実施形態の投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１を合成光学素子２０へ導く第１光学系１１と、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２を合成光学素子２０へ導く第２光学系１２と、合成光学素子２０からの第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２をそれぞれ第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２へ導く第３光学系１３と、合成光学素子２０からの第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２をそれぞれ第３露光領域ＡＲ３及び第４露光領域ＡＲ４へ導く第４光学系１４とを備えている。
合成光学素子２０には、第１マスクＭ１及び第１光学系１１を介した第１露光光ＥＬ１と、第２マスクＭ２及び第２光学系１２を介した第２露光光ＥＬ２とが入射する。上述のように、合成光学素子２０は、分岐光学素子（例えば、ハーフミラー）を含み、所定の反射率と透過率とを有している。合成光学素子２０は、第１マスクＭ１及び第１光学系１１を介して入射された第１露光光ＥＬ１の一部を通過させるとともに残りの一部を反射し、第２マスクＭ２及び第２光学系１２を介して入射された第２露光光ＥＬ２の一部を反射するとともに残りの一部を通過させ、通過する第１露光光ＥＬ１と反射する第２露光光ＥＬ２とを合成するとともに、反射する第１露光光ＥＬ１と通過する第２露光光ＥＬ２とを合成する。
具体的には、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａを通過して、第３光学系１３により第１露光領域ＡＲ１に導かれる。一方、第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１の残りの一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａで反射して、反射部材の反射面１５で反射した後、第４光学系１４により第３露光領域ＡＲ３に導かれる。また、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａで反射して、第３光学系１３により第２露光領域ＡＲ２に導かれる。一方、第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２の残りの一部は、合成光学素子（分岐光学素子）２０の所定面２０Ａを通過して、反射部材の反射面１５で反射した後、第４光学系１４により第４露光領域ＡＲ４に導かれる。
そして、投影光学系ＰＬは、第１パターンＰＡ１を介した第１露光光ＥＬ１と第２パターンＰＡ２を介した第２露光光ＥＬ２とを第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに照射することによって、それら第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とを形成可能であり、第１パターンＰＡ１を介した第１露光光ＥＬ１と第２パターンＰＡ２を介した第２露光光ＥＬ２とを第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とに照射することによって、それら第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とに第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とを形成可能である。
また、本実施形態の投影光学系ＰＬには、投影光学系ＰＬによる第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像の結像特性（結像状態）をそれぞれ独立に調整可能な第１結像特性調整装置ＬＣ１及び第２結像特性調整装置ＬＣ２が設けられている。第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２は、投影光学系ＰＬの複数の光学素子の少なくとも１つを移動可能な光学素子駆動機構を含む。
第１結像特性調整装置ＬＣ１は、第１光学系１１の少なくとも一つの特定の光学素子を、第１光学系１１の光軸と平行なＺ軸方向、及び光軸に垂直な方向（Ｘ軸、Ｙ軸方向）に移動可能であるとともに、光軸と直交するＸＹ平面に対して傾斜可能（すなわち、θＸ、θＹ方向に回転可能）である。第１パターンＰＡ１からの第１露光光ＥＬ１は、第１光学系１１、光学素子２０、及び第３光学系１３を介して第１露光領域ＡＲ１に照射され、第１光学系１１、光学素子２０、及び第４光学系１４を介して第３露光領域ＡＲ３に照射される。第１結像特性調整装置ＬＣ１は、第１光学系１１の特定の光学素子を駆動することによって、第１露光領域ＡＲ１及び第３露光領域ＡＲ３に形成される第１パターンＰＡ１の像の結像特性を調整可能である。
第２結像特性調整装置ＬＣ２は、第２光学系１２の少なくとも一つの特定の光学素子を、第２光学系１２の光軸と平行なＹ軸方向、及び光軸に垂直な方向（Ｘ軸、Ｚ軸方向）に移動可能であるとともに、光軸と直交するＸＹ平面に対して傾斜可能（すなわち、θＸ、θＺ方向に回転可能）である。第２パターンＰＡ２からの第２露光光ＥＬ２は、第２光学系１２、光学素子２０、及び第３光学系１３を介して第２露光領域ＡＲ２に照射され、第２光学系１２、光学素子２０、及び第４光学系１４を介して第４露光領域ＡＲ４に照射される。第２結像特性調整装置ＬＣ２は、第２光学系１２の特定の光学素子を駆動することによって、第２露光領域ＡＲ２及び第４露光領域ＡＲ４に形成される第２パターンＰＡ２の像の結像特性を調整可能である。
第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２は、制御装置１００によって制御される。制御装置１００は、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２を用いて、投影光学系ＰＬ（第１、第２光学系１１、１２）の特定の光学素子を駆動することで、投影光学系ＰＬの各種収差（例えば、ディストーション、非点収差、球面収差、波面収差等）、投影倍率及び像面位置（焦点位置）等を含む結像特性を調整することができる。
また、制御装置１００は、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２を用いて、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像のＸＹ方向、及び／又はθＺ方向の位置調整（すなわち、シフト調整、及び／又はローテーション調整）を行うこともできる。
すなわち、制御装置１００は、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２を用いて、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２それぞれの像の状態（大きさ、歪み等）の調整、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２それぞれの像が形成される投影光学系ＰＬの像面のＺ軸方向の位置調整、及びθＸ、θＹ方向の傾斜調整、並びに第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２それぞれの像のＸ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の位置調整を行うことができる。
なお、本実施形態では第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２によってそれぞれ移動する第１、第２光学系１１、１２の少なくとも１つの光学素子は、レンズに限られるものでなく他の光学素子、例えば平行平面板、あるいは反射素子などでもよい。また、本実施形態では２つの結像特性調整装置（ＬＣ１、ＬＣ２）を設けるものとしたが、１つの結像特性調整装置を設けるだけでもよいし、あるいは３つ以上の結像特性調整装置を設けてもよい。例えば、第３光学系１３の少なくとも１つの光学素子を、第３光学系１３の光軸と平行なＺ軸方向、及びＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能、かつθＸ、θＹ方向に回転可能とする結像特性調整装置、及び／又は、第４光学系１４の少なくとも１つの光学素子を、第４光学系１４の光軸と平行なＺ軸方向、及びＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能、かつθＸ、θＹ方向に回転可能とする結像特性調整装置を設けてもよい。さらに、本実施形態では、第１結像特性調整装置ＬＣ１がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ及びθＹ方向の５自由度の方向に、第２結像特性調整装置ＬＣ２がＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ及びθＺ方向の５自由度の方向にそれぞれ光学素子を移動するものとしたが、光学素子の移動方向はこの５自由度の方向に限定されるものではない。また、本実施形態では結像特性調整装置が光学素子を移動する方式を採用するものとしたが、他の方式を代用あるいは併用してもよい。例えば、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２として、鏡筒の内部に保持されている一部の光学素子どうしの間の空間の気体の圧力を調整する圧力調整機構を用いてもよい。
なお、投影光学系によるパターンの像の結像特性を調整可能な結像特性調整装置を備えた露光装置については、例えば特開昭６０−７８４５４号公報（対応米国特許第４,６６６,２７３号）、特開平１１−１９５６０２号公報（対応米国特許第６,２３５,４３８号）、国際公開第０３／６５４２８号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００５／０２０６８５０号）等に開示されている。
次に、第１基板ステージ４について説明する。第１基板ステージ４は、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２が照射される第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２を含む所定領域内で第１基板Ｐ１を保持して移動可能である。第１基板ステージ４は、ステージ本体４Ｂと、ステージ本体４Ｂ上に搭載された第１基板テーブル４Ｔと、第１基板テーブル４Ｔに設けられ、第１基板Ｐ１を保持する基板ホルダ４Ｈとを備えている。基板ホルダ４Ｈは、第１基板Ｐ１の表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、第１基板Ｐ１を保持する。
露光装置ＥＸは、第１基板ステージ４を駆動する第１基板ステージ駆動装置４Ｄを備えている。第１基板ステージ駆動装置４Ｄは、ステージ本体４Ｂを、ベース部材ＢＰ上でＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動することによって、そのステージ本体４Ｂ上に搭載されている第１基板テーブル４ＴをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動可能な第１駆動系４ＤＨと、ステージ本体４Ｂに対して第１基板テーブル４ＴをＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動可能な第２駆動系４ＤＶとを備えている。図１９に示すように、第１基板ステージ４のステージ本体４Ｂは、エアベアリング４Ａにより、ベース部材ＢＰの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。ベース部材ＢＰの上面はＸＹ平面とほぼ平行であり、第１基板ステージ４は、ベース部材ＢＰ上をＸＹ平面に沿って移動可能である。
第１基板ステージ駆動装置４Ｄの第１駆動系４ＤＨは、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含み、ステージ本体４ＢをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に駆動可能である。また、第１基板ステージ駆動装置４Ｄの第２駆動系４ＤＶは、ステージ本体４Ｂと第１基板テーブル４Ｔ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４Ｖ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１９に示すように、第１基板テーブル４Ｔは、少なくとも３つのアクチュエータ４Ｖによってステージ本体４Ｂ上に支持されている。アクチュエータ４Ｖのそれぞれは、ステージ本体４Ｂに対して第１基板テーブル４ＴをＺ軸方向に独立して駆動可能であり、制御装置１００は、３つのアクチュエータ４Ｖそれぞれの駆動量を調整することによって、ステージ本体４Ｂに対して第１基板テーブル４Ｔを、Ｚ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に駆動する。
このように、第１、第２駆動系４ＤＨ、４ＤＶを含む第１基板ステージ駆動装置４Ｄは、第１基板ステージ４の第１基板テーブル４Ｔ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１００は、第１基板ステージ駆動装置４Ｄを制御することにより、第１基板テーブル４Ｔの基板ホルダ４Ｈに保持された第１基板Ｐ１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、第２基板ステージ５について説明する。第２基板ステージ５は、第１基板ステージ４とほぼ同等の構成を有し、ステージ本体５Ｂと、ステージ本体５Ｂ上に搭載された第２基板テーブル５Ｔと、第２基板テーブル５Ｔに設けられ、第２基板Ｐ２を保持する基板ホルダ５Ｈとを備えている。ステージ本体５Ｂは、エアベアリング５Ａにより、ベース部材ＢＰの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。基板ホルダ５Ｈは、第２基板Ｐ２の表面とＸＹ平面とがほぼ平行となるように、第２基板Ｐ２を保持する。第２基板ステージ５は、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２が照射される第３露光領域ＡＲ３及び第４露光領域ＡＲ４を含む所定領域内で第２基板Ｐ２を保持して移動可能である。
第２基板ステージ５は、第２基板ステージ駆動装置５Ｄによって駆動される。第２基板ステージ駆動装置５Ｄは、第１基板ステージ駆動装置４Ｄとほぼ同等の構成を有し、ステージ本体５ＢをＸ軸方向、Ｙ軸方向、及びθＺ方向に移動可能な第１駆動系５ＤＨと、ステージ本体５Ｂに対して第２基板テーブル５ＴをＺ軸方向、θＸ方向、及びθＹ方向に移動可能な第２駆動系５ＤＶとを備えている。第２基板ステージ駆動装置５Ｄの第２駆動系５ＤＶは、ステージ本体５Ｂと第２基板テーブル５Ｔ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５Ｖ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。
第１、第２駆動系５ＤＨ、５ＤＶを含む第２基板ステージ駆動装置５Ｄは、第２基板ステージ５の第２基板テーブル５Ｔ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１００は、第２基板ステージ駆動装置５Ｄを制御することにより、第２基板テーブル５Ｔの基板ホルダ５Ｈに保持された第２基板Ｐ２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。
第１基板ステージ４（ひいては第１基板Ｐ１）及び第２基板ステージ５（ひいては第２基板Ｐ２）の位置情報は、計測システム３のレーザ干渉計３４、３６、３５、３７によって計測される。計測システム３は、第１、第２基板ステージ４、５の第１、第２基板テーブル４Ｔ、５Ｔの所定位置に設けられた反射面３４Ｋ、３６Ｋ、３５Ｋ、３７Ｋを用いて、第１、第２基板テーブル４Ｔ、５Ｔ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情報を計測可能である。
計測システム３のレーザ干渉計３４、３６は、第１基板ステージ４（第１基板テーブル４Ｔ）の位置情報を計測し、レーザ干渉計３５、３７は、第２基板ステージ５（第２基板テーブル５Ｔ）の位置情報を計測する。
レーザ干渉計３４は、Ｘ軸方向を計測軸とする複数の計測光と、Ｙ軸方向を計測軸とする複数の計測光とを反射面３４Ｋに照射可能であり、第１基板テーブル４ＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を計測する。
レーザ干渉計３６は、Ｚ軸方向を計測軸とする複数の計測光を反射面３６Ｋに照射可能であり、第１基板テーブル４ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を計測する。反射面３６Ｋは、ＸＹ平面に対して所定角度（例えば４５度）傾斜しており、レーザ干渉計３６から射出され、第１基板テーブル４Ｔの反射面３６Ｋに照射された計測光は、反射面３６Ｋで反射し、所定の支持部材（例えば、前述の計測フレームなど）に設けられた反射面３８Ｋに照射される。そして、その反射面３８Ｋで反射した計測光は、第１基板テーブル４Ｔの反射面３６Ｋを介して、レーザ干渉計３６に受光される。レーザ干渉計３６は、その受光した計測光を用いて、第１基板テーブル４ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報を計測可能である。
また、レーザ干渉計３５は、Ｘ軸方向を計測軸とする複数の計測光と、Ｙ軸方向を計測軸とする複数の計測光とを反射面３５Ｋに照射可能であり、第２基板テーブル５ＴのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を計測する。
レーザ干渉計３７は、Ｚ軸方向を計測軸とする複数の計測光を反射面３７Ｋに照射可能であり、第２基板テーブル５ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を計測する。反射面３７Ｋは、ＸＹ平面に対して所定角度（例えば４５度）傾斜しており、レーザ干渉計３７から射出され、第２基板テーブル５Ｔの反射面３７Ｋに照射された計測光は、反射面３７Ｋで反射し、所定の支持部材（例えば、前述の計測フレームなど）に設けられた反射面３９Ｋに照射される。そして、その反射面３９Ｋで反射した計測光は、第２基板テーブル５Ｔの反射面３７Ｋを介して、レーザ干渉計３７に受光される。レーザ干渉計３７は、その受光した計測光を用いて、第２基板テーブル５ＴのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報を計測可能である。
なお、基板テーブル（基板ステージ）のＺ軸方向の位置情報を計測可能なレーザ干渉計（Ｚ干渉計）に関する技術は、例えば特開２０００−３２３４０４号公報（対応米国特許第７,１１６,４０１号）、特表２００１−５１３２６７号公報（対応米国特許第６,２０８,４０７号）などに開示されている。
そして、制御装置１００は、計測システム３の計測結果に基づいて、第１、第２基板ステージ駆動装置４Ｄ、５Ｄを駆動し、第１、第２基板ステージ４、５の第１、第２基板テーブル４Ｔ、５Ｔの位置制御、ひいては第１、第２基板テーブル４Ｔ、５Ｔの基板ホルダ４Ｈ、５Ｈに保持されている第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２の位置制御を行う。
図２１Ａは、第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓと第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２との位置関係を示す模式図、図２１Ｂは、第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓと第３、第４露光領域ＡＲ３、ＡＲ４との位置関係を示す模式図である。なお、図２１Ａ及び２１Ｂには、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２上のショット領域Ｓの位置情報を検出するためのアライメントマークＡＭも示されている。本実施形態では、ショット領域ＳのＹ軸方向の両側にそれぞれアライメントマークＡＭが形成されているが、アライメントマークＡＭの個数や位置はこれに限定されるものではない。
図２１Ａに示すように、第１基板Ｐ１上での第１露光光ＥＬ１による第１露光領域ＡＲ１は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されており、第１基板Ｐ１上での第２露光光ＥＬ２による第２露光領域ＡＲ２も、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。なお、本実施形態においては、第１露光光ＥＬ１が照射される第１露光領域ＡＲ１、及び第２露光光ＥＬ２が照射される第２露光領域ＡＲ２は、投影光学系ＰＬの投影領域である。そして、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは重複（一致）している。
また、図２１Ｂに示すように、第２基板Ｐ２上での第１露光光ＥＬ１による第３露光領域ＡＲ３は、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されており、第２基板Ｐ２上での第２露光光ＥＬ２による第４露光領域ＡＲ４も、Ｘ軸方向を長手方向とする矩形状（スリット状）に設定されている。第１露光光ＥＬ１が照射される第３露光領域ＡＲ３、及び第２露光光ＥＬ２が照射される第４露光領域ＡＲ４は、投影光学系ＰＬの投影領域である。そして、本実施形態においては、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とは重複（一致）している。
第１基板ステージ４は、第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓを第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２に対してＹ軸方向に移動可能である。制御装置１００は、第１基板Ｐ１を露光するとき、第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓが第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２による第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２を通過するように、第１基板ステージ４を制御して第１基板Ｐ１をＹ軸方向に移動する。
同様に、第２基板ステージ５は、第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓを第３露光領域ＡＲ３及び第４露光領域ＡＲ４に対してＹ軸方向に移動可能である。制御装置１００は、第２基板Ｐ２を露光するとき、第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓが第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２による第３、第４露光領域ＡＲ３、ＡＲ４を通過するように、第２基板ステージ５を制御して第２基板Ｐ２をＹ軸方向に移動する。
図２２は、第１基板Ｐ１を保持した第１基板ステージ４（第１基板テーブル４Ｔ）を上方から見た平面図である。図２２に示すように、第１基板Ｐ１上には、露光対象領域である複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１がマトリクス状に設定されているとともに、ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれに対応して複数のアライメントマークＡＭが設けられている。第１基板Ｐ１のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１のそれぞれを露光するとき、制御装置１００は、図２２中、例えば矢印ｙ１で示すように、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２と第１基板Ｐ１とを相対的に移動しつつ、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射することによって、第１基板Ｐ１上に第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射する。制御装置１００は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２が第１基板Ｐ１に対して矢印ｙ１に沿って移動するように、第１基板ステージ４の動作を制御する。制御装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式にて、第１基板Ｐ１の−Ｙ方向へのスキャン動作と＋Ｙ方向へのスキャン動作とを繰り返すことによって、第１基板Ｐ１上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次多重露光する。
また、図２２に示すように、第１基板ステージ４の第１基板テーブル４Ｔには、投影光学系ＰＬの第３光学系１３と対向可能な、露光に関する計測を行う計測領域１７４が設けられている。計測領域１７４は、第１基板ステージ４の第１基板テーブル４Ｔ上の所定位置に設けられている。第１基板テーブル４Ｔ上の計測領域１７４には、基準面１７１、基準マーク１７２、及び開口１７３が設けられており、開口１７３の下（第１基板テーブル４Ｔの内部）には、開口１７３を通過した光を受光可能な光センサ１７０が設けられている。光センサ１７０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み、制御装置１００は、光センサ１７０を用いて、第１露光領域ＡＲ１に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報、及び第２露光領域ＡＲ２に形成される第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を取得することができる。また、制御装置１００は、光センサ１７０を用いて、投影光学系ＰＬにより第１パターンＰＡ１の像が形成される像面の位置情報、及び第２パターンＰＡ２の像が形成される像面の位置情報の少なくとも一方を取得することができる。
以上、図２２を参照して、第１基板ステージ４（第１基板テーブル４Ｔ）及びその第１基板ステージ４上の第１基板Ｐ１について説明したが、第２基板ステージ５（第２基板テーブル５Ｔ）及びその第２基板ステージ５上の第２基板Ｐ２もほぼ同等の構成を有する。そして、第２基板テーブル５Ｔ上にも、投影光学系ＰＬの第４光学系１４と対向可能な計測領域１７４が形成されており、その計測領域１７４には、基準面１７１、基準マーク１７２、及び開口１７３が設けられており、開口１７３の下（第２基板テーブル５Ｔの内部）には、開口１７３を通過した光を受光可能な光センサ１７０が設けられている。制御装置１００は、光センサ１７０を用いて、第３露光領域ＡＲ３に形成される第１パターンＰＡ１の像の位置情報、及び第４露光領域ＡＲ４に形成される第２パターンＰＡ２の像の位置情報の少なくとも一方を取得することができる。また、制御装置１００は、光センサ１７０を用いて、投影光学系ＰＬにより第１パターンＰＡ１の像が形成される像面の位置情報、及び第２パターンＰＡ２の像が形成される像面の位置情報の少なくとも一方を取得することができる。本実施形態では、第１、第２基板テーブル４Ｔ、５Ｔの光センサ１７０によって、第１及び第３露光領域ＡＲ１、ＡＲ３に形成される第１マスクＭ１の第１アライメントマークＲＭ１の像、及び第２及び第４露光領域に形成される第２マスクＭ２の第２アライメントマークＲＭ２の像の少なくとも一方を検出するので、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２のＸ軸、Ｙ軸方向の投影位置の少なくとも一方も求めることができる。なお、光センサ１７０は受光素子のみで構成されてもよいし、あるいは受光素子を含む複数の光学部材で構成されてもよい。後者では、複数の光学部材を全て基板テーブル（基板ステージ）内に設けなくてもよい。本実施形態では、光センサ１７０は空間像計測器を含むので、例えば一部が基板テーブル（４Ｔ、５Ｔ）に設けられ、少なくとも受光素子を含む残りの一部が基板ステージの外部に配置される複数の光学部材を備えている。
また、図１９に示すように、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１、第２基板ステージ４、５に保持されている第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２の表面の面位置情報（Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する面位置情報）を検出する第１、第２フォーカス・レベリング検出系８１、８２を備えている。第１フォーカス・レベリング検出系８１は、第１基板Ｐ１の表面に斜め方向より検出光を照射する投射系８１Ａと、第１基板Ｐ１の表面に照射され、その第１基板Ｐ１の表面で反射した検出光を受光可能な受光系８１Ｂとを備えている。同様に、第２フォーカス・レベリング検出系８２は、第２基板Ｐ２の表面に斜め方向より検出光を照射する投射系８２Ａと、第２基板Ｐ２の表面に照射され、その第２基板Ｐ２の表面で反射した検出光を受光可能な受光系８２Ｂとを備えている。なお、第１、第２フォーカス・レベリング検出系８１、８２として、例えば米国特許第６,６０８,６８１号などに開示されるように、複数の計測点でそれぞれ基板のＺ軸方向の位置情報を計測する多点位置検出系を用いることができる。
また、露光装置ＥＸは、第１基板テーブル４Ｔ上に設けられた基準マーク１７２、及び第１基板Ｐ１上に設けられたアライメントマークＡＭを検出するための第１アライメント系９１と、第２基板テーブル５Ｔ上に設けられた基準マーク１７２、及び第２基板Ｐ２上に設けられたアライメントマークＡＭを検出するための第２アライメント系９２とを備えている。第１、第２アライメント系９１、９２のそれぞれは、投影光学系ＰＬの第３、第４光学系１３、１４それぞれの近傍に設けられたオフアクシス方式のアライメント系であって、例えば特開平４−６５６０３号（対応米国特許第５,４９３,４０３号）、米国特許第５,６４６,４１３号などに開示されているような、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２上の感光材を感光させないブロードバンドな検出光束を対象マーク（アライメントマークＡＭ、及び基準マーク１７２等）に照射し、その対象マークからの反射光により受光面に結像された対象マークの像と、指標（アライメント系内に設けられた指標板上の指標マーク）の像とを撮像素子（ＣＣＤ等）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系である。この指標は、計測システム３で規定されるＸＹＺ座標系内における第１、第２アライメント系９１、９２のＸ軸、Ｙ軸方向の検出基準位置を規定するものである。制御装置１００は、アライメント系（９１、９２）で検出される検出対象マークの像と指標像との位置関係（位置ずれ）と、アライメント系によるマーク検出時に計測システム３から得られる基板ステージ（４、５）の位置情報とに基づいて、検出対象マークのＸ軸、Ｙ軸方向の位置（座標値）を検出する。なお、アライメント系（９１、９２）のベースライン量、すなわちアライメント系（９１、９２）の検出基準位置と、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の少なくとも一方の投影位置とのＸ軸、Ｙ軸方向の距離は、光センサ１７０による第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２の像の少なくとも一方の検出と、アライメント系（９１、９２）による基準マーク１７２の検出とによって求められ、記憶装置１０２に記憶されている。本実施形態では、基板のアライメントマークＡＭ及び基準マーク１７２がそれぞれ２次元マーク、例えばＸ軸、Ｙ軸方向にそれぞれ周期的に配列される２つの周期マークを含む。なお、本実施形態では、計測システム３のレーザ干渉計３４、３６によって規定されるＸＹＺ座標系内で第１基板ステージ４及び第１基板テーブル４Ｔが移動され、計測システム３のレーザ干渉計３５、３７によって規定されるＸＹＺ座標系内で第２基板ステージ５及び第２基板テーブル５Ｔが移動される。
次に、上述の構成を有する露光装置ＥＸを用いて第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２を露光する方法について、図２３及び図２４のフローチャート図を参照して説明する。
制御装置１００は、第１マスクＭ１を第１マスクステージ１にロードするとともに、第２マスクＭ２を第２マスクステージ２にロードした後、光センサ１７０を用いて、第１露光領域ＡＲ１において第１パターンの像が形成される像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を計測する（ステップＳＡ１）。ここで、以下の説明においては、第１露光領域ＡＲ１において第１パターンＰＡ１の像が形成される像面を適宜、第１像面と称する。
第１像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を計測する場合、制御装置１００は、計測システム３のレーザ干渉計３４により、第１基板ステージ４の位置情報を計測しつつ、第１基板ステージ駆動装置４Ｄを用いて第１基板ステージ４のＸＹ方向の位置を調整し、第１露光領域ＡＲ１に開口１７３を配置する。そして、制御装置１００は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が第１露光光ＥＬ１の光路上に配置されるように、第１マスクステージ１の位置を調整する。また、制御装置１００は、第１マスクＭ１のパターン形成面がＺ軸方向に関して所定位置に配置されるように、第１マスクステージ１を制御する。そして、制御装置１００は、第１照明系ＩＬ１により、第１マスクＭ１に第１露光光ＥＬ１を照射する。なおこのとき、第２露光光ＥＬ２の照射は停止されている。第１マスクＭ１の下面（第１パターン形成面）には計測マークが形成されており、第１マスクＭ１に第１露光光ＥＬ１を照射することによって、投影光学系ＰＬを介して、第１露光領域ＡＲ１に計測マークの空間像（投影像）が形成される。ここで、計測マークは、その空間像が第１露光領域ＡＲ１内で像面位置を計測すべき複数の計測点の１つに形成されるように、その１つの計測点に対応する第１照明領域ＩＡ１内の位置に配置される。第１露光領域ＡＲ１には開口１７３が配置されており、制御装置１００は、第１基板ステージ４をＸ軸又はＹ軸方向に移動して、その１つの計測点に形成される計測マークの空間像と開口１７３とを相対走査する。この相対走査時に開口１７３を通過した第１露光光ＥＬ１は、光センサ１７０に受光される。すなわち、計測マークの空間像が光センサ１７０で計測される。制御装置１００は、光センサ１７０の受光結果に基づいて、第１像面の位置情報（フォーカス情報）を求めることが可能となっている。
光センサ１７０を用いて第１像面の位置の計測を行う際、制御装置１００は、第１基板ステージ駆動装置４Ｄの第２駆動系４ＤＶを用いて、第１基板テーブル４Ｔ（開口１７３が配置された基準面１７１）を所定のピッチでＺ軸方向に動かしつつ、計測マークの空間像の計測を複数回繰り返して行い、各回の光強度信号（光電変換信号）を記憶する。そして、制御装置１００は、この複数の計測により得られた複数の光強度信号のそれぞれのコントラストを求める。そして、制御装置１００は、そのコントラストが最大となる光強度信号に対応する第１基板テーブル４Ｔ（基準面１７１）のＺ軸方向の位置を求め、その位置を、第１像面が形成される位置、すなわち第１露光領域ＡＲ１内の計測点における投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置として決定する。ここで、制御装置１００は、レーザ干渉計３６を用いて、第１基板テーブル４Ｔの位置を計測しつつ、第１基板テーブル４Ｔを所定のピッチでＺ軸方向に動かして空間像の計測を行う。これにより、制御装置１００は、レーザ干渉計３６の計測結果に基づいて、第１基板テーブル４Ｔ（基準面１７１）のＺ軸方向の位置を求めることができる。したがって、制御装置１００は、光センサ１７０の計測結果と、レーザ干渉計３６の計測結果とに基づいて、第１像面のＺ軸方向の位置を求めることができる。また、第１マスクＭ１の第１パターン形成面には複数の計測マークを設けられており、この複数の計測マークはそれぞれ、第１露光領域ＡＲ１内の複数の計測点に対応する第１照明領域ＩＡ１内の複数の位置に配置される。そこで、制御装置１００は上記と同様に、各計測マークの空間像を光センサ１７０で検出することによって、第１露光領域ＡＲ１内の複数の計測点でそれぞれ第１像面のＺ軸方向の位置を求めることができる。従って、第１像面のθＸ、θＹ方向の位置（傾斜）を計測することができる。
次に、制御装置１００は、第２露光領域ＡＲ２において第２パターンＰＡ２の像が形成される像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を計測する（ステップＳＡ２）。ここで、以下の説明においては、第２露光領域ＡＲ２において第２パターンＰＡ２の像が形成される像面を適宜、第２像面と称する。
第２像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を計測する場合には、制御装置１００は、計測システム３のレーザ干渉計３４により、第１基板ステージ４の位置情報を計測しつつ、第１基板ステージ駆動装置４Ｄを用いて第１基板ステージ４のＸＹ方向の位置を調整し、第２露光領域ＡＲ２に開口１７３を配置する。そして、制御装置１００は、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が第２露光光ＥＬ２の光路上に配置されるように、第２マスクステージ２の位置を調整する。また、制御装置１００は、第２マスクＭ２のパターン形成面がＹ軸方向に関して所定位置に配置されるように、第２マスクステージ２を制御する。そして、制御装置１００は、第２照明系ＩＬ２により、第２マスクＭ２に第２露光光ＥＬ２を照射する。なおこのとき、第１露光光ＥＬ１の照射は停止されている。第２マスクＭ２の下面（第２パターン形成面）には計測マークが形成されており、第２マスクＭ２に第２露光光ＥＬ２を照射することによって、投影光学系ＰＬを介して、第２露光領域ＡＲ２に計測マークの空間像が形成される。ここで、計測マークは、その空間像が第２露光領域ＡＲ２内で像面位置を計測すべき複数の計測点の１つに形成されるように、その１つの計測点に対応する第２照明領域ＩＡ２内の位置に配置される。第２露光領域ＡＲ２には開口１７３が配置されており、制御装置１００は、第１基板ステージ４をＸ軸又はＹ軸方向に移動して、その１つの計測点に形成される計測マークの空間像と開口１７３とを相対走査する。この相対走査時に開口１７３を通過した第２露光光ＥＬ２は、光センサ１７０に受光される。すなわち、第２露光光ＥＬ２で形成された計測マークの空間像が光センサ１７０で計測される。制御装置１００は、光センサ１７０の受光結果に基づいて、第２像面の位置情報（フォーカス情報）を求めることが可能となっている。制御装置１００は、上述のステップＳＡ１と同様、第１基板テーブル４Ｔ（開口１７３が配置された基準面１７１）を所定のピッチでＺ軸方向に動かしつつ、計測マークの空間像の計測を複数回繰り返して行う。制御装置１００は、光センサ１７０の計測結果と、レーザ干渉計３６の計測結果とに基づいて、第２像面のＺ軸方向の位置情報を求めることができる。また、第２マスクＭ２の第２パターン形成面には複数の計測マークを設けられており、この複数の計測マークはそれぞれ、第２露光領域ＡＲ２内の複数の計測点に対応する第２照明領域ＩＡ２内の複数の位置に配置される。そこで、制御装置１００は上記と同様に、各計測マークの空間像を光センサ１７０で検出することによって、第２露光領域ＡＲ２内の複数の計測点でそれぞれ第２像面のＺ軸方向の位置（すなわち、投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置）を求めることができる。従って、第２像面のθＸ、θＹ方向の位置（傾斜）を計測することができる。
次に、制御装置１００は、第３露光領域ＡＲ３において第１パターンＰＡ１の像が形成される像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を計測する（ステップＳＡ３）。ここで、以下の説明においては、第３露光領域ＡＲ３において第１パターンＰＡ１の像が形成される像面を適宜、第３像面と称する。
第３像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を計測する場合には、制御装置１００は、計測システム３のレーザ干渉計３５により、第２基板ステージ５の位置情報を計測しつつ、第２基板ステージ駆動装置５Ｄを用いて第２基板ステージ５のＸＹ方向の位置を調整し、第３露光領域ＡＲ３に開口１７３を配置する。そして、制御装置１００は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が第１露光光ＥＬ１の光路上に配置されるように、第１マスクステージ１の位置を調整する。また、制御装置１００は、第１マスクＭ１のパターン形成面がＺ軸方向に関して所定位置に配置されるように、第１マスクステージ１を制御する。そして、制御装置１００は、第１照明系ＩＬ１により、第１マスクＭ１に第１露光光ＥＬ１を照射する。なおこのとき、第２露光光ＥＬ２の照射は停止されている。第１マスクＭ１の下面（第１パターン形成面）には、計測マークが形成されており、第１マスクＭ１に第１露光光ＥＬ１を照射することによって、投影光学系ＰＬを介して、第３露光領域ＡＲ３に計測マークの空間像が形成される。第３露光領域ＡＲ３には開口１７３が配置されており、制御装置１００は、第２基板ステージ５をＸ軸又はＹ軸方向に移動して、第３露光領域ＡＲ３内で像面位置を計測すべき複数の計測点の１つに形成される計測マークの空間像と開口１７３とを相対走査する。この相対走査時に開口１７３を通過した第１露光光ＥＬ１は、光センサ１７０に受光される。すなわち、計測マークの空間像が光センサ１７０で計測される。制御装置１００は、光センサ１７０の受光結果に基づいて、第３像面の位置情報（フォーカス情報）を求めることが可能となっている。制御装置１００は、上述のステップＳＡ１、ＳＡ２等と同様、第２基板テーブル５Ｔ（開口１７３が配置された基準面１７１）を所定のピッチでＺ軸方向に動かしつつ、計測マークの空間像の計測を複数回繰り返して実行し、光センサ１７０の計測結果と、レーザ干渉計３７の計測結果とに基づいて、第３像面のＺ軸方向の位置情報を求めることができる。また、制御装置１００は上記と同様に、第３露光領域ＡＲ３内の複数の計測点でそれぞれ計測マークの空間像を光センサ１７０で検出することによって、その複数の計測点でそれぞれ第３像面のＺ軸方向の位置（すなわち、投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置）を求めることができる。従って、第３像面のθＸ、θＹ方向の位置（傾斜）を計測することができる。なお、上述の第１像面の計測動作（ステップＳＡ１）において、第１露光光ＥＬ１で第１マスクＭ１の計測マークを照明すると、その計測マークの像が第１露光領域ＡＲ１だけでなく第３露光領域ＡＲ３にも形成される。そこで、第３像面の計測動作（ステップＳＡ３）の少なくとも一部を、第１像面の計測動作（ステップＳＡ１）と並行して行ってもよい。
次に、制御装置１００は、第４露光領域ＡＲ４において第２パターンＰＡ２の像が形成される像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を計測する（ステップＳＡ４）。ここで、以下の説明においては、第４露光領域ＡＲ４において第２パターンＰＡ２の像が形成される像面を適宜、第４像面と称する。
第４像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を計測する場合には、制御装置１００は、計測システム３のレーザ干渉計３５により、第２基板ステージ５の位置情報を計測しつつ、第２基板ステージ駆動装置５Ｄを用いて第２基板ステージ５のＸＹ方向の位置を調整し、第４露光領域ＡＲ４に開口１７３を配置する。そして、制御装置１００は、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２が第２露光光ＥＬ２の光路上に配置されるように、第２マスクステージ２の位置を調整する。また、制御装置１００は、第２マスクＭ２のパターン形成面がＹ軸方向に関して所定位置に配置されるように、第２マスクステージ２を制御する。そして、制御装置１００は、第２照明系ＩＬ２により、第２マスクＭ２に第２露光光ＥＬ２を照射する。なおこのとき、第１露光光ＥＬ１の照射は停止されている。第２マスクＭ２の下面（第２パターン形成面）には、計測マークが形成されており、第２マスクＭ２に第２露光光ＥＬ２を照射することによって、投影光学系ＰＬを介して、第４露光領域ＡＲ４に計測マークの空間像が形成される。第４露光領域ＡＲ４には開口１７３が配置されており、制御装置１００は、第２基板ステージ５をＸ軸又はＹ軸方向に移動して、第４露光領域ＡＲ４内で像面位置を計測すべき複数の計測点の１つに形成される計測マークの空間像と開口１７３とを相対走査する。この相対走査時に開口１７３を通過した第２露光光ＥＬ２は光センサ１７０に受光される。すなわち、計測マークの空間像が光センサ１７０で計測される。制御装置１００は、光センサ１７０の受光結果に基づいて、第４像面の位置情報（フォーカス情報）を求めることが可能となっている。制御装置１００は、上述のステップＳＡ１〜ＳＡ３等と同様、第２基板テーブル５Ｔ（開口１７３が配置された基準面１７１）を所定のピッチでＺ軸方向に動かしつつ、計測マークの空間像の計測を複数回繰り返して実行し、光センサ１７０の計測結果と、レーザ干渉計３７の計測結果とに基づいて、第４像面のＺ軸方向の位置情報を求めることができる。また、制御装置１００は上記と同様に、第４露光領域ＡＲ４内の複数の計測点でそれぞれ計測マークの空間像を光センサ１７０で検出することによって、その複数の計測点でそれぞれ第４像面のＺ軸方向の位置（すなわち、投影光学系ＰＬのベストフォーカス位置）を求めることができる。従って、第４像面のθＸ、θＹ方向の位置（傾斜）を計測することができる。なお、上述の第２像面の計測動作（ステップＳＡ２）において、第２露光光ＥＬ２で第２マスクＭ２の計測マークを照明すると、その計測マークの像が第２露光領域ＡＲ２だけでなく第４露光領域ＡＲ４にも形成される。そこで、第４像面の計測動作（ステップＳＡ４）の少なくとも一部を、第２像面の計測動作（ステップＳＡ２）と並行して行ってもよい。
次に、制御装置１００は、上述のステップＳＡ１〜ＳＡ４で求めた結果に基づいて、第１像面と第２像面との位置関係を調整するとともに、第３像面と第４像面との位置関係を調整する（ステップＳＡ５）。
制御装置１００は、第１マスクステージ１及び第２マスクステージ２の少なくとも一方を用いて、第１マスクＭ１の第１パターン形成面、及び第２マスクＭ２の第２パターン形成面の少なくとも一方の位置を制御して、第１像面と第２像面との位置関係、及び第３像面と第４像面との位置関係を調整する。ここで、第１マスクＭ１の第１パターン形成面の位置調整は、Ｚ軸方向（第１光学系１１の光軸ＡＸ１と平行な方向）、及びθＸ、θＹ方向（光軸ＡＸ１と直交する平面、例えば投影光学系ＰＬの物体面に対する傾斜方向）に関する位置調整であり、第２マスクＭ２の第２パターン形成面の位置調整は、Ｙ軸方向（第２光学系１２の光軸ＡＸ２と平行な方向）、及びθＸ、θＺ方向（光軸ＡＸ２と直交する平面、例えば投影光学系ＰＬの物体面に対する傾斜方向）に関する位置調整である。
図２５は、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１の位置と、投影光学系ＰＬにより第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３の位置との関係の一例を説明するための模式図である。図２５にように、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１がＺ軸方向に関して第１の位置Ｚ１に配置され、その第１パターン形成面Ｋ１の第１パターンＰＡ１の像が形成される第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３がＺ軸方向に関して第２の位置Ｚ２に形成される場合において、第１パターン形成面Ｋ１が第１の位置Ｚ１から−Ｚ方向にΔＺＫだけ変位して第３の位置Ｚ３に配置された場合、第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３も、値ΔＺＫに応じた値ΔＺＩだけ−Ｚ方向に変位して第４の位置Ｚ４に形成される。このように、第１パターン形成面Ｋ１が−Ｚ方向に移動すると、第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３も−Ｚ方向に移動する。また、第１パターン形成面Ｋ１が＋Ｚ方向に移動すると、第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３も＋Ｚ方向に移動する。また、第１パターン形成面Ｋ１がθＸ方向に傾斜すると、第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３もθＸ方向に傾斜し、第１パターン形成面Ｋ１がθＹ方向に傾斜すると、第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３もθＹ方向に傾斜する。
上述のように、本実施形態においては、第１マスクステージ１は、第１マスクＭ１のＺ軸、θＸ、θＹ方向の位置、ひいては第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸、θＸ、θＹ方向の位置を調整可能である。したがって、制御装置１００は、第１マスクステージ駆動装置１Ｄを用いて第１マスクステージ１を駆動して、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１の位置を調整することによって、第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３の位置を調整することができる。
第１パターン形成面Ｋ１の位置と第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３の位置との関係（例えば、第１パターン形成面Ｋ１の移動量と第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３の変化量との関係など）は、上述の光センサ（空間像計測器）１７０を用いて予め求められ、記憶装置１０２に記憶されている。例えば、制御装置１００は、第１マスクＭ１の第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸方向の位置を所定のピッチで変化させつつ、第１マスクＭ１の計測マークの空間像を光センサ１７０を用いて計測することにより、第１パターン形成面Ｋ１のＺ軸方向の各位置に対応する第１像面ＩＳ１及び第３像面ＩＳ３のＺ軸方向の位置を予め求めておくことができる。
同様に、第２パターン形成面Ｋ２がＹ軸方向に移動すると、第２像面及び第４像面もＺ軸方向に移動する。また、第２パターン形成面Ｋ２が傾斜すると、第２像面及び第４像面も傾斜する。第２マスクステージ２は、第２マスクＭ２のＹ軸、θＸ、及びθＺ方向の位置、ひいては第２パターン形成面Ｋ２のＹ軸、θＸ、及びθＺ方向の位置を調整可能である。したがって、制御装置１００は、第２マスクステージ駆動装置２Ｄを用いて第２マスクステージ２を駆動して、第２マスクＭ２の第２パターン形成面Ｋ２の位置を調整することによって、第２像面及び第４像面の位置を調整することができる。また、第２パターン形成面Ｋ２の位置と第２像面及び第４像面の位置との関係（例えば、第２パターン形成面Ｋ２の移動量と第２像面及び第４像面の変化量との関係など）も、光センサ（空間像計測器）１７０を用いて予め求められており、記憶装置１０２に記憶されている。例えば、制御装置１００は、第２マスクＭ２の第２パターン形成面Ｋ２のＹ軸方向の位置を所定のピッチで変化させつつ、第２マスクＭ２の計測マークの空間像を光センサ１７０を用いて計測することにより、第２パターン形成面Ｋ２のＹ軸方向の各位置に対応する第２像面及び第４像面のＺ軸方向の位置を予め求めておくことができる。なお、例えば投影光学系ＰＬの光学特性（結像特性）に基づいて、シミュレーション等を用いて、第１パターン形成面Ｋ１と第１、第３像面ＩＳ１、ＩＳ３との位置関係、及び第２パターン形成面Ｋ２と第２、第４像面ＩＳ２、ＩＳ４との位置関係を予め求めることもできる。
制御装置１００は、記憶装置１０２に記憶されている情報に基づいて、第１マスクステージ１及び第２マスクステージ２の少なくとも一方を制御して、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の少なくとも一方の位置を調整することにより、第１像面と第２像面との位置関係、及び第３像面と第４像面との位置関係を調整することができる。
本実施形態においては、制御装置１００は、第１像面と第２像面とがＸＹ平面とほぼ平行になるように、且つＺ軸方向の位置がほぼ一致するように、第１像面の位置及び第２像面の位置の少なくとも一方を調整するとともに、第３像面と第４像面とがＸＹ平面とほぼ平行になるように、且つＺ軸方向の位置がほぼ一致するように、第３像面の位置及び第４像面の位置の少なくとも一方を調整する。すなわち、本実施形態においては、制御装置１００は、第１像面と第２像面とが合致するように、且つ第３像面と第４像面とが合致するように、第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の位置を制御する。
なお、制御装置１００は、第１、第２マスクステージ駆動装置１Ｄ、２Ｄに替えて、あるいは第１、第２マスクステージ駆動装置１Ｄ、２Ｄとともに、例えば第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２の少なくとも一方を用いて、第１像面と第２像面との位置関係、及び第３像面と第４像面との位置関係を調整してもよい。
そして、制御装置１００は、調整後の第１像面、第２像面、第３像面、及び第４像面の位置（Ｚ軸、θＸ、θＹ方向の位置）を、記憶装置１０２に記憶する。
次に、制御装置１００は、第１基板ステージ４をＸＹ方向に移動し、第１アライメント系９１の検出領域に、第１基板ステージ４上の計測領域１７４を配置する。そして、制御装置１００は、レーザ干渉計３４で、第１基板ステージ４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測しつつ、第１アライメント系９１を用いて、第１基板ステージ４上の計測領域１７４に設けられた基準マーク１７２を検出する（ステップＳＡ６）。これにより、制御装置１００は、第１アライメント系９１の検出結果とレーザ干渉計３４の計測結果とに基づいて、第１アライメント系９１の検出基準位置（すなわち、検出中心の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。この求めた検出基準位置は記憶装置１０２に記憶される。
また、制御装置１００は、レーザ干渉計３６で、第１基板ステージ４のＺ軸方向の位置情報を計測しつつ、第１フォーカス・レベリング検出系８１を用いて、第１基板ステージ４上の計測領域１７４に設けられた基準面１７１を検出する（ステップＳＡ７）。これにより、制御装置１００は、計測領域１７４上の基準面１７１のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する面位置情報を求めることができる。なお、基準面１７１の面位置情報は予め計測して記憶装置１０２に記憶しておいてもよい。この場合、ステップＳＡ７は省略できる。
また、制御装置１００は、レーザ干渉計３４で、第１基板Ｐ１を保持した第１基板ステージ４のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測しつつ、第１アライメント系９１を用いて、第１基板Ｐ１上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１の少なくとも一部に対応して設けられたアライメントマークＡＭを検出する（ステップＳＡ８）。これにより、制御装置１００は、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。
また、制御装置１００は、レーザ干渉計３６で、第１基板ステージ４のＺ軸方向の位置情報を計測しつつ、第１フォーカス・レベリング検出系８１を用いて、第１基板ステージ４に保持されている第１基板Ｐ１の表面の面位置情報を検出する（ステップＳＡ９）。
本実施形態では、制御装置１００は、レーザ干渉計３４を用いて第１基板ステージ４の移動を制御し、第１基板Ｐ１を保持した第１基板ステージ４をＸＹ平面内で移動しつつ、第１基板Ｐ１の表面の複数の検出点でのＺ軸方向の位置を、第１フォーカス・レベリング検出系８１を用いて検出する。これにより、制御装置１００は、第１基板Ｐ１の表面の面位置情報を求めることができる。第１フォーカス・レベリング検出系８１の検出結果は、第１基板Ｐ１のＸＹ平面内での位置に対応させて、記憶装置１０２に記憶される。
制御装置１００は、ステップＳＡ８で求めた第１基板Ｐ１上の各アライメントマークＡＭの位置情報に基づいて、ステップＳＡ６で求めた第１アライメント系９１の検出基準位置に対する、第１基板Ｐ１上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１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ＳＡ１０）。本実施形態では、例えば特開昭６１−４４４２９号公報（対応米国特許第４,７８０,６１７号）などに開示されるＥＧＡ（エンハンスド・グローバル・アライメント）方式を用いて、第１基板Ｐ１上の各ショット領域の位置情報（Ｘ軸、Ｙ軸方向の座標値）を決定することができる。
また、制御装置１００は、ステップＳＡ９で検出した、第１基板Ｐ１の表面の複数の検出点の位置情報に基づいて、マップデータを作成し、そのマップデータに基づいて、基準面１７１を基準とした、第１基板Ｐ１の表面の各ショット領域の近似平面（近似表面）を求める（ステップＳＡ１１）。そして、制御装置１００は、第１基板Ｐ１の表面の近似平面を記憶装置１０２に記憶する。
制御装置１００は、第１基板ステージ４を移動し、投影光学系ＰＬの第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２の一方、例えば第１露光領域ＡＲ１内に開口１７３が位置付けされるように、第１基板ステージ４上の計測領域１７４を配置する。
このとき、制御装置１００は、ステップＳＡ５で調整した後の第１、第２像面と基準面１７１とがほぼ一致するように、レーザ干渉計３６の出力を用いて第１基板テーブル４Ｔの位置及び姿勢を制御する。これにより、制御装置１００は、レーザ干渉計３６の計測値と、第１、第２像面と、基準面１７１との関係を規定することができ、ステップＳＡ１１で求めた第１基板Ｐ１の表面の近似平面と、レーザ干渉計３６の計測値と、第１、第２像面との関係を決定することができる（ステップＳＡ１２）。
制御装置１００は、計測システム３で、第１基板ステージ４の位置情報を計測しつつ、光センサ１７０を用いて、第１マスクＭ１に設けられている第１アライメントマークＲＭ１の空間像を検出する（ステップＳＡ１３）。
すなわち、制御装置１００は、投影光学系ＰＬの第３光学系１３と第１基板ステージ４上の計測領域１７４とを対向させ、第１マスクＭ１の第１アライメントマークＲＭ１を第１露光光ＥＬ１で照明する。これにより、第１アライメントマークＲＭ１の空間像は、投影光学系ＰＬを介して計測領域１７４に投影され、光センサ１７０は計測領域１７４内の開口１７３を介して第１アライメントマークＲＭ１の空間像を検出する。制御装置１００は、光センサ１７０の検出結果と計測システム３の計測結果に基づいて、第１アライメントマークＲＭ１の像のＸ軸、Ｙ軸方向の位置情報（投影位置）を求める。第１マスクＭ１上の第１パターンＰＡ１と第１アライメントマークＲＭ１とは所定の位置関係で形成され、その位置関係は既知であるので、制御装置１００は、その既知の位置関係と第１アライメントマークＲＭ１の投影位置とに基づいて、第１パターンＰＡ１の像のＸ軸、Ｙ軸方向の位置情報（投影位置）を求めることができる。
また、計測領域１７４における基準マーク１７２と開口１７３（光センサ１７０）との位置関係も既知である。制御装置１００は、その既知の位置関係、ステップＳＡ６で求めた第１アライメント系９１の検出基準位置、及びステップＳＡ１３で求めた第１パターンＰＡ１の投影位置に基づいて、第１アライメント系９１の検出基準位置と第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の像の投影位置との関係を導出する（ステップＳＡ１４）。すなわち、制御装置１００は、第１アライメント系９１のベースライン量を決定できる。
制御装置１００は、ステップＳＡ１０で求めた第１アライメント系９１の検出基準位置と第１基板Ｐ１上の各ショット領域との位置関係（すなわち、検出基準位置に対するショット領域の配列情報）、及びステップＳＡ１４で求めた第１アライメント系９１の検出基準位置と第１パターンＰＡ１の像の投影位置との関係（前述のベースライン量）に基づいて、第１基板Ｐ１上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１と第１パターンＰＡ１の像の投影位置との関係を導出する（ステップＳＡ１５）。すなわち、第１パターンＰＡ１の像による露光が行われる第１基板Ｐ１上の各ショット領域の位置情報（Ｘ軸、Ｙ軸方向の配列座標）を決定する。
また、制御装置１００は、計測システム３で、第１基板ステージ４の位置情報を計測しつつ、光センサ１７０を用いて、第２マスクＭ２に設けられている第２アライメントマークＲＭ２の空間像を検出する（ステップＳＡ１６）。
すなわち、制御装置１００は、投影光学系ＰＬの第３光学系１３と第１基板ステージ４上の計測領域１７４とを対向させ、第２マスクＭ２の第２アライメントマークＲＭ２を第２露光光ＥＬ２で照明する。これにより、第２アライメントマークＲＭ２の空間像は、投影光学系ＰＬを介して計測領域１７４に投影され、光センサ１７０は計測領域１７４内の開口１７３を介して第２アライメントマークＲＭ２の空間像を検出する。制御装置１００は、光センサ１７０の検出結果と計測システム３の計測結果に基づいて、第２アライメントマークＲＭ２の像のＸ軸、Ｙ軸方向の位置情報（投影位置）を求める。第２マスクＭ２上の第２パターンＰＡ２と第２アライメントマークＲＭ２とは所定の位置関係で形成され、その位置関係は既知であるので、制御装置１００は、その既知の位置関係と第２アライメントマークＲＭ２の投影位置とに基づいて、第２パターンＰＡ２の像のＸ軸、Ｙ軸方向の位置情報（投影位置）を求めることができる。
また、計測領域１７４における基準マーク１７２と開口１７３（光センサ１７０）との位置関係も既知である。制御装置１００は、その既知の位置関係、ステップＳＡ６で求めた第１アライメント系９１の検出基準位置、及びステップＳＡ１６で求めた第２パターンの投影位置に基づいて、第１アライメント系９１の検出基準位置と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像の投影位置との関係を導出する（ステップＳＡ１７）。
制御装置１００は、ステップＳＡ１０で求めた第１アライメント系９１の検出基準位置と第１基板Ｐ１上の各ショット領域との位置関係（すなわち、検出基準位置に対するショット領域の配列情報）、及びステップＳＡ１７で求めた第１アライメント系９１の検出基準位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との関係に基づいて、計測システム３によって規定される座標系内での第１基板Ｐ１上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との関係を導出する（ステップＳＡ１８）。すなわち、第２パターンＰＡ２の像による露光が行われる第１基板Ｐ１上の各ショット領域の位置情報（Ｘ軸、Ｙ軸方向の配列座標）を決定する。
制御装置１００は、ステップＳＡ１５、ＳＡ１８で得られた結果に基づいて、第１パターンＰＡ１の像と、第２パターンＰＡ２の像と、第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓとの位置関係を調整する（ステップＳＡ１９）。すなわち、制御装置１００は、基板Ｐ上のショット領域Ｓの所望の位置に、第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とが形成されるように、第１マスクステージ１及び第２マスクステージ２の位置を調整して、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２との位置関係を調整する。具体的には、制御装置１００は、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１のＹ軸方向（走査方向）の位置と、第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２のＺ軸方向（走査方向）の位置とを調整し、第１基板Ｐ１上における第１パターンＰＡ１の像及び第２パターンＰＡ２の像が形成される位置を調整する。なお、第１、第２結像特性調整装置ＬＣ１、ＬＣ２の少なくとも一方を用いて、基板Ｐ上のショット領域Ｓと第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像との位置関係を調整してもよい。
また、制御装置１００は、ステップＳＡ１１で求めた、第１基板Ｐ１の表面の近似平面、及び第１、第２像面に関連付けされているレーザ干渉計３６の計測値に基づいて、第２駆動系４ＤＶを制御して、第１基板Ｐ１の表面（露光面）の位置を調整しつつ、ステップＳＡ１５、ＳＡ１８で求めた、第１基板Ｐ１上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１と第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との関係に基づいて、第１駆動系４ＤＨを制御して、第１基板Ｐ１のＸ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の位置を制御し、第１基板Ｐ１上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次露光する（ステップＳＡ２０）。
なお、本実施形態では露光動作（ステップＳＡ２０）に先立ち、ステップＳＡ１９で第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像と第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓとの位置関係を調整するものとしたが、ステップＳＡ１９を省略し、ステップＳＡ２０においてその位置関係を調整してもよい。すなわち、制御装置１００は、ステップＳＡ１５で求めた第１基板Ｐ１上の各ショット領域の位置情報と、ステップＳＡ１３、ＳＡ１６で求めた第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の投影位置から得られるその位置関係とに基づいて、第１、第２マスクステージ１、２による、第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２に対する第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の移動と、第１基板ステージ４による、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する第１基板Ｐ１の移動及び第２基板ステージ５による、第３、第４露光領域ＡＲ３、ＡＲ４に対する第２基板Ｐ２の移動とを同期して行う。これにより、第１基板Ｐ１上の各ショット領域に、所望の位置関係で第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とが形成される。この場合、ステップＳＡ１７、ＳＡ１８も省略できる。また、本実施形態ではステップＳＡ１４において第１パターンＰＡ１の投影位置を用いて第１アライメント系９１のベースライン量を決定するものとしたが、ステップＳＡ１６で求めた第２パターンＰＡ２の投影位置を代用あるいは併用してベースライン量を決定してもよい。第２パターンＰＡ２の投影位置のみを用いて第１アライメント系９１のベースライン量を決定する場合、ステップＳＡ１７、ＳＡ１８を実行することで、ステップＳＡ１４、ＳＡ１５を省略することができる。
また、上述のステップＳＡ６〜ＳＡ２０の処理、すなわち第１基板Ｐ１を保持した第１基板ステージ４を用いた処理の少なくとも一部と並行して、第２基板Ｐ２を保持した第２基板ステージ５を用いた処理が実行される。すなわち、上述のステップＳＡ６と同様、制御装置１００は、レーザ干渉計３５で、第２基板ステージ５のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測しつつ、第２アライメント系９２を用いて、第２基板ステージ５上の計測領域１７４に設けられた基準マーク１７２を検出する（ステップＳＡ６’）。これにより、第２アライメント系９２の検出基準位置が求められる。また、制御装置１００は、レーザ干渉計３７で、第２基板ステージ５のＺ軸方向の位置情報を計測しつつ、第２フォーカス・レベリング検出系８２を用いて、第２基板ステージ５上の計測領域１７４に設けられた基準面１７１を検出する（ステップＳＡ７’）。
また、制御装置１００は、レーザ干渉計３５で、第２基板ステージ２のＸ軸方向及びＹ軸方向の位置情報を計測しつつ、第２アライメント系９２を用いて、第２基板Ｐ２上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１の少なくとも一部に対応して設けられているアライメントマークＡＭを検出する（ステップＳＡ８’）。また、制御装置１００は、レーザ干渉計３７で、第２基板ステージ５のＺ軸方向の位置情報を計測しつつ、第２フォーカス・レベリング検出系８２を用いて、第２基板Ｐ２の表面の面位置情報を検出する（ステップＳＡ９’）。制御装置１００は、ＥＧＡ方式によって、ステップＳＡ８’で求めた第２基板Ｐ２上の各アライメントマークＡＭの位置情報に基づいて、ステップＳＡ６’で求めた第２アライメント系９２の検出基準位置に対する、第２基板Ｐ２上の複数のショット領域のそれぞれの位置情報を求める（ステップＳＡ１０’）。また、制御装置１００は、ステップＳＡ９’で検出した、第２基板Ｐ２の表面の複数の検出点の位置情報に基づいて、マップデータを作成し、そのマップデータに基づいて、基準面１７１を基準とした、第２基板Ｐ２の表面の各ショット領域の近似平面（近似表面）を求める（ステップＳＡ１１’）。
制御装置１００は、第２基板ステージ５を移動し、投影光学系ＰＬの第３、第４投影領域ＡＲ３、ＡＲ４の一方、例えば第３露光領域ＡＲ３内に開口１７３が位置付けされるように、第２基板ステージ５上の計測領域１７４を配置する。このとき、制御装置１００は、ステップＳＡ５で調整した後の第３、第４像面と基準面１７１とがほぼ一致するように、レーザ干渉計３７の出力を用いて第２基板テーブル５Ｔの位置及び姿勢を制御する。これにより、制御装置１００は、レーザ干渉計３７の計測値と、第３、第４像面と、基準面１７１との関係を規定することができ、ステップＳＡ１１’で求めた第２基板Ｐ２の表面の近似平面と、レーザ干渉計３７の計測値と、第３、第４像面との関係を決定することができる（ステップＳＡ１２’）。
そして、制御装置１００は、計測システム３で、第２基板ステージ５の位置情報を計測しつつ、光センサ１７０を用いて、第１マスクＭ１の第１アライメントマークＲＭ１の空間像を検出する（ステップＳＡ１３’）。これにより、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１の投影位置が求められる。制御装置１００は、ステップＳＡ６’で求めた第２アライメント系９２の検出基準位置と、ステップＳＡ１３’で求めた第１パターンＰＡ１の像の投影位置との関係を導出する（ステップＳＡ１４’）。これにより、第２アライメント系９２のベースライン量が決定される。制御装置１００は、ステップＳＡ１０’で求めた第２アライメント系９２の検出基準位置と第２基板Ｐ２上の各ショット領域との位置関係（すなわち、検出基準位置に対するショット領域の配列情報）、及びステップＳＡ１４’で求めた第２アライメント系９２の検出基準位置と第１パターンＰＡ１の像の投影位置との関係に基づいて、第２基板Ｐ２上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１と第１パターンＰＡ１の像の投影位置との関係を導出する（ステップＳＡ１５’）。これにより、第１パターンＰＡ１の像による露光が行われる第２基板Ｐ２上の各ショット領域の位置情報（Ｘ軸、Ｙ軸方向の配列座標）が決定される。
また、制御装置１００は、計測システム３で、第２基板ステージ５の位置情報を計測しつつ、光センサ１７０を用いて、第２マスクＭ２の第２アライメントマークＲＭ２の空間像を検出する（ステップＳＡ１６’）。これにより、第２パターンＰＡ２の投影位置が求められる。制御装置１００は、ステップＳＡ１６’の計測結果に基づいて、第２アライメント系９２の検出基準位置と第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２の像の投影位置との関係を導出する（ステップＳＡ１７’）。制御装置１００は、ステップＳＡ１０’で求めた第２アライメント系９２の検出基準位置と第２基板Ｐ２上の各ショット領域との位置関係（すなわち、検出基準位置に対するショット領域の配列情報）、及びステップＳＡ１７’で求めた第２アライメント系９２の検出基準位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との関係に基づいて、第２基板Ｐ２上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との関係を導出する（ステップＳＡ１８’）。これにより、第２パターンＰＡ２の像による露光が行われる第２基板Ｐ２上の各ショット領域の位置情報（Ｘ軸、Ｙ軸方向の配列座標）を決定する。
制御装置１００は、ステップＳＡ１５’、ＳＡ１８’で得られた結果に基づいて、第１パターンＰＡ１の像と、第２パターンＰＡ２の像と、第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓとの位置関係を調整する（ステップＳＡ１９’）。また、制御装置１００は、ステップＳＡ１１’で求めた、第２基板Ｐ２の表面の近似平面、及び第３、第４像面に関連付けされているレーザ干渉計３７の計測値に基づいて、第２駆動系５ＤＶを制御して、第２基板Ｐ２の表面（露光面）の位置を調整しつつ、ステップＳＡ１５’、ＳＡ１８’で求めた、第２基板Ｐ２上の各ショット領域Ｓ１〜Ｓ２１と第１パターンＰＡ１の像の投影位置と第２パターンＰＡ２の像の投影位置との関係に基づいて、第１駆動系５ＤＨを制御して、第２基板Ｐ２のＸ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向の位置を制御し、第２基板Ｐ２上の複数のショット領域Ｓ１〜Ｓ２１を順次露光する（ステップＳＡ２０’）。なお、ステップＳＡ１９と同様にステップＳＡ１９’を省略してもよい。また、ステップＳＡ１４’ＳＡ１５’とステップＳＡ１７’、ＳＡ１８’とのいずれか一方を省略することもできる。
本実施形態においては、制御装置１００は、第１基板Ｐ１を多重露光する動作と、第２基板Ｐ２を多重露光する動作の少なくとも一部とを並行して行う。また、本実施形態においては、制御装置１００は、第１マスクステージ１及び第２マスクステージ２による第１マスクＭ１及び第２マスクＭ２の各走査方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）への移動と、第１基板ステージ４及び第２基板ステージ５による第１基板Ｐ１及び第２基板Ｐ２の走査方向（Ｙ軸方向）への移動とを同期して行いつつ、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２で、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１及び第２マスクＭ２の第２パターンＰＡ２のそれぞれを照明し、第１基板Ｐ１上の第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射して、第１基板Ｐ１のショット領域Ｓを多重露光するとともに、第２基板Ｐ２上の第３露光領域ＡＲ３及び第４露光領域ＡＲ４にそれぞれ第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２を照射して、第２基板Ｐ２のショット領域Ｓを多重露光する。
制御装置１００は、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２に対する第１基板Ｐ１のＹ軸方向への移動と、第３、第４露光領域ＡＲ３、ＡＲ４に対する第２基板Ｐ２のＹ軸方向への移動と、第１照明領域ＩＡ１に対する第１マスクＭ１のＹ軸方向への移動と、第２照明領域ＩＡ２に対する第２マスクＭ２のＺ軸方向への移動とを同期して行いつつ、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２上のショット領域Ｓを多重露光する。本実施形態においては、基板Ｐの露光中に、例えば第１マスクＭ１が＋Ｙ方向に移動される場合、第２マスクＭ２は＋Ｚ方向に移動され、第１基板Ｐ１及び第２基板Ｐ２は＋Ｙ方向に移動される。
本実施形態においては、制御装置１００は、第１基板Ｐ１上の１つのショット領域Ｓを１回のスキャン動作で第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで多重露光（二重露光）することができるとともに、第２基板Ｐ２上の１つのショット領域Ｓを１回のスキャン動作で第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とで多重露光（二重露光）することができる。第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓの感光材層は、現像工程等を介さずに、第１露光領域ＡＲ１に照射された第１露光光ＥＬ１と、第２露光領域ＡＲ２に照射された第２露光光ＥＬ２とで多重露光（二重露光）され、第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓの感光材層は、現像工程等を介さずに、第３露光領域ＡＲ３に照射された第１露光光ＥＬ１と、第４露光領域ＡＲ４に照射された第２露光光ＥＬ２とで多重露光（二重露光）される。
以上説明したように、第１、第３露光領域ＡＲ１、ＡＲ３、及び第２、第４露光領域ＡＲ２、ＡＲ４にそれぞれに第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射するとともに、第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓが第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２を通過するように第１基板Ｐ１を移動し、第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓが第３、第４露光領域ＡＲ３、ＡＲ４を通過するように第２基板Ｐ２を移動することで、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２のショット領域Ｓを効率良く多重露光することができる。そして、本実施形態においては、第１基板Ｐ１と第２基板Ｐ２とをほぼ同時に多重露光することができ、効率良く複数の基板を多重露光できる。また、１回のスキャン動作で１つのショット領域Ｓを多重露光することができるので、各ショット領域Ｓ内に第１パターンＰＡ１の像と第２パターンＰＡ２の像とを所望の位置関係で形成することができる。
また、合成光学素子２０で複数の露光光ＥＬ１、ＥＬ２を合成する場合、合成光学素子２０で分岐した第１露光光ＥＬ１の一方と他方、及び第２露光光ＥＬ２の一方と他方とを、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２の露光に有効に利用することができる。
また、本実施形態においては、合成光学素子２０として、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２それぞれの光路を分岐する分岐光学素子（例えば、ハーフミラー）を用いている。分岐光学素子は、例えば露光光がランダム偏光であっても、その露光光を良好に分岐することができる。
＜第８実施形態＞
第８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。
図２６は、第８実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図、図２７Ａは、第８実施形態に係る第１基板Ｐ１上のショット領域Ｓと第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２との位置関係を示す模式図、図２７Ｂは、第８実施形態に係る第２基板Ｐ２上のショット領域Ｓと第３、第４露光領域ＡＲ３、ＡＲ４との位置関係を示す模式図である。図２６に示すように、本実施形態の露光装置ＥＸは、第１マスクＭ１上の第１照明領域ＩＡ１と第１光学系１１の光軸ＡＸ１とがずれているとともに、第２マスクＭ２上の第２照明領域ＩＡ２と第２光学系１２の光軸ＡＸ２とがずれている。この場合、図２７Ａに示すように、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは異なる位置に設定されるとともに、図２７Ｂに示すように、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とは異なる位置に設定される。具体的には、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とが、例えばＹ軸方向（基板Ｐ１の走査方向）に関して離れて配置され、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とが、例えばＹ軸方向（基板Ｐ２の走査方向）に関して離れて配置される。また、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とは１つのショット領域Ｓに同時に配置可能となっており、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とは１つのショット領域Ｓに同時に配置可能となっている。すなわち、本実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１（第１露光領域ＡＲ１の中心）と第２露光領域ＡＲ２（第２露光領域ＡＲ２の中心）とのＹ軸方向の距離は、基板Ｐ１上の１つのショット領域ＳのＹ軸方向の幅よりも小さく、第３露光領域ＡＲ３（第３露光領域ＡＲ３の中心）と第４露光領域ＡＲ４（第４露光領域ＡＲ４の中心）とのＹ軸方向の距離も、基板Ｐ２上の１つのショット領域ＳのＹ軸方向の幅よりも小さい。
このように、互いに離れた第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とのそれぞれに照射される第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とで第１基板Ｐ１のショット領域Ｓを多重露光し、互いに離れた第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とのそれぞれに照射される第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とで第２基板Ｐ２のショット領域Ｓを多重露光するようにしてもよい。
なお、上述の第７実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とが重複（ほぼ合致）し、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とも重複（ほぼ合致）しており、第８実施形態においては、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とが離れ、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とが離れているが、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２の一部とが重なっていてもよい。同様に、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４の一部とが重なっていてもよい。
＜第９実施形態＞
次に、第９実施形態について説明する。本実施形態の特徴的な部分は、基板ステージ４’が、投影光学系ＰＬの光射出側（像面側）で、第１基板Ｐ１及び第２基板Ｐ２を保持してほぼ同一の走査方向へ移動可能なメインステージ１４０と、メインステージ１４０に対して第１基板Ｐ１を移動可能な第１サブステージ１４１と、メインステージ１４０に対して第２基板Ｐ２を移動可能な第２サブステージ１４２とを有している点にある。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。
図２８は、本実施形態に係る露光装置ＥＸを示す概略構成図、図２９は、本実施形態に係る基板ステージ４’を示す断面図である。基板ステージ４’は、メインステージ１４０と、メインステージ１４０上で第１基板Ｐ１を保持した状態で移動可能な第１サブステージ１４１と、メインステージ１４０上で第２基板Ｐ２を保持した状態で移動可能な第２サブステージ１４２とを備えている。
メインステージ１４０は、第１サブステージ１４１を介して第１基板Ｐ１を保持し、第２サブステージ１４２を介して第２基板Ｐ２を保持する。メインステージ１４０は、第１サブステージ１４１及び第２サブステージ１４２を介して第１基板Ｐ１及び第２基板Ｐ２を保持して同一の走査方向（Ｙ軸方向）、及び走査方向と交差する方向（Ｘ軸方向）に移動可能である。また、メインステージ１４０は、θＺ方向にも移動可能である。
メインステージ１４０は、例えばエアベアリング４Ａにより、ベース部材ＢＰの上面（ガイド面）に対して非接触支持されている。ベース部材ＢＰの上面はＸＹ平面とほぼ平行であり、メインステージ１４０は、ベース部材ＢＰ上をＸＹ平面に沿って移動可能である。また、露光装置ＥＸは、メインステージ１４０をＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動するための、例えばリニアモータ等のアクチュエータを含むメインステージ駆動装置１４０Ｄを有している。例えば、メインステージ１４０がＹ軸方向に移動することにより、メインステージ１４０上の第１、第２サブステージ１４１、１４２も、メインステージ１４０と一緒にＹ軸方向に移動する。したがって、メインステージ１４０がＹ軸方向に移動することにより、第１、第２サブステージ１４１、１４２に保持された第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２も、メインステージ１４０と一緒にＹ軸方向に移動する。同様に、メインステージ１４０がＸ軸方向に移動することにより、メインステージ１４０上の第１、第２サブステージ１４１、１４２も、メインステージ１４０と一緒にＸ軸方向に移動する。したがって、メインステージ１４０がＸ軸方向に移動することにより、第１、第２サブステージ１４１、１４２に保持された第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２も、メインステージ１４０と一緒にＸ軸方向に移動する。
第１サブステージ１４１は、テーブル１４１Ａと、テーブル１４１Ａ上に搭載され、第１基板Ｐ１を保持するホルダ１４１Ｂとを有している。テーブル１４１Ａは、メインステージ１４０に対して、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能に設けられている。ホルダ１４１Ｂは、テーブル１４１Ａに対して、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能に設けられている。基板ステージ４’は、第１サブステージ１４１のテーブル１４１Ａとホルダ１４１Ｂとの間に設けられた、例えばボイスコイルモータ等の複数のアクチュエータを含む第１駆動系１４１ＤＨと、テーブル１４１Ａとメインステージ１４０との間に設けられた、例えばボイスコイルモータ等の複数のアクチュエータ４Ｖを含む第２駆動系１４１ＤＶとを備えている。制御装置１００は、第１駆動系１４１ＤＨにより、テーブル１４１Ａに対してホルダ１４１ＢをＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に微小に移動可能であり、第２駆動系１４１ＤＶにより、メインステージ１４０に対してテーブル１４１ＡをＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に微小に移動可能である。制御装置１００は、第２駆動系１４１ＤＶを制御して、テーブル１４１ＡのＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を調整することにより、テーブル１４１Ａ上のホルダ１４１Ｂに保持されている第１基板Ｐ１のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置を調整可能である。また、制御装置１００は、第１駆動系１４１ＤＨを駆動することによって、テーブル１４１Ａに対して、ホルダ１４１Ｂを、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能である。制御装置１００は、第１駆動系４ＤＨを制御して、ホルダ１４１ＢのＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を調整することにより、ホルダ１４１Ｂに保持されている第１基板Ｐ１のＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に関する位置を調整可能である。このように、制御装置１００は、第１駆動系１４１ＤＨ及び第２駆動系１４１ＤＶを含む第１サブステージ駆動装置１４１Ｄを駆動することにより、第１サブステージ１４１のホルダ１４１Ｂに保持されている第１基板Ｐ１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調整可能である。
第１サブステージ１４１と同様、第２サブステージ１４２は、テーブル１４２Ａと、テーブル１４２Ａ上に搭載され、第２基板Ｐ２を保持するホルダ１４２Ｂとを有している。テーブル１４２Ａは、メインステージ１４０に対して、Ｚ軸、θＸ、及びθＹ方向に移動可能に設けられている。ホルダ１４２Ｂは、テーブル１４２Ａに対して、Ｘ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に移動可能に設けられている。また、第２サブステージ１４２のテーブル１４２Ａとホルダ１４２Ｂとの間には、第１駆動系１４２ＤＨが設けられ、テーブル１４２Ａとメインステージ１４０との間には、第２駆動系１４２ＤＶが設けられている。制御装置１００は、第１駆動系１４２ＤＨにより、テーブル１４２Ａに対してホルダ１４２ＢをＸ軸、Ｙ軸、及びθＺ方向に微小に移動可能であり、第２駆動系１４２ＤＶにより、メインステージ１４０に対してテーブル１４２ＡをＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に微小に移動可能である。制御装置１００は、第１駆動系１４２ＤＨ及び第２駆動系１４２ＤＶを含む第２サブステージ駆動装置１４２Ｄを駆動することにより、第２サブステージ１４２のホルダ１４２Ｂに保持されている第２基板Ｐ２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調整可能である。
本実施形態の計測システム３’は、メインステージ１４０、第１サブステージ１４１、及び第２サブステージ１４２の位置情報をそれぞれ計測可能である。計測システム３’は、メインステージ１４０に設けられた反射面１３０、第１サブステージ１４１に設けられた反射部材の反射面１３１、及び第２サブステージ１４２に設けられた反射面１３２と、反射面１３０、１３１、１３２に計測光を投射するとともに、その反射光を受光してメインステージ１４０、第１サブステージ１４１、及び第２サブステージ１４２のそれぞれの位置情報を取得するレーザ干渉計１３４とを含む。
図２９においては、レーザ干渉計１３４は、メインステージ１４０の＋Ｙ側に配置されており、Ｙ軸方向を計測軸とする複数の計測光を反射面１３０に照射可能である。レーザ干渉計１３４は、反射面１３０に照射した計測光の反射光に基づいて、メインステージ１４０のＹ軸方向及びθＺ方向に関する位置情報を取得可能である。
また、メインステージ１４０の所定位置には開口が形成され、レーザ干渉計１３４は、その開口を介して、Ｙ軸方向を計測軸とする複数の計測光を反射面１３１に照射可能であるとともに、Ｙ軸方向を計測軸とする計測光を反射面１３２に照射可能である。レーザ干渉計１３４は、反射面１３１、１３２に照射した計測光の反射光に基づいて、第１サブステージ１４１（ホルダ１４１Ｂ）及び第２サブステージ１４２（ホルダ１４２Ｂ）のＹ軸方向及びθＺ方向に関する位置情報を取得可能である。
また、不図示ではあるが、計測システム３’は、メインステージ１４０、第１サブステージ１４１、及び第２サブステージ１４２のそれぞれの所定位置に設けられた反射面にＸ軸方向を計測軸とする複数の計測光を照射可能なレーザ干渉計を備えており、メインステージ１４０、第１サブステージ１４１（ホルダ１４１Ｂ）、及び第２サブステージ１４２（ホルダ１４２Ｂ）のＸ軸方向に関する位置情報を取得可能である。また、計測システム３’は、メインステージ１４０、第１サブステージ１４１、及び第２サブステージ１４２のそれぞれの所定位置に設けられた反射面にＺ軸方向を計測軸とする複数の計測光を照射可能なレーザ干渉計を備えており、メインステージ１４０、第１サブステージ１４１（ホルダ１４１Ｂ）、及び第２サブステージ１４２（ホルダ１４２Ｂ）のＺ軸、θＸ、及びθＹ方向に関する位置情報を取得可能である。
制御装置１００は、計測システム３’の計測結果に基づいて、メインステージ１４０、第１サブステージ１４１、及び第２サブステージ１４２を適宜駆動し、第１、第２サブステージ１４１、１４２のホルダ１４１Ｂ、１４２Ｂに保持されている第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２の位置制御を行う。また、制御装置１００は、メインステージ１４０に対して第１サブステージ１４１及び第２サブステージ１４２の少なくとも一方を移動することによって、第１基板Ｐ１と第２基板Ｐ２との相対的な位置関係を調整することができる。
第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２を多重露光するときには、制御装置１００は、第１マスクステージ１及び第２マスクステージ２を用いて、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とを各走査方向（Ｙ軸方向、Ｚ軸方向）に移動しつつ、メインステージ１４０を用いて、第１基板Ｐ１と第２基板Ｐ２とを走査方向（Ｙ軸方向）に移動しながら、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２のそれぞれに第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を照射する。制御装置１００は、メインステージ１４０によるＹ軸方向の移動中に、第１、第２サブステージ１４１、１４２を駆動して、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２の位置及び姿勢を調整しつつ、第１、第２基板Ｐ１、Ｐ２を多重露光することができる。
このように、図２８及び図２９を示した基板ステージ４’を用いることによっても、第１基板Ｐ１と第２基板Ｐ２とをほぼ同時に多重露光することができ、効率良く複数の基板を多重露光できる。
なお、上述の第７〜第９実施形態において、１つの光源装置から射出された露光光を分岐光学素子で第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とに分岐し、それら第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とで第１パターンＰＡ１と第２パターンＰＡ２とを照明するようにしてもよい。
なお、図３０に示す模式図のように、合成光学素子２０’として、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２のそれぞれを第１偏光状態（例えばＰ偏光）の露光光と第２偏光状態（例えばＳ偏光）の露光光とに分離する偏光分離光学素子（偏光ビームスプリッタ）を用いてもよい。これにより、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とに第１偏光状態の露光光と第２偏光状態の露光光とを照射できるとともに、第３露光領域ＡＲ３と第４露光領域ＡＲ４とに第１偏光状態の露光光と第２偏光状態の露光光とを照射できる。
なお、上述の第７〜第９実施形態においては、主に、ショット領域Ｓを多重露光する場合を例にして説明したが、第７〜第９実施形態を通常の一重露光（単露光）にも用いることができるのはもちろんである。例えば、第２露光光ＥＬ２の照射を停止した状態で第１露光光ＥＬ１が第１マスクＭ１を照射すると、第１露光光ＥＬ１は合成光学素子２０で分岐され、第１露光光ＥＬ１の分岐した一方は第１露光領域ＡＲ１に照射され、第２露光光ＥＬ２の分岐した他方は第３露光領域ＡＲ３に照射される。これにより、第１マスクＭ１の第１パターンＰＡ１が第１露光領域ＡＲ１と第３露光領域ＡＲ３とに同時に露光される。
なお、上述の第７〜第９実施形態においては、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２との分岐及び合成が１つの合成光学素子２０によって実現されているが、分岐の作用を担う光学素子と合成の作用を担う光学素子とが別々に設けられてもよく、第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを所定の合成光学素子で合成した後、その合成された露光光を所定の分岐光学素子で、第１基板Ｐ１と第２基板Ｐ２とに向けて分岐するようにしてもよく、また、第１露光光ＥＬ１及び第２露光光ＥＬ２のそれぞれを分岐した後、分岐された第１露光光ＥＬ１と第２露光光ＥＬ２とを合成してもよい。
また、上述の第７〜第９実施形態では、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像が形成される第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２は、図２３のステップＳＡ５において、ほぼ同一の平面内に形成されるように位置調整されているが、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２とが互いに異なる面内に形成されるように調整してもよいし、あるいは第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置調整（ステップＳＡ５）を行わなくてもよい。すなわち、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２とでＺ軸方向の位置を異ならせてもよい。この場合、図２３のステップＳＡ１、ＳＡ２において第１、第２像面ＩＳ１、ＩＳ２の位置情報（傾斜情報を含む）は計測され、その位置関係も分かっているので、第１像面ＩＳ１と第２像面ＩＳ２との面位置関係を考慮して、図２４のステップＳＡ２０、ＳＡ２０’を実行すればよい。これは、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像が形成される第３、第４像面ＩＳ３、ＩＳ４についても全く同様である。
さらに、上述の第７〜第９実施形態においては、第１、第２マスクＭ１、Ｍ２に設けられた計測マークの空間像を光センサ１７０で検出して、第１〜第４像面ＩＳ１〜ＩＳ４の位置情報を取得しているが、第１、第２マスクステージ１、２に設けられた基準マークを、第１、第２照明領域ＩＡ１、ＩＡ２に配置して、その空間像を光センサ１７０で検出してもよい。なお、基準マークが設けられたマスクステージは、例えば、特開平８−７８３１３号公報、特開平８−７８３１４号公報（いずれも対応米国特許第６,０１８,３８４号）、特開平８−２２７８４７号公報（対応米国特許第６,１６９,６０２号）などに開示されている。
なお、上述の第７〜第９実施形態において、例えば米国特許第６,５９０,６３４号、米国特許第５,９６９,４４１号などに開示されているように、露光装置ＥＸは第１、第２基板ステージ４、５と同一構成の２つの基板ステージ、あるいは基板ステージ４’と同一構成の基板ステージを備えてもよい。この場合、露光動作と計測動作（例えば、ステップＳＡ７〜ＳＡ１２、ＳＡ７’〜ＳＡ１２’など）とを並行して行うことが可能となる。なお、第１、第２アライメント系９１、９２、及び第１、第２フォーカス・レベリング検出系８１、８２は、計測動作が行われる計測ステーションに配置される。
また、上述の第７〜第９実施形態では、第１、第２アライメント系９１、９２、及び第１、第２フォーカス・レベリング検出系８１、８２に計測動作を、露光動作が行われる領域内またはその近傍で行うものとしたが、例えば基板の交換が行われる位置と露光動作が行われる位置との間にアライメント系やフォーカス・レベリング検出系を設け、基板交換位置から露光位置まで基板が移動される間にその計測動作を行うようにしてもよい。
なお、上述の第７〜第９実施形態では、第１、第２アライメント系９１、９２が画像処理方式であるものとしたが、これに限られず他の方式、例えばコヒーレントなビームの照射によってマークから発生する回折光などを検出する方式などでもよい。また、上述の第７〜第９実施形態では、光センサ１７０として空間像計測器を用いて、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の位置情報を計測するものとしたが、その位置情報の計測装置は空間像計測器に限定されず任意でよい。さらに、上述の第７〜第９実施形態では第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２の像を光センサ１７０で検出するものとしたが、光センサ１７０とは別の計測装置、例えば第１、第２マスクＭ１、Ｍ２の上方にそれぞれ配置されるアライメント系を用いて、第１、第２アライメントマークＲＭ１、ＲＭ２と計測領域１７１の開口１７３（あるいは別の基準マーク）とを検出し、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の位置情報を取得してもよい。また、上述の第７〜第９実施形態では露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光を用いるものとしたが、ＡｒＦエキシマレーザ光と波長の異なる他の光、例えばＥＵＶ光などを用いてもよい。
なお、上述の第１〜第９実施形態においては、第１マスクＭ１が＋Ｙ方向に移動するときには、第２マスクＭ２が＋Ｚ方向に移動しているが、第１マスクＭ１が＋Ｙ方向に移動するときには、第２マスクＭ２が−Ｚ方向に移動するようにしてもよい。
なお、上述の第１〜第９実施形態においては、基板Ｐの露光中に、第１マスクＭ１がＹ軸方向に移動し、第２マスクＭ２が第１マスクＭ１の移動方向（Ｙ軸方向）と交差する方向（Ｚ軸方向）に移動しているが、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とが同じ方向（例えばＹ軸方向）に移動するようにしてもよい。例えば、第２マスクＭ２と第２光学系１２との間に、第２マスクＭ２から第２光学系１２に向かう光をほぼ９０度に折り曲げるミラーを設けることにより、第１マスクＭ１と第２マスクＭ２とのそれぞれをＹ軸方向に移動させることができる。また、例えば投影光学系を双頭型とし、投影光学系の物体面側で同一平面に第１、第２パターン形成面が配置される第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を異なるマスクステージでそれぞれ同一の走査方向に移動してもよいし、あるいは第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を同一のマスクステージに載置して同一の走査方向に移動してもよい。後者では、例えばマスクステージ上で第１、第２マスクＭ１、Ｍ２を相対移動するアクチュエータを設け、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２の像の位置関係を調整可能とすることが好ましい。また、第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を異なるマスク（Ｍ１、Ｍ２）に形成するものとしたが、１つのマスク上に第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２を形成してもよい。また、上述の第１〜第９実施形態では第１、第２パターンＰＡ１、ＰＡ２による基板の二重露光を行うものとしたが、３つ以上のパターンを用いる多重露光を行ってもよい。
なお、上述の第１〜第９実施形態において、投影光学系ＰＬは、縮小系に限られず、例えば等倍系及び拡大系のいずれであってもよい。また、投影光学系ＰＬとして、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、あるいは反射光学素子及び屈折光学素子の両方を含む反射屈折系（カタディ・オプトリック系）等であってもよい。さらに、投影光学系は双頭型の反射屈折系に限られず、例えば国際公開第２００４／１０７０１１号パンフレット（対応米国特許出願公開第２００６／０１２１３６４号）に開示されるように、複数の反射面を有しかつ中間像を少なくとも１回形成する光学系（反射系または反屈系）がその一部に設けられ、かつ単一の光軸を有する、いわゆるインライン型の反射屈折系でもよい。また、投影光学系ＰＬが生成する投影像は倒立像及び正立像のいずれでもよい。
なお、上述の第１〜第９実施形態においては、露光光としてＡｒＦエキシマレーザ光を用いるものとしているが、上述したように、Ｆ２レーザ光などの各種露光光（露光ビーム）を採用することができる。ここで、ＡｒＦエキシマレーザの代わりに、例えば国際公開第１９９９／４６８３５号パンフレット（対応米国特許７,０２３,６１０号）に開示されているように、ＤＦＢ半導体レーザ又はファイバーレーザなどの固体レーザ光源、ファイバーアンプなどを有する光増幅部、及び波長変換部などを含み、波長１９３ｎｍのパルス光を出力する高調波発生装置を用いてもよい。
また、上述の各実施形態において、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２の大きさ及び形状の少なくとも一方が異なっていてもよい。例えば、第１露光領域ＡＲ１と第２露光領域ＡＲ２とでＸ軸方向の幅及び／又はＹ軸方向の幅が異なっていてもよい。なお、Ｘ軸方向の幅が異なる場合には、１回のスキャン動作によってショット領域Ｓ内の一部だけが多重（二重）露光される。同様に、第２露光領域ＡＲ２及び第４露光領域ＡＲ４の大きさ及び形状の少なくとも一方が異なっていてもよい。さらに、上述の第１〜第９実施形態では、第１、第２照明領域と、第１、第２露光領域（及び第３、第４露光領域）がそれぞれ矩形状であるものとしたが、他の形状、例えば円弧状、台形状、平行四辺形状、あるいは菱形状などでもよい。
また、上述の各実施形態においては、ショット領域Ｓが第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２（第３露光領域ＡＲ３及び第４露光領域ＡＲ４）を通過する間、第１露光領域ＡＲ１及び第２露光領域ＡＲ２（第３露光領域ＡＲ３及び第４露光領域ＡＲ４）のそれぞれに露光光ＥＬ１、ＥＬ２の照射が続けられるが、少なくとも一方の露光領域において、ショット領域Ｓが通過する間の一部の期間だけで露光光が照射されるようにしてもよい。すなわち、ショット領域Ｓ内の一部だけ多重（二重）露光するようにしてもよい。
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、特開２００４−２８９１２６号（対応米国特許公開第２００４／０１６５１５９号公報）等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、第１、第２露光領域ＡＲ１、ＡＲ２（第３、第４露光領域ＡＲ３、ＡＲ４）を覆うように、液浸システムを用いて液体の液浸領域を基板Ｐ上に形成し、その液体を介して第１、第２露光光ＥＬ１、ＥＬ２を第１基板Ｐ１（第２基板Ｐ２）上に照射するようにしてもよい。液浸システムは、例えば、投影光学系の終端光学素子と基板との間の露光光の光路の近傍に設けられ、その光路に対して液体を供給するための供給口を有する供給部材及び液体を回収するための回収口を有する回収部材を有し得る。なお、液浸システムは、その一部（例えば、液体供給部材及び／又は液体回収部材）が露光装置に設けられている必要はなく、例えば露光装置が設置される工場等の設備を代用してもよい。また、液浸システムの構造は、上述の構造に限られず、例えば、欧州特許公開第１４２０２９８号公報、国際公開第２００４／０５５８０３号パンフレット、国際公開第２００４／０５７５９０号パンフレット、国際公開第２００５／０２９５５９号パンフレット（対応米国特許公開第２００６／０２３１２０６号）、国際公開第２００４／０８６４６８号パンフレット（対応米国特許公開第２００５／０２８０７９１号）、特開２００４−２８９１２６号公報（対応米国特許第６,９５２,２５３号）などに記載されているものを用いることができる。
液浸法に用いる液体としては、水（純水）を用いてもよいし、水以外のもの、例えば過フッ化ポリエーテル（ＰＦＰＥ）やフッ素系オイル等のフッ素系流体、あるいはセダー油などを用いてもよい。また、液体としては、水よりも露光光に対する屈折率が高い液体、例えば屈折率が１．６〜１．８程度のものを使用してもよい。ここで、純水よりも屈折率が高い（例えば１．５以上）の液体ＬＱ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ＬＱ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ＬＱは、純水にＨ＋、Ｃｓ＋、Ｋ＋、Ｃｌ−、ＳＯ４ ２−、ＰＯ４ 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。液体として、超臨界流体を用いることも可能である。また、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。また、終端光学素子を、例えば石英（シリカ）、あるいは、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してもよいし、石英や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。
液浸法を用いる場合、例えば、国際公開第２００４／０１９１２８号パンフレット（対応米国特許公開第２００５／０２４８８５６号）に開示されているように、終端光学素子の像面側の光路に加えて、終端光学素子の物体面側の光路も液体で満たすようにしてもよい。さらに、終端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好ましい。
上記各実施形態では、計測システム３（３’）として干渉計システムを用いて、マスクステージ及び基板ステージの位置情報を計測するものとしたが、これに限らず、例えば基板ステージの上面に設けられるスケール（回折格子）を検出するエンコーダシステムを用いてもよい。この場合、干渉計システムとエンコーダシステムの両方を備えるハイブリッドシステムとし、干渉計システムの計測結果を用いてエンコーダシステムの計測結果の較正（キャリブレーション）を行うことが好ましい。また、干渉計システムとエンコーダシステムとを切り替えて用いる、あるいはその両方を用いて、基板ステージの位置制御を行うようにしてもよい。
なお、上記各実施形態の基板としては、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。
また、上記各実施形態の露光装置ＥＸは、例えば特開平１１−１３５４００号公報（対応国際公開１９９９／２３６９２）、及び特開２０００−１６４５０４号（対応米国特許第６,８９７,９６３号）公報など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は独立に移動可能であるとともに、計測部材（例えば、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を備えていてもよい。この計測ステージを備える露光装置では、例えば前述の空間像計測器を含む複数の計測部材を全て計測ステージに設けてもよいが、その複数の計測部材の少なくとも１つを基板ステージに設けてもよい。
上記各実施形態では、第１及び第２パターンを形成するために第１及び第２マスクＭ１、Ｍ２を用いたが、これらに代えて、可変のパターンを生成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはパターンジェネレータとも呼ばれる）を用いることができる。電子マスクとして、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器：Spatial Light Modulator (ＳＬＭ)とも呼ばれる）の一種であるＤＭＤ（Deformable Micro-mirror Device又はDigital Micro-mirror Device）を用い得る。ＤＭＤは、所定の電子データに基づいて駆動する複数の反射素子（微小ミラー）を有し、複数の反射素子は、ＤＭＤの表面に２次元マトリックス状に配列され、かつ素子単位で駆動されて露光光を反射、偏向する。各反射素子はその反射面の角度が調整される。ＤＭＤの動作は、制御装置１００により制御され得る。制御装置１００は、基板上に形成すべき第１パターン及び第２パターンに応じた電子データ（パターン情報）に基づいてそれぞれのＤＭＤの反射素子を駆動し、照明系により照射される露光光を反射素子でパターン化する。ＤＭＤを使用することにより、パターンが形成されたマスク（レチクル）を用いて露光する場合に比べて、パターンが変更されたときに、マスクの交換作業及びマスクステージにおけるマスクの位置合わせ操作が不要になるため、多重露光を一層効率よく行うことができる。なお、電子マスクを用いる露光装置では、マスクステージを設けず、基板ステージによって基板をＸ軸及びＹ軸方向に移動するだけでもよい。また、基板上での第１、第２パターンの像の相対位置を調整するため、例えばアクチュエータなどによって、第１、第２パターンをそれぞれ生成する２つの電子マスクの相対位置を調整してもよいが、２つの電子マスクの少なくとも一方で、パターンを生成するタイミングを調整する、あるいは電子マスクでのパターン生成位置をずらしてもよい。なお、ＤＭＤを用いた露光装置は、例えば特開平８−３１３８４２号公報、特開２００４−３０４１３５号公報、米国特許第６,７７８,２５７号公報に開示されている。
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。
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、上記実施形態の露光装置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及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３１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、前述した実施形態の露光装置ＥＸによりマスクのパターンを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の基板処理プロセスを含むステップ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 (76)

  1. 基板を露光する露光装置において、
    第１露光光と第２露光光とが入射する光学素子を有し、前記光学素子からの前記第１露光光と前記第２露光光とを第１露光領域と第２露光領域とに照射する光学システムと、
    前記光学素子から前記第１及び第２露光領域に向かう方向とは異なる方向に向かう前記第１露光光及び前記第２露光光の少なくとも一方を検出する検出装置とを備えた露光装置。
  2. 前記第１露光領域に照射される前記第１露光光及び前記第２露光領域に照射される前記第２露光光で前記基板上の所定領域を多重露光する請求項１記載の露光装置。
  3. 前記検出装置は、前記第１露光領域と前記第２露光領域との位置関係に応じた位置に、前記第１露光光と前記第２露光光とが入射する検出面を有する請求項１又は２記載の露光装置。
  4. 前記第１露光領域と前記第２露光領域とは互いに異なる位置に設定され、
    前記検出装置の検出面における、前記第１露光領域と前記第２露光領域との位置関係に応じた２つの位置にそれぞれ前記第１露光光と前記第２露光光とが入射する請求項３記載の露光装置。
  5. 前記検出装置の検出面は、前記基板の表面と光学的に共役な位置又はその近傍に配置される請求項３又は４記載の露光装置。
  6. 前記第１露光領域と前記第２露光領域とはその少なくとも一部が重なり合う請求項３記載の露光装置。
  7. 前記検出装置は、前記基板に対する露光動作と並行して、前記第１露光光及び前記第２露光光の少なくとも一方を検出する請求項１〜６のいずれか一項記載の露光装置。
  8. 前記基板上に設定された複数の所定領域のそれぞれを順次露光し、
    前記検出装置の検出結果を前記所定領域に対応付けて記憶する記憶装置をさらに備えた請求項７記載の露光装置。
  9. 前記検出装置の検出結果に応じて、前記第１露光光及び前記第２露光光の少なくとも一方の照射状態を制御する制御装置をさらに備えた請求項１〜８のいずれか一項記載の露光装置。
  10. 前記制御装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記第１露光光及び前記第２露光光の少なくとも一方の光量を調整する請求項９記載の露光装置。
  11. 前記検出装置の検出結果に応じて警報を発する警報装置をさらに備えた請求項１〜１０のいずれか一項記載の露光装置。
  12. 前記検出装置は、前記異なる方向に向かう前記第１露光光及び前記第２露光光の少なくとも一方の光量を検出する請求項１〜１１のいずれか一項記載の露光装置。
  13. 基板を露光する露光装置において、
    第１露光光と第２露光光とが入射する光学素子を有し、前記光学素子からの前記第１露光光と前記第２露光光とを第１露光領域と第２露光領域とに照射する光学システムと、
    前記光学素子から、前記第１及び第２露光領域に向かう方向とは異なる方向に向かう、前記第１露光光及び前記第２露光光の少なくとも一方を含む光による影響を抑えるように、前記異なる方向に向かう光を処理する処理装置とを備えた露光装置。
  14. 前記処理装置は、前記光学システムの光学特性の変動を抑える請求項１３記載の露光装置。
  15. 前記第１露光領域に照射される前記第１露光光及び前記第２露光領域に照射される前記第２露光光で前記基板上の所定領域を多重露光する請求項１３又は１４記載の露光装置。
  16. 前記第１露光領域と前記第２露光領域とはその少なくとも一部が重なり合う請求項１３〜１５のいずれか一項記載の露光装置。
  17. 前記処理装置は、前記異なる方向に向かう光を前記光学システムの外へ光学的に導く誘導光学系を含む請求項１３〜１６のいずれか一項記載の露光装置。
  18. 前記処理装置は、前記異なる方向に向かう光を吸収可能な吸光部材を含む請求項１３〜１７のいずれか一項記載の露光装置。
  19. 前記処理装置は、前記異なる方向に向かう光を前記光学システムの外へ光学的に導く誘導光学系を含み、
    前記吸光部材は、前記光学システムの外に配置されている請求項１８記載の露光装置。
  20. 前記誘導光学系は、前記光学システムの複数の光学素子を保持する保持部材の、前記光学素子の近傍に設けられた透過領域を含み、
    前記処理装置は、前記透過領域を透過した前記異なる方向に向かう光を前記吸光部材の吸光面に集光する集光光学系を有する請求項１９記載の露光装置。
  21. 前記集光光学系と前記吸光部材の吸光面との間に設けられ、前記異なる方向に向かう光が通過するピンホールを有するピンホール部材をさらに備えた請求項２０記載の露光装置。
  22. 前記吸光面は、前記集光光学系の光軸に対して傾斜して配置されている請求項２０又は２１記載の露光装置。
  23. 前記吸光部材の熱を奪う熱処理装置をさらに備えた請求項１８〜２２のいずれか一項記載の露光装置。
  24. 前記熱処理装置は、前記吸光部材を冷却する冷却装置を含む請求項２３記載の露光装置。
  25. 前記熱処理装置は、前記吸光部材に接続された放熱部材を含む請求項２３又は２４記載の露光装置。
  26. 前記第１露光光で第１パターンを照明するとともに、前記第２露光光で第２パターンを照明する照明系をさらに備え、
    前記第１及び第２露光光はそれぞれ前記第１及び第２パターンを介して前記光学素子に入射する請求項１〜２５のいずれか一項記載の露光装置。
  27. 前記第１及び第２露光光が照射される第１及び第２照明領域に対する前記第１及び第２パターンの移動と、前記第１及び第２露光領域に対する前記基板の移動とを同期して行う移動装置をさらに備え、前記同期移動によって前記第１及び第２露光光で前記基板上の所定領域を多重露光する請求項２６記載の露光装置。
  28. 第１パターンを前記第１露光光で照明する第１照明系と、
    第２パターンを前記第２露光光で照明する第２照明系とをさらに備え、
    前記光学システムは、
    前記第１パターンからの前記第１露光光を前記光学素子へ導く第１光学系と、
    前記第２パターンからの前記第２露光光を前記光学素子へ導く第２光学系と、
    前記光学素子からの前記第１露光光及び前記第２露光光をそれぞれ前記第１露光領域及び前記第２露光領域へ導く第３光学系とを備えた請求項１〜２７のいずれか一項記載の露光装置。
  29. 前記第１パターンを有する第１マスクを、前記第１露光光に対して相対移動する第１マスク移動装置と、
    前記第２パターンを有する第２マスクを、前記第２露光光に対して相対移動する第２マスク移動装置と、
    前記基板を前記第１及び第２露光領域に対して相対移動する基板移動装置とをさらに備え、
    前記第１マスク移動装置及び前記第２マスク移動装置による前記第１マスク及び前記第２マスクの移動と、前記基板移動装置による前記基板の移動とを同期して行いつつ前記基板上の所定領域を多重露光する請求項２８記載の露光装置。
  30. 基板を露光する露光装置において、
    第１及び第２露光光が入射するとともに、それぞれ前記第１及び第２露光光を含む第１及び第２分岐光を射出する光学素子を有し、前記第１分岐光の第１及び第２露光光をそれぞれ第１及び第２露光領域に照射するとともに、前記第２分岐光の第１及び第２露光光をそれぞれ第３及び第４露光領域に照射する光学システムを備え、
    前記第１分岐光の前記第１及び第２露光光で第１基板上の所定領域を多重露光し、前記第２分岐光の前記第１及び第２露光光で第２基板上の所定領域を多重露光する露光装置。
  31. 前記光学素子は、前記第１及び第２分岐光を異なる方向に射出する請求項３０記載の露光装置。
  32. 前記第１基板を多重露光する動作と、前記第２基板を多重露光する動作の少なくとも一部とを並行して行う請求項３０又は３１記載の露光装置。
  33. 前記光学素子は、前記第１露光光の一部を通過させるとともに残りの一部を反射し、前記第２露光光の一部を反射するとともに残りの一部を通過させ、前記通過する第１露光光及び前記反射する第２露光光と、前記反射する第１露光光及び前記通過する第２露光光との一方を前記第１分岐光とし、他方を前記第２分岐光として射出する請求項３０〜３２のいずれか一項記載の露光装置。
  34. 前記光学システムは、
    前記第１露光光を前記光学素子へ導く第１光学系と、
    前記第２露光光を前記光学素子へ導く第２光学系と、
    前記第１分岐光の前記第１、第２露光光をそれぞれ前記第１、第２露光領域へ導く第３光学系と、
    前記第２分岐光の前記第１、第２露光光をそれぞれ前記第３、第４露光領域へ導く第４光学系とを有する請求項３０〜３３のいずれか一項記載の露光装置。
  35. 前記第１露光領域と前記第２露光領域とはその少なくとも一部が重なり合い、前記第３露光領域と前記第４露光領域とはその少なくとも一部が重なり合う請求項３０〜３４のいずれか一項記載の露光装置。
  36. 前記第１、第２露光領域と前記第１基板とのを相対移動によって前記第１基板上の所定領域を多重露光し、
    前記第３、第４露光領域と前記第２基板とのを相対移動によって前記第２基板上の所定領域を多重露光する請求項３０〜３５のいずれか一項記載の露光装置。
  37. 前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれを移動させる基板移動システムをさらに有する請求項３６記載の露光装置。
  38. 前記基板移動システムは、前記光学システムの光射出側で、前記第１基板を保持して移動可能な第１基板ステージと、前記第２基板を保持して前記第１基板ステージとは独立して移動可能な第２基板ステージとを含む請求項３７記載の露光装置。
  39. 前記基板移動システムは、前記光学システムの光射出側で、前記第１基板及び前記第２基板を保持して移動可能なメインステージと、
    前記メインステージに対して前記第１基板を移動可能な第１移動装置と、
    前記メインステージに対して前記第２基板を移動可能な第２移動装置とを含む請求項３７記載の露光装置。
  40. 前記第１基板及び前記第２基板のそれぞれの位置情報を計測する計測システムをさらに備えた請求項３０〜３９のいずれか一項記載の露光装置。
  41. 前記第１露光光で第１パターンを照明するとともに、前記第２露光光で第２パターンを照明する照明系をさらに備え、
    前記第１及び第２露光光はそれぞれ前記第１及び第２パターンを介して前記光学素子に入射する請求項３０〜４０のいずれか一項記載の露光装置。
  42. 前記第１及び第２露光光が照射される第１及び第２照明領域に対する前記第１及び第２パターンの移動と、前記第１及び第２露光領域に対する前記第１基板の移動及び前記第３及び第４露光領域に対する前記第２基板の移動とを同期して行う移動装置をさらに備え、前記同期移動によって前記第１及び第２基板の多重露光を行う請求項４１記載の露光装置。
  43. 前記光学素子は、前記第１露光光及び前記第２露光光それぞれを分岐する分岐光学素子を含む請求項１〜４２のいずれか一項記載の露光装置。
  44. 前記光学システムは、前記第１及び第２露光光を異なる方向から前記光学素子に入射させる請求項１〜４３のいずれか一項記載の露光装置。
  45. 前記光学システムは、前記第１及び第２露光光を異なる光学素子を介して前記光学素子に入射させる請求項１〜４４のいずれか一項記載の露光装置。
  46. 前記光学システムは、前記光学素子からの前記第１及び第２露光光を同一の光学素子を介して前記第１及び第２露光領域に導く請求項４５記載の露光装置。
  47. 前記光学素子は、前記第１露光光及び／又は前記第２露光光の少なくとも一部が透過する透過型である請求項４４〜４６のいずれか一項記載の露光装置。
  48. 前記光学素子は、前記第１露光光及び／又は前記第２露光光の少なくとも一部を偏向する請求項４７記載の露光装置。
  49. 基板を露光する露光装置であって、
    第１及び第２パターンの像を第１領域に生成する第１システムと、前記第１システムと一部が共通で、前記第１領域と異なる第２領域に前記第１及び第２パターンの像を生成する第２システムとを有する光学システムを備え、
    前記第１領域に生成される第１及び第２パターンの像で第１基板を多重露光するとともに、前記第２領域に生成される第１及び第２パターンの像で第２基板を多重露光する露光装置。
  50. 前記第１及び第２領域はそれぞれ、前記第１パターンの像が生成される第１露光領域と前記第２パターンの像が生成される第２露光領域とを含み、前記第１及び第２露光領域はその少なくとも一部が重なり合う請求項４９記載の露光装置。
  51. 前記第１パターンを第１露光光で照明するとともに、前記第２パターンを第２露光光で照明する照明系をさらに備え、
    前記照明系は、前記第１及び第２パターンを異なる照明条件で照明可能である請求項４９又は５０記載の露光装置。
  52. 前記第１及び第２露光光が照射される第１及び第２照明領域に対する前記第１及び第２パターンの移動と、前記第１及び第２領域に対する前記第１及び第２基板の移動とを同期して行う移動装置をさらに備え、前記同期移動によって前記第１及び第２基板の多重露光を行う請求項５１記載の露光装置。
  53. 前記光学素子には、第１パターンを介した前記第１露光光と第２パターンを介した第２露光光とが入射し、
    前記光学システムは、前記第１露光領域と前記第２露光領域とに前記第１パターンの像と前記第２パターンの像とを形成可能であり、前記第３露光領域と前記第４露光領域とに前記第１パターンの像と前記第２パターンの像とを形成可能であり、
    前記第１露光領域に形成された前記第１パターンの像と前記第２露光領域に形成された前記第２パターンの像とで前記第１基板上の所定領域を多重露光するとともに、
    前記第３露光領域に形成された前記第１パターンの像と前記第４露光領域に形成された前記第２パターンの像とで前記第２基板上の所定領域を多重露光する請求項１〜４８のいずれか一項記載の露光装置。
  54. 前記第１パターンと前記第２パターンとを移動しつつ、前記第１、第２基板上の所定領域を多重露光する請求項５３記載の露光装置。
  55. 請求項１〜請求項５４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。
  56. 基板を露光する露光方法において、
    第１露光光と第２露光光とが入射する光学素子を有する光学システムによって、前記第１及び第２露光光をそれぞれ第１及び第２露光領域に照射して前記基板を多重露光し、
    前記光学素子から前記第１及び第２露光領域に向かう方向とは異なる方向に向かう前記第１及び第２露光光の少なくとも一方を検出する露光方法。
  57. 前記基板の多重露光動作と並行して、前記異なる方向に向かう前記第１及び第２露光光の少なくとも一方を検出する請求項５６記載の露光方法。
  58. 基板を露光する露光方法において、
    第１露光光と第２露光光とが入射する光学素子を有する光学システムによって、前記第１及び第２露光光をそれぞれ第１及び第２露光領域に照射して前記基板を多重露光し、
    前記光学素子から前記第１及び第２露光領域に向かう方向とは異なる方向に向かう、前記第１及び第２露光光の少なくとも一方を含む光による影響を抑える露光方法。
  59. 前記異なる方向に向かう光による前記光学システムの光学特性の変動を抑える請求項５８記載の露光方法。
  60. 前記第１露光光で第１パターンを照明するとともに、前記第２露光光で第２パターンを照明し、前記第１及び第２露光光はそれぞれ前記第１及び第２パターンを介して前記光学素子に入射する請求項５６〜５９のいずれか一項記載の露光方法。
  61. 前記第１及び第２露光光が照射される第１及び第２照明領域に対する前記第１及び第２パターンの移動と、前記第１及び第２露光領域に対する前記基板の移動とを同期して行って、前記第１及び第２露光光で前記基板を多重露光する請求項６０記載の露光方法。
  62. 基板を露光する露光方法において、
    第１及び第２露光光が入射するとともに、それぞれ前記第１及び第２露光光を含む第１及び第２分岐光を射出する光学素子を有する光学システムによって、前記第１分岐光の第１及び第２露光光をそれぞれ第１及び第２露光領域に照射するとともに、前記第２分岐光の第１及び第２露光光をそれぞれ第３及び第４露光領域に照射し、
    前記第１分岐光で第１基板上の所定領域を多重露光するとともに、前記第２分岐光で第２基板上の所定領域を多重露光する露光方法。
  63. 前記第１及び第２分岐光は、前記光学素子から互いに異なる方向に射出される請求項６２記載の露光方法。
  64. 前記第１露光光で第１パターンを照明するとともに、前記第２露光光で第２パターンを照明し、前記第１及び第２露光光はそれぞれ前記第１及び第２パターンを介して前記光学素子に入射する請求項６２又は６３記載の露光方法。
  65. 前記第１及び第２露光光が照射される第１及び第２照明領域に対する前記第１及び第２パターンの移動と、前記第１及び第２露光領域に対する前記第１基板の移動及び前記第３及び第４露光領域に対する前記第２基板の移動とを同期して行って、前記第１及び第２基板の多重露光を行う請求項６４記載の露光方法。
  66. 前記第１及び第２露光光は異なる方向から前記光学素子に入射する請求項５６〜６５のいずれか一項記載の露光方法。
  67. 前記第１及び第２露光光は異なる光学素子を介して前記光学素子に入射する請求項５６〜６６のいずれか一項記載の露光方法。
  68. 前記光学素子からの前記第１及び第２露光光は同一の光学素子を介して前記第１及び第２露光領域に照射される請求項６７記載の露光方法。
  69. 前記第１露光光及び／又は前記第２露光光の少なくとも一部は前記光学素子を透過する請求項６６〜６８のいずれか一項記載の露光方法。
  70. 前記第１露光光及び／又は前記第２露光光の少なくとも一部は前記光学素子で偏向される請求項６９記載の露光方法。
  71. 基板を露光する露光方法であって、
    第１及び第２パターンの像を第１領域に生成するとともに、前記第１領域と異なる第２領域に前記第１及び第２パターンの像を生成し、
    前記第１領域に生成される第１及び第２パターンの像で第１基板を多重露光するとともに、前記第２領域に生成される第１及び第２パターンの像で第２基板を多重露光する露光方法。
  72. 前記第１及び第２領域はそれぞれ、前記第１パターンの像が生成される第１露光領域と前記第２パターンの像が生成される第２露光領域とを含み、前記第１及び第２露光領域はその少なくとも一部が重なり合う請求項７１記載の露光方法。
  73. 前記第１パターンを第１露光光で照明するとともに、前記第２パターンを第２露光光で照明し、前記第１露光光による前記第１パターンの照明条件と、前記第２露光光による前記第２パターンの照明条件とを異ならせる請求項７１又は７２記載の露光方法。
  74. 前記第１及び第２露光光が照射される第１及び第２照明領域に対する前記第１及び第２パターンの移動と、前記第１及び第２領域に対する前記第１及び第２基板の移動とを同期して行って、前記第１及び第２基板の多重露光を行う請求項７３記載の露光方法。
  75. 前記第１基板の多重露光動作と、前記第２基板の多重露光動作とはその少なくとも一部が並行して行われる請求項６２〜６５、７１〜７４のいずれか一項記載の露光方法。
  76. デバイス製造方法であって、
    請求項５６〜請求項７５いずれか一項に記載の方法により基板を露光することと、
    露光した基板を現像することと、
    現像した基板を加工することを含むデバイス製造方法。
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