WO2006080285A1 - 露光装置及び露光方法並びにマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

露光装置及び露光方法並びにマイクロデバイスの製造方法 Download PDF

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WO2006080285A1
WO2006080285A1 PCT/JP2006/301001 JP2006301001W WO2006080285A1 WO 2006080285 A1 WO2006080285 A1 WO 2006080285A1 JP 2006301001 W JP2006301001 W JP 2006301001W WO 2006080285 A1 WO2006080285 A1 WO 2006080285A1
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exposure
image
optical
exposure apparatus
unit
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PCT/JP2006/301001
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Masaki Kato
Kenji Shimizu
Manabu Toguchi
Tomoyuki Watanabe
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Nikon Corporation
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    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216Mask projection systems
    • G03F7/70308Optical correction elements, filters or phase plates for manipulating imaging light, e.g. intensity, wavelength, polarisation, phase or image shift
    • GPHYSICS
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    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment

Definitions

  • Exposure apparatus Exposure apparatus, exposure method, and microdevice manufacturing method
  • the present invention relates to an exposure apparatus and an exposure method for exposing and transferring an image of a pattern projected via a projection optical system onto an object such as a photosensitive substrate, and a method for manufacturing a micro device using the exposure apparatus.
  • a flat panel display element such as a liquid crystal display device is manufactured by a so-called photolithography technique in which a pattern formed on a mask is transferred onto a photosensitive substrate.
  • the exposure apparatus used in this photolithographic process includes a mask stage that supports a mask and a substrate stage that supports the substrate, and projects the mask pattern while sequentially moving the mask stage and the substrate stage.
  • the image is transferred to the substrate via an optical system.
  • a large glass substrate (plate) is used as the substrate, and the required power of increasing the display area.
  • the mask pattern is changed while the mask stage and the substrate stage are moved synchronously.
  • a scanning exposure apparatus that continuously transfers images onto a substrate, and is a scanning exposure apparatus having a plurality of projection optical units arranged as a projection optical system, that is, a so-called multi-lens scanning exposure apparatus is mainly used.
  • a scanning exposure apparatus that continuously transfers images onto a substrate, and is a scanning exposure apparatus having a plurality of projection optical units arranged as a projection optical system, that is, a so-called multi-lens scanning exposure apparatus is mainly used.
  • Japanese Patent Laid-Open No. 7-57986 see Japanese Patent Laid-Open No. 7-57986.
  • the plurality of projection optical units are arranged on both sides in the scanning direction with the autofocus detection system interposed therebetween.
  • the column When the is moved, the column may be slightly distorted and deformed. If the optical characteristics (imaging characteristics) of the projection optical unit change and high-precision exposure processing cannot be performed, There was a problem.
  • the relative positions of the plurality of projection optical units change, making it impossible to perform high-precision exposure processing.
  • a scanning type for manufacturing liquid crystal display devices The projection optical system of the exposure apparatus is generally an erecting equal-magnification system, and the mask stage and substrate stage move in the same direction during scanning exposure, so the biased load on the column increases, and the above problem is significant.
  • the entire apparatus along with the demand for larger substrates, the entire apparatus (the entire column) has also increased in size, and sufficient rigidity of the column cannot be obtained, making the above problem even more pronounced. Therefore, there has been proposed an exposure apparatus that supports the projection optical unit arranged on the front side in the scanning direction and the projection optical unit arranged on the rear side on the column via one surface plate (support). (See Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-177468).
  • a projection optical unit disposed on the front side in the scanning direction and a projection optical unit disposed on the rear side are placed.
  • the surface plate is supported on the column via a spherical member included in the support portion.
  • the surface plate is provided with an opening for forming a projection image on the substrate, and is determined by the frictional force acting on the spherical member of the support and the weight of the projection optical unit itself.
  • a torsional component is generated in the panel, and the projection position is shifted between the projection optical unit arranged on the front side in the scanning direction and the projection optical unit arranged on the rear side (shift in the scanning direction, intersecting the scanning direction). Misalignment in the direction, and misalignment in the rotation direction about the optical axis direction of the projection optical system) may occur.
  • the plates have become larger with the increase in the size of liquid crystal display elements, and plates (glass substrates) with an lm angle or larger are currently used, and at the same time, the masks are also becoming larger.
  • the pattern rules of the device required for an exposure apparatus are constant, a large mask will require the same flatness as a small mask.
  • a mask used in the manufacture of a TFT (Thin Film Transistor) type liquid crystal display (panel) is a high-cost quartz glass. Therefore, if the size is increased, the manufacturing cost increases. Furthermore, the cost for maintaining the flatness of the mask and the cost due to the expansion of the mask pattern inspection time have increased!
  • a maskless exposure apparatus that uses a DMD (Digital Micro-mirror Device or Deformable Micro-mirror Device) or the like to expose and transfer a pattern onto a substrate.
  • a DMD Digital Micro-mirror Device or Deformable Micro-mirror Device
  • a projection optical unit arranged on the front side in the scanning direction and a projection optical unit arranged on the rear side are placed. Since the surface plate is supported by the column, the same problem as the above-described projection exposure apparatus using a normal mask has occurred.
  • an object of the present invention is to use an exposure apparatus and an exposure method that can correct a change in optical performance (for example, a shift in projection position) that occurs between a plurality of optical units, and the exposure apparatus. It is to provide a method for manufacturing a microdevice.
  • an exposure apparatus for exposing and transferring an image of a pattern projected via an optical system having a plurality of optical units onto an object.
  • An exposure apparatus is provided that includes a correction device that corrects the position of at least one of the plurality of images projected onto the object by the plurality of optical units so as to compensate for the variation.
  • an exposure method for exposing and transferring a pattern image projected via an optical system having a plurality of optical units onto an object comprising: An exposure method is provided in which exposure is performed while correcting the position of at least one of a plurality of images projected onto the object by the plurality of optical units so as to compensate for variations.
  • the exposure apparatus according to the first aspect of the present invention or the exposure method according to the second aspect, among the plurality of images formed by the plurality of optical units so as to compensate for variations of the plurality of optical units. Since the position of at least one image can be corrected, it is possible to correct the positional deviation of images formed by adjacent optical units. Therefore, even when an image is misaligned due to deformation of a member that supports a plurality of optical units, the joint portions of adjacent optical units can be accurately aligned, and a predetermined pattern can be accurately formed on an object. It can be transferred.
  • a method of manufacturing a vice is provided.
  • microdevice manufacturing method since the exposure process is performed using the exposure apparatus according to the first aspect of the present invention, a predetermined pattern is accurately transferred onto the object. High performance, high quality, and highly reliable microdevices can be obtained.
  • the present invention is not limited to an exposure apparatus that exposes and transfers a pattern formed on a mask to an object via an optical system having a plurality of optical units, and a variable molding mask that generates an arbitrary pattern
  • an exposure apparatus that exposes and transfers a pattern generated by a non-light-emitting image display element (spatial light modulator) including the above-described DMD to an object via an optical system having a plurality of optical units.
  • a non-light-emitting image display element spatial light modulator
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view showing the arrangement of an exposure optical system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a DMD according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a DMD force up to a point image field stop according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram showing a partial configuration of a microlens array and a point image field stop according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram showing a configuration of a projection optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view showing a projection area by each projection optical module on the plate of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a view showing a schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a view showing the schematic arrangement of a scanning exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a support portion according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a top view of the exposure optical system and the surface plate of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a top view showing the configuration of the sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a front view showing the configuration of the sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a side view showing the configuration of the sensor according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a system configuration of the scanning exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention. is there.
  • FIG. 16 is a diagram for explaining a position where the light beam that has passed through each aperture of the point image field stop according to the first embodiment of the present invention reaches the plate.
  • FIG. 17 is a diagram for explaining a position where the light beam that has passed through each aperture of the point image field stop according to the first embodiment of the present invention reaches the plate.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of the wedge prism according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 19 is a view for explaining a state when the wedge prism of the first embodiment of the present invention is rotated about the X-axis direction.
  • FIG. 20 is a diagram for explaining a state when the wedge prism of the first embodiment of the present invention is rotated about the X-axis direction.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining a state when the wedge prism of the first embodiment of the present invention is rotated about the X-axis direction.
  • FIG. 22 is a diagram for explaining a state when the wedge prism of the first embodiment of the present invention is rotated about the X-axis direction.
  • FIG. 23 is a diagram for describing a projection region when the wedge prism of the first embodiment of the present invention is rotated about the X-axis direction.
  • FIG. 24 is a view showing a modification of the surface plate of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 25 is a view showing a state of the exposure optical system when the surface plate of the first embodiment of the present invention is deformed.
  • FIG. 26 is a view showing a modification of the surface plate of the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 27 is a diagram showing a configuration of another projection optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 28 is a diagram showing a configuration of another projection optical module according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 29 is a drawing showing the configuration of another exposure optical system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 30a is a view showing the arrangement of another exposure optical system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 30b A drawing showing the configuration of another exposure optical system according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 31 is a schematic block diagram of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 32 is a schematic perspective view of an exposure apparatus according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 34 is a plan view of a surface plate that supports the projection optical module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 35a is an enlarged view showing a support portion of a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 35b is an enlarged view showing a support portion according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 36 is a diagram showing an arrangement state of sensors according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 37a is a diagram for explaining positions in the first projection optical unit and the second projection optical unit at which the sensor of the second embodiment of the present invention measures a relative distance.
  • FIG. 37b is a diagram for explaining positions in the first projection optical unit and the second projection optical unit at which the sensor according to the second embodiment of the present invention measures a relative distance.
  • FIG. 37c is a diagram for explaining positions in the first projection optical unit and the second projection optical unit at which the sensor according to the second embodiment of the present invention measures a relative distance.
  • FIG. 38a is a view showing a modification of the surface plate of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 38b is a view showing a modification of the surface plate of the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 39 is a configuration diagram of a projection optical module according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 40 is a configuration diagram of a laser interference system for measuring the position of a mask holder according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 41 is a configuration diagram of a laser interference system for measuring the position of a substrate holder according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 42 is a diagram showing an arrangement state of other sensors according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 43 is a flowchart illustrating a method for manufacturing a semiconductor device as a micro device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 44 is a flowchart for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display element as a micro device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of a scanning exposure apparatus according to the first embodiment of the present invention.
  • the liquid crystal display element is moved while relatively moving the plate P as a photosensitive substrate coated with a photosensitive material (resist) with respect to a plurality (13 in this example) of exposure optical systems L1 to L13.
  • a step-and-scan type scanning projection exposure apparatus that transfers a pattern such as the above onto the plate P will be described as an example.
  • the XYZ Cartesian coordinate system is set so that the X-axis and Y-axis are parallel to the plate P, and the Z-axis is set in the direction perpendicular to the plate P.
  • the XYZ coordinate system in the figure the XY plane is actually set parallel to the horizontal plane, and the Z axis is set to the vertical direction.
  • the direction (scanning direction) in which the plate P is moved is set in the X direction.
  • This scanning exposure apparatus includes a plate stage (substrate stage) PST that supports a plate P having an outer diameter greater than 500 mm, and a plurality of exposure optical systems L1 for exposing an arbitrary pattern on the plate P.
  • a plate stage (substrate stage) PST that supports a plate P having an outer diameter greater than 500 mm
  • a plurality of exposure optical systems L1 for exposing an arbitrary pattern on the plate P.
  • column 1 that supports the exposure optical systems L1 to L13 via the surface plate 9 (see Fig. 8), and a control device CONT1 (see Fig. 15) that controls the overall operations related to exposure processing.
  • the plurality of exposure optical systems L1 to L13 are each housed in a casing, and column: U is mounted.
  • the exposure optical systems LI, L3, L5, L7, L9, Lll, and L13i are arranged rearward in the scanning direction (one X direction side) and aligned in the Y direction (non-scanning direction).
  • the exposure optical systems L2, L4, L6, L8, LIO, and L12 are arranged in the Y direction on the front side (+ X direction side) in the scanning direction.
  • LD light source unit force (not shown) The emitted light beam enters the fiber.
  • a plurality of LD light source sections and fibers are provided corresponding to the exposure optical systems L1 to L13.
  • One LD light source unit and one fiber may be provided, and the fiber may have a plurality of fiber exit ends corresponding to the exposure optical systems L1 to L13.
  • FIG. 2 is a view showing a schematic configuration of the exposure optical system (first exposure unit) L1.
  • An LD light source unit (not shown) is emitted, and the light beam incident on the fiber 2 is emitted from the exit end of the fiber 2.
  • the light beam that has also exited the exit end force of fiber 2 uniformly illuminates DMD (Digital Micro-mirror Device or Deformable Micro-mirror Device) 8 that composes exposure optical system L1 via collimating optical system 4 and mirror 6.
  • DMD8 Digital Micro-mirror Device or Deformable Micro-mirror Device 8 that composes exposure optical system L1 via collimating optical system 4 and mirror 6.
  • DMD8 is an exposure optical system L1 It may be provided separately.
  • FIG. 3 is a diagram showing a configuration of the DMD (correction device) 8.
  • the DMD 8 has a large number of micromirrors (reflecting members) 8a as devices divided into minute regions.
  • Each micromirror 8a is configured such that its angle can be changed independently
  • DMD8 is a variable shaping mask that modulates the light beam according to predetermined image data by changing the angle of each micromirror 8a. 1st variable molding mask). That is, in synchronization with the scanning of the plate P, the angles of some of the micromirrors 8a are changed so that the reflected light is guided to the relay optical system 10 described later, and the reflected light travels in a different direction from the relay optical system 10. In this way, by changing the angle of the other micromirror 8a, an arbitrary pattern projected onto the corresponding exposure region is sequentially generated.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the relay optical system 10.
  • the relay optical system 10 includes a relay lens group 12a, a diaphragm 14, a relay lens group 12b, and a relay lens group 12c.
  • the light beam is expanded through the relay lens group 12a, the stop 14, the relay lens group 12b, and the relay lens group 12c, and enters the microlens array 16.
  • FIG. 5 is a diagram showing a partial configuration of the microlens array 16 and a point image field stop 18 described later.
  • the microlens array 16 has a number of element lenses 16a corresponding to each of the micromirrors 8a constituting the DMD 8, and is arranged at a position optically conjugate with the plate P or in the vicinity thereof.
  • the microlens array 16 is configured to be movable in a direction parallel to the XY plane and in the Z direction, and tiltable with respect to the XY plane.
  • the light beam that has passed through each element lens 16 a of the microlens array 16 passes through the point image field stop 18.
  • the point image field stop 18 has a large number of openings 18a provided in correspondence with the element lenses 16a constituting the microlens array 16.
  • the point image field stop 18 is configured to be able to change the size of a large number of apertures 18a, and the resolution of the exposure optical system L1 can be changed by changing the size of the apertures 18a. The degree can be adjusted.
  • the point image field stop 18 may have a large number of light transmission portions provided corresponding to the element lenses 16a of the microlens array 16 instead of the large number of openings 18a.
  • other exposure optical systems (second to thirteenth exposure units) L2 to L13 each have a DMD (variable molding mask), a relay optical system, a microlens array, and a point image field stop.
  • the DMD, relay optical system, microlens array, and point image field stop have the same configuration as the DMD8, relay optical system 10, microlens array 16, and point image field stop 18.
  • FIG. 6 is a diagram showing the configuration of the projection optical module PL1 constituting the exposure optical system L1 and the projection optical module PL2 constituting the exposure optical system L2.
  • the light beam incident on the projection optical module PL1 is incident on a focus adjustment mechanism (correction optical system) 20 constituting the projection optical module PL1.
  • the focus adjustment mechanism 20 includes a first optical member 20a and a second optical member 20b.
  • the first optical member 20a and the second optical member 20b are wedge-shaped glass plates capable of transmitting a light beam, and constitute a pair of wedge-shaped optical members.
  • the first optical member 20a and the second optical member 20b are configured to be relatively movable. By sliding (moving) the first optical member 20a in the X direction relative to the second optical member 20b, the image plane position of the projection optical module PL1 moves in the Z direction.
  • the light beam that has passed through the focus adjustment mechanism 20 enters a shift adjustment mechanism (correction optical system) 22.
  • the shift adjustment mechanism 22 includes a parallel plane glass plate 22a configured to be rotatable about the Y axis and a parallel plane glass plate 22b configured to be rotatable about the X axis.
  • the plane parallel glass plate 22a rotates around the Y axis
  • the image of the noturn on the plate P shifts in the X axis direction.
  • the pattern image on the plate P shifts in the Y axis direction.
  • the light beam that has passed through the shift adjustment mechanism 22 enters a right-angle prism (correction optical system) 24 as a rotation adjustment mechanism.
  • the right-angle prism 24 is configured to be rotatable around the Z axis.
  • Right-angle prism 24 force 3 ⁇ 4 rotation of the pattern on the plate P
  • the image rotates around the Z axis.
  • the light beam reflected by the right-angle prism 24 is reflected by the mirror 28 through the lens group 26.
  • the light beam reflected by the mirror 28 enters the magnification adjusting mechanism (correction optical system) 30 through the lens group 26 and the right-angle prism 24 again.
  • the magnification adjusting mechanism 30 includes three lenses 30a, 30b, and 30c.
  • the three lenses 30a to 30c are composed of, for example, a concave lens 30a, a convex lens 30b, and a concave lens 30c.
  • the magnification of the pattern image formed on the plate P is adjusted by moving the convex lens 30b in the Z direction. be able to.
  • the light beam that has passed through the magnification adjusting mechanism 30 has an outer diameter larger than 500 mm, that is, a flat panel display plate (large rectangular substrate) P such as a liquid crystal display element whose one side or diagonal is larger than 500 mm.
  • a predetermined pattern image is formed in a predetermined exposure area.
  • the projection optical modules constituting the other exposure optical systems L2 to L13 (hereinafter referred to as projection optical modules PL2 to PL13) have the same configuration as the projection optical module PL1.
  • FIG. 7 is a plan view showing projection areas (corresponding to the exposure areas described above) 48a to 48m by the projection optical modules PL1 to PL13 on the plate P, respectively.
  • Each of the projection areas 48a to 48m is set in a predetermined shape (hexagon, rhombus, parallelogram, arc, etc.) corresponding to the field of view of the projection optical modules PL1 to PL13. It has a trapezoidal shape.
  • the projection areas 48a, 48c, 48e, 48g, 48i, 48k, 48m and the projection areas 48b, 48d, 48f, 48h, 48j, 481 are arranged at a predetermined interval in the X direction.
  • each of the projection areas 48a to 48m is arranged in parallel so that ends (boundary parts) of adjacent projection areas overlap in the Y direction. That is, the images formed adjacent to each other on the plate P by the exposure optical systems L1 to L13 are formed by overlapping a part of the images.
  • the plate stage PST on which the plate P is placed is on the base 34 supported by the vibration isolation tables 32a and 32b and the vibration isolation tables 32c and 32d (see FIG. 8 and FIG. 9). Is provided.
  • the anti-vibration tables 32a to 32d do not transmit vibration from the outside to the exposure apparatus, and usually three or more (four in this embodiment) are installed.
  • the plate stage PST is configured to be movable in the scanning direction (X direction) by the linear motor 36, and has a so-called air stage configuration that floats with respect to the guide 37 by an air gap. Also plate The stage PST has an unillustrated V and fine movement stage configured to be movable in a small amount in the non-scanning direction (Y direction).
  • the column 1 is provided with a laser interferometer, which will be described in detail later, and a reference mirror (not shown) is provided at a predetermined position of the housing that accommodates each of the exposure optical systems L1 to L13.
  • the plate stage PST is provided with X moving mirrors 40a and 40b and a Y moving mirror 42.
  • 8 and 9 are diagrams showing a schematic configuration of the scanning exposure apparatus according to this embodiment. As shown in FIGS. 8 and 9, the surface plate 9 that supports the exposure optical systems L1 to L13 is kinematically supported on the column 1 via the support portion 19. The support portions 19 are respectively provided at predetermined positions at three locations on the surface plate 9 (see FIG. 10).
  • the column 1 may be provided on the same installation surface (floor or base plate) as the vibration isolation tables 32a to 32d that support the base 34, but the exposure optical system L1 via the column 1 (and the surface plate 9).
  • ⁇ Body structure that suppresses transmission of vibration to L13 for example, column 1 is installed on base 34, or column 1 is installed on its installation surface via a vibration isolation table different from vibration isolation tables 32a to 32d. Is preferably provided.
  • L9, Lll, and L13 are arranged in the Y direction (direction intersecting the scanning direction) and are arranged on the rear side in the X direction (scanning direction) (hereinafter referred to as a first exposure unit group).
  • the first exposure unit group is housed in the housing U1 (see Fig. 11).
  • the exposure optical system L2, L4, L 6, L8 , LIO, L12 are arranged in the Y direction, are arranged on the front side in the X direction (hereinafter, referred to as a second exposure unit group.)
  • the exposure unit group is accommodated in the housing U2 (see FIG. 11).
  • the first exposure unit group and the second exposure unit group are arranged to face each other in the X direction, and each exposure optical system Ll, L3, L5, L7, L9, which constitutes the first exposure unit group, is arranged.
  • LIO and L12 are arranged in a staggered pattern.
  • each of the exposure optical systems L1 to L13 arranged in a staggered pattern is arranged by displacing adjacent optical systems (for example, exposure optical systems L1 and L2, L3 and L4, etc.) by a predetermined amount in the Y direction.
  • adjacent optical systems for example, exposure optical systems L1 and L2, L3 and L4, etc.
  • the exposure optical systems L1 to L13 projection optical modules PL1 to PL13
  • FIG. 10 is an enlarged view of the support portion 19.
  • a member 80 provided on the upper portion and having a spherical concave portion 80a and a spherical member 82 having a spherical surface 82A in contact with the spherical concave portion 80a are provided.
  • the member 80 is fixed to the upper part of the column 1.
  • a V-shaped concave portion 84 in which the spherical member 82 can be disposed is formed on the lower surface of the surface plate 9, and the inner surface of the V-shaped concave portion 84 of the surface plate 9 is in contact with the spherical surface 82 A of the spherical member 82.
  • the spherical member 82 is placed in the spherical recess 80a of the member 80, and the surface 82A of the spherical member 82 is slidable with respect to the inner surface of the spherical recess 80a. Further, the surface plate 9 is placed on the spherical member 82 via the V-shaped recess 84, and the inner surface of the V-shaped recess 84 and the surface 82A of the spherical member 82 are slidable. Since these surfaces are slidable, for example, when the column 1 is slightly deformed, the influence of the deformation of the column 1 on the surface plate 9 is suppressed by sliding these surfaces.
  • FIG. 11 is a top view of the exposure optical systems L1 to L13 and the surface plate 9 housed in the housing U1 and the housing U2.
  • the support portions 19 are respectively provided at three predetermined positions in the surface direction (XY direction) of the surface plate 9.
  • each of the support portions 19 is arranged so that the center portion of the triangle connecting the three support portions 19 and the center portion of the surface plate 9 are substantially the same. . Therefore, even if column 1 is deformed, the central portion does not move greatly.
  • These support portions 19 constitute a so-called kinematic support structure.
  • the housings Ul, U2 and the surface plate 9 that accommodate the exposure optical systems L1 to L13 do not move greatly, and the relative positions of the plurality of exposure optical systems L1 to L13 are mutually different. Can be kept small.
  • this scanning exposure apparatus includes an exposure optical system L12 and L13 side (one Y direction side) and a housing.
  • a sensor (measuring device) C for measuring the relative positional relationship between the first exposure unit group and the second exposure unit group is provided on the side surfaces of the body U1 and the housing U2.
  • the sensor C measures the amount of change in the relative position between the first exposure unit group and the second exposure unit group that cannot be suppressed by the support portion 19 or the like constituting the kinematic support structure. That is, the relative translation amount (relative displacement amount in the X direction) and the attitude difference (relative displacement amount in the Y direction) between the first exposure unit group and the second exposure unit group are measured.
  • the sensor C for example, a capacitance sensor, a displacement sensor, an interferometer or the like is used. As shown in FIG. 12, the sensor C includes the first exposure unit group and the second exposure unit. Measure the first distance XI relative to the unit group in the X direction (scanning direction). Further, as shown in FIG. 13, the relative second distance X2 between the first exposure unit group and the second exposure unit group in the X direction is measured. The distances XI and X2 measured by sensor C are output to the control device CONT1.
  • the sensor C has a relative first in the Y direction (direction intersecting the scanning direction) between the first exposure unit group and the second exposure unit group. Measure the distance Y1 of 1. Further, as shown in FIG. 14, the relative second distance Y2 in the Y direction between the first exposure unit group and the second exposure unit group is measured. The distances Y1 and Y2 measured by the sensor C are output to the control device CONT1.
  • this scanning exposure apparatus includes a laser interferometer system that measures the position of the plate stage PST.
  • the X stage edge of the plate stage PST is provided with X moving mirrors 40a and 40b extending in the Y axis direction, and the Y side edge of the plate stage PST is provided with Y moving mirror 42 extending in the X axis direction.
  • An X laser interferometer 38 is provided on the base 34 at a position facing the X moving mirrors 42a and 42b.
  • An X reference mirror (not shown) and a Y reference mirror (not shown) are attached to the housings of the exposure optical systems L1 to L13, respectively.
  • the X laser interferometer 38 irradiates each of the X movable mirrors 40a and 40b with a measurement beam and irradiates each corresponding X reference mirror with a reference beam. Reflected light from each of the X moving mirrors 40a and 40b and the X reference mirror based on the irradiated measurement beam and reference beam is received by the light receiving unit of the X laser interferometer 38.
  • the X laser interferometer 38 detects the interference light and outputs the detection result to the control device CONT1.
  • the control device CONT1 determines the amount of change in the optical path length of the measuring beam with reference to the optical path length of the reference beam, and thus the X movable mirror 40a, Measure the position (coordinates) of 40b.
  • the control device CONT1 obtains the position of the plate stage PST in the X-axis direction based on the measurement result.
  • the Y laser interferometer irradiates the Y moving mirror 42 with the measurement beam and irradiates each Y reference mirror with the reference beam. Reflected light from the Y moving mirror 42 and Y reference mirror based on the irradiated measurement beam and reference beam is received by the light receiving part of the Y laser interferometer.
  • the Y laser interferometer detects the interference light and sends the detection result to the control device CONT1. Output.
  • the control device CONT1 measures the amount of change in the optical path length of the measuring beam based on the optical path length of the reference beam, and thus the position (coordinates) of the Y moving mirror 42 based on the Y reference mirror.
  • the control device CONT1 obtains the position of the plate stage PST in the Y-axis direction based on the measurement result.
  • the control device CONT1 controls the attitude of the plate stage PST based on the attitude measurement result of the surface plate 9, and the exposure optical systems L1 to L13 supported by the surface plate 9 and the plate stage P ST (plate P ) To adjust the relative position.
  • this scanning exposure apparatus includes alignment marks provided on the plate P on the rear side (one X direction side) in the scanning direction of the exposure optical systems L1 to L13.
  • a plurality of alignment systems AL1 to AL6 for detecting the autofocus system AF1 to AF6 for detecting the position of the plate P in the Z direction are provided.
  • a reference member 44 having a plurality of measurement marks (hereinafter also referred to as AIS marks) arranged in the Y direction is provided at the end of the plate stage PST in the X direction.
  • An aerial image measurement sensor (AIS) (not shown) is provided below the reference member 44, and the aerial image measurement sensor is embedded in the plate stage PST.
  • the aerial image measurement sensor is used to determine the relationship between the position of each DMD and the position at which the image of the transfer pattern formed by each DMD is projected onto the plate P. That is, the plate stage PST is moved so that the fiducial mark formed by the DMD coincides with the AIS mark, and the fiducial mark image and the AIS mark are detected by the aerial image measurement sensor. Based on the detection result, the DMD And the position at which the image of the transfer pattern formed by the DMD is projected onto the plate P is obtained.
  • the reference mark formed by the DMD is stored in a pattern storage unit 74 (see FIG. 15) described later, and the position of the plate stage PST is determined by the X laser interferometer 38 and the Y laser interference. It is detected by the meter.
  • the aerial image measurement sensor is used to determine the relationship between the positions of the alignment systems AL1 to AL6 and the position of the plate stage PST (the position of the measurement center of each alignment system on the XY coordinate system). . That is, the plate stage PST is moved, and the AIS is positioned at the center of the measurement area of the alignment systems AL1 to AL6 (specifically, the index mark provided for each alignment system). The marks are matched, and the position of the plate stage PST at this time is detected by the X laser interferometer 38 and the Y laser interferometer. Based on this detection result, the relationship between the positions of alignment systems AL1 to AL6 and the plate stage PST position is determined.
  • the intensity of the optical beam via each of the exposure optical systems L1 to L13 is provided.
  • At least one intensity sensor (a beam intensity measurement system, not shown) for measuring the intensity of the light beam is provided.
  • the intensity sensor is configured to be movable on the XY plane, moves to a position where the light beam emitted from each exposure optical system L1 to L13 can be measured, and is emitted from each exposure optical system L1 to L13. Measure the intensity of the light beam.
  • the measurement result by the intensity sensor is output to the control device CONT1.
  • the intensity sensor may be provided on the plate stage PST, or may be configured to be movable independently of the plate stage PST.
  • FIG. 15 is a block diagram showing a system configuration of the scanning exposure apparatus according to this embodiment.
  • the scanning exposure apparatus includes a control device CONT1 that comprehensively controls operations related to exposure processing.
  • a DMD driving unit 60 Connected to the control device CONT1 is a DMD driving unit 60 for individually driving each micromirror 8a of the DMD8 of the exposure optical system L1.
  • the DMD driving unit 60 changes the angle of each microphone opening mirror 8a of the DMD 8 based on a control signal from the control device CONT1.
  • a control device CONT1 is connected to a DMD drive unit (not shown) that individually drives each micromirror of the DMD constituting the exposure optical systems L2 to L13.
  • the DMD drive unit is connected to the control device CONT1 from the control device CONT1.
  • the angle of each micromirror of DMD is changed based on the control signal.
  • a lens array driving unit 62 that drives the micro lens array 16 of the exposure optical system L1 is connected to the control device CONT1.
  • the lens array driving unit 62 moves the micro lens array 16 in the XY plane or in the Z direction based on a control signal from the control device CON T1, or tilts the micro lens array 16 with respect to the XY plane.
  • the control device CONT1 is connected to a lens array driving unit (not shown) for driving the microlens array constituting the exposure optical system L2 to L13.
  • the lens array driving unit is controlled by the control device CONT1. Move the microlens array in the XY plane or Z direction based on the signal, or with respect to the XY plane And tilt.
  • control device CONT1 drives a focus adjustment mechanism drive unit 64 that drives the focus adjustment mechanism 20 of the projection optical module PL 1, a shift adjustment mechanism drive unit 66 that drives the shift adjustment mechanism 22, and a right-angle prism 24.
  • the right-angle prism driving unit 68 for driving and the magnification adjusting mechanism driving unit 70 for driving the magnification adjusting mechanism 30 are connected.
  • Focus adjustment mechanism drive unit 64, shift adjustment mechanism drive unit 66, right angle prism drive unit 68, and magnification adjustment mechanism drive unit 70 are based on a control signal from control device CONT1, focus adjustment mechanism 20, shift adjustment mechanism 22, right angle The prism 24 and the magnification adjusting mechanism 30 are driven.
  • a focus adjustment mechanism drive unit for driving the focus adjustment mechanisms constituting the projection optical modules PL2 to PL13
  • a shift adjustment mechanism drive unit for driving the shift adjustment mechanism
  • a right angle A right angle prism driving unit for driving the prism
  • a magnification adjusting mechanism driving unit for driving the magnification adjusting mechanism
  • the focus adjustment mechanism drive unit, shift adjustment mechanism drive unit, right-angle prism drive unit, and magnification adjustment mechanism drive unit are based on the control signal from the control device CONT1, and the focus adjustment mechanism, shift adjustment mechanism, right-angle prism, and magnification adjustment. Drive the mechanism.
  • a plate stage driving unit 72 that moves the plate stage PST along the X direction that is the scanning direction and moves it slightly in the Y direction.
  • alignment systems AL1 to AL6, autofocus systems AF1 to AF6, aerial image measurement sensors, intensity sensors, X laser interferometer 38, and Y laser interferometer are connected to control device CONT1.
  • a pattern storage section 74 for storing a transfer pattern formed in the DMD 8 and a reference mark used for alignment and aerial image measurement.
  • the exposure data is stored in the control device CONT1, and the exposure data storage unit 76 is connected thereto.
  • the micromirror 8a of the DMD 8, each element lens 16a of the microlens array 16, and each opening 18a of the point image field stop 18 are arranged in the XY plane. Two-dimensionally arranged in a direction parallel to the X and Y directions! Speak.
  • a linear pattern parallel to the X direction is obtained. Can not be formed, but a linear pattern parallel to the Y direction cannot be formed.
  • the point image field stop 18 is set to be rotated by a predetermined angle ⁇ around the ⁇ ⁇ axis so that a linear pattern parallel to the ⁇ direction can be formed, and rotated as shown in FIG.
  • the light beam that has passed through each aperture 18a of the point image field stop 18 reaches the plate surface.
  • the microlens array 16 is also installed with a predetermined angle ⁇ rotation around the Z axis.
  • control device CONT1 outputs a control signal to the lens array driving unit 62, and rotationally drives the microlens array 16 about the shaft as an axis through the lens array driving unit 62.
  • the control device CONT1 drives the point image field stop 18 to rotate about the axis as a shaft through a drive unit (not shown).
  • the control device CONT 1 outputs a control signal to the DMD driving unit 60, and the DMD driving unit so as to correspond to each element lens 16 of the microlens array 16 and each opening 18a of the point image field stop 18. 60, adjust the angle of each micromirror 8a of DMD8.
  • the light beam that has passed through each opening 18a of the point image field stop 18 is rotated by a predetermined angle ⁇ around the Z axis and reaches the plate P.
  • a linear pattern parallel to the X direction and the vertical direction can be formed.
  • the light beam that has passed through each opening 18a of the point image field stop 18 has a predetermined angle around the axis. It may be rotated to reach the plate P.
  • the openings 18a of the point image field stop 18 arranged two-dimensionally in the direction parallel to the X direction and the Y direction.
  • An aperture of a point image field stop arranged two-dimensionally in a direction inclined 45 degrees with respect to the X direction and the Y direction may be provided. Even in this case, the light beam that has passed through each aperture of the point image field stop is rotated by a predetermined angle ⁇ around the Z axis so as to reach the plate P as shown in FIG.
  • control device CONT1 rotates the microphone aperture lens array and the point image field stop included in each of the other exposure optical systems L2 to L13 around the Z axis, and each micromirror of the DMD. Adjust one angle or rotate the right angle prism around the Z axis. By doing this, the light beam that has passed through each opening of the point image field stop 18 is rotated by a predetermined angle ⁇ around the Z axis, like the light beam that has passed through each opening 18a of the point image field stop 18, and the plate To reach P.
  • the shape of the projection region 48a formed by the exposure optical system L1 is deformed. Also good. That is, only the linear pattern parallel to the X direction can be formed before the projection region 48a is deformed, and the linear pattern parallel to the Y direction cannot be formed. After the projection region 48a is deformed, a linear pattern parallel to the X direction and the Y direction can be formed. Next, a deformation method of the projection area 48a will be described.
  • the shape of the projection region 48a formed by the exposure optical system L1 is a trapezoidal shape. However, in order to facilitate the explanation, it is assumed that the projection region 48a is a rectangular shape. I will explain.
  • FIG. 18 is a diagram showing a configuration of wedge prisms (correction optical systems) 90 and 92 for deforming the shape of the projection region 48a.
  • the wedge prisms 90 and 92 are arranged in the optical path between the point image field stop 18 and the projection optical module PL 1 or in the optical path between the projection optical module PL 1 and the plate P.
  • the entrance surface 90a and the exit surface 90b of the wedge prism 90 have flat surfaces, and the entrance surface 90a and the exit surface 90b have a predetermined wedge angle (hereinafter referred to as a first wedge angle). is doing.
  • the wedge prism 90 is arranged so that the direction of the intersection line between the plane of the entrance surface 90a and the plane of the exit surface 90b is the Y direction. Further, the wedge prism 90 is configured to be rotatable about the X axis and the Y axis.
  • the entrance surface 92a and the exit surface 92b of the wedge prism 92 have a flat surface, and the entrance surface 92a and the exit surface 92b have the same wedge angle as the first wedge angle (hereinafter referred to as the second wedge angle). is doing.
  • the wedge prism 92 is arranged so that the direction of the intersection line between the plane of the entrance surface 92a and the plane of the exit surface 92b is the Y direction, and the first wedge angle and the second wedge angle face in substantially opposite directions.
  • the wedge prism 90 is configured to be rotatable about the X axis and the Y axis.
  • the projection magnification in the X direction can be adjusted by rotating at least one of the wedge prisms 90 and 92 around the Y axis. Also, at least one of the wedge prisms 90 and 92 By rotating around the X axis, the projection position of the projection optical module PL 1 in the X direction and the Y direction can be shifted.
  • Fig. 19 shows the position of the wedge prisms 90 and 92 when the wedge prism 90 is rotated from the Y direction when the wedge prism 90 is slightly rotated counterclockwise about the X axis direction. It is a figure which shows the position of the wedge prisms 90 and 92 when it sees from the Y direction side. As shown in FIG. 19, the light beam that passes the most Y direction side is shifted by tl in the X direction, and the light beam that passes the most + Y direction side is shifted by t2 in the X direction as shown in FIG.
  • Fig. 21 shows the position of the wedge prisms 90 and 92 when the wedge prism 90 is rotated slightly in the counterclockwise direction about the X-axis direction, and the X-side force is seen.
  • Fig. 22 shows the position of the wedge prisms 90 and 92. It is a figure which shows the position of the wedge prisms 90 and 92 at the time of seeing from the + X direction side. As shown in FIG. 21, the exposure light that passes the most in the ⁇ X direction is si-shifted in the Y direction, and the exposure light that passes the most in the + X direction is shifted by s2 in the Y direction, as shown in FIG. .
  • the shape of the projection region 48a formed on the plate P by the exposure optical system L1 is rectangular (rectangular) as shown by the broken line in FIG.
  • the projection area 48a formed on the plate P by the exposure optical system L1 when the wedge prism 90 is rotated by a small amount counterclockwise about the X-axis direction is a parallelogram as shown by the solid line in FIG. It becomes a shape.
  • the shape of the projection region 48a can be deformed, and before the projection region 48a is deformed, only a linear pattern parallel to the X direction can be formed, and a linear pattern parallel to the Y direction can be formed.
  • a linear pattern parallel to the X direction and the Y direction can be formed after the projection region 48a is deformed.
  • the other projection regions 48b to 48m can be deformed by providing wedge prisms having the same configuration as the wedge prisms 90 and 92 in each of the exposure optical systems L2 to L13. Can do.
  • the wedge prisms 90 and 92 are used to rotate the X-axis direction or the Y-axis direction as an axis, thereby finely adjusting the position of the light beam reaching the opening 18a of the point image field stop 18. Can be done. At this time, the wedge prisms 90 and 92 are arranged in the optical path between the DMD 8 and the relay lens group 12 a or in the optical path between the relay lens group 12 c and the microlens array 16.
  • the control device CONT1 Based on the distances XI and X2 measured by the sensor C, the control device CONT1 detects the relative displacement amount in the X direction between the first exposure unit group and the second exposure unit group. That is, the relative translation amount (relative shift amount in the X direction) between the first exposure unit group and the second exposure unit group is detected.
  • the control device CONT1 detects the relative displacement between the first exposure unit group and the second exposure unit group based on the distances Yl and Y2 measured by the sensor C. That is, a relative attitude difference (relative shift amount in the Y direction) between the first exposure unit group and the second exposure unit group is detected.
  • the focus adjustment mechanism, the shift adjustment mechanism, the right-angle prism as the rotation adjustment mechanism, and the magnification adjustment mechanism that respectively constitute the projection optical modules PL1 to PL13 described above are , And functions as a correction device that corrects at least one of the projection position of the first exposure unit group and the projection position of the second exposure unit group. Also, by changing the exposure data of the DMD that constitutes each of the exposure optical systems L1 to L13, at least one of the positions (projection positions) of the images formed by the first exposure unit group and the second exposure unit group Can be corrected. That is, the correction device corrects at least one of rotation, shift, magnification, and focus position of the image formed by the exposure optical systems L1 to L13 based on a control signal from the control device CONT1.
  • control device CONT1 detects the relative displacement amount between the first exposure unit group and the second exposure unit group detected based on the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C. (Mutual variation), the adjustment amount (correction amount) of the exposure data of DMD that constitutes each exposure optical system L1 to L13, or the focus adjustment mechanism, shift adjustment mechanism that constitutes each projection optical module PL1 to PL13, Calculate the adjustment amount (drive amount) of the rotation adjustment mechanism and magnification adjustment mechanism.
  • the control device CONT1 configures the control signal including the information of the calculated adjustment amount (correction amount or drive amount), the DMD drive unit that constitutes each exposure optical system L1 to L13, and each projection optical module PL1 to PL13. Output to the focus adjustment mechanism drive unit, shift adjustment mechanism drive unit, right angle prism drive unit, and magnification adjustment mechanism drive unit.
  • the drive unit is configured to configure the DMD microphone aperture mirrors and projection optical modules PL that constitute the exposure optical systems L1 to L13.
  • the focus adjustment mechanism, shift adjustment mechanism, right-angle prism (rotation adjustment mechanism), and magnification adjustment mechanism that make up 1 to PL13.
  • control device CONT1 includes a DMD that constitutes each of the exposure optical systems L1 to L13, a focus adjustment mechanism that constitutes each of the projection optical modules PL1 to PL13, a shift adjustment mechanism, a rotation adjustment mechanism, and a magnification adjustment mechanism.
  • the adjustment amount (drive amount) of at least one of them is calculated, and the deviation of the projection positions 48a to 48m of the first exposure unit group or the second exposure unit group is corrected.
  • the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C are the relative displacement amounts of the first exposure unit group and the second exposure unit group, so the first exposure unit group
  • the amount of projection position deviation and the amount of projection position deviation of the second exposure unit group cannot be detected individually. Therefore, the control device CONT1, for example, projects the first exposure unit group based on the position of the plate stage PST measured by the laser interferometer system and the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C.
  • the positional deviation amount and the deviation amount of the projection position of the second exposure unit group may be calculated individually.
  • control device CONT1 detects the projection position of the second exposure unit group based on the position of the plate stage PST measured by the laser interferometer system. Next, based on the detected projection position of the second exposure unit group and the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C, the projection position of the first exposure unit group is detected. .
  • control device CONT1 can detect the entire variation of the exposure optical systems L1 to L13 based on the position of the plate stage PST measured by the laser interferometer system. Further, the control device CONT1 can detect the mutual fluctuation of the exposure optical systems L1 to L13 based on the four distances XI, X2, Y1, and Y2 measured by the sensor C.
  • the control device CONT1 Based on the detected projection position of the first exposure unit group, the control device CONT1 reduces the number of exposure optical systems LI, L3, L5, L7, L9, Ll l, and L13 constituting the first exposure unit group. At least one adjustment amount (drive amount) of the DMD, the focus adjustment mechanism, the shift adjustment mechanism, the rotation adjustment mechanism, and the magnification adjustment mechanism is calculated. In addition, based on the detected projection position of the second exposure unit group, DMD and focus adjustment in at least one of the exposure optical systems L 2, L4, L6, L8, LIO, and L12 constituting the second exposure unit group Calculate at least one adjustment amount (drive amount) of the mechanism, shift adjustment mechanism, rotation adjustment mechanism, and magnification adjustment mechanism.
  • each projection optical module PL1 to PL13 Correction is performed by driving the focus adjustment mechanism, shift adjustment mechanism, rotation adjustment mechanism, and magnification adjustment mechanism.
  • the control device CONT1 projects the first exposure unit group (or the second exposure unit group).
  • the projection position of the second exposure unit group (or first exposure unit group) can also be corrected using the position as a reference (fixed). In this case, the deviation amount of the projection position of the first exposure unit group and the deviation amount of the projection position of the second exposure unit group are not calculated individually, but the projection position of the first exposure unit group and the first exposure unit group are not calculated. (2) Since the relative deviation from the projection position of the exposure unit group can be corrected, the joint between the projection position of the first exposure unit group and the projection position of the second exposure unit group must be accurately matched. Can do.
  • control device CONT1 includes a relative displacement amount between the first exposure unit group and the second exposure unit group detected based on the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C. Based on the adjustment amount for correcting the projection position of the first exposure unit group and the projection amount of the second exposure unit group having the same amount as the adjustment amount for correcting the projection position of the first exposure unit group. An adjustment amount for correcting the position may be calculated. That is, one half (half) of the adjustment amount calculated based on the relative displacement between the first exposure unit group and the second exposure unit group is used as the first exposure unit group and the second exposure unit group. Adjustment amount.
  • the shift amount of the projection position of the first exposure unit group and the shift amount of the projection position of the second exposure unit group are not calculated separately, but the projection position of the first exposure unit group and the first exposure unit group are not calculated.
  • the sensor measures four relative distances between the first exposure unit group and the second exposure unit group, and based on the measurement results, the relative distance between the first exposure unit group and the second exposure unit group is measured.
  • Displacement that is, a change in relative position between the first exposure unit group and the second exposure unit group, which cannot be suppressed by the support portion constituting the kinematic support structure, can be detected.
  • the pattern generated by the variable molding mask based on the detection result Since the projection position on the plate can be corrected by the correction device described above, the deviation between the projection position of the first exposure unit group and the projection position of the second exposure unit group can be corrected.
  • the shift of the projection position can be corrected.
  • the joint between the first exposure unit group and the second exposure unit group can be accurately matched, and exposure can be performed with high accuracy.
  • the sensor C is arranged on the projection optical modules PL 12 and PL 13 side (one Y direction side).
  • the force is arranged on the projection optical modules PL1 and PL2 side (+ Y direction side). May be.
  • the sensor C is disposed on the lower side ( ⁇ Z direction side) of the surface plate 9, it may be disposed on the upper side (+ Z direction side) of the surface plate 9.
  • the force constituting the sensor C to measure the two distances XI, X2 in the X direction and the two distances Yl, Y2 in the Y direction X direction and Y direction It can be configured to measure more than one distance on either side! /.
  • the projection position of the first exposure unit group is corrected by the correction device (at least one of the DMD, the focus adjustment mechanism, the shift adjustment mechanism, the rotation adjustment mechanism, and the magnification adjustment mechanism).
  • the projection position of the second exposure unit group are corrected.
  • the correction device at least one of the DMD, the focus adjustment mechanism, the shift adjustment mechanism, the rotation adjustment mechanism, and the magnification adjustment mechanism.
  • the projection position of the second exposure unit group are corrected.
  • the projection position of the first exposure unit group is corrected.
  • the deviation from the projection position of the second exposure unit group may be corrected. That is, by adjusting the position of the plate stage PST, it is possible to correct the deviation of the projection position between the first exposure unit group and the second exposure unit group.
  • the projection position deviation between the first exposure unit group and the second exposure unit group is corrected based on the measurement result of the sensor C
  • the first exposure unit group is provided without providing the sensor C. It is also possible to correct the deviation of the projection position between the second exposure unit group and the second exposure unit group. For example, if the deformation of the surface plate 9 based on a predetermined temperature (such as the temperature in the exposure apparatus) or the elapsed time can be reproduced in advance, the first exposure unit group and the second exposure unit based on the deformation of the surface plate 9 The adjustment amount of the deviation of the projection position from the queue group is stored in the exposure data storage unit 76.
  • the control device CONT1 determines whether the first exposure unit group is connected to the first exposure unit group based on the adjustment amount stored in the exposure data storage unit 76. Adjusts the deviation of the projection position from the second exposure unit group.
  • the relative misalignment of the projected image by the first and second exposure unit groups may be corrected by the correction device described above.
  • the DMD as the correction device is a rough correction device
  • the focus adjustment mechanism, shift adjustment mechanism, rotation adjustment mechanism, and magnification adjustment mechanism as the correction device are fine correction devices. May be performed.
  • the focus adjustment mechanism, shift adjustment mechanism, rotation adjustment mechanism, and magnification adjustment mechanism as correction devices are rough correction devices
  • the DMD as a correction device is a fine correction device. May be.
  • the correction of the deviation between the projection position of the first exposure unit group and the projection position of the second exposure unit group by the DMD, the focus adjustment mechanism, the shift adjustment mechanism, the rotation adjustment mechanism, and the magnification adjustment mechanism as a correction device It should be performed during exposure optical system calibration, exposure, or always.
  • the intensity (exposure light amount) of the light beam that passes through each of the exposure optical systems L1 to L13 is measured. Based on the result, the intensity (exposure amount) of the light beam reaching the joint can be adjusted. That is, for example, a light beam that reaches a joint between a projection region 48a formed by the exposure optical system L1 and a projection region 48b formed by the exposure optical system L2, and is a light beam that has passed through the exposure optical system L1. And the intensity of each light beam that has passed through the exposure optical system L2. Measure with a sensor.
  • control device CONT1 moves the intensity sensor to a position where it can measure the intensity of the light beam that passes through the exposure optical system L1 and reaches the joint between the projection region 48a and the projection region 48b.
  • the intensity sensor outputs the measurement result to the control device CONT1.
  • control device CONT1 moves the intensity sensor to a position where the intensity of the light beam that passes through the exposure optical system L2 and reaches the joint between the projection area 48a and the projection area 48b can be measured.
  • the intensity sensor outputs the measurement result to the control device CONT1.
  • the control device CONT 1 compares the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L1 measured by the intensity sensor with the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L2. If the difference between the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L1 and the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L2 is large, the line width with respect to the exposure amount at the joint between the projection area 48a and the projection area 48b Accuracy is reduced. Therefore, the control device CONT1 adjusts the voltage of the light source (not shown) so that the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L1 and the intensity of the light beam transmitted through the exposure optical system L2 are substantially the same. .
  • the control device CONT1 measures the intensity of the light beam reaching the other joint using an intensity sensor, and adjusts the intensity of the light beam based on the measurement result.
  • the adjustment of the intensity (exposure amount) of the light beam is preferably performed when the position of the pattern image is corrected by at least one of the plurality of exposure optical systems L1 to L13.
  • the V is configured to be movable in the XY plane and includes one intensity sensor, but may include a plurality of intensity sensors.
  • the intensity sensor according to this embodiment is a force that measures the intensity of a single beam spot of the light beam.
  • the intensity of the light beam divided into predetermined units for example, one or more projection areas). It is also possible to measure the intensity of the light beam reaching the inside and the intensity of the light beam reaching the area obtained by dividing one projection area.
  • the plate stage on which the plate is placed is moved to support the running error of the plate stage and the exposure optical system.
  • the position error occurs in the pattern on the plate due to the relative position error between the first exposure unit and the second exposure unit.
  • the pattern arrangement error due to the plate stage running error or the like is measured.
  • a correction table that directly corrects the position of each projected image is created, and by having a correction table at each position of the plate, correction of the image position may be performed sequentially. Good. Further, a correction value for each scanning direction may be provided.
  • a force indicating that the exposure of the plate is completed in one scan may be a step-and-scan method in which the plate stage is stepped between a plurality of scan exposures.
  • the exposure optical system has been shown to scan the plate stage, it goes without saying that the exposure optical system may be scanned with respect to the plate. Even in that case, the deformation of the device due to the movement of the exposure optical system can be considered, and the position correction value of the image at each exposure position of the plate may be set.
  • the transfer pattern formed by the DMD can be changed in synchronization with the scanning of the plate stage, so that a desired pattern can be easily generated. it can.
  • the exposure optical system can correct the position of the image of the transfer pattern, so that the image of the transfer pattern formed by the DMD can be accurately projected and exposed. Can do.
  • the intensity of the light beam transmitted through each of the exposure optical systems L1 to L13 is measured by the intensity sensor, and the exposure optical system L1 is based on the measurement result. Since the intensity of the light beam transmitted through at least one of L13 is adjusted, the difference in the intensity of the light beams of the adjacent exposure optical systems can be corrected. Therefore, even when a difference occurs in the intensity of the light beam transmitted through the adjacent exposure optical system, the difference in the intensity of the light beam can be corrected. Therefore, the predetermined pattern formed on the plate P by the DMD 8 can be accurately exposed.
  • the scanning exposure apparatus is provided with a projection optical module having the configuration shown in FIG. 27 or FIG. 28, which has the projection optical module shown in FIG. May be.
  • the projection optical module shown in FIG. 27 includes a prism 24a, a lens group 26a, and a mirror 28a.
  • the projection optical module shown in FIG. 28 includes a beam splitter 24b, a 1Z4 wavelength plate 25, a lens group 26b, and a mirror 28b.
  • a pattern image is formed on the plate P by the light beam via the point image field stop 18 and the projection optical modules PL 1 to PL 13 shown in FIG.
  • a pattern image may be formed on the plate P by the light beam that has passed through the microlens array 16. That is, the point image field stop and the projection optical module may be omitted.
  • the apparatus main body can be made compact and low cost.
  • the prism 5a as shown in FIGS.
  • the beam cross-sectional shape is shaped into the same rectangular shape as that of the DMD8 (micromirror), and is incident on the DMD8. It may be.
  • the light beam can be used more efficiently than in the case where a square-shaped light beam is incident on the rectangular DMD 8 shown in FIG.
  • the exposure optical system in which all the optical members (components) are held by the body is installed on the surface plate 9, but a part of the exposure optical system (for example, at least the projection)
  • the optical module (including the optical module) may be installed on the surface plate 9 and the rest may be installed on a platform (column, frame, etc.) different from the surface plate 9.
  • the force for forming an arbitrary pattern on the plate P by the DMD 8 and the point image field stop 18 may be formed only by the DMD without providing the point image field stop.
  • a DMD in which the angle of the micromirror is controlled based on the electronic data (exposure data) of the pattern to be formed on the substrate is used as the variable forming mask (electronic mask).
  • a non-light emitting image display element also called a Spatial Light Modulator
  • the exposure optical system in the above embodiment is not limited to the configuration shown in FIG.
  • a self-luminous image display element may be used instead of the DMD. In this case, it is only necessary to arrange the self-luminous image display element substantially conjugate with the substrate (plate) with respect to the projection optical module.
  • the exposure optical system has only a self-luminous image display element and a projection optical module.
  • the self-luminous image display element for example, a solid light source chip having a plurality of light emission points, a solid light source chip array in which a plurality of chips are arranged in an array, or a plurality of light emission points are formed on one substrate.
  • solid state light source arrays for example, LED (Light Emitting Diode) display, O LED (Organic Light Emitting Diode) display, LD (Laser Diode) display, etc.
  • Optical units all (2, 4, 6, 8, 10, 16, 18, PL1 to PL13, etc.) or part of the exposure optical systems L1 to L13 (for example, the projection optical modules PL 1 to PL 13)) Since the position of at least one of the plurality of images formed by the plurality of optical units can be corrected so as to compensate for the fluctuation, the position shift of the image formed by the adjacent optical unit is corrected. be able to.
  • the joint portions of adjacent optical units can be accurately aligned, and a photosensitive substrate (for example, , A predetermined pattern formed by a variable molding mask on an object such as a glass substrate or a wafer can be accurately transferred by exposure.
  • the beam intensity of the first exposure unit and the second exposure unit is measured by the beam intensity measurement system, and based on the measurement result! /
  • the difference between the beam intensity of the first exposure unit and the beam intensity of the second exposure unit can be corrected. Therefore, even when a difference occurs in the beam intensity between the first exposure unit and the second exposure unit, the difference in the beam intensity can be corrected, so that the joint between the first exposure unit and the second exposure unit can be corrected. Exposure can be performed satisfactorily, and a predetermined pattern formed on the photosensitive substrate by the variable shape mask can be exposed and transferred with high accuracy.
  • FIG. 31 is a schematic block diagram of an exposure apparatus according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 32 is a schematic perspective view.
  • the exposure apparatus EX includes a mask stage MST that supports a mask M on which a pattern is formed, and a substrate stage (plate stage) that supports a photosensitive substrate (plate) P having an outer diameter larger than 500 mm.
  • An illumination optical system IL that illuminates the PST and the mask M supported by the mask stage MST with the exposure light EL, and a photosensitive substrate on which the pattern image of the mask M illuminated by the exposure light EL is supported by the substrate stage PST.
  • a projection optical system PL that projects onto P, a column 100 that supports the projection optical system PL via a surface plate 101, and a control device CONT2 that performs overall control of operations related to exposure processing are provided.
  • the column 100 has an upper plate portion 100A and leg portions 100B extending downward from each of the four corners of the upper plate portion 100A, and is installed on a base plate 110 placed horizontally on the floor surface. Yes.
  • the projection optical system PL has a plurality (seven in this example) of projection optical modules PLa to PLg, and the illumination optical system IL also corresponds to the number and arrangement of the projection optical modules. It has (7) illumination optical modules.
  • Photosensitive substrate P is obtained by applying a photosensitive agent (photoresist) to a substrate used for flat panel displays such as glass substrates.
  • the exposure apparatus EX is a scanning exposure apparatus that performs scanning exposure by synchronously moving the mask M and the photosensitive substrate P with respect to the projection optical system PL, and is a so-called multilens scan.
  • a mold exposure apparatus is configured.
  • the synchronous movement direction of the mask M and the photosensitive substrate P is the X-axis direction (scanning direction)
  • the direction orthogonal to the X-axis direction in the horizontal plane is the Y-axis direction (non-scanning direction)
  • the direction perpendicular to the axial direction is taken as the Z-axis direction.
  • the directions around the X, Y, and Z axes are the 0X, 0Y, and 0mm directions.
  • the illumination optical system IL includes a plurality of light sources, a light guide having a plurality of light source forces, a plurality of light emitting portions, and a light guide having a plurality of light emitting portions that are emitted after being uniformly distributed and then emitted.
  • An optical integrator that converts a light beam from each exit of the guide into a light beam (exposure light) having a uniform illuminance distribution, and a blind part having an opening for shaping the exposure light from the optical integrator into a slit shape
  • a condenser lens that forms an image of the exposure light that has passed through the blind portion on the mask ⁇ .
  • the mask mask is illuminated with a plurality of slit-shaped illumination areas.
  • a mercury lamp is used as a light source in the present embodiment.
  • As exposure light g-line (436 nm), h-line (405 nm), i-line (365 ⁇ m ) Etc. are used.
  • Mask stage MST is provided on upper plate portion 100 A of column 100.
  • the mask stage MST is provided in the mask holder 120 that holds the mask M, a pair of linear motors 121 that can move the mask holder 120 in the X-axis direction with a predetermined stroke on the upper plate portion 100A, and the upper plate portion 100A. And a pair of guide portions 122 for guiding the mask holder 120 moving in the X-axis direction.
  • the Y-side linear motor 121 and the guide part 122 are shown.
  • Mask holder 120 is vacuum Hold the mask M through the hook.
  • An opening 120A through which the exposure light from the mask M passes is formed at the center of the mask holder 120.
  • Each of the pair of linear motors 121 is supported by a support member 123 on the upper plate portion 100A and is provided so as to extend in the X-axis direction, and is provided corresponding to the stator 121A. And a mover 121 B fixed to both sides of the mask holder 120 in the Y-axis direction.
  • the linear motor 121 may be a so-called moving magnet type linear motor in which the stator 121A is constituted by a coil unit (armature unit) and the mover 121B is constituted by a magnet unit, or the stator 121A is constituted by a magnet unit.
  • a so-called moving coil type linear motor in which the mover 121B is configured by a coil unit may be used.
  • the mask holder 120 is moved in the X-axis direction by driving the mover 121B by electromagnetic interaction with the stator 121A.
  • Each of the pair of guide portions 122 guides the mask holder 120 moving in the X-axis direction, is provided so as to extend in the X-axis direction, and is fixed to the upper plate portion 100A of the column 100.
  • the A pair of guided members 124 having a recess that engages with the guide portion 122 are fixed to the lower portion of the mask holder 120.
  • An air bearing (not shown), which is a non-contact bearing, is provided between the guided member 124 and the guide part 122, and the mask holder 120 is supported in a non-contact manner with respect to the guide part 122, and in the X-axis direction. Moving.
  • the mask stage MST also has a moving mechanism for moving the mask holder 120 holding the mask M in the Y-axis direction and the ⁇ Z direction.
  • the attitude of the mask holder 120 (mask stage MST) can be adjusted by the linear motor and the moving mechanism.
  • the linear motor and the moving mechanism capable of adjusting the attitude of the mask holder 120 (mask stage MST) are collectively referred to as “mask stage driving device MSTD” as appropriate.
  • the column 100 is provided with a laser interferometer, which will be described in detail later, a reference mirror is provided on the surface plate 101, and a movable mirror is provided on the mask holder 120. As shown in FIG. 31, the optical path of the laser beam irradiated from the laser interferometer 174 to the reference mirror 177 is secured as indicated by reference numeral 125.
  • the substrate stage PST is provided on the base plate 110.
  • the substrate stage PST is provided on the substrate holder 130 that holds the photosensitive substrate P, the guide stage 135 that guides the substrate holder 130 in the Y-axis direction and supports it movably, and the guide stage 135.
  • the linear motor 36 that moves the holder 130 in the Y-axis direction and the base plate 110!
  • the pair of linear motors 131 that can move the substrate holder 130 with the guide stage 135 in the X-axis direction with a predetermined stroke and the base plate 110 And a pair of guide portions 132 for guiding the guide stage 135 (and the substrate holder 130) moving in the X-axis direction.
  • the substrate holder 130 holds the photosensitive substrate ⁇ via a vacuum chuck.
  • Each of the pair of linear motors 131 is supported by a support member 133 on the base plate 110 and is provided so as to extend in the X-axis direction.
  • the stator 131A is provided corresponding to the stator 131A, and is a guide stage.
  • a mover 131B fixed to both ends in the longitudinal direction of 135.
  • the linear motor 131 may be a so-called moving magnet type linear motor in which the stator 131A is constituted by a coil unit (armature unit) and the mover 131B is constituted by a magnet unit, or the stator 131A is constituted by a magnet unit.
  • a so-called moving coil linear motor in which the movable element 131B is formed of a coil unit may be used.
  • the mover 131 ⁇ is driven by electromagnetic interaction with the stator 131A, so that the substrate holder 130 moves in the X-axis direction together with the guide stage 135.
  • Each of the pair of guide portions 132 guides the guide stage 135 and the substrate holder 130 that move in the X-axis direction, is provided so as to extend in the X-axis direction, and is fixed to the base plate 110.
  • a guided member 134 having a recess that engages with the guide portion 132 is fixed to the lower portion of the guide stage 135.
  • An air bearing (not shown) that is a non-contact bearing is provided between the guided member 134 and the guide part 132, and the guide stage 135 moves in the X-axis direction while being supported in a non-contact manner with respect to the guide part 132.
  • the linear motor 136 also has a stator 136 A provided on the guide stage 135 and a mover 136 B provided on the substrate holder 130, and the substrate holder 130 is driven by the linear motor 136.
  • the guide stage 135 can also rotate in the ⁇ ⁇ direction. Therefore, the pair of linear motors 131 allows the substrate holder 130 to move in the X axis direction and the ⁇ direction almost integrally with the guide stage 135. Further, the substrate stage PST also has a moving mechanism for moving the substrate holder 130 in the axial direction, ⁇ X and ⁇ directions. Then, the substrate holder 130 (substrate stage) is formed by the linear motor and the moving mechanism. PST) posture can be adjusted.
  • the linear motor and the moving mechanism capable of adjusting the attitude of the substrate holder 130 (substrate stage PST) are collectively referred to as “substrate stage driving device PSTD” as appropriate.
  • the column 100 is provided with a laser interferometer, which will be described in detail later, a reference mirror is provided at a predetermined position of the lens barrel of the projection optical modules PLa to PLg, and a movable mirror is provided on the substrate holder 130.
  • the projection optical system PL has a plurality (seven) of projection optical modules PLa to PLg, and the plurality of projection optical modules PLa to PLg are supported by a single surface plate 101. As shown in FIG. 31, the surface plate 101 that supports the projection optical modules PLa to PLg is supported by the upper plate portion 100A of the column 100 via the support portion 102.
  • an opening 100C is provided at the center of the upper plate portion 100A, and the surface plate 101 is supported on the peripheral edge of the opening 100C in the upper plate portion 100A.
  • the lower portions of the projection optical modules PLa to PLg are disposed in the opening 100C.
  • a force upper plate portion 100A in which a step portion is formed at the peripheral portion of the opening 100C and the support portion 102 is provided on the step portion may be a flat surface.
  • FIG. 33 is a schematic perspective view showing the surface plate 101 supporting the projection optical modules PLa to PLg
  • FIG. 34 is a plan view.
  • the projection optical system PL is composed of a plurality of projection optical modules PLa to PLg, and these projection optical modules PLa to PLg are supported by the surface plate 101.
  • the surface plate 101 is kinematically supported by the upper plate portion 100A of the column (support structure) 100 via the support portion 102.
  • the support portions 102 are provided at three predetermined positions on the surface plate 101, respectively.
  • the projection optical modules PLa, PLc, PLe, and PLg are arranged in the Y direction (direction intersecting the scanning direction), and in front of the X direction (scanning direction).
  • the projection optics modules PLb, PL d, and PLf are arranged in the Y direction and arranged on the rear side in the X direction (hereinafter referred to as the “first projection optical unit”). This is called the second projection optical unit.)
  • the first projection optical unit and the second projection optical unit are arranged at a predetermined distance in the X direction, and each projection optical module constituting the first projection optical unit.
  • PLa, PLc, PLe, and PLg and the projection optical modules PLb, PLd, and PLf constituting the second projection optical unit are arranged in a staggered manner.
  • Each of the projection optical modules PLa to PLg is arranged by shifting the adjacent projection optical modules (for example, the projection optical modules PLa and PLb, PLb and PLc) by a predetermined amount in the Y direction. .
  • the surface plate 101 is made of, for example, metal matrix composites (MMC).
  • MMC metal matrix composites
  • the metal matrix composite material is a composite material in which a metal is used as a matrix material and a ceramic reinforcing material is combined therein, and here, a material containing aluminum as a metal is used.
  • An opening 101A is formed at the center of the surface plate 101, and the optical path of the exposure light EL for each of the projection optical modules PLa to PLg is secured by the opening 101A.
  • the surface plate 101 is formed in a hexagonal shape (home base shape) that is symmetric in plan view.
  • the first projection optical unit is supported by a wide portion of the surface plate 101, and the second projection optical unit is The platen 101 is supported by a narrow part.
  • the shape of the surface plate 101 is set according to the number of projection optical modules arranged in a row, and the material used is the minimum in a range where sufficient strength can be obtained to support the projection optical modules PLa to PLg. Limited to the limit.
  • Each of the projection optical modules PLa to PLg includes a lens barrel PK and a plurality of optical elements (lenses) disposed inside the lens barrel PK.
  • Each of the projection optical modules PLa to PLg is independently connected to the surface plate 101 and is separable. As a result, the projection optical module can be increased or decreased in module units. In this case, the projection optical module can be easily attached to and detached from the surface plate 101.
  • each of the projection optical modules PLa to PLg can be connected to and separated from the surface plate 101 independently of each other, so that the predetermined reference position of the surface plate 101 (for example, the center position of the opening 101A) can be obtained.
  • Each of the projection optical modules PLa to PLg can be arbitrarily set to a relative position.
  • FIG. 35 a is an enlarged view of the support portion 102.
  • the support portion 102 is provided on the upper plate portion 100A of the column 100, and includes a V-groove member 104 having a V-shaped inner surface 103, and a spherical surface 105A in contact with the V-shaped inner surface 103 of the V-groove member 104. And a spherical member 105 having the same.
  • the V-groove member 104 is fixed to the upper plate portion 100A of the column 100.
  • the surface plate 1 A spherical recess 106 in which the spherical member 105 can be placed is formed on the lower surface of 01, and the inner surface 106A of the spherical recess 106 of the surface plate 101 and the spherical surface 105A of the spherical member 105 are in contact with each other.
  • the spherical member 105 is placed on the V-shaped inner surface 103 of the V-groove member 104, and the surface 105A of the spherical member 105 is in the V-shaped ridge line direction with respect to the V-shaped inner surface 103 (see arrow y in FIG. 34). Is slidable.
  • the surface plate 101 is placed on the spherical member 105 through the spherical concave portion 106, and the inner surface 106A of the spherical concave portion 106 and the surface 105A of the spherical member 105 are slidable. . Since these surfaces are slidable, for example, when the column 100 is slightly deformed, these surfaces are slid so that the influence of the deformation of the column 100 on the surface plate 101 is suppressed.
  • Each of the V-shaped inner surface 103 of the V-groove member 104 and the surface 105A of the spherical member 105 is provided with a low-friction material film as a low-friction portion by coating.
  • a low friction material film is diamond-like carbon.
  • a low friction material film is also provided on the inner surface 106A of the spherical concave portion 106, whereby the frictional force between the inner surface 106A of the spherical concave portion 106 and the surface 105A of the spherical member 105 is also reduced. Then, the static friction coefficient is suppressed by processing these surfaces with low friction, for example, the stress generated when the columns 100 are slightly deformed and the surfaces slide is suppressed, and the surface plate of the column 100 is deformed. The influence on 101 can be suppressed satisfactorily.
  • either the V-shaped inner surface 103 or the surface 105A of the spherical member 105 has a structure in which a low friction material film is provided on each of the V-shaped inner surface 103 and the surface 105A of the spherical member 105.
  • a configuration in which a low friction material film is provided on one side may be used.
  • the low friction material film is provided on each of the inner surface 106A of the spherical recess 106 and the surface 105A of the spherical member 105, either the inner surface 106A of the spherical recess 106 or the surface 105A of the spherical member 105 is provided.
  • a low friction material film may be provided.
  • a member having a spherical recess 106 is provided in the column 100, a V-shaped inner surface 103 is provided on the lower surface of the surface plate 101, and a spherical member 105 is disposed therebetween. It doesn't matter.
  • the support portion 102 has three predetermined positions in the surface direction (XY direction) of the surface plate 101. Respectively. Each of the V-groove members 104 is extended so that each of the extended lines of the V-shaped ridge line L of the V-groove member 104 intersects at a substantially central portion O in the XY direction of the plurality of projection optical modules PLa to PLg arranged side by side. Has been placed. Thus, even if the column 100 is deformed, the central portion O does not move greatly.
  • These support portions 102 constitute a so-called kinematic support structure. As a result, even if the column 100 is deformed, the projection optical system PL and the surface plate 101 do not move greatly, and the change in the relative positions of the plurality of projection optical modules PLa to PLg can be kept small.
  • the projection optical system PL has a projection optical module PLa and PLb side (one Y direction side) and a lower side of the surface plate 101 (one Z direction side).
  • a sensor (displacement measuring device, measuring device) C for measuring the relative displacement between the first projection optical unit and the second projection optical unit is provided.
  • the sensor C measures the amount of change in the relative position between the first projection optical unit and the second projection optical unit that cannot be suppressed by the support portion 102 or the like constituting the kinematic support structure.
  • the sensor C for example, a capacitance sensor, a displacement sensor, an interferometer, or the like is used. As shown in FIG.
  • the sensor C measures a relative first distance XI in the X direction (scanning direction) between the first projection optical unit and the second projection optical unit. Further, as shown in FIG. 37b, a relative second distance X2 between the first projection optical unit and the second projection optical unit in the X direction is measured. The distances XI and X2 measured by sensor C are output to the control device CONT2.
  • the control device CONT2 detects the relative displacement amount in the X direction between the first projection optical unit and the second projection optical unit based on the distances XI and X2 measured by the sensor C. That is, a relative translation amount (relative shift amount in the X direction) between the first projection optical unit and the second projection optical unit is detected.
  • the sensor C has a first relative distance between the first projection optical unit and the second projection optical unit in the Y direction (direction intersecting the scanning direction). Measure Y1 . Further, as shown in FIG. 37c, the relative second distance Y2 in the Y direction between the first projection optical unit and the second projection optical unit is measured. The distances Y1 and Y2 measured by sensor C are output to the control device CONT2.
  • the control device CONT2 detects the relative displacement amount between the first projection optical unit and the second projection optical unit based on the distances Yl and Y2 measured by the sensor C. That is, a relative attitude difference (relative shift amount in the Y direction) between the first projection optical unit and the second projection optical unit is detected.
  • FIG. 39 is a configuration diagram of the projection optical system (projection optical module).
  • Each of the projection optical modules PLa to PLg projects a pattern image existing in the illumination area of the mask M illuminated with the exposure light EL by the illumination optical module onto the photosensitive substrate P.
  • the projection optical modules PLa to PLg And two sets of catadioptric optical systems 151 and 152, an image plane adjusting mechanism 153, a field stop (not shown), and a scaling adjusting mechanism 154. The following explains the power of the projection optical module PLf.
  • the other projection optical modules PLa, PLb, PLc, PLd, PLe, and PLg have the same configuration as the projection optical module PLf.
  • the shift adjustment mechanism 150 includes a parallel flat glass plate 150A provided to be rotatable about the Y axis and a parallel flat glass plate 150B provided to be rotatable about the X axis.
  • the parallel flat glass plate 150A is rotated around the Y axis by a driving device 150Ad such as a motor
  • the parallel flat glass plate 150B is rotated around the X axis by a driving device 150Bd such as a motor.
  • each of the parallel flat glass plates 150A and 150B is rotated at a predetermined speed by a predetermined amount (a predetermined angle).
  • the light beam that has passed through the shift adjustment mechanism 150 enters the first set of catadioptric optical system 151.
  • the catadioptric optical system 151 forms an intermediate image of the pattern of the mask M, and includes a right-angle prism (correction mechanism) 155, a lens 156, and a concave mirror 157.
  • the right angle prism 155 is provided so as to be rotatable around the Z axis, and is rotated around the Z axis by a driving device 155d such as a motor.
  • a driving device 155d such as a motor.
  • the right-angle prism 155 rotates around the Z axis
  • the pattern image of the mask M on the photosensitive substrate P rotates around the Z axis. That is, the right-angle prism 155 functions as a rotation adjustment mechanism.
  • the driving speed and driving amount of the driving device 155d are controlled by the control device CONT2.
  • the driving device 155d rotates the right-angle prism 155 by a predetermined amount (predetermined angle) at a predetermined speed based on the control of the control device CONT2.
  • a field stop (not shown) is disposed at the intermediate image position of the pattern formed by the catadioptric optical system 151.
  • the field stop sets a projection area on the photosensitive substrate P.
  • the projection area on the photosensitive substrate P is set in a trapezoidal shape.
  • the light beam that has passed through the field stop is incident on the second set of catadioptric optical system 152.
  • the catadioptric optical system 152 includes a right-angle prism (correction mechanism) 158 as a rotation adjusting mechanism, a lens 159, and a concave mirror 160.
  • the right-angle prism 158 also rotates about the Z axis by driving a driving device 158d such as a motor, and the rotation rotates the pattern image of the mask M on the photosensitive substrate P about the Z axis.
  • the driving speed and driving amount of the driving device 158d are controlled by the control device CONT2.
  • the driving device 158d moves the right-angle prism 158 at a predetermined speed (predetermined angle) based on the control of the control device CONT2. )Rotate.
  • the light beam emitted from the catadioptric optical system 152 passes through a scaling adjustment mechanism (correction mechanism) 154 and forms an image of the pattern of the mask M on the photosensitive substrate P at an erecting equal magnification.
  • the scaling adjustment mechanism 154 moves the lens in the Z-axis direction as shown in FIG. 39, or is composed of three lenses, for example, a concave lens, a convex lens, and a concave lens, and is located between the concave lens and the concave lens.
  • the magnification (scaling) adjustment of the pattern image of mask M is performed by moving the convex lens in the Z-axis direction.
  • the convex lens is the driving device.
  • the drive device 154d is controlled by the control device CONT2.
  • the driving device 154d moves the convex lens by a predetermined amount at a predetermined speed based on the control of the control device CONT2.
  • the convex lens may be a biconvex lens or a plano-convex lens.
  • an image plane adjustment mechanism 153 for adjusting the imaging position and the tilt of the image plane of the projection optical module PLf is provided.
  • the image plane adjustment mechanism 153 is provided in the vicinity of a position where an intermediate image is formed by the catadioptric optical system 151. That is, the image plane adjustment mechanism 153 is provided at a position that is substantially conjugate with the mask M and the photosensitive substrate P.
  • the image plane adjustment mechanism 153 includes a first optical member 153A, a second optical member 153B, an air bearing (not shown) that supports the first optical member 153A and the second optical member 153B in a non-contact state, and a second optical member.
  • Each of the first optical member 153A and the second optical member 153B is a wedge-shaped glass plate capable of transmitting the exposure light EL, and constitutes a pair of wedge-shaped optical members.
  • the exposure light EL passes through each of the first optical member 153A and the second optical member 153B.
  • the driving amounts and driving speeds of the driving devices 153Ad and 153Bd, that is, the relative moving amounts and moving speeds of the first optical member 153A and the second optical member 153B are controlled by the control device CONT2.
  • the image plane positional force of the projection optical module P Lf moves in the 3 ⁇ 4-axis direction, and relative to the second optical member 153B.
  • the image plane of the projection optical module PLf is inclined.
  • the shift adjustment mechanism 150, the rotation adjustment mechanism 155, 158, the scaling adjustment mechanism 154, and the image plane adjustment mechanism 153 function as an adjustment device that adjusts the optical characteristics (imaging characteristics) of the projection optical module PLf. .
  • the optical property adjusting device may be a mechanism that adjusts the internal pressure by sealing between some optical elements (lenses).
  • the shift adjustment mechanism, rotation adjustment mechanism, scaling adjustment mechanism, and image plane adjustment mechanism that constitute each of the projection optical modules PLa to PLg are arranged between the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit. It also functions as a correction device (optical characteristic adjustment device) that corrects deviation. In other words, this correction device (optical characteristic adjustment device) is based on the control signal from the control device CONT2, and is controlled by the first projection optical unit or the second projection optical unit. The projection position of the mask M pattern on the photosensitive substrate P is corrected.
  • the control device CONT2 detects the relative displacement amount between the first projection optical unit and the second projection optical unit detected based on the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C. Then, the adjustment amounts (drive amounts) of the shift adjustment mechanism, the rotation adjustment mechanism, the scaling adjustment mechanism, and the image plane adjustment mechanism constituting each of the projection optical modules PLa to PLg are calculated. The control device CONT2 outputs a control signal including the calculated adjustment amount (drive amount) information to the shift adjustment mechanism, rotation adjustment mechanism, scaling adjustment mechanism, and image plane adjustment mechanism that constitute each projection optical module PLa to PLg. To do.
  • the shift adjustment mechanism, the rotation adjustment mechanism, the scaling adjustment mechanism, and the image plane adjustment mechanism that constitute each of the projection optical modules PLa to PLg are based on a control signal including information on the adjustment amount (drive amount) from the control device CONT2.
  • the projection position of the mask M pattern on the photosensitive substrate P is corrected by the projection optical unit or the second projection optical unit.
  • the projection position is at least one of a position in the X direction (scanning direction), a position in the Y direction (direction orthogonal to the scanning direction), and a position in the rotation direction about the optical axis direction of the projection optical system PL. Is shown.
  • the control device CONT2 calculates an adjustment amount (drive amount) of at least one of a shift adjustment mechanism, a rotation adjustment mechanism, a scaling adjustment mechanism, and an image plane adjustment mechanism constituting each of the projection optical modules PLa to PLg. Then, the deviation of the projection position of the first projection optical unit or the second projection optical unit is corrected.
  • the control device CONT2 for example, the position of the mask holder 120 (mask stage MST) or substrate holder 130 (substrate stage PST) measured by a laser interferometer system described later, and four distances XI measured by the sensor C. , X2, Y1, and Y2, the deviation amount of the projection position of the first projection optical unit and the deviation amount of the projection position of the second projection optical unit may be calculated individually.
  • the control device CONT2 is a mask holder 1 that is measured by a laser interferometer system. Based on the position of 20 or the substrate holder 130, the projection position of the second projection optical unit is detected. Next, the projection position of the first projection optical unit is detected based on the detected projection position of the second projection optical unit and the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C. Next, based on the detected projection position of the first projection optical unit, a shift adjustment mechanism, rotation in at least one of the projection optical modules PLa, PLc, PLe, and PLg constituting the first projection optical unit Calculate at least one adjustment amount (drive amount) of the adjustment mechanism, scaling adjustment mechanism, and image plane adjustment mechanism.
  • drive amount adjustment amount
  • a shift adjustment mechanism and a rotation adjustment mechanism in at least one of the projection optical modules PLb, PLd, and PLf constituting the second projection optical unit calculate at least one adjustment amount (drive amount) of the scaling adjustment mechanism and the image plane adjustment mechanism.
  • the projection optical modules PLa to PLg Correction is performed by driving the shift adjustment mechanism, rotation adjustment mechanism, scaling adjustment mechanism, and image plane adjustment mechanism.
  • control device CONT2 can also correct the projection position of the second projection optical unit with the projection position of the first projection optical unit as a reference (fixed).
  • the amount of deviation of the projection position of the first projection optical unit and the amount of deviation of the projection position of the second projection optical unit are not calculated separately, but the projection position of the first projection optical unit and the second projection optical unit are not calculated. Since the amount of relative deviation from the projection position of the projection optical unit can be corrected, the joint between the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit must be accurately matched. Can do.
  • the projection position of the first projection optical unit can also be corrected using the projection position of the second projection optical unit as a reference (fixed).
  • control device CONT2 detects the relative displacement amount between the first projection optical unit and the second projection optical unit detected based on the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C. Based on the adjustment amount for correcting the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit of the same amount as the adjustment amount for correcting the projection position of the first projection optical unit. An adjustment amount for correction may be calculated. That is, the adjustment calculated based on the relative displacement amount between the first projection optical unit and the second projection optical unit. One half (half) of the amount is the adjustment amount of the first projection optical unit and the second projection optical unit.
  • the amount of deviation of the projection position of the first projection optical unit and the amount of deviation of the projection position of the second projection optical unit are not calculated individually, but the projection position of the first projection optical unit and the second projection optical unit are not calculated. Since the relative shift amount from the projection position of the projection optical unit can be corrected, the joint between the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit can be accurately matched. .
  • an autofocus detection system 200 that detects the position of the exposed surface in the Z-axis direction is provided.
  • the optical elements constituting the autofocus detection system 200 are arranged inside the housing, and an autofocus unit (AF unit) U is formed by these optical elements and nosing.
  • FIG. 40 is a schematic configuration diagram of a laser interferometer system that measures the position of the mask holder 120 (mask stage MST).
  • an X moving mirror 170 extending in the Y-axis direction is provided at the end of the mask holder 120 on the —X side, and a Y moving mirror 171 extending on the end of the mask holder 120 in the Y axis direction.
  • Two laser interferometers 172 and 173 are provided side by side in the Y-axis direction at a position facing the X moving mirror 170.
  • a laser interferometer 174 is provided at a position facing the Y moving mirror 171.
  • Laser interferometers 172, 173, and 174 are installed on the upper plate portion 100A of the column 100 (see FIG. 32).
  • reference mirrors 175, 176, and 177 are attached to the surface plate 101.
  • the reference mirror 175 is provided at a position facing the laser interferometer 172
  • the reference mirror 176 is provided at a position facing the laser interferometer 173
  • the reference mirror 177 is provided at a position facing the laser interferometer 174.
  • the laser interferometer 17 2 provided on the + Y side irradiates the X moving mirror 170 with a measuring beam (laser beam) 170a and also refers to the reference mirror 1 75 Irradiate beams (laser beams) 175a and 175b.
  • the laser interferometer 173 provided on the ⁇ Y side irradiates the length measurement beam 170b to the X moving mirror 170 and the reference beams 176a and 176b to the reference mirror 176.
  • X-motion mirror 170 and reference mirrors 175 and 176 based on the irradiated measurement beam and reference beam are reflected by the laser.
  • the interferometers 172 and 173 receive the light, and the laser interferometers 172 and 173 interfere with these lights, and the amount of change in the optical path length of the measuring beam with reference to the optical path length of the reference beam, and thus the reference mirror 175 , Measure the position (coordinates) of the X moving mirror 170 with reference to 176.
  • the measurement results of laser interferometers 1 72 and 173 are output to control device CONT2, and control device CONT2 determines the position of mask holder 120 (mask stage MST) in the X-axis direction based on the measurement results of laser interferometers 172 and 173.
  • Laser interferometer 174 irradiates Y moving mirror 171 with measurement beams 171a and 171b, and irradiates reference mirror 177 with reference beams 177a and 177b.
  • the reflected power of the Y moving mirror 171 and reference mirror 177 based on the irradiated measurement beam and reference beam is received by the light receiving part of the laser interferometer 174, and the laser interferometer 174 interferes with these light and
  • the amount of change in the optical path length of the measuring beam with respect to the optical path length, and the position (coordinates) of the Y moving mirror 171 with respect to the reference mirror 177 are measured.
  • the measurement result of the laser interferometer 174 is output to the control device CONT2, and the control device CONT2 obtains the position of the mask holder 120 (mask stage MST) in the Y-axis direction based on the measurement result of the laser interferometer 174.
  • control device CONT2 can determine the attitude of the mask holder 120 in the ⁇ Z direction based on the measurement results of the length measuring beams 170a and 170b aligned in the Y-axis direction irradiated on the movable mirror 170.
  • the laser interferometer 172 provided on the X side of the mask holder 120 irradiates the reference mirror 175 with two reference beams 175a and 175b arranged in the Z-axis direction.
  • the laser interferometer 173 provided on the ⁇ X side of the mask holder 120 irradiates the reference mirror 176 with two reference beams 176a and 176b arranged in the Z-axis direction.
  • the measurement results of the laser interferometers 1 72 and 173 are output to the control device CONT2, and the control device CONT2 is arranged in the Z-axis direction, for example, the optical path length measurement results of the reference beams 175a and 175b (or the reference beams 176a and 176b, respectively). Based on the optical path length measurement result), the orientation of the surface plate 101 supporting the projection optical modules PLa to PLg in the ⁇ Y direction can be obtained. In addition, the control device CONT2 is arranged in the Y-axis direction, for example, based on the optical path length measurement results of the reference beams 175a and 176a (or the optical path length measurement results of the reference beams 175b and 176b).
  • the posture in the Z direction can be obtained Further, the laser interferometer 174 provided on the Y side of the mask holder 120 irradiates the reference mirror 177 with two reference beams 177a and 177b arranged in the radial direction. The measurement result of the laser interferometer 174 is output to the control device CONT2, and the control device CONT2 performs the measurement in the ⁇ X direction of the surface plate 101 based on the optical path length measurement results of the reference beams 177a and 177b aligned in the Z-axis direction. You can ask for posture.
  • control device CONT2 is configured so that the surface plate 101 supporting the projection optical modules PLa to PLg is based on the measurement results of the reference beams irradiated to the reference mirrors 175, 176, 177 by the laser interferometers 172, 173, 174. , That is, the positions in the X axis, Y axis, 0 X, 0 Y, and 0 Z directions.
  • the control device CONT2 controls the posture of the mask holder 120 via the mask stage driving device MSTD based on the posture measurement result of the surface plate 101.
  • control device CONT2 corrects the posture of the mask holder 120 using the inclination amount of the surface plate 101 in the ⁇ Y direction as a correction amount. Therefore, even if the orientation of the surface plate 101 changes, the projection optical modules PLa to PLg supported by the surface plate 101 and the mask holder 120 (and the mask holder 120! ) Can be maintained.
  • FIG. 41 is a schematic configuration diagram of a laser interferometer system for measuring the position of the substrate holder 130 (substrate stage PST).
  • an X moving mirror 180 extending in the Y-axis direction is provided at the —X side edge of the substrate holder 130, and a Y moving mirror extending in the X axis direction at the —Y side edge of the substrate holder 130.
  • 181 is provided.
  • Three laser interferometers 182, 183, and 184 are provided side by side in the Y-axis direction at a position facing the X moving mirror 180.
  • three laser interferometers 185, 186, and 187 are arranged in parallel in the X-axis direction at a position facing the Y moving mirror 181.
  • Laser interferometers 182, 183, and 184 are installed on the base plate 110 (see Fig. 32).
  • Laser interferometers 185, 186, and 187 are provided so as to hang down from the upper plate portion 100A of the column 100 (see FIG. 32).
  • the projection optical module barrel PK is fitted with a reference mirror 188, 189, 190, 191, 192, 193 force S.
  • the reference mirror 188 is provided at a position facing the laser interferometer 182 on the + ⁇ side of the three laser interferometers 182, 183, and 184 arranged in the axial direction. It is provided at a position facing the center laser interferometer 183.
  • the reference mirror 190 is provided at a position facing the laser interferometer 184 on the Y side.
  • the reference mirror 191 is provided at a position facing the laser interferometer 185 on the X side among the three laser interferometers 185, 186, and 187 arranged in the X-axis direction, and the reference mirror 192 is disposed on the central laser interferometer 186.
  • the reference mirror 193 is provided at a position facing the laser interferometer 187 on the + X side.
  • the laser interferometer 182 irradiates the X moving mirror 180 with a measurement beam (laser beam) 180a and irradiates the reference mirror 188 with a reference beam (laser beam) 188a.
  • the laser interferometer 183 irradiates the reference mirror 189 with reference beams 189a and 189b.
  • the laser interferometer 184 irradiates the X moving mirror 180 with the measuring beams 180b and 180c, and irradiates the reference mirror 190 with the reference beams 190a and 190b.
  • the X-motion mirror 180 and reference mirrors 188 and 190 which are based on the irradiated measuring beam and reference beam, receive reflected light from the laser interferometers 182 and 184, respectively.
  • the laser interferometers 182 and 184 receive these lights.
  • the amount of change in the optical path length of the measuring beam with respect to the optical path length of the reference beam is measured, and the position (coordinates) of the X moving mirror 180 with respect to the reference mirrors 188 and 190 is measured.
  • the measurement results of the laser interferometers 182 and 184 are output to the control device CONT2, and the control device CONT2 determines the position of the substrate holder 130 (substrate stage PST) in the X-axis direction based on the measurement results of the laser interferometers 182 and 184. Ask for.
  • laser interferometer 185 irradiates Y moving mirror 181 with measurement beam 181a and irradiates reference mirror 191 with reference beam 191a.
  • the laser interferometer 186 irradiates the Y moving mirror 181 with the measurement beams 181b and 181c, and irradiates the reference mirror 192 with the reference beams 192a and 192b.
  • the laser interferometer 187 irradiates the reference mirror 193 with the reference beam 193a while irradiating the Y moving mirror 181 with the measurement beam 181d.
  • Reflected light from the Y moving mirror 181 and the reference mirrors 191, 192, 193 based on the irradiated measuring beam and reference beam is received by the light receiving parts of the laser interferometers 185, 186, 187, and the laser interferometer 185, 186 and 187 interfere with these lights, and the amount of change in the optical path length of the measuring beam based on the optical path length of the reference beam, and hence the position of the Y movable mirror 181 based on the reference mirrors 191, 192 and 193 Measure (coordinates).
  • the measurement results of the laser interferometers 185, 186, and 187 are output to the control device CONT2, and the control device CONT2 outputs the substrate signal based on the measurement results of the laser interferometers 185, 186, and 187.
  • control device CONT2 obtains the orientation of the substrate holder 130 in the ⁇ Z direction based on the measurement results of the length measuring beams 180a and 180b (180c) aligned in the radial direction irradiated on the movable mirror 180. Can do. Furthermore, the three laser interferometers 185, 186, and 187 forces S are aligned in the X-axis direction, so that when measuring the position of the substrate holder 130 in the Y-axis direction, the substrate holder 130 that moves and moves in the X-axis direction It is also possible to detect the position by switching the laser interferometer used according to the position.
  • the laser interferometer 183 irradiates the reference mirror 189 with two reference beams 189a and 189b arranged in the Z-axis direction.
  • the measurement result of the laser interferometer 183 is output to the control device CONT2, which controls the projection optical modules PLa to PLg supported by the surface plate 101 based on the optical path length measurement results of the reference beams 189a and 189b. Can be obtained in the ⁇ Y direction.
  • the control device CONT2 is arranged in the Y-axis direction, for example, based on the optical path length measurement results of the reference beams 188a and 190a (190b), ⁇ Z of the projection optical modules PLa to PLg supported by the surface plate 101. The attitude in the direction can be obtained.
  • controller CONT2 controls the orientation of substrate holder 130 based on the orientation measurement result of surface plate 101 via substrate stage drive device PSTD, and is supported by surface plate 101.
  • the relative positions of the projection optical modules PLa to PLg and the substrate holder 130 (and the photosensitive substrate P held by the substrate holder 130) are maintained.
  • the optical characteristics of the projection optical modules PLa to PLg are adjusted by the adjustment device 150, Adjusted by 153, 154, 155, 158. Then, after the adjustment of the optical characteristics of the projection optical modules PLa to PLg is completed, each of the projection optical modules PLa to PLg is attached to the surface plate 101 while being positioned with respect to the reference position of the surface plate 101.
  • the mask M is loaded on the mask holder 120 and the photosensitive substrate P is loaded on the substrate holder 130.
  • the control device CONT2 moves the mask holder 120 holding the mask M and the substrate holder 130 holding the photosensitive substrate P synchronously in the X-axis direction. Meanwhile, the mask M is illuminated with the exposure light EL by the illumination optical system IL.
  • the movement of the mask holder 120 and the substrate holder 130 may cause distortion in the column 100.
  • the projection optical modules PLa to PLg are supported by one surface plate 101, the influence of the deformation of the column 100 on the projection optical modules PLa to PLg is the surface plate that is kinematically supported by the column 100. 101 can keep it small.
  • each of the projection optical modules PLa to PLg is supported by one surface plate 101, it is possible to suppress a change in the relative position between them.
  • the column 100 is distorted due to the movement of the mask holder 120 and the substrate holder 130, etc., by supporting a plurality of projection optical modules PLa to PLg on one surface plate 101. Even so, the influence of the distortion deformation of the column 100 on the projection optical modules PLa to PLg can be reduced by the surface plate 101. Since the plurality of projection optical modules PLa to PLg are supported by one surface plate 101, even if distortion occurs in the column 100, the change in the relative position between the projection optical modules PLa to PLg is kept small. be able to. Therefore, fluctuations in the imaging characteristics of the projection optical modules PLa to PLg can be reduced.
  • the sensor C measures four relative distances between the first projection optical unit and the second projection optical unit, and based on the measurement results, the first projection optical unit and the second projection optical unit are measured. The amount of relative displacement between the first projection optical unit and the second projection optical unit that cannot be suppressed by the support portion constituting the kinematic support structure is detected. be able to. Further, since the projection position of the mask pattern on the photosensitive substrate can be corrected by the correction device based on the detection result, the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit can be corrected. The deviation can be corrected.
  • the projection position even when the projection position is shifted due to deformation of the surface plate or column on which the first projection optical unit and the second projection optical unit are placed, the projection position Therefore, the joint between the first projection optical unit and the second projection optical unit can be accurately matched, and exposure can be performed with high accuracy.
  • the sensor C is arranged on the projection optical modules PLa and PLb side ( ⁇ Y direction side).
  • the sensor C is arranged on the lower side (one Z direction side) of the surface plate 101, it may be arranged on the upper side (+ Z direction side) of the surface plate 101.
  • the sensor C1 may be arranged in the vicinity of the surface plate 101 on which the first projection optical unit and the second projection optical unit are placed, for example, the opening 101A of the surface plate 101.
  • the control device CONT2 detects the relative displacement amount between the first projection optical unit and the second projection optical unit based on the measurement result of the sensor C1.
  • the force constituting sensor C to measure two distances XI, X2 in the X direction and two distances Yl, Y2 in the Y direction X direction and Y direction It may be configured to measure one or more distances in one direction or the other! /.
  • the control device CONT2 calculates the relative translation amount between the first projection optical unit and the second projection optical unit based on the two distances XI and X2 in the X direction, and 2 in the Y direction.
  • the relative attitude difference between the first projection optical unit and the second projection optical unit is detected based on the two distances Yl and Y2, but based on the distances XI and X2 in the X direction and the distances Yl and Y2 in the Y direction.
  • a difference in tilt amount between the first projection optical unit and the second projection optical unit may be detected.
  • the projection optical system that forms an erect image is provided like the projection optical system that works in this embodiment, the mask stage and the substrate stage are scanned in the same direction during exposure. Even when the first projection optical unit and the second projection optical unit are tilted, the difference in tilt amount between the first projection optical unit and the second projection optical unit can be measured. The deviation of the projection position between the projection optical unit and the second projection optical unit can be corrected.
  • the tilt amounts of the first projection optical unit and the second projection optical unit are directly measured.
  • the optical element group is composed of the first projection optical unit and the second projection optical unit.
  • the deformation amount of the optical surface plate itself may be measured. For example, Y direction It is also possible to measure the displacement in the Z direction at two locations far away from each other, and obtain the slope in the Y direction based on the measurement result.
  • the relative distance between the first projection optical unit and the second projection optical unit is measured by the sensor C, but the projection optical module PLa constituting the first projection optical unit is measured.
  • the sensor is configured to measure the relative distance between the projection optical modules PLa and PLb, PLb and PLc, PLc and PLd, PLd and PLe, PLe and PLf, and PLf and PLg.
  • the control device CONT2 detects the deviation of the individual projection positions of the projection optical modules PLa to PLg based on the measurement result by the sensor, and the correction device (described above) provided in each of the projection optical modules PLa to PLg ( Because the optical adjustment mechanism (that is, at least one of a shift adjustment mechanism, a rotation adjustment mechanism, a scaling adjustment mechanism, and an image plane adjustment mechanism) as an optical characteristic adjustment device can correct the deviation of each projection position. The deviation between the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit can be corrected with higher accuracy.
  • the optical adjustment mechanism that is, at least one of a shift adjustment mechanism, a rotation adjustment mechanism, a scaling adjustment mechanism, and an image plane adjustment mechanism
  • the sensor is configured to measure the relative distance at the joint between the projection optical modules PLa and PLb, PLb and PLc, PLc and PLd, PLd and PLe, PLe and PLf, and PLf and PLg. May be.
  • the control device CONT2 can directly detect the deviation of the individual joints of the projection positions of the projection optical modules PLa to PLg based on the measurement result by the sensor, the projection optical modules PLa to PLg
  • the optical adjustment mechanism included in each of the above can individually correct the deviation of the projection position joint, and the deviation between the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit can be corrected. It can be corrected with higher accuracy.
  • control device CONT2 is based on the four distances XI, X2, Yl, and Y2 measured by the sensor C, and the relative relationship between the first projection optical unit and the second projection optical unit.
  • a laser interferometer two deformation amount measuring devices or measuring devices
  • the deformation amount of the surface plate 101 is measured based on the optical path length measurement results of the reference beams 175a, 175b, 176a, 176b, and the control device (calculation device) CONT2 is connected to the first projection optical unit based on the measured deformation amount.
  • the relative displacement amount with respect to the second projection optical unit may be calculated.
  • the optical path length of the reference beam 175a is longer than the optical path length of the reference beam 175b, and the reference beam 176a Is longer than the optical path length of the reference beam 176b.
  • the optical path length of the reference beam 175a becomes shorter than the optical path length of the reference beam 175b, and the reference beam 176a Is longer than the optical path length of the reference beam 176b.
  • the deformation amount of the surface plate 101 in the X direction and the Y direction can be detected based on the optical path length measurement results of the reference beams 175a, 175b, 176a, and 176b, and the first projection based on the deformation amount can be detected.
  • the amount of positional deviation between the projection image by the optical unit and the projection image by the second projection optical unit, that is, the relative displacement amount in the X direction and the heel direction can be calculated.
  • the projection image and the second Amount of positional deviation in the X direction (correction amount) X1 from the projection image by the projection optical unit and a positional deviation amount in the Y direction (correction amount) between the projection image by the first projection optical unit and the projection image by the second projection optical unit Y1 can be calculated by Equation 1.
  • kl and k2 are the position of the projection image formed on the photosensitive substrate P by the first projection optical unit and the second from the optical path length measurement results of the reference beams 175a, 175b, 176a, 176b.
  • This is a coefficient for calculating the positional deviation amount (correction amount) XI in the X direction from the position of the projected image formed on the photosensitive substrate P by the projection optical unit.
  • K3 and k4 are reference beams 1 From the optical path length measurement results of 75a, 175b, 176a, and 176b, the position of the projected image formed on the photosensitive substrate P by the first projection optical unit and the projected image formed on the photosensitive substrate P by the second projection optical unit This is a coefficient for calculating the amount of displacement (correction amount) Y1 in the Y direction from the position of.
  • IMXTR2 indicates the optical path length of the reference beam 176a
  • IMXTR1 indicates the optical path length of the reference beam 176b
  • IMXTL2 indicates the optical path length of the reference beam 175a
  • IMXTL1 indicates the optical path length of the reference beam 175b.
  • the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit are corrected by the optical adjustment mechanism provided in each of the projection optical modules PLa to PLg.
  • the projection position is at least one of a position in the X direction (scanning direction), a position in the Y direction (direction orthogonal to the scanning direction), and a position in the rotation direction about the optical axis direction of the projection optical system PL. Showing
  • an expensive sensor is used to calculate the relative displacement amount between the first projection optical system unit and the second projection optical unit based on the measurement results of the laser interferometers 172 and 173. It is possible to easily detect the amount of displacement between the first projection optical unit and the second projection optical unit that need not be installed. Further, the relative deformation amount between the surface plate 101 (projection optical system PL) that can be detected by the laser interferometers 172 and 173 and the column 100, and the surface plate 101 that is deformed when the column 100 is deformed. Therefore, the relative amount of deformation between the surface plate 101 (projection optical system PL) and the column 100 is accurately measured by the laser interferometers 172 and 173. The amount of deformation of 101 (projection optical system PL) can be accurately measured, and high-precision correction can be performed.
  • the above-described correction device determines the projection position of the first projection optical unit and the first projection optical unit.
  • a force correction device that corrects a deviation from the projection position of the projection optical unit.
  • a mask M is placed as a correction device, and at least one of the mask stage MST and the substrate stage PST on which the photosensitive substrate P is placed. By controlling the attitude, the deviation between the projection position of the first projection optical unit and the projection position of the second projection optical unit can be reduced.
  • a stage control device for correction may be used. That is, by adjusting the position of the mask stage MST or the substrate stage PST, it is possible to correct the deviation of the projection position between the first projection optical unit and the second projection optical unit.
  • the optical axis of the second projection optical unit is inclined with respect to the optical axis of the first projection optical unit.
  • a position shift corresponding to the tilt amount occurs in the projection area projected onto the photosensitive substrate and is corrected by a shifter adjusting mechanism or the like.
  • the pattern area of the mask for projection will shift at the same time.
  • the position of a field stop (not shown) provided at an intermediate image forming position that is conjugate with the mask and photosensitive substrate of the second projection optical unit is adjusted.
  • the pattern area of the mask for projection may be adjusted.
  • the output value of sensor C but also the position information of the adjusted field stop is taken into account, and correction is made by the above-described optical adjustment mechanism of the second projection optical unit, so that the photosensitive substrate is corrected. Adjust the image position of the mask pattern above.
  • the force that uses the sensor C or the laser interferometers 172 and 173 as the deformation amount measuring device is not necessarily used.
  • deformation (distortion, etc.) of the surface plate 101 in response to information on movement in the mask stage MST and / or the substrate stage PST including, for example, at least one of position and acceleration.
  • Information on the relative positional relationship (positional deviation) between the first and second projection optical units, or the amount of correction of the positional deviation is obtained in advance.
  • the relative values of the projection images by the first and second projection optical units are adjusted by the correction device described above. Try to correct the misalignment.
  • relative correction is performed by a drive mechanism for returning deformation of the surface plate 101 and a drive mechanism for deforming the first projection optical unit or the second projection optical unit.
  • the first projection light is detected by the displacement measuring device.
  • the relative displacement between the optical unit and the second projection optical unit is measured, and based on the measurement result, the projection position of the mask pattern on the photosensitive substrate is corrected by the correction device.
  • Correct the deviation between the projection position and the projection position of the second projection optical unit (shift in the scanning direction, deviation in the direction intersecting the scanning direction, and deviation in the rotation direction about the optical axis direction of the projection optical system). be able to. Therefore, even if the displacement of the projection position occurs due to deformation or the like of the member on which the first projection optical unit and the second projection optical unit are placed, the deviation of the projection position should be corrected.
  • the joint between the first projection optical unit and the second projection optical unit can be accurately aligned, and exposure can be performed with high accuracy.
  • a photosensitive substrate semiconductor wafer or the like
  • a transfer pattern formed on a mask or a reticle or a transfer pattern generated by a variable molding mask.
  • a micro device semiconductor element, imaging element (CCD, etc.), thin film magnetic head, liquid crystal display element, etc.
  • the flowchart of FIG. 43 shows an example of a technique for obtaining a semiconductor device as a microdevice by forming a predetermined circuit pattern on a semiconductor wafer using the exposure apparatus according to each of the embodiments described above. Will be described with reference to FIG.
  • a metal film is deposited on one lot of wafers.
  • a photoresist is applied on the metal film of the wafer of one lot.
  • step S303 using the exposure apparatus of the first or second embodiment described above, an image of the pattern on the mask or the pattern generated by the variable shaping mask is transferred to the one lot via the projection optical system. Exposure transfer is sequentially performed on each shot area on the wafer.
  • step S304 the photoresist on the one lot of wafers is developed, and in step S305, the resist pattern is used as a mask on the one lot of wafers to perform masking.
  • a circuit pattern force corresponding to the upper pattern is formed in each shot area on each wafer.
  • a device pattern such as a semiconductor element is manufactured by forming a circuit pattern of an upper layer.
  • a liquid crystal display element as a micro device is formed by forming a predetermined pattern (circuit pattern, electrode pattern, etc.) on a plate (glass substrate). It can also be obtained.
  • a predetermined pattern circuit pattern, electrode pattern, etc.
  • a plate glass substrate.
  • a predetermined pattern including a large number of electrodes and the like is formed on the photosensitive substrate.
  • the exposed substrate is subjected to processes such as a developing process, an etching process, and a resist stripping process, whereby a predetermined pattern is formed on the substrate, and the process proceeds to the next color filter forming process S402.
  • a large number of sets of three dots corresponding to R (Red), G (Green), and B (Blue) are arranged in a matrix or R, G, B
  • a color filter is formed by arranging a set of three stripe filters in the horizontal scanning line direction.
  • a cell assembly step S403 is performed.
  • liquid crystal is injected between the substrate having the predetermined pattern obtained in the pattern forming step S401 and the power filter obtained in the color filter forming step S402. (Liquid Crystal Cell) is manufactured.
  • components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element.
  • components such as an electric circuit and a backlight for performing the display operation of the assembled liquid crystal panel (liquid crystal cell) are attached to complete the liquid crystal display element.
  • the photosensitive substrate has been increased in size, and accordingly, the substrate stage has been increased in size and the substrate step.
  • the weight of Therefore the load movement increases when the substrate stage moves, and the rigidity of the apparatus main body is required to cope with the load movement accompanying the movement of the substrate stage, and the apparatus main body is also increased in size and weight.
  • an exposure apparatus to which the present invention is applied can effectively correct fluctuations in optical performance due to vibration of the optical unit even when the optical unit vibrates due to vibration of the apparatus. The accuracy can be improved.
  • the present invention is particularly effective for an exposure apparatus that exposes a photosensitive substrate having an outer diameter larger than 500 mm, that is, a photosensitive substrate having a side or diagonal larger than 500 mm.
  • the exposure apparatus of the present invention is also effective when exposing a high-definition pattern.
  • the exposure apparatus of the present invention is an exposure apparatus for manufacturing a wider device pattern.
  • the number of projection optical systems is increased when the number of projection optical systems is increased, and the angle of view of each projection optical system is increased. This is also effective when it is necessary to improve splicing accuracy due to an increase in image distortion and magnification fluctuation in the peripheral part away from the center of the projection optical system when the projection area of the optical system is expanded.
  • a plurality of optical units (exposure optical system in the first embodiment, projection optical module in the second embodiment) are supported by one surface plate (9 or 101).
  • the present invention may be applied to an exposure apparatus having a body structure in which a plurality of optical units are divided into different groups and supported by a surface plate.
  • two sets of exposure unit groups or projection optical units each including a plurality of optical units in which projection areas are arranged in the non-scanning direction (Y direction) are used.
  • One set or three sets or more may be used.
  • the projection optical module in each embodiment described above and the illumination optical system in the second embodiment described above are not limited to the configuration disclosed above, and may be arbitrary.
  • the information on the relative positional change of the projection image (pattern image) by the plurality of optical units is used as the relative information of the plurality of sets of exposure units or projection optical units.
  • the positional relationship (displacement) was measured, and the position of at least one pattern image was corrected based on this measurement information.
  • the measurement information is limited to the relative misalignment of a plurality of exposure unit groups or projection optical units, instead of or in combination with the exposure unit group or projection optical unit. At least one of the position, the position of the optical unit, and the relative positional relationship of the plurality of optical units may be used.
  • the measurement information for example, information on deformation of a support member (such as a surface plate) provided with a plurality of optical units, and a stage (substrate stage in the first embodiment, mask stage and substrate stay in the second embodiment). At least one of the information regarding the movement of at least one of the two) may be used.
  • a correction table in which at least one of deformation information and movement information is associated with correction information of a pattern image by a plurality of optical units (an optical unit whose position of the pattern image is to be corrected and its correction amount, etc.) It is preferable to prepare. Then, at the time of exposure, the position of at least one pattern image is corrected based on measurement information from the measurement device and a correction table.
  • the deformation information includes distortion information of the support member
  • the movement information includes at least one of the stage position and acceleration.
  • a movable mirror and a reference mirror that reflect the beam of the laser interferometer force are provided on members such as a stage, a surface plate, and a lens barrel. However, a part of these members is mirror-finished. A beam reflecting surface may be formed. Further, in each of the above-described embodiments, a force is used to measure the position of the stage using a laser interferometer. Instead of or in combination with the laser interferometer, another measurement sensor such as an encoder may be used. .
  • the light source used in each of the embodiments described above is an example, and a KrF excimer laser (wavelength 248 nm), an ArF excimer laser (wavelength 193 nm), or an F laser (wavelength 157 nm),
  • light sources can be used. Also generated from laser plasma light source or SOR EUV (Extreme Ultra Violet) light having a soft X-ray region, for example, a wavelength of 13.4 nm or 11.5 nm may be used. Further, a charged particle beam such as an electron beam or an ion beam may be used. In addition, a DFB semiconductor laser or a fiber laser power oscillating infrared or visible single wavelength laser is amplified with a fiber amplifier doped with, for example, erbium (or both erbium and yttrium), and a nonlinear optical crystal is amplified. Use harmonics that have been converted to ultraviolet light.
  • SOR EUV Extreme Ultra Violet
  • the exposure apparatus to which the present invention can be applied is not limited to those used in the manufacture of semiconductor elements, imaging elements, thin film magnetic heads, and liquid crystal display elements, but includes micromachines, DNA chips, masks, reticles, and the like.
  • the present invention can also be widely applied to an exposure apparatus for manufacturing.
  • the magnification of the projection optical system may be any of a reduction system and an enlargement system as well as an equal magnification system, and any one of a reflection optical system, a refractive optical system, and a catadioptric optical system is used. May be.
  • the stage may be a type that moves along a guide, or it may be a guideless type without a guide.
  • either the magnet unit or armature unit is connected to the stage, and either of the magnet unit or armature unit is moved to the stage. What is necessary is just to provide in the surface side (base).
  • the reaction force generated by the movement of the substrate stage is mechanically generated by using a frame member ( You may escape to the earth.
  • the reaction force generated by the movement of the mask stage is mechanically detected using a frame member (ground) as described in Japanese Patent Publication No. 8-330224 (and corresponding US Pat. No. 6,188,195).
  • a counter mass system that cancels the reaction force generated when the stage moves by using the law of conservation of momentum may be employed.
  • the exposure apparatus according to each of the embodiments described above is manufactured by assembling various subsystems so as to maintain predetermined mechanical accuracy, electrical accuracy, and optical accuracy.
  • various optical systems are adjusted to achieve optical accuracy
  • various mechanical systems are adjusted to achieve mechanical accuracy
  • various electrical systems are thus, adjustments are made to achieve electrical accuracy.
  • the assembly process to the exposure system includes mechanical connections, electrical circuit wiring connections, and pneumatic circuit piping connections between the various subsystems.

Abstract

複数の光学ユニットL1~L13を有する光学系を介して投影されるパターンの像を物体P上に露光転写する露光装置であって、前記複数の光学ユニットL1~L13の変動を補償するように、該複数の光学ユニットL1~L13によって前記物体P上に投影される複数の像のうち、少なくとも1つの像の位置を補正する補正装置を備える。

Description

明 細 書
露光装置及び露光方法並びにマイクロデバイスの製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、投影光学系を介して投影されるパターンの像を感光基板等の物体上に 露光転写する露光装置及び露光方法並びに該露光装置を用いたマイクロデバイス の製造方法に関する。
背景技術
[0002] 液晶表示デバイス等のフラットパネル表示素子はマスク上に形成されたパターンを 感光性の基板上に転写する、いわゆるフォトリソグラフィの手法により製造される。こ のフォトリソグラフイエ程で使用される露光装置は、マスクを支持するマスクステージと 、基板を支持する基板ステージとを有し、マスクステージ及び基板ステージを逐次移 動しながら、マスクのパターンを投影光学系を介して基板に転写するものである。この うち、液晶表示デバイスを製造する際には、基板として大型のガラス基板 (プレート) が用いられ、表示領域の大型化の要求力 マスクステージと基板ステージとを同期走 查しつつマスクのパターンを連続的に基板上に転写する走査型露光装置であって、 投影光学系として複数並んだ投影光学ユニットを有する走査型露光装置、所謂マル チレンズスキャン型露光装置が主に用いられて 、る(例えば、日本国特開平 7— 579 86号公報参照)。
[0003] 複数の投影光学ユニットは、オートフォーカス検出系を挟んで走査方向両側のそれ ぞれに配置されている構成である。そして、走査方向前方側に配置された投影光学 ユニットと、後方側に配置された投影光学ユニットとは異なる支持体を介してコラム( 露光装置のボディ)に支持されていた力 マスクステージや基板ステージが移動した 際に、僅かではあるがコラムに歪み変形が生じる場合があり、投影光学ユニットの光 学特性 (結像特性)が変化して高精度の露光処理を行うことができなくなると 、う問題 が生じていた。特に、複数の投影光学ユニットのそれぞれを互いに異なる支持体で 支持する構成では、複数の投影光学ユニットの互 、の相対位置が変化して高精度の 露光処理を行うことができなくなる。また、液晶表示デバイスを製造するための走査型 露光装置の投影光学系は正立等倍系が一般であり、走査露光の際に、マスクステー ジと基板ステージとは同じ方向に移動するため、コラムに対する偏荷重が大きくなり、 上記問題が顕著に現れる。更に、基板の大型化の要求に伴って装置全体 (コラム全 体)も大型化し、コラムの十分な剛性が得られず、上記問題が更に顕著になった。そ こで、走査方向前方側に配置された投影光学ユニットと後方側に配置された投影光 学ユニットとを 1つの定盤 (支持体)を介してコラムに支持する露光装置が提案されて いる(日本国特開 2004 - 177468号公報参照)。
[0004] 上述の日本国特開 2004— 177468号公報に開示されている露光装置においては 、走査方向前方側に配置された投影光学ユニットと、後方側に配置された投影光学 ユニットとが載置された定盤を、支持部が有する球状部材を介してコラムに支持して いる。ここで、定盤には、投影像を基板上に形成するための開口部が設けられており 、かつ支持部が有する球状部材に作用する摩擦力と、投影光学ユニット自体の重さ により、定盤にねじれ成分が発生し、走査方向前方側に配置された投影光学ユニット と、後方側に配置された投影光学ユニットとの間において投影位置にずれ (走査方 向におけるずれ、走査方向と交差する方向におけるずれ、及び投影光学系の光軸 方向を軸とする回転方向におけるずれ)が発生するおそれがあった。
[0005] ところで、プレートは液晶表示素子の大型化に伴い大型化しており、現在では lm 角以上のプレート (ガラス基板)も用いられており、同時にマスクも大型化している。露 光装置に要求されるデバイスのパターンルールが一定であれば、大型のマスクにも 小型のマスクと同様の平面度が要求される。このため、大型のマスクのたわみやうね りを小型のマスクのたわみやうねりと同程度に抑えるために、大型のマスクの厚さを小 型のマスクよりも大幅に厚くする必要がある。また、一般に TFT (Thin Film Transistor )型の液晶ディスプレイ (パネル)の製造で使用されて ヽるマスクは、コスト高の石英ガ ラスであるため、大型化すれば製造コストが増大する。更に、マスクの平面度を維持 するためのコスト、マスクパターンの検査時間の拡大等によるコスト等が増大して!/、る
[0006] そこで、マスクの代わりに、 DMD (Digital Micro-mirror Deviceまたは Deformable Mi cro-mirror Device)等を用いて、パターンを基板上に露光転写するマスクレス露光装 置が提案されている。このマスクレス露光装置においては、従来のマスクを用いた投 影露光装置と同様に、走査方向前方側に配置された投影光学ユニットと後方側に配 置された投影光学ユニットとが載置された定盤はコラムで支持されているため、上述 した通常のマスクを用いる投影露光装置と同様の問題を生じていた。
発明の開示
[0007] よって本発明の目的は、複数の光学ユニット間において発生する光学性能の変化( 例えば、投影位置のずれなど)を補正することができる露光装置及び露光方法並び に該露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法を提供することである。
[0008] 本発明の第 1の観点によると、複数の光学ユニットを有する光学系を介して投影さ れるパターンの像を物体上に露光転写する露光装置であって、前記複数の光学ュ ニットの変動を補償するように、該複数の光学ユニットによって前記物体上に投影さ れる複数の像のうち、少なくとも 1つの像の位置を補正する補正装置を備える露光装 置が提供される。
[0009] 本発明の第 2の観点によると、複数の光学ユニットを有する光学系を介して投影さ れるパターンの像を物体上に露光転写する露光方法であって、前記複数の光学ュ ニットの変動を補償するように、該複数の光学ユニットによって前記物体上に投影さ れる複数の像のうち、少なくとも 1つの像の位置を補正しつつ、露光を行うようにした 露光方法が提供される。
[0010] 本発明の第 1の観点に係る露光装置又は第 2の観点に係る露光方法では、複数の 光学ユニットの変動を補償するように、複数の光学ユニットにより形成される複数の像 のうち少なくとも 1つの像の位置を補正することができるため、隣り合う光学ユニットに より形成される像の位置ずれを補正することができる。従って、複数の光学ユニットを 支持する部材の変形等により像の位置ずれが生じた場合においても、隣り合う光学 ユニットの継ぎ部を正確に一致させることができ、物体上に所定のパターンを精度良 く転写することがでさる。
[0011] 本発明の第 3の観点によると、本発明の第 1の観点に係る露光装置を用いて前記 パターンの像を感光基板等の物体上に露光転写する露光工程と、前記露光工程に より露光転写された前記物体上のパターンを現像する現像工程とを含むマイクロデ バイスの製造方法が提供される。
[0012] 本発明の第 3の観点に係るマイクロデバイスの製造方法では、本発明の第 1の観点 に係る露光装置を用いて露光処理を行うため、物体上に所定のパターンを精度良く 転写することができ、高性能、高品質、高信頼なマイクロデバイスを得ることができる。
[0013] なお、本発明は、マスクに形成されたパターンを、複数の光学ユニットを有する光学 系を介して物体に露光転写する露光装置は勿論のこと、任意のパターンを生成する 可変成形マスク (例えば、前述の DMDなどを含む非発光型画像表示素子 (空間光 変調器)など)により生成されたパターンを、複数の光学ユニットを有する光学系を介 して物体に露光転写する露光装置等にも適用することができる。
図面の簡単な説明
[0014] [図 1]本発明の第 1実施形態に係る走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である
[図 2]本発明の第 1実施形態の露光光学系の構成を示す図である。
[図 3]本発明の第 1実施形態の DMDの構成を示す図である。
[図 4]本発明の第 1実施形態の DMD力も点像視野絞りまでの構成を示す図である。
[図 5]本発明の第 1実施形態のマイクロレンズアレイ及び点像視野絞りの一部の構成 を示す図である。
[図 6]本発明の第 1実施形態の投影光学モジュールの構成を示す図である。
[図 7]本発明の第 1実施形態のプレート上における各投影光学モジュールによる投影 領域を示す平面図である。
[図 8]本発明の第 1実施形態の走査型露光装置の概略構成を示す図である。
[図 9]本発明の第 1実施形態の走査型露光装置の概略構成を示す図である。
[図 10]本発明の第 1実施形態の支持部の構成を示す図である。
[図 11]本発明の第 1実施形態の露光光学系と定盤の上面図である。
[図 12]本発明の第 1実施形態のセンサの構成を示す上面図である。
[図 13]本発明の第 1実施形態のセンサの構成を示す正面図である。
[図 14]本発明の第 1実施形態のセンサの構成を示す側面図である。
[図 15]本発明の第 1実施形態の走査型露光装置のシステム構成を示すブロック図で ある。
圆 16]本発明の第 1実施形態の点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームがプレ ート上に到達する位置を説明するための図である。
圆 17]本発明の第 1実施形態の点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームがプレ ート上に到達する位置を説明するための図である。
圆 18]本発明の第 1実施形態のくさびプリズムの構成を示す図である。
圆 19]本発明の第 1実施形態のくさびプリズムが X軸方向を軸として回転したときの状 態を説明するための図である。
圆 20]本発明の第 1実施形態のくさびプリズムが X軸方向を軸として回転したときの状 態を説明するための図である。
圆 21]本発明の第 1実施形態のくさびプリズムが X軸方向を軸として回転したときの状 態を説明するための図である。
圆 22]本発明の第 1実施形態のくさびプリズムが X軸方向を軸として回転したときの状 態を説明するための図である。
圆 23]本発明の第 1実施形態のくさびプリズムが X軸方向を軸として回転したときの投 影領域について説明するための図である。
圆 24]本発明の第 1実施形態の定盤の変形例を示す図である。
圆 25]本発明の第 1実施形態の定盤が変形したときの露光光学系の状態を示す図 である。
圆 26]本発明の第 1実施形態の定盤の変形例を示す図である。
圆 27]本発明の第 1実施形態の他の投影光学モジュールの構成を示す図である。 圆 28]本発明の第 1実施形態の他の投影光学モジュールの構成を示す図である。 圆 29]本発明の第 1実施形態の他の露光光学系の構成を示す図である。
[図 30a]本発明の第 1実施形態の他の露光光学系の構成を示す図である。
圆 30b]本発明の第 1実施形態の他の露光光学系の構成を示す図である。
[図 31]本発明の第 2実施形態に係る露光装置の概略構成図である。
[図 32]本発明の第 2実施形態に係る露光装置の概略斜視図である。
圆 33]本発明の第 2実施形態の投影光学モジュールを支持している定盤の斜視図 である。
[図 34]本発明の第 2実施形態の投影光学モジュールを支持している定盤の平面図 である。
[図 35a]本発明の第 2実施形態の支持部を示す拡大図である。
[図 35b]本発明の第 2実施形態の支持部を示す拡大図である。
[図 36]本発明の第 2実施形態のセンサの配置状態を示す図である。
[図 37a]本発明の第 2実施形態のセンサが相対的な距離を測定する第 1投影光学ュ ニットと第 2投影光学ユニットにおける位置を説明するための図である。
[図 37b]本発明の第 2実施形態のセンサが相対的な距離を測定する第 1投影光学ュ ニットと第 2投影光学ユニットにおける位置を説明するための図である。
[図 37c]本発明の第 2実施形態のセンサが相対的な距離を測定する第 1投影光学ュ ニットと第 2投影光学ユニットにおける位置を説明するための図である。
[図 38a]本発明の第 2実施形態の定盤の変形例を示す図である。
[図 38b]本発明の第 2実施形態の定盤の変形例を示す図である。
[図 39]本発明の第 2実施形態の投影光学モジュールの構成図である。
[図 40]本発明の第 2実施形態のマスクホルダの位置を計測するレーザ干渉システム の構成図である。
[図 41]本発明の第 2実施形態の基板ホルダの位置を計測するレーザ干渉システムの 構成図である。
[図 42]本発明の第 2実施形態の他のセンサの配置状態を示す図である。
[図 43]本発明の実施形態に係るマイクロデバイスとしての半導体デバイスの製造方 法を説明するフローチャートである。
[図 44]本発明の実施形態に係るマイクロデバイスとしての液晶表示素子の製造方法 を説明するためのフローチャートである。
発明を実施するための最良の形態
[第 1実施形態]
以下、図面を参照して、本発明の第 1実施形態について説明する。図 1は、本発明 の第 1実施形態に係る走査型露光装置の概略構成を示す斜視図である。この実施 形態においては、複数 (本例では 13個)の露光光学系 L1〜L13に対して、感光性 材料 (レジスト)が塗布された感光基板としてのプレート Pを相対的に移動させつつ、 液晶表示素子等のパターンをプレート P上に転写するステップアンドスキャン方式の 走査型投影露光装置を例に挙げて説明する。
[0016] また、以下の説明においては、図 1中に示した直交座標系を設定し、この XYZ直交 座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。 XYZ直交座標系は、 X 軸及び Y軸がプレート Pに対して平行となるように設定され、 Z軸がプレート Pに対して 直交する方向に設定されている。図中の XYZ座標系は、実際には XY平面が水平面 に平行に設定され、 Z軸が鉛直方向に設定される。また、この実施形態では、プレー ト Pを移動させる方向(走査方向)を X方向に設定して 、る。
[0017] この走査型露光装置は、外径が 500mmよりも大きいプレート Pを支持するプレート ステージ (基板ステージ) PSTと、プレート P上に任意のパターンを露光するための複 数の露光光学系 L1〜L13と、露光光学系 L1〜L13を定盤 9 (図 8参照)を介して支 持するコラム 1と、露光処理に関する動作を統括制御する制御装置 CONT1 (図 15 参照)とを備えている。複数の露光光学系 L1〜L13は、それぞれ筐体に収容されて おり、コラム: Uこ搭載されて ヽる。露光光学系 LI, L3, L5, L7, L9, Ll l, L13iま、 走査方向の後方側(一 X方向側)であって、 Y方向(非走査方向)に並んで配置され ている。露光光学系 L2, L4, L6, L8, LIO, L12は、走査方向の前方側(+X方向 側)であって、 Y方向に並んで配置されている。
[0018] 図示しない LD光源部力 射出した光ビームは、ファイバに入射する。この実施形 態においては、各露光光学系 L1〜L13に対応して複数の LD光源部及びファイバ が設けられている。なお、 1つの LD光源部及び 1つのファイバを設け、ファイバが各 露光光学系 L1〜L13に対応した複数のファイバ射出端を有するようにしてもよい。
[0019] 図 2は、露光光学系(第 1露光ユニット) L1の概略構成を示す図である。図示しない LD光源部力 射出され、ファイバ 2に入射した光ビームは、ファイバ 2の射出端から 射出する。ファイバ 2の射出端力も射出した光ビームは、コリメート光学系 4及びミラー 6を介して、露光光学系 L1を構成する DMD (Digital Micro-mirror Deviceまたは Def ormable Micro-mirror Device) 8を均一に照明する。なお、 DMD8を露光光学系 L1 とは別に設けるようにしてもょ 、。
[0020] 図 3は、 DMD (補正装置) 8の構成を示す図である。 DMD8は、図 3に示すように、 微小領域に区分されたデバイスとしての多数のマイクロミラー (反射部材) 8aを有して いる。各マイクロミラー 8aはその角度をそれぞれ独立に変更可能に構成されており、 DMD8は各マイクロミラー 8aの角度を変化させることにより光ビームを所定の画像デ ータに応じて変調する可変成形マスク (第 1の可変成形マスク)として機能する。即ち 、プレート Pの走査に同期して、反射光が後述するリレー光学系 10に導かれるように 一部のマイクロミラー 8aの角度を変化させ、反射光がリレー光学系 10とは異なる方向 に進行するように他部のマイクロミラー 8aの角度を変化させることにより、対応する露 光領域に投影される任意のパターンを順次生成する。
[0021] DMD8 (一部のマイクロミラー 8a)により反射された光ビームは、リレー光学系 10に 入射する。図 4は、リレー光学系 10の構成を示す図である。リレー光学系 10は、リレ 一レンズ群 12a、絞り 14、リレーレンズ群 12b及びリレーレンズ群 12cを備えている。 光ビームは、リレーレンズ群 12a、絞り 14、リレーレンズ群 12b及びリレーレンズ群 12 cを介することにより拡大されて、マイクロレンズアレイ 16に入射する。
[0022] 図 5は、マイクロレンズアレイ 16及び後述する点像視野絞り 18の一部の構成を示す 図である。マイクロレンズアレイ 16は、図 5に示すように、 DMD8を構成するマイクロミ ラー 8aのそれぞれに対応する多数の要素レンズ 16aを有しており、プレート Pと光学 的に共役な位置またはその近傍に配置されている。また、マイクロレンズアレイ 16は 、 XY平面に平行な方向及び Z方向に移動可能、かつ XY平面に対して傾斜可能に 構成されている。
[0023] マイクロレンズアレイ 16の各要素レンズ 16aを通過した光ビームは、点像視野絞り 1 8を通過する。点像視野絞り 18は、図 5に示すように、マイクロレンズアレイ 16を構成 する要素レンズ 16aのそれぞれに対応して設けられた多数の開口部 18aを有してい る。点像視野絞り 18の各開口部 18aを通過することにより、露光光学系 L1内で発生 するゴースト、及び DMD8のオンオフ時に発生する像流れによる露光への悪影響を 防止することができる。また、点像視野絞り 18は多数の開口部 18aの大きさを変更可 能に構成されており、開口部 18aの大きさを変更することにより露光光学系 L1の解像 度を調整することができる。
[0024] なお、点像視野絞り 18は、多数の開口部 18aの代わりに、マイクロレンズアレイ 16 の要素レンズ 16aのそれぞれに対応して設けられた多数の光透過部を有するように してもよい。また、他の露光光学系(第 2〜第 13の露光ユニット) L2〜L13もそれぞ れ、 DMD (可変成形マスク)、リレー光学系、マイクロレンズアレイ及び点像視野絞り を備えており、これら DMD、リレー光学系、マイクロレンズアレイ及び点像視野絞りは 、 DMD8、リレー光学系 10、マイクロレンズアレイ 16、点像視野絞り 18と同様の構成 を有している。
[0025] 点像視野絞り 18の各開口部 18aを通過した光ビームは、図 2に示すように、投影光 学モジュール PL1に入射する。図 6は、露光光学系 L1を構成する投影光学モジユー ル PL1及び露光光学系 L2を構成する投影光学モジュール PL2の構成を示す図で ある。図 6に示すように、投影光学モジュール PL1に入射した光ビームは、投影光学 モジュール PL1を構成するフォーカス調整機構 (補正光学系) 20に入射する。フォー カス調整機構 20は、第 1光学部材 20aと第 2光学部材 20bを備えている。第 1光学部 材 20a及び第 2光学部材 20bは、光ビームを透過可能な、くさび状のガラス板であり、 一対のくさび型光学部材を構成している。また、第 1光学部材 20a及び第 2光学部材 20bは、相対的に移動可能に構成されている。第 2光学部材 20bに対して第 1光学 部材 20aを X方向にスライド (移動)させることにより、投影光学モジュール PL 1の像面 位置が Z方向に移動する。
[0026] フォーカス調整機構 20を通過した光ビームは、シフト調整機構 (補正光学系) 22に 入射する。シフト調整機構 22は、 Y軸回りに回転可能に構成されている平行平面ガ ラス板 22aと、 X軸回りに回転可能に構成されている平行平面ガラス板 22bを備えて いる。平行平面ガラス板 22aが Y軸回りに回転することにより、プレート P上における ノターンの像は X軸方向にシフトする。平行平面ガラス板 22bが X軸回りに回転する ことにより、プレート P上におけるパターンの像は Y軸方向にシフトする。
[0027] シフト調整機構 22を通過した光ビームは、回転調整機構としての直角プリズム (補 正光学系) 24に入射する。直角プリズム 24は、 Z軸回りに回転可能に構成されている 。直角プリズム 24力 ¾軸回りに回転することにより、プレート P上におけるパターンの 像は Z軸回りに回転する。直角プリズム 24により反射された光ビームは、レンズ群 26 を介してミラー 28により反射される。ミラー 28により反射された光ビームは、再びレン ズ群 26及び直角プリズム 24を介して、倍率調整機構 (補正光学系) 30に入射する。
[0028] 倍率調整機構 30は、 3つのレンズ 30a, 30b, 30cを備えている。 3つのレンズ 30a 〜30cは、例えば凹レンズ 30a、凸レンズ 30b、凹レンズ 30cから構成されており、凸 レンズ 30bを Z方向に移動させることにより、プレート P上に形成されるパターン像の 倍率の調整を行なうことができる。倍率調整機構 30を通過した光ビームは、外径の 一辺が 500mmよりも大きい、つまり一辺もしくは対角線が 500mmよりも大きい液晶 表示素子等のフラットパネルディスプレイ用のプレート (大型の矩形基板) P上の所定 の露光領域に所定のパターン像を形成する。なお、他の露光光学系 L2〜L13を構 成する投影光学モジュール (以下、投影光学モジュール PL2〜PL13という)は、投 影光学モジュール PL 1と同一の構成を有する。
[0029] 図 7は、プレート P上における投景光学モジュール PL1〜PL13のそれぞれによる 投影領域 (前述の露光領域に対応) 48a〜48mを示す平面図である。各投影領域 4 8a〜48mは、投影光学モジュール PL1〜PL13の視野領域に対応して所定の形状 (六角形、菱形、平行四辺形、あるいは円弧状等)に設定されており、この実施形態 【こお ヽて ίま台形形状を有して ヽる。投影領域 48a、 48c, 48e, 48g, 48i, 48k, 48 mと、投影領域 48b, 48d, 48f, 48h, 48j, 481とは、 X方向に所定間隔だけ離れて 配置されている。さらに、投影領域 48a〜48mのそれぞれは隣り合う投影領域の端 部 (境界部)どうしが Y方向に重ね合わせるように並列配置されている。即ち、露光光 学系 L1〜L13によってプレート P上に隣接して形成される像のそれぞれが互いに像 の一部を重複して形成される。
[0030] 図 1に示すように、プレート Pを載置するプレートステージ PSTは、防振台 32a, 32b 及び防振台 32c, 32d (図 8及び図 9参照)に支持されているベース 34上に設けられ ている。防振台 32a〜32dは、外部からの振動を露光装置に伝えないようにし、通常 3つ以上(この実施形態においては 4つ)設置される。プレートステージ PSTは、リニ ァモータ 36により走査方向(X方向)に移動可能に構成されており、ガイド 37に対し てエアギャップで浮上させる、所謂エアステージの構成を有している。また、プレート ステージ PSTは、非走査方向(Y方向)に微量移動可能に構成されている図示しな V、微動ステージを有して 、る。
[0031] また、コラム 1には、後に詳述するレーザ干渉計が設けられ、露光光学系 L1〜L13 のそれぞれを収容する筐体の所定位置には参照鏡(図示せず)が設けられ、プレート ステージ PSTには X移動鏡 40a, 40b及び Y移動鏡 42が設けられている。図 8及び 図 9は、この実施形態にかかる走査型露光装置の概略構成を示す図である。図 8及 び図 9に示すように、露光光学系 L1〜L13を支持する定盤 9は、コラム 1上に支持部 19を介してキネマティックに支持されている。支持部 19は、定盤 9の 3箇所(図 10参 照)の所定位置にそれぞれ設けられている。なお、コラム 1は、ベース 34を支持する 防振台 32a〜32dと同じ設置面 (床またはベースプレートなど)に設けてもよいが、コ ラム 1 (及び定盤 9)を介した露光光学系 L1〜L13への振動の伝達が抑制されるボデ ィ構造とする、例えばコラム 1をベース 34に設ける、あるいは防振台 32a〜32dとは別 の防振台を介してその設置面上にコラム 1を設けることが好ましい。
[0032] 図 1に示すように、複数の露光光学系 L1〜L13のうち露光光学系 Ll、 L3, L5, L
7, L9, Ll l, L13は、 Y方向(走査方向と交差する方向)に並んでおり、 X方向(走 查方向)の後方側に配置されている(以下、第 1露光ユニット群という。 ) o第 1露光ュ ニット群は、筐体 U1 (図 11参照)内に収容されている。また、露光光学系 L2, L4, L 6, L8, LIO, L12は、 Y方向に並んでおり、 X方向の前方側に配置されている(以下 、第 2露光ユニット群という。 )0第 2露光ユニット群は、筐体 U2 (図 11参照)内に収容 されている。また、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群とは X方向において対向す るように配置されており、第 1露光ユニット群を構成する各露光光学系 Ll、 L3, L5, L7, L9, Ll l, L13と、第 2露光ユニット群を構成する各露光光学系 L2、 L4, L6, L
8, LIO, L12とは千鳥状に配置されている。すなわち、千鳥状に配置されている露 光光学系 L1〜L13のそれぞれは、隣り合う光学系(例えば、露光光学系 L1と L2、 L 3と L4など)を Y方向に所定量変位させて配置されている。これにより、露光光学系 L 1〜L13 (投影光学モジュール PL1〜PL13)はその投影領域 48a〜48mがプレート P上で入れ子状に配置される(図 7参照)。
[0033] 図 10は、支持部 19の拡大図である。図 10に示すように、支持部 19は、コラム 1の 上部に設けられ、球面状凹部 80aを有する部材 80と、球面状凹部 80aに接する球面 82Aを有する球状部材 82とを備えている。部材 80は、コラム 1の上部に固定されて いる。また、定盤 9の下面には球状部材 82を配置可能な V状凹部 84が形成されてお り、定盤 9の V状凹部 84の内面と球状部材 82の球面 82Aとが接している。球状部材 82は部材 80の球面状凹部 80a内に載置された状態であって、球面状凹部 80aの内 面に対して球状部材 82の表面 82Aは摺動可能である。更に、定盤 9は V状凹部 84 を介して球状部材 82に載置された状態であって、 V状凹部 84の内面と球状部材 82 の表面 82Aとは摺動可能となっている。これら面どうしが摺動可能であることにより、 例えばコラム 1が僅かに変形した際、これら面どうしが摺動することでコラム 1の変形の 定盤 9への影響が抑制されて 、る。
[0034] 図 11は、筐体 U1及び筐体 U2に収容されている露光光学系 L1〜L13と定盤 9の 上面図である。図 11に示すように、支持部 19は定盤 9の面方向(XY方向)における 3箇所の所定の位置にそれぞれ設けられている。図 11中に破線で示すように、 3つ の支持部 19を結ぶ三角形の中心部と、定盤 9の中心部とがほぼ同一となるように、支 持部 19のそれぞれが配置されている。従って、コラム 1が変形しても中心部が大きく 移動しない構成となっている。そして、これら支持部 19により、所謂キネマティック支 持構造が構成される。これにより、コラム 1が変形しても、露光光学系 L1〜L13を収 容する筐体 Ul, U2ゃ定盤 9は大きく移動せず、複数の露光光学系 L1〜L13の互 いの相対位置の変化を小さく抑えることができる。
[0035] また、この走査型露光装置には、図 8及び図 9 (図 1においては図示せず)に示すよ うに、露光光学系 L12及び L13側(一 Y方向側)であって、筐体 U1及び筐体 U2側 面に、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対的な位置関係を計測するセン サ (計測装置) Cが設けられている。センサ Cは、キネマティック支持構造を構成する 支持部 19等により抑えることができない第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との 相対位置の変動量を測定する。即ち、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相 対的な並進量 (X方向における相対的なずれ量)及び姿勢差 (Y方向における相対 的なずれ量)を測定する。センサ Cとしては、例えば静電容量センサ、変位センサ、干 渉計等が用いられる。センサ Cは、図 12に示すように、第 1露光ユニット群と第 2露光 ユニット群との X方向(走査方向)における相対的な第 1の距離 XIを測定する。また、 図 13に示すように、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との X方向における相対 的な第 2の距離 X2を測定する。センサ Cにより測定された距離 XI及び X2は、制御 装置 CONT1に対して出力される。
[0036] また、センサ Cは、図 12及び図 14に示すように、第 1露光ユニット群と第 2露光ュ- ット群との Y方向(走査方向と交差する方向)における相対的な第 1の距離 Y1を測定 する。また、図 14に示すように、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との Y方向に おける相対的な第 2の距離 Y2を測定する。センサ Cにより測定された距離 Y1及び Y 2は、制御装置 CONT1に対して出力される。
[0037] また、この走査型露光装置は、図 1に示すように、プレートステージ PSTの位置を計 測するレーザ干渉計システムを備えて 、る。プレートステージ PSTの X側の端縁に は Y軸方向に延びる X移動鏡 40a, 40b力設けられ、プレートステージ PSTの Y側 の端縁には X軸方向に延びる Y移動鏡 42が設けられている。 X移動鏡 42a, 42b〖こ 対向する位置には、 Xレーザ干渉計 38がベース 34上に設けられている。
[0038] 露光光学系 L1〜L13の筐体にはそれぞれ X参照鏡(図示せず)及び Y参照鏡(図 示せず)が取り付けられている。 Xレーザ干渉計 38は、 X移動鏡 40a, 40bそれぞれ に測長ビームを照射するとともに、対応する X参照鏡それぞれに参照ビームを照射 する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づく X移動鏡 40a, 40b及び X参照鏡 それぞれからの反射光は Xレーザ干渉計 38の受光部で受光される。 Xレーザ干渉計 38は、干渉光を検出し、検出結果を制御装置 CONT1に対して出力する。制御装置 CONT1は、 Xレーザ干渉計 38による検出結果に基づいて、参照ビームの光路長を 基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、 X参照鏡を基準とした X移動鏡 40a, 40bの位置 (座標)を計測する。制御装置 CONT1は、その計測結果に基づい て、プレートステージ PSTの X軸方向における位置を求める。
[0039] また、 Yレーザ干渉計は、 Y移動鏡 42に測長ビームを照射するとともに、 Y参照鏡 それぞれに参照ビームを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づく Y 移動鏡 42及び Y参照鏡それぞれからの反射光は Yレーザ干渉計の受光部で受光さ れる。 Yレーザ干渉計は、干渉光を検出し、検出結果を制御装置 CONT1に対して 出力する。制御装置 CONT1は、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光 路長の変化量、ひいては、 Y参照鏡を基準とした Y移動鏡 42の位置 (座標)を計測す る。制御装置 CONT1は、その計測結果に基づいて、プレートステージ PSTの Y軸 方向における位置を求める。
[0040] 制御装置 CONT1は、定盤 9の姿勢計測結果に基づいて、プレートステージ PST の姿勢を制御し、定盤 9に支持されている露光光学系 L1〜L13とプレートステージ P ST (プレート P)との相対位置を調整する。
[0041] また、この走査型露光装置は、図 1に示すように、露光光学系 L1〜L13の走査方 向の後方側(一X方向側)に、プレート Pに設けられているァライメントマークを検出す る複数のァライメント系 AL1〜AL6、及びプレート Pの Z方向における位置を検出す るオートフォーカス系 AF1〜AF6を備えている。また、プレートステージ PSTの X 方向の端部には、 Y方向に複数並んだ計測用マーク(以下では AISマークとも呼ぶ) を有する基準部材 44が設けられている。また、基準部材 44の下方には不図示の空 間像計測センサ (AIS)が設けられており、空間像計測センサはプレートステージ PS Tに埋設されている。
[0042] 空間像計測センサは、各 DMDの位置と、各 DMDにより形成される転写パターン の像がプレート P上に投影される位置との関係を求めるために用いられる。即ち、 D MDにより形成される基準マークと AISマークが一致するようにプレートステージ PST を移動し、基準マークの像と AISマークとを空間像計測センサで検出し、この検出結 果に基づいて DMDの位置と DMDにより形成される転写パターンの像がプレート P 上に投影される位置との関係を求める。なお、この場合に DMDにより形成される基 準マークは、後述するパターン記憶部 74 (図 15参照)に記憶されているものであり、 プレートステージ PSTの位置は Xレーザ干渉計 38及び Yレーザ干渉計により検出さ れる。
[0043] また、空間像計測センサは、ァライメント系 AL1〜AL6の位置とプレートステージ P STの位置との関係(各ァライメント系の計測中心の XY座標系上での位置)を求める ために用いられる。即ち、プレートステージ PSTを移動し、ァライメント系 AL1〜AL6 の計測領域中心 (具体的には各ァライメント系に設けられている指標マーク)に AIS マークを一致させ、このときのプレートステージ PSTの位置を Xレーザ干渉計 38及び Yレーザ干渉計で検出する。この検出結果に基づいて、ァライメント系 AL1〜AL6の 位置とプレートステージ PST位置の関係を求める。
[0044] また、プレートステージ PSTの近傍には、各露光光学系 L1〜L13を介した光ビー ムの強度、特に第 1露光ユニット群及び第 2露光ユニット群によりオーバラップ露光が 行なわれる領域における光ビームの強度を計測する少なくとも 1つの強度センサ(ビ ーム強度計測系、図示せず)が設けられている。強度センサは、 XY平面上を移動可 能に構成されており、各露光光学系 L 1〜L 13から射出される光ビームを計測できる 位置に移動し、各露光光学系 L1〜L13から射出される光ビームの強度を計測する。 強度センサによる計測結果は、制御装置 CONT1に対して出力される。なお、この強 度センサは、プレートステージ PSTに設けてもよいし、あるいはプレートステージ PST とは独立に可動な構成としてもよい。
[0045] 図 15は、この実施形態にかかる走査型露光装置のシステム構成を示すブロック図 である。図 15に示すように、この走査型露光装置は、露光処理に関する動作を総括 制御する制御装置 CONT1を備えている。制御装置 CONT1には、露光光学系 L1 の DMD8の各マイクロミラー 8aを個別に駆動する DMD駆動部 60が接続されて!、る 。 DMD駆動部 60は、制御装置 CONT1からの制御信号に基づいて DMD8の各マ イク口ミラー 8aの角度を変更する。同様に、制御装置 CONT1には露光光学系 L2〜 L 13を構成する DMDの各マイクロミラーを個別に駆動する DMD駆動部(図示せず )が接続されており、 DMD駆動部は制御装置 CONT1からの制御信号に基づいて DMDの各マイクロミラーの角度を変更する。
[0046] また、制御装置 CONT1には、露光光学系 L1のマイクロレンズアレイ 16を駆動する レンズアレイ駆動部 62が接続されている。レンズアレイ駆動部 62は、制御装置 CON T1からの制御信号に基づいてマイクロレンズアレイ 16を XY平面内もしくは Z方向に 移動、または XY平面に対して傾斜させる。同様に、制御装置 CONT1には露光光 学系 L2〜L13を構成するマイクロレンズアレイを駆動するレンズアレイ駆動部(図示 せず)が接続されており、レンズアレイ駆動部は制御装置 CONT1からの制御信号に 基づいてマイクロレンズアレイを XY平面もしくは Z方向に移動、または XY平面に対し て傾斜させる。
[0047] また、制御装置 CONT1には、投影光学モジュール PL 1のフォーカス調整機構 20 を駆動するフォーカス調整機構駆動部 64、シフト調整機構 22を駆動するシフト調整 機構駆動部 66、直角プリズム 24を駆動する直角プリズム駆動部 68、及び倍率調整 機構 30を駆動する倍率調整機構駆動部 70が接続されて ヽる。フォーカス調整機構 駆動部 64、シフト調整機構駆動部 66、直角プリズム駆動部 68、及び倍率調整機構 駆動部 70は、制御装置 CONT1からの制御信号に基づいてフォーカス調整機構 20 、シフト調整機構 22、直角プリズム 24、及び倍率調整機構 30を駆動させる。同様に 、各投影光学モジュール PL2〜PL13を構成するフォーカス調整機構を駆動するフ オーカス調整機構駆動部(図示せず)、シフト調整機構を駆動するシフト調整機構駆 動部(図示せず)、直角プリズムを駆動する直角プリズム駆動部(図示せず)、及び倍 率調整機構を駆動する倍率調整機構駆動部(図示せず)が接続されて!ヽる。フォー カス調整機構駆動部、シフト調整機構駆動部、直角プリズム駆動部、及び倍率調整 機構駆動部は、制御装置 CONT1からの制御信号に基づいてフォーカス調整機構、 シフト調整機構、直角プリズム、及び倍率調整機構を駆動させる。
[0048] また、制御装置 CONT1には、プレートステージ PSTを走査方向である X方向に沿 つて移動させ、かつ Y方向に微小移動させるプレートステージ駆動部 72が接続され ている。また、制御装置 CONT1には、ァライメント系 AL1〜AL6、オートフォーカス 系 AF1〜AF6、空間像計測センサ、強度センサ、 Xレーザ干渉計 38及び Yレーザ 干渉計が接続されている。また、制御装置 CONT1には、 DMD8において形成する 転写パターンや、ァライメントや空間像計測に用いられる基準マークを記憶するバタ ーン記憶部 74が接続されている。また、制御装置 CONT1には、露光データが記憶 されて 、る露光データ記憶部 76が接続されて 、る。
[0049] この実施形態にかかる走査型露光装置においては、 DMD8のマイクロミラー 8a、 マイクロレンズアレイ 16の各要素レンズ 16a及び点像視野絞り 18の各開口部 18aは 、 XY平面内にぉ 、て X方向及び Y方向に平行な方向に二次元的に配列されて!ヽる 。点像視野絞り 18の各開口部 18aを通過した光ビームのそれぞれが X方向及び Y方 向に平行な位置に到達する状態で走査露光した場合、 X方向に平行な線状のバタ ーンを形成することができるが、 Y方向に平行な線状のパターンを形成することがで きない。従って、 Υ方向に平行な線状のパターンも形成することができるように、例え ば点像視野絞り 18を Ζ軸回りに所定角度 α回転させて設置し、図 16に示すように、 回転させた点像視野絞り 18の各開口部 18aを通過した光ビームがプレート Ρ上に到 達するようにする。なお、点像視野絞り 18の回転に伴い、マイクロレンズアレイ 16も Z 軸回りに所定角度 α回転させて設置する。
[0050] 即ち、制御装置 CONT1は、レンズアレイ駆動部 62に対して制御信号を出力し、レ ンズアレイ駆動部 62を介してマイクロレンズアレイ 16を、 Ζ軸を軸として回転駆動させ る。また、制御装置 CONT1は、マイクロレンズアレイ 16と同様に、図示しない駆動部 を介して点像視野絞り 18を、 Ζ軸を軸として回転駆動させる。また、制御装置 CONT 1は、 DMD駆動部 60に対して制御信号を出力し、マイクロレンズアレイ 16の各要素 レンズ 16及び点像視野絞り 18の各開口部 18aに対応するように、 DMD駆動部 60を 介して DMD8の各マイクロミラー 8aの角度を調整する。マイクロレンズアレイ 16及び 点像視野絞り 18が回転することにより、点像視野絞り 18の各開口部 18aを通過した 光ビームが Z軸回りに所定角度 α回転されてプレート P上に到達する。この状態で走 查露光した場合、 X方向及び Υ方向に平行な線状のパターンを形成することができる
[0051] なお、直角プリズム駆動部 68を介して直角プリズム 24を Ζ軸回りに回転駆動させる ことにより、点像視野絞り 18の各開口部 18aを通過した光ビームが Ζ軸回りに所定角 度回転されてプレート P上に到達するようにしてもよい。また、この実施形態において は、 XY平面内にお 、て X方向及び Y方向に平行な方向に二次元的に配列された点 像視野絞り 18の開口部 18aを備えている力 XY平面内において X方向及び Y方向 に対して 45度傾斜した方向に二次元的に配列された点像視野絞りの開口部を備え てもよい。この場合おいても、点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームが、例え ば図 17に示すように、 Z軸回りに所定角度 α回転させてプレート P上に到達するよう にする。
[0052] なお、制御装置 CONT1は、他の露光光学系 L2〜L13のそれぞれが備えるマイク 口レンズアレイ及び点像視野絞りを Z軸回りに回転駆動させ、 DMDの各マイクロミラ 一の角度を調整する、または、直角プリズムを Z軸回りに回転駆動させる。こうすること により、点像視野絞りの各開口部を通過した光ビームが、点像視野絞り 18の各開口 部 18aを通過した光ビームと同様に、 Z軸回りに所定角度 α回転させてプレート P上 に到達するようにする。
[0053] また、点像視野絞り 18の各開口部 18aを通過した光ビームを Ζ軸回りに所定角度 a回転させる代わりに、露光光学系 L1により形成される投影領域 48aの形状を変形 させてもよい。即ち、投影領域 48aの変形前において X方向に平行な線状のパター ンのみを形成することができ、 Y方向に平行な線状のパターンを形成することができ な 、場合にぉ 、ても、投影領域 48aの変形後にお 、て X方向及び Y方向に平行な 線状のパターンを形成することができる。次に、投影領域 48aの変形方法について説 明する。ここで、この実施形態においては露光光学系 L1により形成される投影領域 4 8aの形状は台形形状であるが、説明を分力りやすくするために、投影領域 48aが矩 形状であると仮定して説明する。
[0054] 図 18は、投影領域 48aの形状を変形するくさびプリズム (補正光学系) 90, 92の構 成を示す図である。くさびプリズム 90, 92は、点像視野絞り 18と投影光学モジュール PL 1との間の光路中または投影光学モジュール PL 1とプレート Pとの間の光路中に 配置される。図 18に示すように、くさびプリズム 90の入射面 90a及び射出面 90bは平 面を有し、入射面 90aと射出面 90bとは所定の楔角(以下、第 1楔角という。)を有し ている。くさびプリズム 90は、入射面 90aの平面と射出面 90bの平面との交線の方向 が Y方向となるように配置されている。また、くさびプリズム 90は、 X軸及び Y軸回りに 回転可能に構成されている。
[0055] くさびプリズム 92の入射面 92a及び射出面 92bは平面を有し、入射面 92aと射出面 92bとは第 1楔角と同一の楔角(以下、第 2楔角という。)を有している。くさびプリズム 92は、入射面 92aの平面と射出面 92bの平面との交線の方向が Y方向となるように 配置されており、第 1楔角と第 2楔角とが略反対方向を向くように配置されている。ま た、くさびプリズム 90は、 X軸及び Y軸回りに回転可能に構成されている。
[0056] くさびプリズム 90, 92の少なくとも 1つを Y軸回りに回転させることにより X方向にお ける投影倍率を調整することができる。また、くさびプリズム 90, 92の少なくとも 1つを X軸回りに回転させることにより、投影光学モジュール PL 1の X方向及び Y方向にお ける投影位置をシフトさせることができる。図 19は、くさびプリズム 90を、 X軸方向を 軸として反時計回りに微少量回転させたときの Y方向側からみた場合のくさびプリ ズム 90, 92の位置を示す図、図 20は、 +Y方向側からみた場合のくさびプリズム 90 , 92の位置を示す図である。図 19に示すように、最も Y方向側を通過する光ビー ムは X方向に tlシフトされ、図 20に示すように最も +Y方向側を通過する光ビームは X方向に t2シフトされる。
[0057] また、くさびプリズム 90を、 X軸方向を軸として回転させることにより、露光光学系 L1 の X方向における投影位置もシフトされる。図 21は、くさびプリズム 90を、 X軸方向を 軸として反時計回りに微少量回転させたときの—X方向側力 みた場合のくさびプリ ズム 90, 92の位置を示す図、図 22は、 +X方向側からみた場合のくさびプリズム 90 , 92の位置を示す図である。図 21に示すように、最も—X方向側を通過する露光光 は Y方向に siシフトされ、図 22に示すように、最も +X方向側を通過する露光光は Y 方向に s2シフトされる。
[0058] 即ち、くさびプリズム 90を回転させない場合に露光光学系 L1によりプレート P上に 形成される投影領域 48aの形状が図 23中に破線で示すように矩形状 (長方形状)で ある場合、くさびプリズム 90を、 X軸方向を軸として反時計回りに微少量回転させた 場合に露光光学系 L1によりプレート P上に形成される投影領域 48aは図 23中に実 線で示すように平行四辺形状となる。これにより、投影領域 48aの形状を変形させる ことができ、投影領域 48aの変形前においては X方向に平行な線状のパターンのみ を形成することができ、 Y方向に平行な線状のパターンを形成することができな 、場 合にぉ 、ても、投影領域 48aの変形後にお 、ては X方向及び Y方向に平行な線状 のパターンを形成することができる。なお、他の投影領域 48b〜48mについても、露 光光学系 L2〜L13のそれぞれにくさびプリズム 90, 92の構成と同一の構成を有す るくさびプリズムを設けることにより、その形状を変形させることができる。
[0059] なお、 3つのくさびプリズムを備えるようにしてもよぐこの 3つのくさびプリズムを X軸 方向または Y軸方向を軸として回転駆動させることにより、像のフォーカス位置、回転 、倍率を調整することができる。 [0060] また、くさびプリズム 90, 92を用いて、 X軸方向または Y軸方向を軸として回転駆動 させることにより、点像視野絞り 18の開口部 18aに到達する光ビームの位置の微調 整を行なうことができる。この際、くさびプリズム 90, 92は、 DMD8とリレーレンズ群 1 2aとの間の光路中またはリレーレンズ群 12cとマイクロレンズアレイ 16との間の光路 中に配置する。
[0061] この場合においては、 DMD8の露光データを調整することにより点像視野絞り 18 に到達する光ビームの位置をデジタル的に調整するのと比較して、アナログ的に調 整することができ、より微細なパターンを形成する場合に有効である。
[0062] 次に、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対的な位置ずれを補正する方 法について説明する。例えば、図 24に示すように、定盤 9が破線で示す形状から実 線で示す形状に変形した場合、図 25に示すように、第 1露光ユニット群と第 2露光ュ ニット群とが実線で示す位置から破線で示す位置となる。即ち、第 1露光ユニット群と 第 2露光ユニット群との X方向における相対的な位置ずれが生じ、第 1露光ユニット群 によりプレート P上に投影される像と、第 2露光ユニット群によりプレート P上に投影さ れる像との X方向におけるずれが生じる。制御装置 CONT1は、センサ Cにより測定 された距離 XI, X2に基づいて、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との X方向 における相対的な変位量を検出する。即ち、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群 との相対的な並進量 (X方向における相対的なずれ量)を検出する。
[0063] また、例えば、図 26に示すように、定盤 9が破線で示す形状から実線で示す形状に 変形した場合、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との Y方向における相対的な ずれが生じる。即ち、第 1露光ユニット群によりプレート P上に投影される像と、第 2露 光ユニット群によりプレート p上に投影される像との γ方向におけるずれが生じる。制 御装置 CONT1は、センサ Cにより測定された距離 Yl, Y2に基づいて、第 1露光ュ ニット群と第 2露光ユニット群との相対的な変位量を検出する。即ち、第 1露光ユニット 群と第 2露光ユニット群との相対的な姿勢差 (Y方向における相対的なずれ量)を検 出する。
[0064] ここで、上述の投影光学モジュール PL1〜PL13をそれぞれ構成するフォーカス調 整機構、シフト調整機構、回転調整機構としての直角プリズム、及び倍率調整機構は 、第 1露光ユニット群の投影位置及び第 2露光ユニット群の投影位置の少なくとも 1つ を補正する補正装置として機能する。また、露光光学系 L1〜L13をそれぞれ構成す る DMDの露光データを変更することにより、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群 とにより形成される像の位置 (投影位置)の少なくとも 1つを補正することができる。即 ち、この補正装置は、制御装置 CONT1からの制御信号に基づいて、露光光学系 L 1〜L13により形成される像の回転、シフト、倍率及びフォーカス位置の少なくとも 1 つを補正する。
[0065] 即ち、制御装置 CONT1は、センサ Cにより測定された 4つの距離 XI, X2, Yl, Y 2に基づいて検出した第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対的な変位量( 相互の変動)から、各露光光学系 L1〜L13を構成する DMDの露光データの調整 量 (補正量)、または各投影光学モジュール PL 1〜PL 13を構成するフォーカス調整 機構、シフト調整機構、回転調整機構、及び倍率調整機構の調整量 (駆動量)を算 出する。制御装置 CONT1は、算出した調整量 (補正量また駆動量)の情報を含む 制御信号を、各露光光学系 L1〜L13を構成する DMD駆動部、各投影光学モジュ ール PL1〜PL13を構成するフォーカス調整機構駆動部、シフト調整機構駆動部、 直角プリズム駆動部、及び倍率調整機構駆動部に対して出力する。各露光光学系 L 1〜L 13を構成する DMD駆動部、各投影光学モジュール PL 1〜PL 13を構成する フォーカス調整機構駆動部、シフト調整機構駆動部、直角プリズム駆動部、及び倍 率調整機構駆動部は、制御装置 CONT1からの調整量 (補正量または駆動量)の情 報を含む制御信号に基づいて、各露光光学系 L1〜L13を構成する DMDのマイク 口ミラー、各投影光学モジュール PL 1〜PL 13を構成するフォーカス調整機構、シフ ト調整機構、直角プリズム (回転調整機構)及び倍率調整機構を駆動する。これによ り、第 1露光ユニット群または第 2露光ユニット群による転写パターンのプレート P上に おける投影位置 48a〜48mの補正を行う。
[0066] なお、制御装置 CONT1は、各露光光学系 L1〜L13を構成する DMD、各投影光 学モジュール PL1〜PL13を構成するフォーカス調整機構、シフト調整機構、回転調 整機構、及び倍率調整機構のうちの少なくとも 1つの調整量 (駆動量)を算出し、第 1 露光ユニット群または第 2露光ユニット群の投影位置 48a〜48mのずれの補正を行う [0067] ここで、センサ Cにより測定される 4つの距離 XI, X2, Yl, Y2は第 1露光ユニット 群と第 2露光ユニット群との相対的な変位量であるため、第 1露光ユニット群の投影位 置のずれ量、及び第 2露光ユニット群の投影位置のずれ量を個々に検出することが できない。従って、制御装置 CONT1は、例えばレーザ干渉計システムにより計測さ れるプレートステージ PSTの位置、及びセンサ Cにより測定される 4つの距離 XI, X2 , Yl, Y2に基づいて、第 1露光ユニット群の投影位置のずれ量と第 2露光ユニット群 の投影位置のずれ量とを個々に算出してもよい。即ち、制御装置 CONT1は、レー ザ干渉計システムにより計測されるプレートステージ PSTの位置に基づいて第 2露光 ユニット群の投影位置を検出する。次に、検出された第 2露光ユニット群の投影位置 と、センサ Cにより測定される 4つの距離 XI, X2, Yl, Y2とに基づいて第 1露光ュ- ット群の投影位置を検出する。
[0068] また、制御装置 CONT1は、レーザ干渉計システムにより計測されるプレートステー ジ PSTの位置に基づいて、露光光学系 L1〜L13の全体の変動を検出することがで きる。また、制御装置 CONT1は、センサ Cにより測定される 4つの距離 XI, X2, Y1 , Y2に基づいて、露光光学系 L1〜L13の相互の変動を検出することができる。
[0069] 制御装置 CONT1は、検出された第 1露光ユニット群の投影位置に基づいて、第 1 露光ユニット群を構成する露光光学系 LI, L3, L5, L7, L9, Ll l, L13の少なくと も 1つにおける、 DMD、フォーカス調整機構、シフト調整機構、回転調整機構、及び 倍率調整機構の少なくとも 1つの調整量 (駆動量)を算出する。また、検出された第 2 露光ユニット群の投影位置に基づいて、第 2露光ユニット群を構成する露光光学系 L 2, L4, L6, L8, LIO, L12の少なくとも 1つにおける、 DMD、フォーカス調整機構、 シフト調整機構、回転調整機構、及び倍率調整機構の少なくとも 1つの調整量 (駆動 量)を算出する。そして、算出された第 1露光ユニット群の投影位置を補正するための 調整量、及び第 2露光ユニット群の投影位置を補正するための調整量に基づ 、て、 各投影光学モジュール PL1〜PL13のフォーカス調整機構、シフト調整機構、回転 調整機構、及び倍率調整機構を駆動することにより補正を行う。
[0070] また、制御装置 CONT1は、第 1露光ユニット群 (または第 2露光ユニット群)の投影 位置を基準(固定)として第 2露光ユニット群 (または第 1露光ユニット群)の投影位置 の補正を行うこともできる。この場合には、第 1露光ユニット群の投影位置のずれ量と 第 2露光ユニット群の投影位置のずれ量とを個々に算出することはしないが、第 1露 光ユニット群の投影位置と第 2露光ユニット群の投影位置との相対的なずれ量を補 正することができるため、第 1露光ユニット群の投影位置と第 2露光ユニット群の投影 位置との継ぎ部を正確に一致させることができる。
[0071] また、制御装置 CONT1は、センサ Cにより測定された 4つの距離 XI, X2, Yl, Y 2に基づいて検出した第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対的な変位量に 基づいて、第 1露光ユニット群の投影位置を補正するための調整量と、第 1露光ュニ ット群の投影位置を補正するための調整量と同量の第 2露光ユニット群の投影位置 を補正するための調整量を算出するようにしてもよい。即ち、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対的な変位量に基づいて算出された調整量の 2分の 1 (半分) ずつを、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群の調整量とする。この場合には、第 1 露光ユニット群の投影位置のずれ量と、第 2露光ユニット群の投影位置のずれ量とを 個々に算出することはないが、第 1露光ユニット群の投影位置と第 2露光ユニット群の 投影位置との相対的なずれ量を補正することができるため、第 1露光ユニット群の投 影位置と第 2露光ユニット群の投影位置との継ぎ部を正確に一致させることができる。
[0072] 以上説明したように、複数並んだ露光光学系 L1〜L13を 1つの定盤 9で支持する ことにより、コラム 1が歪み変形を生じたとしても、このコラム 1の歪み変形の露光光学 系 L1〜L13に対する影響を小さく抑えることができる。そして、複数の露光光学系 L 1〜L13は 1つの定盤 9により支持されているので、コラム 1に歪み変形が生じても、 露光光学系 L1〜L13どうしの相対位置の変化を小さく抑えることができる。従って、 露光光学系 L1〜L13の結像特性 (光学性能)の変動を小さく抑えることができる。
[0073] また、センサにより第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対的な 4つの距離 を測定し、その測定結果に基づいて第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対 的な変位量、即ちキネマティック支持構造を構成する支持部等により抑制することが できない第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対位置の変化量を検出するこ とができる。また、その検出結果に基づいて可変成形マスクにより生成されるパターン のプレート上における投影位置を前述の補正装置により補正することができるため、 第 1露光ユニット群の投影位置と第 2露光ユニット群の投影位置とのずれを補正する ことができる。従って、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群とが載置される定盤ま たはコラムの変形等により投影位置のずれが生じた場合においても、その投影位置 のずれを補正することができるため、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との継ぎ 部を正確に一致させることができ、高精度に露光を行うことができる。
[0074] また、この実施形態においては、センサ Cを投影光学モジュール PL 12及び PL 13 側(一 Y方向側)に配置している力 投影光学モジュール PL1及び PL2側(+Y方向 側)に配置してもよい。また、センサ Cを定盤 9の下側(—Z方向側)に配置しているが 、定盤 9の上側(+Z方向側)に配置してもよい。
[0075] また、本実施形態においては、 X方向における 2つの距離 XI, X2、及び Y方向に おける 2つの距離 Yl, Y2を測定するようにセンサ Cを構成している力 X方向及び Y 方向の 、ずれか一方における 1つ以上の距離を測定するように構成してもよ!/、。
[0076] また、本実施形態においては、前述の補正装置 (DMD、フォーカス調整機構、シ フト調整機構、回転調整機構、及び倍率調整機構の少なくとも 1つ)により、第 1露光 ユニット群の投影位置と第 2露光ユニット群の投影位置とのずれを補正しているが、 補正装置としてプレート Pが載置されているプレートステージ PSTの姿勢を制御する ことにより、第 1露光ユニット群の投影位置と第 2露光ユニット群の投影位置とのずれ を補正してもよい。即ち、プレートステージ PSTの位置を調整することにより、第 1露 光ユニット群と第 2露光ユニット群との投影位置のずれを補正することが可能となる。
[0077] また、センサ Cの計測結果に基づいて第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との 投影位置のずれの補正を行なっているが、センサ Cを設けないで、第 1露光ユニット 群と第 2露光ユニット群との投影位置のずれの補正を行うことも可能である。例えば、 所定の気温 (露光装置内の温度など)や経過時間に基づく定盤 9の変形を予め再現 することができる場合には、定盤 9の変形に基づく第 1露光ユニット群と第 2露光ュ- ット群との投影位置のずれの調整量を露光データ記憶部 76に記憶させておく。そし て、所定の気温になったとき、または所定の時間が経過したとき、制御装置 CONT1 は、露光データ記憶部 76に記憶されている調整量に基づいて、第 1露光ユニット群と 第 2露光ユニット群との投影位置のずれの調整を行なう。なお、図 1の露光装置が、 プレートステージ PSTの移動に起因して定盤 9に歪みが生じる、即ち第 1及び第 2露 光ユニット群の相対的な位置ずれが生じるボディ構造である場合、上記気温または 経過時間と組み合わせて、あるいはそれらとは独立に、例えばプレートステージ PST の移動に関する情報(一例として、位置及び加速度の少なくとも一方を含む)に対応 して、定盤 9の変形 (歪みなど)に関する情報、第 1及び第 2露光ユニット群の投影位 置のずれに関する情報、もしくはその位置ずれの調整量を、事前に求めて露光デー タ記憶部 76に格納しておく。そして、プレートの露光動作中、例えばレーザ干渉計シ ステムなど力 得られるプレートステージ PSTの移動に関する計測情報 (または、プ レートステージ PSTの駆動に関する指令値)などに応じた露光データ記憶部 76の格 納情報に基づいて、前述の補正装置により第 1及び第 2露光ユニット群による投影像 の相対的な位置ずれを補正してもよ ヽ。
[0078] また、補正装置としての DMDをラフ補正装置とし、補正装置としてのフォーカス調 整機構、シフト調整機構、回転調整機構及び倍率調整機構をファイン補正装置とし て、両者を連動させて上記補正を行ってもよい。また、補正装置としてのフォーカス調 整機構、シフト調整機構、回転調整機構及び倍率調整機構をラフ補正装置とし、補 正装置としての DMDをファイン補正装置として、両者を連動させて上記補正を行つ てもよい。
[0079] また、補正装置として DMD、フォーカス調整機構、シフト調整機構、回転調整機構 及び倍率調整機構による第 1露光ユニット群の投影位置と第 2露光ユニット群の投影 位置とのずれの補正は、露光光学系のキャリブレーション時、露光時、または常時行 なうようにする。
[0080] この実施形態においては、各露光光学系 L1〜L13を透過する光ビームの強度 (露 光量)、特に隣り合う露光光学系の継ぎ部に到達する光ビームの強度を計測し、その 計測結果に基づいて継ぎ部に到達する光ビームの強度 (露光量)を調整することが できる。即ち、例えば露光光学系 L1により形成される投影領域 48aと、露光光学系 L 2により形成される投影領域 48bとの継ぎ部に到達する光ビームであって、露光光学 系 L1を透過した光ビームと、露光光学系 L2を透過した光ビームの各強度を強度セ ンサにより計測する。具体的には、制御装置 CONT1は、露光光学系 L1を透過し、 投影領域 48aと投影領域 48bとの継ぎ部に到達する光ビームの強度を計測できる位 置に、強度センサを移動する。強度センサは、計測結果を制御装置 CONT1に対し て出力する。
[0081] また、制御装置 CONT1は、露光光学系 L2を透過し、投影領域 48aと投影領域 48 bとの継ぎ部に到達する光ビームの強度を計測できる位置に、強度センサを移動する 。強度センサは、計測結果を制御装置 CONT1に対して出力する。制御装置 CONT 1は、強度センサにより計測された露光光学系 L1を透過した光ビームの強度と、露光 光学系 L2を透過した光ビームの強度とを比較する。露光光学系 L1を透過した光ビ ームの強度と露光光学系 L2を透過した光ビームの強度との差が大き 、場合、投影 領域 48aと投影領域 48bとの継ぎ部における露光量に対する線幅精度が低下する。 従って、制御装置 CONT1は、図示しない光源の電圧等の調整を行なうことにより、 露光光学系 L1を透過する光ビームの強度と、露光光学系 L2を透過する光ビームの 強度とをほぼ同一にする。
[0082] なお、制御装置 CONT1は、他の継ぎ部に到達する光ビームの強度を強度センサ により計測し、その計測結果に基づいて光ビームの強度の調整を行なう。また、上記 光ビームの強度 (露光量)の調整は、複数の露光光学系 L1〜L13の少なくとも 1つで そのパターン像の位置を補正する際に行うことが好ましい。なお、この実施形態にお V、ては、 XY平面内を移動可能に構成されて 、る 1つの強度センサを備えて 、るが、 複数の強度センサを備えるようにしてもよい。また、この実施形態に力かる強度センサ は、光ビームの単一のビームスポットの強度を計測している力 所定の単位に分割さ れた光ビームの強度 (例えば、 1つまたは複数の投影領域内に到達する光ビームの 強度、 1つの投影領域を分割した領域内に到達する光ビームの強度)を計測するよう にしてもよい。
[0083] また、露光光学系 L1〜L13により形成される投影領域 48a〜48mの継ぎ部と継ぎ 部でない部分とのディストーションの影響を同一にすることが望ましい。具体的には、 第 1露光ユニット群側の継ぎ部の転写パターンと第 2露光ユニット群側の継ぎ部の転 写パターンとが偏重せずほぼ均一に分散されるように、 DMDによるパターン形成を 行なう。この際、転写パターンの走査方向における長さについて、継ぎ部どうしの積 算された長さを継ぎ部でない部分の長さと同一にする。
[0084] なお、可変成形マスクにより形成されたパターンをプレート上に形成する際に、プレ 一トを載置したプレートステージを移動させることにより、プレートステージの走り誤差 、露光光学系を支持しているコラムの変形が生じ、結果として第 1露光ユニットと第 2 の露光ユニットとの相対的な位置誤差が生じ、プレート上のパターンに位置誤差が発 生する場合がある。この場合には、例えば試し露光を行うことにより、プレートステー ジの走り誤差等によるパターンの配列誤差を計測する。この計測した計測値を用い て、各投影像の位置を直接補正する補正テーブルを作成し、プレートの各位置にお ける補正テーブルを持つことにより、像の位置の補正を逐次行うようにしてもよい。ま た、走査方向ごとの補正値を持つようにしてもよい。なお、本実施形態では、一回の スキャンでプレートの露光が完結するものを示した力 複数の走査露光の合間にプレ ートステージをステップ動作させるステップアンドスキャン方式を用いてもょ 、。また、 露光光学系に対してプレートステージを走査させるものを示したが、露光光学系をプ レートに対して走査するようにしてもよいことは言うまでもない。その際にも、露光光学 系の移動による装置の変形が考えられ、プレートの各露光位置における像の位置補 正値を設定するようにしてもょ 、。
[0085] この実施形態にかかる走査型投影露光装置によれば、プレートステージの走査に 同期して DMDにより形成される転写パターンを変化させることができるため、所望の パターンを容易に生成することができる。また、転写パターンが形成されるマスクの使 用時に必要であったマスクステージを備える必要がなぐ露光装置のコストダウン及 び小型化を可能とする。また、この走査型投影露光装置によれば、露光光学系が転 写パターンの像の位置の補正を行ことができるため、 DMDより形成される転写パタ 一ンの像を正確に投影露光することができる。
[0086] また、この実施形態にかかる走査型露光装置によれば、複数の露光光学系 L1〜L 13の変動を補償するように、複数の露光光学系 L1〜L13により形成される複数の像 のうち少なくとも 1つの像の位置を補正することができるため、隣り合う露光光学系に より形成される像の位置ずれを補正することができる。従って、複数の露光光学系 L1 〜L13を支持する部材の変形等により像の位置ずれが生じた場合においても、隣り 合う露光光学系の継ぎ部を正確に一致させることができ、プレート P上に DMD8によ り形成される所定のパターンを精度良く露光することができる。
[0087] また、この実施形態にかかる走査型露光装置によれば、強度センサにより各露光光 学系 L1〜L13を透過する光ビームの強度を測定し、その測定結果に基づいて露光 光学系 L1〜L13の少なくとも 1つを透過する光ビームの強度を調整するため、隣り合 う露光光学系の光ビームの強度の差を補正することができる。従って、隣り合う露光 光学系を透過する光ビームの強度に差が生じた場合においても、その光ビームの強 度の差を補正することができるため、隣り合う露光光学系の継ぎ部の露光を良好に行 なうことができ、プレート P上に DMD8により形成される所定のパターンを精度良く露 光することができる。
[0088] なお、この実施形態では、第 1露光ユニット群と第 2露光ユニット群との相対的な関 係が変化することを示したが、各ユニット群を構成する各露光光学系のそれぞれに位 置検出用のセンサを設けることにより、各露光光学系の位置'姿勢を計測し、その計 測結果に応じて像の位置を補正するように前述の補正装置を制御するようにしてもよ い。
[0089] また、この実施形態にかかる走査型露光装置においては、図 6に示す投影光学モ ジュールを備えている力 図 27または図 28に示すような構成を有する投影光学モジ ユールを備えるようにしてもよい。図 27に示す投影光学モジュールは、プリズム 24a、 レンズ群 26a、及びミラー 28aにより構成されている。図 28に示す投影光学モジユー ルは、ビームスプリッタ 24b、 1Z4波長板 25、レンズ群 26b、及びミラー 28bにより構 成されている。
[0090] また、この実施形態にかかる走査型露光装置においては、図 2に示した点像視野 絞り 18及び投影光学モジュール PL 1〜PL 13を介した光ビームによりパターン像を プレート P上に形成している力 図 29に示すように、マイクロレンズアレイ 16を通過し た光ビームによりパターン像をプレート P上に形成するようにしてもよい。即ち、点像 視野絞り及び投影光学モジュールを備えない構成にしてもよい。この場合には、装置 本体をコンパクトィ匕及び低コストィ匕することができる。 [0091] また、この実施形態においては、ファイバの射出端力も射出した略正方形の光束断 面形状を有する光ビームを DMDに入射させている力 例えば図 30a、図 30bに示す ようなプリズム 5a, 5bを、コリメート光学系 4とミラー 6 (または DMD8)との間の光路中 に挿入することにより、光束断面形状を DMD8 (マイクロミラー)と同様の矩形状に整 形し、 DMD8に入射させるようにしてもよい。この場合においては、図 3に示す矩形 状の DMD8に正方形状の光束を入射させた場合と比較して、光ビームを無駄なく使 用することができる。
なお、上記実施形態ではその全ての光学部材 (構成要素)がー体に保持される露 光光学系を定盤 9に設置するものとしたが、露光光学系の一部 (例えば、少なくとも投 影光学モジュールを含む)を定盤 9に設置し、残りは定盤 9と異なる架台(コラム、フレ ームなど)に設けるようにしてもよい。さらに、上記実施形態では DMD8と点像視野絞 り 18とにより任意のパターンをプレート P上に形成するものとした力 例えば点像視野 絞りを設けず DMDのみでパターンを形成してもよい。また、上記実施形態では可変 成形マスク (電子マスク)として、基板上に形成すべきパターンの電子データ (露光デ ータ)に基づいてマイクロミラーの角度が制御される DMDを用いるものとした力 例え ば光の振幅、位相または偏光の状態を空間的に変調する素子である、 DMD以外の 非発光型画像表示素子 (空間光変調器 (Spatial Light Modulator)とも呼ばれる)を用 いてもよい。さらに、上記実施形態における露光光学系は図 2に示した構成などに限 られるものでなく任意で構わない。例えば、 DMDの代わりに自発光型画像表示素子 を用いてもよぐこの場合には投影光学モジュールに関して基板 (プレート)と実質的 に共役にその自発光型画像表示素子を配置するだけでよいので、露光光学系は自 発光型画像表示素子、及び投影光学モジュールのみを有することになる。なお、自 発光型画像表示素子には、例えば複数の発光点を有する固体光源チップ、チップを 複数個アレイ状に配列した固体光源チップアレイ、あるいは複数の発光点を 1枚の基 板に作り込んだ固体光源アレイ(例えば LED (Light Emitting Diode)ディスプレイ、 O LED (Organic Light Emitting Diode)ディスプレイ、 LD (Laser Diode)ディスプレイな ど)などが含まれる。
[0092] 上述した第 1実施形態に係る走査型露光装置によれば、並列的に配置された複数 の光学ユニット(露光光学系 L1〜L13の全部(2, 4, 6, 8, 10, 16, 18, PL1〜PL 13等)又は一部(例えば、投影光学モジュール PL 1〜PL 13) )の変動を補償するよう に、複数の光学ユニットにより形成される複数の像のうち少なくとも 1つの像の位置を 補正することができるため、隣り合う光学ユニットにより形成される像の位置ずれを補 正することができる。従って、複数の光学ユニットを支持する部材の変形等により像の 位置ずれが生じた場合にお!、ても、隣り合う光学ユニットの継ぎ部を正確に一致させ ることができ、感光基板 (例えば、ガラス基板、ウェハ)等の物体上に可変成形マスク により形成される所定のパターンを精度良く露光転写することができる。
[0093] また、この第 1実施形態の走査型露光装置によれば、ビーム強度計測系により第 1 露光ユニット及び第 2露光ユニットのビーム強度を測定し、その測定結果に基づ!/、て 第 1露光ユニット及び第 2露光ユニットの少なくとも一方のビーム強度を調整するため 、第 1露光ユニットのビーム強度と第 2露光ユニットのビーム強度との差を補正するこ とができる。従って、第 1露光ユニットと第 2露光ユニットとのビーム強度に差が生じた 場合においても、そのビーム強度の差を補正することができるため、第 1露光ユニット と第 2露光ユニットの継ぎ部の露光を良好に行なうことができ、感光基板上に可変成 形マスクにより形成される所定のパターンを精度良く露光転写することができる。
[0094] [第 2実施形態]
次に、図面を参照して、本発明の第 2実施形態の説明を行う。図 31は、本発明の第 2実施形態に係る露光装置の概略構成図、図 32は、概略斜視図である。図 31及び 図 32において、露光装置 EXは、パターンが形成されたマスク Mを支持するマスクス テージ MSTと、外径が 500mmよりも大きい感光基板 (プレート) Pを支持する基板ス テージ(プレートステージ) PSTと、マスクステージ MSTに支持されたマスク Mを露光 光 ELで照明する照明光学系 ILと、露光光 ELで照明されたマスク Mのパターンの像 を基板ステージ PSTに支持されて ヽる感光基板 Pに投影する投影光学系 PLと、投 影光学系 PLを定盤 101を介して支持するコラム 100と、露光処理に関する動作を統 括制御する制御装置 CONT2とを備えている。コラム 100は、上部プレート部 100A と、上部プレート部 100Aの 4隅のそれぞれより下方に延びる脚部 100Bとを有してお り、床面に水平に載置されたベースプレート 110上に設置されている。本実施形態に ぉ 、て、投影光学系 PLは複数 (本例では 7つ)並んだ投影光学モジュール PLa〜P Lgを有しており、照明光学系 ILも投影光学モジュールの数及び配置に対応して複 数 (7つ)の照明光学モジュールを有している。感光基板 Pはガラス基板等のフラット パネルディスプレイに用いられる基板に感光剤(フォトレジスト)を塗布したものである
[0095] ここで、本実施形態に係る露光装置 EXは、投影光学系 PLに対してマスク Mと感光 基板 Pとを同期移動して走査露光する走査型露光装置であって、所謂マルチレンズ スキャン型露光装置を構成している。以下の説明において、マスク M及び感光基板 P の同期移動方向を X軸方向(走査方向)、水平面内において X軸方向と直交する方 向を Y軸方向(非走査方向)、 X軸方向及び Y軸方向と直交する方向を Z軸方向とす る。また、 X軸、 Y軸、及び Z軸回りのそれぞれの方向を 0 X、 0 Y、及び 0 Ζ方向とす る。
[0096] 照明光学系 ILは、不図示ではあるが、複数の光源と、複数の光源力 射出された 光束を一旦合成した後に均等分配して射出する複数の射出部を有するライトガイドと 、ライトガイドの各射出部からの光束を均一な照度分布を有する光束 (露光光)に変 換するオプティカルインテグレータと、オプティカルインテグレータからの露光光をスリ ット状に整形するための開口を有するブラインド部と、ブラインド部を通過した露光光 をマスク Μ上に結像するコンデンサレンズとを備えている。コンデンサレンズからの露 光光の照射によって、マスク Μは複数のスリット状の照明領域で照明される。本実施 形態における光源には水銀ランプが用いられ、露光光としては、不図示の波長選択 フィルタにより、露光に必要な波長である g線 (436nm)、 h線 (405nm)、 i線(365η m)などが用いられる。
[0097] マスクステージ MSTは、コラム 100の上部プレート部 100A上に設けられている。マ スクステージ MSTは、マスク Mを保持するマスクホルダ 120と、上部プレート部 100A 上においてマスクホルダ 120を X軸方向に所定ストロークで移動可能な一対のリニア モータ 121と、上部プレート部 100Aに設けられ、 X軸方向に移動するマスクホルダ 1 20を案内する一対のガイド部 122とを備えている。なお、図 32には— Y側のリニアモ ータ 121及びガイド部 122は図示されて!ヽな 、。マスクホルダ 120はバキュームチヤ ックを介してマスク Mを保持する。マスクホルダ 120の中央部にはマスク Mからの露 光光が通過する開口部 120Aが形成されている。一対のリニアモータ 121のそれぞ れは、上部プレート部 100A上において支持部材 123で支持され、 X軸方向に延び るように設けられた固定子 121Aと、この固定子 121Aに対応して設けられ、マスクホ ルダ 120の Y軸方向両側に固定された可動子 121 Bとを備えて 、る。リニアモータ 12 1は、固定子 121Aをコイルユニット(電機子ユニット)で構成し、可動子 121Bを磁石 ユニットで構成した、所謂ムービングマグネット型リニアモータでもよいし、固定子 121 Aを磁石ユニットで構成し、可動子 121Bをコイルユニットで構成した、所謂ムービン グコイル型リニアモータでもよい。そして、可動子 121Bが固定子 121Aとの間の電磁 気的相互作用により駆動することでマスクホルダ 120が X軸方向に移動する。
[0098] 一対のガイド部 122のそれぞれは X軸方向に移動するマスクホルダ 120を案内する ものであって、 X軸方向に延びるように設けられ、コラム 100の上部プレート部 100A に固定されて 、る。マスクホルダ 120の下部にはガイド部 122と係合する凹部を有す る一対の被ガイド部材 124が固定されて 、る。被ガイド部材 124とガイド部 122との間 には非接触ベアリングである不図示のエアベアリングが設けられており、マスクホルダ 120はガイド部 122に対して非接触で支持されつつ、 X軸方向に移動する。また、マ スクステージ MSTは、不図示ではあるが、マスク Mを保持するマスクホルダ 120を Y 軸方向及び Θ Z方向に移動する移動機構も有している。そして、上記リニアモータ及 び移動機構によりマスクホルダ 120 (マスクステージ MST)の姿勢が調整可能である 。以下の説明では、マスクホルダ 120 (マスクステージ MST)の姿勢を調整可能な上 記リニアモータ及び移動機構を適宜「マスクステージ駆動装置 MSTD」と総称する。
[0099] また、コラム 100には、後に詳述するレーザ干渉計が設けられ、定盤 101上には参 照鏡が設けられ、マスクホルダ 120には移動鏡が設けられている。なお、図 31に示 すように、レーザ干渉計 174から参照鏡 177に照射されるレーザビームの光路は符 号 125に示すように確保されている。
[0100] 基板ステージ PSTは、ベースプレート 110上に設けられている。基板ステージ PST は、感光基板 Pを保持する基板ホルダ 130と、基板ホルダ 130を Y軸方向に案内しつ つ移動自在に支持するガイドステージ 135と、ガイドステージ 135に設けられ、基板 ホルダ 130を Y軸方向に移動するリニアモータ 36と、ベースプレート 110上にお!、て 基板ホルダ 130をガイドステージ 135とともに X軸方向に所定ストロークで移動可能な 一対のリニアモータ 131と、ベースプレート 110上に設けられ、 X軸方向に移動する ガイドステージ 135 (及び基板ホルダ 130)を案内する一対のガイド部 132とを備えて いる。基板ホルダ 130は、バキュームチャックを介して感光基板 Ρを保持する。一対の リニアモータ 131のそれぞれは、ベースプレート 110上において支持部材 133で支 持され、 X軸方向に延びるように設けられた固定子 131Aと、この固定子 131Aに対 応して設けられ、ガイドステージ 135の長手方向両端部に固定された可動子 131Bと を備えている。リニアモータ 131は、固定子 131Aをコイルユニット(電機子ユニット) で構成し、可動子 131Bを磁石ユニットで構成した、所謂ムービングマグネット型リニ ァモータでもよいし、固定子 131Aを磁石ユニットで構成し、可動子 131Bをコイルュ ニットで構成した、所謂ムービングコイル型リニアモータでもよい。そして、可動子 131 Βが固定子 131Aとの間の電磁気的相互作用により駆動することで基板ホルダ 130 がガイドステージ 135とともに X軸方向に移動する。一対のガイド部 132のそれぞれ は、 X軸方向に移動するガイドステージ 135及び基板ホルダ 130を案内するものであ つて、 X軸方向に延びるように設けられ、ベースプレート 110に固定されている。
ガイドステージ 135の下部には、ガイド部 132と係合する凹部を有する被ガイド部材 134が固定されて 、る。被ガイド部材 134とガイド部 132との間には非接触ベアリング である不図示のエアベアリングが設けられており、ガイドステージ 135はガイド部 132 に対して非接触で支持されつつ X軸方向に移動する。同様に、リニアモータ 136も、 ガイドステージ 135に設けられた固定子 136Aと、基板ホルダ 130に設けられた可動 子 136Bとを有しており、基板ホルダ 130はリニアモータ 136の駆動によりガイドステ ージ 135に案内されつつ Υ軸方向に移動する。また、一対のリニアモータ 131のそれ ぞれの駆動を調整することで、ガイドステージ 135は θ Ζ方向にも回転可能となって いる。従って、この一対のリニアモータ 131により基板ホルダ 130がガイドステージ 13 5とほぼ一体的に X軸方向及び θ Ζ方向に移動可能となっている。更に、基板ステー ジ PSTは基板ホルダ 130を Ζ軸方向、 θ X及び θ Υ方向に移動する移動機構も有し ている。そして、上記リニアモータ及び移動機構により基板ホルダ 130 (基板ステージ PST)の姿勢が調整可能である。以下の説明では、基板ホルダ 130 (基板ステージ P ST)の姿勢を調整可能な上記リニアモータ及び移動機構を適宜「基板ステージ駆動 装置 PSTD」と総称する。
[0102] コラム 100には、後に詳述するレーザ干渉計が設けられ、投影光学モジュール PLa 〜PLgの鏡筒の所定位置には参照鏡が設けられ、基板ホルダ 130には移動鏡が設 けられて 、る。投影光学系 PLは複数(7つ)並んだ投影光学モジュール PLa〜PLg を有しており、これら複数の投影光学モジュール PLa〜PLgは 1つの定盤 101に支 持されている。そして、図 31に示すように、投影光学モジュール PLa〜PLgを支持し ている定盤 101は、コラム 100の上部プレート部 100Aに対して支持部 102を介して 支持されている。ここで、上部プレート部 100Aの中央部には開口部 100Cが設けら れており、定盤 101は上部プレート部 100Aのうち開口部 100Cの周縁部上に支持さ れている。そして、投影光学モジュール PLa〜PLgの下部が開口部 100Cに配置さ れている。なお、図 31では、開口部 100Cの周縁部に段部が形成され、この段部に 支持部 102が設けられている力 上部プレート部 100Aは平坦面であってもよい。
[0103] 図 33は投影光学モジュール PLa〜PLgを支持している定盤 101を示す概略斜視 図であり、図 34は平面図である。図 33及び図 34に示すように、投影光学系 PLは複 数の投影光学モジュール PLa〜PLgで構成されており、これら投影光学モジュール PLa〜PLgは定盤 101に支持されている。定盤 101は、コラム(支持構造体) 100の 上部プレート部 100Aに支持部 102を介してキネマティックに支持されている。支持 部 102は、定盤 101の 3箇所の所定位置にそれぞれ設けられている。複数の投影光 学モジュール PLa〜PLgのうち投景光学モジュール PLa、 PLc、 PLe、 PLgは、 Y方 向(走査方向と交差する方向)に並んでおり、 X方向(走査方向)の前方側に配置さ れている(以下、第 1投影光学ユニットという。 ) οまた、投影光学モジュール PLb、 PL d、 PLfは、 Y方向に並んでおり、 X方向の後方側に配置されている(以下、第 2投影 光学ユニットという。 )0また、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとは X方向 に所定間隔だけ離れて配置されており、第 1投影光学ユニットを構成する各投影光 学モジュール PLa、 PLc, PLe、 PLgと、第 2投影光学ユニットを構成する各投影光 学モジュール PLb、 PLd、 PLfとは千鳥状に配置されている。すなわち、千鳥状に配 置されて!、る投影光学モジュール PLa〜PLgのそれぞれは、隣り合う投影光学モジ ユール(例えば、投影光学モジュール PLaと PLb、 PLbと PLc)を Y方向に所定量変 位させて配置されている。
[0104] 定盤 101は、例えばメタルマトリクス複合材(MMC : Metal Matrix Composites)によ り形成されている。メタルマトリクス複合材は、金属をマトリクス材としてその中にセラミ ックス強化材を複合した複合材であり、ここでは金属としてアルミニウムを含むものが 用いられている。定盤 101の中央部には開口部 101Aが形成されており、この開口 部 101Aにより投影光学モジュール PLa〜PLgそれぞれの露光光 ELの光路が確保 されている。ここで、定盤 101は平面視において左右対称な六角形状 (ホームベース 状)に形成されており、第 1投影光学ユニットは定盤 101の幅の広い部分で支持され 、第 2投影光学ユニットは定盤 101の幅の狭い部分で支持されている。すなわち、複 数並んだ投影光学モジュールの数に応じて定盤 101の形状が設定されており、投影 光学モジュール PLa〜PLgを支持するのに十分な強度を得られる範囲において、使 用材料が最小限に抑えられて 、る。
[0105] 投影光学モジュール PLa〜PLgのそれぞれは、鏡筒 PKと、鏡筒 PKの内部に配置 されている複数の光学素子(レンズ)とを有している。そして、投影光学モジュール PL a〜PLgのそれぞれは、定盤 101に対して互いに独立して接続されており、又分離可 能である。これにより、投影光学モジュールをモジュール単位で増減させることが可 能となり、その場合において、投影光学モジュールの定盤 101に対する取り付け、及 び取り外し作業を容易に行うことができる。更に、投影光学モジュール PLa〜PLgの それぞれを定盤 101に対して互いに独立して接続及び分離可能としたことにより、定 盤 101の所定の基準位置 (例えば、開口部 101Aの中心位置)に対してそれぞれ独 立して位置決め可能であり、各投影光学モジュール PLa〜PLgの互 、の相対位置を 任意に設定することができる。
[0106] 図 35aは支持部 102の拡大図である。図 35aに示すように、支持部 102は、コラム 1 00の上部プレート部 100Aに設けられ、 V状内面 103を有する V溝部材 104と、 V溝 部材 104の V状内面 103に接する球面 105Aを有する球状部材 105とを備えている 。 V溝部材 104はコラム 100の上部プレート部 100Aに固定されている。また、定盤 1 01の下面には球状部材 105を配置可能な球面状凹部 106が形成されており、定盤 101の球面状凹部 106の内面 106Aと球状部材 105の球面 105Aとが接している。 球状部材 105は V溝部材 104の V状内面 103に載置された状態であって、 V状内面 103に対して球状部材 105の表面 105Aは V字稜線方向(図 34中の矢印 y参照)に 摺動可能となっている。更に、定盤 101は球面状凹部 106を介して球状部材 105に 載置された状態であって、球面状凹部 106の内面 106Aと球状部材 105の表面 105 Aとは摺動可能となっている。これら面どうしが摺動可能であることにより、例えばコラ ム 100が僅かに変形した際、これら面どうしが摺動することで、コラム 100の変形の定 盤 101への影響が抑制されている。
[0107] V溝部材 104の V状内面 103及び球状部材 105の表面 105Aのそれぞれには、低 摩擦部としての低摩擦材料膜がコーティングにより設けられて 、る。低摩擦材料膜と しては、例えばダイヤモンドライクカーボンが挙げられる。これにより、 V溝部材 104の V状内面 103と球状部材 105の表面 105Aとの摩擦力が低減される。同様に、球面 状凹部 106の内面 106Aにも低摩擦材料膜が設けられており、これにより、球面状凹 部 106の内面 106Aと球状部材 105の表面 105Aとの摩擦力も低減されている。そし て、これら面を低摩擦処理したことにより静止摩擦係数が抑えられ、例えばコラム 100 が僅かに変形して前記面どうしが摺動する際に生じる応力が抑えられ、コラム 100の 変形の定盤 101への影響を良好に抑えることができる。
[0108] なお、ここでは、 V状内面 103及び球状部材 105の表面 105Aのそれぞれに低摩 擦材料膜が設けられている構成である力 V状内面 103又は球状部材 105の表面 1 05Aのいずれか一方に低摩擦材料膜を設ける構成でも構わない。同様に、球面状 凹部 106の内面 106A及び球状部材 105の表面 105Aのそれぞれに低摩擦材料膜 を設ける構成の他に、球面状凹部 106の内面 106A又は球状部材 105の表面 105 Aのいずれか一方に低摩擦材料膜を設ける構成でもよい。更に、図 35bに示すよう に、コラム 100に球面状凹部 106を有する部材を設けるとともに、定盤 101の下面に V状内面 103を設け、これらの間に球状部材 105を配置する構成であっても構わな い。
[0109] 図 34に戻って、支持部 102は定盤 101の面方向(XY方向)における 3箇所の所定 の位置にそれぞれ設けられている。そして、 V溝部材 104の V字稜線 Lの延長線のそ れぞれが、複数並んだ投影光学モジュール PLa〜PLgの XY方向におけるほぼ中央 部 Oで交わるように、 V溝部材 104のそれぞれが配置されている。これにより、コラム 1 00が変形しても中央部 Oが大きく移動しない構成となっている。そして、これら支持 部 102により所謂キネマティック支持構造が構成される。これにより、コラム 100が変 形しても、投影光学系 PLゃ定盤 101は大きく移動せず、複数の投影光学モジュール PLa〜PLgの互いの相対位置の変化を小さく抑えることができる。
[0110] また、投影光学系 PLには、図 36に示すように、投影光学モジュール PLa及び PLb 側(一 Y方向側)であって定盤 101の下側(一 Z方向側)に、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位量を測定するセンサ (変位量測定装置、計測装 置) Cが設けられている。センサ Cは、キネマティック支持構造を構成する支持部 102 等により抑えることができない第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対 位置の変化量を測定する。センサ Cとしては、例えば静電容量センサ、変位センサ、 干渉計等が用いられる。センサ Cは、図 37aに示すように、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの X方向(走査方向)における相対的な第 1の距離 XIを測定す る。また、図 37bに示すように、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの X方 向における相対的な第 2の距離 X2を測定する。センサ Cにより測定された距離 XI及 び X2は、制御装置 CONT2に対して出力される。
[0111] 例えば、図 38aに示すように、定盤 101が破線で示す形状から実線で示す形状に 変形した場合、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの X方向における相対 的なずれが生じる。即ち、第 1投影光学ユニットにより感光基板 P上に投影される像と 、第 2投影光学ユニットにより感光基板 P上に投影される像との X方向におけるずれが 生じる。制御装置 CONT2は、センサ Cにより測定された距離 XI, X2に基づいて、 第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの X方向における相対的な変位量を 検出する。即ち、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な並進量( X方向における相対的なずれ量)を検出する。
[0112] また、センサ Cは、図 37aに示すように、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ュ-ッ トとの Y方向(走査方向と交差する方向)における相対的な第 1の距離 Y1を測定する 。また、図 37cに示すように、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの Y方向 における相対的な第 2の距離 Y2を測定する。センサ Cにより測定された距離 Y1及び Y2は、制御装置 CONT2に対して出力される。
[0113] 例えば、図 38bに示すように、定盤 101が破線で示す形状から実線で示す形状に 変形した場合、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの Y方向における相対 的なずれが生じる。即ち、第 1投影光学ユニットにより感光基板 P上に投影される像と 、第 2投影光学ユニットにより感光基板 P上に投影される像との Y方向におけるずれ が生じる。制御装置 CONT2は、センサ Cにより測定された距離 Yl, Y2に基づいて 、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位量を検出する。即ち 、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な姿勢差 (Y方向における 相対的なずれ量)を検出する。
[0114] 図 39は、投影光学系(投影光学モジュール)の構成図である。投影光学モジユー ル PLa〜PLgのそれぞれは、照明光学モジュールにより露光光 ELで照明されたマス ク Mの照明領域に存在するパターン像を感光基板 Pに投影するものであり、シフト調 整機構 150と、二組の反射屈折型光学系 151、 152と、像面調整機構 153と、不図 示の視野絞りと、スケーリング調整機構 154とを備えている。以下では投影光学モジ ユール PLfについて説明する力 他の投景光学モジュール PLa、 PLb、 PLc、 PLd、 PLe、 PLgも投影光学モジュール PLfと同様の構成である。
[0115] マスク Mを透過した光束は、シフト調整機構 150に入射する。シフト調整機構 150 は、 Y軸回りに回転可能に設けられた平行平面ガラス板 150Aと、 X軸回りに回転可 能に設けられた平行平面ガラス板 150Bとを有して ヽる。平行平面ガラス板 150Aは モータなどの駆動装置 150Adにより Y軸回りに回転し、平行平面ガラス板 150Bはモ ータなどの駆動装置 150Bdにより X軸回りに回転する。平行平面ガラス板 150Aが Y 軸回りに回転することにより感光基板 P上におけるマスク Mのパターンの像は X軸方 向にシフトし、平行平面ガラス板 150Bが X軸回りに回転することにより感光基板 P上 におけるマスク Mのパターンの像は Y軸方向にシフトする。駆動装置 150Ad, 150B dの駆動速度及び駆動量は制御装置 CONT2によりそれぞれ独立して制御されるよ うになつている。駆動装置 150Ad, 150Bdのそれぞれは制御装置 CONT2の制御 に基づいて、平行平面ガラス板 150A, 150Bのそれぞれを所定速度で所定量 (所 定角度)回転する。シフト調整機構 150を透過した光束は、 1組目の反射屈折型光学 系 151に入射する。
[0116] 反射屈折型光学系 151は、マスク Mのパターンの中間像を形成するものであって、 直角プリズム (補正機構) 155と、レンズ 156と、凹面鏡 157とを備えている。直角プリ ズム 155は Z軸回りに回転可能に設けられており、モータなどの駆動装置 155dにより Z軸回りに回転する。直角プリズム 155が Z軸回りに回転することにより感光基板 P上 におけるマスク Mのパターンの像は Z軸回りに回転する。すなわち、直角プリズム 155 はローテーション調整機構としての機能を有している。駆動装置 155dの駆動速度及 び駆動量は制御装置 CONT2により制御されるようになっている。駆動装置 155dは 制御装置 CONT2の制御に基づ 、て、直角プリズム 155を所定速度で所定量 (所定 角度)回転する。反射屈折型光学系 151により形成されるパターンの中間像位置に は不図示の視野絞りが配置されている。視野絞りは、感光基板 P上における投影領 域を設定するものであって、例えば感光基板 P上での投影領域を台形状に設定する 。視野絞りを透過した光束は、 2組目の反射屈折型光学系 152に入射する。
[0117] 反射屈折型光学系 152は、反射屈折型光学系 151と同様に、ローテーション調整 機構としての直角プリズム (補正機構) 158と、レンズ 159と、凹面鏡 160とを備えてい る。直角プリズム 158もモータなどの駆動装置 158dの駆動により Z軸回りに回転する ようになっており、その回転により感光基板 P上におけるマスク Mのパターンの像を Z 軸回りに回転する。駆動装置 158dの駆動速度及び駆動量は制御装置 CONT2によ り制御されるようになっており、駆動装置 158dは制御装置 CONT2の制御に基づい て、直角プリズム 158を所定速度で所定量 (所定角度)回転する。
[0118] 反射屈折型光学系 152から射出した光束は、スケーリング調整機構 (補正機構) 15 4を通り、感光基板 P上にマスク Mのパターンの像を正立等倍で結像する。スケーリン グ調整機構 154は、図 39のようにレンズを Z軸方向に移動させたり、又は 3枚のレン ズ構成で、例えば凹レンズ、凸レンズ、凹レンズから構成され、凹レンズと凹レンズと の間に位置する凸レンズを Z軸方向に移動させることにより、マスク Mのパターンの像 の倍率 (スケーリング)調整を行うようになっている。図 39の場合、凸レンズは駆動装 置 154dにより移動するようになっており、駆動装置 154dは制御装置 CONT2により 制御される。駆動装置 154dは制御装置 CONT2の制御に基づいて、凸レンズを所 定速度で所定量移動させる。なお、凸レンズは、両凸レンズでも平凸レンズでもよい。
[0119] 二組の反射屈折型光学系 151, 152の間の光路上には、投影光学モジュール PLf の結像位置及び像面の傾斜を調整する像面調整機構 153が設けられている。像面 調整機構 153は反射屈折型光学系 151による中間像が形成される位置近傍に設け られている。すなわち、像面調整機構 153はマスク M及び感光基板 Pに対してほぼ 共役な位置に設けられている。像面調整機構 153は、第 1光学部材 153Aと、第 2光 学部材 153Bと、第 1光学部材 153A及び第 2光学部材 153Bを非接触状態に支持 する不図示のエアベアリングと、第 2光学部材 153Bに対して第 1光学部材 153Aを 移動する駆動装置 153Ad、 153Bdとを備えている。第 1光学部材 153A及び第 2光 学部材 153Bのそれぞれは、露光光 ELを透過可能な、くさび状のガラス板であり、一 対のくさび型光学部材を構成している。露光光 ELはこの第 1光学部材 153A及び第 2光学部材 153Bのそれぞれを通過する。駆動装置 153Ad、 153Bdの駆動量及び 駆動速度、すなわち第 1光学部材 153Aと第 2光学部材 153Bとの相対的な移動量 及び移動速度は制御装置 CONT2により制御される。第 2光学部材 153Bに対して 第 1光学部材 153Aが X軸方向にスライド (移動)することにより投影光学モジュール P Lfの像面位置力 ¾軸方向に移動し、第 2光学部材 153Bに対して第 1光学部材 153 Aが θ Z方向に回転することにより投影光学モジュール PLfの像面が傾斜する。
[0120] 上記シフト調整機構 150、ローテーション調整機構 155、 158、スケーリング調整機 構 154、及び像面調整機構 153は、投影光学モジュール PLfの光学特性 (結像特性 )を調整する調整装置として機能する。なお、光学特性の調整装置としては、一部の 光学素子 (レンズ)間を密封して内部圧力を調整する機構であってもよい。また、各投 影光学モジュール PLa〜PLgを構成するシフト調整機構、ローテーション調整機構、 スケーリング調整機構及び像面調整機構は、第 1投影光学ユニットの投影位置と第 2 投影光学ユニットの投影位置とのずれを補正する補正装置 (光学特性調整装置)とし ても機能する。即ち、この補正装置 (光学特性調整装置)は、制御装置 CONT2から の制御信号に基づいて、第 1投影光学ユニットまたは第 2投影光学ユニットによるマ スク Mのパターンの感光基板 P上における投影位置の補正を行う。
[0121] 即ち、制御装置 CONT2は、センサ Cにより測定された 4つの距離 XI, X2, Yl, Y 2に基づいて検出した第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位 量から、各投影光学モジュール PLa〜PLgを構成するシフト調整機構、ローテーショ ン調整機構、スケーリング調整機構及び像面調整機構の調整量 (駆動量)を算出す る。制御装置 CONT2は、その算出した調整量 (駆動量)の情報を含む制御信号を、 各投影光学モジュール PLa〜PLgを構成するシフト調整機構、ローテーション調整 機構、スケーリング調整機構及び像面調整機構に出力する。各投影光学モジュール PLa〜PLgを構成するシフト調整機構、ローテーション調整機構、スケーリング調整 機構及び像面調整機構は、制御装置 CONT2からの調整量 (駆動量)の情報を含む 制御信号に基づいて、第 1投影光学ユニットまたは第 2投影光学ユニットによるマスク Mのパターンの感光基板 P上における投影位置の補正を行う。ここで、投影位置とは 、 X方向(走査方向)における位置、 Y方向(走査方向と直交する方向)における位置 及び投影光学系 PLの光軸方向を軸とする回転方向における位置の少なくとも 1つを 示している。
[0122] なお、制御装置 CONT2は、各投影光学モジュール PLa〜PLgを構成するシフト 調整機構、ローテーション調整機構、スケーリング調整機構及び像面調整機構のうち の少なくとも 1つの調整量 (駆動量)を算出し、第 1投影光学ユニットまたは第 2投影光 学ユニットの投影位置のずれの補正を行う。
[0123] ここで、センサ Cにより測定される 4つの距離 XI, X2, Yl, Y2は第 1投影光学ュ- ットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位量であるため、第 1投影光学ユニットの 投影位置のずれ量及び第 2投影光学ユニットの投影位置のずれ量を個々に検出す ることができない。従って、制御装置 CONT2は、例えば後述するレーザ干渉計シス テムにより計測されるマスクホルダ 120 (マスクステージ MST)または基板ホルダ 130 (基板ステージ PST)の位置、及びセンサ Cにより測定される 4つの距離 XI, X2, Y1 , Y2に基づいて、第 1投影光学ユニットの投影位置のずれ量と第 2投影光学ユニット の投影位置のずれ量を個々に算出してもよい。
[0124] 即ち、制御装置 CONT2は、レーザ干渉計システムにより計測されるマスクホルダ 1 20または基板ホルダ 130の位置に基づいて第 2投影光学ユニットの投影位置を検出 する。次に、検出された第 2投影光学ユニットの投影位置とセンサ Cにより測定される 4つの距離 XI, X2, Yl, Y2に基づいて第 1投影光学ユニットの投影位置を検出す る。次に、検出された第 1投影光学ユニットの投影位置に基づいて、第 1投影光学ュ ニットを構成する投影光学モジュール PLa, PLc, PLe, PLgの少なくとも 1つにおけ る、シフト調整機構、ローテーション調整機構、スケーリング調整機構及び像面調整 機構の少なくとも 1つの調整量 (駆動量)を算出する。また、検出された第 2投影光学 ユニットの投影位置に基づ 、て、第 2投影光学ユニットを構成する投影光学モジユー ル PLb, PLd, PLfの少なくとも 1つにおける、シフト調整機構、ローテーション調整機 構、スケーリング調整機構及び像面調整機構の少なくとも 1つの調整量 (駆動量)を 算出する。算出された第 1投影光学ユニットの投影位置を補正するための調整量及 び第 2投影光学ユニットの投影位置を補正するための調整量に基づ ヽて、各投影光 学モジュール PLa〜PLgのシフト調整機構、ローテーション調整機構、スケーリング 調整機構及び像面調整機構を駆動することにより補正を行う。
[0125] また、制御装置 CONT2は、第 1投影光学ユニットの投影位置を基準(固定)として 第 2投影光学ユニットの投影位置の補正を行うこともできる。この場合には、第 1投影 光学ユニットの投影位置のずれ量と第 2投影光学ユニットの投影位置のずれ量とを 個々に算出することはしないが、第 1投影光学ユニットの投影位置と第 2投影光学ュ ニットの投影位置との相対的なずれ量を補正することができるため、第 1投影光学ュ ニットの投影位置と第 2投影光学ユニットの投影位置との継ぎ部を正確に一致させる ことができる。なお、第 2投影光学ユニットの投影位置を基準(固定)として第 1投影光 学ユニットの投影位置の補正を行うこともできる。
[0126] また、制御装置 CONT2は、センサ Cにより測定された 4つの距離 XI, X2, Yl, Y 2に基づいて検出した第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位 量に基づいて、第 1投影光学ユニットの投影位置を補正するための調整量と、第 1投 影光学ユニットの投影位置を補正するための調整量と同量の第 2投影光学ユニット の投影位置を補正するための調整量とを算出するようにしてもよい。即ち、第 1投影 光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位量に基づいて算出された調整 量の 2分の 1 (半分)ずつを第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットの調整量とす る。この場合には、第 1投影光学ユニットの投影位置のずれ量と第 2投影光学ユニット の投影位置のずれ量とを個々に算出することはないが、第 1投影光学ユニットの投影 位置と第 2投影光学ユニットの投影位置との相対的なずれ量を補正することができる ため、第 1投影光学ユニットの投影位置と第 2投影光学ユニットの投影位置との継ぎ 部を正確に一致させることができる。
[0127] なお、— X側の投影光学モジュール PLa、 PLc、 PLe、 PLgと、 +X側の投影光学 モジュール PLb、 PLd、 PLfとの間には、マスク Mのパターン形成面及び感光基板 P の被露光面の Z軸方向における位置を検出するオートフォーカス検出系 200が設け られている。オートフォーカス検出系 200を構成する光学素子はハウジング内部に配 置されており、これら光学素子及びノヽウジングによりオートフォーカスユニット (AFュ ニット) Uが形成されている。
[0128] 図 40はマスクホルダ 120 (マスクステージ MST)の位置を計測するレーザ干渉計シ ステムの概略構成図である。図 40において、マスクホルダ 120の— X側の端縁には Y軸方向に延びる X移動鏡 170が設けられ、マスクホルダ 120の— Y側の端縁には X 軸方向に延びる Y移動鏡 171が設けられている。 X移動鏡 170に対向する位置には 2つのレーザ干渉計 172、 173が Y軸方向に並んで設けられている。また、 Y移動鏡 171に対向する位置にはレーザ干渉計 174が設けられている。レーザ干渉計 172、 173、 174はコラム 100の上部プレート部 100Aに設置されている(図 32参照)。また 、定盤 101には参照鏡 175、 176、 177が取り付けられている。参照鏡 175はレーザ 干渉計 172に対向する位置に設けられ、参照鏡 176はレーザ干渉計 173に対向す る位置に設けられ、参照鏡 177はレーザ干渉計 174に対向する位置に設けられてい る。 2つのレーザ干渉計 172、 173のうち、 +Y側に設けられているレーザ干渉計 17 2は、 X移動鏡 170に測長ビーム(レーザビーム) 170aを照射するとともに、参照鏡 1 75に参照ビーム(レーザビーム) 175a、 175bを照射する。同様に、—Y側に設けら れているレーザ干渉計 173は、 X移動鏡 170に測長ビーム 170bを照射するとともに 、参照鏡 176に参照ビーム 176a、 176bを照射する。照射した測長ビーム及び参照 ビームに基づく X移動鏡 170及び参照鏡 175、 176それぞれ力もの反射光はレーザ 干渉計 172、 173の受光部で受光され、レーザ干渉計 172、 173はこれら光を干渉 し、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参 照鏡 175、 176を基準とした X移動鏡 170の位置 (座標)を計測する。レーザ干渉計 1 72、 173の計測結果は制御装置 CONT2に出力され、制御装置 CONT2はレーザ 干渉計 172、 173の計測結果に基づいて、マスクホルダ 120 (マスクステージ MST) の X軸方向における位置を求める。
[0129] また、レーザ干渉計 174は、 Y移動鏡 171に測長ビーム 171a、 171bを照射すると ともに、参照鏡 177に参照ビーム 177a、 177bを照射する。照射した測長ビーム及び 参照ビームに基づく Y移動鏡 171及び参照鏡 177それぞれ力もの反射光はレーザ 干渉計 174の受光部で受光され、レーザ干渉計 174はこれら光を干渉し、参照ビー ムの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参照鏡 177を基 準とした Y移動鏡 171の位置 (座標)を計測する。レーザ干渉計 174の計測結果は制 御装置 CONT2に出力され、制御装置 CONT2はレーザ干渉計 174の計測結果に 基づいて、マスクホルダ 120 (マスクステージ MST)の Y軸方向における位置を求め る。
[0130] また、制御装置 CONT2は、移動鏡 170に照射された Y軸方向に並ぶ測長ビーム 170a, 170bの計測結果に基づいて、マスクホルダ 120の θ Z方向における姿勢を 求めることができる。ここで、マスクホルダ 120の一 X側に設けられたレーザ干渉計 17 2は、参照鏡 175に対して Z軸方向に並ぶ 2つの参照ビーム 175a、 175bを照射する 。同様に、マスクホルダ 120の— X側に設けられたレーザ干渉計 173は、参照鏡 176 に対して Z軸方向に並ぶ 2つの参照ビーム 176a、 176bを照射する。レーザ干渉計 1 72、 173の計測結果は制御装置 CONT2に出力され、制御装置 CONT2は、 Z軸方 向に並ぶ、例えば参照ビーム 175a及び 175bそれぞれの光路長測定結果 (あるいは 参照ビーム 176a及び 176bそれぞれの光路長測定結果)に基づいて、投影光学モ ジュール PLa〜PLgを支持した定盤 101の θ Y方向における姿勢を求めることがで きる。また、制御装置 CONT2は、 Y軸方向に並ぶ、例えば参照ビーム 175a及び 17 6aそれぞれの光路長測定結果 (あるいは参照ビーム 175b及び 176bそれぞれの光 路長測定結果)に基づいて、定盤 101の Θ Z方向における姿勢を求めることができる [0131] また、マスクホルダ 120の一 Y側に設けられたレーザ干渉計 174は、参照鏡 177に 対して Ζ軸方向に並ぶ 2つの参照ビーム 177a、 177bを照射する。レーザ干渉計 17 4の計測結果は制御装置 CONT2に出力され、制御装置 CONT2は、 Z軸方向に並 ぶ参照ビーム 177a及び 177bそれぞれの光路長測定結果に基づいて、定盤 101の Θ X方向における姿勢を求めることができる。
[0132] こうして、制御装置 CONT2は、レーザ干渉計 172、 173、 174により参照鏡 175、 176、 177に照射した参照ビームによる計測結果に基づいて、投影光学モジュール PLa〜PLgを支持した定盤 101の姿勢、すなわち、 X軸、 Y軸、 0 X、 0 Y、及び 0 Z 方向における位置を求めることができる。制御装置 CONT2は、定盤 101の姿勢計 測結果に基づいて、マスクホルダ 120の姿勢を、マスクステージ駆動装置 MSTDを 介して制御する。例えば、制御装置 CONT2は、定盤 101の θ Y方向の傾斜量を補 正量として、マスクホルダ 120の姿勢を補正する。これ〖こより、定盤 101の姿勢が変 化した場合でも、定盤 101に支持されて ヽる投影光学モジュール PLa〜PLgとマスク ホルダ 120 (及びこのマスクホルダ 120に保持されて!、るマスク M)との相対位置を維 持することができる。
[0133] 図 41は基板ホルダ 130 (基板ステージ PST)の位置を計測するレーザ干渉計シス テムの概略構成図である。図 41において、基板ホルダ 130の— X側の端縁には Y軸 方向に延びる X移動鏡 180が設けられ、基板ホルダ 130の— Y側の端縁には X軸方 向に延びる Y移動鏡 181が設けられている。 X移動鏡 180に対向する位置には、 3つ のレーザ干渉計 182、 183、 184が Y軸方向に並んで設けられている。また、 Y移動 鏡 181に対向する位置には、 3つのレーザ干渉計 185、 186、 187が X軸方向に並 んで設けられている。レーザ干渉計 182, 183、 184はベースプレート 110に設置さ れている(図 32参照)。また、レーザ干渉計 185、 186、 187はコラム 100の上部プレ ート部 100Aから垂下するように設けられて 、る(図 32参照)。
[0134] 投景光学モジユーノレの鏡筒 PKに ίま参照鏡 188、 189、 190、 191、 192、 193力 S 取り付けられている。参照鏡 188は、 Υ軸方向に 3つ並んだレーザ干渉計 182、 183 、 184のうち +Υ側のレーザ干渉計 182に対向する位置に設けられ、参照鏡 189は 中央のレーザ干渉計 183に対向する位置に設けられている。参照鏡 190は Y側の レーザ干渉計 184に対向する位置に設けられている。参照鏡 191は、 X軸方向に 3 つ並んだレーザ干渉計 185、 186、 187のうち X側のレーザ干渉計 185に対向す る位置に設けられ、参照鏡 192は中央のレーザ干渉計 186に対向する位置に設けら れ、参照鏡 193は +X側のレーザ干渉計 187に対向する位置に設けられている。
[0135] レーザ干渉計 182は、 X移動鏡 180に測長ビーム(レーザビーム) 180aを照射する とともに、参照鏡 188に参照ビーム(レーザビーム) 188aを照射する。レーザ干渉計 1 83は、参照鏡 189に参照ビーム 189a、 189bを照射する。レーザ干渉計 184は、 X 移動鏡 180に測長ビーム 180b、 180cを照射するとともに、参照鏡 190に参照ビー ム 190a、 190bを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビームに基づく X移動鏡 1 80及び参照鏡 188、 190それぞれ力もの反射光はレーザ干渉計 182、 184の受光 部で受光され、レーザ干渉計 182、 184はこれら光を干渉し、参照ビームの光路長を 基準とした測長ビームの光路長の変化量、ひいては、参照鏡 188、 190を基準とした X移動鏡 180の位置 (座標)を計測する。レーザ干渉計 182、 184の計測結果は制御 装置 CONT2に出力され、制御装置 CONT2はレーザ干渉計 182、 184の計測結 果に基づ 、て基板ホルダ 130 (基板ステージ PST)の X軸方向における位置を求め る。
[0136] また、レーザ干渉計 185は、 Y移動鏡 181に測長ビーム 181aを照射するとともに、 参照鏡 191に参照ビーム 191aを照射する。レーザ干渉計 186は、 Y移動鏡 181に 測長ビーム 181b、 181cを照射するとともに、参照鏡 192に参照ビーム 192a、 192b を照射する。レーザ干渉計 187は、 Y移動鏡 181に測長ビーム 181dを照射するとと もに、参照鏡 193に参照ビーム 193aを照射する。照射した測長ビーム及び参照ビー ムに基づく Y移動鏡 181及び参照鏡 191、 192、 193それぞれからの反射光はレー ザ干渉計 185、 186、 187の受光部で受光され、レーザ干渉計 185、 186、 187はこ れら光を干渉し、参照ビームの光路長を基準とした測長ビームの光路長の変化量、 ひいては、参照鏡 191、 192、 193を基準とした Y移動鏡 181の位置 (座標)を計測 する。レーザ干渉計 185、 186、 187の計測結果は制御装置 CONT2に出力され、 制御装置 CONT2はレーザ干渉計 185、 186、 187の計測結果に基づいて基板ホ ルダ 130 (基板ステージ PST)の Y軸方向における位置を求める。
[0137] また、制御装置 CONT2は、移動鏡 180に照射された Υ軸方向に並ぶ測長ビーム 180a, 180b (180c)の計測結果に基づいて、基板ホルダ 130の θ Z方向における 姿勢を求めることができる。更に、 X軸方向に 3つのレーザ干渉計 185、 186、 187力 S 並んでいることにより、基板ホルダ 130の Y軸方向における位置を計測する際に、走 查移動する基板ホルダ 130の X軸方向における位置に応じて使用するレーザ干渉 計を切り替えて位置検出することもできる。
[0138] ここで、レーザ干渉計 183は、参照鏡 189に対して Z軸方向に並ぶ 2つの参照ビー ム 189a、 189bを照射する。レーザ干渉計 183の計測結果は制御装置 CONT2に出 力され、制御装置 CONT2は、参照ビーム 189a及び 189bそれぞれの光路長測定 結果に基づいて、定盤 101に支持されている投影光学モジュール PLa〜PLgの θ Y 方向における姿勢を求めることができる。また、制御装置 CONT2は、 Y軸方向に並 ぶ、例えば参照ビーム 188a及び 190a (190b)それぞれの光路長測定結果に基づ いて、定盤 101に支持された投影光学モジュール PLa〜PLgの θ Z方向における姿 勢を求めることができる。
[0139] マスクホルダ 120と同様、制御装置 CONT2は、定盤 101の姿勢計測結果に基づ いて、基板ホルダ 130の姿勢を、基板ステージ駆動装置 PSTDを介して制御し、定 盤 101に支持されている投影光学モジュール PLa〜PLgと基板ホルダ 130 (及びこ の基板ホルダ 130に保持されて 、る感光基板 P)との相対位置を維持する。
[0140] 上述した構成を有する露光装置 EXを組み立てる際には、投影光学モジュール PL a〜PLgを定盤 101に取り付ける前に、投影光学モジュール PLa〜PLgそれぞれの 光学特性調整が上記調整装置 150、 153、 154、 155、 158により調整される。そし て、投影光学モジュール PLa〜PLgの光学特性調整が終わったら、投影光学モジュ ール PLa〜PLgのそれぞれが定盤 101の基準位置に対して位置決めされつつ定盤 101に取り付けられる。
[0141] 露光処理を行う際には、マスクホルダ 120にマスク Mがロードされるとともに、基板ホ ルダ 130に感光基板 Pがロードされる。制御装置 CONT2は、マスク Mを保持したマ スクホルダ 120と、感光基板 Pを保持した基板ホルダ 130とを X軸方向に同期移動し つつ、マスク Mを照明光学系 ILにより露光光 ELで照明する。
[0142] マスクホルダ 120及び基板ホルダ 130の移動により、コラム 100に歪み変形が生じ る場合がある。しかしながら、投影光学モジュール PLa〜PLgは 1つの定盤 101によ り支持されているので、投影光学モジュール PLa〜PLgに対するコラム 100の変形の 影響は、コラム 100にキネマティックに支持されている定盤 101により小さく抑えること ができる。また、投影光学モジュール PLa〜PLgのそれぞれは 1つの定盤 101により 支持されて 、るので、互 、の相対位置の変化を小さく抑えることができる。
[0143] また、定盤 101はコラム 100に対して支持部 102によりキネマティックに支持されて いるので、コラム 100ゃ定盤 101自体が仮に熱変形しても、キネマティック支持構造 力 の変形分をほとんど吸収するため、投影光学系 PLの結像特性に与える影響を /J、さく抑免ることができる。
[0144] 以上説明したように、複数並んだ投影光学モジュール PLa〜PLgを 1つの定盤 101 で支持したことにより、マスクホルダ 120や基板ホルダ 130の移動などによりコラム 10 0が歪み変形を生じたとしても、投影光学モジュール PLa〜PLgに対するこのコラム 1 00の歪み変形の影響を、定盤 101により小さく抑えることができる。そして、複数の投 影光学モジュール PLa〜PLgは 1つの定盤 101により支持されているので、コラム 10 0に歪み変形が生じても、投影光学モジュール PLa〜PLgどうしの相対位置の変化 を小さく抑えることができる。従って、投影光学モジュール PLa〜PLgの結像特性の 変動を小さく抑えることができる。
[0145] また、センサ Cにより第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な 4つ の距離を測定し、その測定結果に基づいて第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ュニ ットとの相対的な変位量、即ちキネマティック支持構造を構成する支持部等により抑 制することができない第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対位置の変 化量を検出することができる。また、その検出結果に基づいてマスクのパターンの感 光基板上における投影位置を補正装置により補正することができるため、第 1投影光 学ユニットの投影位置と第 2投影光学ユニットの投影位置とのずれを補正することが できる。従って、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとを載置している定盤ま たはコラムの変形等により投影位置のずれが生じた場合においても、その投影位置 のずれを補正することができるため、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットと の継ぎ部を正確に一致させることができ、高精度に露光を行うことができる。
[0146] また、本実施形態にぉ 、ては、センサ Cを投影光学モジュール PLa及び PLb側(― Y方向側)に配置している力 投影光学モジュール PLf及び PLg側(+Y方向側)に 配置してもよい。また、センサ Cを定盤 101の下側(一 Z方向側)に配置しているが、 定盤 101の上側(+Z方向側)に配置してもよい。また、図 41に示すように、第 1投影 光学ユニット及び第 2投影光学ユニットが載置されている定盤 101、例えば定盤 101 の開口部 101Aの近傍にセンサ C1を配置してもよい。この場合には、制御装置 CO NT2は、センサ C1の測定結果に基づいて、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ュ ニットとの相対的な変位量を検出する。
[0147] また、本実施形態においては、 X方向における 2つの距離 XI, X2及び Y方向にお ける 2つの距離 Yl, Y2を測定するようにセンサ Cを構成している力 X方向及び Y方 向の 、ずれか一方における 1つ以上の距離を測定するように構成してもよ!/、。
[0148] また、本実施形態においては、制御装置 CONT2が X方向における 2つの距離 XI , X2に基づいて第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な並進量、 Y方向における 2つの距離 Yl, Y2に基づいて第 1投影光学ユニットと第 2投影光学 ユニットとの相対的な姿勢差を検出しているが、 X方向における距離 XI, X2及び Y 方向における距離 Yl, Y2に基づいて第 1投影光学ユニット及び第 2投影光学ュ-ッ トの傾斜量の差を検出するようにしてもよい。この場合には、本実施形態に力かる投 影光学系のように正立正像を形成する投影光学系を備えているため、露光時にマス クステージと基板ステージとが同一方向に走査することにより、第 1投影光学ユニット 及び第 2投影光学ユニットが傾斜した場合においても、第 1投影光学ユニット及び第 2投影光学ユニットの傾斜量の差を測定することができるため、測定結果に基づいて 第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットの投影位置のずれを補正することができ る。
[0149] また、本実施形態においては、第 1投影光学ユニット及び第 2投影光学ユニットの 傾斜量を直接測定しているが、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとでその 光学素子群を一体として、光学定盤自体の変形量を測定してもよい。例えば、 Y方向 に離れた 2箇所の Z方向の変位を測定して、その測定結果に基づいて Y方向におけ る傾きを求めるようにしてもょ 、。
[0150] また、本実施形態においては、センサ Cにより第 1投影光学ユニットと第 2投影光学 ユニットとの相対的な距離を測定しているが、第 1投影光学ユニットを構成する投影 光学モジュール PLa, PLc, PLe, PLgと、これらに対向して設けられている第 2投景 光学ユニットを構成する投影光学モジュール PLb, PLd, PLfとの相対的な距離を測 定してもよい。即ち、投景光学モジュール PLaと PLb、 PLbと PLc、 PLcと PLd、 PLd と PLe、 PLeと PLf、 PLfと PLgとの相対的な距離を測定できるようにセンサを構成す る。この場合には、制御装置 CONT2がセンサによる測定結果に基づいて投影光学 モジュール PLa〜PLgの個々の投影位置のずれを検出し、投影光学モジュール PL a〜PLgのそれぞれが備える、前述の補正装置 (光学特性調整装置)としての光学調 整機構 (即ち、シフト調整機構、ローテーション調整機構、スケーリング調整機構、像 面調整機構の少なくとも 1つ)により個々の投影位置のずれを補正することができるた め、第 1投影光学ユニットの投影位置と第 2投影光学ユニットの投影位置とのずれを より高精度に補正することができる。
[0151] 更に、投景光学モジュール PLaと PLb、 PLbと PLc、 PLcと PLd、 PLdと PLe、 PLe と PLf、 PLfと PLgとの継ぎ部における相対的な距離を測定できるようにセンサを構成 してもよい。この場合には、制御装置 CONT2がセンサにより測定結果に基づいて、 各投影光学モジュール PLa〜PLgの投影位置の個々の継ぎ部のずれを直接検出す ることができるため、投影光学モジュール PLa〜PLgのそれぞれが備える前述の光 学調整機構により個別に投影位置の継ぎ部のずれを的確に補正することができ、第 1投影光学ユニットの投影位置と第 2投影光学ユニットの投影位置とのずれをより高 精度に補正することができる。
[0152] また、本実施形態においては、制御装置 CONT2がセンサ Cにより計測された 4つ の距離 XI, X2, Yl, Y2に基づいて第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットと の相対的な変位量を検出している力 センサ Cを備えないで、例えば、図 40に示す マスクホルダ 120の X側に設けられて 、るレーザ干渉計(2つの変形量測定装置ま たは計測装置) 172, 173から定盤 101上に設けられている参照鏡 175, 176に照射 した参照ビーム 175a, 175b, 176a, 176bの光路長測定結果に基づいて定盤 101 の変形量を測定し、測定された変形量に基づいて制御装置 (算出装置) CONT2が 第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位量を算出するようにし てもよい。
[0153] 例えば、図 38aに示すように、定盤 101が破線で示す形状から実線で示す形状に 変形した場合、参照ビーム 175aの光路長は参照ビーム 175bの光路長より長くなり、 参照ビーム 176aの光路長は参照ビーム 176bの光路長より長くなる。また、例えば、 図 38bに示すように、定盤 101が破線で示す形状から実線で示す形状に変形した場 合、参照ビーム 175aの光路長は参照ビーム 175bの光路長より短くなり、参照ビーム 176aの光路長は参照ビーム 176bの光路長より長くなる。このように、参照ビーム 17 5a, 175b, 176a, 176bの光路長測定結果に基づいて定盤 101の X方向及び Y方 向における変形量を検出することができ、この変形量に基づく第 1投影光学ユニット による投影像と第 2投影光学ユニットによる投影像との位置ずれ量、即ち X方向及び Υ方向における相対的な変位量を算出することができる。
[0154] 具体的には、参照ビーム 175a, 175b, 176a, 176bの光路長測定結果に基づく X 方向及び Y方向における相対的な変位量に基づいて、第 1投影光学ユニットによる 投影像と第 2投影光学ユニットによる投影像との X方向における位置ずれ量 (補正量 )X1、及び第 1投影光学ユニットによる投影像と第 2投影光学ユニットによる投影像と の Y方向における位置ずれ量 (補正量) Y1を、数式 1により算出することができる。 (数式 1)
Xl =kl{(IMXTR2-IMXTRl)-(IMXTL2-IMXTLl)}
+k2{(IMXTR2-IMXTRl)+(IMXTL2-IMXTLl)}
Yl =k3{(IMXTR2- IMXTR1)- (IMXTL2- IMXTL1)}
+k4{(IMXTR2-IMXTRl)+(IMXTL2-IMXTLl)}
[0155] ここで、 kl及び k2は、参照ビーム 175a, 175b, 176a, 176bの光路長測定結果か ら、第 1投影光学ユニットにより感光基板 P上に形成される投影像の位置と、第 2投影 光学ユニットにより感光基板 P上に形成される投影像の位置との X方向における位置 ずれ量 (補正量) XIを算出するための係数である。また、 k3及び k4は、参照ビーム 1 75a, 175b, 176a, 176bの光路長測定結果から、第 1投影光学ユニットにより感光 基板 P上に形成される投影像の位置と、第 2投影光学ユニットにより感光基板 P上に 形成される投影像の位置との Y方向における位置ずれ量 (補正量) Y1を算出するた めの係数である。また、 IMXTR2は参照ビーム 176aの光路長、 IMXTR1は参照ビーム 176bの光路長、 IMXTL2は参照ビーム 175aの光路長、 IMXTL1は参照ビーム 175b の光路長を示している。
[0156] 数式 1により算出された補正量に基づいて、各投影光学モジュール PLa〜PLgが 備える前述の光学調整機構により、第 1投影光学ユニットの投影位置と第 2投影光学 ユニットの投影位置の補正、または、第 1投影光学ユニットにより投影される第 1の投 影位置及び第 2投影光学ユニットにより投影される第 2の投影位置の少なくとも一方 の補正を行う。ここで、投影位置とは、 X方向(走査方向)における位置、 Y方向(走査 方向と直交する方向)における位置及び投影光学系 PLの光軸方向を軸とする回転 方向における位置の少なくとも 1つを示して 、る。
[0157] この場合においては、レーザ干渉計 172, 173による計測結果に基づいて、第 1投 影光学系ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位量を算出するため、高価 なセンサを搭載する必要がなぐ第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの変 位量を容易に検出することができる。また、レーザ干渉計 172, 173により検出するこ とができる定盤 101 (投影光学系 PL)とコラム 100との間の相対的な変形量と、コラム 100が変形することにより変形する定盤 101の変形量とは相似関係にあるため、レー ザ干渉計 172, 173により定盤 101 (投影光学系 PL)とコラム 100との間の相対的な 変形量を正確に計測することにより、定盤 101 (投影光学系 PL)の変形量を正確に 計測することができ、高精度な補正を行うことができる。
[0158] また、本実施形態においては、前述の補正装置 (シフト調整機構、ローテーション 調整機構、スケーリング調整機構及び像面調整機構の少なくとも 1つ)により、第 1投 影光学ユニットの投影位置と第 2投影光学ユニットの投影位置とのずれを補正してい る力 補正装置としてマスク Mが載置されて 、るマスクステージ MST及び感光基板 P が載置されている基板ステージ PSTのうちの少なくとも一方の姿勢を制御することに より、第 1投影光学ユニットの投影位置と第 2投影光学ユニットの投影位置とのずれを 補正するステージ制御装置を用いてもよい。即ち、マスクステージ MSTまたは基板ス テージ PSTの位置を調整することにより、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ュ-ッ トの投影位置のずれを補正することが可能となる。
[0159] なお、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対位置が変化した際、例 えば、第 1投影光学ユニットの光軸に対して第 2投影光学ユニットの光軸が斜めにな るように傾斜した際には、感光基板上に投影される投影領域には、傾斜量に応じた 位置シフトが発生し、シフタ調整機構等により補正されることになる。し力しながら、投 影するためのマスクのパターン領域も同時にシフトすることも予測される。その際には 、第 1投影光学ユニットを基準とした場合、第 2投影光学ユニットのマスク及び感光基 板と共役な位置である中間結像位置に設けられた不図示の視野絞りの位置を調整 することにより、投影するためのマスクのパターン領域を調整するようにしてもよい。な お、その際には、センサ Cの出力値のみならず、調整された視野絞りの位置情報も加 味して、第 2投影光学ユニットの前述した光学調整機構により補正することで、感光 基板上でのマスクのパターンの像位置を調整するようにしてもょ 、。
また、本実施形態ではセンサ C又はレーザ干渉計 172, 173を変形量測定装置とし て用いるものとした力 必ずしも変位量測定装置を用いなくてもよい。即ち、例えばマ スクステージ MSTと基板ステージ PSTの両方、又はいずれか一方における移動に 関する情報 (一例として、位置及び加速度の少なくとも一方を含む)に対応して、定盤 101の変形 (歪みなど)に関する情報、第 1及び第 2投影光学ユニットの相対的な位 置関係 (位置ずれ)に関する情報、もしくはその位置ずれの補正量を事前に求めて おき、感光基板 Pの露光動作中は、例えばレーザ干渉計システムによるマスクステー ジ MSTや基板ステージ PSTの移動に関する計測情報 (またはその駆動に関する指 令値)などに基づき、前述の補正装置により第 1及び第 2投影光学ユニットによる投影 像の相対的な位置ずれを補正するようにしてもょ 、。
[0160] また、投影位置の補正方法として、定盤 101の変形をもとに戻す駆動機構や、第 1 投影光学ユニットまたは第 2投影光学ユニットを変形させる駆動機構により相対的に ネ ΐ正してちょい。
[0161] この第 2の実施形態に係る露光装置によれば、変位量測定装置により第 1投影光 学ユニットと第 2投影光学ユニットとの相対的な変位量を測定し、その測定結果に基 づいてマスクパターンの感光基板上における投影位置を補正装置により補正するた め、第 1投影光学ユニットの投影位置と第 2投影光学ユニットの投影位置とのずれ (走 查方向におけるずれ、走査方向と交差する方向におけるずれ、及び投影光学系の 光軸方向を軸とする回転方向におけるずれ)を補正することができる。従って、第 1投 影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとを載置している部材の変形等により投影位 置のずれが生じた場合にぉ 、ても、その投影位置のずれを補正することができるた め、第 1投影光学ユニットと第 2投影光学ユニットとの継ぎ部を正確に一致させること ができ、高精度に露光を行うことができる。
[0162] [デバイス製造方法]
上述の各実施形態に係る露光装置を用いて、マスク又はレチクルに形成された転 写用のパターン、又は可変成形マスクにより生成された転写用のパターンを、感光性 基板 (半導体ウェハ等)に露光転写する露光工程を実施することにより、マイクロデバ イス (半導体素子、撮像素子 (CCD等)、薄膜磁気ヘッド、液晶表示素子等)を製造 することができる。
[0163] 以下、上述の各実施形態に係る露光装置を用いて、半導体ウェハに所定の回路 ノターンを形成することによって、マイクロデバイスとしての半導体デバイスを得る際 の手法の一例につき、図 43のフローチャートを参照して説明する。先ず、図 43のス テツプ S301において、 1ロットのウェハ上に金属膜が蒸着される。次のステップ S30 2において、その 1ロットのウェハの金属膜上にフォトレジストが塗布される。その後、 ステップ S303において、上述の第 1又は第 2実施形態の露光装置を用いて、マスク 上のパターン又は可変成形マスクにより生成されたパターンの像が投影光学系を介 して、その 1ロットのウェハ上の各ショット領域に順次露光転写される。
[0164] その後、ステップ S304において、その 1ロットのウェハ上のフォトレジストの現像が 行われた後、ステップ S305において、その 1ロットのウェハ上でレジストパターンをマ スクとしてエッチングを行うことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターン 力 各ウェハ上の各ショット領域に形成される。その後、更に上のレイヤの回路パター ンの形成等を行うことによって、半導体素子等のデバイスが製造される。上述の半導 体デバイス製造方法によれば、投影光学系の投影位置のずれを正確に補正すること ができるため、高精度な露光処理を行うことができ、高精度な半導体デバイスを製造 することができる。
[0165] また、上述の各実施形態の露光装置では、プレート (ガラス基板)上に所定のバタ ーン(回路パターン、電極パターン等)を形成することによって、マイクロデバイスとし ての液晶表示素子を得ることもできる。以下、図 44のフローチャートを参照して、この ときの手法の一例につき説明する。図 44において、パターン形成工程 S401では、 上述の第 1又は第 2実施形態の露光装置を用いてマスク上のパターン又は可変成形 マスクにより生成されたパターンの像を、感光性基板 (レジストが塗布されたガラス基 板等)に転写露光する、所謂光リソグラフィー工程が実行される。この光リソグラフィー 工程によって、感光性基板上には多数の電極等を含む所定パターンが形成される。 その後、露光された基板は、現像工程、エッチング工程、レジスト剥離工程等の各ェ 程を経ることによって、基板上に所定のパターンが形成され、次のカラーフィルター 形成工程 S402へ移行する。
[0166] 次に、カラーフィルター形成工程 S402では、 R(Red)、 G (Green)、 B (Blue)に対応 した 3つのドットの組がマトリックス状に多数配列されたり、または R、 G、 Bの 3本のスト ライプのフィルターの組を複数水平走査線方向に配列したカラーフィルターを形成す る。そして、カラーフィルター形成工程 S402の後に、セル組み立て工程 S403が実 行される。セル組み立て工程 S403では、例えば、パターン形成工程 S401にて得ら れた所定パターンを有する基板と、カラーフィルター形成工程 S402にて得られた力 ラーフィルターとの間に液晶を注入して、液晶パネル (液晶セル)を製造する。その後 、モジュール組み立て工程 S404にて、組み立てられた液晶パネル(液晶セル)の表 示動作を行わせる電気回路、バックライト等の各部品を取り付けて液晶表示素子とし て完成させる。上述の液晶表示素子の製造方法によれば、投影光学系の投影位置 のずれを正確に補正することができるため、高精度な露光処理を行うことができ、高 精度な液晶表示素子を製造することができる。
[0167] [その他]
ところで、感光基板の大型化が進み、それに伴い基板ステージの大型化、基板ステ ージの重量が増える傾向にある。従って、基板ステージが移動する際に荷重移動が 大きくなり、基板ステージの移動に伴う荷重移動に対応するために装置本体の剛性 が要求されており、装置本体も大型化及び重量ィ匕している。しかしながら、装置本体 の高剛性ィ匕を図ったとしても基板ステージの移動に伴う露光装置の振動 (又は偏荷 重)を完全に抑えることは難しい。これに対し、本発明が適用された露光装置は、装 置が振動することにより光学ユニットが振動した場合においても、光学ユニットの振動 による光学性能の変動を有効に補正することができるので、露光精度を向上すること ができる。また、装置振動に対する許容値が大きくなるため、装置本体の剛性をそれ 程高くする必要もなくなり、露光装置の小型化、軽量ィ匕を図ることも可能である。本発 明は、外径が 500mmよりも大きい感光基板、つまり一辺もしくは対角線が 500mmよ りも大きい感光基板に対して露光する露光装置に特に有効である。
[0168] また、本発明の露光装置は、高精細のパターンを露光する際にも有効である。また 、本発明の露光装置は、より広いデバイスパターンを製造する露光装置として、投影 光学系の数を増やした場合での継ぎ部の増大、及び各投影光学系の画角を大きくし て各投影光学系の投影領域を広げた際の投影光学系の中心から離れた周辺部に おける像歪み、倍率変動の増大により継ぎ精度の向上が要求される場合においても 有効である。
[0169] なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたも のであって、本発明を限定するために記載されたものではない。従って、上記の実施 形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等 物をも含む趣旨である。
例えば、上述した各実施形態では、複数の光学ユニット(上記第 1実施形態では露 光光学系、上記第 2実施形態では投影光学モジュール)を 1つの定盤(9又は 101) で支持するものとしたが、複数の光学ユニットを異なるグループに分けてそれぞれ定 盤で支持するボディ構造の露光装置に対して本発明を適用してもよい。また、上述し た各実施形態では、それぞれ非走査方向 (Y方向)に投影領域が配列される複数の 光学ユニットからなる 2組の露光ユニット群または投影光学ユニットを用いるものとした 力 その数は 2組に限られるものでなぐ 1組あるいは 3組以上でもよい。さらに、上述 した各実施形態における投影光学モジュール、及び上述した第 2実施形態における 照明光学系はそれぞれ上記開示された構成に限られるものでなく任意で構わない。 また、上述した各実施形態では、複数の光学ユニットによる投影像 (パターン像)の相 対的な位置関係の変化に関する情報として、複数組の露光ユニット群または投影光 学ユ ットの相対的な位置関係 (位置ずれ)を計測し、この計測情報に基づ 、て少な くとも 1つのパターン像の位置を補正するものとした。し力しながら、その計測情報は、 複数組の露光ユニット群または投影光学ユニットの相対的な位置ずれに限られるも のでなぐその代わりに、あるいはそれと組み合わせて、露光ユニット群または投影光 学ユニットの位置、光学ユニットの位置、及び複数の光学ユニットの相対的な位置関 係の少なくとも 1つを用いてもよい。さらに、上記計測情報として、例えば複数の光学 ユニットが設けられる支持部材 (定盤など)の変形に関する情報、及びステージ (上記 第 1実施形態では基板ステージ、上記第 2実施形態ではマスクステージと基板ステー ジとの少なくとも一方)の移動に関する情報の少なくとも一方を用いてもよい。このとき 、例えば変形情報と移動情報の少なくとも一方と、複数の光学ユニットによるパターン 像の補正情報 (パターン像の位置を補正すべき光学ユニット、及びその補正量など) とを対応付けた補正テーブルを用意しておくことが好ましい。そして、露光時に、計測 装置による計測情報と補正テーブルとに基づいて、少なくとも 1つのパターン像の位 置を補正する。なお、上記変形情報は支持部材の歪み情報などを含み、上記移動 情報はステージの位置及び加速度の少なくとも一方を含む。
また、上述した各実施形態ではステージ、定盤、鏡筒などの部材に、レーザ干渉計 力 のビームを反射する移動鏡や参照鏡を設けるものとしたが、それら部材の一部を 鏡面加工してビームの反射面を形成してもよい。さらに、上述した各実施形態ではレ 一ザ干渉計を用いてステージの位置計測を行うものとした力 レーザ干渉計の代わり に、あるいはそれと組み合わせて、他の計測センサ、例えばエンコーダなどを用いて ちょい。
なお、上述した各実施形態で用いた光源は例示であり、 KrFエキシマレーザ (波長 248nm)、 ArFエキシマレーザ(波長 193nm)、又は Fレーザ(波長 157nm)、その
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他の光源を用いることができる。また、レーザプラズマ光源、又は SORから発生する 軟 X線領域、例えば波長 13. 4nm、又は 11. 5nmの EUV(Extreme Ultra Violet)光 を用いるようにしてもよい。さらに、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用い てもよい。加えて、 DFB半導体レーザ又はファイバーレーザ力 発振される赤外域、 又は可視域の単一波長レーザを、例えばエルビウム(又はエルビウムとイツトリビゥム の両方)がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光 に波長変換した高調波を用いてもょ 、。
[0171] また、本発明が適用可能な露光装置としては、半導体素子、撮像素子、薄膜磁気 ヘッド、液晶表示素子の製造に用いられるものに限られず、マイクロマシン、 DNAチ ップ、マスク若しくはレチクル等を製造するための露光装置にも広く適用できる。
[0172] 投影光学系(投影光学モジュール)の倍率は等倍系のみならず、縮小系及び拡大 系のいずれでもよいとともに、反射光学系、屈折光学系、及び反射屈折光学系のい ずれを用いてもよい。
[0173] 基板ステージやマスクステージにリニアモータを用いる場合は、エアベアリングを用 いたエア浮上型、及びローレンツ力またはリアクタンス力を用いた磁気浮上型のどち らを用いてもよい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもよいし、ガイ ドを設けな 、ガイドレスタイプでもよ 、。
[0174] ステージの駆動装置として平面モ―タを用いる場合には、磁石ユニットと電機子ュ ニットの!、ずれか一方をステージに接続し、磁石ユニットと電機子ユニットの他方をス テージの移動面側(ベース)に設ければよい。
[0175] 基板ステージの移動により発生する反力は、特開平 8— 166475号公報 (及び対応 する米国特許 5,528, 118号)に記載されているように、フレーム部材を用いて機械的 に床(大地)に逃がしてもよい。また、マスクステージの移動により発生する反力は、特 開平 8— 330224号公報 (及び対応する米国特許 6, 188,195号)に記載されている ように、フレーム部材を用いて機械的に床(大地)に逃がしてもよい。さらに、例えば 米国特許第 6,969,966号に記載されているように、運動量保存則を利用してステー ジの移動時に発生する反力を相殺するカウンターマス方式を採用してもよい。なお、 本国際出願で指定した指定国又は選択した選択国の国内法令が許す限りにおいて 、上記公報及び米国特許の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。 [0176] 上述した各実施形態に係る露光装置は、各種サブシステムを所定の機械的精度、 電気的精度、光学的精度を保つように組み立てることで製造される。これら各種精度 を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を 達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、 各種電気系につ 、ては電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシ ステム力 露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、 電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムか ら露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があるこ とは 、うまでもな 、。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、 総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置 の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
[0177] 本開示は、 2005年 1月 25日に提出された日本国特許出願第 2005— 16843号、 2005年 2月 18日に提出された日本国特許出願第 2005— 43103号、及び 2005年 8月 17日に提出された日本国特許出願第 2005— 236940号に含まれた主題に関 連し、その開示の全てはここに参照事項として明白に組み込まれる。

Claims

請求の範囲
[1] 複数の光学ユニットを有する光学系を介して投影されるパターンの像を物体上に露 光転写する露光装置であって、
前記複数の光学ユニットの変動を補償するように、該複数の光学ユニットによって 前記物体上に投影される複数の像のうち、少なくとも 1つの像の位置を補正する補正 装置を備える露光装置。
[2] 前記補正装置は、前記複数の光学ユニットの全体の変動、もしくは前記複数の光 学ユニット間の相互の変動を補償するように、前記少なくとも 1つの像の位置を補正 する請求項 1記載の露光装置。
[3] 前記物体を載置するステージを更に備え、前記ステージによって前記光学系と前 記物体とを相対移動させて、前記物体上に前記パターンの像を露光するとともに、前 記補正装置は、前記複数の像の相対的な位置変化に関する情報に基づいて前記 少なくとも 1つの像の位置を補正する請求項 1又は請求項 2記載の露光装置。
[4] 前記情報を計測する計測装置を更に備え、前記補正装置は、前記計測された情報 に基づいて前記少なくとも 1つの像の位置を補正する請求項 3記載の露光装置。
[5] 前記計測された情報は、前記複数の光学ユニットの位置または相対的な位置関係 に関する情報を含む請求項 4記載の露光装置。
[6] 前記計測された情報は、前記複数の光学ユニットが設けられる本体部の変形に関 する情報と、前記ステージの移動に関する情報との少なくとも一方を含む請求項 4記 載の露光装置。
[7] 前記補正装置は、前記複数の像の相対的な位置変化の補正情報を格納し、該補 正情報に基づいて前記少なくとも 1つの像の位置を補正する請求項 3記載の露光装 置。
[8] 前記補正情報は、前記ステージの移動に関する情報と対応付けられている請求項 7記載の露光装置。
[9] 前記パターンの像の形成に用いられる空間光変調器を含む可変成形マスクと、該 可変成形マスクに光ビームを照射する照明系と、を更に備え、前記可変成形マスク からの光ビームと前記物体との相対移動に応じて前記空間光変調器を制御すること により前記物体上に前記パターンの像を露光する請求項 1乃至請求項 3の何れか一 項に記載の露光装置。
[10] 前記補正装置は、前記可変成形マスクと前記光学系との少なくとも一方によって前 記少なくとも 1つの像の位置を補正する請求項 9記載の露光装置。
[11] 前記補正装置は、前記空間光変調器の制御によって前記少なくとも 1つの像の位 置を補正する請求項 10記載の露光装置。
[12] 前記空間光変調器は、前記複数の光学ユニットにそれぞれ対応して設けられ、前 記補正装置は、前記複数の空間光変調器の制御によって前記複数の像の位置を個 別に補正可能である請求項 10又は請求項 11記載の露光装置。
[13] 前記複数の光学ユニットの少なくとも 1つは、前記物体上に投影する像の位置を補 正する補正光学系を有し、前記補正装置は、前記補正光学系によって前記少なくと も 1つの像の位置を補正する請求項 9乃至請求項 12に記載の露光装置。
[14] 前記パターンの像の形成に用いられる可変成形マスクを更に備え、前記光学系と 前記物体との相対移動に応じて前記可変成形マスクを制御することにより前記物体 上に前記パターンの像を露光する請求項 1乃至請求項 3の何れか一項に記載の露 光装置。
[15] 前記補正装置は、前記可変成形マスクと前記光学系との少なくとも一方によって前 記少なくとも 1つの像の位置を補正する請求項 14記載の露光装置。
[16] 前記補正装置は、前記可変成形マスクによって形成される前記複数の像の位置を 、前記複数の光学ユニット毎に個別に補正するようにした請求項 14又は請求項 15 記載の露光装置。
[17] 前記複数の光学ユニットの少なくとも 1つは、前記物体上に投影する像の位置を補 正する補正光学系を有し、前記補正装置は、前記補正光学系によって前記少なくと も 1つの像の位置を補正する請求項 14乃至請求項 16に記載の露光装置。
[18] 前記補正装置により前記少なくとも 1つの像の位置補正を行った際に、前記複数の 光学ユニットを透過する露光量を調整するようにした請求項 9乃至請求項 17の何れ か一項に記載の露光装置。
[19] 前記補正光学系は、前記像の回転、シフト、倍率及びフォーカス位置の少なくとも 1 つを補正する機構を備える請求項 13又は請求項 17記載の露光装置。
[20] 前記補正光学系は、前記複数の光学ユニットの解像度を調整するようにした請求 項 13、請求項 17及び請求項 19の何れか一項に記載の露光装置。
[21] 前記補正装置は、前記可変成形マスク及び前記補正光学系の少なくとも一方をラ フ補正装置、他方をファイン補正装置として、前記少なくとも 1つの像の位置を補正 する請求項 13、請求項 17、請求項 19及び請求項 20の何れか一項に記載の露光装 置。
[22] 前記複数の光学ユニットの位置または相対的な位置関係に関する情報を計測する 計測装置を更に備え、前記補正装置は、前記計測された情報に基づいて前記少な くとも 1つの像の位置を補正する請求項 1乃至請求項 3及び請求項 9乃至請求項 21 の何れか一項に記載の露光装置。
[23] 前記計測された情報は、前記複数の光学ユニットの姿勢、または前記複数の光学 ユニット間の相対的な姿勢に関する情報を含む請求項 22記載の露光装置。
[24] 前記姿勢に関する情報は、前記複数の光学ユニットが設けられる本体部の変形に 関する情報、または前記複数の光学ユニットに対する前記物体の相対位置に関する 情報に基づ!、て求められる請求項 23記載の露光装置。
[25] 前記複数の光学ユニットによって前記物体上に投影される複数の像のうち、隣接す る像は互いにその一部が重複するように形成される請求項 1乃至請求項 24の何れか 一項に記載の露光装置。
[26] 光源力 照射された光ビームを画像データに応じて変調する第 1の可変成形マスク を有する第 1露光ユニットと、
光源力 照射された光ビームを画像データに応じて変調する第 2の可変成形マスク を有し、前記第 1露光ユニットとは異なる第 2露光ユニットと、
前記第 1の可変成形マスク及び前記第 2の可変成形マスクに対し、物体を載置した ステージを相対的に走査することによって前記物体上に前記第 1露光ユニット及び前 記第 2露光ユニットにより生成される像を露光転写する走査型の露光装置において、 前記ステージ上に、前記第 1露光ユニット及び前記第 2露光ユニットによりオーバラ ップ露光が行なわれる領域における、前記第 1露光ユニット及び前記第 2露光ュニッ トのビーム強度を測定するビーム強度計測系を備え、
前記ビーム強度計測系の計測結果に基づいて、前記第 1露光ユニット及び前記第 2露光ユニットの少なくとも一方の前記ビーム強度を調整するようにした露光装置。
[27] 前記光学系と前記物体との相対移動によって前記物体上に前記パターンの像を露 光し、前記複数の光学ユニットの一部を有する第 1光学ユニットと、該第 1光学ュニッ トと異なる光学ユニットを有する第 2光学ユニットとは前記相対移動される走査方向に 関して前記光学ユニットによる像の位置が異なるように配置され、
前記第 1及び第 2光学ユニットの相対的な変位量を測定する変位量測定装置を更 に備え、前記補正装置は、前記測定された相対的な変位量に基づいて前記第 1及 び第 2光学ユニットの少なくとも一方における前記像の位置を補正する請求項 1乃至 請求項 3及び請求項 9乃至請求項 21の何れか一項に記載の露光装置。
[28] 前記変位量測定装置は、前記第 1及び第 2光学ユニットの相対的な並進量及び姿 勢差の少なくとも一方を測定する請求項 27記載の露光装置。
[29] 前記変位量測定装置は、前記走査方向、及び前記走査方向と交差する方向の少 なくとも一方に関する前記第 1及び第 2光学ユニットの相対的な変位量を測定する請 求項 27又は請求項 28記載の露光装置。
[30] 前記光学系は、正立正像を形成する光学系であり、前記変位量測定装置は、前記 第 1及び第 2光学ユニットの傾斜量の差を測定する請求項 27乃至請求項 29の何れ か一項に記載の露光装置。
[31] 前記光学系と前記物体との相対移動によって前記物体上に前記パターンの像を露 光し、
前記複数の光学ユニットの一部を有する第 1光学ユニットと、該第 1光学ユニットと異 なる光学ユニットを有する第 2光学ユニットとが、前記相対移動される走査方向に関し て前記光学ユニットによる像の位置が異なるように設けられる支持部材と、該支持部 材の変形に関する情報を計測する計測装置と、を更に備え、
前記補正装置は、前記計測された変形に関する情報に基づいて前記第 1及び第 2 光学ユニットの少なくとも一方における前記像の位置を補正する請求項 1乃至請求 項 3及び請求項 9乃至請求項 21の何れか一項に記載の露光装置。
[32] 前記補正装置は、前記計測された変形に関する情報に基づいて前記第 1及び第 2 光学ユニットの相対的な変位量を算出し、前記像の位置補正では前記算出した相対 的な変位量を用いる請求項 31記載の露光装置。
[33] 前記計測装置は、前記走査方向、及び前記走査方向と交差する方向の少なくとも 一方に関する、前記支持部材の変形に関する情報を計測する請求項 31又は請求項
32記載の露光装置。
[34] 前記補正装置は、前記物体の姿勢制御によって前記第 1及び第 2光学ユニットの 少なくとも一方における前記像の位置を補正する請求項 27乃至請求項 33の何れか 一項に記載の露光装置。
[35] 前記物体は、外径が 500mmよりも大きい感光基板である請求項 1乃至請求項 34 の何れか一項に記載の露光装置。
[36] 請求項 1乃至請求項 35の何れか一項に記載の露光装置を用いて前記パターンの 像を前記物体上に露光転写する露光工程と、
前記露光工程により露光転写された前記物体上のパターンを現像する現像工程と
、を含むマイクロデバイスの製造方法。
[37] 複数の光学ユニットを有する光学系を介して投影されるパターンの像を物体上に露 光転写する露光方法であって、
前記複数の光学ユニットの変動を補償するように、該複数の光学ユニットによって 前記物体上に投影される複数の像のうち、少なくとも 1つの像の位置を補正しつつ、 露光を行うようにした露光方法。
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