KR20080088579A - 노광 장치 및 노광 방법, 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

노광 장치(EX)는, 노광광(EL)을 출사하는 광원 장치(1)와, 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)을 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 분리 광학계(13)를 가지며, 제1 노광광(EL1)으로 제1 패턴(PA1)을 조명하고 제2 노광광(EL2)으로 제2 패턴(PA2)을 조명하는 조명계(IL)를 구비하고, 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)을 기판(P)상의 소정 영역에 조사함으로써, 기판(P)상의 소정 영역을 다중 노광한다.
Figure P1020087011540
노광 장치, 노광광, 조명계, 포토 레지스트, 다중 노광

Description

노광 장치 및 노광 방법, 디바이스 제조 방법{EXPOSURE APPARATUS, EXPOSURE METHOD, AND DEVICE PRODUCTION METHOD}
본 발명은, 기판을 노광하는 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
포토리소그래피 공정에서 사용되는 노광 장치에 있어서, 예를 들어 하기 특허문헌에 개시되어 있는, 기판을 다중 노광하는 노광 장치가 알려져 있다.
특허문헌 1 : 일본 특허 공개 제2001-297976호 공보
다중 노광에서, 복수의 마스크를 각각 노광광으로 조명하기 위해 복수의 광원 장치를 설치하거나 복수의 조명계를 설치하는 경우, 장치비용이 증대되거나 노광 장치가 대형화될 가능성이 있다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 장치비용의 증대나 장치의 대형화를 억제하여, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있는 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 실시형태에 나타내는 각 도면에 대응되는 이하의 구성를 채택하고 있다. 단, 각 요소에 부여한 괄호 내의 부호는 그 요소의 예시에 지나지 않으며, 각 요소를 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 제1 실시형태에 따르면, 기판(P)을 다중 노광하는 노광 장치로서, 노광광(EL)을 출사하는 광원 장치(1)와, 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)을 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 분리 광학계(13)와, 제1 노광광(EL1)으로 제1 패턴(PA1)을 조명하고 제2 노광광(EL2)으로 제2 패턴(PA2)을 조명하는 조명계(IL)를 구비하고, 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)을 기판(P)상의 소정 영역(SH)에 조사함으로써, 기판(P)상의 소정 영역(SH)을 다중 노광하는 노광 장치(EX)가 제공된다.
본 발명의 제1 실시형태에 의하면, 장치비용의 증대나 장치의 대형화를 억제하여, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있다.
본 발명의 제2 실시형태에 따르면, 기판(P)을 노광하는 노광 장치(EX)로서, 노광광(EL)을 발생하는 광원(1)과, 제1 노광광(EL1)으로 제1 패턴(PA1)을 조명하고 제2 노광광(EL2)으로 제2 패턴(PA2)을 조명하는 조명계(IL)와, 상기 기판(P)에 대하여 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 이동시키는 이동 장치(61)와, 제1 패턴(PA1), 제2 패턴(PA2) 및 상기 기판 중 적어도 하나의 이동과 동기하여 이동될 수 있고 제1 노광광만을 통과시키는 제1 영역(10A)과, 제2 노광광만을 통과시키는 제2 영역(10B)과, 제1 노광광과 제2 노광광 모두를 통과시키는 제3 영역(10C)을 갖는 가동 블라인드(10)와, 제1 패턴으로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 패턴으로부터의 제2 노광광(EL2)을 상기 기판상의 소정 영역(SH)에 조사함으로써, 상기 기판상의 소정 영역(SH)을 다중 노광하는 노광 장치(EX)가 제공된다.
본 발명의 제2 실시형태의 노광 장치에 의하면, 단일한 가동 블라인드를 사용하여 기판상의 이격된 위치에 형성되는 2개의 노광 영역을 양호하게 제어하여 기판의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
본 발명의 제3 실시형태에 따르면, 제1 또는 제2 실시형태의 노광 장치(EX)를 사용하여 기판을 다중 노광하는 스텝(S2-S4, 204)과, 다중 노광한 기판을 현상하는 스텝(204)과, 현상한 기판을 가공하는 스텝(205)을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다. 본 발명의 디바이스 제조 방법에 의하면, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있는 노광 장치를 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명의 제4 실시형태에 따르면, 기판(P)을 주사방향으로 이동시키면서 기판(P)상의 소정 영역(SH)을 다중 노광하는 노광 방법으로서, 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)을, 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 스텝(S2), 제1 노광광(EL1)을 제1 노광 영역(AR1)에 조사하고, 주사방향에서 제1 노광 영역(AR1)과는 상이한 위치에 설정된 제2 노광 영역(AR2)에 제2 노광광(EL2)을 조사하는 스텝(S3), 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 대해 기판(P)상의 소정 영역(SH)을 이동시킴으로써, 기판(P)상의 소정 영역(SH)을 다중 노광하는 스텝(S4)을 포함하는 노광 방법이 제공된다.
본 발명의 제4 실시형태에 의하면, 장치비용의 증대나 장치의 대형화를 억제하여, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있다.
본 발명의 제5 실시형태에 따르면, 상기 노광 방법을 사용하여 기판을 다중 노광하는 스텝(S2-S4, 204)과, 다중 노광한 기판을 현상하는 스텝(204)과, 현상한 기판을 가공하는 스텝(205)을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
본 발명의 제5 실시형태에 의하면, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있는 노광 방법을 사용하여 디바이스를 제조할 수 있다.
본 발명에 의하면, 장치비용의 증대나 장치의 대형화를 억제하여, 기판을 효율적으로 다중 노광할 수 있고, 디바이스를 양호하게 제조할 수 있다.
도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 2는 제1 실시형태에 따른 조명계의 편광 변환소자의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 조명계의 이차 광원의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 조명계의 개구 조리개의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 조명계의 주요부를 나타내는 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 제1, 제2 마스크를 나타내는 도면이다.
도 7의 (a) 및 7의 (b)는 제1, 제2 마스크에 노광광이 입사되는 모습을 나타내는 모식도이다.
도 8은 조명계의 개구 조리개의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 마스크 스테이지의 일례를 나타내는 사시도이다.
도 10은 제1 실시형태에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 도면으로, 제1, 제 2 마스크와 제1, 제2 조명 영역의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 11은 제1 실시형태에 따른 노광 방법을 설명하기 위한 도면으로, 기판과 제1, 제2 노광 영역의 관계를 나타내는 모식도이다.
도 12는 제1 실시형태에 따른 가동 블라인드의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 가동 블라인드의 작용을 설명하기 위한 모식도이다.
도 14는 제2 실시형태에 따른 조명계의 주요부를 나타내는 도면이다.
도 15는 제2 실시형태에 따른 조명계의 개구 조리개의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 제3 실시형태에 따른 조명계의 주요부를 나타내는 도면이다.
도 17은 제4 실시형태에 따른 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 18은 제5 실시형태에 따른 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 19는 제6 실시형태에 따른 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 20은 제7 실시형태에 따른 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 21은 제8 실시형태에 따른 노광 장치를 나타내는 개략 구성도이다.
도 22는 제1 실시형태의 노광 장치를 사용하여 기판을 노광하는 방법을 나타내는 플로우 차트이다.
도 23은 마이크로 디바이스의 제조공정의 일례를 나타내는 플로우 차트이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 광원 장치 10, 10' : 가동 블라인드
10A : 제1 통과 영역 10B : 제2 통과 영역
10C : 제3 통과 영역 11 : 블라인드 장치
13 : 분리 광학계 18 : 변환소자
19, 19A, 19B : 결상 광학계 20, 20A, 20B : 결상 광학계
30 : 제어 장치 40 : 중간 광학부재
40A : 제1 반사면 40B : 제2 반사면
41 : 제1 유도 광학계 42 : 제2 유도 광학계
43 : 제3 유도 광학계 44 : 오목면 미러
60 : 마스크 스테이지 61 : 메인 스테이지
62 : 제1 서브 스테이지 63 : 제2 서브 스테이지
70 : 계측 시스템 80 : 기판 스테이지
100 : 액침 시스템 AR1 : 제1 노광 영역
AR2 : 제2 노광 영역 EL1 : 제1 노광광
EL2 : 제2 노광광 EX : 노광 장치
FL : 종단 광학소자 IL : 조명계
LQ : 액체 LR : 액침 영역
M1 : 제1 마스크 M2 : 제2 마스크
P : 기판 PA1 : 제1 패턴
PA2 : 제2 패턴 PL : 투영 광학계
SH : 쇼트 영역 U : 광학 유닛
이하, 본 발명의 실시형태에 관해 도면을 참조하면서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 이하의 설명에서는, XYZ 직교 좌표계를 설정하여, 그 XYZ 직교 좌표계를 참조하면서 각 부재의 위치관계에 관해 설명한다. 그리고, 수평 면내에서의 소정 방향을 X축 방향, 수평 면내에서 X축 방향과 직교하는 방향을 Y축 방향, X축 방향 및 Y축 방향과 각각 직교하는 방향(즉 연직방향)을 Z축 방향으로 한다. 또, X축, Y축 및 Z축 둘레의 회전(경사)방향을 각각 θX, θY 및 θZ방향으로 한다.
<제1 실시형태>
제1 실시형태에 관해 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 노광 장치(EX)를 나타내는 개략 구성도이다. 도 1에서, 노광 장치(EX)는, 제1 패턴(PA1)을 갖는 제1 마스크(M1) 및 제2 패턴(PA2)을 갖는 제2 마스크(M2)를 유지하여 이동시킬 수 있는 마스크 스테이지(60)와, 기판(P)을 유지하여 이동시킬 수 있는 기판 스테이지(80)와, 각 스테이지의 위치 정보를 계측할 수 있는 계측 시스템(70)과, 노광광(EL)을 출사하는 광원 장치(1)와, 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)을, 그 제1 성분으로서의 제1 노광광(EL1)과 제2 성분으로서의 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 분리 광학계(13)를 가지며, 제1 노광광(EL1)으로 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)을 조명하고 제2 노광광(EL2)으로 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)을 조명하는 조명계(IL)와, 제1 노광광(EL1)으로 조명된 제1 패턴(PA1)의 상(像) 및 제2 노광광(EL2)으로 조명된 제2 패턴(PA2)의 상을 기판(P)상에 투영하는 투영 광학 계(PL)와, 노광 장치(EX) 전체의 동작을 제어하는 제어 장치(30)와, 제어 장치(30)에 접속되고, 노광에 관한 각종 정보를 기억한 기억 장치(31)를 구비하고 있다.
여기서 말하는 기판은 실리콘 웨이퍼와 같은 반도체 웨이퍼 등의 기재상에 감광재(포토레지스트), 보호막(탑코팅막) 등의 각종 막을 도포한 것을 포함하고, 마스크는 기판상에 축소 투영되는 디바이스 패턴이 형성된 레티클을 포함한다. 마스크는, 유리판 등의 투명판 부재상에 크롬 등의 차광막을 사용하여 소정의 패턴이 형성된 것이다. 또, 본 실시형태에서는 마스크로서 투과형의 마스크를 사용하지만, 반사형의 마스크를 사용해도 된다. 또, 본 실시형태에서는 제1 패턴(PA1)과 제2 패턴(PA2)은 상이한 패턴이다.
또, 본 실시형태에서는, 광원 장치(1)와 기판(P) 사이에 배치되고, 조명계(IL) 및 투영 광학계(PL)의 광학소자 및 광학부재 등을 포함하는 광학계를 적절히 광학 유닛(U)이라 칭한다.
본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)을 기판(P)상의 쇼트 영역에 조사함으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역을 다중 노광(이중 노광)한다. 구체적으로는, 노광 장치(EX)는 조명계(IL)로부터 출사되어 제1 패턴(PA1) 및 투영 광학계(PL)를 통과하여 제1 노광 영역(AR1)으로 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 조명계(IL)로부터 출사되어 제2 패턴(PA2) 및 투영 광학계(PL)를 통과하여 제2 노광 영역(AR2)으로 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패턴(PA2)의 상으로, 기판(P)상의 쇼트 영역을 다중 노광한다.
또, 본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)와 기판(P)을 소정 주사방향으로 동기 이동시키면서, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상 및 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상을 기판(P)상에 투영하는 주사형 노광 장치(소위 스캐닝 스테퍼)이다. 본 실시형태에서는, 제1 마스크(M1), 제2 마스크(M2), 및 기판(P)의 주사방향(동기 이동방향)을 Y축 방향으로 한다.
그리고, 본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 조사되는 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 대해여 기판(P)을 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역을 다중 노광한다. 기판 스테이지(80)는 기판(P)상의 쇼트 영역을 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 대해 Y축 방향으로 이동시킬 수 있고, 제어 장치(30)는 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 대해, 기판 스테이지(80)를 사용하여 기판(P)상의 쇼트 영역을 Y축 방향으로 이동시키면서, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)을 조사함으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역을 다중 노광(이중 노광)한다.
우선, 광원 장치(1)에 관해 설명한다. 광원 장치(1)는, 기판(P)을 노광하기 위한 노광광(EL)을 출사하는 것이다. 광원 장치(1)로부터 출사되는 노광광(EL)으로는, 예를 들어 수은램프로부터 출사되는 휘선(g선, h선, i선) 및 KrF 엑시머 레이저광(파장 248㎚) 등의 원자외광(DUV 광), ArF 엑시머 레이저광(파장 193㎚) 및 F2 레이저광(파장 157㎚) 등의 진공 자외광(VUV 광) 등이 사용된다. 본 실시형태에서 는, 광원 장치(1)에는 ArF 엑시머 레이저 장치가 사용되고, 노광광(EL)에는 ArF 엑시머 레이저광이 사용된다. 또, 본 실시형태에서는, 노광 장치(EX)는 광원 장치(1)를 1개 구비하고 있다. 즉, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)을 조명하기 위해 단일 광원을 사용하고 있다.
다음으로, 조명계(IL)에 관해 설명한다. 조명계(IL)는, 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(레이저 빔; EL)을, 분리 광학계(13)를 사용하여 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)으로 분리하고, 마스크 스테이지(60)에 유지되어 있는 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)을 제1 노광광(EL1)으로 조명하고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)을 제2 노광광(EL2)으로 조명하는 것이다. 본 실시형태의 조명계(IL)는, 예를 들어, 국제 공개 제2005/076045호 팜플렛에 개시되어 있는, 빔 엑스펜더, 편광상태 전환 광학계(3), 회절 광학소자(4), 어포컬 광학계(무집점 광학계), 줌 광학계, 편광 변환소자(5), 옵티컬 인테그레이터(6) 및 콘덴서 광학계 등을 포함하는 제1 광학계(2)와, 제1 마스크(M1)상에서의 제1 노광광(EL1)에 의한 제1 조명 영역(IA1) 및 제2 마스크(M2)상에서의 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 조명 영역(IA2)을 규정하는 고정 블라인드(9) 및 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지하기 위한 가동 블라인드(10)를 포함하는 블라인드 장치(11)와, 광원 장치(1)로부터 출사되어, 제1 광학계(2) 및 블라인드 장치(11)를 통과한 노광광(EL)을 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 분리 광학계(13)를 구비하고 있다. 즉, 본 실시형태의 노광 장치의 조명계(IL)에는, 분리 광학계(13)가 구비됨으로써, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)과, 제2 마스크(M2)의 제2 패 턴(PA2)을 조명하는, (공통의) 단일 조명계로서 사용된다. 분리 광학계는 조명계(IL)내에 장치할 필요는 없고, 조명계와 별도로 형성해도 된다.
편광상태 전환 광학계(3)는, 회절 광학소자(4)로 입사되는 노광광(EL)을 편광상태와 비편광상태로 전환할 수 있다. 또, 편광상태 전환 광학계(3)는, 편광상태인 경우에는 직선 편광상태와 원 편광상태로 전환할 수 있다. 또, 편광상태 전환 광학계(3)에서는, 직선 편광상태인 경우에는 서로 직교하는 편광상태(S편광과 P편광 사이) 사이에서 전환할 수 있다.
회절 광학소자(4)는, 입사된 노광광(EL)을 원하는 각도로 회절하는 기능을 갖는다. 회절 광학소자(4)는, 광원 장치(1)로부터의 노광광(EL)에 의해 회절광을 생성하고, 그 회절광으로 소정 면을 소정의 조명 영역으로 조명할 수 있다. 회절 광학소자(4)는, 소정의 기재상에 형성되고 노광광(EL)의 파장 정도의 피치를 갖는 단차(요철 구조)를 갖고 있고, 피치를 갖는, 요철 구조의 오목부의 깊이(볼록부의 높이) 및 오목부의 내측면(볼록부의 외측면)이 향하는 방향 등을 포함하는 구조 조건을 적절하게 조정함으로써, 이 회절 광학소자(4)에 의한 조명 영역의 크기 및 형상을 설정할 수 있다. 예를 들어, 회절 광학소자(4)는 광원 장치(1)로부터의 노광광(EL)에 의해 회절광을 생성하고, 그 생성된 회절광으로, 어포컬 광학계, 줌 광학계 및 편광 변환소자(5) 등을 통과하여, 마이크로 플라이아이 렌즈 등을 포함하는 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면을, 소정의 크기 및 형상을 갖는 조명 영역으로 조명할 수 있다. 본 실시형태에서는, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면상에는 조명계(IL)의 광축을 중심으로 하는 링 형상의 조명 영역이 형성되고, 옵티컬 인테그 레이터(6)의 광출사면(후측 초점면)에는 조명계(IL)의 광축을 중심으로 하는 링 형상의 이차 광원(7)이 형성된다. 또, 제어 장치(30)는, 줌 광학계의 초점거리를 조정함으로써, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면상에서의 조명 영역의 크기 및 형상, 나아가 이차 광원(7)의 크기 및 형상을 조정할 수 있다.
편광 변환소자(5)는, 노광광(EL)의 편광상태를 변환하는 것이다. 본 실시형태에서는, 편광 변환소자(5)는 옵티컬 인테그레이터(6)의 바로 앞에(광입사면 근방)에 배치되어 있다. 편광 변환소자(5)는, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면으로 입사되는 노광광(EL)의 편광상태[나아가 마스크(M) 및 기판(P)에 조사되는 노광광(EL)의 편광상태]를 조정할 수 있다.
도 2는 편광 변환소자(5)의 일례를 나타내는 도면이다. 편광 변환소자(5)는, 조명계(IL)의 광축(AX)을 중심으로 하는 링 형상의 유효 영역을 갖고 있다. 링 형상의 유효 영역은, 예를 들어 수정 등, 선광성(旋光性)을 갖는 광학재료로 형성되어 있다. 링 형상으로 형성된 유효 영역의 광학재료는, 그 둘레방향에서 변화하는 두께의 분포를 갖고 있다. 여기서, 광학재료의 두께란, 광학재료의 광투과 방향(Y축 방향)에서의 길이이다.
본 실시형태에서는, 편광 변환소자(5)는 링 형상의 유효 영역에 배치되고, 선광성을 갖는 광학재료로 이루어진 복수의 기본소자(5A∼5D)를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 편광 변환소자(5)는 서로 다른 특성을 갖는 제1∼제4 기본소자(5A∼5D)를 2개씩 구비하고 있고, 모두 8개의 기본소자(5A∼5D)를 구비하고 있다. 제1∼제4 기본소자(5A∼5D)는 각각, 도 2 중 XZ방향에서 부채형으로 형성되어, 링 형상 의 유효 영역을 거의 등분할하도록 배치되어 있다. 또, 동일한 특성을 갖는 2개의 기본소자(5A, 5B, 5C, 5D)끼리, 광축(AX)을 사이에 두고 대향하게 배치되어 있다. 또, 제1∼제4 기본소자(5A∼5D)는, 그 결정의 광학축과 광축(AX)이 거의 평행해지도록, 즉 결정의 광학축과 입사광의 진행방향이 거의 일치하도록 배치되어 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면에는, 광축(AX)을 중심으로 하는 노광광(EL)에 의한 링 형상의 조명 영역이 형성된다. 즉, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면에는, 광축(AX)을 중심으로 하는 거의 링 형상의 단면을 갖는 노광광(EL)이 입사하도록 설정되어 있다. 따라서, 옵티컬 인테그레이터(6)의 바로 앞에 배치된 편광 변환소자(5)의 링 형상의 유효 영역에는, 광축(AX)을 중심으로 하는 거의 링 형상의 단면을 갖는 노광광(EL)이 입사된다.
편광 변환소자(5)의 링 형상의 유효 영역에 배치된 제1∼제4 기본소자(5A∼5D)에 입사된 노광광(EL)은, 각 기본소자(5A∼5D)의 선광성에 의해 그 편광상태가 변환되어 각 기본소자(5A∼5D)로부터 출사된다. 예를 들어, 소정 방향의 직선 편광을 주성분으로 하는 노광광(EL)이 각 기본소자(5A∼5D)로 입사된 경우, 편광 변환소자(5)의 각 기본소자(5A∼5D)는, 입사된 노광광(EL)의 편광방향을, 광축(AX) 둘레(도면 중 θY방향)에 소정의 회전각도만큼 회전하도록 노광광(EL)의 편광상태를 변환하여, 그 편광상태가 변환된 노광광(EL)을 출사한다. 편광방향의 회전각도는 각 기본소자(5A∼5D)의 선광능 및 두께 등에 따라 정해진다. 각 기본소자(5A∼5D)의 선광능 및 두께 등을 설정함으로써, 편광 변환소자(5)는, 입사되는 직선 편광상 태의 노광광(EL)의 편광방향을 소정의 회전각도만큼 회전하여, 그 편광방향이 변환된 편광상태의 노광광(EL)을 출사한다.
본 실시형태에서는, 제1∼제4 기본소자(5A∼5D)의 광투과 방향(Y축 방향)에서 각각의 두께는 서로 다르고, 각 기본소자(5A∼5D)는 입사된 노광광(EL)의 편광방향을 서로 다른 회전각도로 회전시킨다. 각 기본소자(5A∼5D)에 의해 편광상태(편광방향)가 변환된 노광광(EL)은, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면으로부터 옵티컬 인테그레이터(6)로 입사되어, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면에, 광축(AX)을 중심으로 하는 링 형상의 이차 광원(7)을 형성한다.
도 3은 편광 변환소자(5) 및 옵티컬 인테그레이터(6)를 통과한 노광광(EL)에 의해 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면에 형성된 이차 광원(7)을 모식적으로 나타내는 도면이다. 본 실시형태에서는, 제1∼제4 기본소자(5A∼5D)에 각각, 도 2 및 도 3 중 Z축 방향의 직선 편광을 주성분으로 하는 노광광(EL)이 입사된다.
도 2 및 도 3에서, 제1 기본소자(5A)는, 입사된 노광광(EL)의 편광방향을 Z축에 대해 θY방향으로 +90°회전시키도록 형성되어 있다. 따라서, 제1 기본소자(5A)로부터는, Z축에 대해 θY방향으로 +90°회전시킨 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)이 출사된다. 또, 이차 광원(7) 중, 제1 기본소자(5A)의 선광 작용을 받은 노광광(EL)에 의해 형성되는 제1 원호 형상 영역(7A)으로부터는, Z축에 대해 θY방향으로 +90° 회전시킨 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)이 출사된다.
제2 기본소자(5B)는, 입사된 노광광(EL)의 편광방향을 Z축에 대해 θY방향으 로 +135° 회전시키도록 형성되어 있다. 따라서, 제2 기본소자(5B)로부터는, Z축에 대해 θY방향으로 +135° 회전시킨 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)이 출사된다. 또, 이차 광원(7) 중, 제2 기본소자(5B)의 선광 작용을 받은 노광광(EL)에 의해 형성되는 제2 원호 형상 영역(7B)으로부터는, Z축에 대해 θY방향으로 +135° 회전시킨 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)이 출사된다.
제3 기본소자(5C)는, 입사된 노광광(EL)의 편광방향을 Z축에 대해 θY방향으로 +180° 회전시키도록 형성되어 있다. 따라서, 제3 기본소자(5C)로부터는, Z축과 평행한 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)이 출사된다. 또, 이차 광원(7) 중, 제3 기본소자(5C)의 선광 작용을 받은 노광광(EL)에 의해 형성되는 제3 원호 형상 영역(7C)으로부터는, Z축과 평행한 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)이 출사된다.
제4 기본소자(5D)는, 입사된 노광광(EL)의 편광방향을 Z축에 대해 θY방향으로 +45도 회전시키도록 형성되어 있다. 따라서, 제4 기본소자(5D)로부터는, Z축에 대해 θY방향으로 +45도 회전시킨 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)이 출사된다. 또, 이차 광원(7) 중, 제4 기본소자(5D)의 선광 작용을 받은 노광광(EL)에 의해 형성되는 제4 원호 형상 영역(7D)에서는, Z축에 대해 +45도 회전시킨 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)이 출사된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 편광 변환소자(5)는 거의 단일방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)을, 그 편광 변환소자(5)의 둘레방향을 편 광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)으로 변환한다. 이하의 설명에서는, 편광 변환소자(5)의 둘레방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태를 적절히 둘레방향 편광상태라 칭한다.
이에 따라, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면에 형성된 링 형상의 이차 광원(7)으로부터 출사되는 노광광(EL)은, 둘레방향 편광상태가 된다.
본 실시형태에서는, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면 근방, 즉 이차 광원(7)의 바로 뒤에는, 소정의 개구를 갖는 개구 조리개(8)가 배치된다.
도 4는 개구 조리개(8)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에서, 개구 조리개(8)는 노광광(EL)을 통과시킬 수 있는 개구(8A, 8C)를 갖고 있다. 개구 조리개(8)는, 이차 광원(7) 중, 제1 기본소자(5A)의 선광 작용을 받은 노광광(EL)에 의해 형성되는 제1 원호 형상 영역(7A)으로부터 출사되는 노광광(EL)을 통과시키기 위한 2개의 제1 개구(8A, 8A)와, 제3 기본소자(5C)의 선광 작용을 받은 노광광(EL)에 의해 형성되는 제3 원호 형상 영역(7C)으로부터 출사되는 노광광(EL)을 통과시키기 위한 2개의 제2 개구(8C, 8C)를 갖고 있다. 제1 개구(8A, 8A)는 광축(AX)을 사이에 두고 대향하는 위치에 형성되고, 제2 개구(8C, 8C)도 광축(AX)을 사이에 두고 대향하는 위치에 형성되어 있다. 본 실시형태에서는, 제1 개구(8A, 8A)는 도 4 중의 광축(AX)에 대해 +Z측 및 -Z측에 각각 형성되고, 제2 개구(8C, 8C)는 광축(AX)에 대해 +X측 및 -X측에 각각 형성되어 있다.
개구 조리개(8)는, 제1 개구(8A, 8A)를 통해, Z축에 대해 θY방향으로 +90° 회전시킨 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)을 통과시키고, 제 2 개구(8C, 8C)를 통해, Z축과 평행한 방향을 편광방향으로 하는 직선 편광상태의 노광광(EL)을 통과시킨다. 즉, 제1 개구(8A)는, 도 4 중 X축 방향의 직선 편광을 주성분으로 하는 노광광(EL)을 통과시키고, 제2 개구(8C)는, X축 방향과 직교하는 Z축 방향의 직선 편광을 주성분으로 하는 노광광(EL)을 통과시킨다. 본 실시형태에서는, 제1 개구(8A)는 직선 편광인 S편광 상태의 노광광(EL)을 통과시키고, 제2 개구(8C)는 P편광 상태의 노광광(EL)을 통과시킨다. 따라서, 광원 장치(1)로부터 출사되어 개구 조리개(8)를 통과하는 노광광(EL)은 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함한다.
여기서, S편광(TE 편광)이란, 입사면에 대해 수직인 방향에 편광방향을 갖는 직선 편광(입사면에 수직인 방향으로 전기 벡터가 진동하고 있는 편광)이다. 단, 입사면이란, 빛이 매질의 경계면(피조사면 : 마스크의 표면 및 기판의 표면 중 적어도 하나)에 도달했을 때, 그 점에서의 경계면의 법선과 빛의 입사방향을 포함하는 면으로 정의된다. P편광(TM 편광)이란, 상술한 바와 같이 정의되는 입사면에 대해 평행한 방향에 편광방향을 갖는 직선 편광(입사면에 평행한 방향으로 전기 벡터가 진동하고 있는 편광)이다.
옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면에 형성된 이차 광원(7)으로부터의 노광광(EL)은, 개구 조리개(8)의 개구(8A, 8C)를 통과한 후 콘덴서 광학계로 입사된다. 이차 광원(7)은 콘덴서 광학계 등을 통과하여 블라인드 장치(11)를 중첩적으로 조명한다.
블라인드 장치(11)는, 제1 마스크(M1)상에서의 제1 노광광(EL1)에 의한 제1 조명 영역(IA1) 및 제2 마스크(M2)상에서의 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 조명 영역(IA2)을 규정하기 위한 개구(광 통과 영역)를 갖는 고정 블라인드(9)와, 제1, 제2 마스크(M1, M2) 중 제1, 제2 패턴(PA1, PA2)이 형성된 제1, 제2 패턴형성 영역 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 차단하기 위한 차광부재로서 기능하는 가동 블라인드(10)를 구비하고 있다. 가동 블라인드(10)는, 노광광(EL)을 통과시킬 수 있는 광 통과 영역을 갖고 있고, 광원 장치(1)와 분리 광학계(13) 사이에서, 제1 패턴(PA1)을 갖는 제1 마스크(M1), 제2 패턴(PA2)을 갖는 제2 마스크(M2) 및 기판(P) 중 적어도 하나의 이동과 동기하여 이동할 수 있게 형성되어 있다. 가동 블라인드(10)는, 고정 블라인드(9)를 통과함으로써 제한된 노광광(EL)을, 제1 마스크(M1), 제2 마스크(M2) 또는 기판(P)의 이동시의 소정 타이밍으로 더욱 제한한다. 이에 따라, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 패턴형성 영역 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 차단하고, 그 결과, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지할 수 있다. 고정 블라인드(9) 및 가동 블라인드(10)를 포함하는 블라인드 장치(11)의 광 통과 영역을 통과한 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)은, 제2 광학계(12)를 통과하여 분리 광학계(13)로 입사된다.
도 5는 분리 광학계(13) 근방을 나타내는 도면이다. 분리 광학계(13)는, 노광광(EL)을 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 편광 분리 광학계(편광 빔 스플리터)를 포함한다. 상술한 바와 같이, 광원 장치(1)로부터 출사되어 개구 조리개(8)를 통과하는 노광광(EL)은 S편광 성분과 P 편광 성분을 주로 포함하고, 개구 조리개(8)의 개구(8A, 8C)를 통과하여 블라인드 장치(11)의 광 통과 영역을 통과한 노광광(EL)은 분리 광학계(13)에 의해 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리된다. 즉, 본 실시형태의 분리 광학계(13)는, 광원 장치(1)로부터 출사되어 제1 광학계(2) 및 블라인드 장치(11) 등을 통과한 노광광(EL)을 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리한다.
본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)는 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)을 반사하고 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)을 통과시킨다. 분리 광학계(13)로 분리된 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)은, 제3 광학계(14)로 공급되어, 그 제3 광학계(14)를 통과하여 제1 마스크(M1)상에 조사된다. 또, 분리 광학계(13)로 분리된 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)은, 제4 광학계(15)에 공급되고, 그 제4 광학계(15)를 통과하여 반사 미러(16)로 공급되고, 그 반사 미러(16)에서 반사된 후, 제5 광학계(17)를 통과하여 제2 마스크(M2)상에 조사된다. 이와 같이, 조명계(IL)는, 분리 광학계(13)로 분리한 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)으로 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)을 조명하고, P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)을 조명한다.
도 6은 마스크 스테이지(60)에 유지된 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 나타내는 평면도이다. 또, 도 6에서는 마스크 스테이지의 도시가 생략되어 있다. 도 6에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)은, X축 방향을 길이방향으로 하는 복수의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴을 주성분으로 하 고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)은, Y축 방향을 길이방향으로 하는 복수의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴을 주성분으로 한다. 즉, 제1 패턴(PA1)은, X축 방향을 길이방향으로 하는 라인 패턴을 Y축 방향을 따라 주기적으로 병렬한 패턴을 많이 포함하고, 제2 패턴(PA2)은, Y축 방향을 길이방향으로 하는 라인 패턴을 X축 방향을 따라 주기적으로 병렬한 패턴을 많이 포함한다.
제1 마스크(M1)상에 조사되는 제1 노광광(EL1)은, 소정 방향의 직선 편광(S편광)을 주성분으로 한다. 본 실시형태에서는, 제1 마스크(M1)상에서의 제1 노광광(EL1)의 편광방향과 X축은 거의 평행이 되도록 설정되어 있다. 또, 제2 마스크(M2)상에 조사되는 제2 노광광(EL2)은, 소정 방향과 직교하는 방향의 직선 편광(P편광)을 주성분으로 한다. 본 실시형태에서는, 제2 마스크(M2)상에서의 제2 노광광(EL2)의 편광방향과 Y축은 거의 평행이 되도록 설정되어 있다.
즉, 본 실시형태에서는, 제1 패턴(PA1)에 포함되는 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향과, S편광을 주성분으로 하는 제1 노광광(EL1)의 편광방향은 거의 평행하고, 제2 패턴(PA2)에 포함되는 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향과, P편광을 주성분으로 하는 제2 노광광(EL2)의 편광방향은 거의 평행하다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 조명계(IL)는 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향에 맞춘 직선 편광 조명을 행한다. 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)으로부터는, S편광 성분, 즉 제1 패턴(PA1)의 라인 패턴의 길이방향에 따른 편광방향성분의 회절광이 많이 출사되고, 제2 마스 크(M2)의 제2 패턴(PA2)으로부터는, P편광 성분, 즉 제2 패턴(PA2)의 라인 패턴의 길이방향에 따른 편광방향성분의 회절광이 많이 출사된다.
또, 제1 마스크(M1)상에는, 개구 조리개(8) 중 광축(AX)에 대해 서로 대향하는 위치에 배치된 제1 개구(8A, 8A)를 각각 통과하는 제1 노광광(EL1)이 조사되고, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)은, S편광 상태의 제1 노광광(EL1)에 의해 다이폴 조명[이극(二極) 조명]된 상태가 된다. 마찬가지로, 제2 마스크(M2)상에는, 개구 조리개(8) 중 광축(AX)에 대해 서로 대향하는 위치에 배치된 제2 개구(8C, 8C)를 각각 통과한 제2 노광광(EL2)이 조사되고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)은, P편광 상태의 제2 노광광(EL2)에 의해 다이폴 조명(이극 조명)된 상태가 된다.
즉, 본 실시형태에서는, 도 7의 (A)의 모식도에 나타낸 바와 같이, 조명계(IL)는, 직선 편광상태(S편광 상태)의 2개의 광속[제1 노광광(EL1)]을 사용하여, 제1 마스크(M1)의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향에 맞춘 사입사 조명(다이폴 조명)을 행하고, 도 7의 (B)의 모식도에 나타낸 바와 같이, 직선 편광상태(P편광 상태)의 2개의 광속[제2 노광광(EL2)]을 사용하여, 제2 마스크(M2)의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향에 맞춘 사입사 조명(다이폴 조명)을 행한다. 도 7의 (A)에 나타낸 바와 같이, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)에는, 제1 마스크(M1)의 표면에 대해 θX 방향으로 경사지는 2개의 방향으로부터, 라인 패턴의 길이방향에 따른 방향(X축 방향)을 편광방향으로 하는 제1 노광광(EL1)이 입사된다. 또, 도 7의 (B)에 나타낸 바와 같이, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)에는, 제2 마스크(M2)의 표면에 대해 θY방향으로 경사지는 2개의 방향으 로부터, 라인 패턴의 길이방향에 따른 방향(Y축 방향)을 편광방향으로 하는 제2 노광광(EL2)이 입사된다.
여기서는, 조명계(IL)는 회절 광학소자(4) 및 편광 변환소자(5) 등을 사용하여, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면에 둘레방향 편광상태의 노광광(EL)을 출사하는 링 형상의 이차 광원(7)을 형성하고 있다. 그리고, 조명계(IL)는, 이차 광원(7)으로부터 출사되는 노광광(EL)을, 개구 조리개(8)에 의해 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)으로 변환한 후, 분리 광학계(13)로 입사시켜, 제1 마스크(M1)를 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)에 의해 다이폴 조명(이극 조명)으로 하고, 제2 마스크(M2)를 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)에 의해 다이폴 조명(이극 조명)하고 있다. 여기서, 회절 광학소자를, 예를 들어 크로스폴 조명[사극(四極) 조명]용의 회절 광학소자로 하고, 그 크로스폴 조명용의 회절 광학소자를 노광광(EL)의 광로상에 배치함으로써, 개구 조리개를 형성하지 않고, 제1 마스크(M1)를 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)에 의해 다이폴 조명하고, 제2 마스크(M2)를 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)에 의해 다이폴 조명할 수 있다. 노광광(EL)의 광로 상에 크로스폴 조명용의 회절 광학소자를 형성함으로써, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면상에는 사극형의 조명 영역이 형성되고, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면에는 사극형의 이차 광원이 형성된다. 그리고, 예를 들어 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면 근방중, 사극형의 조명 영역에 대응하는 위치에, 편광 변환소자로서 도 2를 참조하여 설명한 바와 같은 기본소자(5A, 5C)를 형성함으로써, 도 8의 모식도에 나타낸 바와 같이, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면 측에는 사극형의 이차 광 원(7)이 형성된다. 이 경우, 제1 원호 형상 영역(7A)으로부터 출사되는 노광광(EL)은 S편광 상태의 노광광(EL)이고, 제3 원호 형상 영역(7C)으로부터 출사되는 노광광(EL)은 P편광 상태의 노광광(EL)이다. 이러한 구성으로 함으로써, 개구 조리개를 생략하더라도, 분리 광학계(13)에는 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)이 도달하여, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)은 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)에 의해 다이폴 조명되고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)은 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)에 의해 다이폴 조명된다.
다음으로, 마스크 스테이지(60)에 관해 설명한다. 마스크 스테이지(60)는, 제1 패턴(PA1)을 갖는 제1 마스크(M1)를 제1 노광광(EL1)에 대해 Y축 방향으로 이동시킬 수 있고, 제2 패턴(PA2)을 갖는 제2 마스크(M2)를 제2 노광광(EL2)에 대해 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 마스크 스테이지(60)의 위치 정보는 계측 시스템(70)에 의해 계측된다.
도 9는, 본 실시형태에 따른 마스크 스테이지(60) 및 계측 시스템(70)을 나타내는 사시도이다. 마스크 스테이지(60)는, 메인 스테이지(61)와, 메인 스테이지(61)상에서 제1 마스크(M1)를 유지한 상태로 이동시킬 수 있는 제1 서브 스테이지(62)와, 메인 스테이지(61)상에서 제2 마스크(M2)를 유지한 상태로 이동시킬 수 있는 제2 서브 스테이지(63)를 구비하고 있다.
메인 스테이지(61)는, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 Y축 방향으로 이동하기 위한 것이다. 메인 스테이지(61)는, 제1 서브 스테이지(62)를 통해 제1 마스크(M1)를 유지하고, 제2 서브 스테이지(63)를 통해 제2 마스크(M2)를 유지한다. 메인 스테이지(61)는, 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63)를 통해 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 유지하여 동일한 주사방향(Y축 방향)으로 이동시킬 수 있다.
메인 스테이지(61)는, 기판(P)상의 1개의 쇼트 영역에 대한 주사 노광 중에, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1) 전체가 제1 조명 영역(IA1)을 통과하고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2) 전체가 제2 조명 영역(IA2)을 통과하도록, Y축 방향에 비교적 큰 스트로크를 갖고 있다. 마스크 스테이지(60)는, 메인 스테이지(61)를 Y축 방향으로 이동시키기 위한 메인 스테이지 구동장치(64)를 구비하고 있다. 메인 스테이지 구동장치(64)는, 예를 들어 리니어 모터 등의 액츄에이터를 포함한다. 본 실시형태에서는, 메인 스테이지 구동장치(64)는, 메인 스테이지(61)의 X축 방향 양측에 형성된 가동자(64A)와, 가동자(64A)에 대응하여 형성된 고정자(64B)를 구비하고 있다. 제어 장치(30)는, 메인 스테이지 구동장치(64)를 구동함으로써, 메인 스테이지(61)를 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 메인 스테이지(61)가 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 메인 스테이지(61) 상의 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)도 메인 스테이지(61)와 함께 이동한다. 따라서, 메인 스테이지(61)가 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)에 유지된 제1, 제2 마스크(M1, M2)도 메인 스테이지(61)와 함께 이동한다.
제1 서브 스테이지(62)는, 메인 스테이지(61) 상에서 메인 스테이지(61)에 대해 X축, Y축 및 θZ방향으로 이동할 수 있게 형성되고, 도시하지 않은 제1 서브 스테이지 구동장치에 의해 메인 스테이지(61)에 대해 제1 마스크(M1)를 약간 이동 시킬 수 있다. 마찬가지로, 제2 서브 스테이지(63)는, 메인 스테이지(61) 상에서 메인 스테이지(61)에 대해 X축, Y축 및 θZ방향으로 이동할 수 있게 형성되고, 도시하지 않은 제2 서브 스테이지 구동장치에 의해, 메인 스테이지(61)에 대해 제2 마스크(M2)를 약간 이동시킬 수 있다. 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)는, 예를 들어 일본 특허 공개 평성 제8-130179호 공보(대응 미국 특허 제6,721,034호)에 개시된 구조를 채택할 수 있다.
계측 시스템(70)은, 메인 스테이지(61), 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63)의 위치 정보를 각각 계측할 수 있다. 계측 시스템(70)은, 메인 스테이지(61)에 형성된 반사부재(71), 제1 서브 스테이지(62)에 형성된 반사부재(72) 및 제2 서브 스테이지(63)에 형성된 반사부재(73)와, 반사부재(71, 72, 73)의 반사면에 계측 빔이 투사되고, 그 반사광을 수광하여 메인 스테이지(61), 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63) 각각의 위치 정보를 취득하는 레이저 간섭계(74)를 포함한다. 본 실시형태에서는, 레이저 간섭계(74)는 마스크 스테이지(60)의 +Y측에 배치되어 있다. 반사부재(71)는, 예를 들어 코너 큐브 미러(레트로 리플렉터)를 포함하고, 메인 스테이지(61)상에서의 레이저 간섭계(74)로부터의 계측 빔이 조사될 수 있는 소정 위치에, 2개 형성되어 있다. 반사부재(72)도, 예를 들어 코너 큐브 미러(레트로 리플렉터)를 포함하고, 제1 서브 스테이지(62)상에서의 레이저 간섭계(74)로부터의 계측 빔이 조사될 수 있는 소정 위치에, 2개 형성되어 있다. 반사부재(73)도, 예를 들어 코너 큐브 미러(레트로 리플렉터)를 포함하고, 제2 서브 스테이지(63)상에서의 레이저 간섭계(74)로부터의 계측 빔이 조사될 수 있는 소정 위치에 2개 형성되어 있다. 계측 시스템(70)은, 레이저 간섭계(74), 반사부재(71, 72, 73)를 사용하여, 메인 스테이지(61), 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63)의 Y축 방향 및 θZ방향의 위치 정보를 계측할 수 있다. 또, 도시하지는 않지만, 계측 시스템(70)은, 메인 스테이지(61), 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63)의 X축 방향의 위치 정보를 계측하기 위한 반사부재(반사면) 및 레이저 간섭계도 구비하고 있다.
계측 시스템(70)은, 레이저 간섭계(74) 및 메인 스테이지(61)에 형성된 반사부재(71) 등을 사용하여, 메인 스테이지(61)의 X축, Y축 및 θZ방향에서의 위치 정보를 계측한다. 또, 계측 시스템(70)은, 레이저 간섭계(74) 및 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)에 형성된 반사부재(72, 73)를 사용하여, 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)의 X축, Y축 및 θZ방향에서의 위치 정보를 계측한다. 제어 장치(30)는, 계측 시스템(70)의 계측 결과에 기초하여, 메인 스테이지(61), 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63)를 적절하게 구동하여, 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)에 유지되어 있는 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 위치제어를 행한다. 또, 제어 장치(30)는, 메인 스테이지(61)에 대해 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63) 중 적어도 하나를 이동시킴으로써, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대적인 위치관계를 조정할 수 있다.
다음으로, 도 1을 참조하면서 투영 광학계(PL)에 관해 설명한다. 투영 광학계(PL)는, 제1 노광광(EL1)으로 조명되는 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상 및 제2 노광광(EL2)으로 조명되는 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상을 소정의 투 영배율로 기판(P)상에 투영한다. 본 실시형태의 투영 광학계(PL)는, 그 투영배율이 예컨대 1/4, 1/5, 1/8 등의 축소계이다. 또, 본 실시형태의 투영 광학계(PL)는 도립상을 형성한다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 투영 광학계(PL)는, 기판(P)의 표면에 대향하여 배치되고, 투영 광학계(PL)의 상(像)의 면에 가장 가까이 배치된 1개의 종단 광학소자(FL)를 포함하는 복수의 광학소자를 가지며, 그 1개의 종단 광학소자(FL)를 통해 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)을 조사한다.
투영 광학계(PL)는, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)과 광학적으로 공역인 위치 근방에 배치되고, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)과, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)을 종단 광학소자(FL)로 유도하는 중간 광학부재(40)를 갖고 있다. 투영 광학계(PL)는, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)을 중간 광학부재(40)로 유도하는 제1 유도 광학계(41)와, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)을 중간 광학부재(40)로 유도하는 제2 유도 광학계(42)를 갖고 있다. 제1, 제2 유도 광학계(41, 42)는 각각, 복수의 렌즈 및 복수의 렌즈를 통과한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)을 중간 광학부재(40)를 향해 반사하는 반사면을 갖는 반사부재를 포함한다.
중간 광학부재(40)는, 제1 유도 광학계(41)로부터의 제1 노광광(EL1)을 반사하는 제1 반사면(40A)과, 제2 유도 광학계(42)로부터의 제2 노광광(EL2)을 반사하 는 제2 반사면(40B)을 갖고 있다. 본 실시형태에서는 중간 광학부재(40)는 프리즘을 포함한다.
제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)과, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)은, 제1 유도 광학계(41) 및 제2 유도 광학계(42)에 의해 중간 광학부재(40)로 유도된다. 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)과, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)은, 중간 광학부재(40)에서 반사된 후, 투영 광학계(PL)의 상의 면측에 배치된, 종단 광학소자(FL)를 포함하는 제3 유도 광학계(43)를 통과하여 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 조사된다.
다음으로, 기판 스테이지(80)에 관해 설명한다. 기판 스테이지(80)는, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)이 조사되는 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)을 포함하는 소정 영역내에서 기판(P)을 유지하여 이동시킬 수 있다. 기판 스테이지(80)는, 기판(P)을 유지하는 기판 홀더를 갖고 있고, 리니어 모터 등의 액츄에이터를 포함하는 기판 스테이지 구동 장치(80D)의 구동에 의해, 기판 홀더에 기판(P)을 유지한 상태로, 베이스 부재(BP)상에서 X축, Y축, Z축, θX, θY 및 θZ방향의 6 자유도의 방향으로 이동할 수 있다.
기판 스테이지(80)[나아가 기판(P)]의 위치 정보는, 계측 시스템(70)의 레이저 간섭계(75)에 의해 계측된다. 레이저 간섭계(75)는, 기판 스테이지(80)에 형성된 반사면(76)을 사용하여 기판 스테이지(80)의 X축, Y축 및 θZ방향에서의 위치 정보를 계측한다. 또, 기판 스테이지(80)에 유지되어 있는 기판(P)의 표면의 면위 치 정보(Z축, θX 및 θY방향에서의 위치 정보)는, 도시하지 않은 포커스ㆍ레벨링 검출계에 의해 검출된다. 제어 장치(30)는, 레이저 간섭계(75)의 계측 결과와 포커스ㆍ레벨링 검출계의 검출 결과에 기초하여 기판 스테이지 구동 장치(80D)를 구동하여, 기판 스테이지(80)에 유지되어 있는 기판(P)의 위치제어를 행한다. 또한, 포커스ㆍ레벨링 검출계는 그 복수의 계측점에서 각각 기판(P)의 Z축 방향의 위치 정보를 계측하여 그 면위치 정보를 검출한다. 본 실시형태에서는, 이 복수의 계측점은 그 적어도 일부가 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)내에 설정되지만, 예를 들어 후술하는 제8 실시형태(도 21)의 액침 노광 장치에서는, 모든 계측점이 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2) [또는 액침 영역(LR)]의 외측에 설정되어도 된다. 또, 레이저 간섭계(75)는 기판 스테이지(4)의 Z축, θX 및 θY방향의 위치 정보도 계측가능하게 해도 되고, 그 상세한 것은, 예를 들어 일본 특허 공개 제2001-510577호 공보(대응 국제 공개 제1999/28790호 팜플렛)에 개시되어 있다. 이 경우, 포커스ㆍ레벨링 검출계는 형성하지 않아도 된다.
도 10은 제1 조명 영역(IA1) 및 제2 조명 영역(IA2)과 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 관계를 나타내는 모식도, 도 11은 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)과 기판(P)상의 피노광 영역인 쇼트 영역(SH)과의 관계를 나타내는 모식도이다. 본 실시형태에서는, 제1 노광광(EL1)이 조사되는 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광광(EL2)이 조사되는 제2 노광 영역(AR2)은 투영 광학계(PL)의 투영 영역이다.
조명계(IL) 및 투영 광학계(PL)를 포함하는 광학 유닛(U)은, 제1 패턴(PA1) 으로부터의 제1 노광광(EL1)을 제1 노광 영역(AR1)에 조사하고, 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)을 제2 노광 영역(AR2)에 조사한다. 조명계(IL)는, 투영 광학계(PL)를 통해 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)을 제1 노광 영역(AR1)에 조사하고, 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)을 제2 노광 영역(AR2)에 조사한다. 투영 광학계(PL)는, 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)으로 제1 패턴(PA1)의 상을 형성하고, 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)으로 제2 패턴(PA2)의 상을 형성한다.
제어 장치(30)는, 제1 조명 영역(IA1) 및 제2 조명 영역(IA2)에 대한 마스크 스테이지(60)에 의한 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 Y축 방향으로의 이동에 동기하여, 기판 스테이지(80)를 사용하여, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 대해 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 Y축 방향으로 이동시키면서, 조명계(IL) 및 투영 광학계(PL)를 포함하는 광학 유닛(U)에 의해, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)을 조사함으로써, 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패턴(PA2)의 상으로, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 다중 노광(이중 노광)한다.
즉, 본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는, 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)에 대한 기판(P)의 Y축 방향으로의 이동과, 제1 조명 영역(IA1)에 대한 제1 마스크(M1)의 Y축 방향으로의 이동과, 제2 조명 영역(IA2)에 대한 제2 마스크(M2)의 Y축 방향으로의 이동을 동기하여 행함으로써, 패턴화된 제1 노광광(EL1) 및 제2 노 광광(EL2)을 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 조사하여 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 다중 노광한다.
도 10에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)는 Y축 방향에 나란히 배치되고, 제1 마스크(M1)는 제2 마스크(M2)에 대해 -Y측에 배치된다. 제1 마스크(M1)상에서의 제1 노광광(EL1)에 의한 제1 조명 영역(IA1)은 X축 방향을 길이방향으로 하는 직사각형(슬릿형)으로 설정되어 있고, 제2 마스크(M2)상에서의 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 조명 영역(IA2)도, X축 방향을 길이방향으로 하는 직사각형(슬릿형)으로 설정되어 있다. 제1 조명 영역(IA1) 및 제2 조명 영역(IA2)은 블라인드 장치(11)의 고정 블라인드(9)에 의해 설정된다. 고정 블라인드(9)는 제1, 제2 마스크(M1, M2)상에서의 제1, 제2 조명 영역(IA1, IA2)을 규정하는 직사각형(슬릿형)의 개구(광 통과 영역)를 갖고 있고, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 패턴(PA1, PA2)이 형성된 패턴 형성면과 공역인 면에서 소정 거리 떨어진 위치(약간 디포커스된 위치)에 배치되어 있다. 후술하는 바와 같이, 제1 조명 영역(IA1) 및 제2 조명 영역(IA2)은, 블라인드 장치(11)의 가동 블라인드(10)에 의해 소정의 타이밍으로 제한된다.
도 11에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)은 Y축 방향의 상이한 위치에 설정되어 있다. 기판 스테이지(80)는, 유지한 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 대해 Y축 방향으로 이동시킬 수 있다. 또, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)은 각각, X축 방향을 길이방향으로 하는 직사각형(슬릿형)이다. 또, 제1 노 광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)은, 1개의 쇼트 영역(SH)에 동시에 배치가능하게 되어 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 제1 노광 영역(AR1)[제1 노광 영역(AR1)의 중심]과 제2 노광 영역(AR2)[제2 노광 영역(AR2)의 중심]과의 Y축 방향의 거리는, 기판(P)상의 1개의 쇼트 영역(SH)의 Y축 방향의 폭보다 작다. 또, 본 실시형태에서는, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)은 Y축 방향으로 떨어져 있다. 또, 제1 노광 영역(AR1)은 제2 노광 영역(AR2)에 대해 +Y측에 설정된다.
제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 제1 패턴(PA1)을 갖는 제1 마스크(M1) 및 제2 패턴(PA2)을 갖는 제2 마스크(M2)를 각각의 주사방향(Y축 방향)으로 이동시키고, 기판(P)을 주사방향(Y축 방향)으로 이동시킨다. 본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에 마스크 스테이지(60)를 사용하여, 제1 패턴(PA1)을 갖는 제1 마스크(M1)와 제2 패턴(PA2)을 갖는 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(Y축 방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1) 및 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)는 메인 스테이지(61)상에 적재되어 있고, 제어 장치(30)는 메인 스테이지 구동장치(64)를 사용하여 메인 스테이지(61)를 구동함으로써, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(Y축 방향)으로 이동시킨다. 예를 들어, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 마스크 스테이지(60) 중 메인 스테이지(61)에 의해 제1 마스크(M1)가 +Y방향으로 이동되는 경우 제2 마스크(M2)도 함께 +Y방향으로 이동되고, 제1 마스크(M1)가 -Y방향으로 이동되는 경우 제2 마스크(M2)도 함께 -Y방향으 로 이동된다. 또, 본 실시형태의 투영 광학계(PL)는 도립상을 형성하고, 제어 장치(30)는 기판(P)의 쇼트 영역(SH)의 노광중에 제1, 제2 마스크(M1, M2)와 기판(P)을 서로 역방향의 주사방향(Y축 방향)으로 이동시킨다. 예를 들어, 제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)를 사용하여 제1, 제2 마스크(M1, M2)를 +Y방향으로 이동시키는 경우 기판 스테이지(80)를 사용하여 기판(P)을 -Y방향으로 이동시키고, 제1, 제2 마스크(M1, M2)를 -Y방향으로 이동시키는 경우 기판(P)을 +Y방향으로 이동시킨다.
도 10과 도 11에는 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 +Y방향으로의 이동과 동기하여 기판(P)을 -Y방향으로 이동하고 있는 상태가 나타내어져 있다.
제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)의 상대 위치 관계는, 예를 들어 투영 광학계(PL)의 투영배율 및 중간 광학부재(40) 등의 투영 광학계(PL)를 구성하는 각 광학소자의 배치 등에 따라 결정된다. 또, 제1 노광광(EL1)에 의한 제1 조명 영역(IA1)에 대한 제1 마스크(M1)의 위치 및 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 조명 영역(IA2)에 대한 제2 마스크(M2)상의 위치, 바꾸어 말하면, 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)을 기준으로 하는 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 대한 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)의 위치 정보, 즉 레이저 간섭계(75)에 의해 규정되는 XY 좌표계 내에서의 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)의 위치 정보에 따라 정해진다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기판(P)상에서의 제1 노광 영역(AR1) 과 제2 노광 영역(AR2)은 기판(P)의 주사방향(Y축 방향)에서 상이한 위치에 설정되고, 제1 노광 영역(AR1)은 제2 노광 영역(AR2)에 대해 +Y측에 설정된다. 또, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)는 동일한 주사방향(Y축 방향)으로 이동한다. 또, 본 실시형태의 투영 광학계(PL)는 도립상을 형성하고, 제1, 제2 마스크(M1, M2)와 기판(P)은 서로 역방향의 주사방향(Y축 방향)으로 이동한다. 따라서, 본 실시형태에서는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1 마스크(M1)는 제2 마스크(M2)에 대해 -Y측에 배치되고, 제1 노광광(EL1)에 의한 제1 조명 영역(IA1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 조명 영역(IA2)은, 제1, 제2 마스크(M1, M2) 각각의 중심에 대해 서로 상이한 위치에 설정된다. 바꾸어 말하면, 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)의 위치관계에 따라, 예를 들어 도 10에 나타낸 바와 같이, 제1, 제2 조명 영역(IA1, IA2)에 대한 제1, 제2 마스크(M1, M2)상의 위치를 설정함으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 원하는 위치에서 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 패턴(PA2)의 상으로 다중 노광할 수 있다.
그리고, 본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 노광할 때, 제1 패턴(PA1)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 조명 및 제2 패턴(PA2)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 조명중의 하나를 개시한 후에 다른 하나를 개시하고, 하나를 종료한 후에 다른 하나를 종료한다. 또, 제어 장치(30)는, 쇼트 영역(SH)에 대한 제1 노광광(EL1)의 조사[제1 노광광(EL1)에 의한 제1 패턴(PA1)의 상의 투영] 및 쇼트 영역(SH)에 대한 제2 노광광(EL2)의 조사[제2 노광광(EL2)에 의한 제2 패턴(PA2)의 상의 투영]의 하나를 개시한 후에 다른 하나를 개시하고, 하 나를 종료한 후에 다른 하나를 종료한다.
또, 본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는, 블라인드 장치(11)의 가동 블라인드(10)를 사용하여, 제1, 제2 마스크(M1, M2) 중 제1, 제2 패턴(PA1, PA2)이 형성된 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 차단함으로써, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지한다. 제1 마스크(M1)의 제1 패턴형성 영역(SA1)의 외주에는 제1 차광대(SB1)가 형성되고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴형성 영역(SA2)의 외주에는 제2 차광대(SB2)가 형성된다. 가동 블라인드(10)는, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지하기 위해, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 차광대(SB1, SB2)의 외측에 대한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 차단한다. 가동 블라인드(10)는, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 패턴 형성면과 거의 공역인 면에 배치되어 있고, 광원 장치(1)와 분리 광학계(13) 사이에서, 제1 패턴(PA1)을 갖는 제1 마스크(M1), 제2 패턴(PA2)을 갖는 제2 마스크(M2) 및 기판(P) 중 적어도 하나의 이동과 동기하여 이동할 수 있게 형성되어 있다.
도 12는 가동 블라인드(10)의 일례를 나타내는 도면이다. 도 12에서, 가동 블라인드(10)는, S편광 상태의 제1 노광광(EL1)을 통과시킬 수 있는 제1 통과 영역(10A)과, P편광 상태의 제2 노광광(EL2)을 통과시킬 수 있는 제2 통과 영역(10B)과, 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)을 통과시킬 수 있는 제3 통과 영역(10C)을 구비하고 있다. 제1, 제2, 제3 통과 영역(10A, 10B, 10C)은, 제1 패턴(PA1)을 갖는 제1 마스크(M1) 및 제2 패턴(PA2)을 갖는 제2 마스크(M2)의 주사방향에 대응하는 방향으로 나란히 배치되어 있다. 본 실시형태에서는, 제1, 제2, 제3 통과 영역(10A, 10B, 10C)은, 도 12 중 Z축 방향에 나란히 배치되어 있다. 제3 통과 영역(10C)은 제1 통과 영역(10A)과 제2 통과 영역(10B) 사이에 형성되어 있다.
제1, 제2, 제3 통과 영역(10A, 10B, 10C)은, 소정의 빛을 투과할 수 있는 광학부재에 의해 형성되어 있다. 제1 통과 영역(10A)은 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)을 통과시킬 수 있고, P편광 상태를 포함하는 다른 편광상태의 빛(노광광)을 거의 통과시키지 않는 편광자를 포함하는 광학부재에 의해 형성되어 있다. 제2 통과 영역(10B)은, P편광 상태의 제2 노광광(EL2)을 통과시킬 수 있고, S편광 상태를 포함하는 다른 편광상태의 빛(노광광)을 거의 통과시키지 않는 편광자를 포함하는 광학부재에 의해 형성되어 있다. 제3 통과 영역(10C)은, S편광 상태의 제1 노광광(EL1) 및 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)을 각각 통과시킬 수 있는 광학부재에 의해 형성되어 있다. 이들 광학부재는, 예를 들어 금속제의 지지부재(10D)에 지지되어 있다. 지지부재(10D)는 빛(노광광)을 통과시키지 않는다. 블라인드 장치(11)는, 가동 블라인드(10)를 이동시킬 수 있는 리니어 모터 등의 구동장치를 구비하고 있고, 제어 장치(30)는, 그 구동장치를 사용하여 가동 블라인드(10)를 도 12 중 거의 Z축 방향[제1, 제2 마스크(M1, M2)의 주사방향(Y축 방향)에 대응하는 방향]으로 이동시킬 수 있다. 또, 블라인드 장치(11)는, 가동 블라인드(10)의 위치를 검출할 수 있는 엔코더 등의 위치검출장치를 구비하고 있고, 제어 장치(30)는 그 위치검출장치의 검출 결과를 모니터할 수 있다.
제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 주사 노광 개시전, 주사 노광중, 주사 노광 종료후에, 계측 시스템(70)의 레이저 간섭계(74)의 계측 결과에 기초하여, 필요에 따라 상술한 위치검출장치의 검출 결과를 모니터하면서, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10)를 이동하고, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 차단함으로써, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지한다.
여기서, 이하의 설명에서는, 도 12 중 제1 통과 영역(10A)의 +Z측의 엣지, 즉 제1 통과 영역(10A)과 지지부재(10D)의 경계를 적절히 제1 엣지(E1)라 칭하고, 제1 통과 영역(10A)의 -Z측의 엣지, 즉 제1 통과 영역(10A)과 제3 통과 영역(10C)의 경계를 적절히 제2 엣지(E2)라 칭한다. 또, 제3 통과 영역(10C)의 -Z측의 엣지, 즉 제3 통과 영역(10C)과 제2 통과 영역(10B)의 경계를 적절히 제3 엣지(E3)라 칭하고, 제2 통과 영역(10B)의 -Z측의 엣지, 즉 제2 통과 영역(10B)과 지지부재(10D)의 경계를 적절히 제4 엣지(E4)라 칭한다. 또, 제1, 제2, 제3 통과 영역(10A, 10B, 10C)의 +X측의 엣지를 적절히 제5 엣지(E5)라 칭하고, 제1, 제2, 제3 통과 영역(10A, 10B, 10C)의 -X측의 엣지를 적절히 제6 엣지(E6)라 칭한다.
도 13은 가동 블라인드(10)와 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2)의 관계를 나타내는 모식도이다. 가동 블라인드(10)는, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지하기 위해, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 차광대(SB1, SB2)의 외측에 대한 제1, 제2 노광 광(EL1, EL2)의 조사를 차단한다.
제1 통과 영역(10A) 및 제3 통과 영역(10C)은 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)을 통과시키는 광 통과 영역이고, 그 광 통과 영역은 제1 마스크(M1)상의 제1 차광대(SB1)로 둘러싸인 제1 패턴형성 영역(SA1)에 대응하는 크기를 갖는다. 또, 제2 통과 영역(10B) 및 제3 통과 영역(10C)은 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)을 통과시키는 광 통과 영역이고, 그 광 통과 영역은 제2 마스크(M2)상의 제2 차광대(SB2)로 둘러싸인 제2 패턴형성 영역(SA2)에 대응하는 크기를 갖는다. 즉, 가동 블라인드(10)는, 제1 패턴형성 영역(SA1)에 대응하는 광 통과 영역과 제2 패턴형성 영역(SA2)에 대응하는 광 통과 영역을, 소정 범위[제3 통과 영역(10C)]에서 중복하여 구비하고 있다.
제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)을 제1 노광광(EL1)으로 조명하기 위해 제1 패턴(PA1)을 주사개시위치에 배치했을 때, 제어 장치(30)는 가동 블라인드(10)의 제1 엣지(E1) 및 제3 엣지(E3)의 상이 제1 마스크(M1)상에 투영된 경우를 가정할 때, 제1 엣지(E1) 및 제3 엣지(E3)의 상이, 제1 패턴형성 영역(SA1)의 +Y측 및 -Y측에 형성된 제1 차광대(SB1)에 수속(收束)되도록, 제1 마스크(M1)와 가동 블라인드(10)의 위치관계를 조정한다. 또, 동일하게 가정할 때, 가동 블라인드(10)의 제5 엣지(E5) 및 제6 엣지(E6)의 상이, 제1 패턴형성 영역(SA1)의 +X측 및 -X측에 형성된 제1 차광대(SB1)에 수속되도록 조정된다. 이 제1 마스크(M1)와 가동 블라인드(10)의 위치관계를 유지하면서, 제1 마스크(M1)와 가동 블라인드(10)를 동기 이동시킴으로써, 주사 노광 개시전에, 고정 블라인드(9)를 통과한 노광광(EL) 중 일 부가 특히 제1 엣지(E1)에서 차단됨으로써 제1 패턴형성 영역(SA1) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1 노광광(EL1)의 조사, 나아가 제1 노광광(EL1)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지된다. 또, 주사 노광중에도, 가동 블라인드(10)는 제1 마스크(M1)의 이동과 동기하여 이동하기 때문에, 고정 블라인드(9)를 통과한 노광광(EL) 중 일부가 특히 제5 엣지(E5) 및 제6 엣지(E6)에 의해 차단됨으로써, 제1 패턴형성 영역(SA1) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1 노광광(EL1)의 조사를 방지할 수 있다. 또, 주사 노광 종료후에도, 고정 블라인드(9)를 통과한 노광광(EL) 중 일부가 제1 마스크(M1)와 동기하여 이동하는 가동 블라인드(10), 특히 제3 엣지(E3)에 의해 차단되기 때문에, 제1 패턴형성 영역(SA1) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1 노광광(EL1)의 조사, 나아가 제1 노광광(EL1)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지된다.
또, 제1 마스크(M1)의 Y축 방향으로의 이동이 개시된 후, 제2 마스크(M2)의 Y축 방향으로의 이동이 개시되지만, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)이 주사개시위치에 배치되었을 때, 가동 블라인드(10)의 제2 엣지(E2) 및 제4 엣지(E4)의 상이 제2 마스크(M2)상에 투영된 경우를 가정할 때, 제2 엣지(E2) 및 제4 엣지(E4)의 상이, 제2 패턴형성 영역(SA2)의 +Y측 및 -Y측에 형성된 제2 차광대(SB2)에 수속되도록 설정되어 있다. 또, 동일하게 가정할 때, 가동 블라인드(10)의 제5 엣지(E5) 및 제6 엣지(E6)의 상이, 제2 패턴형성 영역(SA2)의 +X측 및 -X측에 형성된 제2 차광대(SB2)에 수속되도록 조정된다. 이 제2 마스크(M2)와 가동 블라인드(10)의 위치관계를 유지하면서, 제2 마스크(M2)와 가동 블라인드(10)를 동기 이동시킴으로써, 주 사 노광 개시전에, 고정 블라인드(9)를 통과한 노광광(EL) 중 일부가 가동 블라인드(10) 중, 특히 제2 엣지(E2)에 의해 차단되기 때문에, 제2 패턴형성 영역(SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제2 노광광(EL2)의 조사, 나아가 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지된다. 또, 주사 노광중에도, 가동 블라인드(10)는 제2 마스크(M2)의 이동과 동기하여 이동하기 때문에, 고정 블라인드(9)를 통과한 노광광(EL) 중 일부가 가동 블라인드(10)의 제5 엣지(E5) 및 제6 엣지(E6)에 의해 차단되기 때문에, 제2 패턴형성 영역(SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제2 노광광(EL2)의 조사를 방지할 수 있다. 또, 주사 노광 종료후에도, 고정 블라인드(9)를 통과한 노광광(EL) 중 일부가 제2 마스크(M2)와 동기하여 이동하는 가동 블라인드(10)에 의해, 특히 제3 엣지(E3)에 의해 차단됨으로써, 제2 패턴형성 영역(SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제2 노광광(EL2)의 조사, 나아가 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지된다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 특히 주사 노광의 개시시 및 종료시에, 가동 블라인드(10)를 사용하여 고정 블라인드(9)를 통과한 노광광(EL1)을 제한함으로써, 제1, 제2 마스크(M1, M2)상에서의 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 제한하여 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
특히, 본 실시형태에서는, 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)의 편광상태의 차이를 이용하여, 가동 블라인드(10)에 하나의 노광광을 통과시킬 수 있고, 다른 하나의 노광광을 거의 차광할 수 있는 제1 통과 영역(10A)과 제2 통과 영역(10B)을 형성하고 있기 때문에, 제1 패턴형성 영역(PA1)과 제1 조명 영역(IA1)의 위치관계와, 제2 패턴형성 영역(PA2)과 제2 조명 영역(IA2)의 위치관계가 상이한 경우에도, 단일한 가동 블라인드(10)로 기판(P)에 대한 불필요한 노광을 확실하게 방지할 수 있다. 이에 따라, 다중 노광을 행할 수 있는 노광 장치의 조명계를 컴팩트하게 하여 장치비용을 저감할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 제1 통과 영역(10A)을 통과한 제1 노광광(EL1)과 제3 통과 영역(10C)을 통과한 제1 노광광(EL1)을 동일한 강도로 기판(P)상에 조사하고, 제2 통과 영역(10B)을 통과한 제2 노광광(EL2)과 제3 통과 영역(10C)을 통과한 제2 노광광(EL2)을 동일한 강도로 기판(P)상에 조사하기 위해, 제3 통과 영역(10C)은 통과하는 빛의 강도를 조정할 수 있는 광학부재에 의해 형성해도 된다. 이 경우, 제3 통과 영역(10C)의 광학부재는, 예를 들어 ND 필터(neutral density filter) 등, 투과율을 조정할 수 있는 광학부재(필터 부재)를 포함한다. 광원 장치(1)로부터 출사되고, 제1 광학계(2)를 통과한 노광광(EL) 중, S편광 상태의 제1 노광광(EL1)은, 가동 블라인드(10)의 제1 통과 영역(10A) 및 제3 통과 영역(10C)을 통과하여, 분리 광학계(13)를 통과하여 제1 마스크(M1)상에 조사되어, P편광 상태의 제2 노광광(EL2)은, 가동 블라인드(10)의 제2 통과 영역(10B) 및 제3 통과 영역(10C)을 통과하여 분리 광학계(13)를 통과하여 제2 마스크(M2)상에 조사된다. 이 경우에, 제1 통과 영역(10A)이 제1 투과율을 갖는 경우, 제3 통과 영역(10C)의 제1 노광광(EL1)에 대한 투과율을, 제1 투과율에 따른 값으로 설정해야 한다. 마찬가지로, 제2 통과 영역(10B)이 제2 투과율을 갖는 경우, 제3 통과 영역(10C)의 제2 노 광광(EL2)에 대한 투과율을, 제2 투과율에 따른 값으로 설정해야 한다. 본 실시형태에서는, 제3 통과 영역(10C)의 광학부재로서, 투과율을 조정할 수 있는 기능을 갖는 광학부재를 사용함으로써, 제1 통과 영역(10A)의 투과율과 제3 통과 영역(10C)의 투과율을 일치시킬 수 있고, 제2 통과 영역(10B)의 투과율과 제3 통과 영역(10C)의 투과율을 일치시킬 수 있다. 따라서, 제1 통과 영역(10A)을 통과한 제1 노광광(EL1)과 제3 통과 영역(10C)을 통과한 제1 노광광(EL1)의 기판(P)상에서의 강도를 동일한 값으로 할 수 있고, 제2 통과 영역(10B)을 통과한 제2 노광광(EL2)과 제3 통과 영역(10C)을 통과한 제2 노광광(EL2)의 기판(P)상에서의 강도를 동일한 값으로 할 수 있다.
가동 블라인드(10)에서, 제1 통과 영역(10A)을 형성하는 광학부재와 제2 통과 영역(10B)을 형성하는 광학부재를, 제3 통과 영역(10C)을 형성하는 광학부재가 고정된 지지부재(10D)로부터 분리하여, 제1 통과 영역(10A)을 형성하는 광학부재와 제2 통과 영역(10B)을 형성하는 광학부재가 각각 독립적으로 이동할 수 있도록 해도 된다. 이렇게 함으로써, 제2 엣지(E2) 및 제3 엣지(E3)의 Z축 방향의 위치를 변경할 수 있기 때문에, 제1 노광광(EL1)이 통과하는 영역의 크기 및 제2 노광광(EL2)이 통과하는 영역의 크기를 변경하는 것이 가능해진다. 따라서, 제1, 제2 마스크(M1, M2)상의 제1, 제2 패턴형성 영역(PA1, PA2)의 크기가 변하거나, 쇼트 영역(SH)을 주사 노광할 때의 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계가 변화하더라도, 그 변화에 맞춰 제1, 제2 마스크(M1, M2)에 대한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 제한할 수 있어, 기판(P)의 불필요한 노광을 확실하게 방지 할 수 있다. 물론, 가동 블라인드(10)가, 제5, 제6 엣지(E5, E6)의 위치를 조정하기 위한 가동 차광부재를 구비하고 있어도 된다. 또, 제1 통과 영역(10A) 및 제2 통과 영역(10B)이, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)을 각각 거의 100% 통과시킬 수 있는 경우에는, 제3 통과 영역(10C)에는 광학부재를 형성하지 않아도 된다.
다음으로, 상술한 구성을 갖는 노광 장치(EX)를 사용하여 기판(P)을 노광하는 방법에 관해 도 22의 플로우 차트를 참조하면서 설명한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는, 기판(P)의 쇼트 영역(SH)을 노광할 때, 마스크 스테이지(60)를 사용하여 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(예를 들어 +Y방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 또, 제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)의 소정 주사방향으로의 이동과 동기하여, 기판 스테이지(80)를 사용하여 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 제1, 제2 마스크(M1, M2)와는 역방향의 주사방향(예를 들어 -Y방향)으로 이동한다.
이하의 설명에서는, 마스크 스테이지(60)에 의한 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 +Y방향으로의 이동에 동기하여, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 대해 기판 스테이지(80)를 사용하여 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 -Y방향으로 이동시키면서 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 노광하는 경우를 예를 들어 설명한다.
우선, 제어 장치(30)는, 기판(P)의 노광을 개시하기 전에, 기판(P)의 감광재의 감도 등에 기초하여, 기판(P)의 쇼트 영역(SH)을 노광할 때의 기판 스테이 지(80)의 이동속도(주사속도)를 결정하고, 투영 광학계(PL)의 투영배율과 기판(P)의 주사속도에 기초하여, 마스크 스테이지(60) [메인 스테이지(61)]의 이동속도(주사속도)를 결정한다. 또, 기억 장치(31)에는, 레이저 간섭계(75)에 의해 규정되는 XY 좌표계 내에서의 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2) 각각의 위치 정보가 미리 기억되어 있다.
제어 장치(30)는, 메인 스테이지(61)의 Y축 방향으로의 이동에 의해, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상의 제1 노광 영역(AR1)으로의 투영 및 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상의 제2 노광 영역(AR2)으로의 투영이 각각 원하는 타이밍에 개시되도록, 메인 스테이지(61)상에서의 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2) 각각의 위치[제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계]를 조정한다(도 22의 S1).
상술한 바와 같이, 메인 스테이지(61)상에서의 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)을 기준으로 하는 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계[제1 조명 영역(IA1)에 대한 제1 마스크(M1)의 위치 및 제2 조명 영역(IA2)에 대한 제2 마스크(M2)의 위치]는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 대한 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)의 위치 정보, 나아가 레이저 간섭계(75)에 의해 규정되는 XY 좌표계 내에서의 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)의 위치 정보에 따라 정해진다. 레이저 간섭계(75)에 의해 규정되는 XY 좌표계 내에서의 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2) 각각의 위치 정보는 기억 장치(31)에 미리 기억되어 있고, 레이저 간섭계(75)에 의해 규정되는 XY 좌표계 내에서의 쇼트 영역(SH)의 위치 정 보도 미리 구해져 있다.
제어 장치(30)는, 기억 장치(31)에 기억되어 있는 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)의 위치 정보[예를 들어, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)의 거리]에 기초하여, 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)를 사용하여, 메인 스테이지(61)상에서의 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 위치[제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계]를 조정한다.
이와 같이, 본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)의 상대 위치 관계에 기초하여, 메인 스테이지(61)상에서의 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 위치[제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계]를 미리 조정한다.
상술한 조정이 완료한 후, 제어 장치(30)는 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광을 개시한다. 기판(P)의 노광을 개시하기 위해, 제어 장치(30)는 광원 장치(1)로부터 노광광(EL)을 출사한다. 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)은 제1 광학계(2)로 입사된다. 상술한 바와 같이, 제1 광학계(2)는 편광 변환소자(5)를 포함하고, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면에 둘레방향 편광상태의 노광광(EL)을 출사하는 링 형상의 이차 광원(7)을 형성한다. 이차 광원(7)으로부터 출사된 노광광(EL)은 개구 조리개(8)로 제한되고, S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)으로 변환된다.
제1 광학계(2)로부터 출사된 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)은, 블라인드 장치(11)를 통과한 후 분리 광학계(13)로 입사된다. 분리 광학 계(13)는, 광원 장치(1)로부터 출사되어 제1 광학계(2) 및 블라인드 장치(11)를 통과한 노광광(EL)을, 서로 편광상태가 다른 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리한다(도 22의 S2). 분리 광학계(13)로 분리된 제1 노광광(EL1)은 제1 서브 스테이지(62)에 유지되어 있는 제1 마스크(M1)를 제1 조명 영역(IA1)으로 조명하고, 제2 노광광(EL2)은 제2 서브 스테이지(63)에 유지되어 있는 제2 마스크(M2)를 제2 조명 영역(IA2)으로 조명한다(도 22의 S3).
제1 마스크(M1)를 통과함으로써 패턴화된 제1 패턴(PA1)으로부터의 제1 노광광(EL1)은, 제1 유도 광학계(41)를 통과하여 중간 광학부재(40)의 제1 반사면(40A)로 입사된다. 중간 광학부재(40)의 제1 반사면(40A)에서 반사된 제1 노광광(EL1)은, 제3 유도 광학계(43)로 입사되어 제3 유도 광학계(43)의 종단 광학소자(FL)를 통해 투영 광학계(PL)의 상의 면측에 규정된 제1 노광 영역(AR1)에 조사된다. 또, 제2 마스크(M2)를 통과함으로써 패턴화된 제2 패턴(PA2)으로부터의 제2 노광광(EL2)은, 제2 유도 광학계(42)를 통과하여 중간 광학부재(40)의 제2 반사면(40B)으로 입사된다. 중간 광학부재(40)의 제2 반사면(40B)에서 반사된 제2 노광광(EL2)은, 제3 유도 광학계(43)로 입사되어 제3 유도 광학계(43)의 종단 광학소자(FL)를 통해 투영 광학계(PL)의 상의 면측에 제1 노광 영역(AR1)과는 상이한 위치[제1 노광 영역(AR1)으로부터 Y축 방향으로 떨어진 위치]에 규정된 제2 노광 영역(AR2)에 조사된다.
제어 장치(30)는, 계측 시스템(70)의 레이저 간섭계(74)를 사용하여 마스크 스테이지(60)의 위치 정보를 모니터하면서, 그 마스크 스테이지(60)를 사용하여 제 1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 +Y방향으로 이동시키면서 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1) 및 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 또, 제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)에 의한 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 +Y방향으로의 이동에 동기하여, 계측 시스템(70)의 레이저 간섭계(75)를 사용하여 기판 스테이지(80)의 위치 정보를 모니터하면서, 그 기판 스테이지(80)를 사용하여 기판(P)을 -Y방향으로 이동시키면서 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)을 조사한다. 이와 같이 제1 및 제2 마스크(M1, M2)와 기판(P)을 이동시키면서 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)을 별개로 조사함으로써, 후에 상술하는 과정을 거쳐 기판(P)의 소정 영역(쇼트 영역)이 이중 노광된다(도 22의 S4).
본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 노광할 때, 제1 패턴(PA1)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 조명을 개시한 후에, 제2 패턴(PA2)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 조명을 개시하고, 제1 패턴(PA1)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 조명을 종료한 후에, 제2 패턴(PA2)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 조명을 종료한다. 또, 제어 장치(30)는, 쇼트 영역(SH)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 패턴(PA1)의 투영을 개시한 후에, 쇼트 영역(SH)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 패턴(PA2)의 투영을 개시하고, 쇼트 영역(SH)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 제1 패턴(PA1)의 투영을 종료한 후에, 쇼트 영역(SH)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 패턴(PA2)의 투영을 종료한다.
다음으로, 도 10 및 도 11을 참조하여, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)이 조사되는 경우의 시퀀스의 일례에 관해 설명한다.
도 10에서, 제어 장치(30)는, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)이 형성된 제1 패턴형성 영역(SA1)의 +Y측의 엣지가 제1 조명 영역(IA1)에 도달한 시점에서, 제1 패턴(PA1)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 조명을 개시한다. 또, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴형성 영역(SA1)의 +Y측의 엣지가 제1 조명 영역(IA1)에 도달한 시점에서, 도 11 중 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 -Y측의 엣지(G1)가 제1 노광 영역(AR1)에 도달하도록 설정되어 있고, 제1 노광 영역(AR1)에 대한 제1 노광광(EL1)의 조사가 개시된다. 제1 패턴(PA1)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 조명을 개시하기 전에는, 가동 블라인드(10)에 의해 기판(P)상에서의 제1 노광 영역(AR1)의 주사방향의 폭이 0이지만, 제1 패턴(PA1)에 의한 주사 노광(제1 주사 노광)의 개시 시점, 즉 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 엣지(G1)가 제1 노광 영역(AR1)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점으로부터 그 폭이 서서히 넓어지고, 소정의 설정치에 도달한 시점에서 그 폭은 일정하게 유지된다. 이에 따라, 제1 주사 노광의 개시전후에, 기판(P)상에서 쇼트 영역(SH)에 대해 -Y방향의 쇼트 영역의 불필요한 노광을 방지할 수 있다. 제1 주사 노광의 개시 직후는, 가동 블라인드(10)에 의해 제2 노광 영역(AR2)의 주사방향의 폭이 0으로 되어 있다.
제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60) [메인 스테이지(61)]를 +Y방향으로 계속 이동시킴으로써, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 조명을 연속적으로 행한다. 마스크 스테이지(60)가 +Y방향으로 계속 이동됨으로써, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)은 제1 조명 영역(IA1)을 통과한다.
또, 제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)의 +Y방향으로의 이동과 동기하여, 기판 스테이지(80)를 -Y방향으로 계속 이동시킴으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 대한, 제1 노광광(EL1)에 의한 제1 패턴(PA1)의 상의 투영을 연속적으로 행한다. 기판 스테이지(80)의 -Y방향으로 계속 이동시킴으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)은 제1 노광 영역(AR1)을 통과한다.
그리고, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴형성 영역(SA1)의 -Y측의 엣지가 제1 조명 영역(IA1)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점에서, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 조명이 종료한다. 또, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴형성 영역(SA1)의 -Y측의 엣지가 제1 조명 영역(IA1)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점에서, 도 11중 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 +Y측의 엣지(G2)가 제1 노광 영역(AR1)의 -Y측의 엣지에 도달하도록 설정되어 있고, 쇼트 영역(SH)의 +Y측의 엣지(G2)가 제1 노광 영역(AR1)의 -Y측의 엣지에 도달한 시점에서, 제1 노광 영역(AR1)에 대한 제1 노광광(EL1)의 조사가 정지된다. 이에 따라, 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의한 쇼트 영역(SH)의 노광, 즉 쇼트 영역(SH)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 제1 패턴(PA1)의 상의 투영이 종료한다. 또, 상술한 바와 같이, 가동 블라인드(10)가 제1 마스크(M1)와 동기하여 이동하기 때문에, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴형성 영역(SA1)의 -Y측의 엣지가 제1 조명 영역(IA1)의 -Y측의 엣지에 도달한 시점에서 제1 조명 영역(IA1)이 가동 블라인드의 엣지(E3)에 의해 제한되기 시작하고, 제1 조명 영역(IA1)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점에서 제1 조명 영역(IA1)의 폭은 0이 된다. 이에 대응하여, 쇼트 영역(SH)의 엣지(G2)가 제1 노광 영역(AR1)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점으로부터 제1 노광 영역(AR1)의 폭이 서서히 좁아지고, 엣지(G2)가 제1 노광 영역(AR1)의 -Y측의 엣지에 도달한 시점에서 그 폭이 0이 된다. 이에 따라, 제1 주사 노광의 종료전에, 기판(P)상에서 쇼트 영역(SH)에 대해 +Y방향의 쇼트 영역의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
제1 마스크(M1)의 제1 패턴형성 영역(SA1) 중 일부의 영역이 제1 조명 영역(IA1)을 통과하고 있는 동안의 소정의 타이밍에, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)이 형성된 제2 패턴형성 영역(SA2)의 +Y측의 엣지가 제2 조명 영역(IA2)에 도달하고, 제2 패턴(PA2)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 조명이 개시된다. 또, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴형성 영역(SA2)의 +Y측의 엣지가 제2 조명 영역(IA2)에 도달한 시점에서, 도 11 중 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 -Y측의 엣지(G1)가 제2 노광 영역(AR2)에 도달하도록 설정되어 있고, 제2 노광 영역(AR2)에 대한 제2 노광광(EL2)의 조사가 개시된다. 즉, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)중 일부의 영역이 제1 노광 영역(AR1)을 통과하고 있는 동안의 소정의 타이밍에, 쇼트 영역(SH)의 -Y측의 엣지(G1)가 제2 노광 영역(AR2)에 도달하고, 쇼트 영역(SH)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 패턴(PA2)의 상의 투영이 개시된다. 제2 패턴(PA2)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 조명의 개시전에는, 가동 블라인드(10)에 의해 기판(P)상에서의 제2 노광 영역(AR2)의 주사방향의 폭이 0이지만, 제2 패턴(PA2)에 의한 주사 노광(제2 주사 노광)의 개시 시점, 즉 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 엣지(G1)가 제2 노광 영역(AR2)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점으로부터 그 폭이 서서히 넓어지고, 소정의 설정치에 도달한 시점에서 그 폭은 일정하게 유지된다. 이에 따라, 제2 주사 노광의 개시전후에, 기판(P)상에서 쇼트 영역(SH)에 대해 -Y방향의 쇼트 영역의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)의 상대 위치 관계(Y축 방향의 거리)에 기초하여, 메인 스테이지(61)에 대한 제1 마스크(M1)의 위치 및 제2 마스크(M2)의 위치, 즉 메인 스테이지(61)상에서의 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계가 미리 조정되어 있고, 메인 스테이지(61)와 기판 스테이지(80)를 동기 이동시킴으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 -Y측의 엣지(G1)가 제2 노광 영역(AR2)에 도달했을 때, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 투영을 개시할 수 있다.
제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)[메인 스테이지(61)]가 +Y방향으로 계속 이동됨으로써, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 조명을 연속적으로 행한다. 마스크 스테이지(60)가 +Y방향으로 계속 이동됨으로써, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)은 제2 조명 영역(IA2)을 통과한다.
또, 제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)의 +Y방향으로의 이동과 동기하여 기판 스테이지(80)를 -Y방향으로 계속 이동시킴으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 대한, 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 패턴(PA2)의 상의 투영을 연속적으로 행한다. 기판 스테이지(80)가 -Y방향으로 계속 이동됨으로써, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)은 제2 노광 영역(AR2)을 통과한다.
그리고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴형성 영역(SA2)의 -Y측의 엣지가 제2 조 명 영역(IA2)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점에서, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 조명이 종료한다. 또, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴형성 영역(SA2)의 -Y측의 엣지가 제2 조명 영역(IA2)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점에서, 도 11 중 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 +Y측의 엣지(G2)가 제2 노광 영역(AR2)의 -Y측의 엣지에 도달하도록 설정되어 있고, 쇼트 영역(SH)의 +Y측의 엣지(G2)가 제2 노광 영역(AR2)의 -Y측의 엣지에 도달한 시점에서, 제2 노광 영역(AR2)에 대한 제2 노광광(EL2)의 조사가 정지된다. 이에 따라, 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의한 쇼트 영역(SH)의 노광, 즉 쇼트 영역(SH)에 대한 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 패턴(PA2)의 상의 투영이 종료한다. 상술한 바와 같이, 가동 블라인드(10)가 제2 마스크(M2)와 동기하여 이동하기 때문에, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴형성 영역(SA2)의 -Y측의 엣지가 제2 조명 영역(IA2)의 -Y측의 엣지에 도달한 시점에서 제2 조명 영역(IA2)이 가동 블라인드의 엣지(E4)에 의해 제한되기 시작하여, 제2 조명 영역(IA2)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점에서 제2 조명 영역(IA2)의 폭은 0이 된다. 이에 대응하여, 쇼트 영역(SH)의 엣지(G2)가 제2 노광 영역(AR2)의 +Y측의 엣지에 도달한 시점으로부터 제2 노광 영역(AR2)의 폭이 서서히 좁아지고, 엣지(G2)가 제2 노광 영역(AR2)의 -Y측의 엣지에 도달한 시점에서 그 폭이 0이 된다. 이에 따라, 제2 주사 노광의 종료전에 기판(P)상에서 쇼트 영역(SH)에 대해 +Y방향의 쇼트 영역의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
이렇게 하여, 제1 노광 영역(AR1)에 조사된 제1 노광광(EL1)으로 노광된 기 판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 감광재층은, 현상공정 등을 거치지 않고, 제2 노광 영역(AR2)에 조사된 제2 노광광(EL2)으로 다시 노광(이중 노광)된다.
또, 제2 패턴형성 영역(SA2)중 일부의 영역이 제2 조명 영역(IA2)을 통과하고 있는 도중의 소정의 타이밍에, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)에 대한 제1 노광광(EL1)에 의한 조명이 종료한다. 또, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)중 일부의 영역이 제2 노광 영역(AR2)을 통과하고 있는 도중의 소정의 타이밍에, 쇼트 영역(SH)에 대한 제1 노광광(EL1)의 조사가 종료한다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 1회의 스캔동작으로 기판(P)상의 1개의 쇼트 영역(SH)을 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 패턴(PA2)의 상으로 다중 노광(이중 노광)할 수 있다.
기판(P)상에는 쇼트 영역(SH)이 복수 형성되어 있고, 제어 장치(30)는 이들 쇼트 영역(SH)을 각각의 순서대로 노광한다. 제어 장치(30)는, 기판(P)의 -Y방향으로의 스캔동작과 +Y방향으로의 스캔동작을 반복함으로써, 기판(P)상의 복수의 쇼트 영역(SH)을 순서대로 다중 노광한다.
또, 제1, 제2 마스크(M1, M2) 및 기판(P)의 이동중에는, 제어 장치(30)는 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10)를 이동시키고 있기 때문에, 제1, 제2 마스크(M1, M2) 중 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 차단할 수 있다. 따라서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지된다. 특히, 단일한 가동 블라인드를 사용하여 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 노광광의 불필요한 조사를 방지하고 있기 때문에, 다중 노광을 행하는 노광 장치의 장치비용의 증대나 장치의 대형화를 억제할 수 있다.
또, 광원 장치(1)로부터 출사되는 노광광(EL)을 분리하는 분리 광학계(13)를 형성했기 때문에, 장치비용의 증대나 장치의 대형화를 억제하여 기판(P)을 효율적으로 다중 노광할 수 있다. 특히, 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)은, 단일한 광원 장치로부터 발생되는 노광광(EL)으로 형성되기 때문에, 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)은 편광방향이 상이한 것 외에는, 공통의 빔 품질(예를 들어, 파장 특성)을 갖추고 있다. 그렇기 때문에, 상이한 2개의 광원으로부터 제1 노광광과 제2 노광광을 발생시키는 경우에 비해, 그러한 노광광 사이를 조정할 필요가 없어, 한층 더 용이하게 다중 노광에서의 양호한 노광품질을 유지할 수 있다.
또, Y축 방향의 상이한 위치에 규정된 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)에 각각 노광광(EL)을 조사하고, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)이 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)을 통과하도록 기판(P)을 Y축 방향으로 이동시킴으로써, 기판(P)의 쇼트 영역(SH)을 효율적으로 다중 노광할 수 있다. 본 실시형태에서는, 기판(P)상의 복수의 쇼트 영역(SH)을 다중 노광(이중 노광)할 때, 1회의 스캔동작으로 1개의 쇼트 영역(SH)을 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 패턴(PA2)의 상으로 노광할 수 있어 스루풋을 향상할 수 있다. 또, 기판(P)의 -Y방향으로의 스캔동작과 +Y방향으로의 스캔동작을 반복함으로써, 기판(P)상의 복수의 쇼트 영역(SH)을 효율적으로 다중 노광할 수 있다. 또, 1회의 스캔동작으로 1개의 쇼트 영역(SH)을 다중 노광할 수 있기 때문에, 각 쇼트 영역(SH)내에 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 패 턴(PA2)의 상을 원하는 위치에 형성할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)는, 노광광(EL)을 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리하고 있고, 라인 패턴을 포함하는 제1, 제2 패턴(PA1, PA2)을 직선 편광 조명하고 있다. 라인 패턴의 길이방향과 거의 평행한 편광방향을 갖는 노광광은, 그 라인 패턴의 상의 콘트라스트의 향상에 기여하기 때문에, 투영 광학계(PL)의 광학성능(집점 심도 등)의 향상을 도모할 수 있고, 기판(P)상에서 높은 콘트라스트의 제1, 제2 패턴(PA1, PA2)의 상을 얻을 수 있다. 투영 광학계(PL)의 개구수(NA)가 예를 들어 0.9정도로 큰 경우, 랜덤 편광광에서는 편광효과에 의해 결상특성이 열화될 가능성이 있다. 본 실시형태에서는 편광 조명을 사용하고 있기 때문에 양호한 패턴의 상을 얻을 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)및 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)이 1개의 종단 광학소자(FL)를 통해 기판(P)에 조사되기 때문에, 투영 광학계(PL)의 구성을 간소화할 수 있다. 또, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)을 상이한 위치에 규정하고 있기 때문에, 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)과 광학적으로 공역인 위치 근방에 반사면(40A, 40B)을 배치함으로써, 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)을 제3 유도 광학계(43)로 유도할 수 있고, 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)에 각각 조사할 수 있다.
또, 본 실시형태의 투영 광학계(PL)에서는, 중간 광학부재(40)에서 반사된 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광 광(EL2)이, 제3 유도 광학계(43)의 광축에 대해 대칭으로 제3 유도 광학계(43)로 입사되기 때문에, 제3 유도 광학계(43)내의 각 소자내의 온도분포도 광축에 대해 대칭으로 할 수 있다. 따라서, 제3 유도 광학계(43)내의 각 소자에 온도변화(온도분포변화를 포함)가 발생하더라도, 예를 들어 투영 광학계(PL)내의 일부의 광학소자[예를 들어, 제3 유도 광학계(43)내의 일부의 렌즈]를 이동하거나 경사지게 함으로써, 투영 광학계(PL)의 광학성능을 원하는 상태로 유지할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)의 상대 위치 관계 등에 기초하여, 메인 스테이지(61)상에서의 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 위치[제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계]를 미리 조정하고, 계측 시스템(70)을 사용하여 마스크 스테이지(60) 및 기판 스테이지(80)의 위치 정보를 모니터하면서, 제1, 제2 마스크(M1, M2)와 기판(P)을 이동시키면서 노광시키기 때문에, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상의 투영과 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상의 투영을 각각 원하는 타이밍에 실행할 수 있고, 각 쇼트 영역(SH)내에 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상을 원하는 위치에 형성할 수 있다.
기판(P)상의 1개의 쇼트 영역(SH)을 다중 노광하고 있을 때, 메인 스테이지(61)와 기판 스테이지(80)의 상대위치가 목표상대위치와 어긋날 가능성이 있다. 메인 스테이지(61)와 기판 스테이지(80)의 상대위치의 어긋남은, 레이저 간섭계(74, 75)의 계측 결과에 기초하여 검지할 수 있기 때문에, 제어 장치(30)는, 제1 스테이지(61)와 기판 스테이지(80)의 상대위치의 어긋남을 검지한 경우에는, 레이 저 간섭계(74, 75)의 계측 결과에 기초하여, 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63) 중 적어도 하나를 이동하여, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2) 중 적어도 하나의 위치를 조정한다. 이에 따라, 제1, 제2 마스크(M1, M2)와 쇼트 영역(SH)의 각 위치관계가 항상 원하는 상태로 조정되어, 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 패턴(PA2)의 상을 쇼트 영역(SH)내의 원하는 위치에 형성할 수 있다.
본 실시형태에서는, 계측 시스템(70)은, 메인 스테이지(61)에 형성된 반사부재(71)를 사용하여 메인 스테이지(61)의 위치 정보를 취득하고, 제어 장치(30)는, 그 취득한 위치 정보에 기초하여 메인 스테이지(61)의 위치를 제어하고 있지만, 반사부재(71)를 생략하고, 반사부재(72)를 사용하여 얻어지는 제1 서브 스테이지(62)의 위치 정보와, 반사부재(73)를 사용하여 얻어지는 제2 서브 스테이지(63)의 위치 정보 중 적어도 하나를 사용하여, 메인 스테이지(61)의 이동을 제어하도록 해도 된다. 또, 계측 시스템(70)은 레이저 간섭계 이외의 센서, 예를 들어 엔코더 등을 사용하여, 제1, 제2 마스크(M1, M2)가 상대적인 위치관계에 관한 정보, 예를 들어 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 위치 정보(위치 또는 변위) 등을 검출해도 된다.
본 실시형태에서는, 제1, 제2 마스크(M1, M2)를 이동시키기 위한 기구로서 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)를 형성하고, 그 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)의 위치 정보를 취득하기 위해, 레이저 간섭계(74)에 의한 위치계측에서 사용되는 반사부재(72, 73)를 형성하고 있지만, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)의 상대위치의 변화 및 메인 스테이지(61)와 기판 스테이지(80)의 동기 오차(위치 오차)를 허용할 수 있는 경우에는, 이들을 생략해도 된다. 이 경우, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 메인 스테이지(61)상의 소정 위치에 각각 고정하고, 반사부재(71)를 사용하여, 레이저 간섭계(74)로 취득된 메인 스테이지(61)의 위치 정보와 레이저 간섭계(75)로 취득된 기판 스테이지(80)의 위치 정보에 기초하여, 메인 스테이지(61)와 기판 스테이지(80)를 동기 이동하도록 해도 된다.
투영 광학계(PL)에 대한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사 및 투영 광학계(PL) 주위의 환경변화(온도변화, 압력변화 등을 포함) 등에 의해, 투영 광학계(PL)의 광학특성이 변화하여, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)의 상대 위치 관계에 변화가 생길 가능성이 있다. 이 경우에는, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상이 각각 쇼트 영역(SH)내의 원하는 위치에 형성되도록, 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63) 중 적어도 하나를 움직여, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2) 중 적어도 하나의 위치를 조정해도 된다. 예를 들어, 제어 장치(30)는, 투영 광학계(PL)에 대한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사량 및 투영 광학계(PL)의 주위의 환경변화 등을 모니터하여, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상이 각각 쇼트 영역(SH)내의 원하는 위치에 형성되도록, 모니터 결과에 기초하여 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63) 중 적어도 하나를 움직일 수 있다. 또, 제1 유도 광학계(41), 제2 유도 광학계(42) 및 제3 유도 광학계(43) 중 적어도 하나를 조정하여, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)의 상대 위치 관계(Y축 방향의 거리 등)를 보정해도 된다. 또한, 상기 조사량이나 환경변화에 기인하여 투영 광학계(PL)의 결상특성도 변동한다. 따라서, 상기 모니터 결과에 기초하여, 예 를 들어, 투영 광학계(PL)의 조정(광학소자의 이동을 포함), 노광광의 파장특성(중심파장, 스펙트럼폭 등)의 조정 및 기판(P)의 이동(Z축, θX 및 θY방향의 위치조정) 중 적어도 하나를 행하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 결상특성의 변동의 억제(보정) 및/또는 그 변동에 기인하는 노광 정밀도의 저하 방지를 도모하는 것이 가능해진다.
또, 상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제어 장치(30)는, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1) 및 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)을 각각 조명하고 있지만, 후술하는 바와 같이, 광학 유닛(U)의 구성에 따라서는, 쇼트 영역(SH)의 주사 노광중에 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)가 서로 역방향으로 이동되는 경우도 있다. 그와 같은 경우에는, 1개의 쇼트 영역(SH)의 주사 노광에 대해, 가동 블라인드(10)의 한방향(+Z방향 또는 -Z방향)으로의 이동에 의해, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사, 나아가 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지되도록, 분리 광학계(13)와 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2) 사이에 배치되는 제3, 제4, 제5 광학계(14, 15, 17)의 결상 횟수 등의 광학특성을 설정하면 된다.
<제2 실시형태>
제2 실시형태에 관해 설명한다. 이하의 설명에서, 상술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 간략히 하거 나 생략한다.
도 14는 제2 실시형태에 따른 조명계(IL)의 주요부를 나타내는 도면이다. 상술한 제1 실시형태와 다른 제2 실시형태의 특징적인 부분은, 조명계(IL)가, 분리 광학계(편광 분리 광학계; 13)로 생성된 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2) 중 적어도 하나의 편광상태를 변환하는 변환소자(18)를 갖고 있다는 점에 있다.
본 실시형태의 조명계(IL)는, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 노광광(EL)을 출사하는 광원 장치(1)와, 광원 장치(1)로부터의 노광광(EL)을 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)으로 변환하여 출사하는 제1 광학계(2)와, 블라인드 장치(11)와, 노광광(EL)을 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 분리 광학계(편광 분리 광학계; 13)를 구비하고 있다. 도 14에는, 광원 장치(1) 및 제1 광학계(2)는 도시되어 있지 않다. 또, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이의 광로 상에, 제2 노광광(EL2)의 편광상태를 변환하는 변환소자(18)가 배치되어 있다. 변환소자(18)는 위상차판을 포함한다. 본 실시형태에서는 변환소자(18)는 λ/4판이다.
분리 광학계(13)로 분리된 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)은 제3 광학계(14)를 통과하여 제1 마스크(M1)에 조사된다. 한편, 분리 광학계(13)로 분리된 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)은, 제4 광학계(15)를 통과하여 변환소자(18)로 입사된다. λ/4판으로 이루어지는 변환소자(18)는, 입사된 P편광을 주성분으로 하는 제2 노광광(EL2)을 원 편광을 주성분으로 하는 제2 노광광(EL2)으로 변환한다. 변환소자(18)로 그 편광상태가 변환된 제2 노광광(EL2)은, 반사 미러(16) 및 제5 광학 계(17)를 통과하여 제2 마스크(M2)에 조사된다.
상술한 실시형태와 마찬가지로, 제1 광학계(2)는, 광원 장치(1)로부터의 노광광(EL)을 원하는 각도로 회절하는 회절 광학소자(4)를 포함한다. 본 실시형태에서는, 회절 광학소자(4)는, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광입사면을, 조명계(IL)의 광축(AX)을 포함하는 원 형상의 조명 영역과 광축(AX)을 중심으로 하는 링 형상의 조명 영역으로 조명할 수 있다. 상술한 바와 같이, 회절 광학소자(4)의 구조 조건을 조정함으로써, 원하는 조명 영역을 형성할 수 있다. 이에 따라, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면에는, 광축(AX)을 포함하는 원 형상의 이차 광원과 광축(AX)을 중심으로 하는 링 형상의 이차 광원이 형성된다.
또, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 옵티컬 인테그레이터(6)의 바로 앞(광입사면 근방)에는 편광 변환소자(5)가 배치되어 있다. 본 실시형태의 편광 변환소자(5)는, 원 형상의 이차 광원으로부터 출사되는 노광광(EL)을 P편광 상태의 노광광(EL)으로 변환하고, 링 형상의 이차 광원으로부터 출사되는 노광광(EL)을 둘레방향 편광상태의 노광광(EL)으로 변환한다. 또, 상술한 바와 같이, 편광 변환소자(5)의 선광능 및 두께 등을 조정함으로써, 원하는 편광상태를 갖는 노광광을 생성할 수 있다.
도 15는 본 실시형태에 따른 개구 조리개(8)를 나타내는 도면이다. 개구 조리개(8)는, 옵티컬 인테그레이터(6)의 광출사면 근방, 즉 이차 광원(7)의 바로 뒤에 배치된다. 도 15에서, 개구 조리개(8)는, 노광광(EL)을 통과시킬 수 있는 2개의 제1 개구(8A) 및 제3 개구(8G)를 갖고 있다. 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 2 개의 제1 개구(8A)는, 광축(AX)을 사이에 두고 대향하는 위치에 형성되어 있고, 그 2개의 제1 개구(8A)로부터는, S편광 상태의 노광광(EL)이 출사된다. 제3 개구(8G)는 원 형상이고, 광축(AX)상에 1개 형성되어 있다. 제3 개구(8G)는, 원 형상의 이차 광원에 대응하도록 형성되어 있고, 그 제3 개구(8G)로부터는 P편광 상태의 노광광(EL)이 출사된다. 이와 같이, 본 실시형태에서도, 광원 장치(1)로부터 출사되어, 개구 조리개(8)를 통과하는 노광광(EL)은 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함한다.
개구 조리개(8)의 개구(8A, 8G)를 통과한 노광광(EL)은 콘덴서 광학계 등을 통과하여 블라인드 장치(11)로 입사된다. 블라인드 장치(11)의 광 통과 영역을 통과한 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)은, 제2 광학계(12)를 통과하여 분리 광학계(13)로 입사된다.
분리 광학계(13)는, 노광광(EL)을 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리한다. 분리 광학계(13)로 분리된 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)은 제3 광학계(14)에 공급되고, 그 제3 광학계(14)를 통과하여 제1 마스크(M1)상에 조사된다. 또, 분리 광학계(13)로 분리된 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)은 제4 광학계(15)에 공급되고, 변환소자(18)로 원 편광상태의 제2 노광광(EL2)으로 변환된 후, 반사 미러(16) 및 제5 광학계(17)를 통과하여 제2 마스크(M2)상에 조사된다.
제1 마스크(M1)상에는, 광축(AX)에 대해 서로 대향하는 위치에 배치된 2개의 제1 개구(8A)를 각각 통과한 제1 노광광(EL1)이 조사되고, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)은 S편광을 주성분으로 하는 제1 노광광(EL1)에 의해 다이폴 조명(이극 조명)된다. 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)은, X축 방향을 길이방향으로 하는 복수의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴을 주성분으로 하고, 제1 패턴(PA1)에 포함되는 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향과, S편광을 주성분으로 하는 제1 노광광(EL1)의 편광방향은 거의 평행하다. 이와 같이, 조명계(IL)는, 제1 마스크(M1)의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향에 맞춘 직선 편광상태(S편광 상태)의 2개의 광속[제1 노광광(EL1)]을 사용하여, 제1 마스크(M1)의 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴의 라인 패턴의 길이방향에 맞춘 사입사 조명(다이폴 조명)을 행한다.
한편, 제2 마스크(M2)상에는, 광축(AX)을 포함하는 위치에 배치된 제3 개구(8G)를 통과한 제2 노광광(EL2)이 조사되고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)은, 원 편광을 주성분으로 하는 제2 노광광(EL2)에 의해 조명된다. 본 실시형태에서는, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)은, 예를 들어 복수의 상이한 방향으로 연장되는 라인 패턴이 혼재하는 패턴이다. 조명계(IL)는, 제2 마스크(M2)의 패턴을 수직조명한다. 이하에서는, 제2 노광광(EL2)에 의한 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 조명을 통상 조명이라고 부른다.
본 실시형태에서는, 개구 조리개(8)의 개구(8G)를 작게 함으로써, 조명 σ값(코히렌스 팩터)이 작은 조명조건을 설정할 수 있기 때문에, 제2 마스크(M2)가, 예를 들어 컨택트홀 패턴이 형성된 위상시프트 마스크인 경우 등에 유효한다.
또, 본 실시형태에서는, 조명계(IL)는 제1 마스크(M1)를 다이폴 조명하고, 제2 마스크(M2)를 통상 조명하고 있고, 예를 들어 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)으로서 파인 패턴이 형성되고, 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)으로서 제1 패턴(PA1)보다 러프한 러프 패턴이 형성되어 있는 경우, 각각의 패턴에 따른 조명조건으로 조명할 수 있다.
여기서는, 조명계(IL)는, 이차 광원(7)으로부터 출사되는 노광광(EL)을, 개구 조리개(8)에 의해 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)으로 변환한 후 분리 광학계(13)로 입사시켜, 제1 마스크(M1)를 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)에 의해 다이폴 조명(이극 조명)하고, 제2 마스크(M2)를 원 편광상태의 제2 노광광(EL2)에 의해 통상 조명하고 있다. 여기서, 회절 광학소자의 구조를 조정하여, 1개의 회절 광학소자에 다이폴 조명용의 회절 광학소자로서의 기능과 통상조명용의 회절 광학소자로서의 기능을 부여하여, 그 노광광(EL)의 광로상에 소정의 편광 변환소자를 배치함으로써, 개구 조리개를 형성하지 않고, 제1 마스크(M1)를 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)에 의해 다이폴 조명하고, 제2 마스크(M2)를 원 편광상태의 제2 노광광(EL2)에 의해 통상조명할 수 있다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 노광 장치(EX)를 사용하여 기판(P)을 노광하는 방법에 관해 설명한다. 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 제어 장치(30)는, 기판(P)을 노광하기 전에 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)의 위치 정보 등에 기초하여, 메인 스테이지(61)상에서의 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계를, 제1, 제2 서브 스테이지(62, 63)를 사용하여 조정한다.
제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)의 상대 위치 관계의 조정이 종료한 후, 제 어 장치(30)는 광원 장치(1)로부터 노광광(EL)을 출사한다. 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)은, 제1 광학계(2)에 의해 소정의 편광상태로 변환되고, 블라인드 장치(11)를 통과하여 분리 광학계(13)로 입사된다. 분리 광학계(13)는, 입사된 노광광(EL)을 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리한다. S편광 상태의 제1 노광광(EL1)은 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)을 조명한다. P편광 상태의 제2 노광광(EL2)은 변환소자(18)에 의해 원 편광상태의 제2 노광광(EL2)으로 변환된 후 제2 마스크(M2)를 조명한다.
본 실시형태에서도, 제어 장치(30)는, 메인 스테이지(61)를 갖는 마스크 스테이지(60)를 사용하여, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(예를 들어 +Y방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 또, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 노광중에, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 이동과 동기하여 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(80)를, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)와는 역방향의 주사방향(예를 들어 -Y방향)으로 이동시킨다. 또, 제어 장치(30)는, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10)를 이동시킨다. 이에 따라, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지된다.
기판(P)상의 쇼트 영역(SH)은, 제1 패턴(PA1) 및 투영 광학계(PL)를 통과하여 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 제2 패턴(PA2) 및 투영 광학계(PL)를 통과하여 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패턴(PA2)의 상으로 다 중 노광된다. 본 실시형태에서도, 제1 노광 영역(AR1)에 조사된 제1 노광광(EL1)으로 노광된 기판(P)상의 감광재층은, 현상공정 등을 거치지 않고, 제2 노광 영역(AR2)에 조사된 제2 노광광(EL2)으로 다시 노광(이중 노광)되고, 1개의 쇼트 영역(SH)은 1회의 스캔동작으로 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 패턴(PA2)의 상으로 다중 노광(이중 노광)된다.
<제3 실시형태>
제3 실시형태에 관해 설명한다. 도 16은 제3 실시형태에 따른 조명계(IL)의 주요부를 나타내는 도면이다. 이하에서는, 상술한 제1 실시형태와 동일 또는 동등한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
본 실시형태의 조명계(IL)는, 상술한 제1 실시형태와 마찬가지로, 노광광(EL)을 출사하는 광원 장치(1)와, 광원 장치(1)로부터의 노광광(EL)을 S편광 성분과 P편광 성분을 주로 포함하는 노광광(EL)으로 변환하여 출사하는 제1 광학계(2)와, 블라인드 장치(11)와, 노광광(EL)을 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)과 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 편광 분리 광학계(13)를 구비하고 있다. 도 16에는, 광원 장치(1) 및 제1 광학계(2)는 도시되어 있지 않다. 또, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이의 광로상에 결상 광학계(릴레이 광학계; 19A, 19B)가 배치되어 있다.
본 실시형태에서는, 가동 블라인드(10)를 이동시킴으로써, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제 1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사, 나아가 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지되도록, 분리 광학계(13)와 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2) 사이에 배치되는 광학계(14, 17, 19A, 19B)에 의한 결상 횟수가 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이의 광로상에, 2개의 결상 광학계(릴레이 광학계; 19A, 19B)가 배치되어 있다. 결상 광학계(19A, 19B)는 각각, 물체의 상을 1회 도립시키는 기능을 갖는다. 따라서, 2개의 결상 광학계(19A, 19B)에 의해, 블라인드 장치(11)의 상, 즉 가동 블라인드(10)의 광 통과 영역의 상[각 엣지(E1∼E6)의 상]은, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이에서 2회 도립한다. 즉, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이에서의, 가동 블라인드(10)의 광 통과 영역의 상[각 엣지(E1∼E6)의 상]의 결상 횟수(도립 횟수)는 2회(짝수 회)이다. 한편, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제1 마스크(M1) 사이에서의, 가동 블라인드(10)의 광 통과 영역의 상[각 엣지(E1∼E6)의 상]의 결상 횟수(도립 횟수)는 0회(짝수 회)이다.
분리 광학계(13)로 분리된 S편광 상태의 제1 노광광(EL1)은, 제3 광학계(14)를 통과하여 제1 마스크(M1)에 조사된다. 한편, 분리 광학계(13)로 분리된 P편광 상태의 제2 노광광(EL2)은, 2개의 결상 광학계(19A, 19B)를 통과하여 반사 미러(16)로 입사되고, 그 반사 미러(16)에서 반사된 후, 제5 광학계(17)를 통과하여 제2 마스크(M2)에 조사된다.
상술한 실시형태와 마찬가지로, 본 실시형태에서도, 제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)의 메인 스테이지(61)를 사용하여, 제1 마스크(M1)와 제2 마스 크(M2)를 동일한 주사방향(예를 들어 -Y방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1) 및 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 또, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(80)를, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)와는 역방향의 주사방향(예를 들어 -Y방향)으로 이동한다. 또, 제어 장치(30)는, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10)를 이동시킨다. 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)은, 제1 패턴(PA1) 및 투영 광학계(PL)를 통과하여 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 제2 패턴(PA2) 및 투영 광학계(PL)를 통과하여 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패턴(PA2)의 상으로 다중 노광된다.
본 실시형태에서도, 1개의 쇼트 영역(SH)에 대한 노광 동작중에 가동 블라인드(10)를 한 방향(+Z방향 또는 -Z방향)으로 이동시킴으로써, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지되도록, 분리 광학계(13)와 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2) 사이에 배치되는 광학계에 의한 결상 횟수가 설정되어 있기 때문에, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한 경우라도, 1개의 가동 블라인드(10)에 의해, 제1, 제2 마스크(M1, M2) 중 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 차단할 수 있다. 이에 따라, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
또, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로상에, 릴레이 광학계로서 결상 광학계(19A, 19B)가 배치되어 있다. 이 때문에, 제1 마스크(M1) [제1 서브 스테이지(62)]와 제2 마스크(M2) [제2 서브 스테이지(63)]의 거리가 긴 경우도, 제1, 제2 마스크(M1, M2)를 각각 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)으로 양호하게 조명할 수 있다.
<제4 실시형태>
제4 실시형태에 관해 설명한다. 도 17은 제4 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다. 상술한 제1 실시형태와 상이한 본 실시형태의 특징적인 부분은, 제1 유도 광학계(41) 및 제2 유도 광학계(42)가 요목면 미러(44)를 갖고 있다는 점에 있다. 이하에서는, 그 차이를 중심으로 설명하고, 상술한 제1 실시형태와 동일 또는 동등한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 17에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 투영 광학계(PL)는, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 기판(P)의 표면이 대향하여 배치되는 1개의 종단 광학소자(FL)를 가지며, 그 1개의 종단 광학소자(FL)를 통과하여, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)을 조사한다. 또, 투영 광학계(PL)는, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)과 광학적으로 공역인 위치의 근방에 배치되고, 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)을 제3 유도 광학계(43)로 유도하는 중간 광학부재(40)를 갖고 있다.
제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)을 중간 광학부재(40)로 유도하는 제1 유도 광학계(41)는 요목면 미러(44)를 갖고 있다. 마찬가지로, 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)을 중간 광학부재(40)로 유도하는 제2 유도 광학계(42)도 요목면 미러(44)를 갖고 있다.
제1, 제2 마스크(M1, M2)에 의해 각각 패턴화된 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)은 각각, 제1, 제2 유도 광학계(41, 42)에 의해 중간 광학부재(40)로 유도된다. 이어서, 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)은, 중간 광학부재(40)의 제1, 제2 반사면(40A, 40B)에서 반사된 후, 종단 광학소자(FL)를 포함하는 제3 유도 광학계(43)를 통과하여 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 조사된다.
본 실시형태에서도, 제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)의 메인 스테이지(61)를 사용하여, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(예를 들어 -Y방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1) 및 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 또, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(80)를, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)와는 역방향의 주사방향(예를 들어 -Y방향)으로 이동한다. 또, 제어 장치(30)는, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여, 가동 블라인드(10)를 이동시킨다. 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)은, 제1 패턴(PA1) 및 투영 광학계(PL)를 통과하여 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 제2 패턴(PA2) 및 투영 광학 계(PL)를 통과하여 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패턴(PA2)의 상으로 다중 노광된다.
본 실시형태에서도, 스루풋의 저하를 초래하지 않고, 1회의 스캔동작으로 기판(P)상의 각 쇼트 영역(SH)을 다중 노광할 수 있다.
상술한 제1 실시형태 내지 제4 실시형태에서, 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)이 통과하는 제1 유도 광학계(41)의 일부의 광학소자와, 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)이 통과하는 제2 유도 광학계(42)의 일부의 광학소자를 이동가능(및/또는 경사가능)하게 하여, 제1 노광 영역(AR1)에 투영되는 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 노광 영역(AR2)에 투영되는 제2 패턴(PA2)의 상을 각각 독립적으로 조정하도록 해도 된다.
<제5 실시형태>
제5 실시형태에 관해 설명한다. 도 18은 제5 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다. 상술한 각 실시형태와 상이한 본 실시형태의 특징적인 부분은, 광학 유닛(U)이, 제2 마스크(M2)와 기판(P) 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로상에, 소정의 결상 광학계(릴레이 광학계; 20A, 20B)를 갖고 있다는 점에 있다. 이하에서는, 그 차이를 중심으로 설명하고, 상술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
본 실시형태의 조명계(IL)는, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 노광광(EL)을 출사하는 광원 장치(1)와, 광원 장치(1)로부터의 노광광(EL)의 편광상태를 변환하여 출사하는 제1 광학계(2)와, 블라인드 장치(11)와, 노광광(EL)을 제1 편광상태의 제1 노광광(EL1)과 제2 편광상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 분리 광학계(편광 분리 광학계; 13)를 구비하고 있다. 그리고, 제1 마스크(M1)는 제1 편광상태(예를 들어 S편광 상태)의 제1 노광광(EL1)으로 조명되고, 제2 마스크(M2)는 제2 편광상태(예를 들어 P편광 상태)의 제2 노광광(EL2)으로 조명된다.
본 실시형태에서도, 제어 장치(30)는 메인 스테이지(61)를 갖는 마스크 스테이지(60)를 사용하여, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(예를 들어 +Y방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 또, 본 실시형태에서는, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)은 동일한 위치에 중복되도록 설정되어 있다. 또, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 이동과 동기하여, 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(80)를 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)와는 역방향의 주사방향(예를 들어 -Y방향)으로 이동한다. 또, 제어 장치(30)는, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10')를 이동시킨다. 단, 본 실시형태에서는, 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)이 동일한 위치에 설정되어 있기 때문에, 제1 패턴형성 영역(SA1)와 제1 조명 영역(IA1)의 위치관계와, 제2 패턴형성 영역(SA2)과 제2 조명 영역(IA2)의 위치관계는 거의 동일하므로, 가동 블라인드(10')는 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2)에 대응하는 크기의 광 통과 영역을 갖고 있으면 된다. 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)은, 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패 턴(PA2)의 상으로 다중 노광된다.
본 실시형태에서도, 1개의 쇼트 영역(SH)에 대한 노광 동작중에, 가동 블라인드(10')의 한방향으로의 이동에 의해, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사, 나아가 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지되도록, 분리 광학계(13)와 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2) 사이에 배치되는 광학계(14, 15, 17)에 의한 결상 횟수가 설정되어 있다.
광학 유닛(U)은, 투영 광학계(PL)의 물체면측(투영 광학계(PL)와 마스크 스테이지(60) 사이)에 형성되고, 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)이 입사되는 빔 스플리터(24)를 구비하고 있다. 또, 광학 유닛(U)은, 제2 마스크(M2)와 기판(P) [제2 노광 영역(AR2)] 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로상에 형성된 2개의 결상 광학계(20A, 20B)를 갖고 있다. 본 실시형태에서는, 결상 광학계(20A, 20B)는, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로중, 제2 마스크(M2)와 투영 광학계(PL) 사이에 형성되어 있다. 또, 본 실시형태의 결상 광학계(20A, 20B)는 등배 결상 광학계이다. 또, 결상 광학계(20A, 20B)는 각각, 물체의 상을 1회 도립시키는 기능을 갖는다.
제1 마스크(M1)와 빔 스플리터(24) 사이에는 제1 반사 미러(21)가 형성되어 있고, 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)은, 제1 반사 미러(21)에서 반사된 후 빔 스플리터(24)로 입사된다. 또, 제2 마스크(M2)와 빔 스플리터(24) 사이에는 제2 반사 미러(22), 결상 광학계(20A, 20B) 및 제3 반사 미러(23)가 형성되어 있 고, 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)은, 제2 반사 미러(22)에서 반사된 후 결상 광학계(20A, 20B)를 통과하고, 제3 반사 미러(23)에서 반사된 후 빔 스플리터(24)로 입사된다. 빔 스플리터(24)로 입사된 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)은, 그 빔 스플리터(24)를 통과하여 투영 광학계(PL)로 입사된다.
본 실시형태의 광학 유닛(U)은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 짝수 또는 홀수 중 어느 한쪽의 횟수로 도립시키고, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 그 한쪽의 횟수로 도립시킨다. 즉, 광학 유닛(U)은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 짝수 회 도립시키는 경우에는, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 짝수 회 도립시킨다. 한편, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 홀수 회 도립시키는 경우에는, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 홀수 회 도립시킨다.
본 실시형태에서는, 제2 마스크(M2)와 투영 광학계(PL) 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로상에, 물체의 상을 도립시키는 기능을 갖는 결상 광학계(20A, 20B)가 형성되어 있다. 따라서, 2개의 결상 광학계(20A, 20B)에 의해, 제2 패턴(PA2)의 상은, 제2 마스크(M2)와 투영 광학계(PL) 사이에서 2회 도립한다. 또, 본 실시형태에서는, 투영 광학계(PL)는 물체의 상을 1회 도립시킨다. 따라서, 제2 패턴(PA2)의 상은, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 3회(홀수 회) 도립한다. 또, 제1 패턴(PA1)의 상은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 투영 광학 계(PL)에 의해 1회(홀수 회) 도립한다.
이와 같이, 본 실시형태의 광학 유닛(U)은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 홀수 회 도립시키고, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 홀수 회 도립시키고 있다. 이 때문에, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(예를 들어 +Y방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한 경우라도, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 원하는 제1, 제2 패턴(PA1, PA2)의 상을 투영할 수 있다. 또, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10')가 이동됨으로써, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
<제6 실시형태>
제6 실시형태에 관해 설명한다. 도 19는 제6 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다. 상술한 제5 실시형태와 상이한 본 실시형태의 특징적인 부분은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상이 짝수 회 도립하고, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상이 짝수 회 도립한다는 점에 있다. 이하에서는, 그 차이를 중심으로 설명하고, 상술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
본 실시형태의 조명계(IL)는 상술한 실시형태와 동등하다. 조명계(IL)는, 제1 마스크(M1)를 제1 편광상태(예를 들어 S편광 상태)의 제1 노광광(EL1)으로 조명 하고, 제2 마스크(M2)를 제2 편광상태(예를 들어 P편광 상태)의 제2 노광광(EL2)으로 조명한다.
또, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 본 실시형태에서도, 제어 장치(30)는, 메인 스테이지(61)를 갖는 마스크 스테이지(60)를 사용하여, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(예를 들어 +Y방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 또, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 이동과 동기하여, 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(80)를, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)와는 역방향의 주사방향(예를 들어 -Y방향)으로 이동한다. 또, 제어 장치(30)는, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10')를 이동시킨다. 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)은, 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패턴(PA2)의 상으로 다중 노광된다.
광학 유닛(U)은, 투영 광학계(PL)의 물체면측[투영 광학계(PL)과 마스크 스테이지(60) 사이]에 형성되고, 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)이 입사되는 빔 스플리터(24)를 구비하고 있다. 또, 광학 유닛(U)은, 제1 마스크(M1)와 기판(P) [제1 노광 영역(AR1)] 사이의 제1 노광광(EL1)의 광로상에 형성된 제1 결상 광학계(20A)와, 제2 마스크(M2)와 기판(P) [제2 노광 영역(AR2)] 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로상에 형성된 제2 결상 광학계(20B)를 갖고 있다. 제1 결상 광학계(20A)는, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이의 제1 노광광(EL1)의 광로중, 제1 마스크(M1)와 투영 광학계(PL) 사이에 형성되어 있다. 제2 결상 광학계(20B)는, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로중, 제2 마스크(M2)와 투영 광학계(PL) 사이에 형성되어 있다. 또, 본 실시형태의 제1, 제2 결상 광학계(20A, 20B)는 등배 결상 광학계이다. 또, 제1, 제2 결상 광학계(20A, 20B)는 각각 물체의 상을 1회 도립시키는 기능을 갖는다.
제1 마스크(M1)와 빔 스플리터(24) 사이에는, 제1 결상 광학계(20A) 및 제1 반사 미러(21)가 형성되어 있고, 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)은, 제1 결상 광학계(20A)를 통과한 후 제1 반사 미러(21)를 통해 빔 스플리터(24)로 입사된다. 제2 마스크(M2)와 빔 스플리터(24) 사이에는 제2 반사 미러(22), 제2 결상 광학계(20B) 및 제3 반사 미러(23)가 형성되어 있고, 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)은, 제2 반사 미러(22)에서 반사된 후 제2 결상 광학계(20B)를 통과하고, 제3 반사 미러(23)에서 반사된 후 빔 스플리터(24)로 입사된다. 빔 스플리터(24)로 입사된 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)은 그 빔 스플리터(24)를 통해 투영 광학계(PL)로 입사된다.
본 실시형태에서는, 제1 패턴(PA1)의 상은, 제1 결상 광학계(20A)에 의해 제1 마스크(M1)와 투영 광학계(PL) 사이에서 1회 도립한다. 또, 본 실시형태에서는, 투영 광학계(PL)는 물체의 상을 1회 도립시킨다. 따라서, 제1 패턴(PA1)의 상은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 2회(짝수 회) 도립한다. 또, 제2 패턴(PA2)의 상은, 제2 결상 광학계(20B)에 의해 제2 마스크(M2)와 투영 광학계(PL) 사이에서 1회 도립한다. 따라서, 제2 패턴(PA2)의 상은, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 2회(짝수 회) 도립한다.
이와 같이, 본 실시형태의 광학 유닛(U)은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 짝수 회 도립시키고, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 짝수 회 도립시키고 있다. 이 때문에, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 동일한 주사방향(예를 들어 +Y방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한 경우라도, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 원하는 제1, 제2 패턴(PA1, PA2)의 상을 투영할 수 있다. 또, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10')가 이동됨으로써, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
상술한 제1 실시형태 내지 제6 실시형태에서는, 제1 마스크(M1)에 제1 패턴(PA1)이 형성되고, 제1 마스크(M1)와는 별도의 제2 마스크(M2)에 제2 패턴(PA2)이 형성되어 있지만, 1개의 마스크상에 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 형성해도 된다. 그 1개의 마스크상에 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 패턴(PA2)의 상으로 기판(P)을 다중 노광할 수 있다.
<제7 실시형태>
제7 실시형태에 관해 설명한다. 도 20은 제7 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다. 본 실시형태의 특징적인 부분은, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 서로 역방향의 주사방향으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다는 점에 있다. 이하에서는, 그 차이를 중심으로 설명하고, 상술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
본 실시형태의 조명계(IL)는, 상술한 실시형태와 마찬가지로, 노광광(EL)을 출사하는 광원 장치(1)와, 광원 장치(1)로부터의 노광광(EL)의 편광상태를 변환하여 출사하는 제1 광학계(2)와, 블라인드 장치(11)와, 노광광(EL)을 제1 편광상태(예를 들어 S편광 상태)의 제1 노광광(EL1)과 제2 편광상태(예를 들어 P편광 상태)의 제2 노광광(EL2)으로 분리하는 편광 분리 광학계(13)를 구비하고 있다. 도 20에는 광원 장치(1) 및 제1 광학계(2)는 도시되어 있지 않다. 또, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이의 광로상에 결상 광학계(릴레이 광학계; 19)가 배치되어 있다.
본 실시형태에서는, 마스크 스테이지(60)는, 베이스 부재(65)와, 베이스 부재(65)상에서 제1 마스크(M1)를 유지하여 이동할 수 있는 제1 스테이지(62')와, 제2 마스크(M2)를 유지하여 이동할 수 있는 제2 스테이지(63')를 구비하고 있다. 제1 스테이지(62')와 제2 스테이지(63')는 베이스 부재(65)상에서 독립적으로 이동할 수 있다. 제어 장치(30)는, 제1 스테이지(62') 및 제2 스테이지(63')를 사용하여, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 서로 역방향의 주사방향(Y축 방향)으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다.
예를 들어, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 마스크 스테이지(60)의 제1 스테이지(62')에 의해 제1 마스크(M1)가 +Y방향으로 이동되는 경우, 제2 마스크(M2)는 제2 스테이지(63')에 의해 -Y방향으로 이동된다. 또, 제1 마스크(M1)가 -Y방향으로 이동되는 경우 제2 마스크(M2)는 +Y방향으로 이동된다. 또, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 이동에 동기하여, 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(80)를 소정 주사방향(Y축 방향)으로 이동한다.
그리고, 본 실시형태에서는, 가동 블라인드(10')를 이동시킴으로써, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사, 나아가 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지되도록, 분리 광학계(13)와 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2) 사이에 배치되는 광학계(14, 17, 19)에 의한 결상 횟수가 설정되어 있다. 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이의 광로상에, 1개의 결상 광학계(릴레이 광학계; 19)가 배치되어 있다. 결상 광학계(19)는 물체의 상을 1회 도립시키는 기능을 갖는다. 따라서, 1개의 결상 광학계(19)에 의해, 블라인드 장치(11)의 상, 즉 가동 블라인드(10')의 광 통과 영역의 상[각 엣지(E1∼E6)의 상]은, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이에서 1회 도립한다. 즉, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제2 마스크(M2) 사이에서의, 가동 블라인드(10')의 광 통과 영역의 상[각 엣지(E1∼E6)의 상]의 결상 횟수(도립 횟수)는 1회(홀수 회)이다. 한편, 본 실시형태에서는, 분리 광학계(13)와 제1 마스 크(M1) 사이에서의, 가동 블라인드(10')의 광 통과 영역의 상[각 엣지(E1∼E6)의 상]의 결상 횟수(도립 횟수)는 0회(짝수 회)이다.
분리 광학계(13)로 분리된 제1 편광상태의 제1 노광광(EL1)은, 제3 광학계(14)를 통과하여 제1 마스크(M1)로 조사된다. 한편, 분리 광학계(13)로 분리된 제2 편광상태의 제2 노광광(EL2)은, 결상 광학계(19)를 통과하여 반사 미러(16)로 입사되고, 그 반사 미러(16)에서 반사된 후, 제5 광학계(17)를 통과하여 제2 마스크(M2)에 조사된다.
또, 본 실시형태의 광학 유닛(U)은, 투영 광학계(PL)의 물체면측[(투영 광학계(PL)와 마스크 스테이지(60) 사이]에 형성되고, 제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)과 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)이 입사되는 빔 스플리터(24)와, 제2 마스크(M2)와 기판(P)[제2 노광 영역(AR2)] 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로상에 형성된 1개의 결상 광학계(20)를 갖고 있다. 결상 광학계(20)는, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로중, 제2 마스크(M2)와 투영 광학계(PL) 사이에 형성되어 있다. 또, 결상 광학계(20)는 등배 결상 광학계이다. 결상 광학계(20)는 물체의 상을 1회 도립시키는 기능을 갖는다.
제1 마스크(M1)로부터의 제1 노광광(EL1)은, 제1 반사 미러(21)에서 반사된 후 빔 스플리터(24)로 입사된다. 제2 마스크(M2)로부터의 제2 노광광(EL2)은, 제2 반사 미러(22)에서 반사된 후 결상 광학계(20)를 통과하고, 제3 반사 미러(23)에서 반사된 후 빔 스플리터(24)로 입사된다. 빔 스플리터(24)로 입사된 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)은 그 빔 스플리터(24)를 통해 투영 광학계(PL)로 입사 된다.
본 실시형태의 광학 유닛(U)은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 짝수 또는 홀수 중 어느 한쪽의 횟수로 도립시키고, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 다른 하나의 횟수로 도립시킨다. 즉, 광학 유닛(U)은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 짝수 회 도립시키는 경우에는, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 홀수 회 도립시킨다. 한편, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 홀수 회 도립시키는 경우에는, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 짝수 회 도립시킨다.
본 실시형태에서는, 제2 마스크(M2)와 투영 광학계(PL) 사이의 제2 노광광(EL2)의 광로상에, 물체의 상을 도립시키는 기능을 갖는 결상 광학계(20)가 1개 형성된다. 따라서, 제2 패턴(PA2)의 상은, 그 결상 광학계(20)에 의해 제2 마스크(M2)와 투영 광학계(PL) 사이에서 1회 도립한다. 또, 본 실시형태에서는, 투영 광학계(PL)는 물체의 상을 1회 도립시킨다. 따라서, 제2 패턴(PA2)의 상은 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 2회(짝수 회) 도립한다. 또, 제1 패턴(PA1)의 상은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 투영 광학계(PL)에 의해 1회(홀수 회) 도립한다.
다음으로, 본 실시형태에 따른 노광 장치(EX)를 사용하여 기판(P)을 노광하는 방법에 관해 설명한다.
제어 장치(30)는, 마스크 스테이지(60)의 제1 스테이지(62') 및 제2 스테이지(63')를 사용하여, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 서로 역방향의 주사방향으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한다. 또, 제어 장치(30)는, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)의 노광중에, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)의 이동과 동기하여, 기판(P)을 유지한 기판 스테이지(80)를 주사방향(Y축 방향)으로 이동한다.
또, 제어 장치(30)는, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10')를 이동시킨다. 본 실시형태에서는, 가동 블라인드(10')를 이동시킴으로써, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광이 방지되도록, 분리 광학계(13)와 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2) 사이에 배치되는 광학계에 의한 결상 횟수가 설정되어 있다. 이 때문에, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 서로 역방향의 주사방향으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한 경우라도, 1개의 가동 블라인드(10')에 의해, 제1, 제2 마스크(M1, M2) 중 제1, 제2 패턴형성 영역(SA1, SA2) 이외의 부분에 대한 불필요한 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 조사를 차단할 수 있다. 이에 따라, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
제1 패턴(PA1)의 상은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 투영 광학계(PL)에 의해 1회 도립하여 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)으로 투영된다. 제2 패턴(PA2)의 상은, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 2회 도립하여 기 판(P)상의 쇼트 영역(SH)으로 투영된다. 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)은, 제1 노광 영역(AR1)에 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 제2 노광 영역(AR2)에 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패턴(PA2)의 상으로 다중 노광된다.
이와 같이, 본 실시형태의 광학 유닛(U)은, 제1 마스크(M1)와 제1 노광 영역(AR1) 사이에서 제1 패턴(PA1)의 상을 홀수 회 도립시키고, 제2 마스크(M2)와 제2 노광 영역(AR2) 사이에서 제2 패턴(PA2)의 상을 짝수 회 도립시키고 있다. 이 때문에, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)를 서로 역방향의 주사방향으로 이동시키면서, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)으로 제1 패턴(PA1) 및 제2 패턴(PA2)을 각각 조명한 경우라도, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 원하는 제1, 제2 패턴(PA1, PA2)의 상을 투영할 수 있다. 또, 제1, 제2 마스크(M1, M2)의 이동과 동기하여 가동 블라인드(10')가 이동됨으로써, 제1 노광광(EL1) 및 제2 노광광(EL2)에 의한 기판(P)의 불필요한 노광을 방지할 수 있다.
<제8 실시형태>
제8 실시형태에 관해 설명한다. 본 실시형태의 특징적인 부분은, 기판(P)상에 액체의 액침 영역을 형성하고, 그 액침 영역의 액체를 통과하여 제1 노광광(EL1)과 제2 노광광(EL2)을 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)에 조사하는 점에 있다. 이하에서는, 그 차이를 중심으로 설명하고, 상술한 실시형태와 동일 또는 동등한 구성부분에 대해서는 동일한 부호를 붙여, 그 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 21은 제8 실시형태를 나타내는 개략 구성도이다. 본 실시형태의 조명 계(IL)로는, 상술한 제1∼제7 실시형태의 것을 임의적으로 사용할 수 있다. 투영 광학계(PL) [광학 유닛(U)]도, 상술한 각 실시형태의 임의의 것을 사용할 수 있다. 또, 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 노광할 때, 제1 마스크(M1)와 제2 마스크(M2)는 동일한 주사방향으로 이동되어도 되고, 서로 역방향의 주사방향으로 이동되어도 된다.
본 실시형태의 노광 장치(EX)는, 예를 들어 국제 공개 제99/49504호 팜플렛, 일본 특허 공개 2004-289126호(대응 미국 특허 공개 제2004/0165159호 공보) 등에 개시되어 있는, 노광파장을 실질적으로 짧게 하여 해상도를 향상시키고 집점 심도를 실질적으로 확장하기 위해 액침법을 적용한 노광 장치로서, 기판(P)상에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성하는 액침 시스템(100)을 구비하고 있다. 본 실시형태에서는, 액체(LQ)로서 물(순수한 물)을 사용한다. 또, 기판(P)에는 액체(LQ)로부터 감광재나 기재를 보호하는 탑코팅막 등을 형성할 수 있다.
액침 시스템(100)은, 투영 광학계(PL)의 복수의 광학소자 중 투영 광학계(PL)의 상의 면에 가장 가까운 종단 광학소자(FL)와 기판(P) 사이의 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 광로의 근방에 형성되고, 그 광로에 대해 액체(LQ)를 공급하기 위한 공급구(112)를 갖는 공급 부재(113) 및 액체(LQ)를 회수하기 위한 회수구(122)를 갖는 회수부재(123)를 갖고 있다. 공급 부재(113)에는 액체(LQ)를 송출할 수 있는 액체 공급 장치(도시하지 않음)가 접속되어 있고, 액체 공급 장치는, 청정하며 온도조정된 액체(LQ)를 공급구(112)를 통해 광로에 공급할 수 있다. 또, 회수부재(123)에는 진공계 등을 포함하는 액체 회수 장치(도시하지 않음)가 접속되 어 있고, 액체 회수 장치는 광로를 채우는 액체(LQ)를 회수구(122)를 통해 회수할 수 있다. 액체 공급 장치 및 액체 회수 장치의 동작은 제어 장치(30)로 제어된다. 제어 장치(30)는, 액침 시스템(100)을 제어하여, 액체 공급 장치에 의한 액체공급동작과 액체 회수 장치에 의한 액체회수동작을 병행되어 행함으로써, 투영 광학계(PL)의 종단 광학소자(FL)의 하면과 기판 스테이지(80)상의 기판(P)의 표면과의 사이의 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)의 광로를 액체(LQ)로 채우도록, 기판(P)상의 일부의 영역에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 국소적으로 형성한다. 액침 영역(LR)은, 기판(P)상의 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)보다 크게 형성된다. 즉, 액침 영역(LR)은 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2) 모두를 덮도록 형성된다.
노광 장치(EX)는, 기판 스테이지(80)에 유지된 기판(P)상에 액체(LQ)의 액침 영역(LR)을 형성하고, 그 액침 영역(LR)의 액체(LQ)를 통해 기판(P)상의 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)에 각각 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)을 조사하여 기판(P)을 노광한다.
노광 장치(EX)는, 액침 영역(LR)을 형성한 상태로, 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)에 대해 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 Y축 방향으로 이동시키면서, 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2)에 각각 제1, 제2 노광광(EL1, EL2)을 조사함으로써, 제1 노광 영역(AR1)에 액체(LQ)를 통과하여 조사되는 제1 노광광(EL1)에 의해 형성되는 제1 패턴(PA1)의 상과, 제2 노광 영역(AR2)에 액체(LQ)를 통과하여 조사되는 제2 노광광(EL2)에 의해 형성되는 제2 패턴(PA2)의 상으로 기판(P)상의 쇼트 영역(SH)을 다 중 노광(이중 노광)한다.
본 실시형태에서 액체(LQ)로서 물(순수한 물)을 사용하고 있지만, 액체(LQ)로는 물 이외의 것을 사용해도 된다. 예를 들어, 노광광(EL)이 F2 레이저광인 경우, 이 F2 레이저광은 물을 투과하지 않기 때문에, 액체(LQ)로는 예를 들어 과플루오르화 폴리에테르(PFPE)나 불소계 오일 등의 불소계 유체이어도 된다. 또, 액체(LQ)로는, 그 밖에도 노광광(EL)에 대한 투과성이 있고 가능한 한 굴절률이 높아, 투영 광학계, 기판(P) 표면에 도포되어 있는 포토레지스트에 대해 안정된 것(예를 들어 시더우드 오일)을 사용하는 것도 가능하다.
또, 액체(LQ)로는, 물보다 노광광(EL)에 대한 굴절률이 높은 액체, 예를 들어 굴절률이 1.6∼1.8 정도인 것을 사용해도 된다. 또한, 석영이나 형석보다 굴절률이 높은(예를 들어 1.6 이상) 재료로 종단 광학소자(FL)를 형성해도 된다. 여기서, 순수한 물보다 굴절률이 높은(예를 들어 1.5 이상) 액체(LQ)로는, 예를 들어 굴절률이 약 1.50인 이소프로판올, 굴절률이 약 1.61인 글리세롤(글리세린)과 같은 C-H 결합 혹은 O-H 결합을 갖는 소정 액체, 헥산, 헵탄, 데칸 등의 소정 액체(유기용제), 혹은 굴절률이 약 1.60인 데칼린(Decalin: Decahydronaphthalene) 등을 들 수 있다. 또, 액체(LQ)는, 이들 액체중 임의의 2종류 이상의 액체를 혼합한 것이어도 되고, 순수한 물에 이들 액체 중 적어도 하나를 첨가(혼합)한 것이어도 된다. 또한, 액체(LQ)는, 순수한 물에 H+, Cs+, K+, Cl-, SO4 2 -, PO4 2 - 등의 염기 또는 산을 첨가(혼합)한 것이어도 되고, 순수한 물에 Al 산화물 등의 미립자를 첨가(혼합)한 것이어도 된다. 액체(LQ)로는, 빛의 흡수계수가 작고, 온도의존성이 적고, 투영 광학계(PL) 및/또는 기판(P)의 표면에 도포되어 있는 감광재(또는 탑코팅막 혹은 반사방지막 등)에 대해 안정된 것이 바람직하다. 또, 액체(LQ)로는, 굴절률이 1.6∼1.8 정도인 것을 사용해도 된다. 액체(LQ)로서 초임계 유체를 사용하는 것도 가능하다.
또, 종단 광학소자(FL)를, 예를 들어 석영(실리카) 혹은 플루오르화 칼슘(형석), 플루오르화 바륨, 플루오르화 스트론튬, 플루오르화 리튬 및 플루오르화 나트륨 등의 플루오르화 화합물의 단결정 재료로 형성해도 되고, 석영이나 형석보다 굴절률이 높은(예를 들어 1.6 이상) 재료로 형성해도 된다. 굴절률이 1.6 이상인 재료로는, 예를 들어 국제 공개 제2005/059617호 팜플렛에 개시된, 사파이어, 이산화게르마늄 등, 또는 국제 공개 제2005/059618호 팜플렛에 개시된, 염화칼륨(굴절률은 약 1.75) 등을 사용할 수 있다.
액침 시스템(100)은, 그 일부(예를 들어, 액체 공급 장치 및/또는 액체 회수 장치를 구성하는 부재)가 노광 장치에 형성되어 있을 필요는 없고, 예를 들어 노광 장치가 설치되는 공장 등의 설비를 대용해도 된다. 또, 액침 시스템(100)의 구조는, 상술한 구조에 한정되지 않고, 예를 들어 유럽 특허 공개 제1420298호 공보, 국제 공개 제2004/055803호 팜플렛, 국제 공개 제2004/057590호 팜플렛, 국제 공개 제2005/029559호 팜플렛(대응 미국 특허 공개 제2006/0231206호), 국제 공개 제2004/086468호 팜플렛(대응 미국 특허 공개 제2005/0280791호), 일본 특허 공개 2004-289126호 공보(대응 미국 특허 제6,952,253호) 등에 기재되어 있는 것을 사용 할 수 있다. 액침 노광 장치의 액침기구 및 그 부속기기에 대해, 지정국 또는 선택국의 법령이 허용하는 범위에서 상기 미국 특허 또는 미국 특허 공개 등의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
또, 본 실시형태의 투영 광학계에서, 예를 들어, 국제 공개 제2004/019128호 팜플렛(대응 미국 특허 공개 제2005/0248856호)에 개시되어 있는 바와 같이, 종단 광학소자의 상의 면측의 광로에 더해, 종단 광학소자의 물체면측의 광로도 액체로 채우도록 해도 된다. 또한, 종단 광학소자의 표면의 일부(적어도 액체(LQ)와의 접촉면을 포함) 또는 전부에, 친액성 및/또는 용해방지기능을 갖는 박막을 형성해도 된다. 석영은 액체(LQ)와의 친화성이 높고, 또한 용해 방지막도 불필요하지만, 형석은 적어도 용해 방지막을 형성하는 것이 바람직하다.
또, 본 실시형태에서는, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)을 1개의 액침 영역(LR)으로 덮고 있지만, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)을 각각의 액침 영역(제1, 제2 액침 영역)으로 덮도록 해도 된다. 이 경우, 제1, 제2 액침 영역을, 종류[적어도 노광광(EL)에 대한 굴절률]가 상이한 액체로 각각 형성해도 된다. 일례로는, 제1, 제2 액침 영역 중의 하나를 물(순수한 물)로 형성하고, 다른 하나를 물(굴절률은 1.44 정도)보다 노광광(EL)에 대한 굴절률이 높은 액체로 형성해도 된다. 또, 제1 액침 영역과 제2 액침 영역에서, 액체(LQ)의 점도, 노광광(EL)의 투과율 및 온도 중 적어도 하나가 서로 상이해도 된다.
상술한 제1∼제8 각 실시형태에서, 조명계(IL)는, 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)을, 분리 광학계(편광 분리 광학계; 13)를 사용하여, 제1 편광상태의 제1 노광광(EL1)과 제2 편광상태의 제2 노광광(EL2)으로 분리하고 있지만, 분리 광학계를 예를 들어 하프 미러 등으로 형성하고, 그 분리 광학계를 사용하여, 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)을 제1강도(광량)를 갖는 제1 노광광과 제2강도(광량)를 갖는 제2 노광광으로 분리하도록 해도 된다. 그리고, 조명계는 그러한 제1, 제2강도(광량)를 갖는 제1, 제2 노광광으로 제1, 제2 패턴을 각각 조명하도록 해도 된다.
또는, 광원 장치(1)가 소정의 파장 대역을 갖는 노광광(EL)을 출사하는 경우에는, 분리 광학계를 예를 들어 다이크로익 미러 등으로 형성하고, 그 분리 광학계를 사용하여, 광원 장치(1)로부터 출사된 노광광(EL)을 제1의 파장을 갖는 제1 노광광과 제2의 파장을 갖는 제2 노광광으로 분리하도록 해도 된다. 즉, 노광광을 그 편광상태, 광강도(또는 광량) 또는 파장 혹은 이들의 조합에 의해 분리해도 된다 (또는 노광광으로부터 이러한 물리적인 특성이 상이한 제1 성분 및 제2 성분을 추출해도 된다).
상술한 제1∼제8 실시형태에서, 투영 광학계(PL)로는 상술한 것에 한정되지 않고, 예를 들어 축소계, 등배계 및 확대계 중 어느 것이어도 된다. 또, 상술한 실시형태에서는, 투영 광학계(PL)로서 반사 광학소자와 굴절 광학소자를 포함하는 반사 굴절계(Catadioptric System)를 예를 들어 설명했지만, 투영 광학계(PL)로는, 반사 광학소자를 포함하지 않는 굴절계 또는 굴절 광학소자를 포함하지 않는 반사계 등이어도 된다. 또한, 반사 굴절계로서, 예를 들어 국제 공개 제2004/107011호 팜플렛(대응 미국 특허 공개 제2006/0121364호)에 개시되어 있는 바와 같이, 복수 의 반사면을 가지며 중간 상을 적어도 1회 형성하는 광학계(반사계 또는 반굴계)가 그 일부에 형성되고, 단일한 광축을 갖는, 소위 인라인형의 반사 굴절계를 사용해도 된다. 또, 투영 광학계를 통과하여 노광광이 조사되는 노광 영역은, 투영 광학계의 시야내에서 광축을 포함하는 온액시스 영역이어도 되고, 혹은 상기 인라인형의 반사 굴절계와 마찬가지로 광축을 포함하지 않는 오프액시스 영역이어도 된다.
상기 각 실시형태에서는 마스크 스테이지(60)에 탑재된 메인 스테이지(61)에 의해 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 기판(P)에 대해 동기 이동했지만, 이에 한정되지 않고, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 각각 독립적으로 기판(P)에 대해 동기 이동시킬 수도 있다. 이 경우, 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 각각 적재하여 독립적으로 구동하는 제1 마스크 스테이지 및 제2 마스크 스테이지를 형성할 수 있다. 예를 들어, 메인 스테이지(61)를 생략하고, 제1 서브 스테이지(62) 및 제2 서브 스테이지(63)를 독립적으로 혹은 연동적으로 기판(P)에 대해 동기 이동시킬 수 있다. 이와 같이 독립적으로 가동하는 제1 마스크 스테이지 및 제2 마스크 스테이지를 형성하는 경우에는, 제1 및 제2 마스크 스테이지가 기판 스테이지와 각각 동기 이동되도록 해야 한다. 즉, 제1 마스크 스테이지에 적재된 제1 마스크와 기판(P)의 쇼트 영역의 위치관계 및 제2 마스크 스테이지에 적재된 제2 마스크와 기판(P)의 쇼트 영역의 위치관계를 각각 조정해야 한다. 그렇게 함으로써, 제1 노광 영역(AR1)에 형성되는 제1 마스크 패턴(PA1)의 상과 제2 노광 영역(AR2)에 형성되는 제2 마스크 패턴(PA2)의 상으로, 그러한 상이 정확하게 중복된 상태로 기판(P)의 쇼트 영역을 다중 노광(이중 노광)할 수 있다.
상술한 각 실시형태에서는, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상을 1개의 투영 광학계(PL)를 사용하여 기판(P)상에 투영하고 있지만, 투영 광학계를 복수(예를 들어 2개) 형성하고, 제1 마스크(M1)의 제1 패턴(PA1)의 상과 제2 마스크(M2)의 제2 패턴(PA2)의 상을 별개의 투영 광학계를 사용하여 기판(P)상에 투영하도록 해도 된다. 또, 복수의 투영 광학계를, 인접하는 투영 영역이 주사방향에서 소정량 변위하도록, 또한 인접하는 투영 영역의 단끼리 주사방향과 직교하는 방향에 중복하도록 배치한, 소위 멀티렌즈 방식의 주사형 노광 장치에 본 발명을 적용하는 것도 가능하다. 이 경우라 하더라도, 단일한 광원 장치(1)와 분리 광학계(13)를 사용하면 노광 장치의 대형화를 회피할 수 있다.
상술한 각 실시형태에서는, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)은, 1개의 쇼트 영역(SH)에 동시에 배치할 수 있지만, 반드시 1개의 쇼트 영역(SH)에 동시에 배치할 수 없어도 되고, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)은 임의로 설정할 수 있다.
상술한 각 실시형태에서는, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)이 Y축 방향으로 떨어져 있지만, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)은 그 일부가 Y축 방향(주사방향)에서 중복되어도 된다.
또, 상술한 각 실시형태에서, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)의 크기 및 형상 중 적어도 하나가 상이해도 된다. 예를 들어, 제1 노광 영역(AR1)과 제2 노광 영역(AR2)에서 X축 방향의 폭 및/또는 Y축 방향의 폭이 상이해도 된다. X 축 방향의 폭이 상이한 경우에는 쇼트 영역(SH)내의 일부만이 다중(이중) 노광된다.
또, 상술한 각 실시형태에서는, 쇼트 영역(SH)이 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)을 통과하는 동안, 제1 노광 영역(AR1) 및 제2 노광 영역(AR2)에 각각 노광광(EL)이 계속 조사되지만, 적어도 하나의 노광 영역에서, 쇼트 영역(SH)을 통과하는 동안 중 일부 기간만 노광광이 조사되도록 해도 된다. 즉, 쇼트 영역(SH)내의 일부만 다중(이중) 노광하도록 해도 된다.
상기 각 실시형태에서는, 제1 패턴 및 제2 패턴을 형성하기 위해 제1 마스크(M1) 및 제2 마스크(M2)를 사용했지만, 그 대신 가변의 패턴을 생성하는 전자 마스크(가변 성형 마스크)를 사용할 수 있다. 이러한 전자 마스크로서, 예를 들어 비발광형 화상표시소자[공간 광변조기 : Spatial Light Modulator (SLM)라고도 불린다]의 일종인 DMD[Deformable Micro-mirror Device 또는 Digital Micro-mirror Device]를 사용할 수 있다. DMD는 소정의 전자 데이터에 기초하여 구동하는 복수의 반사소자(미소 미러)를 가지며, 복수의 반사소자는 DMD의 표면에 2차원 매트릭스형으로 배열되며 소자단위로 구동되어 노광광(EL)을 반사, 편향한다. 각 반사소자는 그 반사면의 각도가 조정된다. DMD의 동작은 제어 장치(30)에 의해 제어될 수 있다. 제어 장치(30)는, 기판(P)상에 형성해야 할 제1 패턴 및 제2 패턴에 따른 전자 데이터(패턴 정보)에 기초하여 각각의 DMD의 반사소자를 구동하고, 조명계(IL)에 의해 조사되는 노광광(EL)을 반사소자로 패턴화한다. DMD를 사용함으로써, 패턴이 형성된 마스크(레티클)를 사용하여 노광하는 경우에 비해, 패턴이 변경될 때 마스 크의 교환작업 및 마스크 스테이지에서의 마스크의 위치맞춤 조작이 불필요해지기 때문에 다중 노광을 한층 더 효율적으로 행할 수 있다. DMD를 사용한 노광 장치는, 예를 들어 일본 특허 공개 평성 제8-313842호 공보, 일본 특허 공개 2004-304135호 공보, 미국 특허 제6,778,257호 공보에 개시되어 있다. 지정국 또는 선택국의 법령이 허용하는 범위에서 미국 특허 제6,778,257호 공보의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
상기 각 실시형태에서는 간섭계 시스템을 사용하여 마스크 스테이지 및 기판 스테이지의 위치 정보를 계측하는 것으로 했지만, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 기판 스테이지의 상면에 형성되는 스케일(회절 격자)을 검출하는 엔코더 시스템을 사용해도 된다. 이 경우, 간섭계 시스템과 엔코더 시스템 모두를 구비하는 하이브리드 시스템으로 하고, 간섭계 시스템의 계측 결과를 사용하여 엔코더 시스템의 계측 결과의 교정(캘리브레이션)을 행하는 것이 바람직하다. 또, 간섭계 시스템과 엔코더 시스템을 전환하여 사용하거나 혹은 모두를 사용하여, 기판 스테이지의 위치제어를 행하도록 해도 된다.
상기 각 실시형태에서는, 노광광(EL)으로서 ArF 엑시머 레이저광을 발생하는 광원 장치로서 ArF 엑시머 레이저를 사용해도 되지만, 예를 들어, 국제 공개 제1999/46835호 팜플렛(대응 미국 특허 제7,023,610호)에 개시되어 있는 바와 같이, DFB 반도체 레이저 또는 화이버 레이저 등의 고체 레이저 광원, 화이버 증폭기 등을 갖는 광증폭부 및 파장변환부 등을 포함하고, 파장 193㎚의 펄스광을 출력하는 고조파 발생장치를 사용해도 된다. 또한, 상기 실시형태에서는, 상술한 각 조명 영 역과, 제1, 제2 노광 영역이 각각 직사각형인 것으로 했지만, 다른 형상, 예를 들어 원호형, 사다리꼴, 평행사변형 혹은 마름모형 등이어도 된다.
상기 각 실시형태의 기판(P)으로는, 반도체 디바이스 제조용의 반도체 웨이퍼뿐만아니라, 디스플레이 디바이스용의 유리기판이나, 박막 자기헤드용의 세라믹 웨이퍼, 또는 노광 장치에서 사용되는 마스크 또는 레티클의 원판(합성 석영, 실리콘 웨이퍼), 또는 필터 부재 등이 적용된다. 또, 기판(P)의 형상은 원형뿐만아니라, 직사각형 등 다른 형상이어도 된다.
또, 본 발명은, 예를 들어 일본 특허 공개 평성 제10-163099호 공보, 일본 특허 공개 평성 제10-214783호 공보(대응 미국 특허 제6,341,007호, 제6,400,441호, 제6,549,269호 및 제6,590,634호), 일본 특허 공개 제2000-505958호 공보(대응 미국 특허 제5,969,441호) 등에 개시되어 있는 복수의 기판 스테이지를 구비한 멀티 스테이지형(예를 들어, 트윈 스테이지형)의 노광 장치에도 적용할 수 있다. 멀티 스테이지형의 노광 장치에 관해, 지정국 및 선택국의 국내 법령이 허용하는 한 상기 미국 특허의 개시를 원용하여 본문의 기재의 일부로 한다.
또한, 일본 특허 공개 평11-135400호 공보(대응 국제 공개 제1999/23692호 팜플렛)나 일본 특허 공개 2000-164504호 공보(대응 미국 특허 제6,897,963호)에 개시되어 있는 바와 같이, 기판을 유지하는 기판 스테이지와, 계측부재(예를 들어, 기준 마크가 형성된 기준부재 및/또는 각종 광전 센서)를 탑재한 계측 스테이지를 구비한 노광 장치에도 본 발명을 적용할 수 있다.
또, 상술한 각 실시형태 중, 노광광의 광로를 액체로 채우는 실시형태에서 는, 투영 광학계와 기판(P) 사이에 국소적으로 액체를 채우는 노광 장치를 채택하고 있지만, 본 발명은, 예를 들어 일본 특허 공개 평6-124873호 공보, 일본 특허 공개 평성 제10-303114호 공보, 미국 특허 제5,825,043호 등에 개시되어 있는, 노광대상의 기판의 표면 전체가 액체중에 잠겨 있는 상태로 노광을 행하는 액침 노광 장치에도 적용할 수 있다.
상기 각 실시형태에서는 노광 장치(EX)가 투영 광학계를 구비하는 것으로 했지만, 투영 광학계 대신 패턴의 상을 형성하지 않는 광학계(예를 들어, 회절 광학소자 등)를 사용해도 된다. 또, 상기 각 실시형태에서는 제1, 제2 노광 영역(AR1, AR2) 중 적어도 하나에서, 예를 들어 국제 공개 제2001/035168호 팜플렛에 개시되어 있는 바와 같이 간섭 줄무늬를 형성함으로써 기판(P)상에 라인ㆍ앤드ㆍ스페이스 패턴을 노광해도 된다.
노광 장치(EX)의 종류로는, 기판(P)에 반도체 소자 패턴을 노광하는 반도체 소자 제조용의 노광 장치에 한정되지 않고, 액정표시소자 제조용 또는 디스플레이 제조용의 노광 장치나, 박막 자기헤드, 마이크로 머신, MEMS, DNA 칩, 촬상소자(CCD) 혹은 레티클 또는 마스크 등을 제조하기 위한 노광 장치 등에도 널리 적용할 수 있다.
본원 명세서에 게재한 여러 미국 특허 및 미국 특허 출원공개에 대해서는, 특별히 원용 표시를 한 것 이외에 관해서도, 지정국 또는 선택국의 법령이 허용하는 범위에서 이들의 개시를 원용하여 본문의 일부로 한다.
이상과 같이, 본원 실시형태의 노광 장치(EX)는 본원 특허청구범위에 나타난 각 구성요소를 포함하는 각종 서브 시스템을, 소정의 기계적 정밀도, 전기적 정밀도, 광학적 정밀도를 유지하도록 조립함으로써 제조된다. 이러한 각종 정밀도를 확보하기 위해, 이 조립의 전후에는 각종 광학계에 대해서는 광학적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 기계계에 대해서는 기계적 정밀도를 달성하기 위한 조정, 각종 전기계에 대해서는 전기적 정밀도를 달성하기 위한 조정이 행해진다. 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립공정은, 각종 서브 시스템 상호의 기계적 접속, 전기회로의 배선 접속, 기압회로의 배관 접속 등이 포함된다. 이 각종 서브 시스템으로부터 노광 장치로의 조립공정전에, 각 서브 시스템 개개의 조립공정이 있음은 물론이다. 각종 서브 시스템의 노광 장치로의 조립공정이 종료하면, 종합 조정이 행해지고, 노광 장치의 전체적인 각종 정밀도가 확보된다. 노광 장치의 제조는 온도 및 청정도 등이 관리된 클린룸에서 행하는 것이 바람직하다.
반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스는, 도 23에 나타낸 바와 같이, 마이크로 디바이스의 기능ㆍ성능 설계를 행하는 스텝 201, 이 설계 스텝에 기초한 마스크(레티클)를 제작하는 스텝 202, 디바이스의 기재(基材)인 기판을 제조하는 스텝 203, 상술한 실시형태의 노광 장치(EX)에 의해 마스크의 패턴을 기판에 다중 노광하는 노광공정 및 노광한 기판의 현상공정을 포함하는 기판 처리 스텝 204, 디바이스 조립 스텝(다이싱공정, 본딩공정, 패키지공정 등의 가공 프로세스를 포함) 205, 검사 스텝 206 등을 거쳐 제조된다.
본 발명에 의하면, 기판의 다중 노광을 정확하게 높은 효율로 실현할 수 있 다. 이 때문에, 액정표시소자나 마이크로 머신 등에 사용되는 고밀도의 복잡한 회로패턴을 갖는 디바이스를 높은 스루풋으로 생산할 수 있다. 그 때문에, 본 발명은 우리나라(일본)의 반도체 산업을 포함하는 정밀기기 산업의 발전에 현저하게 공헌할 것이다.

Claims (55)

  1. 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    노광광을 출사하는 광원 장치와,
    상기 광원 장치로부터 출사된 상기 노광광을 제1 노광광과 제2 노광광으로 분리하는 분리 광학계와,
    상기 제1 노광광으로 제1 패턴을 조명하고 상기 제2 노광광으로 제2 패턴을 조명하는 조명계를 구비하고,
    상기 제1 패턴으로부터의 상기 제1 노광광과 상기 제2 패턴으로부터의 상기 제2 노광광을 상기 기판상의 소정 영역에 조사함으로써, 상기 기판상의 소정 영역을 다중 노광하는 노광 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 분리 광학계는, 상기 노광광을 제1 편광상태의 제1 노광광과 제2 편광상태의 제2 노광광으로 분리하는 편광 분리 광학계를 포함하고,
    상기 조명계는, 상기 제1 노광광으로 상기 제1 패턴을 조명하고 상기 제2 노광광으로 상기 제2 패턴을 조명하는 것인 노광 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제1 노광광은 소정 방향의 직선 편광을 주성분으로 하고,
    상기 제2 노광광은 상기 소정 방향과 직교하는 방향의 직선 편광을 주성분으 로 하는 것인 노광 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 패턴은 제1 라인 패턴을 포함하고, 제1 라인 패턴의 길이방향과 상기 제1 노광광의 편광방향은 거의 평행하고,
    상기 제2 패턴은 제2 라인 패턴을 포함하고, 제2 라인 패턴의 길이방향과 상기 제2 노광광의 편광방향은 거의 평행한 것인 노광 장치.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴 중 하나 이상은 다이폴 조명되는 것인 노광 장치.
  6. 제2항에 있어서, 상기 편광 분리 광학계로 생성된 상기 제1 노광광 및 상기 제2 노광광 중 하나 이상의 편광상태를 변환하는 변환소자를 갖는 것인 노광 장치.
  7. 제6항에 있어서, 상기 변환소자는, 직선 편광을 주성분으로 하는 노광광을, 원 편광을 주성분으로 하는 노광광으로 변환하는 것인 노광 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 편광 분리 광학계는, 광축의 둘레에 선광성을 갖는 복수의 소자를 구비하고, 그 복수의 소자는 각각 편광 분리 광학계로의 입사광의 편광방향을 광축의 둘레에 회전시키는 것인 노광 장치.
  9. 제8항에 있어서, 특정한 상기 소자를 통과한 직선 편광만을 통과시키는 개구 조리개를 더 구비하는 것인 노광 장치.
  10. 제9항에 있어서, 직선 편광을 원 편광으로 변환하는 파장판을 더 갖는 것인 노광 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 제1 패턴으로부터의 상기 제1 노광광을 제1 노광 영역에 조사하고, 상기 제2 패턴으로부터의 상기 제2 노광광을 제2 노광 영역에 조사하는 광학 유닛을 구비하고,
    상기 제1 노광 영역에 조사되는 상기 제1 노광광에 의해 형성되는 제1 패턴 상과 상기 제2 노광 영역에 조사되는 상기 제2 노광광에 의해 형성되는 상기 제2 패턴 상으로 상기 기판상의 소정 영역을 다중 노광하는 것인 노광 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 패턴을 갖는 제1 마스크를 상기 제1 노광광에 대해 소정 주사방향으로 이동시킬 수 있고, 상기 제2 패턴을 갖는 제2 마스크를 상기 제2 노광광에 대해 소정 주사방향으로 이동시킬 수 있는 마스크 이동 시스템과,
    상기 기판상의 소정 영역을 상기 제1 노광 영역 및 상기 제2 노광 영역에 대해 소정 주사방향으로 이동시킬 수 있는 기판 이동 시스템을 구비하고,
    상기 마스크 이동 시스템에 의한 상기 제1 마스크 및 상기 제2 마스크의 각 주사방향으로의 이동에 동기하여, 상기 기판 이동 시스템을 사용하여 상기 기판상 의 소정 영역을 주사방향으로 이동시키면서, 상기 제1 패턴 상과 상기 제2 패턴 상으로 상기 기판상의 소정 영역을 다중 노광하는 것인 노광 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 마스크와 상기 제2 마스크를 동일한 주사방향으로 이동시키면서, 상기 제1 노광광 및 상기 제2 노광광으로 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴을 각각 조명하는 것인 노광 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 마스크 이동 시스템은, 상기 제1 마스크 및 상기 제2 마스크를 유지하여 거의 동일한 주사방향으로 이동시킬 수 있는 메인 스테이지를 갖는 것인 노광 장치.
  15. 제14항에 있어서, 상기 마스크 이동 시스템은, 상기 메인 스테이지에 대해 상기 제1 마스크를 이동시킬 수 있는 제1 서브 스테이지와, 상기 메인 스테이지에 대해 상기 제2 마스크를 이동시킬 수 있는 제2 서브 스테이지를 갖는 것인 노광 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 메인 스테이지에 대해 상기 제1 서브 스테이지 및 상기 제2 서브 스테이지 중 하나 이상을 이동시킴으로써, 상기 제1 마스크와 상기 제2 마스크의 상대적인 위치관계가 조정되는 것인 노광 장치.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 서브 스테이지 및 상기 제2 서브 스테이지의 위치 정보를 각각 계측할 수 있는 계측 시스템을 더 구비하는 것인 노광 장치.
  18. 제15항에 있어서, 제1 마스크 및 제2 마스크는, 상기 메인 스테이지상에서 상기 주사방향으로 배열되어 있는 것인 노광 장치.
  19. 제13항에 있어서, 상기 광학 유닛은, 상기 제1 마스크와 상기 제1 노광 영역 사이에서 상기 제1 패턴 상을 짝수 또는 홀수 중 어느 한쪽의 횟수로 도립시키고,
    상기 제2 마스크와 상기 제2 노광 영역 사이에서 상기 제2 패턴 상을 상기 한쪽의 횟수로 도립시키는 것인 노광 장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 제1 마스크와 상기 제2 마스크를 서로 역방향의 주사방향으로 이동시키면서, 상기 제1 노광광 및 상기 제2 노광광으로 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴을 각각 조명하는 것인 노광 장치.
  21. 제20항에 있어서, 상기 광학 유닛은, 상기 제1 마스크와 상기 제1 노광 영역 사이에서 상기 제1 패턴 상을 짝수 또는 홀수 중 어느 한쪽의 횟수로 도립시키고,
    상기 제2 마스크와 상기 제2 노광 영역 사이에서 상기 제2 패턴 상을 다른 한쪽의 횟수로 도립시키는 것인 노광 장치.
  22. 제11항에 있어서, 상기 광학 유닛은, 상기 기판의 표면과 대향하도록 배치된 1개의 종단 광학소자를 가지며, 상기 1개의 종단 광학소자를 통해 상기 제1 노광 영역 및 상기 제2 노광 영역에 상기 제1 노광광 및 상기 제2 노광광을 조사하는 것인 노광 장치.
  23. 제22항에 있어서, 상기 기판상의 소정 영역의 노광중에, 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴은 각각의 주사방향으로 이동되고, 상기 기판이 주사방향으로 이동되고,
    상기 제1 노광 영역과 상기 제2 노광 영역은 상기 기판의 주사방향의 상이한 위치에 설정되는 것인 노광 장치.
  24. 제22항에 있어서, 상기 광학 유닛은, 상기 제1 노광 영역 및 상기 제2 노광 영역과 광학적으로 공역인 위치 근방에 배치되고, 상기 제1 노광광과 상기 제2 노광광을 상기 종단 광학소자로 유도하는 중간 광학부재를 가지며,
    상기 제1 패턴으로부터의 상기 제1 노광광과 상기 제2 패턴으로부터의 상기 제2 노광광은 상기 중간 광학부재와 상기 종단 광학소자를 통해 상기 제1 노광 영역 및 상기 제2 노광 영역에 각각 조사되는 것인 노광 장치.
  25. 제24항에 있어서, 상기 광학 유닛은, 상기 제1 패턴으로부터의 상기 제1 노광광을 상기 중간 광학부재로 유도하는 제1 유도 광학계와, 상기 제2 패턴으로부터 의 상기 제2 노광광을 상기 중간 광학부재로 유도하는 제2 유도 광학계를 포함하는 것인 노광 장치.
  26. 제25항에 있어서, 상기 중간 광학부재는, 상기 제1 유도 광학계로부터의 상기 제1 노광광을 반사하는 제1 반사면과 상기 제2 유도 광학계로부터의 상기 제2 노광광을 반사하는 제2 반사면을 갖는 것인 노광 장치.
  27. 제25항에 있어서, 상기 제1 유도 광학계 및 상기 제2 유도 광학계 중 하나 이상은 요목면 미러를 포함하는 것인 노광 장치.
  28. 제23항에 있어서, 상기 광원 장치와 상기 분리 광학계 사이에서, 상기 제1 패턴, 상기 제2 패턴 및 상기 기판 중 하나 이상의 이동과 동기하여 이동될 수 있게 형성되고, 상기 제1 노광광 및 상기 제2 노광광에 의한 상기 기판의 불필요한 노광을 방지하는 가동 광학부재를 구비하는 것인 노광 장치.
  29. 제28항에 있어서, 상기 가동 광학부재는, 상기 제1 노광광을 통과시킬 수 있는 제1 영역과, 상기 제2 노광광을 통과시킬 수 있는 제2 영역과, 상기 제1 노광광과 상기 제2 노광광을 통과시킬 수 있는 제3 영역을 갖는 것인 노광 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 제1, 제2 및 상기 제3 영역은, 상기 제1 패턴 및 상 기 제2 패턴의 주사방향에 대응하는 방향으로 나란히 배치되고, 상기 제3 영역은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 형성되어 있는 것인 노광 장치.
  31. 제29항에 있어서, 상기 제1 영역을 통과한 제1 노광광과 상기 제3 영역을 통과한 제1 노광광을 동일한 강도로 상기 기판에 조사하고, 상기 제2 영역을 통과한 제2 노광광과 상기 제3 영역을 통과한 제2 노광광을 동일한 강도로 상기 기판에 조사하는 조정장치를 구비하는 것인 노광 장치.
  32. 제28항에 있어서, 상기 가동 광학부재를 이동시킴으로써, 상기 제1 노광광 및 상기 제2 노광광에 의한 상기 기판의 불필요한 노광이 방지되도록, 상기 분리 광학계와 상기 제1 패턴 및 상기 제2 패턴 사이에 배치되는 광학계에 의한 결상 횟수가 설정되어 있는 것인 노광 장치.
  33. 제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판상에 액침 영역을 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통해 상기 제1 노광광과 상기 제2 노광광을 상기 기판상의 소정 영역에 조사하는 것인 노광 장치.
  34. 제1항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 다중 노광하는 스텝과,
    다중 노광한 기판을 현상하는 스텝과,
    현상한 기판을 가공하는 스텝
    을 포함하는 디바이스 제조 방법．
  35. 기판을 노광하는 노광 장치로서,
    노광광을 발생하는 광원과,
    제1 노광광으로 제1 패턴을 조명하고 제2 노광광으로 제2 패턴을 조명하는 조명계와,
    상기 기판에 대하여 제1 패턴 및 제2 패턴을 이동시키는 이동 장치와,
    제1 패턴, 제2 패턴 및 상기 기판 중 하나 이상의 이동과 동기하여 이동될 수 있고 제1 노광광만을 통과시키는 제1 영역과, 제2 노광광만을 통과시키는 제2 영역과, 제1 노광광과 제2 노광광 모두를 통과시키는 제3 영역을 갖는 가동 블라인드와,
    제1 패턴으로부터의 제1 노광광과 제2 패턴으로부터의 제2 노광광을 상기 기판상의 소정 영역에 조사함으로써, 상기 기판상의 소정 영역을 다중 노광하는 것인 노광 장치.
  36. 제35항에 있어서, 제1 패턴 및 제2 패턴이 상기 기판과 동기하여 이동되면서, 가동 블라인드가 제1 패턴 및 제2 패턴과 동기하여 이동되는 것인 노광 장치.
  37. 제36항에 있어서, 제1, 제2 및 제3 영역은, 제1 패턴 및 제2 패턴의 배열방향에 나란히 배치되고, 제3 영역은 제1 영역과 상기 제2 영역 사이에 형성되어 있 는 것인 노광 장치.
  38. 제36항에 있어서, 제1 패턴이 제1 영역과 제3 영역에 대응하고, 제2 패턴이 제2 영역과 제3 영역에 대응하는 것인 노광 장치.
  39. 제36항에 있어서, 제1 노광광과 제2 노광광은 서로 직교하는 직선 편광이고, 가동 블라인드는 편광판을 구비하는 것인 노광 장치.
  40. 제35항에 있어서, 제1 영역을 통과한 제1 노광광과 제3 영역을 통과한 제1 노광광을 동일한 강도로 상기 기판에 조사하고, 제2 영역을 통과한 제2 노광광과 제3 영역을 통과한 제2 노광광을 동일한 강도로 상기 기판에 조사하는 조정장치를 구비하는 것인 노광 장치.
  41. 제35항에 있어서, 상기 가동 광학부재를 이동시킴으로써, 제1 노광광 및 제2 노광광에 의한 상기 기판의 불필요한 노광이 방지되도록, 상기 광원과 제1 패턴 및 제2 패턴 사이에 배치되는 광학계에 의한 결상 횟수가 설정되어 있는 것인 노광 장치.
  42. 제35항 내지 제41항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판상에 액침 영역을 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통해 제1 노광광과 제2 노광광을 상기 기판상의 소정 영역에 조사하는 것인 노광 장치.
  43. 제35항에 기재된 노광 장치를 사용하여 기판을 다중 노광하는 스텝과,
    다중 노광한 기판을 현상하는 스텝과,
    현상한 기판을 가공하는 스텝
    을 포함하는 디바이스 제조 방법．
  44. 기판을 주사방향으로 이동시키면서 상기 기판상의 소정 영역을 노광하는 노광 방법으로서,
    광원 장치로부터 출사된 노광광을 제1 노광광과 제2 노광광으로 분리하는 스텝과,
    상기 제1 노광광을 제1 노광 영역에 조사하고, 상기 주사방향에서 상기 제1 노광 영역과는 상이한 위치에 설정된 제2 노광 영역에 상기 제2 노광광을 조사하는 스텝과,
    상기 제1 노광 영역 및 상기 제2 노광 영역에 대해 상기 기판상의 소정 영역을 이동시킴으로써, 상기 기판상의 소정 영역을 다중 노광하는 스텝
    을 포함하는 노광 방법．
  45. 제44항에 있어서, 제1 노광광과 제2 노광광은, 편광상태, 강도 및 파장 중 하나가 상이한 것인 노광 방법.
  46. 제44항에 있어서, 제1 노광광과 제2 노광광의 편광상태가 상이한 것인 노광 방법．
  47. 제46항에 있어서, 제1 노광광과 제2 노광광은 서로 직교하는 직선 편광인 것인 노광 방법．
  48. 제46항에 있어서, 제1 노광광은 직선 편광이고, 제2 노광광은 원 편광인 것인 노광 방법．
  49. 제44항에 있어서, 상기 제1 노광 영역 및 상기 제2 노광 영역의 상기 주사방향의 거리는, 상기 기판상의 소정 영역의 상기 주사방향의 폭보다 작은 것인 노광 방법．
  50. 제44항에 있어서, 상기 제1 노광광을 제1 패턴으로 패턴화하여 제1 노광 영역에 조사하고, 상기 제2 노광광을 제2 패턴으로 패턴화하여 제2 노광 영역에 조사하는 것인 노광 방법．
  51. 제50항에 있어서, 상기 제1 노광광을 제1 마스크에 의해 패턴화하고, 상기 제2 노광광을 제2 마스크에 의해 패턴화하는 것인 노광 방법．
  52. 제51항에 있어서, 상기 기판이 이동되는 것에 동기하여, 제1 마스크 및 제2 마스크를 제1 및 제2 노광광에 대해 이동시키는 스텝을 포함하는 것인 노광 방법．
  53. 제52항에 있어서, 제1, 제2 마스크를 동일한 스테이지로 유지하고, 상기 다중 노광시에 상기 스테이지를 이동하여, 제1, 제2 마스크와 상기 기판과의 동기 이동을 행하는 스텝을 포함하는 것인 노광 방법．
  54. 제44항 내지 제53항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 기판상에 액침 영역을 형성하고, 상기 액침 영역의 액체를 통해 상기 제1 노광광과 상기 제2 노광광을 상기 기판상의 소정 영역에 조사하는 것인 노광 방법．
  55. 제44항에 기재된 노광 방법을 사용하여 기판을 다중 노광하는 스텝과,
    다중 노광한 기판을 현상하는 스텝과,
    현상한 기판을 가공하는 스텝
    을 포함하는 것인 디바이스 제조 방법.
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