JP2006100568A - 走査型投影露光装置及びマイクロデバイスの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 投影位置のずれを正確に補正することができる走査型投影露光装置を提供する。
【解決手段】 千鳥状に配置された第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを有する投影光学系ＰＬに対して相対的に同期移動させて、マスクのパターンを感光性基板に投影露光する走査型投影露光装置において、基板ステージＰＳＴ上に配置された第１投影光学ユニット及び第２投影光学ユニットの配列を計測するための基準マークと、第１投影光学ユニットを用いた基準マークとマスク上に走査方向に交差する方向に配置された第１マスクマークとの相対位置の計測結果に基づく第１投影光学ユニットの配列情報、及び第２投影光学ユニットを用いた基準マークと第１マスクマークとの相対位置の計測結果に基づいて、第２の投影光学ユニットの配列を第１投影光学ユニットの配列情報を目標値として調整する配列調整手段とを備える。
【選択図】 図１

Description

この発明は、半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等のマイクロデバイスをリソグラフィ工程で製造するための走査型投影露光装置及び該走査型投影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ものである。

マイクロデバイスの一つである半導体素子又は液晶表示素子等を製造する場合において、マスク（レチクル、フォトマスク等）のパターンを、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布されたプレート（ガラスプレート、半導体ウエハ等）上に投影露光する投影露光装置が用いられている。

近年、液晶表示デバイスを製造する際に基板として大型のガラス基板が用いられ、マスクステージと基板ステージとを同期走査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が用いられている。この走査型投影露光装置においては、１つの大型の投影光学系を使用する代わりに、複数の小型の部分投影光学系を走査方向に沿って所定間隔で複数列に配置し、各部分投影光学系においてそれぞれのマスクのパターンをプレート上に露光する。

この種の走査型投影露光装置においては、隣接する部分投影光学系の継ぎ部の位置が一致するように、各部分投影光学系の像位置（像シフト、像倍率、像回転）を補正する必要がある。このため、走査露光開始側及び走査露光終了側に位置するマスク上のマークを露光領域の継ぎ部を介して基板上に投影して基板ステージ上の基準マークとの位置ずれ量を検出して、各部分投影光学系に設けられた像位置補正機構により補正することでマスクの描画誤差を含めて各部分投影光学系の像位置を調整する方法が提案されている（特許文献1参照）。

また、マスクマークを走査方向に対して千鳥状に配置された第１投影光学系と第２投影光学系を介して基板上に投影して、基板ステージ上の基準マークとの位置ずれ量を計測することによって、この位置ずれ量を各部分投影光学系に設けられた像位置補正機構により補正することで各部分投影光学系の像位置を調整する方法も提案されている（特許文献２参照）。

特開平２００１−２９６６６７号公報 特開平２００４−１７２４７１号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている方法においては、マスク両端のマークを用いて計測された投影誤差を線形的な誤差として均等に振り分けて補正するだけであり、マスクやマスクステージ、さらには装置そのものの大型化に伴い、吸着歪みやマスクのパターン誤差、マスクステージの移動に伴う重心移動による非線形な投影誤差を補正することはできない。

また、特許文献２に開示されている方法においては、走査方向に対して千鳥状に配置された第１投影光学系のレンズ群と第２投影光学系のレンズ群に対して個別に、マスクマーク及び基準マークを用いてレンズキャリブレーションを行っているが、第１投影光学系内のレンズ群の配列精度及び第２投影光学系内のレンズ群の配列精度を向上させた場合においても、第１投影光学系のレンズ群と第２投影光学系のレンズ群との間隔が経時的に変動した場合等においては、第１投影光学系のレンズ群と第２投影光学系のレンズ群レンズの継ぎ部分に誤差を発生する可能性がある。また、各投影光学系が備える結像性能補正機構の駆動装置の駆動位置情報をレンズキャリブレーションを行う際に考慮していないため、レンズキャリブレーションの精度低下の原因になっていた。また、露光装置としては、マスクステージ自体のリニアモータの発熱や、ボイスコイルモータの発熱等により像位置自体にドリフトが発生し計測誤差が生じている。特に装置の稼動初期においては、温度変化が急峻であることから、像位置自体のドリフト量が大きくなり計測誤差も大きくなる。そのため、正確なレンズ間の継ぎ精度を見極めることができずに、結果的に継ぎ部ずれを発生することとなっていた。更に、計測されたレンズ間の継ぎ部ずれには、マスクの形状誤差が含まれた状態であるため、マスクの形状誤差を他の方法で求めた場合においても、計測されたレンズ間の継ぎ部ずれを投影光学系の結像性能に基づくものとマスクの形状誤差に基づくものとに分けることができず、投影光学系の結像性能に基づく継ぎ部のずれを精度よく補正することができなかった。

この発明の課題は、投影位置のずれを正確に補正することができる走査型投影露光装置及び該走査型投影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。

請求項１記載の走査型投影露光装置は、マスクを載置し走査するためのマスクステージと、外径が５００ｍｍ以上の感光性基板を載置し走査するための基板ステージとを備え、前記マスクステージと前記基板ステージとを、走査方向に対して千鳥状に配置された第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを有する投影光学系に対して相対的に同期移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光する走査型投影露光装置において、前記基板ステージ上に配置された前記第１投影光学ユニット及び前記第２投影光学ユニットの配列を計測するための基準マークと、前記第１投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記マスク上に前記走査方向に交差する方向に並んで配置された第１マスクマークとの第１相対位置関係を計測する第１計測手段と、前記第２投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとの第２相対位置関係を計測する第２計測手段と、前記第１計測手段により計測された前記第１相対位置関係に基づく前記第１投影光学ユニットの配列情報、及び前記第２計測手段により計測された前記第２相対位置関係に基づいて、前記第２投影光学ユニットの配列を前記第１投影光学ユニットの配列情報を目標値として調整する配列調整手段とを備えることを特徴とする。

この請求項１記載の走査型投影露光装置によれば、配列調整手段が前記第１相対位置関係に基づく前記第１投影光学ユニットの配列情報、及び前記第２相対位置関係に基づいて、第２の投影光学ユニットの配列を第１投影光学ユニットの配列情報を目標値として調整するため、第１投影光学ユニットと第２の投影光学ユニットとの露光領域の継ぎ部の差を極めて小さくすることができる。

また、請求項２記載の走査型投影露光装置は、前記第１相対位置関係及び前記第２相対位置関係には前記第１投影光学ユニット及び前記第２投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報が含まれることを特徴とする。

この請求項２記載の走査型投影露光装置によれば、第１投影光学ユニットを用いた基準マークと第１マスクマークとの相対位置関係の計測時に於ける第１投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報、及び第２投影光学ユニットを用いた基準マークと第１マスクマークとの相対位置関係の計測時に於ける第２投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報を取得するため、結像特性の調整を極めて高精度に行うことができる。

また、請求項３記載の走査型投影露光装置は、マスクを載置し走査するためのマスクステージと、外径が５００ｍｍ以上の感光性基板を載置し走査するための基板ステージとを備え、前記マスクステージと前記基板ステージとを、走査方向に対して千鳥状に配置された第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを有する投影光学系に対して相対的に同期移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光する走査型投影露光装置において、前記基板ステージ上に配置された前記第１投影光学ユニット及び前記第２投影光学ユニットの配列を計測するための基準マークと、前記第１投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記マスク上に前記走査方向に交差する方向に並んで配置された第１マスクマークとの第１相対位置関係を計測する第１計測手段と、前記第１計測手段により計測された第１相対位置関係に基づいて、前記第１投影光学ユニットの配列を調整する第１投影光学ユニット配列調整手段と、前記第２投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとの第２相対位置関係を計測する第２計測手段と、前記第１投影光学ユニット配列調整手段により調整された前記第１投影光学ユニットの配列情報及び前記第２計測手段により計測された前記第２相対位置関係に基づいて、前記第２の投影光学ユニットの配列を調整する第２投影光学ユニット配列調整手段とを備えることを特徴とする。

この請求項３記載の走査型投影露光装置によれば、第１投影光学ユニット配列調整手段により調整された第１投影光学ユニットの配列情報及び第２計測手段により計測された第２相対位置関係に基づいて、第２の投影光学ユニットの配列を調整するため、第１投影光学ユニットと第２の投影光学ユニットとの露光領域の継ぎ部の差を極めて小さくすることができる。

また、請求項４記載の走査型投影露光装置は、前記第１投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとは異なる位置に配置された第２マスクマークとの第３相対位置関係を計測する第３計測手段と、前記第２投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第２マスクマークとの第４相対位置関係を計測する第４計測手段と、前記第３相対位置関係及び前記第４相対位置関係に基づいて前記第１投影光学ユニットに対する前記第２の投影光学ユニットの前記第２マスクマーク位置における補正量を算出する補正量算出手段とを備えることを特徴とする。

この請求項４記載の走査型投影露光装置によれば、補正量算出手段が第３計測手段により計測された第３相対位置関係及び第４計測手段により計測された第４相対位置関係に基づいて、第１投影光学ユニットに対する第２の投影光学ユニットの第２マスクマーク位置における補正量を算出するため、第２マスクマーク位置における第１投影光学ユニットと第２の投影光学ユニットとの露光領域の継ぎ部の差を極めて小さくすることができる。

また、請求項５記載の走査型投影露光装置は、前記第１相対位置関係、前記第２相対位置関係、前記第３相対位置関係、前記第４相対位置関係には、前記第１投影光学ユニット及び前記第２投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報が含まれることを特徴とする。

この請求項５記載の走査型投影露光装置によれば、第１投影光学ユニットを用いた基準マークと第１マスクマークとの相対位置関係の計測時に於ける第１投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報、第２投影光学ユニットを用いた基準マークと第１マスクマークとの相対位置関係の計測時に於ける第２投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報、第１投影光学ユニットを用いた基準マークと第２マスクマークとの相対位置関係の計測時に於ける第１投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報、及び第２投影光学ユニットを用いた基準マークと第２マスクマークとの相対位置関係の計測時に於ける第２投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報を取得するため、結像特性の調整を極めて高精度に行うことができる。

また、請求項６記載の走査型投影露光装置は、前記第１計測手段により計測された前記第１相対位置関係及び前記第３計測手段により計測された第３相対位置関係に基づいて、前記マスク若しくは前記マスクステージで生ずるパターン非線形誤差、及びパターン線形誤差を算出する誤差算出手段と、前記誤差算出手段により算出された前記パターン非線形誤差より前記第１投影光学ユニットの第１露光補正値及び前記第２投影光学ユニットの第１露光補正値を算出する第１露光補正値算出手段とを備えることを特徴とする。

この請求項６記載の走査型投影露光装置によれば、誤差算出手段によりマスク若しくはマスクステージで生ずるパターン非線形誤差、及びパターン線形誤差を算出する。また、パターン非線形誤差から、このパターン非線形誤差を補正するための第１投影光学ユニットの第１露光補正値及び第２投影光学ユニットの第１露光補正値を算出する。従って、パターン非線形誤差を第１投影光学ユニット及び第２投影光学ユニットが有する結像特性補正機構を用いることにより補正することができる。

また、請求項７記載の走査型投影露光装置は、前記第１投影光学ユニット配列調整手段において調整された前記第１投影光学系ユニットの配列情報、及び前記第４計測手段により計測された第４相対位置関係に基づいて、前記第２投影光学ユニットの第２露光補正値を算出する第２露光補正値算出手段を備えることを特徴とする。

この請求項７記載の走査型投影露光装置によれば、第２露光補正値算出手段が第１投影光学ユニット配列調整手段において調整された第１投影光学系ユニットの配列情報、及び第２投影光学ユニットを用いた基準マークと第２マスクマークとの相対位置の計測結果に基づいて、第２投影光学ユニットの第２露光補正値である第１投影光学系ユニットと第２投影光学ユニットの継ぎ部の差を算出するため、例えばマスクステージの真直度の変動、重心変動による第１投影光学系ユニットと第２投影光学ユニットの継ぎ部のずれを精度よく補正することができる。

また、請求項８記載の走査型投影露光装置は、前記誤差算出手段が前記マスクの前記走査方向の異なる位置に配置されているマーク及び、前記マスクの露光パターンの前記走査方向に沿った外周部に配置されている少なくとも２つのマークを用いて、前記パターン非線形誤差を算出することを特徴とする。

この請求項８記載の走査型投影露光装置によれば、パターン非線形誤差の算出にマスクの走査方向の異なる位置に配置されているマーク及び、マスクの露光パターンの走査方向に沿った外周部に配置されている少なくとも２つのマークを用いているため、高い精度でパターン非線形誤差を算出することができる。

また、請求項９記載の走査型投影露光装置は、前記誤差算出手段が前記マスクの前記走査方向の異なる位置に配置されているマーク及び、前記マスクの露光パターンの前記走査方向に沿った外周部に配置されている少なくとも２つのマークを用いて、前記第１投影光学ユニットの第１の露光補正値と、前記第２投影光学ユニットの第１露光補正値を算出することを特徴とする。

この請求項９記載の走査型投影露光装置によれば、第１投影光学ユニットのパターン非線形誤差を補正するための第１の露光補正値と第２投影光学ユニットのパターン非線形誤差を補正するための第１露光補正値の算出に、マスクの走査方向の異なる位置に配置されているマーク及び、マスクの露光パターンの走査方向に沿った外周部に配置されている少なくとも２つのマークを用いているため、高い精度でパターン非線形誤差を補正するための第１露光補正値を算出することができる。

また、請求項１０記載の走査型投影露光装置は、前記誤差算出手段が前記マスクの前記走査方向の異なる位置に配置されているマーク及び、前記マスクの撓みデータを元に求められた少なくとも非スキャン方向の倍率変化、またはＸＹ近似位置変化に基づいて、前記第１投影光学ユニットの第１露光補正値と前記第２投影光学ユニットの第１露光補正値を算出することを特徴とする。

この請求項１０記載の走査型投影露光装置によれば、マスクに配置されているマークの計測以外の方法、即ち、マスクの撓みデータを元に求められた少なくとも非スキャン方向の倍率変化、またはＸＹ近似位置変化に基づいて、第１投影光学ユニットのパターン非線形誤差を補正するための第１露光補正値と第２投影光学ユニットのパターン非線形誤差を補正するための第１露光補正値を算出することができる。

また、請求項１１記載の走査型投影露光装置は、請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の走査型投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。

また、請求項１２記載の走査型投影露光装置は、請求項１または請求項３記載の走査型投影露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、前記第１投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとの相対位置関係及び前記第２投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとの相対位置関係を計測する計測工程と、前記計測工程により計測された計測結果に基づいて前記第２投影光学ユニットの配列を前記第１投影光学ユニットの配列情報を目標値として調整する配列調整工程と、前記マスクのパターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程とを含むことを特徴とする。

この請求項１１及び請求項１２記載のマイクロデバイスの製造方法によれば、投影光学系による感光性基板上における投影位置を正確に補正することができる露光装置を用いて露光を行うため、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスの製造を高精度に行うことができる。

この発明の走査型投影露光装置によれば、第１投影光学ユニットの配列情報を目標値として第２投影光学ユニットの配列を調整するため、第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットの露光領域の継ぎ部の差を極めて小さくすることができ、マスクに形成された微細なパターンを感光性基板上に高精度に露光することができる。

また、この発明のマイクロデバイスの製造方法によれば、この発明の露光装置を用いて露光を行うため、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスの製造を高精度に行うことができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。この実施の形態においては、マスクＭのパターンの一部を感光性基板としてのプレートＰに対して部分的に投影する複数の反射屈折型の部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７からなる投影光学系ＰＬに対してマスクＭとプレートＰとを走査方向に同期移動させてマスクＭに形成されたパターンの像をプレートＰ上に走査露光するステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置ＥＸを例に挙げて説明する。ここで感光性基板としては、外径が５００ｍｍ以上（感光性基板の１辺または対角線が５００ｍｍ以上）の液晶パネル用の感光性基板を用いる。なお、以下の説明において、投影光学系ＰＬの光軸方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な方向でマスクＭ及びプレートＰの同期移動方向をＸ軸方向、Ｚ軸方向及びＸ軸方向と直交する方向をＹ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

図１は、この実施の形態にかかる走査型投影露光装置の全体の概略構成を示す斜視図である。この実施の形態にかかる走査型投影露光装置は、例えば超高圧水銀ランプ光源からなる光源２を備えている。光源２より射出した光束は楕円鏡４及びダイクロイックミラー６により反射され、コリメートレンズ８に入射する。即ち、楕円鏡４の反射膜及びダイクロイックミラー６の反射膜によりｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｈ線（波長４０５ｎｍ）及びｉ線（波長３６５ｎｍ）の光を含む波長域の光が取り出され、ｇ、ｈ、ｉ線の光を含む波長域の光がコリメートレンズ８に入射する。また、ｇ、ｈ、ｉ線の光を含む波長域の光は、光源２が楕円鏡４の第１焦点位置に配置されているため、楕円鏡４の第２焦点位置に光源像を形成する。楕円鏡４の第２焦点位置に形成された光源像からの発散光束は、コリメートレンズ８により平行光となり、所定の露光波長域の光束のみを透過させる波長選択フィルタ１０ａまたは１０ｂを透過する。

波長選択フィルタ１０ａまたは１０ｂを通過した光束は、集光レンズ１２によりライトガイドファイバ１４の入射口１４ａに集光される。ここで、ライトガイドファイバ１４は、例えば多数のファイバ素線をランダムに束ねて構成されたランダムライトガイドファイバであって、入射口１４ａ、５つの射出口１４ｂ、１４ｄ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ、更に不図示の２つの射出口を備えている。ライトガイドファイバ１４の入射口１４ａに入射した光束は、ライトガイドファイバ１４の内部を伝播した後、５つの射出口１４ｂ、１４ｄ、１４ｆ、１４ｇ、１４ｈ、及び不図示の２つの射出口より分割されて射出し、マスクＭを部分的に照明する複数の部分照明光学系（この実施の形態においては、７つの部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７）にそれぞれ入射する。

なお、波長選択フィルタ１０ａまたは１０ｂと集光レンズ１２との間には、露光するプレートＰに塗布されるレジストの感度をダイナミックに可変するための減光フィルタ機構１８が配置されている。減光フィルタ機構１８は、Ｃｒ等の遮光材により微小なパターンを形成しているガラス板で構成されており、光軸と直交する方向に駆動することによりパターン密度を線形的に可変し、通過する光の照度を調整する。

また、この実施の形態においては、１つの光源を用いているが、各照明視野に応じてそれぞれ光源を有するようにしてもよい。また、多数の光源を有し、その多数の光源からの光束をランダム性の良い光ファイバ等のライトガイドファイバにより各照明視野に分割するようにしてもよい。また、光源として、紫外線放射型のＬＥＤ、紫外線放射型のＬＤを用いてもよい。この実施の形態においては、光源から射出された光束をライトガイドファイバ１４に導く光学部材（ダイクロイックミラー６、コリメートレンズ８、波長選択フィルタ１０ａ（１０ｂ）、集光レンズ１２、減光フィルタ１８）及び部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７が照明光学系ＩＬを構成する。

図２は、この実施の形態にかかる走査型投影露光装置の部分照明光学系ＩＬ１（ライトガイドファイバ１４の射出口１４ｂ〜コンデンサーレンズ２４ｂ）及び部分投影光学系ＰＬ１の概略構成を示す図である。なお、部分照明光学系ＩＬ２〜ＩＬ７の構成は部分照明光学系ＩＬ１と同一であり、部分投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７の構成は、部分投影光学系ＰＬ１の構成と同一である。

ライトガイドファイバ１４の射出口１４ｂから射出した光束は、コリメートレンズ１６ｂに入射し、コリメートレンズ１６ｂにより平行光に変換される。コリメートレンズ１６ｂにより集光された光束は、オプティカルインテグレータであるフライアイレンズ２２ｂに入射する。ここで、フライアイレンズ２２ｂは、多数の正レンズエレメントをその中心軸線が光軸に沿って伸びるように縦横に且つ稠密に配列することにより構成されている。従って、フライアイレンズ２２ｂに入射した光束は、多数のレンズエレメントにより波面分割され、その後側焦点面（射出面近傍）にレンズエレメントの数と同数の光源像からなる二次光源を形成する。即ち、フライアイレンズ２２ｂの後側焦点面には、実質的な面光源が形成される。フライアイレンズ２２ｂの後側焦点面に形成された多数の二次光源からの光束は、コンデンサーレンズ２４ｂによりマスクＭをほぼ均一に照明する。

マスクＭの照明領域、即ち部分照明光学系ＩＬ１に対応する照明領域からの光は、各照明領域に対応するように配列されマスクＭのパターンの一部の像をプレートＰ上にそれぞれ投影する複数の部分投影光学系（この実施の形態においては、７つの部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７）のうち、部分投影光学系ＰＬ１に入射する。即ち、プリズムミラー３２ｂ、屈折レンズ系３４ｂを透過し、光学系の瞳面に配置された凹面鏡３６ｂにより反射され、再び屈折レンズ系３４ｂを透過し、プリズムミラー３２ｂで反射され、視野絞り３８ｂ上に部分投影光学系ＰＬ１の中間像を形成する。ここで、プリズムミラー３２ｂ、屈折レンズ系３４ｂ及び凹面鏡３６ｂが１組目の反射屈折型光学系を構成する。更に、中間像までの光学系とほぼ同一の光学系を有する下側の光学系へと進み、プリズムミラー４０ｂ、屈折レンズ系４２ｂ、凹面鏡４４ｂ、屈折レンズ系４２ｂ、プリズムミラー４０ｂを介して、プレートＰ上にマスクＭのパターン像を結像する。ここで、プリズムミラー４０ｂ、屈折レンズ系４２ｂ及び凹面鏡４４ｂが２組目の反射屈折光学系を構成する。この時の像は正立正像である。

なお、部分照明光学系ＩＬ２〜ＩＬ７を通過した光は、各部分照明光学系ＩＬ２〜ＩＬ７のそれぞれに設けられているコンデンサーレンズによりマスクＭをほぼ均一に照明し、部分照明光学系ＩＬ２〜ＩＬ７に対応して設けられている部分投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７に入射する。それぞれの部分投影光学系ＰＬ２〜ＰＬ７を透過した光は、プレートＰ上にマスクＭのパターン像をそれぞれ結像する。

ここで、マスクＭはマスクホルダ（図示せず）にて固定されており、マスクステージＭＳＴ（図３参照）に載置されている。また、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴには、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向における位置を検出するＸレーザ干渉計５１ｘと、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向における位置を検出するＹレーザ干渉計（図示せず）とが備えられている。マスクステージＭＳＴの＋Ｘ側の端縁にはＹ軸方向に延在するＸ移動鏡５１が設けられ、＋Ｙ側の端縁にはＸ移動鏡５１に直交するようにＸ軸方向に延在するＹ移動鏡（図示せず）が設けられている。Ｘ移動鏡５１にはＸレーザ干渉計５１ｘが対向して配置されており、Ｙ移動鏡にはＹレーザ干渉計が対向して配置されている。Ｘレーザ干渉計５１ｘはＸ移動鏡５１にレーザ光を照射しＸ移動鏡５１との距離を検出する。Ｙレーザ干渉計はＹ移動鏡にレーザ光を照射しＹ移動鏡との距離を検出する。レーザ干渉計の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいて、マスクステージＭＳＴ（ひいてはマスクＭ）のＸ軸及びＹ軸方向における位置を求める。また、Ｘレーザ干渉計（もしくはＹレーザ干渉計）を複数設けておくことにより、マスクステージＭＳＴのθＺ方向の回転量を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計の出力からマスクステージＭＳＴの位置（姿勢）をモニタし、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤを制御することでマスクステージＭＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。

また、プレートＰはプレートホルダ（図示せず）にて固定されており、基板ステージＰＴＳ（図３参照）に載置されている。また、プレートＰを支持する基板ステージＰＳＴには、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置を検出するＸレーザ干渉計５０ｘと、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出するＹレーザ干渉計とが備えられている。基板ステージＰＳＴの＋Ｘ側の端縁にはＹ軸方向に延在するＸ移動鏡５０が設けられ、＋Ｙ側の端縁にはＸ移動鏡５０に直交するようにＸ軸方向に延在するＹ移動鏡が設けられている。Ｘ移動鏡５０にはＸレーザ干渉計５０ｘが対向して配置されており、Ｙ移動鏡にはＹレーザ干渉計が対向して配置されている。Ｘレーザ干渉計５０ｘはＸ移動鏡５０にレーザ光を照射しＸ移動鏡５０との距離を検出する。Ｙレーザ干渉計はＹ移動鏡にレーザ光を照射しＹ移動鏡との距離を検出する。レーザ干渉計の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計の検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴ（ひいてはプレートＰ）のＸ軸及びＹ軸方向における位置を求める。また、Ｘレーザ干渉計（もしくはＹレーザ干渉計）を複数設けておくことにより、基板ステージＰＳＴのθＺ方向の回転量を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計の出力から基板ステージＰＳＴの位置（姿勢）をモニタし、基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを制御することで基板ステージＰＳＴを所望の位置（姿勢）に設定する。

上述の部分照明光学系ＩＬ１、ＩＬ３、ＩＬ５、ＩＬ７は、走査方向と直交する方向（走査方向を横切る方向）に所定間隔をもって第１列として配置されており、部分照明光学系ＩＬ１、ＩＬ３、ＩＬ５、ＩＬ７に対応して設けられている部分投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７（第１投影光学ユニット）も同様に走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第１列として配置されている。また、部分照明光学系ＩＬ２、ＩＬ４、ＩＬ６は、走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第２列として配置されており、部分照明光学系ＩＬ２、ＩＬ４、ＩＬ６に対応して設けられている部分投影光学系ＰＬ２、ＰＬ４、ＰＬ６（第２投影光学ユニット）も同様に走査方向と直交する方向に所定間隔をもって第２列として配置されている。

ここで第１投影光学ユニットを構成する部分投影光学系ＰＬ１、ＰＬ３、ＰＬ５、ＰＬ７と第２投影光学ユニットを構成する部分照明光学系ＩＬ２、ＩＬ４、ＩＬ６は、第１投影光学ユニットを構成する部分投影光学系の間に第２投影光学ユニットを構成する部分照明光学系が位置するように千鳥状に配置されている。第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとの間には、プレートＰの位置合わせを行うために、オフアクシスのアライメント系５２が配置されている。また、第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとの間には、マスクＭやプレートＰのフォーカスを合わせるために、オートフォーカス系５４が配置されている。

また、基板ステージＰＳＴの走査方向の端部（−Ｘ側）の所定位置にはＹ軸方向に沿って延在する基準部材７２が設けられており、基準部材７２にはＹ軸方向に所定間隔で並ぶマーク８２（８２ａ〜８２ｈ）が形成されている（図４参照）。なお、以下の説明において、基板ステージＰＳＴに形成されたマーク８２を適宜「基板側ＡＩＳマーク（基準マーク）」と称する。

図３に示すように、基準部材７２に形成された基板側ＡＩＳマーク８２のＺ軸方向における形成位置（高さ）はプレートＰの表面（露光面）と略一致するように設定されている。基準部材７２の下方には、基板ステージＰＳＴに埋設されるように、基準部材７２を通過した光を受光可能なＡＩＳ受光系（計測手段）６０が設けられている。ＡＩＳ受光系６０は、レンズ系６１と、レンズ系６１を介した光を受光するＣＣＤからなる撮像素子６２とを備えている。ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）の受光結果は制御装置ＣＯＮＴに出力されるようになっている。

また、基板ステージＰＴＳ上には部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７及び部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を通過した光の光量及び照度を計測する複数の光電センサ（この実施の形態においては、６つの照度センサＩ１〜Ｉ６）が配置されている。照度センサＩ１〜Ｉ６のそれぞれは、プレートＰに対してほぼ共役位置に配置されたφ０．０１ｍｍ〜φ１ｍｍ程度のピンホールと、このピンホールを介した光を受光する光電センサと、ピンホールと光電センサとの間に配置される色選択フィルタとから構成されている。この６つの照度センサＩ１〜Ｉ６は、走査方向を横切る方向に略等ピッチで配列されている。照度センサＩ１〜Ｉ６の配置ピッチは、部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の視野絞りの間隔と同一ピッチである。照度センサＩ１〜Ｉ６により計測された照度計測値に基づいて、減光フィルタ１８又はそれぞれの部分照明光学系に設けられたモジュール照度可変機構を用いて、部分照明光学系ＩＬ１〜ＩＬ７及び部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を通過する光の照度を調整する。

図３に示すように、部分投影光学系ＰＬ６は、シフト調整機構９０と、二組の反射屈折型光学系と、像面調整機構９１と、視野絞り（図２参照）と、スケーリング調整機構９２とを備えている。なお、他の部分投影光学系ＰＬ１、ＰＬ２、ＰＬ３、ＰＬ４、ＰＬ５、ＰＬ７も部分投影光学系ＰＬ６と同様の構成である。

マスクＭを透過した光束は、シフト調整機構９０に入射する。シフト調整機構９０は、Ｙ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板９０Ａと、Ｘ軸まわりに回転可能に設けられた平行平面ガラス板９０Ｂと有している。平行平面ガラス板９０Ａはモータなどの駆動装置９０ＡｄによりＹ軸まわりに回転し、平行平面ガラス板９０Ｂはモータなどの駆動装置９０ＢｄによりＸ軸まわりに回転する。平行平面ガラス板９０ＡがＹ軸まわりに回転することによりプレート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９０ＢがＸ軸まわりに回転することによりプレート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９０Ａｄ，９０Ｂｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴによりそれぞれ独立して制御される。駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄのそれぞれは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、平行平面ガラス板９０Ａ，９０Ｂのそれぞれを所定速度で所定量（所定角度）回転する。なお、駆動装置９０Ａｄ、９０Ｂｄの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置ＣＯＮＴへ入力される。シフト調整機構９０を透過した光束は、１組目の反射屈折型光学系に入射する。

１組目の反射屈折型光学系は、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）と、レンズと、凹面鏡とを備えている。直角プリズムはＺ軸まわりに回転可能に設けられており、モータなどの駆動装置９３ｄによりＺ軸まわりに回転する。直角プリズムがＺ軸まわりに回転することによりプレートＰ上におけるマスクＭのパターンの像はＺ軸まわりに回転する。すなわち、直角プリズム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９３ｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。駆動装置９３ｄは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、直角プリズムを所定速度で所定量（所定角度）回転する。なお、駆動装置９３ｄの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置ＣＯＮＴへ入力される。１組目の反射屈折型光学系により形成されるパターンの中間像位置には視野絞りが配置されている。視野絞りは、プレートＰ上における投影領域を設定するものである。本実施の形態において、視野絞りは台形状の開口を有し、この視野絞りによりプレートＰ上の投影領域１００ａ〜１００ｇが台形状に規定される。視野絞りを透過した光束は、２組目の反射屈折型光学系に入射する。

２組目の反射屈折型光学系は、１組目の反射屈折型光学系と同様に、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）と、レンズと、凹面鏡とを備えている。直角プリズムはモータなどの駆動装置９４ｄの駆動によりＺ軸まわりに回転するようになっており、回転することでプレートＰ上におけるマスクＭのパターンの像をＺ軸まわりに回転する。駆動装置９４ｄの駆動速度及び駆動量は制御装置ＣＯＮＴにより制御されるようになっており、駆動装置９４ｄは制御装置ＣＯＮＴの制御に基づいて、直角プリズムを所定速度で所定量（所定角度）回転する。なお、駆動装置９４ｄの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置ＣＯＮＴへ入力される。

２組目の反射屈折型光学系から射出した光束は、スケーリング調整機構（補正機構）９２を通り、プレート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９２は、図３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３の場合、凸レンズは駆動装置９２ｄにより移動するようになっており、駆動装置９２ｄは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。駆動装置９２ｄは制御装置ＣＯＮＴ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、駆動装置９２ｄの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置ＣＯＮＴへ入力される。また、凸レンズは、両凸レンズでも平凸レンズでもよい。

二組の反射屈折型光学系の間の光路上には、部分投影光学系ＰＬ６の結像位置及び像面の傾斜を調整する像面調整機構９１が設けられている。像面調整機構９１は１組目の反射屈折型光学系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９１はマスクＭ及びプレート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９１は、第１光学部材９１Ａと、第２光学部材９１Ｂと、第１光学部材９１Ａ及び第２光学部材９１Ｂ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９１Ｂに対して第１光学部材９１Ａを移動する駆動装置９１Ａｄ、９１Ｂｄとを備えている。第１光学部材９１Ａ及び第２光学部材９１Ｂのそれぞれはくさび状に形成され露光光ＥＬを透過可能なガラス板であり、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９１Ａ及び第２光学部材９１Ｂのそれぞれを通過する。駆動装置９１Ａｄ、９１Ｂｄの駆動量及び駆動速度、すなわち第１光学部材９１Ａと第２光学部材９１Ｂとの相対的な移動量及び移動速度は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。第２光学部材９１Ｂに対して第１光学部材９１ＡがＸ軸方向にスライドするように移動することにより投影光学系ＰＬ６の像面位置がＺ軸方向に移動し、第２光学部材９１Ｂに対して第１光学部材９１ＡがθＺ方向に回転することにより部分投影光学系ＰＬ６の像面が傾斜する。なお駆動装置９１Ａｄ、９１Ｂｄの実際の駆動位置は所定の検出装置により検出されて制御装置ＣＯＮＴへ入力される。

上記シフト調整機構９０、ローテーション調整機構９３、９４、スケーリング調整機構９２、及び像面調整機構９１により、投影光学系ＰＬの結像特性を補正する結像特性補正機構（制御装置）が構成される。なお、結像特性補正機構としては、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。

図４に示すように、マスクＭの走査方向両側（±Ｘ側）には複数のマーク（マーク群）を有するマーク形成領域７０、７１が設けられている。−Ｘ側のマーク形成領域７０にはＹ軸方向に所定間隔で並ぶ複数のマーク８０（８０ａ〜８０ｈ）が形成されている。一方、＋Ｘ側のマーク形成領域７１にはＹ軸方向に所定間隔で並ぶ複数のマーク８１（８１ａ〜８１ｈ）が形成されている。なお、以下の説明において、マスクＭに形成されたマーク８０、８１を適宜「マスク側ＡＩＳマーク」と称する。

図４はマスク側ＡＩＳマーク８０、８１及び基板側ＡＩＳマーク８２と部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７との位置関係を説明するための模式図である。図４において、プレートＰ上での部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の投影領域１００ａ〜１００ｇのそれぞれは、所定形状、本実施の形態では台形形状に設定され、投影領域１００ａ、１００ｃ、１００ｅ、１００ｇと、投影領域１００ｂ、１００ｄ、１００ｆとがＸ軸方向に対向して配置されている。さらに、投影領域１００ａ〜１００ｅは隣り合う投影領域の継ぎ部どうしがＹ軸方向に重なり合うように並列配置される。ここで、継ぎ部とは、台形状の各投影領域１００ａ〜１００ｇの三角形状の領域ｐａ〜ｐｎである。そして、投影領域１００ａ〜１００ｇの継ぎ部ｐａ〜ｐｎどうしをＹ軸方向に重なり合うように並列配置することにより、Ｘ軸方向の投影領域の幅の総計がほぼ等しくなるように設定されている。こうすることにより、Ｘ軸方向に走査露光したときの露光量が等しくなるようになっている。

このように、各投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７による投影領域１００ａ〜１００ｅのそれぞれが重なり合う重複領域（継ぎ部）を設けることにより、継ぎ部における光学収差の変化や照度変化を滑らかにすることができる。なお、投影領域１００ａの＋Ｙ方向の継ぎ部ｐａ及び投影領域１００ｇの−Ｙ方向の継ぎ部ｐｎは、１回目の走査露光後、Ｙ軸方向にステップ移動して２回目の走査露光行う際、投影領域どうしをつなぎ合わせる際に重複される。そして、ＡＩＳマーク８０ａ〜８０ｈ、８１ａ〜８１ｈ、８２ａ〜８２ｈのそれぞれは、投影領域１００ａ〜１００ｇの各継ぎ部ｐａ〜ｐｎに入るように配置されている。つまり、マスク側ＡＩＳマーク８０ａ〜８０ｈ（８１ａ〜８１ｈ）と基板側ＡＩＳマーク８２ａ〜８２ｈとは互いに対をなすように同じ間隔で形成されている。

図５は、ＡＩＳ受光系６０がＡＩＳマーク検出を行っている状態を示す図である。図５に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、いわゆるスルー・ザ・レンズ（ＴＴＬ）方式により、ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）でマスク側ＡＩＳマーク８０（８１）と基板側ＡＩＳマーク８２とを検出し、この検出結果に基づいてマスクＭと基板ステージＰＳＴとの相対位置を求める。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、撮像素子６２でマスク側ＡＩＳマーク８０（８１）の像と基板側ＡＩＳマーク８２の像とが一致するようにマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動し、照明光学系ＩＬでマスク側ＡＩＳマーク８０（８１）を照明する。マスクＭを通過した照明光（露光光）は投影光学系ＰＬを通過するとともに基板側ＡＩＳマーク８２を通過し撮像素子６２に導かれる。制御装置ＣＯＮＴは投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を介してマスク側ＡＩＳマーク８０（８１）及び基板側ＡＩＳマーク８２の相対位置（位置ずれ量）を計測することにより、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の各結像特性（シフト、スケーリング、ローテーション）を計測する。制御装置ＣＯＮＴは求めた結像特性の計測結果に基づいて、投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７の結像特性が精度保証範囲内になるように補正量を求め、求めた補正量に基づいて上記補正機構９０、９１、９２、９３、９４を駆動して結像特性を補正する。図５には、マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２とを同時に検出する状態が示されているが、マスクステージＭＳＴを移動することで、マスク側ＡＩＳマーク８１と基板側ＡＩＳマーク８２とを同時に計測することもできる。そして、マスク側ＡＩＳマーク８０、８１のそれぞれに関する計測結果に基づいて、制御装置ＣＯＮＴはマスクＭのマスクステージＭＳＴ上における所望の位置に対する置き位置ずれ（θＺ方向の位置ずれ）やマスクＭの膨張量に関する情報を求めることができる。

次に、図６〜図９に示すフローチャートを参照して、マスクＭのローディングから露光までのシーケンスを説明する。なお、図６〜図９に示すフローチャートにおいては、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７（第１投影光学ユニット）を「Ｍ１列」、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６（第２投影光学ユニット）を「Ｍ２列」、マスク側ＡＩＳマーク８０を「ＢＣＨＫ１マーク」、マスク側ＡＩＳマーク８１を「ＢＣＨＫ２マーク」と記載する。

まず、不図示のマスクローダによってマスクステージＭＳＴ上のホルダにマスクＭを載置する。図６に示すように、マスクステージＭＳＴに載置されたマスクＭに対して、マスクプリアライメントの処理が行われる（ステップＳ１０）。即ち、制御装置ＣＯＮＴは、第１投影光学ユニットを用いて、基板側ＡＩＳマーク８２とマスク側ＡＩＳマーク８０との相対位置をＡＩＳ受光系（計測装置）６０により計測し、マスクＭのＸ方向、Ｙ方向の位置と回転量を求める。この時、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７の回転や倍率の誤差を排除するため、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７の視野中心にマスク側ＡＩＳマーク８０を位置させて計測を行う。この計測の際には、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７の視野中心に基板側ＡＩＳマーク８２が位置するように基板ステージＰＳＴをＹ方向に移動させる。このとき各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７が有する補正機構の各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄ，は、駆動位置が原点に位置するように制御させている。ここで原点とは、基準マスクを用いた露光において位置合わせされた位置であるが、露光光の照射や経時的な変動分が乗るため大まかな位置となる。

次に、制御装置ＣＯＮＴはマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞれをマーク計測位置に移動する（ステップＳ１１）。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、マスク側ＡＩＳマーク８０及び基板側ＡＩＳマーク８２が、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７（第１投影光学ユニット）の投影領域１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇ内で重なる位置（マーク計測位置）にマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動させる。このとき、両マーク８０、８２を継ぎ部ｐａ，ｐｂ，ｐｅ，ｐｆ，ｐｉ，ｐｊ，ｐｍ，ｐｎに配置させる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０を用いて、マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置である位置ずれ量を計測する（ステップＳ１２）。すなわち、照明光学系ＩＬからの露光光ＥＬによりマスク側ＡＩＳマーク８０を部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７を介して基板側ＡＩＳマーク８２上に結像させ、この結像されたマスク側ＡＩＳマーク８０の投影像と基板側ＡＩＳマーク８２とを、ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）で撮像する。

次に、制御装置ＣＯＮＴはマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞれを次のマーク計測位置に移動する（ステップＳ１３）。具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、マスク側ＡＩＳマーク８１及び基板側ＡＩＳマーク８２が、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７（第１投影光学ユニット）の投影領域１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇ内で重なる位置（マーク計測位置）にマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動させる。このとき、両マーク８１、８２を継ぎ部ｐａ，ｐｂ，ｐｅ，ｐｆ，ｐｉ，ｐｊ，ｐｍ，ｐｎに配置させる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０を用いて、マスク側ＡＩＳマーク８１と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置である位置ずれ量を計測する（ステップＳ１４）。すなわち、照明光学系ＩＬからの露光光ＥＬによりマスク側ＡＩＳマーク８１を部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７を介して基板側ＡＩＳマーク８２上に結像させ、この結像されたマスク側ＡＩＳマーク８１の投影像と基板側ＡＩＳマーク８２とを、ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）で撮像する。なお、ステップＳ１２、Ｓ１４においては、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７が備える補正機構の駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄにより部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７を整列させる前の状態で計測を行う。このステップＳ１２とステップＳ１４における計測値の差がマスクステージＭＳＴを走らせた場合の走りとマスクＭの回転量の差になる。この回転量を補正するようにマスクステージＭＳＴの走りを補正する。

次に、図７〜図９を参照して、レンズキャリブレーションのシーケンスの説明を行う。まず、制御装置ＣＯＮＴはマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞれをマーク計測位置に移動する（ステップＳ２０）。具体的には、まず、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７の結像特性を計測するために、制御装置ＣＯＮＴは、マスク側ＡＩＳマーク８０及び基板側ＡＩＳマーク８２が、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７の投影領域１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇ内で重なる位置（マーク計測位置）にマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動させる。このとき、両マーク８０、８２を継ぎ部ｐａ，ｐｂ，ｐｅ，ｐｆ，ｐｉ，ｐｊ，ｐｍ，ｐｎに配置させる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０を用いて、マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置である位置ずれ量を計測し、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７の結像特性を計測する（ステップＳ２１、第１計測手段）。すなわち、照明光学系ＩＬからの露光光ＥＬによりマスク側ＡＩＳマーク８０を部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７を介して基板側ＡＩＳマーク８２上に結像させ、この結像されたマスク側ＡＩＳマーク８０の投影像と基板側ＡＩＳマーク８２とを、ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）で撮像する。ＡＩＳ受光系６０の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置を計測することにより、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７のそれぞれの結像特性（シフト、スケーリング、ローテーション）が求められる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳ２１における計測時点の各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７が有する補正機構の各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動位置情報、Ｘレーザ干渉計及びＹレーザ干渉計による投影光学系を基準とした計測値を取得する（ステップＳ２２）。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０による結像特性の計測結果に基づいて、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７のそれぞれの結像特性を補正（較正）するための補正量を求める。また、ステップＳ２２において取得した各駆動装置の駆動位置情報、各Ｘレーザ干渉計の計測値を考慮して、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７のそれぞれの結像特性を補正（較正）するための、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７が備える各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量を算出する（ステップＳ２３）。そして、制御装置ＣＯＮＴは求めた各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量に基づいて、各部分投影光学系が備える駆動装置の駆動を行い結像特性の補正（投影像の像配列補正）を行う（ステップＳ２４、第１投影光学ユニット配列調整手段）。

次に、ステップＳ２３において算出された各駆動装置の駆動量が予め定められている駆動許容範囲内でなかった場合には（ステップＳ２５）ステップＳ２１に戻り、再度、マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置である位置ずれ量を計測して、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７の結像特性を計測し、ＡＩＳ受光系６０による結像特性の計測結果に基づいて、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７のそれぞれの結像特性を補正するための、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７が備える各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量を算出し、各部分投影光学系が備える駆動装置の駆動を行い結像特性の補正（投影像の像配列補正）を行う（ステップＳ２１〜ステップＳ２４）。このステップＳ２１〜ステップＳ２４は、ステップＳ２３において算出された各駆動装置の駆動量が予め定められている駆動許容範囲内になるまで繰り返される。

ステップＳ２５において、ステップＳ２３において算出された各駆動装置の駆動量が予め定められている駆動許容範囲内であると判断された場合には、タクトの遅延を防ぐために、駆動装置の駆動を行なった後、ステップＳ２６の処理に進む。

次に、制御装置ＣＯＮＴはマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴのそれぞれをマーク計測位置に移動する（ステップＳ２６）。具体的には、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６の結像特性を計測するために、制御装置ＣＯＮＴは、マスク側ＡＩＳマーク８０及び基板側ＡＩＳマーク８２が、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６の投影領域１００ｂ，１００ｄ，１００ｆ内で重なる位置（マーク計測位置）にマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動させる。このとき、両マーク８０、８２を継ぎ部ｐｃ，ｐｄ，ｐｇ，ｐｈ，ｐｋ，ｐｌに配置させる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０を用いて、マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置である位置ずれ量を計測し、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６の結像特性を計測する（ステップＳ２７、第２計測手段）。すなわち、照明光学系ＩＬからの露光光ＥＬによりマスク側ＡＩＳマーク８０を部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６を介して基板側ＡＩＳマーク８２上に結像させ、この結像されたマスク側ＡＩＳマーク８０の投影像と基板側ＡＩＳマーク８２とを、ＡＩＳ受光系６０（撮像素子６２）で撮像する。ＡＩＳ受光系６０の計測結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置を計測することにより、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６のそれぞれの結像特性（シフト、スケーリング、ローテーション）が求められる。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳ２７における計測時点の各部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６が有する補正機構の各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動位置情報、Ｘレーザ干渉計及びＹレーザ干渉計による投影光学系を基準とした計測値を取得する（ステップＳ２８）。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０による結像特性の計測結果に基づいて、各部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６のそれぞれの結像特性を補正（較正）するための補正量を求める。また、ステップＳ２８において取得した各駆動装置の駆動位置情報、各Ｘレーザ干渉計の計測値を考慮して、各部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６のそれぞれの結像特性を補正（較正）するための、各部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６が備える各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量を算出する（ステップＳ２９）。そして、制御装置ＣＯＮＴは求めた各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量に基づいて、各部分投影光学系が備える駆動装置の駆動を行い結像特性の補正（投影像の像配列補正）を行う（ステップＳ３０、第２投影光学ユニット配列調整手段）。

次に、ステップＳ２９において算出された各駆動装置の駆動量が予め定められている駆動許容範囲内でなかった場合には（ステップＳ３１）ステップＳ２７に戻り、再度、マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置である位置ずれ量を計測して、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６の結像特性を計測し、ＡＩＳ受光系６０による結像特性の計測結果に基づいて、各部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６のそれぞれの結像特性を補正するための、各部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６が備える各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量を算出し、各部分投影光学系が備える駆動装置の駆動を行い結像特性の補正（投影像の像配列補正）を行う（ステップＳ２７〜ステップＳ３０）。このステップＳ２７〜ステップＳ３０は、ステップＳ２９において算出された各駆動装置の駆動量が予め定められている駆動許容範囲内になるまで繰り返される。

ステップＳ３１において、ステップＳ２９において算出された各駆動装置の駆動量が予め定められている駆動許容範囲内であると判断された場合には、ステップＳ３２の処理に進む。

次に、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７の結像特性を再度計測するために、制御装置ＣＯＮＴは、マスク側ＡＩＳマーク８０及び基板側ＡＩＳマーク８２が、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７の投影領域１００ａ，１００ｃ，１００ｅ，１００ｇ内で重なる位置（マーク計測位置）にマスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴを移動させる。このとき、両マーク８０、８２を継ぎ部ｐａ，ｐｂ，ｐｅ，ｐｆ，ｐｉ，ｐｊ，ｐｍ，ｐｎに配置させる（ステップＳ３２）。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０を用いて、マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置である位置ずれ量を計測し、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７の結像特性を計測する（ステップＳ３３）。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳ３３における計測時点の各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７が有する補正機構の各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動位置情報、Ｘレーザ干渉計及びＹレーザ干渉計による投影光学系を基準とした計測値を取得する（ステップＳ３４）。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０による結像特性の計測結果に基づいて算出された各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７の配列誤差が予め定められている許容範囲内である場合には（ステップＳ３５）、ステップＳ３６に進むが、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７の配列誤差が予め定められている許容範囲内でない場合には（ステップＳ３５）、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７のそれぞれの結像特性を補正（較正）するための補正量を求め、ステップＳ３４において取得した各駆動装置の駆動位置情報、各Ｘレーザ干渉計の計測値を考慮して、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７のそれぞれの結像特性を補正（較正）するための、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７が備える各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量を算出し（ステップＳ５６）、算出された各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量に基づいて、各部分投影光学系が備える駆動装置の駆動を行い結像特性の補正（投影像の像配列補正）を行う（ステップＳ５７）。そして、再度、ＡＩＳ受光系６０を用いて、マスク側ＡＩＳマーク８０と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置である位置ずれ量を計測し、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５，ＰＬ７の結像特性を計測し（ステップＳ５８）、ステップＳ５８における計測時点の各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７が有する補正機構の各駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動位置情報、Ｘレーザ干渉計及びＹレーザ干渉計による投影光学系を基準とした計測値を取得する（ステップＳ５９）。

次に、制御装置ＣＯＮＴは、ＡＩＳ受光系６０による結像特性の計測結果に基づいて算出された各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７の配列誤差が予め定められている許容範囲内であるか否かの判断を行い、許容範囲内となっている場合には、ステップＳ３６に進む。ステップＳ５６〜ステップＳ５９の処理は、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７の配列誤差が予め定められている許容範囲内となるまで繰り返される。

各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７の配列誤差が予め定められている許容範囲内となった場合には（ステップＳ３５）、ステップＳ３３又はステップＳ５８における計測値とステップＳ２７における計測値（最終的な部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測値）に基づいて、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７と各部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６との継ぎ差の算出を行う（ステップＳ３６）。ここで算出された継ぎ差が予め定められている継ぎ差許容範囲内でない場合には（ステップＳ３７）、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測を再度行い（ステップＳ３８〜ステップＳ４０）、この計測値と部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測値とで求めた継ぎ差がゼロとなるように、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動量の算出を行い（ステップＳ４１）、算出された駆動量に基づいて駆動装置９０Ａｄ，９０Ｂｄ，９１Ａｄ，９１Ｂｄ，９２ｄ，９３ｄ，９４ｄの駆動を行う（ステップＳ４２）。つまり、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の値に対して部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の追い込みを行う。そして、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測を再度行い（ステップＳ４３，ステップＳ４４）、この計測値に基づいて、各部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７と各部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６との継ぎ差の算出を行う（ステップＳ４５）。ここで算出された継ぎ差が予め定められている継ぎ差許容範囲内でない場合には（ステップＳ４６）、ステップＳ４１〜ステップＳ４５の処理を繰り返し、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の値に対して部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の追い込みを行う。

継ぎ差が予め定められている継ぎ差許容範囲内となった場合には（ステップＳ４６）、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測を再度行う。ここで部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測（ステップＳ４７〜ステップＳ５４）は、ステップＳ３８〜ステップＳ４５における部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測と同様の計測である。

このレンズキャリブレーションは、ドリフト的な成分が安定するまで繰り返され、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測値を目標値として部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６の配列の調整が行われる。従って、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側が０．３μｍずれていた場合に、そのずれ量に対して、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側を追い込むので、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７と部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６との全体の位置精度は０．６μｍ程度になる場合が発生するが、継ぎ差の誤差は、概ね１／２の０．３μｍ程度となる。このレンズキャリブレーションにて部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の配列と継ぎ部の精度が保証される。

次に、マスクパターンの形状誤差の補正を行なう。マスク側ＡＩＳマーク８１を用いて部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測を行い（第３計測手段）、この計測値と、レンズキャリブレーションの最後にマスク側ＡＩＳマーク８０を用いて計測した部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測値（ステップＳ５２における計測値）とを用いて、レンズキャリブレーション後のマスクステージＭＳＴの走りやマスクＭのスケーリング、回転、シフト等の線形誤差及び、非線形誤差の補正値の算出を行なう（第１露光補正値算出手段）。

線形誤差として生ずるマスクＭ全体の回転やシフト、Ｘ方向の倍率は、マスクステージＭＳＴ若しくは基板ステージＰＳＴの走りの補正により補正する量として求まり、非線形誤差は、各種レンズの補正機構の駆動装置を駆動させることにより、露光中に補正する量として求まる。ここで求めた線形誤差（パターン線形誤差）、及び非線形誤差（パターン非線形誤差）は、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測値を用いて計測された値であるが、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７と部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６は、マスク側ＡＩＳマーク８０を用いた計測により配列を合わせてあるため、マスク側ＡＩＳマーク８１を用いた部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７で計測された値が、所定値からずれている量は、マスクパターンの形状誤差である。マスク側ＡＩＳマーク８１を用いた部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側で計測された継ぎ部位置は、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の継ぎ部位置と同一であるため、この値を用いて部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の補正値も算出する。こうすることによって、マスクパターンの形状誤差を補正して露光することが可能になる。ここで、この形状誤差のみを補正する場合は、このまま露光動作を開始する。

更に、マスクの位置若しくは、マスクステージの位置による継ぎずれを補正する場合には、マスク側ＡＩＳマーク８１を用いて部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測を行なう（第４計測手段）。例えば、マスクステージＭＳＴの真直度が変動したり、マスクステージＭＳＴの移動に伴う部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側と部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側、若しくは、隣合う部分投影光学系にずれが発生する場合、即ち重心変動による継ぎずれが発生する場合には、マスク側ＡＩＳマーク８１を用いて部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測を行なう。

マスク側ＡＩＳマーク８０を用いた計測により、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側と部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の継ぎ差と配列を補正し、かつ、マスク側ＡＩＳマーク８１を用いた部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測により形状誤差の補正を行った後に、マスク側ＡＩＳマーク８１を用いた部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測を行うため、そこで発生する誤差は、部分投影光学系間の配列のずれやマスクパターン等の形状誤差ではなく、マスクステージ位置等による例えば、熱的な変形、変動、マスクステージの真直度変化やマスクステージ移動による部分投影光学系や、干渉計側の変形によって発生している変形変動誤差、または部分投影光学系自体の変形による誤差である。従って、マスク側ＡＩＳマーク８１を用いて部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測を行い、この計測値と先にマスク側ＡＩＳマーク８１を用いて部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側で計測された計測値との差を求め補正量とし、その補正量に基づいて部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側のみを補正する。計測誤差がある場合であっても、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側を基準とした値に対する部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の補正値を算出することで、継ぎ差の誤差としては、マスク側ＡＩＳマーク８０側で述べたように小さくなる（第２露光補正値算出手段）。

部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の補正量は、マスク側ＡＩＳマーク８０側からマスク側ＡＩＳマーク８１側までの補正値を、マスクステージの位置に応じた部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測値を用いて求めたマスクパターン形状誤差の計測値により求めることができ、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の補正量は、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測値を用いて求めたマスクパターン形状誤差に、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の計測値と部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側の計測値の差で求めた変形変動誤差を加算することでその補正値を求めることができる。

このようにマークが２箇所（マスク側ＡＩＳマーク８０．８１）の場合には、露光時に線形的に補正を行うように、露光補正値を算出し補正機構の駆動装置を駆動して露光を行う。なお、マークを２箇所以上、例えばマスクに回路パターンが分割されて設けられる場合、マスクマーク７３，７３を結ぶ線で分割されると、その線の領域近傍にマスク側ＡＩＳマークを並べて配置すれば、２次元近似が可能で補正もより精度良く行える。

図４に示すように、マスクパターンの形状誤差を求めるためのマスクマーク７３を露光パターンの外周部に入れることによってマスクＭの両端のマスク側ＡＩＳマーク８０、８１及びマスクＭの露光パターンの外周部の走査方向の中央部に設けられた２つのマスクマーク７３を用いて、Ｙ方向の倍率成分を求めることにより正確に形状誤差を求めることが可能になる。この形状誤差は、各部分投影光学系のＹ方向の倍率を補正する倍率補正用の補正機構及びＹ方向の露光位置を補正するシフト補正用の補正機構により補正することができる。

このように形状誤差と継ぎ差補正を切り離すことによって、形状誤差のみを補正する場合や、継ぎ差補正のみを行なう場合等をタクトの遅延を考えてロットの途中の補正に使用することも可能となる。また、形状自体と継ぎ差ずれを切り離せるので、形状誤差をマスク側ＡＩＳマークの計測を行わない他の方法により求めても、形状誤差の補正、継ぎ差補正を行うことができる。

形状誤差は、マスク自体の平面度変化を計測し、その平面度の変化からＸＹの位置ずれ量を求め、ＸＹの位置ずれ量（マスクの撓み量）から求めてもよい。露光装置には、マスク側ＡＦ系が搭載されており、マスクのフォーカス位置が求められている。そこで、複数のＡＦ系を用いてマスクの平面度を計測し、その計測値からマスク側ＡＩＳマーク８０及び、マスク側ＡＩＳマーク８１の位置と、例えば１００ｍｍ程度の間隔で平面度を計測する。その計測された値により各計測位置でのＹ方向の形状を近似する２次以上の近似式を求める。求めた形状に対して、マスク厚の１／２の値とその近似式の微分値を掛け合わせることによって、Ｙ方向のずれ量（Ｙ方向の倍率変化）を算出することが可能になる。この補正値をマスク側ＡＩＳマーク８０及び、マスク側ＡＩＳマーク８１の位置で誤差がなくなるように補正を加えて、Ｙ方向の形状誤差とすることも可能になる。なお、平面度の変化からＸＹの位置ずれ量を求め、この位置ずれ量から求めたＸＹ近似位置変化に基づいて形状誤差を求めてもよい。マスク側ＡＩＳマーク８０，８１と基板側ＡＩＳマーク８２との相対位置関係を計測する計測手段は一部を共用するように構成されてもよい。

本実施の形態においては、レンズキャリブレーション時に各投影光学系が有する補正機構の駆動装置の駆動位置情報もフィードバックし、かつ、各計測値から継ぎ差を優先的に追い込むため、レンズの継ぎ部差を小さくすることができる。また、マスクパターン形状誤差の計測と継ぎ部ずれの計測を分けることによって、マスクパターン形状誤差に基づく補正値と、継ぎ部ずれの補正値を別々に求めることができる。また、変化する誤差分のみを計測することによってタクトへの影響を小さくできる。

また、本実施の形態においては、露光装置の稼動初期に起こる継ぎずれ量の影響を小さくし、特にレンズの継ぎ部差の精度を向上させることができる。更に、従来の方法では、マスクパターン非線形誤差量と、部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側のレンズ変動及び部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側のレンズ変動、マスクステージの熱変形、レンズ自体のドリフト等による継ぎ部ずれの影響を切り分けることができなかったが、パターンの非線形誤差（形状精度）と継ぎ部差の補正値を切り分けることによって、その時々で必要最小限のキャリブレーションのみを行うことも可能になり、タクトの遅延も最小にすることが可能になる。また、従来では部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側で部分投影光学系ＰＬ１，ＰＬ３，ＰＬ５、ＰＬ７側の補正量、部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６側で部分投影光学系ＰＬ２，ＰＬ４，ＰＬ６の補正量を算出しているため、形状誤差のみを別の手段で求めることは困難であったが、形状誤差分と継ぎ差分を切り分けることができるので、形状誤差をより高精度に測定したり、他の手段で求めた形状誤差に対して継ぎ部のみを補正する項をプラスすることも容易にできる。

上述の実施の形態では、複数並んだ部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７のそれぞれに関して補正量を設定し、結像特性を個別に補正する構成であるが、例えば複数の部分投影光学系ＰＬ１〜ＰＬ７を複数のグループに分け、グループ毎に補正量の平均値を求め、求めた平均値に基づいて結像特性を補正するようにしてもよい。これにより結像特性の計測誤差を低減することができる。

上述の各実施の形態において、部分投影光学系の結像特性を計測する際に用いるマークはマスク及び基板ステージのそれぞれに設けられている構成であるが、マスクステージや感光性基板にマークを設けてもよい。また、基板ステージのマーク及びＡＩＳ受光部を含む基準部材をプレートを挟んだ反対側の２箇所に設けるようにしてもよい。

上述の実施の形態の露光装置ＥＸとして、マスクＭとプレートＰとを同期移動してマスクＭのパターンを露光する走査型の露光装置の他に、マスクＭとプレートＰとを静止した状態でマスクＭのパターンを露光し、プレートＰを順次ステップ移動させるステップ・アンド・リピート型の露光装置に適用することもできる。なお、本発明の露光装置は、外径が５００ｍｍ以上の感光性基板に特に有効である。高精細のパターンや、より広い面積を持つデバイス製造の際に、投影レンズの数が増加した場合や、各々の投影レンズの画角を大きくした場合に、継ぎ精度の向上がより要求され、本発明が有効であることは言うまでもない。また、露光装置ＥＸの用途としては角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを露光する液晶用の露光装置に限定されることなく、例えば、半導体製造用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。

本実施の形態の露光装置ＥＸの光源２は、ｇ線（４３６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）のみならず、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ_２レーザ（１５７ｎｍ）を用いることもできる。

また、投影光学系ＰＬの倍率は、等倍系のみならず縮小系および拡大系のいずれでもよい。投影光学系ＰＬとしては、エキシマレーザなどの遠紫外線を用いる場合は硝材として石英や蛍石などの遠紫外線を透過する材料を用い、Ｆ_２レーザやＸ線を用いる場合は反射屈折系または屈折系の光学系にする。

基板ステージＰＳＴやマスクステージＭＳＴ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およ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いい。また、ステージは、ガイドに沿って移動するタイプでもいいし、ガイドを設けないガイドレスタイプでもよい。

ステージの駆動装置として平面モ−タを用いる場合、磁石ユニット（永久磁石）と電機子ユニットのい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。

基板ステージＰＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−１６６４７５号公報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。本発明はこのような構造を備えた露光装置においても適用可能である。

マスクステージＭＳＴの移動により発生する反力は、特開平８−３３０２２４号公報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。本発明は、このような構造を備えた露光装置においても適用可能である。

以上のように、本願実施の形態の露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組み立ての前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組み立て工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組み立て工程の前に、各サブシステム個々の組み立て工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組み立て工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度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。

上述の実施の形態にかかる露光装置では、照明光学系によってレチクル（マスク）を照明し、投影光学系を用いてマスクに形成された転写用のパターンを感光性基板（ウエハ）に露光することにより、マイクロデバイス（半導体素子、撮像素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド等）を製造することができる。以下、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて感光性基板としてウエハ等に所定の回路パ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１０のフローチャートを参照して説明する。

まず、図１０のステップＳ３０１において、１ロットのウエハ上に金属膜が蒸着される。次のステップＳ３０２において、その１ロットのウエハ上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、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて、マスク上のパターン像が投影光学系を介して、その１ロットのウエハ上の各ショット領域に順次露光転写される。その後、ステップＳ３０４において、その１ロットのウエハ上のフォトレジストの現像が行なわれた後、ステップＳ３０５において、その１ロットのウエ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なうことによって、マスク上のパターンに対応する回路パターンが、各ウエ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。上述のマイクロデバイス製造方法によれば、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、極めて微細な回路パターンを有するマイクロデバイスの製造を高精度に行うことができる。なお、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０５では、ウエハ上に金属を蒸着し、その金属膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチングの各工程を行っているが、これらの工程に先立って、ウエハ上にシリコンの酸化膜を形成後、そのシリコンの酸化膜上にレジストを塗布、そして露光、現像、エッチング等の各工程を行っても良いことはいうまでもない。

また、上述の実施の形態にかかる露光装置では、プレート（ガラス基板）上に所定のパターン（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１１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１１において、パターン形成工程Ｓ４０１では、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板（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工程が実行される。この光リソグラフィ工程によって、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工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形成工程Ｓ４０２へ移行する。

次に、カラーフィルタ形成工程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の組を複数水平走査線方向に配列されたりしたカラーフィルタを形成する。そして、カラーフィルタ形成工程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、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、およびカラーフィルタ形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ等を用いて液晶パネル（液晶セル）を組み立てる。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形成工程Ｓ４０２にて得られたカラーフィルタ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、上述の実施の形態にかかる露光装置を用いて露光を行うため、極めて微細な回路パターンを有する半導体デバイスの製造を高精度に行うことができる。

この実施の形態にかかる走査型投影露光装置の概略構成を示す斜視図である。 この実施の形態にかかる部分照明光学系、部分投影光学系の構成を示す図である。 この実施の形態にかかる走査型投影光装置の概略構成を示す図である。 この実施の形態にかかるマスク及び基板ステージに設けられたマーク群と投影領域との位置関係を示す模式図である。 この実施の形態にかかるマーク計測動作を示す模式図である。 この実施の形態にかかるマスクステージの走り補正値を求める処理を示すフローチャートである。 この実施の形態にかかるレンズキャリブレーションのシーケンスを示すフローチャートである。 この実施の形態にかかるレンズキャリブレーションのシーケンスを示すフローチャートである。 この実施の形態にかかるレンズキャリブレーションのシーケンスを示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかか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示すフローチャートである。 この発明の実施の形態にかか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示すフローチャートである。

符号の説明

２…光源、４…楕円鏡、６…ダイクロイックミラー、８…コリメートレンズ、１０ａ、１０ｂ…波長選択フィルタ、１２…集光レンズ、１４…ライトガイドファイバ、１６ｂ…コリメートレンズ、１８…減光フィルタ機構、２２ｂ…フライアイレンズ、２４ｂ…コンデンサーレンズ、ＩＬ１〜ＩＬ７…部分照明光学系、ＰＬ１〜ＰＬ７…部分投影光学系、Ｉ１〜Ｉ６…照度センサ、Ｍ…マスク、Ｐ…プレート、５０…移動鏡、５２…アライメント系、５４…オートフォーカス系、ＣＯＮＴ…制御装置、８０，８１…マスク側ＡＩＳマーク、８２…基板側ＡＩＳマーク。

Claims (12)

1. マスクを載置し走査するためのマスクステージと、外径が５００ｍｍ以上の感光性基板を載置し走査するための基板ステージとを備え、前記マスクステージと前記基板ステージとを、走査方向に対して千鳥状に配置された第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを有する投影光学系に対して相対的に同期移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光する走査型投影露光装置において、
   前記基板ステージ上に配置された前記第１投影光学ユニット及び前記第２投影光学ユニットの配列を計測するための基準マークと、
   前記第１投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記マスク上に前記走査方向に交差する方向に並んで配置された第１マスクマークとの第１相対位置関係を計測する第１計測手段と、
   前記第２投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとの第２相対位置関係を計測する第２計測手段と、
   前記第１計測手段により計測された前記第１相対位置関係に基づく前記第１投影光学ユニットの配列情報、及び前記第２計測手段により計測された前記第２相対位置関係に基づいて、前記第２投影光学ユニットの配列を前記第１投影光学ユニットの配列情報を目標値として調整する配列調整手段と
   を備えることを特徴とする走査型投影露光装置。
2. 前記第１相対位置関係及び前記第２相対位置関係には、前記第１投影光学ユニット及び前記第２投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報が含まれることを特徴とする請求項１記載の走査型投影露光装置。
3. マスクを載置し走査するためのマスクステージと、外径が５００ｍｍ以上の感光性基板を載置し走査するための基板ステージとを備え、前記マスクステージと前記基板ステージとを、走査方向に対して千鳥状に配置された第１投影光学ユニットと第２投影光学ユニットとを有する投影光学系に対して相対的に同期移動させて、前記マスクのパターンを前記感光性基板に投影露光する走査型投影露光装置において、
   前記基板ステージ上に配置された前記第１投影光学ユニット及び前記第２投影光学ユニットの配列を計測するための基準マークと、
   前記第１投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記マスク上に前記走査方向に交差する方向に並んで配置された第１マスクマークとの第１相対位置関係を計測する第１計測手段と、
   前記第１計測手段により計測された第１相対位置関係に基づいて、前記第１投影光学ユニットの配列を調整する第１投影光学ユニット配列調整手段と、
   前記第２投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとの第２相対位置関係を計測する第２計測手段と、
   前記第１投影光学ユニット配列調整手段により調整された前記第１投影光学ユニットの配列情報及び前記第２計測手段により計測された前記第２相対位置関係に基づいて、前記第２の投影光学ユニットの配列を調整する第２投影光学ユニット配列調整手段と
   を備えることを特徴とする走査型投影露光装置。
4. 前記第１投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとは異なる位置に配置された第２マスクマークとの第３相対位置関係を計測する第３計測手段と、
   前記第２投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第２マスクマークとの第４相対位置関係を計測する第４計測手段と、
   前記第３相対位置関係及び前記第４相対位置関係に基づいて前記第１投影光学ユニットに対する前記第２の投影光学ユニットの前記第２マスクマーク位置における補正量を算出する補正量算出手段と
   を備えることを特徴とする請求項３記載の走査型投影露光装置。
5. 前記第１相対位置関係、前記第２相対位置関係、前記第３相対位置関係、前記第４相対位置関係には、前記第１投影光学ユニット及び前記第２投影光学ユニットが有する結像特性補正機構が備える駆動装置の駆動位置情報が含まれることを特徴とする請求項４記載の走査型投影露光装置。
6. 前記第１計測手段により計測された前記第１相対位置関係及び前記第３計測手段により計測された第３相対位置関係に基づいて、前記マスク若しくは前記マスクステージで生ずるパターン非線形誤差、及びパターン線形誤差を算出する誤差算出手段と、
   前記誤差算出手段により算出された前記パターン非線形誤差より前記第１投影光学ユニットの第１露光補正値及び前記第２投影光学ユニットの第１露光補正値を算出する第１露光補正値算出手段と
   を備えることを特徴とする請求項３乃至請求項５の何れか一項に記載の走査型投影露光装置。
7. 前記第１投影光学ユニット配列調整手段において調整された前記第１投影光学系ユニットの配列情報、及び前記第４計測手段により計測された第４相対位置関係に基づいて、前記第２投影光学ユニットの第２露光補正値を算出する第２露光補正値算出手段を備えることを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか一項に記載の走査型投影露光装置。
8. 前記誤差算出手段は、前記マスクの前記走査方向の異なる位置に配置されているマーク及び、前記マスクの露光パターンの前記走査方向に沿った外周部に配置されている少なくとも２つのマークを用いて、前記パターン非線形誤差を算出することを特徴とする請求項６または請求項７記載の走査型投影露光装置。
9. 前記誤差算出手段は、前記マスクの前記走査方向の異なる位置に配置されているマーク及び、前記マスクの露光パターンの前記走査方向に沿った外周部に配置されている少なくとも２つのマークを用いて、前記第１投影光学ユニットの第１の露光補正値と、前記第２投影光学ユニットの第１露光補正値を算出することを特徴とする請求項６乃至請求項８の何れか一項に記載の走査型投影露光装置。
10. 前記誤差算出手段は、前記マスクの前記走査方向の異なる位置に配置されているマーク及び、前記マスクの撓みデータを元に求められた少なくとも非スキャン方向の倍率変化、またはＸＹ近似位置変化に基づいて、前記第１投影光学ユニットの第１露光補正値と前記第２投影光学ユニットの第１露光補正値を算出することを特徴とする請求項６乃至請求項９の何れか一項に記載の走査型投影露光装置。
11. 請求項１乃至請求項１０の何れか一項に記載の走査型投影露光装置を用いてマスクのパターンを感光性基板上に露光する露光工程と、
    前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と
    を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。
12. 請求項１または請求項３記載の走査型投影露光装置を用いたマイクロデバイスの製造方法であって、
    前記第１投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとの相対位置関係及び前記第２投影光学ユニットを用いた前記基準マークと前記第１マスクマークとの相対位置関係を計測する計測工程と、
    前記計測工程により計測された計測結果に基づいて前記第２投影光学ユニットの配列を前記第１投影光学ユニットの配列情報を目標値として調整する配列調整工程と、
    前記マスクのパターンを前記感光性基板上に露光する露光工程と、
    前記露光工程により露光された前記感光性基板を現像する現像工程と
    を含むことを特徴とするマイクロデバイスの製造方法。

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