KR101240130B1 - 노광 장치, 노광 방법, 및 마이크로 디바이스 제조 방법 - Google Patents

노광 장치, 노광 방법, 및 마이크로 디바이스 제조 방법 Download PDF

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Abstract

복수의 광학 유닛 (L1∼L13) 을 갖는 광학계를 통해서 투영되는 패턴의 이미지를 물체 (P) 상에 노광 전사하는 노광 장치로서, 상기 복수의 광학 유닛 (L1∼L13) 의 변동을 보상하도록, 그 복수의 광학 유닛 (L1∼L13) 에 의해서 상기 물체 (P) 상에 투영되는 복수의 이미지 중, 적어도 1개의 이미지의 위치를 보정하는 보정 장치를 구비한다.
Figure R1020077004138
노광 장치, 패턴 이미지, 광학 유닛, 컬러 필터, 위치 어긋남

Description

노광 장치, 노광 방법, 및 마이크로 디바이스 제조 방법{EXPOSURE DEVICE, EXPOSURE METHOD, AND MICRO DEVICE MANUFACTURING METHOD}
기술분야
본 발명은, 투영 광학계를 통해서 투영되는 패턴의 이미지를 감광 기판 등의 물체 상에 노광 전사하는 노광 장치, 노광 방법, 및 그 노광 장치를 사용한 마이크로 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.
배경기술
액정 표시 디바이스 등의 플랫 패널 표시 소자는 마스크 상에 형성된 패턴을 감광성 기판 상에 전사하는 이른바 포토리소그래피 수법에 의해 제조된다. 이 포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치는, 마스크를 지지하는 마스크 스테이지와 기판을 지지하는 기판 스테이지를 갖고, 마스크 스테이지 및 기판 스테이지를 차례로 이동시키면서 마스크의 패턴을 투영 광학계를 통해 기판에 전사하는 것이다. 이 중, 액정 표시 디바이스를 제조할 때에는, 기판으로서 대형의 유리 기판 (플레이트) 이 사용되고, 표시 영역의 대형화에 대한 요구로부터 마스크 스테이지와 기판 스테이지를 동기 주사하면서 마스크의 패턴을 연속적으로 기판 상에 전사하는 주사형 노광 장치에 있어서, 투영 광학계로서 복수 정렬한 투영 광학 유닛을 갖는 주사형 노광 장치, 이른바, 멀티렌즈 스캔형 노광 장치가 주로 사용되고 있다 (예를 들어, 일본국 공개특허공보 평7-57986호 참조).
복수의 투영 광학 유닛은, 오토포커스 검출계를 사이에 두고 주사 방향 양측의 각각에 배치되어 있는 구성이다. 그리고, 주사 방향 전방측에 배치된 투영 광학 유닛와, 후방측에 배치된 투영 광학 유닛은 다른 지지체를 통해서 칼럼 (노광 장치의 바디) 에 지지되어 있지만, 마스크 스테이지나 기판 스테이지가 이동하였을 때에, 미소하지만 칼럼에 일그러짐 변형이 생기는 경우가 있어, 투영 광학 유닛의 광학 특성 (결상 특성) 이 변화하여 고정밀한 노광 처리의 실시가 불가능해진다는 문제가 발생되고 있었다. 특히, 복수의 투영 광학 유닛 각각을 서로 다른 지지체로 지지하는 구성에서는, 복수의 투영 광학 유닛 상호의 상대 위치가 변화하여 고정밀한 노광 처리를 행하는 것이 불가능해진다. 또한, 액정 표시 디바이스를 제조하기 위한 주사형 노광 장치의 투영 광학계는 정립 (正立) 등배계가 일반적으로, 주사 노광시에 마스크 스테이지와 기판 스테이지는 같은 방향으로 이동하기 때문에, 칼럼에 대한 편하중이 커져, 상기 문제가 현저하게 나타난다. 또, 기판의 대형화 요구에 수반하여 장치 전체 (칼럼 전체) 도 대형화되어, 칼럼의 충분한 강성을 얻을 수 없어, 상기 문제는 더욱 현저해졌다. 그래서, 주사 방향 전방측에 배치된 투영 광학 유닛과 후방측에 배치된 투영 광학 유닛을 1개의 정반 (定盤; 지지체) 을 통해서 칼럼에 지지하는 노광 장치가 제안되어 있다 (일본국 공개특허공보 2004-177468호 참조).
상기 서술한 일본국 공개특허공보 2004-177468호에 개시되어 있는 노광 장치에 있어서는, 주사 방향 전방측에 배치된 투영 광학 유닛과 후방측에 배치된 투영 광학 유닛이 탑재된 정반을, 지지부가 갖는 구 형상 부재를 통해서 칼럼에 지지하 고 있다. 여기서, 정반에는, 투영 이미지를 기판 상에 형성하기 위한 개구부가 형성되어 있고, 또한 지지부가 갖는 구 형상 부재에 작용하는 마찰력과 투영 광학 유닛 자체의 무게에 의해 정반에 비틀림 성분이 발생하여, 주사 방향 전방측에 배치된 투영 광학 유닛과, 후방측에 배치된 투영 광학 유닛 사이에서 투영 위치에 어긋남 (주사 방향에서의 어긋남, 주사 방향과 교차하는 방향에서의 어긋남, 및 투영 광학계의 광축 방향을 축으로 하는 회전 방향에서의 어긋남) 이 발생할 우려가 있었다.
그런데, 플레이트는 액정 표시 소자의 대형화에 수반하여 대형화되고 있어, 현재로는 가로세로 1m 이상의 플레이트 (유리 기판) 도 사용되고 있고, 동시에 마스크도 대형화하고 있다. 노광 장치에 요구되는 디바이스의 패턴룰이 일정하다면, 대형의 마스크에도 소형의 마스크와 동일한 평면도가 요구된다. 이 때문에, 대형 마스크의 휨이나 기복 (wave) 을 소형 마스크의 휨이나 기복과 동일한 정도로 억제하기 위해서, 대형 마스크의 두께를 소형 마스크보다 대폭 두껍게 할 필요가 있다. 또한, 일반적으로 TFT (Thin Film Transistor) 형 액정 디스플레이 (패널) 의 제조에서 사용되고 있는 마스크는 고가의 석영 유리이기 때문에, 대형화되면 제조 비용이 증가한다. 나아가, 마스크의 평면도를 유지하기 위한 비용, 마스크 패턴의 검사 시간의 확대 등에 의한 비용 등이 증가하고 있다.
그래서, 마스크 대신에, DMD (Digital Micro-mirror Device 또는 Deformable Micro-mirror Device) 등을 사용하여, 패턴을 기판 상에 노광 전사하는 마스크리스 (maskless) 노광 장치가 제안되어 있다. 이 마스크리스 노광 장치에 있어서는, 종래의 마스크를 사용한 투영 노광 장치와 동일하게 주사 방향 전방측에 배치된 투영 광학 유닛과 후방측에 배치된 투영 광학 유닛이 탑재된 정반은 칼럼에 의해 지지되어 있기 때문에, 상기 서술한 통상적인 마스크를 사용하는 투영 노광 장치와 동일한 문제가 발생되고 있었다.
발명의 개시
따라서 본 발명의 목적은, 복수의 광학 유닛 사이에서 발생하는 광학성능의 변화 (예를 들어, 투영 위치의 어긋남 등) 를 보정할 수 있는 노광 장치 및 노광 방법 그리고 그 노광 장치를 사용한 마이크로 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 관점에 의하면, 복수의 광학 유닛을 갖는 광학계를 통해서 투영되는 패턴의 이미지를 물체 상에 노광 전사하는 노광 장치로서, 상기 복수의 광학 유닛의 변동을 보상하도록, 그 복수의 광학 유닛에 의해서 상기 물체 상에 투영되는 복수의 이미지 중, 적어도 1개의 이미지의 위치를 보정하는 보정 장치를 구비한 노광 장치가 제공된다.
본 발명의 제 2 관점에 의하면, 복수의 광학 유닛을 갖는 광학계를 통해서 투영되는 패턴의 이미지를 물체 상에 노광 전사하는 노광 방법으로서, 상기 복수의 광학 유닛의 변동을 보상하도록, 그 복수의 광학 유닛에 의해서 상기 물체 상에 투영되는 복수의 이미지 중, 적어도 1개의 이미지의 위치를 보정하면서, 노광을 실시하도록 한 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제 1 관점에 관련된 노광 장치 또는 제 2 관점에 관련된 노광 방 법에서는, 복수의 광학 유닛의 변동을 보상하도록, 복수의 광학 유닛에 의해 형성되는 복수의 이미지 중 적어도 1개의 이미지의 위치를 보정할 수 있기 때문에, 인접하는 광학 유닛에 의해 형성되는 이미지의 위치 어긋남을 보정할 수 있다. 따라서, 복수의 광학 유닛을 지지하는 부재의 변형 등에 의해 이미지의 위치 어긋남이 발생한 경우에 있어서도, 인접하는 광학 유닛의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있어, 물체 상에 소정의 패턴을 높은 정밀도로 전사할 수 있다.
본 발명의 제 3 관점에 의하면, 본 발명의 제 1 관점에 관련된 노광 장치를 사용하여 상기 패턴의 이미지를 감광 기판 등의 물체 상에 노광 전사하는 노광 공정과, 상기 노광 공정에 의해 노광 전사된 상기 물체 상의 패턴을 현상하는 현상 공정을 포함하는 마이크로 디바이스의 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제 3 관점에 관련된 마이크로 디바이스의 제조 방법에서는, 본 발명의 제 1 관점에 관련된 노광 장치를 사용하여 노광 처리를 실시하기 때문에, 물체 상에 소정의 패턴을 높은 정밀도로 전사할 수 있어, 고성능, 고품질, 고신뢰도의 마이크로 디바이스를 얻을 수 있다.
또, 본 발명은, 마스크에 형성된 패턴을, 복수의 광학 유닛을 갖는 광학계를 통해서 물체에 노광 전사하는 노광 장치는 물론, 임의의 패턴을 생성하는 가변 성형 마스크 (예를 들어, 전술한 DMD 등을 포함하는 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광변조기) 등) 에 의해 생성된 패턴을, 복수의 광학 유닛을 갖는 광학계를 통해서 물체에 노광 전사하는 노광 장치 등에도 적용할 수 있다.
도면의 간단한 설명
도 1 은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시형태의 노광 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시형태의 DMD 의 구성을 나타내는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시형태의 DMD 로부터 점상 (点像) 시야 조리개까지의 구성을 나타내는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 제 1 실시형태의 마이크로 렌즈 어레이 및 점상 시야 조리개의 일부 구성을 나타내는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 제 1 실시형태의 투영 광학 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7 은 본 발명의 제 1 실시형태의 플레이트 상에 있어서의 각 투영 광학 모듈에 의한 투영 영역을 나타내는 평면도이다.
도 8 은 본 발명의 제 1 실시형태의 주사형 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 9 는 본 발명의 제 1 실시형태의 주사형 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다.
도 10 은 본 발명의 제 1 실시형태의 지지부의 구성을 나타내는 도면이다.
도 11 은 본 발명의 제 1 실시형태의 노광 광학계와 정반의 상면도이다.
도 12 는 본 발명의 제 1 실시형태의 센서의 구성을 나타내는 상면도이다.
도 13 은 본 발명의 제 1 실시형태의 센서의 구성을 나타내는 정면도이다.
도 14 는 본 발명의 제 1 실시형태의 센서의 구성을 나타내는 측면도이다.
도 15 는 본 발명의 제 1 실시형태의 주사형 노광 장치의 시스템 구성을 나타내는 블록도이다.
도 16 은 본 발명의 제 1 실시형태의 점상 시야 조리개의 각 개구부를 통과한 광빔이 플레이트 상에 도달하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 은 본 발명의 제 1 실시형태의 점상 시야 조리개의 각 개구부를 통과한 광빔이 플레이트 상에 도달하는 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 18 은 본 발명의 제 1 실시형태의 웨지 (wedge) 프리즘의 구성을 나타내는 도면이다.
도 19 는 본 발명의 제 1 실시형태의 웨지 프리즘이 X 축 방향을 축으로 하여 회전하였을 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 20 은 본 발명의 제 1 실시형태의 웨지 프리즘이 X 축 방향을 축으로 하여 회전하였을 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 21 은 본 발명의 제 1 실시형태의 웨지 프리즘이 X 축 방향을 축으로 하여 회전하였을 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 22 는 본 발명의 제 1 실시형태의 웨지 프리즘이 X 축 방향을 축으로 하여 회전하였을 때의 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 23 은 본 발명의 제 1 실시형태의 웨지 프리즘이 X 축 방향을 축으로 하여 회전하였을 때의 투영 영역에 관해서 설명하기 위한 도면이다.
도 24 는 본 발명의 제 1 실시형태의 정반의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 25 는 본 발명의 제 1 실시형태의 정반이 변형하였을 때의 노광 광학계의 상태를 나타내는 도면이다.
도 26 은 본 발명의 제 1 실시형태의 정반의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 27 은 본 발명의 제 1 실시형태의 다른 투영 광학 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 28 은 본 발명의 제 1 실시형태의 다른 투영 광학 모듈의 구성을 나타내는 도면이다.
도 29 는 본 발명의 제 1 실시형태의 다른 노광 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 30a 는 본 발명의 제 1 실시형태의 다른 노광 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 30b 는 본 발명의 제 1 실시형태의 다른 노광 광학계의 구성을 나타내는 도면이다.
도 31 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치의 개략 구성도이다.
도 32 는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치의 개략 사시도이다.
도 33 은 본 발명의 제 2 실시형태의 투영 광학 모듈을 지지하고 있는 정반의 사시도이다.
도 34 는 본 발명의 제 2 실시형태의 투영 광학 모듈을 지지하고 있는 정반의 평면도이다.
도 35a 는 본 발명의 제 2 실시형태의 지지부를 나타내는 확대도이다.
도 35b 는 본 발명의 제 2 실시형태의 지지부를 나타내는 확대도이다.
도 36 은 본 발명의 제 2 실시형태의 센서의 배치 상태를 나타내는 도면이다.
도 37a 는 본 발명의 제 2 실시형태의 센서가 상대적인 거리를 측정하는 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛에 있어서의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 37b 는 본 발명의 제 2 실시형태의 센서가 상대적인 거리를 측정하는 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛에 있어서의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 37c 는 본 발명의 제 2 실시형태의 센서가 상대적인 거리를 측정하는 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛에 있어서의 위치를 설명하기 위한 도면이다.
도 38a 는 본 발명의 제 2 실시형태의 정반의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 38b 는 본 발명의 제 2 실시형태의 정반의 변형예를 나타내는 도면이다.
도 39 는 본 발명의 제 2 실시형태의 투영 광학 모듈의 구성도이다.
도 40 은 본 발명의 제 2 실시형태의 마스크 홀더의 위치를 계측하는 레이저 간섭 시스템의 구성도이다.
도 41 은 본 발명의 제 2 실시형태의 기판 홀더의 위치를 계측하는 레이저 간섭 시스템의 구성도이다.
도 42 는 본 발명의 제 2 실시형태의 다른 센서의 배치 상태를 나타내는 도면이다.
도 43 은 본 발명의 실시형태에 관련된 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스의 제조 방법을 설명하는 플로우차트이다.
도 44 는 본 발명의 실시형태에 관련된 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 플로우차트이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
[제 1 실시형태]
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 제 1 실시형태에 관해서 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 사시도이다. 이 실시형태에서는, 복수 (본 예에서는 13개) 의 노광 광학계 (L1∼L13) 에 대하여, 감광성 재료 (레지스트) 가 도포된 감광 기판으로서의 플레이트 (P) 를 상대적으로 이동시키면서, 액정 표시 소자 등의 패턴을 플레이트 (P) 상에 전사하는 스텝 앤드 스캔 방식의 주사형 투영 노광 장치를 예로 들어 설명한다.
또, 이하의 설명에 있어서는, 도 1 중에 나타낸 XYZ 직교 좌표계를 설정하고, 이 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치 관계에 관해서 설명한다. XYZ 직교 좌표계는, X 축 및 Y 축이 플레이트 (P) 에 대하여 평행해지도록 설정되고, Z 축이 플레이트 (P) 에 대하여 직교하는 방향으로 설정되어 있다. 도면 중의 XYZ 좌표계는, 실제로는 XY 평면이 수평면에 평행하게 설정되고, Z 축이 연직 방향으로 설정된다. 또한, 이 실시형태에서는, 플레이트 (P) 를 이동시키는 방향 (주사 방향) 을 X 방향으로 설정하고 있다.
이 주사형 노광 장치는, 외경이 500㎜ 보다 큰 플레이트 (P) 를 지지하는 플레이트 스테이지 (기판 스테이지: PST) 와, 플레이트 (P) 상에 임의의 패턴을 노광하기 위한 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 와, 노광 광학계 (L1∼L13) 를 정반 (9; 도 8 참조) 를 통해서 지지하는 칼럼 (1) 과, 노광 처리에 관한 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT1; 도 15 참조) 를 구비하고 있다. 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 는, 각각 케이스에 수용되어 있고, 칼럼 (1) 에 탑재되어 있다. 노광 광학계 (L1, L3, L5, L7, L9, L11, L13) 는, 주사 방향의 후방측 (－X 방향측) 으로서, Y 방향 (비주사 방향) 으로 정렬하여 배치되어 있다. 노광 광학계 (L2, L4, L6, L8, L10, L12) 는, 주사 방향의 전방측 (＋X 방향측) 으로서, Y 방향으로 정렬하여 배치되어 있다.
미도시된 LD 광원부로부터 사출된 광빔은, 화이버에 입사한다. 이 실시형태에 있어서는, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 에 대응하여 복수의 LD 광원부 및 화이버가 형성되어 있다. 또, 1개의 LD 광원부 및 1개의 화이버를 형성하고, 화이버가 각 노광 광학계 (L1∼L13) 에 대응한 복수의 화이버 사출단을 갖도록 해도 된다.
도 2 는, 노광 광학계 (제 1 노광 유닛: L1) 의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 미도시된 LD 광원부으로부터 사출되어, 화이버 (2) 에 입사한 광빔은, 화이버 (2) 의 사출단으로부터 사출된다. 화이버 (2) 의 사출단에서 사출된 광 빔은, 콜리메이터 광학계 (4) 및 미러 (6) 를 통해서, 노광 광학계 (L1) 를 구성하는 DMD (Digital Micro-mirror Device 또는 Deformable Micro-mirror Device: 8) 를 균일하게 조명한다. 또, DMD (8) 를 노광 광학계 (L1) 와는 별도로 형성하도록 해도 된다.
도 3 은, DMD (보정 장치: 8) 의 구성을 나타내는 도면이다. DMD (8) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 미소 영역으로 구분된 디바이스로서의 다수의 마이크로 미러 (반사 부재: 8a) 를 갖고 있다. 각 마이크로 미러 (8a) 는 그 각도를 각각 독립적으로 변경 가능하게 구성되어 있고, DMD (8) 는 각 마이크로 미러 (8a) 의 각도를 변화시킴으로써 광빔을 소정의 화상 데이터에 따라서 변조하는 가변 성형 마스크 (제 1 가변 성형 마스크) 로서 기능한다. 즉, 플레이트 (P) 의 주사에 동기하여, 반사광이 후술하는 릴레이 광학계 (10) 로 유도되도록 일부의 마이크로 미러 (8a) 의 각도를 변화시키고, 반사광이 릴레이 광학계 (10) 와는 다른 방향으로 진행하도록 타부의 마이크로 미러 (8a) 의 각도를 변화시킴으로써, 대응하는 노광 영역에 투영되는 임의의 패턴을 순차적으로 생성한다.
DMD (8; 일부의 마이크로 미러 (8a)) 에 의해 반사된 광빔은, 릴레이 광학계 (10) 에 입사한다. 도 4 는, 릴레이 광학계 (10) 의 구성을 나타내는 도면이다. 릴레이 광학계 (10) 는, 릴레이 렌즈군 (12a), 조리개 (14), 릴레이 렌즈군 (12b) 및 릴레이 렌즈군 (12c) 을 구비하고 있다. 광빔은, 릴레이 렌즈군 (12a), 조리개 (14), 릴레이 렌즈군 (12b) 및 릴레이 렌즈군 (12c) 을 사이에 둠으로써 확대되고, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 에 입사한다.
도 5 는, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 및 후술하는 점상 (点像) 시야 조리개 (18) 의 일부 구성을 나타내는 도면이다. 마이크로 렌즈 어레이 (16) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, DMD (8) 를 구성하는 마이크로 미러 (8a) 의 각각에 대응하는 다수의 요소 렌즈 (16a) 를 갖고 있고, 플레이트 (P) 와 광학적으로 공액인 위치 또는 그 근방에 배치되어 있다. 또한, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 는, XY 평면에 평행한 방향 및 Z 방향으로 이동 가능하고, 또한 XY 평면에 대하여 경사 가능하게 구성되어 있다.
마이크로 렌즈 어레이 (16) 의 각 요소 렌즈 (16a) 를 통과한 광빔은, 점상 시야 조리개 (18) 를 통과한다. 점상 시야 조리개 (18) 는, 도 5 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 를 구성하는 요소 렌즈 (16a) 의 각각에 대응하여 형성된 다수의 개구부 (18a) 를 갖고 있다. 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 를 통과함으로써, 노광 광학계 (L1) 내에서 발생하는 고스트 (ghost), 및 DMD (8) 의 온 오프시에 발생하는 이미지 흐름에 의한 노광에 대한 악영향을 방지할 수 있다. 또한, 점상 시야 조리개 (18) 는 다수의 개구부 (18a) 의 크기를 변경 가능하게 구성되어, 개구부 (18a) 의 크기를 변경함으로써 노광 광학계 (L1) 의 해상도를 조정할 수 있다.
또, 점상 시야 조리개 (18) 는, 다수의 개구부 (18a) 대신에, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 의 요소 렌즈 (16a) 의 각각에 대응하여 형성된 다수의 광투과부를 갖도록 해도 된다. 또, 다른 노광 광학계 (제 2 ∼제 13 노광 유닛 (L2∼L13)) 도 각각, DMD (가변 성형 마스크), 릴레이 광학계, 마이크로 렌즈 어레이 및 점상 시야 조리개를 구비하고 있고, 이들 DMD, 릴레이 광학계, 마이크로 렌즈 어레이 및 점상 시야 조리개는, DMD (8), 릴레이 광학계 (10), 마이크로 렌즈 어레이 (16), 점상 시야 조리개 (18) 와 동일한 구성을 갖고 있다.
점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 를 통과한 광빔은, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학 모듈 (PL1) 에 입사한다. 도 6 은, 노광 광학계 (L1) 를 구성하는 투영 광학 모듈 (PL1) 및 노광 광학계 (L2) 를 구성하는 투영 광학 모듈 (PL2) 의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학 모듈 (PL1) 에 입사한 광빔은, 투영 광학 모듈 (PL1) 을 구성하는 포커스 조정 기구 (보정 광학계 :20) 에 입사한다. 포커스 조정 기구 (20) 는, 제 1 광학 부재 (20a) 와 제 2 광학 부재 (20b) 를 구비하고 있다. 제 1 광학 부재 (20a) 및 제 2 광학 부재 (20b) 는 광빔을 투과 가능한, 쐐기형상의 유리판으로, 한 쌍의 쐐기형 광학 부재를 구성하고 있다. 또한, 제 1 광학 부재 (20a) 및 제 2 광학 부재 (20b) 는, 상대적으로 이동 가능하게 구성되어 있다. 제 2 광학 부재 (20b) 에 대하여 제 1 광학 부재 (20a) 를 X 방향으로 슬라이딩 (이동) 시킴으로써, 투영 광학 모듈 (PL1) 의 이미지면 위치가 Z 방향으로 이동한다.
포커스 조정 기구 (20) 를 통과한 광빔은, 시프트 조정 기구 (보정 광학계: 22) 에 입사한다. 시프트 조정 기구 (22) 는, Y 축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있는 평행 평면 유리판 (22a) 과, X 축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있는 평행 평면 유리판 (22b) 을 구비하고 있다. 평행 평면 유리판 (22a) 이 Y 축 둘레로 회전함으로써, 플레이트 (P) 상에 있어서의 패턴의 이미지는 X 축 방향으로 시프트한다. 평행 평면 유리판 (22b) 이 X 축 둘레로 회전함으로써, 플레이트 (P) 상에 있어서의 패턴의 이미지는 Y 축 방향으로 시프트된다.
시프트 조정 기구 (22) 를 통과한 광빔은, 회전 조정 기구로서의 직각 프리즘 (보정 광학계: 24) 에 입사한다. 직각 프리즘 (24) 은, Z 축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다. 직각 프리즘 (24) 이 Z 축 둘레로 회전함으로써, 플레이트 (P) 상에 있어서의 패턴의 이미지는 Z 축 둘레로 회전한다. 직각 프리즘 (24) 에 의해 반사된 광빔은, 렌즈군 (26) 을 통해서 미러 (28) 에 의해 반사된다. 미러 (28) 에 의해 반사된 광빔은, 재차 렌즈군 (26) 및 직각 프리즘 (24) 을 통하여, 배율 조정 기구 (보정 광학계: 30) 에 입사한다.
배율 조정 기구 (30) 는, 3개의 렌즈 (30a, 30b, 30c) 를 구비하고 있다. 3개의 렌즈 (30a∼30c) 는, 예를 들어 오목 렌즈 (30a), 볼록 렌즈 (30b), 오목 렌즈 (30c) 로 구성되어 있고, 볼록 렌즈 (30b) 를 Z 방향으로 이동시킴으로써, 플레이트 (P) 상에 형성되는 패턴 이미지의 배율을 조정할 수 있다. 배율 조정 기구 (30) 를 통과한 광빔은, 외경의 1 변이 500㎜ 보다 큰, 즉, 1 변 또는 대각선이 500㎜ 보다 큰 액정 표시 소자 등의 플랫 패널 디스플레이용의 플레이트 (대형 직사각형 기판: P) 상의 소정 노광 영역에 소정의 패턴 이미지를 형성한다. 또, 다른 노광 광학계 (L2∼L13) 를 구성하는 투영 광학 모듈 (이하, 투영 광학 모듈 (PL2∼PL13) 이라고 함) 은, 투영 광학 모듈 (PL1) 과 동일한 구성을 갖는다.
도 7 은, 플레이트 (P) 상에 있어서의 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 각각에 의한 투영 영역 (전술한 노광 영역에 대응: 48a∼48m) 을 나타내는 평면도이다. 각 투영 영역 (48a∼48m) 은, 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 의 시야 영역에 대응하여 소정 형상 (육각형, 마름모형, 평행 사변형, 또는 원호형 등) 으로 설정되어 있고, 이 실시형태에서는 사다리꼴형상을 갖고 있다. 투영 영역 (48a, 48c, 48e, 48g, 48i, 48k, 48m) 과, 투영 영역 (48b, 48d, 48f, 48h, 48j, 48l) 은, X 방향으로 소정 간격만큼 떨어져서 배치되어 있다. 또, 투영 영역 (48a∼48m) 의 각각은 인접하는 투영 영역의 단부 (경계부) 끼리가 Y 방향으로 겹쳐지도록 병렬 배치되어 있다. 즉, 노광 광학계 (L1∼L13) 에 의해서 플레이트 (P) 상에 인접하여 형성되는 이미지 각각은 서로 이미지의 일부가 중복되어 형성된다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 플레이트 (P) 를 탑재하는 플레이트 스테이지 (PST) 는, 방진대 (32a, 32b) 및 방진대 (32c, 32d; 도 8 및 도 9 참조) 에 지지되어 있는 베이스 (34) 상에 형성되어 있다. 방진대 (32a∼32d) 는, 외부로부터의 진동을 노광 장치에 전달하지 않도록, 통상 3개 이상 (이 실시형태에 있어서는 4개) 설치된다. 플레이트 스테이지 (PST) 는, 리니어 모터 (36) 에 의해 주사 방향 (X 방향) 으로 이동 가능하게 구성되어 있고, 가이드 (37) 에 대하여 에어 갭에 의해 부상시키는, 이른바, 에어 스테이지의 구성을 갖고 있다. 또한, 플레이트 스테이지 (PST) 는, 비주사 방향 (Y 방향) 으로 미량 이동 가능하게 구성되어 있는 미도시된 미동 스테이지를 갖고 있다.
또한, 칼럼 (1) 에는, 뒤에서 상세히 설명하는 레이저 간섭계가 형성되어, 노광 광학계 (L1∼L13) 각각을 수용하는 케이스의 소정 위치에는 참조경 (미도시) 이 형성되고, 플레이트 스테이지 (PST) 에는 X 이동경 (40a, 40b) 및 Y 이동경 (42) 이 형성되어 있다. 도 8 및 도 9 는, 이 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치의 개략 구성을 나타내는 도면이다. 도 8 및 도 9 에 나타내는 바와 같이, 노광 광학계 (L1∼L13) 를 지지하는 정반 (9) 은, 칼럼 (1) 상에 지지부 (19) 를 통해서 키네마틱 (kinematic) 하게 지지되어 있다. 지지부 (19) 는, 정반 (9) 의 3 군데 (도 10 참조) 의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 또, 칼럼 (1) 은, 베이스 (34) 를 지지하는 방진대 (32a∼32d) 와 동일한 설치면 (바닥 또는 베이스 플레이트 등) 에 형성해도 되고, 칼럼 (1; 정반 (9)) 을 통한 노광 광학계 (L1∼L13) 로의 진동의 전달이 억제되는 바디 구조로 하는, 예를 들어, 칼럼 (1) 을 베이스 (34) 에 형성하거나, 또는 방진대 (32a∼32d) 와는 별도의 방진대를 통해서 그 설치면 상에 칼럼 (1) 을 형성하는 것이 바람직하다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 중 노광 광학계 (L1, L3, L5, L7, L9, L11, L13) 는, Y 방향 (주사 방향과 교차하는 방향) 으로 정렬되어 있고, X 방향 (주사 방향) 의 후방측에 배치되어 있다 (이하, 제 1 노광 유닛군이라고 한다). 제 1 노광 유닛군은, 케이스 (U1; 도 11 참조) 안에 수용되어 있다. 또한, 노광 광학계 (L2, L4, L6, L8, L10, L12) 는, Y 방향으로 정렬되어 있고, X 방향의 전방측에 배치되어 있다 (이하, 제 2 노광 유닛군이라고 한다.). 제 2 노광 유닛군은, 케이스 (U2; 도 11 참조) 안에 수용되어 있다. 또한, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군은 X 방향에 있어서 대향하도록 배치되어 있고, 제 1 노광 유닛군을 구성하는 각 노광 광학계 (L1, L3, L5, L7, L9, L11, L13) 와, 제 2 노광 유닛군을 구성하는 각 노광 광학계 (L2, L4, L6, L8, L10, L12) 는 지그재그 형상으로 배치되어 있다. 즉, 지그재그 형상으로 배치되어 있는 노광 광학계 (L1∼L13) 의 각각은, 인접하는 광학계 (예를 들어, 노광 광학계 L1 과 L2, L3 과 L4 등) 를 Y 방향으로 소정량 변위시켜서 배치되어 있다. 이것에 의해, 노광 광학계 (L1∼L13; 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13)) 는 그 투영 영역 (48a∼48m) 이 플레이트 (P) 상에서 텔레스코프식 형상으로 배치된다 (도 7 참조).
도 10 은 지지부 (19) 의 확대도이다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 지지부 (19) 는, 칼럼 (1) 의 상부에 형성되고, 구면 형상 오목부 (80a) 를 갖는 부재 (80) 와, 구면 형상 오목부 (80a) 에 접하는 구면 (82A) 을 갖는 구 형상 부재 (82) 를 구비하고 있다. 부재 (80) 는, 칼럼 (1) 의 상부에 고정되어 있다. 또한, 정반 (9) 의 하면에는 구 형상 부재 (82) 를 배치 가능한 V 형상 오목부 (84) 가 형성되어 있고, 정반 (9) 의 V 형상 오목부 (84) 의 내면과 구 형상 부재 (82) 의 구면 (82A) 이 접하고 있다. 구 형상 부재 (82) 는 부재 (80) 의 구면 형상 오목부 (80a) 내에 탑재된 상태로서, 구면 형상 오목부 (80a) 의 내면에 대하여 구 형상 부재 (82) 의 표면 (82A) 은 슬라이딩 가능하다. 또, 정반 (9) 은 V 형상 오목부 (84) 를 통해서 구 형상 부재 (82) 에 탑재된 상태로서, V 형상 오목부 (84) 의 내면과 구 형상 부재 (82) 의 표면 (82A) 은 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 이들 면끼리가 슬라이딩 가능한 것에 의해, 예를 들어 칼럼 (1) 이 미소하게 변형하였을 때, 이들 면끼리가 슬라이딩함으로써 칼럼 (1) 의 변형이 정반 (9) 에 대하여 영향을 미치는 것이 억제되어 있다.
도 11 은, 케이스 (U1) 및 케이스 (U2) 에 수용되어 있는 노광 광학계 (L1∼ L13) 와 정반 (9) 의 상면도이다. 도 11 에 나타내는 바와 같이, 지지부 (19) 는 정반 (9) 의 면방향 (XY 방향) 에 있어서의 3 군데의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 도 11 중에 파선으로 나타내는 바와 같이, 3개의 지지부 (19) 를 연결하는 삼각형의 중심부와, 정반 (9) 의 중심부가 거의 동일해지도록, 지지부 (19) 각각이 배치되어 있다. 따라서, 칼럼 (1) 이 변형하더라도 중심부가 크게 이동하지 않는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이들 지지부 (19) 에 의해, 이른바 키네마틱 지지 구조가 구성된다. 이것에 의해, 칼럼 (1) 이 변형하더라도, 노광 광학계 (L1∼L13) 를 수용하는 케이스 (U1, U2) 나 정반 (9) 은 크게 이동하지 않아, 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 상호의 상대 위치의 변화를 작게 억제할 수 있다.
또한, 이 주사형 노광 장치에는, 도 8 및 도 9 (도 1 에서는 미도시) 에 나타내는 바와 같이, 노광 광학계 (L12 및 L13) 측 (－Y 방향측) 으로서, 케이스 (U1) 및 케이스 (U2) 측면에, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 위치 관계를 계측하는 센서 (계측 장치: C) 가 형성되어 있다. 센서 (C) 는, 키네마틱 지지 구조를 구성하는 지지부 (19) 등에 의해 억제할 수 없는 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대 위치의 변동량을 측정한다. 즉, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 병진량 (X 방향에 있어서의 상대적인 어긋남량) 및 자세 차이 (Y 방향에 있어서의 상대적인 어긋남량) 를 측정한다. 센서 (C) 로는, 예를 들어, 정전 용량 센서, 변위 센서, 간섭계 등이 사용된다. 센서 (C) 는, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 X 방향 (주사 방향) 에 있어서의 상대적인 제 1 거리 (X1) 를 측정한다. 또한, 도 13 에 나타내는 바와 같이, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 X 방향에 있어서의 상대적인 제 2 거리 (X2) 를 측정한다. 센서 (C) 에 의해 측정된 거리 (X1, X2) 는, 제어 장치 (CONT1) 에 대하여 출력된다.
또한, 센서 (C) 는, 도 12 및 도 14 에 나타내는 바와 같이, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 Y 방향 (주사 방향과 교차하는 방향) 에 있어서의 상대적인 제 1 거리 (Y1) 를 측정한다. 또한, 도 14 에 나타내는 바와 같이, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 Y 방향에 있어서의 상대적인 제 2 거리 (Y2) 를 측정한다. 센서 (C) 에 의해 측정된 거리 (Y1 및 Y2) 는, 제어 장치 (CONT1) 에 대하여 출력된다.
또한, 이 주사형 노광 장치는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치를 계측하는 레이저 간섭계 시스템을 구비하고 있다. 플레이트 스테이지 (PST) 의 －X 측 끝가장자리에는 Y 축 방향으로 연장되는 X 이동경 (40a, 40b) 이 형성되고, 플레이트 스테이지 (PST) 의 －Y 측의 끝가장자리에는 X 축 방향으로 연장되는 Y 이동경 (42) 이 형성되어 있다. X 이동경 (40a, 40b) 에 대향하는 위치에는, X 레이저 간섭계 (38) 가 베이스 (34) 상에 형성되어 있다.
노광 광학계 (L1∼L13) 의 케이스에는 각각 X 참조경 (미도시) 및 Y 참조경 (미도시) 이 설치되어 있다. X 레이저 간섭계 (38) 는, X 이동경 (40a, 40b) 각각에 측장빔을 조사함과 함께, 대응하는 X 참조경 각각에 참조빔을 조사한다. 조사한 측장빔 및 참조빔에 근거하는 X 이동경 (40a, 40b) 및 X 참조경 각각으로 부터의 반사광은 X 레이저 간섭계 (38) 의 수광부에서 수광된다. X 레이저 간섭계 (38) 는, 간섭광을 검출하여, 검출 결과를 제어 장치 (CONT1) 에 대해 출력한다. 제어 장치 (CONT1) 는, X 레이저 간섭계 (38) 에 의한 검출 결과에 기초하여, 참조빔의 광로길이를 기준으로 한 측장빔의 광로길이의 변화량, 나아가서는, X 참조경을 기준으로 한 X 이동경 (40a, 40b) 의 위치 (좌표) 를 계측한다. 제어 장치 (CONT1) 는, 그 계측 결과에 기초하여, 플레이트 스테이지 (PST) 의 X 축 방향에서의 위치를 구한다.
또한, Y 레이저 간섭계는, Y 이동경 (42) 에 측장빔을 조사함과 함께, Y 참조경 각각에 참조빔을 조사한다. 조사한 측장빔 및 참조빔에 근거하는 Y 이동경 (42) 및 Y 참조경 각각으로부터의 반사광은 Y 레이저 간섭계의 수광부에서 수광된다. Y 레이저 간섭계는, 간섭광을 검출하여, 검출 결과를 제어 장치 (CONT1) 에 대하여 출력한다. 제어 장치 (CONT1) 는, 참조빔의 광로길이를 기준으로 한 측장빔의 광로길이의 변화량, 나아가서는, Y 참조경을 기준으로 한 Y 이동경 (42) 의 위치 (좌표) 를 계측한다. 제어 장치 (CONT1) 는, 그 계측 결과에 기초하여, 플레이트 스테이지 (PST) 의 Y 축 방향에서의 위치를 구한다.
제어 장치 (CONT1) 는, 정반 (9) 의 자세 계측 결과에 기초하여, 플레이트 스테이지 (PST) 의 자세를 제어하고, 정반 (9) 에 지지되어 있는 노광 광학계 (L1∼L13) 와 플레이트 스테이지 (PST; 플레이트 (P)) 의 상대 위치를 조정한다.
또한, 이 주사형 노광 장치는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 노광 광학계 (L1∼L13) 의 주사 방향의 후방측 (－X 방향측) 에, 플레이트 (P) 에 형성되어 있 는 얼라인먼트 마크를 검출하는 복수의 얼라인먼트계 (AL1∼AL6), 및 플레이트 (P) 의 Z 방향에서의 위치를 검출하는 오토포커스계 (AF1∼AF6) 를 구비하고 있다. 또한, 플레이트 스테이지 (PST) 의 －X 방향의 단부에는, Y 방향으로 복수 정렬한 계측용 마크 (이하에서는 AIS 마크라고도 부른다) 를 갖는 기준 부재 (44) 가 형성되어 있다. 또한, 기준 부재 (44) 의 하방에는 미도시된 공간 이미지 계측 센서 (AIS) 가 형성되어 있고, 공간 이미지 계측 센서는 플레이트 스테이지 (PST) 에 매설되어 있다.
공간 이미지 계측 센서는, 각 DMD 의 위치와, 각 DMD 에 의해 형성되는 전사 패턴의 이미지가 플레이트 (P) 상에 투영되는 위치와의 관계를 구하기 위해서 사용된다. 즉, DMD 에 의해 형성되는 기준 마크와 AIS 마크가 일치하도록 플레이트 스테이지 (PST) 를 이동시켜, 기준 마크의 이미지와 AIS 마크를 공간 이미지 계측 센서에 의해 검출하고, 이 검출 결과에 기초하여 DMD 의 위치와 DMD 에 의해 형성되는 전사 패턴의 이미지가 플레이트 (P) 상에 투영되는 위치와의 관계를 구한다. 또, 이 경우에 DMD 에 의해 형성되는 기준 마크는, 후술하는 패턴 기억부 (74; 도 15 참조) 에 기억되어 있는 것으로, 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치는 X 레이저 간섭계 (38) 및 Y 레이저 간섭계에 의해 검출된다.
또한, 공간 이미지 계측 센서는, 얼라인먼트계 (AL1∼AL6) 의 위치와 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치와의 관계 (각 얼라인먼트계의 계측 중심의 XY 좌표계 상에서의 위치) 를 구하기 위해서 사용된다. 즉, 플레이트 스테이지 (PST) 를 이동하여, 얼라인먼트계 (AL1∼AL6) 의 계측 영역 중심 (구체적으로는 각 얼라인먼 트계에 형성되어 있는 지표 마크) 에 AIS 마크를 일치시키고, 이 때의 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치를 X 레이저 간섭계 (38) 및 Y 레이저 간섭계로 검출한다. 이 검출 결과에 기초하여, 얼라인먼트계 (AL1∼AL6) 의 위치와 플레이트 스테이지 (PST) 위치의 관계를 구한다.
또한, 플레이트 스테이지 (PST) 의 근방에는, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 를 통한 광빔의 강도, 특히, 제 1 노광 유닛군 및 제 2 노광 유닛군에 의해 오버랩 노광이 실시되는 영역에 있어서의 광빔의 강도를 계측하는 적어도 1개의 강도 센서 (빔 강도 계측계, 미도시) 가 형성되어 있다. 강도 센서는, XY 평면 상에 이동 가능하게 구성되어 있어, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 로부터 사출되는 광빔을 계측할 수 있는 위치로 이동하고, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 로부터 사출되는 광빔의 강도를 계측한다. 강도 센서에 의한 계측 결과는, 제어 장치 (CONT1) 에 대하여 출력된다. 또, 이 강도 센서는, 플레이트 스테이지 (PST) 에 형성해도 되고, 또는 플레이트 스테이지 (PST) 와는 독립적으로 가동 (可動) 인 구성으로 해도 된다.
도 15 는, 이 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치의 시스템 구성을 나타내는 블록도이다. 도 15 에 나타내는 바와 같이, 이 주사형 노광 장치는, 노광 처리에 관한 동작을 총괄 제어하는 제어 장치 (CONT1) 를 구비하고 있다. 제어 장치 (CONT1) 에는, 노광 광학계 (L1) 의 DMD (8) 의 각 마이크로 미러 (8a) 를 개별적으로 구동하는 DMD 구동부 (60) 가 접속되어 있다. DMD 구동부 (60) 는, 제어 장치 (CONT1) 로부터의 제어 신호에 기초하여 DMD (8) 의 각 마이크로 미러 (8a) 의 각도를 변경한다. 동일하게, 제어 장치 (CONT1) 에는 노광 광학계 (L2∼L13) 를 구성하는 DMD 의 각 마이크로 미러를 개별적으로 구동하는 DMD 구동부 (미도시) 가 접속되어 있고, DMD 구동부는 제어 장치 (CONT1) 로부터의 제어 신호에 기초하여 DMD 의 각 마이크로 미러의 각도를 변경한다.
또한, 제어 장치 (CONT1) 에는, 노광 광학계 (L1) 의 마이크로 렌즈 어레이 (16) 를 구동하는 렌즈 어레이 구동부 (62) 가 접속되어 있다. 렌즈 어레이 구동부 (62) 는, 제어 장치 (CONT1) 로부터의 제어 신호에 기초하여 마이크로 렌즈 어레이 (16) 를 XY 평면 내 또는 Z 방향으로 이동시키거나, 또는 XY 평면에 대하여 경사시킨다. 동일하게, 제어 장치 (CONT1) 에는 노광 광학계 (L2∼L13) 를 구성하는 마이크로 렌즈 어레이를 구동하는 렌즈 어레이 구동부 (미도시) 가 접속되어 있고, 렌즈 어레이 구동부는 제어 장치 (CONT1) 로부터의 제어 신호에 기초하여 마이크로 렌즈 어레이를 XY 평면 또는 Z 방향으로 이동시키거나, 또는 XY 평면에 대하여 경사시킨다.
또한, 제어 장치 (CONT1) 에는, 투영 광학 모듈 (PL1) 의 포커스 조정 기구 (20) 를 구동하는 포커스 조정 기구 구동부 (64), 시프트 조정 기구 (22) 를 구동하는 시프트 조정 기구 구동부 (66), 직각 프리즘 (24) 을 구동하는 직각 프리즘 구동부 (68), 및 배율 조정 기구 (30) 를 구동하는 배율 조정 기구 구동부 (70) 가 접속되어 있다. 포커스 조정 기구 구동부 (64), 시프트 조정 기구 구동부 (66), 직각 프리즘 구동부 (68), 및 배율 조정 기구 구동부 (70) 는, 제어 장치 (CONT1) 로부터의 제어 신호에 기초하여 포커스 조정 기구 (20), 시프트 조정 기구 (22), 직각 프리즘 (24), 및 배율 조정 기구 (30) 를 구동시킨다. 동일하게, 각 투영 광학 모듈 (PL2∼PL13) 을 구성하는 포커스 조정 기구를 구동하는 포커스 조정 기구 구동부 (미도시), 시프트 조정 기구를 구동하는 시프트 조정 기구 구동부 (미도시), 직각 프리즘을 구동하는 직각 프리즘 구동부 (미도시), 및 배율 조정 기구를 구동하는 배율 조정 기구 구동부 (미도시) 가 접속되어 있다. 포커스 조정 기구 구동부, 시프트 조정 기구 구동부, 직각 프리즘 구동부, 및 배율 조정 기구 구동부는, 제어 장치 (CONT1) 로부터의 제어 신호에 기초하여 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 직각 프리즘, 및 배율 조정 기구를 구동시킨다.
또한, 제어 장치 (CONT1) 에는, 플레이트 스테이지 (PST) 를 주사 방향인 X 방향을 따라서 이동시키고, 또한 Y 방향으로 미소 이동시키는 플레이트 스테이지 구동부 (72) 가 접속되어 있다. 또한, 제어 장치 (CONT1) 에는, 얼라인먼트계 (AL1∼AL6), 오토포커스계 (AF1∼AF6), 공간 이미지 계측 센서, 강도 센서, X 레이저 간섭계 (38) 및 Y 레이저 간섭계가 접속되어 있다. 또한, 제어 장치 (CONT1) 에는, DMD (8) 에 있어서 형성되는 전사 패턴이나, 얼라인먼트나 공간 이미지 계측에 사용되는 기준 마크를 기억하는 패턴 기억부 (74) 가 접속되어 있다. 또한, 제어 장치 (CONT1) 에는, 노광 데이터가 기억되어 있는 노광 데이터 기억부 (76) 가 접속되어 있다.
이 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치에 있어서는, DMD (8) 의 마이크로 미러 (8a), 마이크로 렌즈 어레이 (16) 의 각 요소 렌즈 (16a) 및 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 는, XY 평면 내에서 X 방향 및 Y 방향과 평행한 방향 에 이차원적으로 배열되어 있다. 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 를 통과한 광빔 각각이 X 방향 및 Y 방향과 평행한 위치에 도달하는 상태에서 주사 노광한 경우, X 방향에 평행한 선 형상 패턴을 형성할 수 있지만, Y 방향에 평행한 선 형상 패턴을 형성할 수는 없다. 따라서, Y 방향에 평행한 선 형상 패턴도 형성할 수 있도록, 예를 들어 점상 시야 조리개 (18) 를 Z 축 둘레로 소정 각도 α 회전시켜 설치하여, 도 16 에 나타내는 바와 같이, 회전시킨 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 를 통과한 광빔이 플레이트 (P) 상에 도달하도록 한다. 또, 점상 시야 조리개 (18) 의 회전에 동반하여, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 도 Z 축 둘레로 소정 각도 α 회전시켜 설치한다.
즉, 제어 장치 (CONT1) 는, 렌즈 어레이 구동부 (62) 에 대하여 제어 신호를 출력하여, 렌즈 어레이 구동부 (62) 를 통해서 Z 축을 축으로 하여 마이크로 렌즈 어레이 (16) 를 회전 구동시킨다. 또한, 제어 장치 (CONT1) 는, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 와 마찬가지로, 미도시된 구동부를 통해서 Z 축을 축으로 하여 점상 시야 조리개 (18) 를 회전 구동시킨다. 또한, 제어 장치 (CONT1) 는, DMD 구동부 (60) 에 대하여 제어 신호를 출력하여, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 의 각 요소 렌즈 (16a) 및 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 에 대응하도록, DMD 구동부 (60) 를 통해서 DMD (8) 의 각 마이크로 미러 (8a) 의 각도를 조정한다. 마이크로 렌즈 어레이 (16) 및 점상 시야 조리개 (18) 가 회전함으로써, 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 를 통과한 광빔이 Z 축 둘레로 소정 각도 α 회전되어 플레이트 (P) 상에 도달한다. 이 상태에서 주사 노광한 경우, X 방향 및 Y 방향과 평행한 선 형상 패턴을 형성할 수 있다.
또, 직각 프리즘 구동부 (68) 를 통해서 직각 프리즘 (24) 을 Z 축 둘레로 회전 구동시킴으로써, 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 를 통과한 광빔이 Z 축 둘레로 소정 각도 회전되어 플레이트 (P) 상에 도달하도록 해도 된다. 또, 이 실시형태에서는 XY 평면 내에서 X 방향 및 Y 방향과 평행한 방향에 이차원적으로 배열된 점상 시야 조리개 (18) 의 개구부 (18a) 를 구비하고 있지만, XY 평면 내에서 X 방향 및 Y 방향에 대하여 45 도 기울어진 방향에 이차원적으로 배열된 점상 시야 조리개의 개구부를 구비해도 된다. 이 경우에서도, 점상 시야 조리개의 각 개구부를 통과한 광빔이, 예를 들어 도 17 에 나타내는 바와 같이, Z 축 둘레로 소정 각도 α 회전시켜 플레이트 (P) 상에 도달하도록 한다.
또, 제어 장치 (CONT1) 는, 그 밖의 노광 광학계 (L2∼L13) 각각이 구비하는 마이크로 렌즈 어레이 및 점상 시야 조리개를 Z 축 둘레로 회전 구동시켜, DMD 의 각 마이크로 미러의 각도를 조정하거나, 또는, 직각 프리즘을 Z 축 둘레로 회전 구동시킨다. 이렇게 함으로써, 점상 시야 조리개의 각 개구부를 통과한 광빔이, 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 를 통과한 광빔과 마찬가지로, Z 축 둘레로 소정 각도 α 회전시켜 플레이트 (P) 상에 도달하도록 한다.
또한, 점상 시야 조리개 (18) 의 각 개구부 (18a) 를 통과한 광빔을 Z 축 둘레로 소정 각도 α 회전시키는 대신에, 노광 광학계 (L1) 에 의해 형성되는 투영 영역 (48a) 의 형상을 변형시켜도 된다. 즉, 투영 영역 (48a) 의 변형 전에 있어서 X 방향과 평행한 선 형상 패턴만을 형성할 수 있고, Y 방향과 평행한 선 형상 패턴을 형성할 수 없었던 경우에 있어서도, 투영 영역 (48a) 의 변형 후에 있어서 X 방향 및 Y 방향과 평행한 선 형상 패턴을 형성할 수 있다. 다음으로, 투영 영역 (48a) 의 변형 방법에 관해서 설명한다. 여기서, 이 실시형태에서는 노광 광학계 (L1) 에 의해 형성되는 투영 영역 (48a) 의 형상이 사다리꼴형상이지만, 설명을 알기 쉽게 하기 위해, 투영 영역 (48a) 가 직사각형상인 것으로 가정하여 설명한다.
도 18 은, 투영 영역 (48a) 의 형상을 변형시키는 웨지 (wedge) 프리즘 (보정 광학계: 90, 92) 의 구성을 나타내는 도면이다. 웨지 프리즘 (90, 92) 은, 점상 시야 조리개 (18) 와 투영 광학 모듈 (PL1) 사이의 광로 중 또는 투영 광학 모듈 (PL1) 과 플레이트 (P) 사이의 광로 중에 배치된다. 도 18 에 나타내는 바와 같이, 웨지 프리즘 (90) 의 입사면 (90a) 및 사출면 (90b) 은 평면을 갖고, 입사면 (90a) 와 사출면 (90b) 은 소정의 웨지각 (이하, 제 1 웨지각이라고 한다.) 을 갖고 있다. 웨지 프리즘 (90) 은, 입사면 (90a) 의 평면과 사출면 (90b) 의 평면의 교선의 방향이 Y 방향이 되도록 배치되어 있다. 또한, 웨지 프리즘 (90) 은, X 축 및 Y 축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다.
웨지 프리즘 (92) 의 입사면 (92a) 및 사출면 (92b) 은 평면을 갖고, 입사면 (92a) 과 사출면 (92b) 은 제 1 웨지각과 동일한 웨지각 (이하, 제 2 웨지각이라고 한다.) 을 갖고 있다. 웨지 프리즘 (92) 은, 입사면 (92a) 의 평면과 사출면 (92b) 의 평면의 교선의 방향이 Y 방향이 되도록 배치되어 있고, 제 1 웨지각과 제 2 웨지각이 대략 반대 방향을 향하도록 배치되어 있다. 또한, 웨지 프리즘 (90) 은, X 축 및 Y 축 둘레로 회전 가능하게 구성되어 있다.
웨지 프리즘 (90, 92) 중 적어도 1개를 Y 축 둘레로 회전시킴으로써 X 방향에서의 투영 배율을 조정할 수 있다. 또한, 웨지 프리즘 (90, 92) 중 적어도 1개를 X 축 둘레로 회전시킴으로써, 투영 광학 모듈 (PL1) 의 X 방향 및 Y 방향에서의 투영 위치를 시프트시킬 수 있다. 도 19 는, 웨지 프리즘 (90) 을, X 축 방향을 축으로 하여 반시계 방향으로 미소량 회전시켰을 때의 －Y 방향측에서 본 경우의 웨지 프리즘 (90, 92) 의 위치를 나타내는 도면, 도 20 은, ＋Y 방향측에서 본 경우의 웨지 프리즘 (90, 92) 의 위치를 나타내는 도면이다. 도 19 에 나타내는 바와 같이, 가장 －Y 방향측을 통과하는 광빔은 X 방향으로 t1 만큼 시프트되고, 도 20 에 나타내는 바와 같이 가장 ＋Y 방향측을 통과하는 광빔은 X 방향으로 t2 만큼 시프트된다.
또한, 웨지 프리즘 (90) 을, X 축 방향을 축으로 하여 회전시킴으로써, 노광 광학계 (L1) 의 X 방향에서의 투영 위치도 시프트된다. 도 21 은, 웨지 프리즘 (90) 을, X 축 방향을 축으로 하여 반시계 방향으로 미소량 회전시켰을 때의 －X 방향측에서 본 경우의 웨지 프리즘 (90, 92) 의 위치를 나타내는 도면, 도 22 는, ＋X 방향측에서 본 경우의 웨지 프리즘 (90, 92) 의 위치를 나타내는 도면이다. 도 21 에 나타내는 바와 같이, 가장 －X 방향측을 통과하는 노광광은 Y 방향으로 s1 만큼 시프트되고, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 가장 ＋X 방향측을 통과하는 노광광은 Y 방향으로 s2 만큼 시프트된다.
즉, 웨지 프리즘 (90) 을 회전시키지 않은 경우에 노광 광학계 (L1) 에 의해 플레이트 (P) 상에 형성되는 투영 영역 (48a) 의 형상이 도 23 중에 파선으로 나타내는 바와 같이 직사각형상 (장방형상) 인 경우, 웨지 프리즘 (90) 을, X 축 방향을 축으로 하여 반시계 회전으로 미소량 회전시킨 경우에 노광 광학계 (L1) 에 의해 플레이트 (P) 상에 형성되는 투영 영역 (48a) 은 도 23 중에 실선으로 나타내는 바와 같이 평행사변형상이 된다. 이것에 의해, 투영 영역 (48a) 의 형상을 변형시킬 수 있어, 투영 영역 (48a) 의 변형 전에 있어서는 X 방향과 평행한 선 형상 패턴만을 형성할 수 있고, Y 방향과 평행한 선 형상 패턴을 형성할 수 없었던 경우에 있어서도, 투영 영역 (48a) 의 변형 후에 있어서는 X 방향 및 Y 방향과 평행한 선 형상 패턴을 형성할 수 있다. 또, 그 밖의 투영 영역 (48b∼48m) 에 관해서도, 노광 광학계 (L2∼L13) 의 각각에 웨지 프리즘 (90, 92) 의 구성과 동일한 구성을 갖는 웨지 프리즘을 형성함으로써, 그 형상을 변형시킬 수 있다.
또, 3개의 웨지 프리즘을 구비하도록 해도 되고, 이 3개의 웨지 프리즘을 X 축 방향 또는 Y 축 방향을 축으로 하여 회전 구동시킴으로써, 이미지의 포커스 위치, 회전, 배율을 조정할 수 있다.
또한, 웨지 프리즘 (90, 92) 을 사용하여, X 축 방향 또는 Y 축 방향을 축으로 하여 회전 구동시킴으로써, 점상 시야 조리개 (18) 의 개구부 (18a) 에 도달하는 광빔의 위치의 미조정 (微調整) 을 실시할 수 있다. 이 때, 웨지 프리즘 (90, 92) 은, DMD (8) 와 릴레이 렌즈군 (12a) 사이의 광로 중 또는 릴레이 렌즈군 (12c) 과 마이크로 렌즈 어레이 (16) 사이의 광로 중에 배치된다.
이 경우에 있어서는, DMD (8) 의 노광 데이터를 조정함으로써 점상 시야 조 리개 (18) 에 도달하는 광빔의 위치를 디지털적으로 조정하는 것과 비교하여, 아날로그적으로 조정할 수 있어, 보다 미세한 패턴을 형성하는 경우에 유효하다.
다음으로, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 위치 어긋남을 보정하는 방법에 관해서 설명한다. 예를 들어, 도 24 에 나타내는 바와 같이, 정반 (9) 이 파선으로 나타내는 형상에서 실선으로 나타내는 형상으로 변형한 경우, 도 25 에 나타내는 바와 같이, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군이 실선으로 나타내는 위치에서 파선으로 나타내는 위치가 된다. 즉, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군이 X 방향에 있어서 상대적인 위치 어긋남이 발생하여, 제 1 노광 유닛군에 의해 플레이트 (P) 상에 투영되는 이미지와, 제 2 노광 유닛군에 의해 플레이트 (P) 상에 투영되는 이미지의 X 방향에 있어서의 어긋남이 생긴다. 제어 장치 (CONT1) 는, 센서 (C) 에 의해 측정된 거리 (X1, X2) 에 기초하여, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 X 방향에 있어서의 상대적인 변위량을 검출한다. 즉, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 병진량 (X 방향에 있어서의 상대적인 어긋남량) 을 검출한다.
또한, 예를 들어, 도 26 에 나타내는 바와 같이, 정반 (9) 이 파선으로 나타내는 형상에서 실선으로 나타내는 형상으로 변형한 경우, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 Y 방향에 있어서의 상대적인 어긋남이 생긴다. 즉, 제 1 노광 유닛군에 의해 플레이트 (P) 상에 투영되는 이미지와, 제 2 노광 유닛군에 의해 플레이트 (P) 상에 투영되는 이미지의 Y 방향에 있어서의 어긋남이 생긴다. 제어 장치 (CONT1) 는, 센서 (C) 에 의해 측정된 거리 (Y1, Y2) 에 기초하여, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 변위량을 검출한다. 즉, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 자세 차이 (Y 방향에 있어서의 상대적인 어긋남량) 를 검출한다.
여기서, 상기 서술한 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 을 각각 구성하는 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구로서의 직각 프리즘, 및 배율 조정 기구는, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치 및 제 2 노광 유닛군의 투영 위치 중 적어도 1개를 보정하는 보정 장치로서 기능한다. 또한, 노광 광학계 (L1∼L13) 를 각각 구성하는 DMD 의 노광 데이터를 변경함으로써, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군에 의해 형성되는 이미지의 위치 (투영 위치) 중 적어도 1개를 보정할 수 있다. 즉, 이 보정 장치는, 제어 장치 (CONT1) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 노광 광학계 (L1∼L13) 에 의해 형성되는 이미지의 회전, 시프트, 배율 및 포커스 위치 중 적어도 1개를 보정한다.
즉, 제어 장치 (CONT1) 는, 센서 (C) 에 의해 측정된 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여 검출한 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 변위량 (상호의 변동) 으로부터, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 를 구성하는 DMD 의 노광 데이터의 조정량 (보정량), 또는 각 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 을 구성하는 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구, 및 배율 조정 기구의 조정량 (구동량) 을 산출한다. 제어 장치 (CONT1) 는, 산출한 조정량 (보정량 또는 구동량) 의 정보를 포함하는 제어 신호를, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 를 구성하는 DMD 구동부, 각 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 을 구성하는 포커스 조정 기구 구동 부, 시프트 조정 기구 구동부, 직각 프리즘 구동부, 및 배율 조정 기구 구동부에 대하여 출력한다. 각 노광 광학계 (L1∼L13) 를 구성하는 DMD 구동부, 각 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 을 구성하는 포커스 조정 기구 구동부, 시프트 조정 기구 구동부, 직각 프리즘 구동부, 및 배율 조정 기구 구동부는, 제어 장치 (CONT1) 로부터의 조정량 (보정량 또는 구동량) 의 정보를 포함하는 제어 신호에 기초하여, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 를 구성하는 DMD 의 마이크로 미러, 각 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 을 구성하는 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 직각 프리즘 (회전 조정 기구) 및 배율 조정 기구를 구동한다. 이것에 의해, 제 1 노광 유닛군 또는 제 2 노광 유닛군에 의한 전사 패턴의 플레이트 (P) 상에 있어서의 투영 위치 (48a∼48m) 를 보정한다.
또, 제어 장치 (CONT1) 는, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 를 구성하는 DMD, 각 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 을 구성하는 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구, 및 배율 조정 기구 중 중 적어도 1개의 조정량 (구동량) 을 산출하여, 제 1 노광 유닛군 또는 제 2 노광 유닛군의 투영 위치 (48a∼48m) 의 어긋남을 보정한다.
여기서, 센서 (C) 에 의해 측정되는 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 는 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 변위량이기 때문에, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남량, 및 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남량을 개개로 검출할 수 없다. 따라서, 제어 장치 (CONT1) 는, 예를 들어 레이저 간섭계 시스템에 의해 계측되는 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치, 및 센서 (C) 에 의해 측 정되는 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남량과 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남량을 개개로 산출해도 된다. 즉, 제어 장치 (CONT1) 는, 레이저 간섭계 시스템에 의해 계측되는 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치에 기초하여 제 2 노광 유닛군의 투영 위치를 검출한다. 다음으로, 검출된 제 2 노광 유닛군의 투영 위치와 센서 (C) 에 의해 측정되는 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여 제 1 노광 유닛군의 투영 위치를 검출한다.
또한, 제어 장치 (CONT1) 는, 레이저 간섭계 시스템에 의해 계측되는 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치에 기초하여, 노광 광학계 (L1∼L13) 의 전체의 변동을 검출할 수 있다. 또한, 제어 장치 (CONT1) 는, 센서 (C) 에 의해 측정되는 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여, 노광 광학계 (L1∼L13) 의 상호 변동을 검출할 수 있다.
제어 장치 (CONT1) 는, 검출된 제 1 노광 유닛군의 투영 위치에 기초하여, 제 1 노광 유닛군을 구성하는 노광 광학계 (L1, L3, L5, L7, L9, L11, L13) 중 적어도 1개에 있어서의, DMD, 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구, 및 배율 조정 기구 중 적어도 1개의 조정량 (구동량) 을 산출한다. 또한, 검출된 제 2 노광 유닛군의 투영 위치에 기초하여, 제 2 노광 유닛군을 구성하는 노광 광학계 (L2, L4, L6, L8, L10, L12) 중 적어도 1개에 있어서의, DMD, 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구, 및 배율 조정 기구 중 적어도 1개의 조정량 (구동량) 을 산출한다. 그리고, 산출된 제 1 노광 유닛군의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량, 및 제 2 노광 유닛군의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량 에 기초하여, 각 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 의 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구, 및 배율 조정 기구를 구동함으로써 보정한다.
또한, 제어 장치 (CONT1) 는, 제 1 노광 유닛군 (또는 제 2 노광 유닛군) 의 투영 위치를 기준 (고정) 으로 하여 제 2 노광 유닛군 (또는 제 1 노광 유닛군) 의 투영 위치의 보정을 실시할 수도 있다. 이 경우에는, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남량과 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남량을 개개로 산출하는 것은 하지 않지만, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치와 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 상대적인 어긋남량을 보정할 수 있기 때문에, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치와 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있다.
또한, 제어 장치 (CONT1) 는, 센서 (C) 에 의해 측정된 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여 검출한 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 변위량에 기초하여, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량과, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량과 동량인 제 2 노광 유닛군의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량을 산출하도록 해도 된다. 즉, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 변위량에 기초하여 산출된 조정량의 2 분의 1 (절반) 씩을, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 조정량으로 한다. 이 경우에는, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남량과, 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남량을 개개로 산출하는 일은 없지만, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치와 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 상대적인 어긋남량을 보정할 수 있기 때문에, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치와 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 이음부를 정확히 일 치시킬 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 복수 정렬한 노광 광학계 (L1∼L13) 를 1개의 정반 (9) 으로 지지함으로써, 칼럼 (1) 에 일그러짐 변형이 발생했다고 해도, 이 칼럼 (1) 의 일그러짐 변형이 노광 광학계 (L1∼L13) 에 미치는 영향을 작게 억제할 수 있다. 그리고, 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 는 1개의 정반 (9) 에 의해 지지되어 있기 때문에, 칼럼 (1) 에 일그러짐 변형이 생기더라도, 노광 광학계 (L1∼L13) 끼리의 상대 위치의 변화를 작게 억제할 수 있다. 따라서, 노광 광학계 (L1∼L13) 의 결상 특성 (광학 성능) 의 변동을 작게 억제할 수 있다.
또한, 센서에 의해 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 4개의 거리를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 변위량, 즉 키네마틱 지지 구조를 구성하는 지지부 등에 의해 억제할 수 없는 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대 위치의 변화량을 검출할 수 있다. 또한, 그 검출 결과에 기초하여 가변 성형 마스크에 의해 생성되는 패턴의 플레이트 상에 있어서의 투영 위치를 전술한 보정 장치에 의해 보정할 수 있기 때문에, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치와 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남을 보정할 수 있다. 따라서, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군이 탑재되는 정반 또는 칼럼의 변형 등에 의해 투영 위치의 어긋남이 발생한 경우에 있어서도 그 투영 위치의 어긋남을 보정할 수 있기 때문에, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있어, 고정밀도로 노광을 실시할 수 있다.
또한, 이 실시형태에 있어서는, 센서 (C) 를 투영 광학 모듈 (PL12 및 PL13) 측 (－Y 방향측) 에 배치하고 있지만, 투영 광학 모듈 (PL1 및 PL2) 측 (＋Y 방향측) 에 배치해도 된다. 또, 센서 (C) 를 정반 (9) 의 하측 (-Z 방향측) 에 배치하고 있지만, 정반 (9) 의 상측 (＋Z 방향측) 에 배치해도 된다.
또, 본 실시형태에서는, X 방향에서의 2개의 거리 (X1, X2), 및 Y 방향에서의 2개의 거리 (Y1, Y2) 를 측정하도록 센서 (C) 를 구성하고 있지만, X 방향 및 Y 방향 중 어느 일방에 있어서의 1개 이상의 거리를 측정하도록 구성해도 된다.
또, 본 실시형태에서는, 전술한 보정 장치 (DMD, 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구, 및 배율 조정 기구의 적어도 1개) 에 의해, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치와 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남을 보정하고 있지만, 보정 장치로서 플레이트 (P) 가 탑재되어 있는 플레이트 스테이지 (PST) 의 자세를 제어함으로써, 제 1 노광 유닛군의 투영 위치와 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남을 보정해도 된다. 즉, 플레이트 스테이지 (PST) 의 위치를 조정함으로써, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남을 보정하는 것이 가능해진다.
또한, 센서 (C) 의 계측 결과에 기초하여 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남을 보정하고 있지만, 센서 (C) 를 형성하지 않고, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남을 보정하는 것도 가능하다. 예를 들어, 소정의 기온 (노광 장치 내의 온도 등) 이나 경과 시간에 근거하는 정반 (9) 의 변형을 미리 재현할 수 있는 경우에는, 정반 (9) 의 변형에 근거하는 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남의 조정량을 노광 데이 터 기억부 (76) 에 기억시켜 둔다. 그리고, 소정의 기온이 되었을 때, 또는 소정의 시간이 경과하였을 때, 제어 장치 (CONT1) 는, 노광 데이터 기억부 (76) 에 기억되어 있는 조정량에 기초하여, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남을 조정한다. 또, 도 1 의 노광 장치가, 플레이트 스테이지 (PST) 의 이동에 기인하여 정반 (9) 에 변형이 생기는, 즉 제 1 및 제 2 노광 유닛군이 상대적인 위치 어긋남이 생기는 바디 구조인 경우, 상기 기온 또는 경과 시간과 조합하거나, 또는 그것들과는 독립적으로, 예를 들어 플레이트 스테이지 (PST) 의 이동에 관한 정보 (일례로서, 위치 및 가속도의 적어도 일방을 포함) 에 대응하여, 정반 (9) 의 변형 (왜곡 등) 에 관한 정보, 제 1 및 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남에 관한 정보, 또는 그 위치 어긋남의 조정량을 사전에 구해, 노광 데이터 기억부 (76) 에 저장시켜 둔다. 그리고, 플레이트의 노광 동작 중, 예를 들어 레이저 간섭계 시스템 등으로부터 얻어지는 플레이트 스테이지 (PST) 의 이동에 관한 계측 정보 (또는, 플레이트 스테이지 (PST) 의 구동에 관한 지령치) 등에 따른 노광 데이터 기억부 (76) 의 저장 정보에 기초하여, 전술한 보정 장치에 의해 제 1 및 제 2 노광 유닛군에 의한 투영 이미지의 상대적인 위치 어긋남을 보정해도 된다.
또, 보정 장치로서의 DMD 를 러프 (rough) 보정 장치로 하고, 보정 장치로서의 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구 및 배율 조정 기구를 파인 보정 장치로 하여, 양자를 연동시켜 상기 보정을 실시해도 된다. 또한, 보정 장치로서의 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구 및 배율 조정 기구를 러프 보정 장치로 하고, 보정 장치로서의 DMD 를 파인 보정 장치로 하여, 양자를 연동시켜 상기 보정을 실시해도 된다.
또한, 보정 장치로서 DMD, 포커스 조정 기구, 시프트 조정 기구, 회전 조정 기구 및 배율 조정 기구에 의한 제 1 노광 유닛군의 투영 위치와 제 2 노광 유닛군의 투영 위치의 어긋남의 보정은, 노광 광학계의 캘리브레이션시, 노광시, 또는 항상 실시하도록 한다.
이 실시형태에서는, 각 노광 광학계 (L1∼L13) 를 투과하는 광빔의 강도 (노광량), 특히 인접하는 노광 광학계의 이음부에 도달하는 광빔의 강도를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 이음부에 도달하는 광빔의 강도 (노광량) 를 조정할 수 있다. 즉, 예를 들어 노광 광학계 (L1) 에 의해 형성되는 투영 영역 (48a) 과, 노광 광학계 (L2) 에 의해 형성되는 투영 영역 (48b) 의 이음부에 도달하는 광빔으로서, 노광 광학계 (L1) 를 투과한 광빔과, 노광 광학계 (L2) 를 투과한 광빔의 각 강도를 강도 센서에 의해 계측한다. 구체적으로는, 제어 장치 (CONT1) 는, 노광 광학계 (L1) 를 투과하여, 투영 영역 (48a) 과 투영 영역 (48b) 의 이음부에 도달하는 광빔의 강도를 계측할 수 있는 위치로 강도 센서를 이동시킨다. 강도 센서는, 계측 결과를 제어 장치 (CONT1) 에 대하여 출력한다.
또한, 제어 장치 (CONT1) 는, 노광 광학계 (L2) 를 투과하여, 투영 영역 (48a) 과 투영 영역 (48b) 의 이음부에 도달하는 광빔의 강도를 계측할 수 있는 위치로 강도 센서를 이동시킨다. 강도 센서는, 계측 결과를 제어 장치 (CONT1) 에 대하여 출력한다. 제어 장치 (CONT1) 는, 강도 센서에 의해 계측된 노광 광 학계 (L1) 를 투과한 광빔의 강도와, 노광 광학계 (L2) 를 투과한 광빔의 강도를 비교한다. 노광 광학계 (L1) 를 투과한 광빔의 강도와 노광 광학계 (L2) 를 투과한 광빔의 강도와의 차이가 큰 경우, 투영 영역 (48a) 과 투영 영역 (48b) 의 이음부에 있어서의 노광량에 대한 선폭 정밀도가 저하된다. 따라서, 제어 장치 (CONT1) 는, 미도시된 광원의 전압 등의 조정을 실시함으로써, 노광 광학계 (L1) 를 투과하는 광빔의 강도와, 노광 광학계 (L2) 를 투과하는 광빔의 강도를 거의 동일하게 한다.
또, 제어 장치 (CONT1) 는, 다른 이음부에 도달하는 광빔의 강도를 강도 센서에 의해 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 광빔의 강도의 조정을 실시한다. 또한, 상기 광빔의 강도 (노광량) 의 조정은, 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 중 적어도 1개에서 그 패턴 이미지의 위치를 보정할 때에 실시하는 것이 바람직하다. 또, 이 실시형태에서는, XY 평면 내를 이동 가능하게 구성되어 있는 1개의 강도 센서를 구비하고 있지만, 복수의 강도 센서를 구비하도록 해도 된다. 또, 이 실시형태에 관련된 강도 센서는, 광빔의 단일 빔 스폿의 강도를 계측하고 있지만, 소정 단위로 분할된 광빔의 강도 (예를 들어, 1개 또는 복수의 투영 영역 내에 도달하는 광빔의 강도, 1개의 투영 영역을 분할한 영역 내에 도달하는 광빔의 강도) 를 계측하도록 해도 된다.
또한, 노광 광학계 (L1∼L13) 에 의해 형성되는 투영 영역 (48a∼48m) 의 이음부와 이음부가 아닌 부분과의 디스토션 (distortion) 의 영향을 동일하게 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 제 1 노광 유닛군측 이음부의 전사 패턴과 제 2 노광 유닛군측 이음부의 전사 패턴이 편중하지 않고 균일하게 분산되도록, DMD 에 의한 패턴을 형성한다. 이 때, 전사 패턴의 주사 방향에서의 길이에 관해서, 이음부끼리의 적산된 길이를 이음부가 아닌 부분의 길이와 동일하게 한다.
또, 가변 성형 마스크에 의해 형성된 패턴을 플레이트 상에 형성할 때, 플레이트를 탑재한 플레이트 스테이지를 이동시킴으로써, 플레이트 스테이지의 움직임 오차, 노광 광학계를 지지하고 있는 칼럼의 변형이 발생하여, 결과적으로 제 1 노광 유닛과 제 2 노광 유닛의 상대적인 위치 오차가 생기고, 플레이트 상의 패턴에 위치 오차가 발생하는 경우가 있다. 이 경우에는, 예를 들어 시험 노광을 실시함으로써, 플레이트 스테이지의 움직임 오차 등에 의한 패턴의 배열 오차를 계측한다. 이 계측한 계측치를 사용하여, 각 투영 이미지의 위치를 직접 보정하는 보정 테이블을 작성하고, 플레이트의 각 위치에 있어서의 보정 테이블을 가짐으로써, 이미지의 위치를 차례로 보정하도록 해도 된다. 또, 주사 방향마다의 보정치를 갖도록 해도 된다. 또, 본 실시형태에서는, 일회의 스캔으로 플레이트의 노광이 완결되는 것을 나타내었지만, 복수의 주사 노광 사이에 플레이트 스테이지를 스텝 동작시키는 스텝 앤드 스캔 방식을 사용해도 된다. 또, 노광 광학계에 대하여 플레이트 스테이지를 주사시키는 것을 나타내었지만, 노광 광학계를 플레이트에 대하여 주사하도록 해도 됨은 물론이다. 그 때에도, 노광 광학계의 이동에 의한 장치의 변형이 있을 수 있어, 플레이트의 각 노광 위치에 있어서의 이미지의 위치 보정치를 설정하도록 해도 된다.
이 실시형태에 관련된 주사형 투영 노광 장치에 의하면, 플레이트 스테이지 의 주사에 동기하여 DMD 에 의해 형성되는 전사 패턴을 변화시킬 수 있기 때문에, 원하는 패턴을 용이하게 생성할 수 있다. 또한, 전사 패턴이 형성되는 마스크의 사용시에 필요하던 마스크 스테이지를 구비할 필요가 없어, 노광 장치의 비용절감 및 소형화를 가능하게 한다. 또한, 이 주사형 투영 노광 장치에 의하면, 노광 광학계가 전사 패턴 이미지의 위치 보정을 실시하는 것이 가능하기 때문에, DMD 에 의해 형성되는 전사 패턴의 이미지를 정확하게 투영 노광할 수 있다.
또한, 이 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치에 의하면, 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 의 변동을 보상하도록, 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 에 의해 형성되는 복수의 이미지 중 적어도 1개의 이미지의 위치를 보정할 수 있기 때문에, 인접하는 노광 광학계에 의해 형성되는 이미지의 위치 어긋남을 보정할 수 있다. 따라서, 복수의 노광 광학계 (L1∼L13) 를 지지하는 부재의 변형 등에 의해 이미지의 위치 어긋남이 발생한 경우에 있어서도 인접하는 노광 광학계의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있어, 플레이트 (P) 상에 DMD (8) 에 의해 형성되는 소정의 패턴을 높은 정밀도로 노광할 수 있다.
또한, 이 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치에 의하면, 강도 센서에 의해 각 노광 광학계 (L1∼L13) 를 투과하는 광빔의 강도를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 노광 광학계 (L1∼L13) 중 적어도 1개를 투과하는 광빔의 강도를 조정하기 때문에, 인접하는 노광 광학계의 광빔의 강도 차이를 보정할 수 있다. 따라서, 인접하는 노광 광학계를 투과하는 광빔의 강도에 차이가 발생한 경우에 있어서도 그 광빔의 강도 차이를 보정할 수 있기 때문에, 인접하는 노광 광학계의 이음부 의 노광을 양호하게 실시할 수 있어, 플레이트 (P) 상에 DMD (8) 에 의해 형성되는 소정의 패턴을 높은 정밀도로 노광할 수 있다.
또, 이 실시형태에서는, 제 1 노광 유닛군과 제 2 노광 유닛군의 상대적인 관계가 변화하는 것을 나타내었지만, 각 유닛군을 구성하는 각 노광 광학계의 각각에 위치 검출용 센서를 형성함으로써, 각 노광 광학계의 위치ㆍ자세를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 이미지의 위치를 보정하도록 전술한 보정 장치를 제어하도록 해도 된다.
또한, 이 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치에서는, 도 6 에 나타내는 투영 광학 모듈을 구비하고 있지만, 도 27 또는 도 28 에 나타낸 것과 같은 구성을 갖는 투영 광학 모듈을 구비하도록 해도 된다. 도 27 에 나타내는 투영 광학 모듈은, 프리즘 (24a), 렌즈군 (26a), 및 미러 (28a) 에 의해 구성되어 있다. 도 28에 나타내는 투영 광학 모듈은, 빔 스플리터 (24b), 1/4 파장판 (25), 렌즈군 (26b), 및 미러 (28b) 에 의해 구성되어 있다.
또한, 이 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치에 있어서는, 도 2 에 나타낸 점상 시야 조리개 (18) 및 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13) 을 통한 광빔에 의해 패턴 이미지를 플레이트 (P) 상에 형성하고 있지만, 도 29 에 나타내는 바와 같이, 마이크로 렌즈 어레이 (16) 를 통과한 광빔에 의해 패턴 이미지를 플레이트 (P) 상에 형성하도록 해도 된다. 즉, 점상 시야 조리개 및 투영 광학 모듈을 구비하지 않은 구성으로 해도 된다. 이 경우에는, 장치 본체를 컴팩트화 및 저비용화할 수 있다.
또한, 이 실시형태에서는, 화이버의 사출단으로부터 사출된 대략 정사각형의 광속 단면 형상을 갖는 광빔을 DMD 에 입사시키고 있지만, 예를 들어 도 30a, 도 30b 에 나타내는 바와 같은 프리즘 (5a, 5b) 을 콜리메이터 광학계 (4) 와 미러 (6; 또는 DMD (8)) 사이의 광로 중에 삽입함으로써, 광속 단면 형상을 DMD (8; 마이크로 미러) 와 동일한 직사각형상으로 정형하고, DMD (8) 에 입사시키도록 해도 된다. 이 경우에 있어서는, 도 3 에 나타내는 직사각형상의 DMD (8) 에 정사각형상의 광속을 입사시킨 경우와 비교하여, 광빔을 낭비없이 사용할 수 있다.
또, 상기 실시형태에서는 그 모든 광학 부재 (구성 요소) 가 일체로 유지되는 노광 광학계를 정반 (9) 에 설치하는 것으로 하였지만, 노광 광학계의 일부 (예를 들어, 적어도 투영 광학 모듈을 포함한다) 를 정반 (9) 에 설치하고, 나머지는 정반 (9) 과 다른 가대 (칼럼, 프레임 등) 에 형성하도록 해도 된다. 또, 상기 실시형태에서는 DMD (8) 와 점상 시야 조리개 (18) 에 의해 임의의 패턴을 플레이트 (P) 상에 형성하는 것으로 하였지만, 예를 들어 점상 시야 조리개를 형성하지 않고 DMD 만으로 패턴을 형성해도 된다. 또, 상기 실시형태에서는 가변 성형 마스크 (전자 마스크) 로서, 기판 상에 형성할 패턴의 전자 데이터 (노광 데이터) 에 기초하여 마이크로 미러의 각도가 제어되는 DMD 를 사용하는 것으로 하였지만, 예를 들어 광의 진폭, 위상 또는 편광 상태를 공간적으로 변조하는 소자인, DMD 이외의 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광변조기 (Spatial Light Modulator) 라고도 불린다) 를 사용해도 된다. 나아가, 상기 실시형태에서의 노광 광학계는 도 2 에 나타낸 구성 등에 한정되지 않고 임의로 해도 상관없다. 예를 들어, DMD 대 신에 자발광형 화상 표시 소자를 사용해도 되고, 이 경우에는 투영 광학 모듈에 관해서 기판 (플레이트) 과 실질적으로 공액에 그 자발광형 화상 표시 소자를 배치하기만 해도 되기 때문에, 노광 광학계는 자발광형 화상 표시 소자, 및 투영 광학 모듈만을 갖게 된다. 또, 자발광형 화상 표시 소자에는, 예를 들어 복수의 발광점을 갖는 고체 광원칩, 칩을 복수 개 어레이 형상으로 배열한 고체 광원 칩 어레이, 또는 복수의 발광점을 1장의 기판에 구성시킨 고체 광원 어레이 (예를 들어 LED (Light Emitting Diode) 디스플레이, OLED (Organic Light Emitting Diode) 디스플레이, LD (Laser Diode) 디스플레이 등) 등이 포함된다.
상기 서술한 제 1 실시형태에 관련된 주사형 노광 장치에 의하면, 병렬적으로 배치된 복수의 광학 유닛 (노광 광학계 (L1∼L13) 의 전부 (2,4,6,8,10,16,18, PL1∼PL13 등) 또는 일부 (예를 들어, 투영 광학 모듈 (PL1∼PL13)) 의 변동을 보상하도록, 복수의 광학 유닛에 의해 형성되는 복수의 이미지 중 적어도 1개의 이미지의 위치를 보정할 수 있기 때문에, 인접하는 광학 유닛에 의해 형성되는 이미지의 위치 어긋남을 보정할 수 있다. 따라서, 복수의 광학 유닛을 지지하는 부재의 변형 등에 의해 이미지의 위치 어긋남이 발생한 경우에 있어서도, 인접하는 광학 유닛의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있어, 감광 기판 (예를 들어, 유리 기판, 웨이퍼) 등의 물체 상에 가변 성형 마스크에 의해 형성되는 소정의 패턴을 높은 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
또한, 이 제 1 실시형태의 주사형 노광 장치에 의하면, 빔 강도 계측계에 의해 제 1 노광 유닛 및 제 2 노광 유닛의 빔 강도를 측정하고, 그 측정 결과에 기초 하여 제 1 노광 유닛 및 제 2 노광 유닛의 적어도 일방의 빔 강도를 조정하기 때문에, 제 1 노광 유닛의 빔 강도와 제 2 노광 유닛의 빔 강도의 차이를 보정할 수 있다. 따라서, 제 1 노광 유닛과 제 2 노광 유닛의 빔 강도에 차이가 생긴 경우에 있어서도, 그 빔 강도의 차이를 보정할 수 있기 때문에, 제 1 노광 유닛과 제 2 노광 유닛의 이음부의 노광을 양호하게 실시할 수 있어, 감광 기판 상에 가변 성형 마스크에 의해 형성되는 소정의 패턴을 높은 정밀도로 노광 전사할 수 있다.
[제 2 실시형태]
다음으로, 도면을 참조하여, 본 발명의 제 2 실시형태에 대해 설명한다. 도 31 은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치의 개략 구성도이고, 도 32 는 개략 사시도이다. 도 31 및 도 32 에 있어서, 노광 장치 (EX) 는, 패턴이 형성된 마스크 (M) 를 지지하는 마스크 스테이지 (MST) 와, 외경이 500㎜ 보다 큰 감광 기판 (플레이트: P) 을 지지하는 기판 스테이지 (플레이트 스테이지: PST) 와, 마스크 스테이지 (MST) 에 지지된 마스크 (M) 를 노광광 (EL) 에 의해 조명하는 조명 광학계 (IL) 와, 노광광 (EL) 에 의해 조명된 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 기판 스테이지 (PST) 에 지지되어 있는 감광 기판 (P) 에 투영하는 투영 광학계 (PL) 와, 투영 광학계 (PL) 를 정반 (101) 을 통해서 지지하는 칼럼 (100) 과, 노광 처리에 관한 동작을 통괄 제어하는 제어 장치 (CONT2) 를 구비하고 있다. 칼럼 (100) 은, 상부 플레이트부 (100A) 와, 상부 플레이트부 (100A) 의 4 모서리 각각에서부터 하방으로 연장되는 다리부 (100B) 를 갖고 있고, 바닥면에 수평하게 탑재된 베이스 플레이트 (110) 상에 설치되어 있다. 본 실시형태에 있어서, 투 영 광학계 (PL) 는 복수 (본 예에서는 7개) 정렬한 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 갖고 있고, 조명 광학계 (IL) 도 투영 광학 모듈의 수 및 배치에 대응하여 복수 (7개) 의 조명 광학 모듈을 갖고 있다. 감광 기판 (P) 은 유리 기판 등의 플랫 패널 디스플레이에 사용되는 기판에 감광제 (포토레지스트) 를 도포한 것이다.
여기서, 본 실시형태에 관련된 노광 장치 (EX) 는, 투영 광학계 (PL) 에 대하여 마스크 (M) 와 감광 기판 (P) 을 동기 이동시켜 주사 노광하는 주사형 노광 장치로서, 이른바 멀티렌즈 스캔형 노광 장치를 구성하고 있다. 이하의 설명에 있어서, 마스크 (M) 및 감광 기판 (P) 의 동기 이동 방향을 X 축 방향 (주사 방향), 수평면 내에서 X 축 방향과 직교하는 방향을 Y 축 방향 (비주사 방향), X 축 방향 및 Y 축 방향과 직교하는 방향을 Z 축 방향으로 한다. 또한, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 각각의 방향을 θX, θY, 및 θZ 방향으로 한다.
조명 광학계 (IL) 는, 미도시되었지만, 복수의 광원과, 복수의 광원으로부터 사출된 광속을 일단 합성한 후에 균등 분배하여 사출하는 복수의 사출부를 갖는 라이트 가이드와, 라이트 가이드의 각 사출부로부터의 광속을 균일한 조도 분포를 갖는 광속 (노광광) 으로 변환하는 옵티컬 인터그레이터와, 옵티컬 인터그레이터로부터의 노광광을 슬릿상으로 정형하기 위한 개구를 갖는 블라인드부와, 블라인드부를 통과한 노광광을 마스크 (M) 상에 결상시키는 콘덴서 렌즈를 구비하고 있다. 콘덴서 렌즈로부터의 노광광의 조사에 의해, 마스크 (M) 는 복수의 슬릿상 조명 영역에서 조명된다. 본 실시형태에 있어서의 광원에는 수은 램프가 사용되고, 노광광으로는, 미도시된 파장 선택 필터에 의해, 노광에 필요한 파장인 g 선 (436㎚ ), h 선 (405㎚), i 선 (365㎚) 등이 사용된다.
마스크 스테이지 (MST) 는, 칼럼 (100) 의 상부 플레이트부 (100A) 상에 형성되어 있다. 마스크 스테이지 (MST) 는, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 홀더 (120) 와, 상부 플레이트부 (100A) 상에 있어서 마스크 홀더 (120) 를 X 축 방향으로 소정 스트로크로 이동 가능한 한 쌍의 리니어 모터 (121) 와, 상부 플레이트부 (100A) 에 형성되고, X 축 방향으로 이동하는 마스크 홀더 (120) 를 안내하는 한 쌍의 가이드부 (122) 를 구비하고 있다. 또, 도 32 에는 －Y 측의 리니어 모터 (121) 및 가이드부 (122) 는 도시되어 있지 않다. 마스크 홀더 (120) 는 진공 척을 통해서 마스크 (M) 를 유지한다. 마스크 홀더 (120) 의 중앙부에는 마스크 (M) 로부터의 노광광이 통과하는 개구부 (120A) 가 형성되어 있다. 한 쌍의 리니어 모터 (121) 각각은, 상부 플레이트부 (100A) 상에서 지지 부재 (123) 에 의해 지지되고, X 축 방향으로 연장되도록 형성된 고정자 (121A) 와, 이 고정자 (121A) 에 대응하여 형성되고, 마스크 홀더 (120) 의 Y 축 방향 양측에 고정된 가동자 (121B) 를 구비하고 있다. 리니어 모터 (121) 는, 고정자 (121A) 를 코일 유닛 (전기자 유닛) 으로 구성하고, 가동자 (121B) 를 자석 유닛으로 구성한 이른바 무빙 마그네트형 리니어 모터여도 되고, 고정자 (121A) 를 자석 유닛으로 구성하고, 가동자 (121B) 를 코일 유닛으로 구성한 이른바 무빙 코일형 리니어 모터여도 된다. 그리고, 가동자 (121B) 가 고정자 (121A) 와의 사이의 전자기적 상호 작용에 의해 구동됨으로써 마스크 홀더 (120) 가 X 축 방향으로 이동한다.
한 쌍의 가이드부 (122) 각각은 X 축 방향으로 이동하는 마스크 홀더 (120) 를 안내하는 것으로서, X 축 방향으로 연장되도록 형성되고, 칼럼 (100) 의 상부 플레이트부 (100A) 에 고정되어 있다. 마스크 홀더 (120) 의 하부에는 가이드부 (122) 와 걸어맞춰지는 오목부를 갖는 한 쌍의 피가이드 부재 (124) 가 고정되어 있다. 피가이드 부재 (124) 와 가이드부 (122) 사이에는 비접촉 베어링인 미도시된 에어 베어링이 형성되어 있어, 마스크 홀더 (120) 는 가이드부 (122) 에 대하여 비접촉으로 지지되면서, X 축 방향으로 이동한다. 또한, 마스크 스테이지 (MST) 는, 미도시되었지만, 마스크 (M) 를 유지하는 마스크 홀더 (120) 를 Y 축 방향 및 θZ 방향으로 이동시키는 이동 기구도 갖고 있다. 그리고, 상기 리니어 모터 및 이동 기구에 의해 마스크 홀더 (120; 마스크 스테이지 (MST)) 의 자세가 조정 가능하다. 이하의 설명에서는, 마스크 홀더 (120; 마스크 스테이지 (MST)) 의 자세를 조정 가능한 상기 리니어 모터 및 이동 기구를 적절히 「마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD)」로 총칭한다.
또한, 칼럼 (100) 에는, 뒤에서 상세히 설명하는 레이저 간섭계가 형성되고, 정반 (101) 상에는 참조경이 형성되고, 마스크 홀더 (120) 에는 이동경이 형성되어 있다. 또, 도 31 에 나타내는 바와 같이, 레이저 간섭계 (174) 로부터 참조경 (177) 에 조사되는 레이저 빔의 광로는 부호 125 로 나타내는 바와 같이 확보되어 있다.
기판 스테이지 (PST) 는, 베이스 플레이트 (110) 상에 형성되어 있다. 기판 스테이지 (PST) 는, 감광 기판 (P) 을 유지하는 기판 홀더 (130) 와, 기판 홀더 (130) 를 Y 축 방향으로 안내하면서 이동이 자유롭게 지지하는 가이드 스테이지 (135) 와, 가이드 스테이지 (135) 에 형성되고, 기판 홀더 (130) 를 Y 축 방향으로 이동시키는 리니어 모터 (136) 와, 베이스 플레이트 (110) 상에 있어서 기판 홀더 (130) 를 가이드 스테이지 (135) 와 함께 X 축 방향으로 소정 스트로크로 이동 가능한 한 쌍의 리니어 모터 (131) 와, 베이스 플레이트 (110) 상에 형성되고, X 축 방향으로 이동하는 가이드 스테이지 (135; 기판 홀더 (130)) 를 안내하는 한 쌍의 가이드부 (132) 를 구비하고 있다. 기판 홀더 (130) 는, 진공 척을 통해서 감광 기판 (P) 을 유지한다. 한 쌍의 리니어 모터 (131) 각각은, 베이스 플레이트 (110) 상에 있어서 지지 부재 (133) 에 의해 지지되고, X 축 방향으로 연장되도록 형성된 고정자 (131A) 와, 이 고정자 (131A) 에 대응하여 형성되고, 가이드 스테이지 (135) 의 길이 방향 양단부에 고정된 가동자 (131B) 를 구비하고 있다. 리니어 모터 (131) 는, 고정자 (131A) 를 코일 유닛 (전기자 유닛) 으로 구성하고, 가동자 (131B) 를 자석 유닛으로 구성한 이른바 무빙 마그네트형 리니어 모터여도 되고, 고정자 (131A) 를 자석 유닛으로 구성하고, 가동자 (131B) 를 코일 유닛으로 구성한 이른바 무빙 코일형 리니어 모터여도 된다. 그리고, 가동자 (131B) 가 고정자 (131A) 사이의 전자기적 상호 작용에 의해 구동됨으로써 기판 홀더 (130) 가 가이드 스테이지 (135) 와 함께 X 축 방향으로 이동한다. 한 쌍의 가이드부 (132) 각각은, X 축 방향으로 이동하는 가이드 스테이지 (135) 및 기판 홀더 (130) 를 안내하는 것으로서, X 축 방향으로 연장되도록 형성되고, 베이스 플레이트 (110) 에 고정되어 있다.
가이드 스테이지 (135) 의 하부에는, 가이드부 (132) 와 걸어맞춰지는 오목 부를 갖는 피가이드 부재 (134) 가 고정되어 있다. 피가이드 부재 (134) 와 가이드부 (132) 사이에는 비접촉 베어링인 미도시된 에어 베어링이 형성되어 있어, 가이드 스테이지 (135) 는 가이드부 (132) 에 대하여 비접촉으로 지지되면서 X 축 방향으로 이동한다. 동일하게, 리니어 모터 (136) 도, 가이드 스테이지 (135) 에 형성된 고정자 (136A) 와, 기판 홀더 (130) 에 형성된 가동자 (136B) 를 갖고 있고, 기판 홀더 (130) 는 리니어 모터 (136) 의 구동에 의해 가이드 스테이지 (135) 로 안내되면서 Y 축 방향으로 이동한다. 또한, 한 쌍의 리니어 모터 (131) 각각의 구동을 조정함으로써, 가이드 스테이지 (135) 는 θZ 방향으로도 회전 가능하게 되어 있다. 따라서, 이 한 쌍의 리니어 모터 (131) 에 의해 기판 홀더 (130) 가 가이드 스테이지 (135) 와 거의 일체적으로 X 축 방향 및 θZ 방향으로 이동 가능하게 되어 있다. 그리고, 기판 스테이지 (PST) 는 기판 홀더 (130) 를 Z 축 방향, θX 및 θY 방향으로 이동하는 이동 기구도 갖고 있다. 그리고, 상기 리니어 모터 및 이동 기구에 의해 기판 홀더 (130; 기판 스테이지 (PST)) 의 자세가 조정 가능하다. 이하의 설명에서는, 기판 홀더 (130; 기판 스테이지 (PST)) 의 자세를 조정 가능한 상기 리니어 모터 및 이동 기구를 적절히 「기판 스테이지 구동 장치 (PSTD)」로 총칭한다.
칼럼 (100) 에는, 뒤에서 상세히 설명하는 레이저 간섭계가 형성되고, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 경통의 소정 위치에는 참조경이 형성되고, 기판 홀더 (130) 에는 이동경이 형성되어 있다. 투영 광학계 (PL) 는 복수 (7개) 정렬한 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 갖고 있고, 이들 복수의 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 은 1개의 정반 (101) 에 지지되어 있다. 그리고, 도 31 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 지지하고 있는 정반 (101) 은, 칼럼 (100) 의 상부 플레이트부 (100A) 에 대하여 지지부 (102) 를 통해서 지지되어 있다. 여기서, 상부 플레이트부 (100A) 의 중앙부에는 개구부 (100C) 가 형성되어 있고, 정반 (101) 은 상부 플레이트부 (100A) 중 개구부 (100C) 의 주연부 (周緣部) 상에 지지되어 있다. 그리고, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 하부가 개구부 (100C) 에 배치되어 있다. 또, 도 31 에서는, 개구부 (100C) 의 주연부에 단차부가 형성되고, 이 단차부에 지지부 (102) 가 형성되어 있지만, 상부 플레이트부 (100A) 는 평탄면이어도 된다.
도 33 은 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 지지하고 있는 정반 (101) 을 나타내는 개략 사시도이고, 도 34 는 평면도이다. 도 33 및 도 34 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 는 복수의 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 로 구성되어 있고, 이들 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 은 정반 (101) 에 지지되어 있다. 정반 (101) 은, 칼럼 (지지 구조체: 100) 의 상부 플레이트부 (100A) 에 지지부 (102) 를 통해서 키네마틱하게 지지되어 있다. 지지부 (102) 는, 정반 (101) 의 3 군데의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 복수의 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 중 투영 광학 모듈 (PLa, PLc, PLe, PLg) 은, Y 방향 (주사 방향과 교차하는 방향) 으로 정렬하고 있고, X 방향 (주사 방향) 의 전방측에 배치되어 있다 (이하, 제 1 투영 광학 유닛이라고 한다.). 또한, 투영 광학 모듈 (PLb, PLd, PLf) 은, Y 방향으로 정렬하고 있고, X 방향의 후방측에 배치되어 있다 (이하, 제 2 투영 광학 유닛이라고 한다.). 또한, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛은 X 방향으로 소정 간격만큼 떨어져 배치되어 있고, 제 1 투영 광학 유닛을 구성하는 각 투영 광학 모듈 (PLa, PLc, PLe, PLg) 와, 제 2 투영 광학 유닛을 구성하는 각 투영 광학 모듈 (PLb, PLd, PLf) 은 지그재그 형상으로 배치되어 있다. 즉, 지그재그 형상으로 배치되어 있는 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 각각은, 인접하는 투영 광학 모듈 (예를 들어, 투영 광학 모듈 PLa 와 PLb, PLb 와 PLc) 을 Y 방향으로 소정량 변위시켜 배치되어 있다.
정반 (101) 은, 예를 들어 메탈 매트릭스 복합재 (MMC: Metal Matrix Composites) 에 의해 형성되어 있다. 메탈 매트릭스 복합재는, 금속을 매트릭스재로 하여 그 속에 세라믹스 강화재를 복합한 복합재로서, 여기서는 금속으로서 알루미늄을 함유하는 것이 사용되고 있다. 정반 (101) 의 중앙부에는 개구부 (101A) 가 형성되어 있고, 이 개구부 (101A) 에 의해 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 각각의 노광광 (EL) 의 광로가 확보되어 있다. 여기서, 정반 (101) 은 평면에서 볼 때에 좌우 대칭인 육각형상 (홈베이스 형상) 으로 형성되어 있고, 제 1 투영 광학 유닛은 정반 (101) 의 폭이 넓은 부분에 의해 지지되고, 제 2 투영 광학 유닛은 정반 (101) 의 폭이 좁은 부분에 의해 지지되어 있다. 즉, 복수 정렬한 투영 광학 모듈의 수에 따라서 정반 (101) 의 형상이 설정되어 있어, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 지지하기에 충분한 강도를 얻을 수 있는 범위에 있어서, 사용 재료가 최소한으로 억제되어 있다.
투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 각각은, 경통 (PK) 과, 경통 (PK) 의 내부에 배 치되어 있는 복수의 광학 소자 (렌즈) 를 갖고 있다. 그리고, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 각각은, 정반 (101) 에 대하여 서로 독립적으로 접속되어 있고, 또한 분리 가능하다. 이것에 의해, 투영 광학 모듈을 모듈 단위로 증감시키는 것이 가능해져, 그 경우에 있어서, 투영 광학 모듈의 정반 (101) 에 대한 장착, 및 탈착 작업을 용이하게 실시할 수 있다. 그리고, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 각각을 정반 (101) 에 대하여 서로 독립적으로 접속 및 분리 가능하게 함으로써, 정반 (101) 의 소정 기준 위치 (예를 들어, 개구부 (101A) 의 중심 위치) 에 대하여 각각 독립적으로 위치 결정 가능하여, 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 상호간의 상대 위치를 임의로 설정할 수 있다.
도 35a 는 지지부 (102) 의 확대도이다. 도 35a 에 나타내는 바와 같이, 지지부 (102) 는, 칼럼 (100) 의 상부 플레이트부 (100A) 에 형성되고, V 형상 내면 (103) 을 갖는 V 홈 부재 (104) 와, V 홈 부재 (104) 의 V 형상 내면 (103) 에 접하는 구면 (105A) 을 갖는 구 형상 부재 (105) 를 구비하고 있다. V 홈 부재 (104) 는 칼럼 (100) 의 상부 플레이트부 (100A) 에 고정되어 있다. 또한, 정반 (101) 의 하면에는 구 형상 부재 (105) 를 배치 가능한 구면 형상 오목부 (106) 가 형성되어 있고, 정반 (101) 의 구면 형상 오목부 (106) 의 내면 (106A) 과 구 형상 부재 (105) 의 구면 (105A) 이 접하고 있다. 구 형상 부재 (105) 는 V 홈 부재 (104) 의 V 형상 내면 (103) 에 탑재된 상태로서, V 형상 내면 (103) 에 대하여 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 은 V 자 능선 방향 (도 34 중 화살표 y 참조) 으로 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 또한, 정반 (101) 은 구면 형상 오목 부 (106) 를 통해서 구 형상 부재 (105) 에 탑재된 상태로서, 구면 형상 오목부 (106) 의 내면 (106A) 과 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 은 슬라이딩 가능하게 되어 있다. 이들 면끼리 슬라이딩 가능한 것에 의해, 예를 들어 칼럼 (100) 이 미소하게 변형하였을 때, 이들 면끼리 슬라이딩함으로써 칼럼 (100) 의 변형이 정반 (101) 에 미치는 영향이 억제되어 있다.
V 홈 부재 (104) 의 V 형상 내면 (103) 및 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 각각은, 저마찰부로서의 저마찰 재료막이 코팅에 의해 형성되어 있다. 저마찰 재료막으로는, 예를 들어, DLC (Diamond Like Carbon) 을 들 수 있다. 이것에 의해, V 홈 부재 (104) 의 V 형상 내면 (103) 과 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 과의 마찰력이 저감된다. 동일하게, 구면 형상 오목부 (106) 의 내면 (106A) 에도 저마찰 재료막이 형성되어 있고, 이것에 의해, 구면 형상 오목부 (106) 의 내면 (106A) 과 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 과의 마찰력도 저감되어 있다. 그리고, 이들 면을 저마찰 처리함으로써 정지 마찰 계수가 억제되어, 예를 들어 칼럼 (100) 이 미소하게 변형하여 상기 면끼리 슬라이딩할 때에 생기는 응력이 억제되어서, 칼럼 (100) 의 변형이 정반 (101) 에 미치는 영향을 양호하게 억제할 수 있다.
또, 여기서는, V 형상 내면 (103) 및 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 각각에 저마찰 재료막이 형성되어 있는 구성이지만, V 형상 내면 (103) 또는 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 중 어느 일방에 저마찰 재료막을 형성하는 구성이어도 상관없다. 동일하게, 구면 형상 오목부 (106) 의 내면 (106A) 및 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 각각에 저마찰 재료막을 형성하는 구성 외에, 구면 형상 오목부 (106) 의 내면 (106A) 또는 구 형상 부재 (105) 의 표면 (105A) 중 어느 일방에 저마찰 재료막을 형성하는 구성이어도 된다. 나아가, 도 35b 에 나타내는 바와 같이, 칼럼 (100) 에 구면 형상 오목부 (106) 를 갖는 부재를 형성함과 함께, 정반 (101) 의 하면에 V 형상 내면 (103) 을 형성하고, 이들 사이에 구 형상 부재 (105) 를 배치하는 구성이어도 상관없다.
도 34 로 되돌아가, 지지부 (102) 는 정반 (101) 의 면 방향 (XY 방향) 에 있어서의 3 군데의 소정 위치에 각각 형성되어 있다. 그리고, V 홈 부재 (104) 의 V 자 능선 (L) 의 연장선 각각이, 복수 정렬한 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 XY 방향에 있어서의 대략 중앙부 (O) 에서 교차하도록, V 홈 부재 (104) 각각이 배치되어 있다. 이것에 의해, 칼럼 (100) 이 변형하더라도 중앙부 (O) 가 크게 이동하지 않는 구성으로 되어 있다. 그리고, 이들 지지부 (102) 에 의해 이른바 키네마틱 지지 구조가 구성된다. 이것에 의해, 칼럼 (100) 이 변형하더라도 투영 광학계 (PL) 나 정반 (101) 은 크게 이동하지 않아, 복수의 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 상호간의 상대 위치의 변화를 작게 억제할 수 있다.
또한, 투영 광학계 (PL) 에는, 도 36 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학 모듈 (PLa 및 PLb) 측 (－Y 방향측) 으로서 정반 (101) 의 하측 (-Z 방향측) 에, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량을 측정하는 센서 (변위량 측정 장치, 계측 장치: C) 가 형성되어 있다. 센서 (C) 는, 키네마틱 지지 구조를 구성하는 지지부 (102) 등에 의해 억제할 수 없는 제 1 투영 광학 유닛 과 제 2 투영 광학 유닛의 상대 위치의 변화량을 측정한다. 센서 (C) 로는, 예를 들어 정전 용량 센서, 변위 센서, 간섭계 등이 사용된다. 센서 (C) 는, 도 37a 에 나타내는 바와 같이, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 X 방향 (주사 방향) 에 있어서의 상대적인 제 1 거리 (X1) 를 측정한다. 또한, 도 37b 에 나타내는 바와 같이, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 X 방향에 있어서의 상대적인 제 2 거리 (X2) 를 측정한다. 센서 (C) 에 의해 측정된 거리 (X1 및 X2) 는, 제어 장치 (CONT2) 에 대하여 출력된다.
예를 들어, 도 38a 에 나타내는 바와 같이, 정반 (101) 이 파선으로 나타내는 형상에서 실선으로 나타내는 형상으로 변형한 경우, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 X 방향에 있어서의 상대적인 어긋남이 발생한다. 즉, 제 1 투영 광학 유닛에 의해 감광 기판 (P) 상에 투영되는 이미지와, 제 2 투영 광학 유닛에 의해 감광 기판 (P) 상에 투영되는 이미지의 X 방향에 있어서의 어긋남이 생긴다. 제어 장치 (CONT2) 는, 센서 (C) 에 의해 측정된 거리 (X1, X2) 에 기초하여, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 X 방향에 있어서의 상대적인 변위량을 검출한다. 즉, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 병진량 (X 방향에 있어서의 상대적인 어긋남량) 을 검출한다.
또한, 센서 (C) 는, 도 37a 에 나타내는 바와 같이, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 Y 방향 (주사 방향과 교차하는 방향) 에 있어서의 상대적인 제 1 거리 (Y1) 를 측정한다. 또한, 도 37c 에 나타내는 바와 같이, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 Y 방향에 있어서의 상대적인 제 2 거리 (Y2) 를 측정한다. 센서 (C) 에 의해 측정된 거리 (Y1 및 Y2) 는, 제어 장치 (CONT2) 에 대하여 출력된다.
예를 들어, 도 38b 에 나타내는 바와 같이, 정반 (101) 이 파선으로 나타내는 형상에서 실선으로 나타내는 형상으로 변형한 경우, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 Y 방향에 있어서의 상대적인 어긋남이 발생한다. 즉, 제 1 투영 광학 유닛에 의해 감광 기판 (P) 상에 투영되는 이미지와, 제 2 투영 광학 유닛에 의해 감광 기판 (P) 상에 투영되는 이미지의 Y 방향에서의 어긋남이 생긴다. 제어 장치 (CONT2) 는, 센서 (C) 에 의해 측정된 거리 (Y1, Y2) 에 기초하여, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량을 검출한다. 즉, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 자세 차이 (Y 방향에 있어서의 상대적인 어긋남량) 를 검출한다.
도 39 는, 투영 광학계 (투영 광학 모듈) 의 구성도이다. 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 각각은, 조명 광학 모듈에 의해 노광광 (EL) 에 의해 조명된 마스크 (M) 의 조명 영역에 존재하는 패턴 이미지를 감광 기판 (P) 에 투영하는 것으로서, 시프트 조정 기구 (150) 와, 2조의 반사 굴절형 광학계 (151, 152) 와, 이미지면 조정 기구 (153) 와, 미도시된 시야 조리개와, 스케일링 조정 기구 (154) 를 구비하고 있다. 이하에서는 투영 광학 모듈 (PLf) 에 관해서 설명하지만, 그 밖의 투영 광학 모듈 (PLa, PLb, PLc, PLd, PLe, PLg) 도 투영 광학 모듈 (PLf) 과 같은 구성이다.
마스크 (M) 를 투과한 광속은, 시프트 조정 기구 (150) 에 입사한다. 시 프트 조정 기구 (150) 는, Y 축 둘레로 회전 가능하게 형성된 평행 평면 유리판 (150A) 와, X 축 둘레로 회전 가능하게 형성된 평행 평면 유리판 (150B) 을 갖고 있다. 평행 평면 유리판 (150A) 은 모터 등의 구동 장치 (150Ad) 에 의해 Y 축 둘레로 회전하고, 평행 평면 유리판 (150B) 는 모터 등의 구동 장치 (150Bd) 에 의해 X 축 둘레로 회전한다. 평행 평면 유리판 (150A) 이 Y 축 둘레로 회전함으로써 감광 기판 (P) 상에 있어서의 마스크 (M) 의 패턴 이미지는 X 축 방향으로 시프트하고, 평행 평면 유리판 (150B) 이 X 축 둘레로 회전함으로써 감광 기판 (P) 상에 있어서의 마스크 (M) 의 패턴 이미지는 Y 축 방향으로 시프트한다. 구동 장치 (150Ad, 150Bd) 의 구동 속도 및 구동량은 제어 장치 (CONT2) 에 의해 각각 독립적으로 제어된다. 구동 장치 (150Ad, 150Bd) 각각은 제어 장치 (CONT2) 의 제어에 기초하여, 평행 평면 유리판 (150A, 150B) 각각을 소정 속도로 소정량 (소정 각도) 회전시킨다. 시프트 조정 기구 (150) 를 투과한 광속은, 첫 번째 조의 반사 굴절형 광학계 (151) 에 입사된다.
반사 굴절형 광학계 (151) 는, 마스크 (M) 의 패턴의 중간 이미지를 형성하는 것으로서, 직각 프리즘 (보정 기구: 155), 렌즈 (156), 및 오목면경 (157) 을 구비하고 있다. 직각 프리즘 (155) 은 Z 축 둘레로 회전 가능하게 형성되어 있어, 모터 등의 구동 장치 (155d) 에 의해 Z 축 둘레로 회전한다. 직각 프리즘 (155) 이 Z 축 둘레로 회전함으로써 감광 기판 (P) 상에 있어서의 마스크 (M) 의 패턴 이미지는 Z 축 둘레로 회전한다. 즉, 직각 프리즘 (155) 은 로테이션 조정 기구로서의 기능을 갖고 있다. 구동 장치 (155d) 의 구동 속도 및 구동량은 제어 장치 (CONT2) 에 의해 제어되도록 되어 있다. 구동 장치 (155d) 는 제어 장치 (CONT2) 의 제어에 기초하여, 직각 프리즘 (155) 을 소정 속도로 소정량 (소정 각도) 회전시킨다. 반사 굴절형 광학계 (151) 에 의해 형성되는 패턴의 중간 이미지 위치에는 미도시된 시야 조리개가 배치되어 있다. 시야 조리개는, 감광 기판 (P) 상에 있어서의 투영 영역을 설정하는 것으로서, 예를 들어 감광 기판 (P) 상에서의 투영 영역을 사다리꼴형상으로 설정한다. 시야 조리개를 투과한 광속은, 두 번째 조의 반사 굴절형 광학계 (152) 에 입사한다.
반사 굴절형 광학계 (152) 는, 반사 굴절형 광학계 (151) 와 동일하게, 로테이션 조정 기구로서의 직각 프리즘 (보정 기구: 158), 렌즈 (159), 및 오목면경 (160) 을 구비하고 있다. 직각 프리즘 (158) 도 모터 등의 구동 장치 (158d) 의 구동에 의해 Z 축 둘레로 회전하게 되어 있고, 그 회전에 의해 감광 기판 (P) 상에 있어서의 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 Z 축 둘레로 회전한다. 구동 장치 (158d) 의 구동 속도 및 구동량은 제어 장치 (CONT2) 에 의해 제어되도록 되어 있고, 구동 장치 (158d) 는 제어 장치 (CONT2) 의 제어에 기초하여 직각 프리즘 (158) 을 소정 속도로 소정량 (소정 각도) 회전시킨다.
반사 굴절형 광학계 (152) 로부터 사출된 광속은, 스케일링 조정 기구 (보정 기구: 154) 를 통과하여, 감광 기판 (P) 상에 마스크 (M) 의 패턴 이미지를 정립 등배로 결상한다. 스케일링 조정 기구 (154) 는, 도 39 와 같이 렌즈를 Z 축 방향으로 이동시키거나, 또는 3장의 렌즈 구성으로, 예를 들어, 오목 렌즈, 볼록 렌즈, 오목 렌즈로 구성되고, 오목 렌즈와 오목 렌즈 사이에 위치하는 볼록 렌즈를 Z 축 방향으로 이동시킴으로써, 마스크 (M) 의 패턴 이미지의 배율 (스케일링) 조정을 실시하도록 되어 있다. 도 39 의 경우, 볼록 렌즈는 구동 장치 (154d) 에 의해 이동되고, 구동 장치 (154d) 는 제어 장치 (CONT2) 에 의해 제어된다. 구동 장치 (154d) 는 제어 장치 (CONT2) 의 제어에 기초하여, 볼록 렌즈를 소정 속도로 소정량 이동시킨다. 또, 볼록 렌즈는, 양(兩)볼록 렌즈여도 되고, 평(平)볼록 렌즈여도 된다.
2조의 반사 굴절형 광학계 (151, 152) 사이의 광로 상에는, 투영 광학 모듈 (PLf) 의 결상 위치 및 이미지면의 경사를 조정하는 이미지면 조정 기구 (153) 가 형성되어 있다. 이미지면 조정 기구 (153) 는 반사 굴절형 광학계 (151) 에 의한 중간 이미지가 형성되는 위치 근방에 형성되어 있다. 즉, 이미지면 조정 기구 (153) 는 마스크 (M) 및 감광 기판 (P) 에 대하여 거의 공액인 위치에 형성되어 있다. 이미지면 조정 기구 (153) 는, 제 1 광학 부재 (153A), 제 2 광학 부재 (153B), 제 1 광학 부재 (153A) 및 제 2 광학 부재 (153B) 를 비접촉 상태로 지지하는 미도시된 에어 베어링, 및 제 2 광학 부재 (153B) 에 대하여 제 1 광학 부재 (153A) 를 이동시키는 구동 장치 (153Ad, 153Bd) 를 구비하고 있다. 제 1 광학 부재 (153A) 및 제 2 광학 부재 (153B) 각각은, 노광광 (EL) 을 투과 가능한, 쐐기상의 유리판으로, 한 쌍의 쐐기형 광학 부재를 구성하고 있다. 노광광 (EL) 은 이 제 1 광학 부재 (153A) 및 제 2 광학 부재 (153B) 각각을 통과한다. 구동 장치 (153Ad, 153Bd) 의 구동량 및 구동 속도, 즉, 제 1 광학 부재 (153A) 와 제 2 광학 부재 (153B) 의 상대적인 이동량 및 이동 속도는 제어 장치 (CONT2) 에 의해 제어된다. 제 2 광학 부재 (153B) 에 대하여 제 1 광학 부재 (153A) 가 X 축 방향으로 슬라이딩 (이동) 함으로써 투영 광학 모듈 (PLf) 의 이미지면 위치가 Z 축 방향으로 이동하여, 제 2 광학 부재 (153B) 에 대하여 제 1 광학 부재 (153A) 가 θZ 방향으로 회전함으로써 투영 광학 모듈 (PLf) 의 이미지면이 기울어진다.
상기 시프트 조정 기구 (150), 로테이션 조정 기구 (155, 158), 스케일링 조정 기구 (154), 및 이미지면 조정 기구 (153) 는, 투영 광학 모듈 (PLf) 의 광학 특성 (결상 특성) 을 조정하는 조정 장치로서 기능한다. 또, 광학 특성의 조정 장치로는, 일부의 광학 소자 (렌즈) 사이를 밀봉하여 내부 압력을 조정하는 기구여도 된다. 또, 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 구성하는 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구는, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보정하는 보정 장치 (광학 특성 조정 장치) 로서도 기능한다. 즉, 이 보정 장치 (광학 특성 조정 장치) 는, 제어 장치 (CONT2) 로부터의 제어 신호에 기초하여, 제 1 투영 광학 유닛 또는 제 2 투영 광학 유닛에 의한 마스크 (M) 의 패턴의 감광 기판 (P) 상에 있어서의 투영 위치를 보정한다.
즉, 제어 장치 (CONT2) 는, 센서 (C) 에 의해 측정된 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여 검출한 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량으로부터, 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 구성하는 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구의 조정량 (구동량) 을 산출한다. 제어 장치 (CONT2) 는, 그 산출한 조정량 (구동량) 의 정보 를 포함하는 제어 신호를, 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 구성하는 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구에 출력한다. 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 구성하는 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구는, 제어 장치 (CONT2) 로부터의 조정량 (구동량) 의 정보를 포함하는 제어 신호에 기초하여, 제 1 투영 광학 유닛 또는 제 2 투영 광학 유닛에 의한 마스크 (M) 의 패턴의 감광 기판 (P) 상에 있어서의 투영 위치를 보정한다. 여기서, 투영 위치란, X 방향 (주사 방향) 에 있어서의 위치, Y 방향 (주사 방향과 직교하는 방향) 에 있어서의 위치 및 투영 광학계 (PL) 의 광축 방향을 축으로 하는 회전 방향에 있어서의 위치 중 적어도 1개를 나타내고 있다.
또, 제어 장치 (CONT2) 는, 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 구성하는 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구 중 적어도 1개의 조정량 (구동량) 을 산출하여, 제 1 투영 광학 유닛 또는 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보정한다.
여기서, 센서 (C) 에 의해 측정되는 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 는 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량이기 때문에, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남량 및 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남량을 개개로 검출할 수 없다. 따라서, 제어 장치 (CONT2) 는, 예를 들어 후술하는 레이저 간섭계 시스템에 의해 계측되는 마스크 홀더 (120; 마스크 스테이지 (MST)) 또는 기판 홀더 (130; 기판 스테이지 (PST)) 의 위치, 및 센서 (C) 에 의해 측정되는 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남량과 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남량을 개개로 산출해도 된다.
즉, 제어 장치 (CONT2) 는, 레이저 간섭계 시스템에 의해 계측되는 마스크 홀더 (120) 또는 기판 홀더 (130) 의 위치에 기초하여 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치를 검출한다. 다음으로, 검출된 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치와 센서 (C) 에 의해 측정되는 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치를 검출한다. 다음으로, 검출된 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치에 기초하여, 제 1 투영 광학 유닛을 구성하는 투영 광학 모듈 (PLa, PLc, PLe, PLg) 중 적어도 1개에 있어서의, 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구 중 적어도 1개의 조정량 (구동량) 을 산출한다. 또한, 검출된 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치에 기초하여, 제 2 투영 광학 유닛을 구성하는 투영 광학 모듈 (PLb, PLd, PLf) 중 적어도 1개에 있어서의, 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구 중 적어도 1개의 조정량 (구동량) 을 산출한다. 산출된 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량 및 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량에 기초하여, 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구를 구동함으로써 보정을 실시한다.
또한, 제어 장치 (CONT2) 는, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치를 기준 (고 정) 으로 하여 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치를 보정하는 것도 가능하다. 이 경우에는, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남량과 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남량을 개개로 산출하는 것은 하지 않지만, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 상대적인 어긋남량을 보정할 수 있기 때문에, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있다. 또, 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치를 기준 (고정) 으로 하여 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치를 보정할 수도 있다.
또한, 제어 장치 (CONT2) 는, 센서 (C) 에 의해 측정된 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여 검출한 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량에 기초하여, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량과, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량과 동량인 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치를 보정하기 위한 조정량을 산출하도록 해도 된다. 즉, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량에 기초하여 산출된 조정량의 1/2 (절반) 씩을 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 조정량으로 한다. 이 경우에는, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남량과 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남량을 개개로 산출하는 일은 없지만, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 상대적인 어긋남량을 보정할 수 있기 때문에, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있다.
또, －X 측의 투영 광학 모듈 (PLa, PLc, PLe, PLg) 과, ＋X 측의 투영 광학 모듈 (PLb, PLd, PLf) 사이에는, 마스크 (M) 의 패턴 형성면 및 감광 기판 (P) 의 피노광면의 Z 축 방향에서의 위치를 검출하는 오토포커스 검출계 (200) 가 형성되어 있다. 오토포커스 검출계 (200) 를 구성하는 광학 소자는 하우징 내부에 배치되어 있고, 이들 광학 소자 및 하우징에 의해 오토포커스 유닛 (AF 유닛: U) 이 형성되어 있다.
도 40 은 마스크 홀더 (120; 마스크 스테이지 (MST)) 의 위치를 계측하는 레이저 간섭계 시스템의 개략 구성도이다. 도 40 에 있어서, 마스크 홀더 (120) 의 －X 측의 끝가장자리에는 Y 축 방향으로 연장되는 X 이동경 (170) 이 형성되고, 마스크 홀더 (120) 의 －Y 측의 끝가장자리에는 X 축 방향으로 연장되는 Y 이동경 (171) 이 형성되어 있다. X 이동경 (170) 에 대향하는 위치에는 2개의 레이저 간섭계 (172, 173) 가 Y 축 방향으로 정렬하여 형성되어 있다. 또한, Y 이동경 (171) 에 대향하는 위치에는 레이저 간섭계 (174) 가 형성되어 있다. 레이저 간섭계 (172, 173, 174) 는 칼럼 (100) 의 상부 플레이트부 (100A) 에 설치되어 있다 (도 32 참조). 또한, 정반 (101) 에는 참조경 (175, 176, 177) 이 장착되어 있다. 참조경 (175) 은 레이저 간섭계 (172)에 대향하는 위치에 형성되고, 참조경 (176) 은 레이저 간섭계 (173) 에 대향하는 위치에 형성되고, 참조경 (177) 은 레이저 간섭계 (174) 에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 2개의 레이저 간섭계 (172, 173) 중, ＋Y 측에 형성되어 있는 레이저 간섭계 (172) 는, X 이동경 (170) 에 측장빔 (레이저 빔: 170a) 을 조사함과 함께, 참조경 (175) 에 참조빔 (레이저 빔: 175a, 175b) 을 조사한다. 동일하게, －Y 측에 형성되어 있는 레이저 간섭계 (173) 는, X 이동경 (170) 에 측장빔 (170b) 을 조사함과 함께, 참조경 (176) 에 참조빔 (176a, 176b) 을 조사한다. 조사한 측장빔 및 참조빔에 근거하는 X 이동경 (170) 및 참조경 (175, 176) 각각으로부터의 반사광은 레이저 간섭계 (172, 173) 의 수광부에서 수광되고, 레이저 간섭계 (172, 173) 는 이들 광을 간섭하여, 참조빔의 광로길이를 기준으로 한 측장빔의 광로길이의 변화량, 나아가서는, 참조경 (175, 176) 을 기준으로 한 X 이동경 (170) 의 위치 (좌표) 를 계측한다. 레이저 간섭계 (172, 173) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT2) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT2) 는 레이저 간섭계 (172, 173) 의 계측 결과에 기초하여, 마스크 홀더 (120; 마스크 스테이지 (MST)) 의 X 축 방향에 있어서의 위치를 구한다.
또한, 레이저 간섭계 (174) 는, Y 이동경 (171) 에 측장빔 (171a, 171b) 을 조사함과 함께, 참조경 (177) 에 참조빔 (177a, 177b) 을 조사한다. 조사한 측장빔 및 참조빔에 근거하는 Y 이동경 (171) 및 참조경 (177) 각각으로부터의 반사광은 레이저 간섭계 (174) 의 수광부에서 수광되고, 레이저 간섭계 (174) 는 이들 광을 간섭하여, 참조빔의 광로길이를 기준으로 한 측장빔의 광로길이의 변화량, 나아가서는, 참조경 (177) 을 기준으로 한 Y 이동경 (171) 의 위치 (좌표) 를 계측한다. 레이저 간섭계 (174) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT2) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT2) 는 레이저 간섭계 (174) 의 계측 결과에 기초하여, 마스크 홀더 (120; 마스크 스테이지 (MST)) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치를 구한다.
또한, 제어 장치 (CONT2) 는, 이동경 (170) 에 조사된 Y 축 방향으로 정렬한 측장빔 (170a, 170b) 의 계측 결과에 기초하여, 마스크 홀더 (120) 의 θZ 방향에 있어서의 자세를 구할 수 있다. 여기서, 마스크 홀더 (120) 의 －X 측에 형성된 레이저 간섭계 (172) 는, 참조경 (175) 에 대하여 Z 축 방향으로 정렬한 2개의 참조빔 (175a, 175b) 을 조사한다. 동일하게, 마스크 홀더 (120) 의 －X 측에 형성된 레이저 간섭계 (173) 는, 참조경 (176) 에 대하여 Z 축 방향으로 정렬한 2개의 참조빔 (176a, 176b) 을 조사한다. 레이저 간섭계 (172, 173) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT2) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT2) 는, Z 축 방향으로 정렬한, 예를 들어 참조빔 (175a 및 175b) 각각의 광로길이 측정 결과 (또는 참조빔 (176a 및 176b) 각각의 광로길이 측정 결과) 에 기초하여, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 지지한 정반 (101) 의 θY 방향에 있어서의 자세를 구할 수 있다. 또한, 제어 장치 (CONT2) 는, Y 축 방향으로 정렬한, 예를 들어 참조빔 (175a 및 176a) 각각의 광로길이 측정 결과 (또는 참조빔 (175b 및 176b) 각각의 광로길이 측정 결과) 에 기초하여, 정반 (101) 의 θZ 방향에 있어서의 자세를 구할 수 있다.
또, 마스크 홀더 (120) 의 －Y 측에 형성된 레이저 간섭계 (174) 는, 참조경 (177) 에 대하여 Z 축 방향으로 정렬한 2개의 참조빔 (177a, 177b) 을 조사한다. 레이저 간섭계 (174) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT2) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT2) 는, Z 축 방향으로 정렬한 참조빔 (177a 및 177b) 각각의 광로길이 측정 결과에 기초하여, 정반 (101) 의 θX 방향에 있어서의 자세를 구할 수 있다.
이렇게 해서, 제어 장치 (CONT2) 는, 레이저 간섭계 (172, 173, 174) 에 의 해 참조경 (175, 176, 177) 에 조사한 참조빔에 의한 계측 결과에 기초하여, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 지지한 정반 (101) 의 자세, 즉, X 축, Y 축, θX, θY, 및 θZ 방향에 있어서의 위치를 구할 수 있다. 제어 장치 (CONT2) 는 정반 (101) 의 자세 계측 결과에 기초하여, 마스크 홀더 (120) 의 자세를 마스크 스테이지 구동 장치 (MSTD) 를 통해서 제어한다. 예를 들어, 제어 장치 (CONT2) 는, 정반 (101) 의 θY 방향의 경사량을 보정량으로 하여, 마스크 홀더 (120) 의 자세를 보정한다. 이것에 의해, 정반 (101) 의 자세가 변화한 경우라도, 정반 (101) 에 지지되어 있는 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 과 마스크 홀더 (120; 및 이 마스크 홀더 (120) 에 유지되어 있는 마스크 (M)) 의 상대 위치를 유지할 수 있다.
도 41 은 기판 홀더 (130; 기판 스테이지 (PST)) 의 위치를 계측하는 레이저 간섭계 시스템의 개략 구성도이다. 도 41 에 있어서, 기판 홀더 (130) 의 －X 측 끝가장자리에는 Y 축 방향으로 연장되는 X 이동경 (180) 이 형성되고, 기판 홀더 (130) 의 －Y 측 끝가장자리에는 X 축 방향으로 연장되는 Y 이동경 (181) 이 형성되어 있다. X 이동경 (180) 에 대향하는 위치에는, 3개의 레이저 간섭계 (182, 183, 184) 가 Y 축 방향으로 정렬하여 형성되어 있다. 또한, Y 이동경 (181) 에 대향하는 위치에는, 3개의 레이저 간섭계 (185, 186, 187) 가 X 축 방향으로 정렬하여 형성되어 있다. 레이저 간섭계 (182, 183, 184) 는 베이스 플레이트 (110) 에 설치되어 있다 (도 32 참조). 또한, 레이저 간섭계 (185, 186, 187) 는 칼럼 (100) 의 상부 플레이트부 (100A) 로부터 수하 (垂下) 되도록 형성되어 있다 (도 32 참조).
투영 광학 모듈의 경통 (PK) 에는 참조경 (188, 189, 190, 191, 192, 193) 이 장착되어 있다. 참조경 (188) 은, Y 축 방향으로 3개가 정렬한 레이저 간섭계 (182, 183, 184) 중 ＋Y 측 레이저 간섭계 (182) 에 대향하는 위치에 형성되고, 참조경 (189) 은 중앙의 레이저 간섭계 (183) 에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 참조경 (190) 은 －Y 측 레이저 간섭계 (184) 에 대향하는 위치에 형성되어 있다. 참조경 (191) 은, X 축 방향으로 3개가 정렬한 레이저 간섭계 (185, 186, 187) 중 －X 측 레이저 간섭계 (185) 에 대향하는 위치에 형성되고, 참조경 (192) 은 중앙의 레이저 간섭계 (186) 에 대향하는 위치에 형성되고, 참조경 (193) 은 ＋X 측 레이저 간섭계 (187) 에 대향하는 위치에 형성되어 있다.
레이저 간섭계 (182) 는, X 이동경 (180) 에 측장빔 (레이저 빔: 180a) 을 조사함과 함께, 참조경 (188) 에 참조빔 (레이저 빔:188a) 을 조사한다. 레이저 간섭계 (183) 는, 참조경 (189) 에 참조빔 (189a, 189b) 을 조사한다. 레이저 간섭계 (184) 는, X 이동경 (180) 에 측장빔 (180b, 180c) 을 조사함과 함께, 참조경 (190) 에 참조빔 (190a, 190b) 을 조사한다. 조사한 측장빔 및 참조빔에 근거하는 X 이동경 (180) 및 참조경 (188, 190) 각각으로부터의 반사광은 레이저 간섭계 (182, 184) 의 수광부에서 수광되고, 레이저 간섭계 (182, 184) 는 이들 광을 간섭하여, 참조빔의 광로길이를 기준으로 한 측장빔의 광로길이의 변화량, 나아가서는, 참조경 (188, 190) 을 기준으로 한 X 이동경 (180) 의 위치 (좌표) 를 계측한다. 레이저 간섭계 (182, 184) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT2) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT2) 는 레이저 간섭계 (182, 184) 의 계측 결과에 기초하여 기판 홀더 (130; 기판 스테이지 (PST)) 의 X 축 방향에 있어서의 위치를 구한다.
또한, 레이저 간섭계 (185) 는, Y 이동경 (181) 에 측장빔 (181a) 을 조사함과 함께, 참조경 (191) 에 참조빔 (191a) 을 조사한다. 레이저 간섭계 (186) 는, Y 이동경 (181) 에 측장빔 (181b, 181c) 을 조사함과 함께, 참조경 (192) 에 참조빔 (192a, 192b) 을 조사한다. 레이저 간섭계 (187) 는, Y 이동경 (181) 에 측장빔 (181d) 을 조사함과 함께, 참조경 (193) 에 참조빔 (193a) 을 조사한다. 조사한 측장빔 및 참조빔에 근거하는 Y 이동경 (181) 및 참조경 (191, 192, 193) 각각으로부터의 반사광은 레이저 간섭계 (185, 186, 187) 의 수광부에서 수광되고, 레이저 간섭계 (185, 186, 187) 는 이들 광을 간섭하여, 참조빔의 광로길이를 기준으로 한 측장빔의 광로길이의 변화량, 나아가서는, 참조경 (191, 192, 193) 을 기준으로 한 Y 이동경 (181) 의 위치 (좌표) 를 계측한다. 레이저 간섭계 (185, 186, 187) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT2) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT2) 는 레이저 간섭계 (185, 186, 187) 의 계측 결과에 기초하여 기판 홀더 (130; 기판 스테이지 (PST)) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치를 구한다.
또한, 제어 장치 (CONT2) 는, 이동경 (180) 에 조사된 Y 축 방향으로 정렬한 측장빔 (180a, 180b (180c)) 의 계측 결과에 기초하여, 기판 홀더 (130) 의 θZ 방향에 있어서의 자세를 구할 수 있다. 그리고, X 축 방향에 3개의 레이저 간섭계 (185, 186, 187) 가 정렬되어 있는 것에 의해, 기판 홀더 (130) 의 Y 축 방향에 있어서의 위치를 계측할 때에, 주사 이동하는 기판 홀더 (130) 의 X 축 방향에서의 위치에 따라서 사용하는 레이저 간섭계를 전환하여 위치 검출할 수도 있다.
여기서, 레이저 간섭계 (183) 는, 참조경 (189) 에 대하여 Z 축 방향으로 정렬한 2개의 참조빔 (189a, 189b) 을 조사한다. 레이저 간섭계 (183) 의 계측 결과는 제어 장치 (CONT2) 에 출력되고, 제어 장치 (CONT2) 는, 참조빔 (189a 및 189b) 각각의 광로길이 측정 결과에 기초하여, 정반 (101) 에 지지되어 있는 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 θY 방향에 있어서의 자세를 구할 수 있다. 또한, 제어 장치 (CONT2) 는, Y 축 방향으로 정렬한, 예를 들어 참조빔 (188a 및 190a (190b)) 각각의 광로길이 측정 결과에 기초하여, 정반 (101) 에 지지된 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 θZ 방향에 있어서의 자세를 구할 수 있다.
마스크 홀더 (120) 와 동일하게, 제어 장치 (CONT2) 는 정반 (101) 의 자세 계측 결과에 기초하여, 기판 홀더 (130) 의 자세를 기판 스테이지 구동 장치 (PSTD) 를 통해 제어하여, 정반 (101) 에 지지되어 있는 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 과 기판 홀더 (130; 및 이 기판 홀더 (130) 에 유지되어 있는 감광 기판 (P)) 의 상대 위치를 유지한다.
상기 서술한 구성을 갖는 노광 장치 (EX) 를 조립할 때에는, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 정반 (101) 에 장착하기 전에, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 각각의 광학 특성 조정이 상기 조정 장치 (150, 153, 154, 155, 158) 에 의해 조정된다. 그리고, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 광학 특성 조정이 끝나면, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 각각이 정반 (101) 의 기준 위치에 대하여 위치 결정되면서 정반 (101) 에 장착된다.
노광 처리를 실시할 때에는, 마스크 홀더 (120) 에 마스크 (M) 가 로딩됨과 함께, 기판 홀더 (130) 에 감광 기판 (P) 이 로딩된다. 제어 장치 (CONT2) 는, 마스크 (M) 를 유지한 마스크 홀더 (120) 와, 감광 기판 (P) 을 유지한 기판 홀더 (130) 를 X 축 방향으로 동기 이동시키면서, 마스크 (M) 를 조명 광학계 (IL) 에 의해 노광광 (EL) 으로 조명한다.
마스크 홀더 (120) 및 기판 홀더 (130) 의 이동에 의해, 칼럼 (100) 에 일그러짐 변형이 생기는 경우가 있다. 그러나, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 은 1개의 정반 (101) 에 의해 지지되어 있기 때문에, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 에 대한 칼럼 (100) 의 변형의 영향은, 칼럼 (100) 에 키네마틱하게 지지되어 있는 정반 (101) 에 의해 작게 억제할 수 있다. 또한, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 각각은 1개의 정반 (101) 에 의해 지지되어 있기 때문에, 상호간의 상대 위치의 변화를 작게 억제할 수 있다.
또한, 정반 (101) 은 칼럼 (100) 에 대하여 지지부 (102) 에 의해 키네마틱하게 지지되어 있어, 칼럼 (100) 이나 정반 (101) 자체가 가령 열 변형하더라도, 키네마틱 지지 구조가 이 변형분을 거의 흡수하기 때문에, 투영 광학계 (PL) 의 결상 특성에 미치는 영향을 작게 억제할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 복수 정렬한 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 을 1개의 정반 (101) 에 의해 지지함으로써, 마스크 홀더 (120) 나 기판 홀더 (130) 의 이동 등에 의해 칼럼 (100) 에 일그러짐 변형이 발생했다고 해도, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 에 대한 이 칼럼 (100) 의 일그러짐 변형의 영향을 정반 (101) 에 의해 작게 억제할 수 있다. 그리고, 복수의 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 은 1개의 정 반 (101) 에 의해 지지되어 있기 때문에, 칼럼 (100) 에 일그러짐 변형이 생기더라도, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 끼리의 상대 위치의 변화를 작게 억제할 수 있다. 따라서, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 결상 특성의 변동을 작게 억제할 수 있다.
또한, 센서 (C) 에 의해 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 4개의 거리를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량, 즉 키네마틱 지지 구조를 구성하는 지지부 등에 의해 억제할 수 없는 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대 위치의 변화량을 검출할 수 있다. 또한, 그 검출 결과에 기초하여 마스크 패턴의 감광 기판 상에 있어서의 투영 위치를 보정 장치에 의해 보정할 수 있기 때문에, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보정할 수 있다. 따라서, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛을 탑재하고 있는 정반 또는 칼럼의 변형 등에 의해 투영 위치의 어긋남이 발생한 경우에 있어서도 그 투영 위치의 어긋남을 보정할 수 있기 때문에, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있어, 고정밀도로 노광을 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 센서 (C) 를 투영 광학 모듈 (PLa, PLb) 측 (－Y 방향측) 에 배치하고 있지만, 투영 광학 모듈 (PLf, PLg) 측 (＋Y 방향측) 에 배치해도 된다. 또, 센서 (C) 를 정반 (101) 의 하측 (-Z 방향측) 에 배치하고 있지만, 정반 (101) 의 상측 (＋Z 방향측) 에 배치해도 된다. 또, 도 41 에 나타 내는 바와 같이, 제 1 투영 광학 유닛 및 제 2 투영 광학 유닛이 탑재되어 있는 정반 (101), 예를 들어 정반 (101) 의 개구부 (101A) 근방에 센서 (C1) 를 배치해도 된다. 이 경우에는, 제어 장치 (CONT2) 는, 센서 (C1) 의 측정 결과에 기초하여 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량을 검출한다.
또한, 본 실시형태에서는, X 방향에서의 2개의 거리 (X1, X2) 및 Y 방향에서의 2개의 거리 (Y1, Y2) 를 측정하도록 센서 (C) 를 구성하고 있지만, X 방향 및 Y 방향의 어느 일방에 있어서의 1개 이상의 거리를 측정하도록 구성해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 제어 장치 (CONT2) 가 X 방향에서의 2개의 거리 (X1, X2) 에 기초하여 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 병진량, Y 방향에서의 2개의 거리 (Y1, Y2) 에 기초하여 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 자세 차이를 검출하고 있지만, X 방향에서의 거리 (X1, X2) 및 Y 방향에서의 거리 (Y1, Y2) 에 기초하여 제 1 투영 광학 유닛 및 제 2 투영 광학 유닛의 경사량 차이를 검출하도록 해도 된다. 이 경우에는, 본 실시형태에 관련된 투영 광학계와 같이 정립정상 (正立正像) 을 형성하는 투영 광학계를 구비하고 있기 때문에, 노광시에 마스크 스테이지와 기판 스테이지가 동일 방향으로 주사됨으로써, 제 1 투영 광학 유닛 및 제 2 투영 광학 유닛이 경사진 경우에 있어서도, 제 1 투영 광학 유닛 및 제 2 투영 광학 유닛의 경사량 차이를 측정할 수 있기 때문에, 측정 결과에 기초하여 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제 1 투영 광학 유닛 및 제 2 투영 광학 유닛의 경사량을 직접 측정하고 있지만, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛에서 그 광학 소자군을 일체로 하여, 광학 정반 자체의 변형량을 측정해도 된다. 예를 들어, Y 방향으로 떨어진 2 군데의 Z 방향의 변위를 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 Y 방향에서의 경사를 구하도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는, 센서 (C) 에 의해 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 거리를 측정하고 있지만, 제 1 투영 광학 유닛을 구성하는 투영 광학 모듈 (PLa, PLc, PLe, PLg) 과, 이들에 대향하여 형성되어 있는 제 2 투영 광학 유닛을 구성하는 투영 광학 모듈 (PLb, PLd, PLf) 의 상대적인 거리를 측정해도 된다. 즉, 투영 광학 모듈 (PLa 와 PLb, PLb 와 PLc, PLc 와 PLd, PLd 와 PLe, PLe 와 PLf, PLf 와 PLg) 사이의 상대적인 거리를 측정할 수 있도록 센서를 구성한다. 이 경우에는, 제어 장치 (CONT2) 가 센서에 의한 측정 결과에 기초하여 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 개개의 투영 위치의 어긋남을 검출하고, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 각각이 구비한, 전술한 보정 장치 (광학 특성 조정 장치) 로서의 광학 조정 기구 (즉, 시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구, 이미지면 조정 기구 중 적어도 1개) 에 의해 개개의 투영 위치의 어긋남을 보정할 수 있기 때문에, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보다 고정밀도로 보정할 수 있다.
또, 투영 광학 모듈 (PLa 와 PLb, PLb 와 PLc, PLc 와 PLd, PLd 와 PLe, PLe 와 PLf, PLf 와 PLg) 의 이음부에 있어서의 상대적인 거리를 측정할 수 있도록 센서를 구성해도 된다. 이 경우에는, 제어 장치 (CONT2) 의 센서에 의해 측정 결 과에 기초하여, 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 의 투영 위치 개개의 이음부의 어긋남을 직접 검출할 수 있기 때문에, 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 각각이 구비하는 전술한 광학 조정 기구에 의해 개별적으로 투영 위치의 이음부의 어긋남을 적확하게 보정할 수 있어, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보다 고정밀도로 보정할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제어 장치 (CONT2) 가 센서 (C) 에 의해 계측된 4개의 거리 (X1, X2, Y1, Y2) 에 기초하여 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량을 검출하고 있지만, 센서 (C) 를 구비하지 않고, 예를 들어, 도 40 에 나타내는 마스크 홀더 (120) 의 －X 측에 형성되어 있는 레이저 간섭계 (2개의 변형량 측정 장치 또는 계측 장치: 172, 173) 로부터 정반 (101) 상에 형성되어 있는 참조경 (175, 176) 에 조사한 참조빔 (175a, 175b, 176a, 176b) 의 광로길이 측정 결과에 기초하여 정반 (101) 의 변형량을 측정하고, 측정된 변형량에 기초하여 제어 장치 (산출 장치: CONT2) 가 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량을 산출하도록 해도 된다.
예를 들어, 도 38a 에 나타내는 바와 같이, 정반 (101) 이 파선으로 나타내는 형상에서 실선으로 나타내는 형상으로 변형한 경우, 참조빔 (175a) 의 광로길이는 참조빔 (175b) 의 광로길이보다 길어지고, 참조빔 (176a) 의 광로길이는 참조빔 (176b) 의 광로길이보다 길어진다. 또한, 예를 들어, 도 38b 에 나타내는 바와 같이, 정반 (101) 이 파선으로 나타내는 형상에서 실선으로 나타내는 형상으로 변형한 경우, 참조빔 (175a) 의 광로길이는 참조빔 (175b) 의 광로길이보다 짧아지 고, 참조빔 (176a) 의 광로길이는 참조빔 (176b) 의 광로길이보다 길어진다. 이와 같이, 참조빔 (175a, 175b, 176a, 176b) 의 광로길이 측정 결과에 기초하여 정반 (101) 의 X 방향 및 Y 방향에 있어서의 변형량을 검출할 수 있고, 이 변형량에 기초하는 제 1 투영 광학 유닛에 의한 투영 이미지와 제 2 투영 광학 유닛에 의한 투영 이미지의 위치 어긋남량, 즉 X 방향 및 Y 방향에 있어서의 상대적인 변위량을 산출할 수 있다.
구체적으로는, 참조빔 (175a, 175b, 176a, 176b) 의 광로길이 측정 결과에 기초하는 X 방향 및 Y 방향에 있어서의 상대적인 변위량에 기초하여, 제 1 투영 광학 유닛에 의한 투영 이미지와 제 2 투영 광학 유닛에 의한 투영 이미지의 X 방향에 있어서의 위치 어긋남량 (보정량: X1), 및 제 1 투영 광학 유닛에 의한 투영 이미지와 제 2 투영 광학 유닛에 의한 투영 이미지의 Y 방향에 있어서의 위치 어긋남량 (보정량: Y1) 을, 수학식 1 에 의해 산출할 수 있다.
X1 = k1{(IMXTR2－IMXTR1)－(IMXTL2－IMXTL1)}
＋k2{(IMXTR2－IMXTR1)＋(IMXTL2－IMXTL1)}
Y1 = k3{(IMXTR2－IMXTR1)－(IMXTL2－IMXTL1)}
＋k4{(IMXTR2－IMXTR1)＋(IMXTL2－IMXTL1)}
여기서, k1 및 k2 는, 참조빔 (175a, 175b, 176a, 176b) 의 광로길이 측정 결과로부터, 제 1 투영 광학 유닛에 의해 감광 기판 (P) 상에 형성되는 투영 이미지의 위치와, 제 2 투영 광학 유닛에 의해 감광 기판 (P) 상에 형성되는 투영 이미 지의 위치의 X 방향에 있어서의 위치 어긋남량 (보정량: X1) 을 산출하기 위한 계수이다. 또한, k3 및 k4 는, 참조빔 (175a, 175b, 176a, 176b) 의 광로길이 측정 결과로부터, 제 1 투영 광학 유닛에 의해 감광 기판 (P) 상에 형성되는 투영 이미지의 위치와, 제 2 투영 광학 유닛에 의해 감광 기판 (P) 상에 형성되는 투영 이미지의 위치의 Y 방향에 있어서의 위치 어긋남량 (보정량: Y1) 을 산출하기 위한 계수이다. 또한, IMXTR2 는 참조빔 (176a) 의 광로길이, IMXTR1 은 참조빔 (176b) 의 광로길이, IMXTL2 는 참조빔 (175a) 의 광로길이, IMXTL1 은 참조빔 (175b) 의 광로길이를 나타내고 있다.
수학식 1 에 의해 산출된 보정량에 기초하여, 각 투영 광학 모듈 (PLa∼PLg) 이 구비하는 전술한 광학 조정 기구에 의해, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 보정, 또는, 제 1 투영 광학 유닛에 의해 투영되는 제 1 투영 위치 및 제 2 투영 광학 유닛에 의해 투영되는 제 2 투영 위치의 적어도 일방을 보정한다. 여기서, 투영 위치란, X 방향 (주사 방향) 에 있어서의 위치, Y 방향 (주사 방향과 직교하는 방향) 에 있어서의 위치 및 투영 광학계 (PL) 의 광축 방향을 축으로 하는 회전 방향에 있어서의 위치 중 적어도 1개를 나타내고 있다.
이 경우에 있어서는, 레이저 간섭계 (172, 173) 에 의한 계측 결과에 기초하여, 제 1 투영 광학계 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량을 산출하기 때문에, 고가의 센서를 탑재할 필요없이, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 변위량을 용이하게 검출할 수 있다. 또한, 레이저 간섭계 (172, 173) 에 의해 검출할 수 있는 정반 (101; 투영 광학계 (PL)) 과 칼럼 (100) 사이의 상대적인 변형량과, 칼럼 (100) 이 변형함으로써 변형되는 정반 (101) 의 변형량은 상사 (相似) 관계에 있기 때문에, 레이저 간섭계 (172, 173) 에 의해 정반 (101; 투영 광학계 (PL)) 과 칼럼 (100) 사이의 상대적인 변형량을 정확히 계측함으로써 정반 (101; 투영 광학계 (PL)) 의 변형량을 정확히 계측할 수 있어, 고정밀도의 보정을 실시할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 전술한 보정 장치 (시프트 조정 기구, 로테이션 조정 기구, 스케일링 조정 기구 및 이미지면 조정 기구의 적어도 1개) 에 의해, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보정하고 있지만, 보정 장치로서 마스크 (M) 가 탑재되어 있는 마스크 스테이지 (MST) 및 감광 기판 (P) 이 탑재되어 있는 기판 스테이지 (PST) 중 적어도 일방의 자세를 제어함으로써, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보정하는 스테이지 제어 장치를 사용해도 된다. 즉, 마스크 스테이지 (MST) 또는 기판 스테이지 (PST) 의 위치를 조정함으로써, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남을 보정하는 것이 가능해진다.
또, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대 위치가 변화하였을 때, 예를 들어, 제 1 투영 광학 유닛의 광축에 대하여 제 2 투영 광학 유닛의 광축이 비스듬해지도록 기울어졌을 때에는, 감광 기판 상에 투영되는 투영 영역에는 경사량에 따른 위치 시프트가 발생하여, 시프터 조정 기구 등에 의해 보정되게 된다. 그러나, 투영하기 위한 마스크의 패턴 영역도 동시에 시프트되는 경우도 예측된다. 그 때에는, 제 1 투영 광학 유닛을 기준으로 한 경우, 제 2 투영 광학 유닛의 마스크 및 감광 기판과 공액인 위치인 중간 결상 위치에 형성된 미도시된 시야 조리개의 위치를 조정함으로써, 투영하기 위한 마스크의 패턴 영역을 조정하도록 해도 된다. 또, 그 때에는, 센서 (C) 의 출력치뿐만 아니라, 조정된 시야 조리개의 위치 정보도 가미하여 제 2 투영 광학 유닛의 전술한 광학 조정 기구에 의해 보정함으로써, 감광 기판 상에서의 마스크의 패턴의 이미지 위치를 조정하도록 해도 된다.
또한, 본 실시형태에서는 센서 (C) 또는 레이저 간섭계 (172, 173) 를 변형량 측정 장치로서 사용하는 것으로 하였지만, 반드시 변위량 측정 장치를 사용하지 않아도 된다. 즉, 예를 들어 마스크 스테이지 (MST) 와 기판 스테이지 (PST) 의 양쪽, 또는 어느 일방에 있어서의 이동에 관한 정보 (일례로서, 위치 및 가속도 중 적어도 일방을 포함한다) 에 대응하여, 정반 (101) 의 변형 (왜곡 등) 에 관한 정보, 제 1 및 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 위치 관계 (위치 어긋남) 에 관한 정보, 또는 그 위치 어긋남의 보정량을 사전에 구해 두고, 감광 기판 (P) 의 노광 동작 중에는, 예를 들어 레이저 간섭계 시스템에 의한 마스크 스테이지 (MST) 나 기판 스테이지 (PST) 의 이동에 관한 계측 정보 (또는 그 구동에 관한 지령치) 등에 기초하여, 전술한 보정 장치에 의해 제 1 및 제 2 투영 광학 유닛에 의한 투영 이미지의 상대적인 위치 어긋남을 보정하도록 해도 된다.
또한, 투영 위치의 보정 방법으로서, 정반 (101) 의 변형을 원래로 되돌리는 구동 기구나, 제 1 투영 광학 유닛 또는 제 2 투영 광학 유닛을 변형시키는 구동 기구에 의해 상대적으로 보정해도 된다.
이 제 2 실시형태에 관련된 노광 장치에 의하면, 변위량 측정 장치에 의해 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 상대적인 변위량을 측정하고, 그 측정 결과에 기초하여 마스크 패턴의 감광 기판 상에 있어서의 투영 위치를 보정 장치에 의해 보정하기 때문에, 제 1 투영 광학 유닛의 투영 위치와 제 2 투영 광학 유닛의 투영 위치의 어긋남 (주사 방향에 있어서의 어긋남, 주사 방향과 교차하는 방향에 있어서의 어긋남, 및 투영 광학계의 광축 방향을 축으로 하는 회전 방향에 있어서의 어긋남) 을 보정할 수 있다. 따라서, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛을 탑재하고 있는 부재의 변형 등에 의해 투영 위치의 어긋남이 발생한 경우에 있어서도 그 투영 위치의 어긋남을 보정할 수 있기 때문에, 제 1 투영 광학 유닛과 제 2 투영 광학 유닛의 이음부를 정확히 일치시킬 수 있어, 고정밀도로 노광을 실시할 수 있다.
[디바이스 제조 방법]
상기 서술한 각 실시형태에 관련된 노광 장치를 사용하여, 마스크 또는 레티클에 형성된 전사용 패턴, 또는 가변 성형 마스크에 의해 생성된 전사용 패턴을 감광성 기판 (반도체 웨이퍼 등) 에 노광 전사하는 노광 공정을 실시함으로써, 마이크로 디바이스 (반도체 소자, 촬상 소자 (CCD 등), 박막 자기 헤드, 액정 표시 소자 등) 를 제조할 수 있다.
이하, 상기 서술한 각 실시형태에 관련된 노광 장치를 사용하여, 반도체 웨 이퍼에 소정의 회로 패턴을 형성함으로써 마이크로 디바이스로서의 반도체 디바이스를 얻을 때의 수법의 일례에 관하여, 도 43 의 플로우차트를 참조하여 설명한다. 먼저, 도 43 의 단계 S301 에 있어서, 1 로트의 웨이퍼 상에 금속막이 증착된다. 다음 단계 S302 에 있어서, 그 1 로트의 웨이퍼의 금속막 상에 포토레지스트가 도포된다. 그 후, 단계 S303 에 있어서, 상기 서술한 제 1 또는 제 2 실시형태의 노광 장치를 사용하여, 마스크 상의 패턴 또는 가변 성형 마스크에 의해 생성된 패턴의 이미지가 투영 광학계를 통해서 그 1 로트의 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역에 순차 노광 전사된다.
그 후, 단계 S304 에 있어서, 그 1 로트의 웨이퍼 상의 포토레지스트의 현상이 이루어진 후, 단계 S305 에 있어서, 그 1 로트의 웨이퍼 상에서 레지스트 패턴을 마스크로 하여 에칭을 실시함으로써, 마스크 상의 패턴에 대응하는 회로 패턴이, 각 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역에 형성된다. 그 후, 그 위의 레이어의 회로 패턴을 형성하는 것 등에 의해, 반도체 소자 등의 디바이스가 제조된다. 상기 서술한 반도체 디바이스 제조 방법에 의하면, 투영 광학계의 투영 위치의 어긋남을 정확히 보정할 수 있기 때문에, 고정밀한 노광 처리를 실시할 수 있어, 고정밀도의 반도체 디바이스를 제조할 수 있다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태의 노광 장치에서는, 플레이트 (유리 기판) 상에 소정의 패턴 (회로 패턴, 전극 패턴 등) 을 형성함으로써, 마이크로 디바이스로서의 액정 표시 소자를 얻을 수도 있다. 이하, 도 44 의 플로우차트를 참조하여, 이 때의 수법의 일례에 관하여 설명한다. 도 44 에 있어서, 패턴 형성 공정 S401 에서는, 상기 서술한 제 1 또는 제 2 실시형태의 노광 장치를 사용하여 마스크 상의 패턴 또는 가변 성형 마스크에 의해 생성된 패턴의 이미지를, 감광성 기판 (레지스트가 도포된 유리 기판 등) 에 전사 노광하는, 이른바 광리소그래피 공정이 실행된다. 이 광리소그래피 공정에 의해서, 감광성 기판 상에는 다수의 전극 등을 포함하는 소정 패턴이 형성된다. 그 후, 노광된 기판은, 현상 공정, 에칭 공정, 레지스트 박리 공정 등의 각 공정을 거침으로써, 기판 상에 소정의 패턴이 형성되고, 다음의 컬러 필터 형성 공정 S402 으로 이행된다.
다음에, 컬러 필터 형성 공정 S402 에서는, R (Red), G (Green), B (Blue) 에 대응한 3개의 도트의 조 (組) 가 매트릭스 형상으로 다수 배열되거나, 또는 R, G, B 3개의 스트라이프의 필터의 조를 복수 수평 주사선 방향으로 배열한 컬러 필터를 형성한다. 그리고, 컬러 필터 형성 공정 S402 후에, 셀조립 공정 S403 이 실행된다. 셀조립 공정 S403 에서는, 예를 들어, 패턴 형성 공정 S401 에서 얻어진 소정 패턴을 갖는 기판과, 컬러 필터 형성 공정 S402 에서 얻어진 컬러 필터 사이에 액정을 주입하여, 액정 패널 (액정 셀) 을 제조한다. 그 후, 모듈 조립 공정 S404 에서, 조립된 액정 패널 (액정 셀) 의 표시 동작을 수행시키는 전기 회로, 백라이트 등의 각 부품을 장착하여 액정 표시 소자로서 완성시킨다. 상기 서술한 액정 표시 소자의 제조 방법에 의하면, 투영 광학계의 투영 위치의 어긋남을 정확히 보정할 수 있기 때문에, 고정밀한 노광 처리를 할 수 있어, 고정밀도의 액정 표시 소자를 제조할 수 있다.
[기타]
그런데, 감광 기판의 대형화가 진행되고, 거기에 수반하여 기판 스테이지의 대형화, 기판 스테이지의 중량이 증가하는 경향이 있다. 따라서, 기판 스테이지가 이동할 때에 하중 이동이 커져, 기판 스테이지의 이동에 수반되는 하중 이동에 대응하기 위해 장치 본체의 강성이 요구되고 있으며, 장치 본체도 대형화 및 중량화되고 있다. 그러나, 장치 본체의 고강성화를 도모하였다고 해도 기판 스테이지의 이동에 수반되는 노광 장치의 진동 (또는 편하중) 을 완전히 억제하기란 어렵다. 이에 대하여, 본 발명이 적용된 노광 장치는, 장치가 진동함으로써 광학 유닛이 진동한 경우에 있어서도 광학 유닛의 진동에 의한 광학 성능의 변동을 유효하게 보정할 수 있기 때문에, 노광 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 장치 진동에 대한 허용치가 커지기 때문에 장치 본체의 강성을 그다지 높게 할 필요도 없어져, 노광 장치의 소형화, 경량화를 꾀하는 것도 가능하다. 본 발명은, 외경이 500㎜ 보다 큰 감광 기판, 즉, 1 변 또는 대각선이 500㎜ 보다 큰 감광 기판에 대하여 노광하는 노광 장치에 특히 유효하다.
또한, 본 발명의 노광 장치는, 고정세 (高精細) 의 패턴을 노광할 때에도 유효하다. 또한, 본 발명의 노광 장치는, 보다 넓은 디바이스 패턴을 제조하는 노광 장치로서, 투영 광학계의 수를 늘린 경우에서의 이음부의 증대, 및 각 투영 광학계의 화각 (畵角) 을 크게 하여 각 투영 광학계의 투영 영역을 확대하였을 때 투영 광학계의 중심으로부터 멀어진 주변부에 있어서의 이미지 왜곡, 배율 변동의 증대에 의해 이음 정밀도의 향상이 요구되는 경우에 있어서도 유효하다.
또, 이상 설명한 실시형태는 본 발명의 이해를 쉽게 하기 위해 기재된 것으 로, 본 발명을 한정하기 위해서 기재된 것이 아니다. 따라서, 상기 실시형태에 개시된 각 요소는, 본 발명의 기술적 범위에 속하는 모든 설계 변경이나 균등물도 포함하는 취지이다.
예를 들어, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 복수의 광학 유닛 (상기 제 1 실시형태에서는 노광 광학계, 상기 제 2 실시형태에서는 투영 광학 모듈) 을 1개의 정반 (9 또는 101) 으로 지지하는 것으로 하였지만, 복수의 광학 유닛을 상이한 그룹으로 나눠 각각 정반으로 지지하는 바디 구조의 노광 장치에 대하여 본 발명을 적용해도 된다. 또, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 각각 비주사 방향 (Y 방향) 으로 투영 영역이 배열되는 복수의 광학 유닛에 의해 이루어지는 2조의 노광 유닛군 또는 투영 광학 유닛을 사용하는 것으로 하였지만, 그 수는 2조에 한정되지 않고, 1조 또는 3조 이상이어도 된다. 또한, 상기 서술한 각 실시형태에 있어서의 투영 광학 모듈, 및 상기 서술한 제 2 실시형태에 있어서의 조명 광학계는 각각 상기 개시된 구성에 한정되지 않고 임의로 해도 상관없다. 또한, 상기 서술한 각 실시형태에서는, 복수의 광학 유닛에 의한 투영 이미지 (패턴 이미지) 의 상대적인 위치 관계의 변화에 관한 정보로서, 복수 조의 노광 유닛군 또는 투영 광학 유닛의 상대적인 위치 관계 (위치 어긋남) 를 계측하고, 이 계측 정보에 기초하여 적어도 1개의 패턴 이미지의 위치를 보정하는 것으로 하였다. 그러나, 그 계측 정보는, 복수 조의 노광 유닛군 또는 투영 광학 유닛의 상대적인 위치 어긋남에 한정되지 않고, 그 대신에, 또는 그것과 조합하여, 노광 유닛군 또는 투영 광학 유닛의 위치, 광학 유닛의 위치, 및 복수의 광학 유닛의 상대적 위치 관계 중 적어도 1 개를 사용해도 된다. 또, 상기 계측 정보로서, 예를 들어 복수의 광학 유닛이 형성되는 지지 부재 (정반 등) 의 변형에 관한 정보, 및 스테이지 (상기 제 1 실시형태에서는 기판 스테이지, 상기 제 2 실시형태에서는 마스크 스테이지와 기판 스테이지의 적어도 일방) 의 이동에 관한 정보의 적어도 일방을 사용해도 된다. 이 때, 예를 들어 변형 정보와 이동 정보의 적어도 일방과, 복수의 광학 유닛에 의한 패턴 이미지의 보정 정보 (패턴 이미지의 위치를 보정해야 할 광학 유닛, 및 그 보정량 등) 를 대응시킨 보정 테이블을 준비해 두는 것이 바람직하다. 그리고, 노광시에, 계측 장치에 의한 계측 정보와 보정 테이블에 기초하여, 적어도 1개의 패턴 이미지의 위치를 보정한다. 또, 상기 변형 정보는 지지 부재의 변형 정보 등을 포함하고, 상기 이동 정보는 스테이지의 위치 및 가속도의 적어도 일방을 포함한다.
또한, 상기 서술한 각 실시형태에서는 스테이지, 정반, 경통 등의 부재에, 레이저 간섭계로부터의 빔을 반사하는 이동경이나 참조경을 형성하는 것으로 하였지만, 그들 부재의 일부를 경면 가공하여 빔의 반사면을 형성해도 된다. 또, 상기 서술한 각 실시형태에서는 레이저 간섭계를 사용하여 스테이지의 위치 계측을 실시하는 것으로 하였지만, 레이저 간섭계 대신에, 또는 그것과 조합하여 다른 계측 센서, 예를 들어 인코더 등을 사용해도 된다.
또, 상기 서술한 각 실시형태에서 사용한 광원은 예시로서, KrF 엑시머 레이저 (파장 248㎚), ArF 엑시머 레이저 (파장 193㎚), 또는 F2 레이저 (파장 157㎚), 그 밖의 광원을 사용할 수 있다. 또한, 레이저 플라즈마 광원, 또는 SOR 에서 발생하는 연(軟) X 선 영역, 예를 들어 파장 13.4㎚, 또는 11.5㎚ 의 EUV (Extreme Ultra Violet) 광을 사용하도록 해도 된다. 또한, 전자선 또는 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용해도 된다. 추가하여, DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저로부터 발진되는 적외역 또는 가시역의 단일 파장 레이저를, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀 모두) 이 도핑된 화이버 앰프에 의해 증폭하고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 사용해도 된다.
또한, 본 발명이 적용 가능한 노광 장치로는, 반도체 소자, 촬상 소자, 박막 자기 헤드, 액정 표시 소자의 제조에 사용되는 것에 한정되지 않고, 마이크로 머신, DNA 칩, 마스크 또는 레티클 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다.
투영 광학계 (투영 광학 모듈) 의 배율은 등배계뿐만 아니라, 축소계 및 확대계 중 어느 것이나 사용 가능함과 함께, 반사 광학계, 굴절 광학계, 및 반사 굴절 광학계 중 어떠한 것을 사용해도 된다.
기판 스테이지나 마스크 스테이지에 리니어 모터를 사용하는 경우에는, 에어 베어링을 사용한 에어 부상형, 및 로렌츠력 또는 리액턴스력을 사용한 자기 부상형 중 어느 것을 사용해도 상관없다. 또, 스테이지는 가이드를 따라서 이동하는 타입일 수도 있고, 가이드를 설치하지 않은 가이드리스 타입일 수도 있다.
스테이지의 구동 장치로서 평면 모터를 사용하는 경우에는, 자석 유닛과 전기자 유닛의 어느 일방을 스테이지에 접속하고, 자석 유닛과 전기자 유닛의 타방을 스테이지의 이동면측 (베이스) 에 형성하면 된다.
기판 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력 (反力) 은, 일본 공개특허공보 평8-166475호 (및 대응하는 미국 특허 5,528,118호) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가게 해도 된다. 또한, 마스크 스테이지의 이동에 의해 발생하는 반력은, 일본 공개특허공보 평8-330224호 (및 대응하는 미국 특허 6,188,195호) 에 기재되어 있는 바와 같이, 프레임 부재를 사용하여 기계적으로 바닥 (대지) 으로 빠져나가게 해도 된다. 또한, 예를 들어 미국 특허 제6,969,966호에 기재되어 있는 바와 같이, 운동량 보존칙을 이용하여 스테이지의 이동시에 발생하는 반력을 상쇄하는 카운터 매스 방식을 채용해도 된다. 또, 본 국제 출원에서 지정한 지정국 또는 선택한 선택국의 국내 법령에서 허용되는 한도 내에서, 상기 공보 및 미국 특허의 개시를 원용하여 본 명세서 기재의 일부로 한다.
상기 서술한 각 실시형태에 관련된 노광 장치는, 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이들 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는, 각종 광학계에 관해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 관해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 관해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 실시된다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정은, 각종 서브 시스템 상호의, 기계적 접속, 전기 회로의 배선 접속, 기압 회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치에 대한 조립 공정 전에, 각 서브 시스템 개개의 조립 공정이 있음은 물론이다. 각종 서 브 시스템의 노광 장치에 대한 조립 공정이 종료되면 종합 조정이 실시되어, 노광 장치 전체적인 각종 정밀도가 확보된다. 또, 노광 장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 클린룸에서 실시하는 것이 바람직하다.
본 개시는, 2005년 1월 25일에 제출된 일본국 특허출원 제2005-16843호, 2005년 2월 18일에 제출된 일본국 특허출원 제2005-43103호, 및 2005년 8월 17일에 제출된 일본국 특허출원 제2005-236940호에 포함된 주제에 관련되고, 그 모든 개시가 여기에 참조 사항으로서 명백하게 도입된다.

Claims (37)

  1. 패턴의 이미지를 기판에 투영하여 상기 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    제 1 광학계군을 포함하고, 상기 패턴의 제 1 이미지를 투영하는 제 1 광학 유닛과,
    제 2 광학계군을 포함하고, 상기 패턴의 제 2 이미지를 상기 제 1 이미지와 상이한 위치에 투영하는 제 2 광학 유닛과,
    상기 제 1 광학 유닛과 상기 제 2 광학 유닛의 상대 위치에 관한 정보를 측정하는 계측 장치와,
    상기 계측 장치의 측정 결과에 기초하여, 상기 제 1 광학 유닛에 의한 상기 제 1 이미지의 투영 위치와 상기 제 2 광학 유닛에 의한 상기 제 2 이미지의 투영 위치의 상대적인 어긋남량을 보정하는 보정 장치를 구비하는, 노광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학계군은, 제 1 방향으로 나란히 배치되고,
    상기 제 2 광학계군은, 상기 제 1 방향으로 나란히 배치됨과 동시에, 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 상기 제 1 광학계군으로부터 떨어져 배치되며,
    상기 계측 장치는, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향에 관하여, 상기 제 1 광학 유닛과 상기 제 2 광학 유닛의 상대적인 거리를 측정하는, 노광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 계측 장치는, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향 중 적어도 일방에 관하여, 상기 상대적인 거리를 복수의 위치에서 측정하는, 노광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 보정 장치는, 상기 제 1 광학 유닛 내 및 상기 제 2 광학 유닛 내 중 적어도 일방에 설치되며, 상기 패턴의 상기 제 1 이미지 및 상기 제 2 이미지 중 적어도 일방을 시프트시키는 시프트 조정 기구를 포함하고, 상기 시프트 조정 기구를 이용하여 상기 상대적인 어긋남량을 보정하는, 노광 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 시프트 조정 기구는, 상기 제 1 광학계군 및 상기 제 2 광학계군 중 적어도 일방을 구성하는 복수의 광학계의 각각에 대응하여 설치되고,
    상기 보정 장치는, 상기 제 1 광학계군 및 상기 제 2 광학계군 중 적어도 일방에 설치된 복수의 상기 시프트 조정 기구의 구동량을 상기 계측 장치의 측정 결과에 기초하여 산출하는 산출부를 포함하고, 상기 산출부의 산출 결과에 기초하여 복수의 상기 시프트 조정 기구를 구동하는, 노광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    소정 데이터에 기초하여 상기 패턴의 적어도 일부를 변경 가능하게 생성하는 가변 성형 마스크를 구비하고,
    상기 보정 장치는, 상기 가변 성형 마스크를 이용하여 상기 상대적인 어긋남량을 보정하는, 노광 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가변 성형 마스크는, 상기 제 1 광학계군 및 상기 제 2 광학계군의 적어도 일방을 구성하는 복수의 광학계의 각각에 대응하여 설치되고,
    상기 보정 장치는, 상기 제 1 광학계군 및 상기 제 2 광학계군의 적어도 일방에 설치된 복수의 상기 가변 성형 마스크에 각각 대응하는 상기 소정 데이터의 보정량을 상기 계측 장치의 측정 결과에 기초하여 산출하는 산출부를 포함하고, 상기 산출부의 산출 결과에 기초하여 복수의 상기 가변 성형 마스크에 상기 패턴을 생성시키는, 노광 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 가변 성형 마스크는, 공간 광변조기를 포함하고, 상기 공간 광변조기를 상기 소정 데이터에 기초하여 구동하여 상기 패턴을 생성하는, 노광 장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 보정 장치는, 상기 제 1 광학 유닛 내 및 상기 제 2 광학 유닛 내 중 적어도 일방에 설치되어 상기 패턴의 상기 제 1 이미지 및 상기 제 2 이미지 중 적어도 일방의 이미지면 위치, 회전 방향에 있어서의 위치, 및 배율 중 적어도 하나를 조정하는 기구를 포함하고, 상기 조정하는 기구를 상기 계측 장치의 측정 결과에 기초하여 구동하는, 노광 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판을 지지하고, 상기 제 1 광학 유닛 및 상기 제 2 광학 유닛에 대해 상기 기판을 상기 제 2 방향으로 상대 이동시키는 스테이지 기구를 구비하는, 노광 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 유닛 및 상기 제 2 광학 유닛을 지지하는 정반과,
    상기 정반을 키네마틱하게 지지하는 지지 기구를 구비하는, 노광 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 유닛을 수용하는 제 1 케이스와,
    상기 제 2 광학 유닛을 수용하는 제 2 케이스를 구비하고,
    상기 계측 장치는, 상기 제 1 케이스와 상기 제 2 케이스의 상대 위치에 관한 정보를 상기 제 1 광학 유닛과 상기 제 2 광학 유닛의 상대 위치에 관한 정보로서 측정하는, 노광 장치.
  13. 패턴의 이미지를 기판에 투영하여 상기 기판을 노광하는 노광 방법으로서,
    제 1 광학계군을 포함하는 제 1 광학 유닛을 이용하여, 상기 패턴의 제 1 이미지를 투영하는 것과,
    제 2 광학계군을 포함하는 제 2 광학 유닛을 이용하여, 상기 패턴의 제 2 이미지를 상기 제 1 이미지와 상이한 위치에 투영하는 것과,
    상기 제 1 광학 유닛과 상기 제 2 광학 유닛의 상대 위치에 관한 정보를 측정하는 것과,
    상기 상대 위치에 관한 정보에 기초하여, 상기 제 1 광학 유닛에 의한 상기 제 1 이미지의 투영 위치와 상기 제 2 광학 유닛에 의한 상기 제 2 이미지의 투영 위치의 상대적인 어긋남량을 보정하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 제 1 광학계군은, 제 1 방향으로 나란히 배치되고,
    상기 제 2 광학계군은, 상기 제 1 방향으로 나란히 배치됨과 동시에, 상기 제 1 방향과 직교하는 제 2 방향으로 상기 제 1 광학계군으로부터 떨어져 배치되며,
    상기 상대 위치에 관한 정보를 측정하는 것은, 상기 제 1 방향 및 상기 제2 방향에 관하여, 상기 제 1 광학 유닛과 상기 제 2 광학 유닛의 상대적인 거리를 측정하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 상대 위치에 관한 정보를 측정하는 것은, 상기 제 1 방향 및 상기 제 2 방향 중 적어도 일방에 관하여, 상기 상대적인 거리를 복수의 위치에서 측정하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  16. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용하여, 상기 패턴의 이미지를 상기 기판에 투영하여 상기 기판을 노광하는, 노광 방법.
  17. 기판에 디바이스를 형성하는 디바이스 제조 방법으로서,
    제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 장치를 이용하여, 상기 패턴의 이미지를 상기 기판에 투영하여 상기 기판을 노광하는 것과,
    상기 패턴이 투영된 상기 기판을 상기 패턴에 기초하여 가공하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  18. 기판에 디바이스를 형성하는 디바이스 제조 방법으로서,
    제 13 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 기재된 노광 방법을 이용하여, 상기 패턴의 이미지를 상기 기판에 투영하여 상기 기판을 노광하는 것과,
    상기 패턴이 투영된 상기 기판을 상기 패턴에 기초하여 가공하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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