JP4172204B2 - 露光方法及び露光装置、デバイス製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを基板に露光する露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光基板上に転写する、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ィ工程で使用される露光装置は、感光基板を載置して２次元移動する基板ステージとパターンを有するマスクを載置して２次元移動するマスクステージとを有し、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して感光基板に転写するものである。露光装置としては、感光基板上にマスクのパターン全体を同時に転写する一括型露光装置と、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感光基板上に転写する走査型露光装置との２種類が主に知られている。このうち、液晶表示デバイスを製造する際には、表示領域の大型化の要求から走査型露光装置が主に用いられている。
【０００３】
走査型露光装置には、複数の投影光学系を、隣り合う投影領域が走査方向で所定量変位するように、且つ隣り合う投影領域の端部（継ぎ部）どうしが走査方向と直交する方向に重複するように配置した、いわゆるマルチレンズ方式の走査型露光装置（マルチレンズスキャン型露光装置）がある。マルチレンズ方式の走査型露光装置は、良好な結像特性を維持しつつ、装置を大型化せずに大きな露光領域（パターン形成領域）を得ることができる。上記走査型露光装置における各投影光学系の視野絞りは、例えば台形形状で、走査方向の視野絞りの開口幅の合計は常に等しくなるように設定されている。そのため、隣り合う投影光学系の継ぎ部が重複して露光されるので、上記走査型露光装置は、投影光学系の光学収差や露光照度が滑らかに変化するという利点を有している。
【０００４】
図１９は、従来のマルチレンズスキャン型露光装置の一例を示す図である。
図１９に示すように、露光装置ＥＸＪは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスク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に支持されている感光基板Ｐに投影する複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇとを備えている。投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｄ、ＰＬｇと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとは２列に千鳥状に配列されており、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち隣り合う投影光学系どうし（例えば投影光学系ＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）がＸ軸方向に所定量変位して配置されている。そして、投影光学系Ｐａ〜ＰＬｇのそれぞれに対応する台形状の投影領域の継ぎ部が感光基板Ｐ上で重複する。マスクステージＭＳＴの上方には、マスクＭと感光基板Ｐとのアライメントを行うアライメント光学系５００Ａ、５００Ｂが設けられている。アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂは、不図示の駆動機構によりＹ軸方向に移動可能となっており、アライメント処理時には照明光学系ＩＬとマスクＭとの間に進入するとともに、走査露光時には照明領域から退避するようになっている。アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂは、マスクＭに形成されているマスクアライメントマークを検出するとともに、感光基板Ｐに形成されている基板アライメントマークを投影光学系ＰＬａ及びＰＬｇを介して検出する。また、基板ステージＰＳＴ上における−Ｘ側の端部にはＹ軸方向に延在する移動鏡５０２ａが設けられ、−Ｙ側の端部にはＸ軸方向に延在する移動鏡５０２ｂが設けられ、これら移動鏡５０２ａ、５０２ｂのそれぞれと対向する位置には、移動鏡５０２ａ、５０２ｂにレーザ光を照射することにより基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置を検出可能なレーザ干渉計５０１ａ、５０１ｂがそれぞれ設けられている。
【０００５】
上記露光装置ＥＸＪにより感光基板Ｐ上に４つのデバイス（パターン形成領域）ＰＡ１〜ＰＡ４を形成する場合について説明する。
露光装置ＥＸＪは、レーザ干渉計５０１ａ、５０１ｂで感光基板Ｐの位置を検出しつつアライメント光学系５００Ａ、５００Ｂでパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれの４隅に設けられているアライメントマークｍ１〜ｍ４を順次検出する。具体的には、露光装置ＥＸＪは、基板ステージＰＳＴを所定位置に配置し感光基板Ｐ上の第１のパターン形成領域ＰＡ１の−Ｘ側の２つの基板アライメントマークｍ１、ｍ２、及びこれに対応する不図示のマスクアライメントマークを、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂにより投影光学系ＰＬａ及びＰＬｇを介して検出する。次いで、露光装置ＥＸＪは基板ステージＰＳＴを移動し、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂでパターン形成領域ＰＡ１の＋Ｘ側の２つの基板アライメントマークｍ４、ｍ３を投影光学系ＰＬａ及びＰＬｇを介して検出する。このマーク検出を行っている間、レーザ干渉計は基板ステージＰＳＴ（感光基板Ｐ）の位置を検出している。第１のパターン形成領域ＰＡ１のアライメントマークｍ１〜ｍ４を検出したら、露光装置ＥＸＪは、第１のパターン形成領域ＰＡ１のアライメントマークｍ１〜ｍ４の検出動作同様、基板ステージＰＳＴを移動してアライメント光学系５００Ａ、５００Ｂにより第２のパターン形成領域ＰＡ２の基板アライメントマークｍ１、ｍ２、及びこれに対応するマスクアライメントマークを検出し、次いで、基板アライメントマークｍ３、ｍ４を検出する。このときもレーザ干渉計は感光基板Ｐの位置を検出している。以下、同様に、露光装置ＥＸＪは第３、第４のパターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ４の基板アライメントマークｍ１〜ｍ４を順次検出する。
【０００６】
以上のようにして、露光装置ＥＸＪはマスクＭと感光基板Ｐとのステップ移動を繰り返しながら感光基板Ｐ及びマスクＭの位置をレーザ干渉計で検出しつつ各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれのアライメントマークｍ１〜ｍ４を検出する。そして、露光装置ＥＸＪは、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂの検出結果に基づいて、各パターン形成領域毎のマスクＭと感光基板Ｐとの位置誤差、及びシフト、ローテーション、スケーリング等の像特性を求め、この求めた誤差情報から補正値を算出し、この補正値に基づいて露光処理を行う。露光処理を行う際には、最後にアライメント処理を行ったパターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理が行われる。すなわち、感光基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴとマスクＭを支持したマスクステージＭＳＴとをＸ軸方向に同期移動しつつ、マスクＭを露光光で照明することにより、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理が行われる。パターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理が終了したら、以下、同様に、パターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ２、ＰＡ１に対する走査露光処理が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の露光装置及び露光方法には以下に述べる問題が生じるようになった。
上述した従来の方法は、レーザ干渉計で感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４）の位置を検出しながら各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４に対応するアライメントマークｍ１〜ｍ４を検出した後、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれに対して露光処理する構成である。ここで、感光基板Ｐを大型化した場合、レーザ干渉計による各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４の位置検出を行うために、感光基板Ｐの大型化に伴って移動鏡も大型化、すなわち長尺化する必要がある。しかしながら、移動鏡を長尺化すると移動鏡の反射面が撓んでしまう等、加工精度上問題が生じる。短い移動鏡をパターン形成領域のそれぞれに対応させて複数設置するとともにこれら移動鏡に対応して複数のレーザ干渉計を設け、これら複数のレーザ干渉計のうち感光基板Ｐ（パターン形成領域）の位置検出に用いるレーザ干渉計を切り替えながら位置検出することも考えられるが、切り替え誤差が発生して精度良い位置検出を行うことができなくなる場合がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板上に複数のパターン形成領域（デバイス）を形成する際に、これらパターン形成領域のそれぞれの位置検出及びアライメント処理を精度良く行って精度良い露光処理ができる露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図１８に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光方法は、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを第１の方向（Ｘ）に同期移動して基板（Ｐ）に対してマスク（Ｍ）のパターンを露光する露光方法において、基板（Ｐ）を複数の露光領域（ＰＡ１〜ＰＡ９）のブロック（ＢＲ１〜ＢＲ３）に分割し、複数の露光領域（ＰＡ１〜ＰＡ９）のブロック（ＢＲ１〜ＢＲ３）毎にマスク（Ｍ）と基板（Ｐ）との位置合わせを行った後にマスク（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）に露光することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、基板に露光する露光領域（パターン形成領域）を複数のブロックに分割し、アライメント（位置合わせ）処理及び露光処理をブロック毎に順次行う構成としたので、基板が大型化しても基板を複数のブロックに分割してそれぞれの処理を行えばよく、各ブロック毎に精度良いアライメント処理及び露光処理を行うことができる。そして、各ブロックに対する上記処理（アライメント処理及び露光処理）における位置検出動作は複数の位置検出装置を切り替えることなく１つの位置検出装置で行うことができるので、１つのブロックに対する処理（アライメント処理及び露光処理）において装置の切り替え誤差が生じない。
【００１１】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを第１の方向（Ｘ）に同期移動して基板（Ｐ）に対してマスク（Ｍ）のパターンを露光する露光装置において、第１の方向（Ｘ）に並べて配置され、基板（Ｐ）の第１の方向（Ｘ）と交差する第２の方向（Ｙ）における位置を検出可能な複数の位置検出装置（Ｐｙ１〜Ｐｙ３）と、マスク（Ｍ）に対して基板（Ｐ）をアライメントするアライメント部（ＡＬ）と、基板（Ｐ）の位置に応じて複数の位置検出装置（Ｐｙ１〜Ｐｙ３）を切り替え制御するとともに、基板（Ｐ）に露光する露光領域（ＰＡ１〜ＰＡ９）に対応して複数の位置検出装置（Ｐｙ１〜Ｐｙ３）のうちの１つを選択して該位置検出装置の検出位置に基づきアライメント部（ＡＬ）でアライメントして露光する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、位置検出装置を走査方向である第１の方向に複数並べて配置し、基板の位置に応じて複数の位置検出装置を切り替え制御するようにしたので、移動鏡が短くても基板の位置に応じて位置検出に用いる位置検出装置を切り替えることにより、複数の露光領域毎に位置検出を行うことができる。そして、複数の露光領域のうち第１の露光領域を露光する際、第１の位置検出装置の検出結果に基づいてアライメント部でアライメント処理した後に露光し、第２の露光領域を露光する際には第２の位置検出装置の検出結果に基づいてアライメント部でアライメント処理した後に露光することにより、１つの露光領域（パターン形成領域）に対する処理の際には複数の位置検出装置の切り替え動作を行わずに１つの位置検出装置で位置検出できるので、露光領域のそれぞれに関して位置検出装置の切り替え誤差を含ませることなく精度良い位置検出及び露光処理を行うことができる。
【００１３】
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光方法、あるいは上記記載の露光装置（ＥＸ）を用いて、マスク（Ｍ）に描いたデバイスパターンを基板（Ｐ）に露光する工程（２０４）と、該露光した基板（Ｐ）を現像する工程（２０４）とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、複数の露光領域のブロック毎に高精度なアライメント処理及び露光処理ができるので、製造されるデバイスパターン精度を向上できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置について図１〜図７を参照しながら説明する。
図１は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視図、図２は概略構成図である。
図１及び図２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、感光基板Ｐを支持する基板ステージ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に支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、感光基板Ｐに設けられているアライメントマークを検出するアライメント系（アライメント部）ＡＬと、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴのＸ軸方向（第１の方向）における位置を検出する複数のレーザ干渉計（位置検出装置）Ｍｘ１、Ｍｘ２と、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向（第２の方向）における位置を検出するレーザ干渉計（位置検出装置）Ｍｙ１と、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴのＸ軸方向（第１の方向）における位置を検出する複数のレーザ干渉計（位置検出装置）Ｐｘ１、Ｐｘ２と、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向（第２の方向）における位置を検出する複数のレーザ干渉計（位置検出装置）Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３とを備えている。マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭと、基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐとは、投影光学系ＰＬを介して共役な位置関係に配置される。照明光学系ＩＬは複数、本実施形態では７つの照明系モジュールＩＭ（ＩＭａ〜ＩＭｇ）を有している。また、投影光学系ＰＬも、照明系モジュールＩＭの数に対応して複数、本実施形態では７つの投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇを有している。投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれに対応して配置されている。感光基板Ｐはガラスプレート（ガラス基板）に感光剤（フォトレジスト）を塗布したものである。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る露光装置ＥＸは、露光光ＥＬ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り、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及び感光基板Ｐの同期移動方向をＸ軸方向（第１の方向、走査方向）、Ｚ軸方向及びＸ軸方向（走査方向）と直交する方向をＹ軸方向（第２の方向、非走査方向）とする。また、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向とする。
【００１７】
図２に示すように、照明光学系ＩＬは、超高圧水銀ランプ等からなる光源１と、光源１から射出された光束を集光する楕円鏡１ａと、この楕円鏡１ａによって集光された光束のうち露光に必要な波長の光束を反射し、その他の波長の光束を透過させるダイクロイックミラー２と、ダイクロイックミラー２で反射した光束のうち更に露光に必要な波長（通常は、ｇ、ｈ、ｉ線のうち少なくとも１つの帯域）のみを通過させる波長選択フィルタ３と、波長選択フィルタ３からの光束を複数本、本実施形態では７本に分岐して、反射ミラー５を介して各照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇに入射させるライトガイド４とを備えている。
【００１８】
照明系モジュールＩＭは複数、本実施形態ではＩＭａ〜ＩＭｇの７つ設けられており（但し、図２においては、便宜上照明系モジュールＩＭｇに対応するもののみ示している）、照明光学系ＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに一定の間隔を持って配置されている。そして、これら複数の照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれから射出した露光光ＥＬは、マスクＭ上の異なる小領域（照明光学系の照明領域）をそれぞれ照明する。
【００１９】
照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれは、照明シャッタ６と、リレーレンズ７と、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ８と、コンデンサレンズ９とを備えている。照明シャッタ６は、ライトガイド４の光路下流側に、光路に対して進退自在に配置されている。照明シャッタ６は、光路を遮蔽したときにこの光路からの光束を遮光して、光路を解放したときに光束への遮光を解除する。照明シャッタ６には、この照明シャッタ６を光束の光路に対して進退移動させるシャッタ駆動部６ａが接続されている。シャッタ駆動部６ａは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２０】
また、照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれには光量調整機構１０が設けられている。この光量調整機構１０は、光路毎に光束の照度を設定することにより各光路の露光量を調整するものであって、ハーフミラー１１と、ディテクタ１２と、フィルタ１３と、フィルタ駆動部１４とを備えている。ハーフミラー１１は、フィルタ１３とリレーレンズ７との間の光路中に配置され、フィルタ１３を透過した光束の一部をディテクタ１２へ入射する。ディテクタ１２のそれぞれは、常時、入射した光束の照度を独立して検出し、検出した照度信号を制御装置ＣＯＮＴへ出力する。
【００２１】
図３に示すように、フィルタ１３は、ガラス板１３ａ上にＣｒ等ですだれ状にパターンニングされたものであって、透過率がＸ軸方向に沿ってある範囲で線形に漸次変化するように形成されており、各光路中の照明シャッタ６とハーフミラー１１との間に配置されている。
【００２２】
これらハーフミラー１１、ディテクタ１２、及びフィルタ１３は、複数の光路毎にそれぞれ配設されている。フィルタ駆動部１４は制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいてフィルタ１３をＸ軸方向に移動する。そして、フィルタ１３をフィルタ駆動部１４により移動することで各光路毎の光量が調整される。
【００２３】
光量調整機構１０を透過した光束はリレーレンズ７を介してフライアイレンズ８に達する。フライアイレンズ８は射出面側に二次光源を形成し、コンデンサレンズ９を介してマスクＭの照明領域を均一な照度で照射することができる。そして、コンデンサレンズ９を通過した露光光ＥＬは、照明系モジュールのうち、直角プリズム１６と、レンズ系１７と、凹面鏡１８とを備えた反射屈折型光学系１５を通過した後、マスクＭを所定の照明領域で照明する。マスクＭは、照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇを透過した各露光光ＥＬにより異なる照明領域でそれぞれ照明される。
【００２４】
マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴは、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するＹ軸方向に所定距離のストロークとを有している。図２に示すように、マスクステージＭＳＴは、このマスクステージＭＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを備えている。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２５】
図１に示すように、マスクステージＭＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には、直交する方向に移動鏡３２ａ、３２ｂがそれぞれ設けられている。移動鏡３２ａには、複数、本実施形態では２つのレーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２が対向して配置されている。また、移動鏡３２ｂにはレーザ干渉計Ｍｙ１が対向して配置されている。レーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２のそれぞれは移動鏡３２ａにレーザ光を照射し、移動鏡３２ａとの距離を検出する。レーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２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Ｍｘ１、Ｍｘ２の検出結果に基づいて、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向における位置、及びＺ軸まわりの回転量を求める。また、レーザ干渉計Ｍｙ１は移動鏡３２ｂにレーザ光を照射し、移動鏡３２ｂとの距離を検出する。レーザ干渉計Ｍｙ１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Ｍｙ１の検出結果に基づいて、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向における位置を求める。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、及びＭｙ１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。
【００２６】
マスクＭを透過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれに入射する。投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは、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に結像し、感光基板Ｐの特定領域（投影領域）にパターン像を投影露光するものであり、各照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇに対応して設けられている。
【００２７】
図１に示すように、複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとが２列に千鳥状に配列されている。すなわち、千鳥状に配置されている各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは、隣合う投影光学系どうし（例えば投影光学系ＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）をＹ軸方向に所定量変位させて配置されている。これら各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇから射出しマスクＭを透過した複数の露光光ＥＬを透過させ、基板ステージＰＳＴに載置されている感光基板ＰにマスクＭのパターン像を投影する。すなわち、各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇを透過した露光光ＥＬは、感光基板Ｐ上の異なる投影領域にマスクＭの照明領域に対応したパターン像を所定の結像特性で結像する。
【００２８】
図２に示すように、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、像シフト機構１９と、２組の反射屈折型光学系２１、２２と、視野絞り２０と、倍率調整機構２３とを備えている。像シフト機構１９は、例えば、２枚の平行平面板ガラスがそれぞれＸ軸まわりもしくはＹ軸まわりに回転することで、マスクＭのパターン像をＹ軸方向もしくはＸ軸方向にシフトする。マスクＭを透過した露光光ＥＬは像シフト機構１９を透過した後、１組目の反射屈折型光学系２１に入射する。
【００２９】
反射屈折型光学系２１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２４とレンズ系２５と凹面鏡２６とを備えている。直角プリズム２４はＺ軸まわりに回転自在となっており、マスクＭのパターン像を回転可能となっている。
【００３０】
この中間像位置には、視野絞り２０が配置されている。視野絞り２０は、感光基板Ｐ上での投影領域を設定するものであり、投影光学系ＰＬにおいてマスクＭと感光基板Ｐとに対してほぼ共役な位置に配置されている。視野絞り２０を透過した光束は、２組目の反射屈折型光学系２２に入射する。反射屈折型光学系２２は、反射屈折型光学系２１と同様、直角プリズム２７とレンズ系２８と凹面鏡２９とを備えている。直角プリズム２７もＺ軸まわりに回転自在となっており、マスクＭのパターン像を回転可能となっている。
【００３１】
反射屈折型光学系２２から射出した露光光ＥＬは、倍率調整機構２３を通過し、感光基板Ｐ上にマスクＭのパターン像を正立等倍で結像する。倍率調整機構２３は、例えば、平凸レンズ、両凸レンズ、平凸レンズの３枚のレンズから構成され、平凸レンズと平凹レンズとの間に位置する両凸レンズをＺ方向に移動させて相対位置を変化させることにより、マスクＭのパターン像の倍率を変化させる。
【００３２】
感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴは基板ホルダを有しており、基板ホルダを介して感光基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴは、マスクステージＭＳＴと同様に、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するＹ軸方向にステップ移動するための長いストロークとを有しており、図２に示すように、この基板ステージＰＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを備えている。基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。更に、基板ステージＰＳＴはＺ軸方向、及びθＸ、θＹ、θＺ方向にも移動可能となっている。
【００３３】
図１に示すように、基板ステージＰＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には、直交する方向に移動鏡（位置検出装置）３４ａ、３４ｂがそれぞれ設置されている。Ｙ軸方向に延在する移動鏡３４ａには、複数、本実施形態では２つのレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２が対向して配置されている。また、Ｘ軸方向に延在する移動鏡３４ｂには、複数、本実施形態では３つのレーザ干渉計（位置検出装置）Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３が対向して配置されている。ここで、複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のそれぞれは、Ｘ軸方向に沿って等間隔に並べで配置されている。移動鏡３４ａとレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２とにより感光基板ＰのＸ軸方向（第１の方向）における位置を検出可能な位置検出装置が構成されている。また、移動鏡３４ｂとレーザ干渉計Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３とにより感光基板ＰのＹ軸方向（第２の方向）における位置を検出可能な位置検出装置が構成されている。レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２のそれぞれは移動鏡３４ａにレーザ光を照射し、移動鏡３４ａとの距離を検出する。レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２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Ｐｘ１、Ｐｘ２の検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置、及びＺ軸まわりの回転量を求める。また、レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３は移動鏡３４ｂにレーザ光を照射し、移動鏡３４ｂとの距離を検出する。レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３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Ｐｙ１〜Ｐｙ３それぞれの検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を求める。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、及びＰｙ１〜Ｐｙ３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。
【００３４】
ここで、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出する際、基板ステージＰＳＴの移動に応じて、すなわち、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置に応じて、複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうち位置検出に用いるレーザ干渉計を切り替えるようになっている。
【００３５】
マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴによりそれぞれ独立して制御され、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴは、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ステージ駆動部ＰＳＴＤのそれぞれの駆動のもとで、それぞれ独立して移動可能となっている。そして、制御装置ＣＯＮＴは、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴの位置をモニターしながら、両駆動部ＰＳＴＤ、ＭＳＴＤを制御することにより、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して、任意の走査速度（同期移動速度）でＸ軸方向に同期移動するようになっている。
【００３６】
感光基板Ｐ上での投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇの投影領域５０ａ〜５０ｇのそれぞれは、所定形状、本実施形態では台形形状に設定される。図１に示すように、投影領域５０ａ、５０ｃ、５０ｅ、５０ｇと、投影領域５０ｂ、５０ｄ、５０ｆとは、Ｘ軸方向に対向して配置されている。さらに、投影領域５０ａ〜５０ｇは、隣り合う投影領域の端部（境界部、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。そして、投影領域５０ａ〜５０ｇの境界部どうしを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ＰＬａ〜ＰＬｇによる投影領域５０ａ〜５０ｇ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。
【００３７】
次に、アライメント系ＡＬについて説明する。
アライメント系ＡＬは、感光基板Ｐに設けられているアライメントマーク（基板アライメントマーク）を検出するものであって、図１及び図２に示すように、２列に配置されている投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間で感光基板Ｐに対向するように設けられている。アライメント系ＡＬは、Ｙ軸方向（第２の方向）に複数並んで配置されており、感光基板Ｐ上に設けられた複数の基板アライメントマークを検出する。また、２列に配置されている投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間には、感光基板Ｐに対向し、この感光基板ＰのＺ軸方向における位置を検出する基板側オートフォーカス検出系（ＡＦ検出系）６０と、マスクＭに対向し、このマスクＭのＺ軸方向における位置を検出するマスク側オートフォーカス検出系７０とが設けられている。基板側ＡＦ検出系６０及びマスク側ＡＦ検出系７０のそれぞれも、Ｙ軸方向に複数並んで配置されている。ここで、複数のアライメント系ＡＬ、基板側ＡＦ検出系６０、及びマスク側ＡＦ検出系７０は、図１に示すようにハウジングＨに支持されてユニット化されている。以下の説明において、ハウジングＨに支持されたＡＦ検出系６０、７０、及びアライメント系ＡＬを、適宜「アライメントユニット」と称する。
【００３８】
図４は、アライメントユニットＵの斜視図である。また、図５は、アライメントユニットＵのうちアライメント系ＡＬ、基板側ＡＦ検出系６０、及びマスク側ＡＦ検出系７０と、マスクＭ及び感光基板Ｐとの位置関係を説明するための図である。ここで、図５（ａ）はマスクＭとマスク側ＡＦ検出系７０との位置関係を示す図であり、図５（ｂ）は図４のアライメントユニットＵのＡ−Ａ矢視断面図であり、図５（ｃ）は感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴを上側（＋Ｚ側）から見た平面図である。そして、図５（ａ）に示すマスク側ＡＦ検出系７０は、図４のＢ−Ｂ断面矢視図に相当する。
図４及び図５（ｂ）に示すように、アライメント系ＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ６）は、非走査方向であるＹ軸方向に複数、本実施形態では６つ並んで配置されている。アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６は、２列に配置されている投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間において、この投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇの投影領域５０ａ〜５０ｇの並び方向に沿うように配置されている。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に複数並んだアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち、Ｙ軸方向中央のアライメント系ＡＬ２〜ＡＬ５は投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内側に設けられ、Ｙ軸方向両側のアライメント系ＡＬ１、ＡＬ６は投影光学系ＰＬの外側に設けられている。ここで、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち、外側２つのアライメント系ＡＬ１とＡＬ６との間隔は、感光基板ＰのＹ軸方向の長さとほぼ等しく設定されている。また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、外側２つのアライメント系ＡＬ１とＡＬ６との間隔は、マスクＭのＹ軸方向の長さよりも長く（マスクＭのＹ軸方向の長さ以上に）設定されている。
【００４０】
一方、感光基板Ｐには、図５（ｃ）に示すように、アライメント処理に用いられる複数のアライメントマーク（基板アライメントマーク）ｍ１〜ｍ６が設けられている。本実施形態において、感光基板Ｐ上にはＹ軸方向に６つ並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６がＸ軸方向の６箇所に間隔をおいて形成されており、全部で３６個のアライメントマークが形成されている。なお、図ではアライメントマークは「●」として示されているが、例えば十字状「＋」でもボックスマーク「□」でもよい。
【００４１】
本実施形態では、感光基板Ｐ上においてＹ軸方向に６つ並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６に対応してアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６が設けられている。そして、これら６つのアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとが対向するように設定され、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６はアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれに対向した状態で、これらアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出可能である。すなわち、本実施形態では、感光基板Ｐに形成されているアライメントマークｍ１〜ｍ６の配置（間隔）に基づいてアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の配置（間隔）が設定される。
【００４２】
図４及び図５（ｂ）に示すように、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のＸ軸方向両側には、複数の基板側ＡＦ検出系６０（６０ａ〜６０ｇ）が設けられている。本実施形態において、基板側ＡＦ検出系は６０ａ〜６０ｇの７つ設けられている。基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇは、基板ステージＰＳＴに支持された感光基板Ｐに対向する位置に設けられており、感光基板Ｐの露光面に直交する方向、すなわちＺ軸方向における位置をそれぞれ検出する。複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのうち、ＡＦ検出系６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、６０ｆ、６０ｇがＹ軸方向に並んで配置されているとともに、ＡＦ検出系６０ｃ、６０ｅがＹ軸方向に並んで配置されている。そして、これら２列のＡＦ検出系６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、６０ｆ、６０ｇとＡＦ検出系６０ｃ、６０ｅとがアライメント系ＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ６）を挟むように配置されている。
【００４３】
複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのうち、Ｙ軸方向中央の基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６０ｆは投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内側に設けられ、Ｙ軸方向両側の基板側ＡＦ検出系６０ａ、６０ｇは投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の外側に設けられている。ここで、外側の基板側ＡＦ検出系６０ａ、６０ｇのそれぞれは、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち外側２つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ６のそれぞれに隣接して設けられている。外側２つの基板側ＡＦ検出系６０ａ、６０ｇの間隔も、感光基板ＰのＹ軸方向の長さとほぼ等しく設定されている。また、投影光学系ＰＬの内側に設けられている基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６０ｆは２列に千鳥状に配列されており、Ｙ軸方向においてほぼ等間隔に設けられている。
【００４４】
基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向における位置を求める。更に、基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇはＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれにおいて２次元的に配置されているので、制御装置ＣＯＮＴは複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板ＰのＸ軸まわり方向及びＹ軸まわり方向における姿勢を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、求めたＺ軸方向における位置、及びＸ軸、Ｙ軸まわり方向における姿勢に基づいて、基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動し、感光基板ＰのＺ軸方向における位置の調整、及びＸ軸、Ｙ軸まわり方向における姿勢の調整、すなわちレベリング調整を行う。
【００４５】
図４及び図５（ａ）に示すように、アライメントユニットＵには、複数のマスク側ＡＦ検出系７０（７０ａ〜７０ｄ）が設けられている。本実施形態において、マスク側ＡＦ検出系は７０ａ〜７０ｄの４つ設けられている。マスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄは、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭに対向する位置に設けられており、マスクＭのパターン形成面に直交する方向、すなわちＺ軸方向における位置をそれぞれ検出する。複数のマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄのそれぞれはＹ軸方向に等間隔で並んで配置されている。ここで、図５（ａ）に示すように、マスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄは投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内側に設けられ、外側２つのマスク側ＡＦ検出系７０ａ、７０ｄの間隔は、マスクＭのＹ軸方向の長さとほぼ等しく設定されている。
【００４６】
図６はアライメント系ＡＬ１の概略構成図である。なお、他のアライメント系ＡＬ２〜ＡＬ６も、アライメント系ＡＬ１と同等の構成である。
図６に示すように、アライメント系ＡＬ１は、アライメント用検出光を射出するハロゲンランプからなるアライメント用光源８１と、光源８１から射出した検出光をリレーレンズ８３に導く光ファイバからなるライトガイド８２と、リレーレンズ８３の光路下流側に設けられたハーフミラー８４と、ハーフミラー８４と検出対象である感光基板Ｐ（アライメントマークｍ１〜ｍ６）との間に設けられ、ハーフミラー８４を通過した検出光を感光基板Ｐ上に照射する対物レンズ８５と、検出光の照射により感光基板Ｐ（アライメントマーク）で発生した反射光がハーフミラー８４を介して導かれる偏向ミラー８６と、偏向ミラー８６からの反射光を分岐するビームスプリッタ（分岐装置）８７と、ビームスプリッタ８７で分岐された２つの光束のうち一方の光束が入射する低倍率アライメント受光系８８と、他方の光束が入射する高倍率アライメント受光系８９とを備えている。低倍率アライメント受光系８８は、低倍用レンズ系８８Ａと、低倍用撮像素子（ＣＣＤ）８８Ｂとを有しており、感光基板Ｐ上の広い領域を所定の精度で計測可能である。高倍率アライメント受光系８９は、高倍用レンズ系８９Ａと、高倍用撮像素子（ＣＣＤ）８９Ｂとを有しており、感光基板Ｐの狭い領域を高精度で計測可能である。これら低倍率アライメント受光系８８Ａと高倍率アライメント受光系８８Ｂとは同軸に配置されている。そして、アライメント用検出光の感光基板Ｐ（基板アライメントマーク）に対する照射により発生した光（反射光）は、低倍率アライメント受光系８８と高倍率アライメント受光系８９とのそれぞれに受光される。
【００４７】
低倍率アライメント受光系８８は、アライメント用検出光により照射された感光基板Ｐの広い領域からの光情報に基づいて、アライメントマークｍ１（ｍ２〜ｍ６）の位置情報をラフな精度で検出するサーチアライメント処理を行う。一方、高倍率アライメント受光系８９は、アライメント用検出光により照射された感光基板Ｐの狭い領域からの光情報に基づいて、アライメントマークｍ１（ｍ２〜ｍ６）の位置情報を高い精度で検出するファインアライメント処理を行う。低倍率アライメント受光系８８及び高倍率アライメント受光系８９のそれぞれは受光信号を制御装置ＣＯＮＴに出力し、制御装置ＣＯＮＴはアライメント受光系８８、８９それぞれの受光信号に基づいて画像処理を行い、マーク位置情報を求める。ここで、制御装置ＣＯＮＴでは、低倍率アライメント受光系８８によるサーチアライメント処理結果を参照し、高倍率アライメント受光系８９によるファインアライメント処理を行う。
【００４８】
アライメント系ＡＬによりマーク位置情報を求める際、画像処理によりマークのエッジ情報からマーク位置を求める。なお、マーク位置を求める方法としてパターンマッチング法を用いるようにしてもよい。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、テンプレート画像を記憶した記憶装置（不図示）を接続しており、パターンマッチングによってテンプレートに一致するパターンの座標（ステージの移動座標系での位置）を求める。制御装置ＣＯＮＴは、この座標値を用いてつなぎ露光時や重ね合わせ露光時に生じたずれ量を求め、次回以降の露光の際には基板ステージ駆動部ＰＳＴＤに補正パラメータを与えることにより、位置合わせ精度を高める。
【００４９】
上記アライメント系ＡＬ１（ＡＬ２〜ＡＬ６）では、光源８１、ライトガイド８２、及びリレーレンズ系８３がアライメント系の送光系を構成しており、ビームスプリッタ８７、低倍率アライメント受光系８８、及び高倍率アライメント受光系８９がアライメント系の受光系を構成している。なお、光源８１は複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれに設ける構成でもよいし、１つの光源８１から射出された光を複数のライドガイド（光ファイバ）８２で分岐し、この分岐した複数の光をアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれに供給する構成としてもよい。また、アライメント用検出光は感光基板Ｐのレジストに対して非感光性であることが望ましく、ハロゲンランプからなる光源８１より射出された光（白色光）のうち、特定の波長の光をカットするフィルタを、光源８１と感光基板Ｐとの間の光路上に設ける構成としてもよい。
【００５０】
図７は基板側ＡＦ検出系６０ａを示す概略構成図である。なお、他の基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６０ｇ、及びマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄも、ＡＦ検出系６０ａと同等の構成である。
図７に示すように、ＡＦ検出系６０ａは、ＡＦ用検出光を射出するＬＥＤからなるＡＦ用光源６１と、光源６１から射出した検出光が入射される送光レンズ系６２と、送光レンズ系６２を通過した光を、検出対象である感光基板Ｐ（あるいはマスクＭ）に傾斜方向から導くミラー６３と、ミラー６３を介して照射された検出光に基づき感光基板Ｐ（あるいはマスクＭ）で発生した反射光を受光レンズ系６５に導くミラー６４と、受光レンズ系６５を通過した光を受光する撮像素子（ＣＣＤ）６６とを備えている。送光レンズ系６２は、検出光を例えばスリット状に整形してから感光基板Ｐに照射する。ここで、図７に示すように、検出対象である感光基板ＰのＺ軸方向における位置がΔＺ変位すると、傾斜方向から照射されたスリット状の検出光は、撮像素子６６におけるＸ軸方向における結像位置をΔＸ変位させる。撮像素子６６の撮像信号は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは撮像素子６６による撮像位置の基準位置に対する変位量ΔＸに基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向における変位量ΔＺを求める。ここで、受光レンズ系６５の入射面から射出面側への倍率がＮ倍（例えば１０倍）に設定されていると、撮像素子６６は、感光基板Ｐの変位ΔＺに対してＮ倍（１０倍）の感度で検出可能となる。
【００５１】
上記ＡＦ検出系６０ａ（６０ｂ〜６０ｇ、７０ａ〜７０ｄ）では、光源６１、送光レンズ系６２、及びミラー６３がＡＦ検出系の送光系を構成しており、ミラー６４、受光レンズ系６５、及び撮像素子６６がＡＦ検出系の受光系を構成している。なお、光源６１は複数のＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇ（７０ａ〜７０ｄ）のそれぞれに設ける構成でもよいし、１つの光源６１から射出された光を複数のライドガイド（光ファイバ）で分岐し、この分岐した複数の光を複数のＡＦ検出系のそれぞれに供給する構成としてもよい。また、ＡＦ用検出光も感光基板Ｐのレジストに対して非感光性であることが望ましく、光源６１より射出された光のうち、特定の波長の光をカットするフィルタを、光源６１と感光基板Ｐとの間の光路上に設ける構成としてもよい。
【００５２】
ところで、本実施形態におけるアライメント系ＡＬはオフアクシス方式であり、アライメント処理を行うに際し、マスクＭと基板アライメント系ＡＬとの相対位置であるベースライン量が計測される。以下、ベースライン計測方法について説明する。
図１、図２及び図５に示すように、マスクＭにはベースライン計測用のマーク（マスク側ＡＩＳマーク）９０が設けられており、基板ステージＰＳＴにはベースライン計測用のマーク（基板側ＡＩＳマーク）９１を有する基準部材９２が設けられている。基板側ＡＩＳマーク９１のＺ軸方向における形成位置（高さ）は、感光基板Ｐの表面（露光面）と略一致するように設定されている。また、マスク側ＡＩＳマーク９０は、マスクＭの特定位置（例えば中心位置）に対して所定の位置関係で設けられている。マスク側ＡＩＳマーク９０と基板側ＡＩＳマーク９１とは対応しており、それぞれＹ軸方向に複数並んで設けられている。また、図２に示すように、基準部材９２の下方には、基準部材９２を通過した光を受光可能なＡＩＳ受光系９４が基板ステージＰＳＴに埋設されている。ＡＩＳ受光系９４は、レンズ系９５と、レンズ系９５を介した光を受光する撮像素子（ＣＣＤ）９６とを備えている。
【００５３】
次に、図８を参照しながらベースライン計測手順を説明する。
図８（ａ）に示すように、基板側ＡＦ検出系６０が基板ステージＰＳＴに設けられている基板側ＡＩＳマーク９１を有する基準部材９２との距離を検出するとともに、マスク側ＡＦ検出系７０がマスク側ＡＩＳマーク９０を有するマスクＭとの距離を検出する。制御装置ＣＯＮＴは、基板側ＡＦ検出系６０及びマスク側ＡＦ検出系７０それぞれの検出結果に基づいて、マスクＭと基準部材９２との距離を求める（ステップＳＡ１）。
このとき、マスクＭを支持しているマスクステージＭＳＴの位置はレーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、Ｍｙ１により検出され、基板ステージＰＳＴの位置はレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１により検出されている。つまり、マスクＭ（マスクステージＭＳＴ）はレーザ干渉計Ｍｙ１、基板ステージＰＳＴはレーザ干渉計Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３のいずれかでＹ軸方向座標も検出する。
【００５４】
次いで、図８（ｂ）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、撮像素子９６でマスクＭのＡＩＳマーク９０と基板ステージＰＳＴ上のＡＩＳマーク９１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（ステップＳＡ２）。
具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、撮像素子９６でマスク側ＡＩＳマーク９０の像と基板側ＡＩＳマーク９１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Ｍのマスク側ＡＩＳマーク９０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９１を通過し撮像素子９６に導かれる。ここで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＡ１で求めたマスクＭと基準部材９２との距離に基づいて、基板ステージＰＳＴのＺ軸方向における位置や投影光学系ＰＬの像特性を調整し、マスク側ＡＩＳマーク９０及び基板側ＡＩＳマーク９１のそれぞれの像を撮像素子９６で結像させる（ピントを合わせる）。このとき、マスクＭを支持しているマスクステージＭＳＴの位置はレーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、Ｍｙ１により検出され、基板ステージＰＳＴの位置はレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１により検出されている。なお、露光光を用いて撮像素子９６でＡＩＳマーク９０、９１を撮像する際、撮像素子９６上で最適な光量（照度）が得られるように、例えば、照明光学系ＩＬ内のフィルタ１３を駆動することができる。
【００５５】
次に、図８（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを移動し、アライメント系ＡＬの計測領域中心（具体的には計測領域に設けられている指標マーク）に基板ステージＰＳＴのＡＩＳマーク９１を一致させ、このときの基板ステージＰＳＴの位置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１で検出する（ステップＳＡ３）。
ステップＳＡ２及びステップＳＡ３で求めたレーザ干渉計によるステージ位置検出結果から、マスクＭとアライメント系ＡＬとの相対位置であるベースライン量が求められる。そして、求めたベースライン量に基づいて、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴ上に載置された感光基板Ｐをアライメント系ＡＬによりマスクＭに対して位置合わせ（アライメント）する。
【００５６】
なお、ベースライン計測は、露光処理開始毎に行ってもよいし、所定時間間隔毎（例えば１０時間毎、１日毎など）、及び予め設定した所定ロット数毎に行うようにしてもよい。また、上記ＡＩＳマーク９０、９１の像を撮像素子９６で撮像しつつ、投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の像シフト機構１９、倍率調整機構２３、及びローテーション調整機構としての直角プリズム２４、２７を駆動し、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇそれぞれのシフト、スケーリング、及びローテーションといった像特性を調整することができる。
【００５７】
次に、上述したアライメント系ＡＬを有する露光装置ＥＸにより、マスクＭと感光基板Ｐとをアライメントする方法、及びマスクＭのパターンを感光基板Ｐに露光する方法について説明する。
本実施形態では、図９に示すように、感光基板Ｐ上に９つのパターン形成領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ９を設定し、これらパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のそれぞれに対して露光処理し、デバイスを形成するものとする。複数のパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のうち、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３がＹ軸方向（第２の方向）に３つ並んで設定され、パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６がＹ軸方向に３つ並んで設定され、パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９がＹ軸方向に３つ並んで設定されている。ここで、以下の説明において、Ｙ軸方向に並ぶパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３を「ブロックＢＲ１」、パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６を「ブロックＢＲ２」、パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９を「ブロックＢＲ３」と適宜称する。したがって、感光基板ＰはＸ軸方向に関して分割された３つのブロックＢＲ１、ＢＲ２、ＢＲ３に設定される。また、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のそれぞれは、Ｘ軸方向における大きさのほうがＹ軸方向より大きく設定されている。そして、Ｙ軸方向に並んだ複数のアライメントマークｍ１〜ｍ６のうち、アライメントマークｍ１、ｍ２がパターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ６、ＰＡ９に配置され、アライメントマークｍ３、ｍ４がパターン形成領域ＰＡ２、ＰＡ５、ＰＡ８に配置され、アライメントマークｍ５、ｍ６がパターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ４、ＰＡ７に配置されるように、アライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれの間隔が予め設定されている。そして、Ｙ軸方向に並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６が、Ｘ軸方向に予め設定された間隔をおいて配置されていることにより、パターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ６、ＰＡ９のそれぞれの４隅にアライメントマークｍ１、ｍ２が配置され、パターン形成領域ＰＡ２、ＰＡ５、ＰＡ８のそれぞれの４隅にアライメントマークｍ３、ｍ４が配置され、パターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ４、ＰＡ７のそれぞれの４隅にアライメントマークｍ５、ｍ６が配置される。
【００５８】
そして、Ｘ軸方向に並ぶレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の配置（間隔）は、感光基板Ｐ上でＸ軸方向に並ぶ複数のブロックＢＲ１、ＢＲ２、ＢＲ３に対応するように設定されている。すなわち、レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の間隔は、パターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ４、ＰＡ７のＸ軸方向における長さに応じて設定されている。また、感光基板Ｐは大型基板であって、移動鏡３４ｂのＸ軸方向における長さは感光基板ＰのＸ軸方向における長さよりも短く、移動鏡３４ｂは高い加工精度で製造されている。
【００５９】
以下、図１０〜図１５、及び図１６、図１７のフローチャート図を参照しながらアライメント処理手順及び露光処理手順について説明する。
図８を用いて説明したようにベースライン計測が行われた後、図１０（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から１列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させる。前述したように、本実施形態では、感光基板Ｐに形成されているアライメントマークｍ１〜ｍ６の配置（間隔）に基づいてアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の配置（間隔）が設定されている。そして、制御装置ＣＯＮＴは、このときの基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ方向における位置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２を用いて検出するとともに、複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３（ブロックＢＲ１）に対応する１つのレーザ干渉計Ｐｙ１を選択し、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置をレーザ干渉計Ｐｙ１を用いて検出する。このとき、レーザ干渉計Ｐｙ２、Ｐｙ３は移動鏡３４ｂと対向していない。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつ、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６と−Ｘ側から１列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとを対向した状態で、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時に検出する（ステップＳＢ１）。
このとき、パターン形成領域ＰＡ１には２つのアライメントマークｍ５、ｍ６が配置され、パターン形成領域ＰＡ２には２つのアライメントマークｍ３、ｍ４が配置され、パターン形成領域ＰＡ３には２つのアライメントマークｍ５、ｍ６が配置されており、これらアライメントマークに対応するように、パターン形成領域ＰＡ１に対して２つのアライメント系ＡＬ５、ＡＬ６が配置され、パターン形成領域ＰＡ２に対して２つのアライメント系ＡＬ３、ＡＬ４が配置され、パターン形成領域ＰＡ３に対して２つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２が配置されている。すなわち、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６は、Ｙ軸方向に並ぶパターン形成領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ３（ＰＡ４〜ＰＡ６、ＰＡ７〜ＰＡ９）のそれぞれに対応して２つずつ配置されている構成となっている。
【００６０】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から２列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、レーザ干渉計Ｐｙ１で基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出するとともにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴのＸ軸及びθＺ方向における位置を検出し、アライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する（ステップＳＢ２）。
【００６１】
制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離れた２箇所で１列目のアライメントマーク及び２列目のアライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３に関するシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ３）。
【００６２】
ここで、１列目のアライメントマーク検出後、２列目のアライメントマークを検出するために、感光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査することになるが、このとき、アライメントユニットＵのうちＹ軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方向において所定距離間隔で検出する。すなわち、感光基板Ｐの表面の高さ位置が碁盤目状の複数位置で検出される。これら基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３それぞれの表面形状を求める（ステップＳＢ４）。
【００６３】
ところで、前述したように、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち外側２つのアライメント系ＡＬ１及びＡＬ６には、基板ＡＦ検出系６０ａ及び６０ｇが近接して設けられている。したがって、基板ＡＦ検出系６０ａ及び６０ｇによる感光基板ＰのＺ軸方向における位置情報をモニタしつつ、アライメント系によるアライメント処理（アライメントマーク検出）を行うことにより、アライメント処理時において感光基板Ｐが投影光学系の結像面からＺ軸方向に大きくずれた状態でアライメント処理してしまうといった不都合を抑えることができる。
【００６４】
また、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６には、図６を用いて説明したように、サーチアライメント用の低倍率アライメント受光系８８と、ファインアライメント用の高倍率アライメント受光系８９とが設けられている。したがって、例えば、高倍率アライメント受光系８９を用いたアライメントマーク検出が不能である場合、低倍率アライメント受光系８８に切り替えてアライメントマーク検出を行うことによりアライメントマーク検出が可能となる。このように、低倍率及び高倍率アライメント受光系を切り替えてアライメントマーク検出を行うことにより、アライメント処理を円滑に行うことができる。なお、低倍率及び高倍率アライメント受光系は全てのアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６に設ける必要はなく、少なくとも外側２つのアライメント系ＡＬ１及びＡＬ６に設けられていればよい。もちろん、全てのアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６に設けられていても構わない。
【００６５】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＢ３で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ１、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置検出をしつつ、パターン形成領域ＰＡ１に対する露光処理を行う（ステップＳＢ５）。
すなわち、図１０（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ１の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを移動する。同時に、制御装置ＣＯＮＴは、図１０では不図示のマスクＭを支持したマスクステージＭＳＴも−Ｘ側に移動し、感光基板Ｐに対してマスクＭを位置合わせする。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ１に対して露光処理が行われる。図１０（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ１に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。ここで、ステップＳＢ４で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ１）の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像面と感光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステージＰＳＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動して感光基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。なお、複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち、使用しない投影光学系（例えばパターン形成領域ＰＡ１からはみ出る投影光学系ＰＬａ、ＰＬｇ等）は、その光路を照明シャッタ６により遮蔽される。
【００６６】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ１、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置検出をしつつ、パターン形成領域ＰＡ２に対する露光処理を行う（ステップＳＢ６）。すなわち、図１１（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ２の−Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ２に対して露光処理が行われる。図１１（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ２に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。パターン形成領域ＰＡ２に対する走査露光時においても、ステップＳＢ４で求めたパターン形成領域ＰＡ２の表面形状データに基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向の位置制御、及びレベリング制御を行いつつ走査露光が行われる。
【００６７】
ここで、パターン形成領域ＰＡ１に対する走査露光処理の際、感光基板Ｐは＋Ｘ方向に走査し、このパターン形成領域ＰＡ１に隣接するパターン形成領域ＰＡ２に対する走査露光処理の際、感光基板Ｐは−Ｘ方向に走査する。すなわち、Ｙ軸方向に並んだパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれに対応するＸ軸方向の２箇所でアライメントマークを検出した後、Ｙ軸方向に隣接する複数のパターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ２において互いに逆方向の同期移動により感光基板Ｐを露光する構成である。こうすることにより、露光装置全体のスループットを向上できる。つまり、従来では、１つのパターン形成領域に対する露光処理終了後、次のパターン形成領域に対する露光処理を行うために、マスク（マスクステージ）を初期状態に戻すために走査方向に大きく移動しなければならなかったが、本実施形態では、１つのパターン形成領域に対する露光処理終了後、次のパターン形成領域に対する露光処理を行う際にもマスク（マスクステージ）を大きく移動する必要がないため、このマスクの移動時間を低減できるので、スループットを向上できる。そして、本実施形態では、パターン形成領域の非走査方向（Ｙ軸方向）における大きさは、走査方向（Ｘ軸方向）より小さいので、マスクを走査方向に大きく移動するよりも、図１０（ｄ）〜図１１（ａ）に示すように感光基板ＰをＹ軸方向にステップ移動するほうが移動距離が短くてすみ効果的である。
【００６８】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ１、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置検出をしつつ、パターン形成領域ＰＡ３に対する露光処理を行う（ステップＳＢ７）。すなわち、図１１（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ３の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このときも、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ３に対して露光処理が行われる。図１１（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ３に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。パターン形成領域ＰＡ３に対する走査露光時においても、ステップＳＢ４で求めたパターン形成領域ＰＡ２の表面形状データに基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向の位置制御、及びレベリング制御を行いつつ走査露光が行われる。この場合も、パターン形成領域ＰＡ３に対する露光処理時における走査方向は、隣接するパターン形成領域ＰＡ２に対する露光処理時における走査方向と逆方向に設定された構成である。
【００６９】
上記ステップＳＢ１〜ＳＢ７における基板ステージＰＳＴのＸ軸方向の位置検出、すなわち、複数のパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３（ブロックＢＲ１）に対するアライメント処理及び露光処理におけるＸ軸方向の位置検出は、図１０及び図１１に示すようにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２により行われ、Ｙ軸方向の位置検出はレーザ干渉計Ｐｙ１により行われる。すなわち、Ｘ軸方向に複数並んだレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうち位置検出に用いるレーザ干渉計はＰｙ１の１つである。そして、この１つのレーザ干渉計Ｐｙ１で位置検出し、このレーザ干渉計Ｐｙ１の位置検出値に基づきアライメントマーク検出を行ってマスクＭと感光基板Ｐとのアライメント処理を行った後、マスクＭのパターンがパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３に露光される。そして、ここでは、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれが順次連続露光されるとともに、この連続露光中において複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちのパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３（ブロックＢＲ１）に対応する特定のレーザ干渉計Ｐｙ１が位置検出に用いられる構成となっている。
【００７０】
次いで、図１２（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から３列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させる。そして、制御装置ＣＯＮＴは複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６（ブロックＢＲ２）に対応する１つのレーザ干渉計Ｐｙ２を選択する。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置が移動したことに伴い、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向の位置検出に用いるレーザ干渉計をレーザ干渉計Ｐｙ１から前記選択したレーザ干渉計Ｐｙ２に切り替える（ステップＳＢ８）。
【００７１】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、このときの基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ方向における位置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２を用いて検出するとともに、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置をレーザ干渉計Ｐｙ２を用いて検出する。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつ、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６と−Ｘ側から３列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとを対向した状態で、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ４〜ＰＡ６のそれぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時に検出する（ステップＳＢ９）。
【００７２】
レーザ干渉計をＰｙ１からＰｙ２に切り替える際、レーザ干渉計Ｐｙ１の位置検出結果がレーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出に用いられる。具体的には、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計Ｐｙ１からレーザ干渉計Ｐｙ２に切り替える際に、例えば、レーザ干渉計Ｐｙ１による基板ステージＰＳＴの位置検出動作を所定回数行うとともにレーザ干渉計Ｐｙ２による基板ステージＰＳＴの位置検出動作を所定回数行い、これらの検出結果の平均値の差を求める。そして、前記求めた差を補正値とし、この補正値に基づいてレーザ干渉計Ｐｙ２による基板ステージＰＳＴの位置検出動作を行う。このように、ブロックＢＲ２（パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６）に関するアライメント処理の一部であるレーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出動作にはＸ軸方向で隣接するブロックＢＲ１（パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３）のアライメント結果の一部であるレーザ干渉計Ｐｙ１の位置検出結果が用いられる。
このとき、レーザ干渉計Ｐｙ２を動作させ、レーザ干渉計Ｐｙ１とＰｙ２との差分を計測してオフセット１として記憶する。以後、基板ステージＰＳＴのＹ座標はレーザ干渉計Ｐｙ２の計測値とオフセット１とにより求める。
【００７３】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から４列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、レーザ干渉計Ｐｙ２で基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出するとともにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ軸方向における位置を検出し、アライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する（ステップＳＢ１０）。
【００７４】
制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離れた２箇所で１列目のアライメントマーク及び２列目のアライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６に関するシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ１１）。
【００７５】
ここで、３列目のアライメントマーク検出後、４列目のアライメントマークを検出するために、感光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査することになり、このとき、アライメントユニットＵのうちＹ軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方向において所定距離間隔で検出する。これら基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６それぞれの表面形状を求める（ステップＳＢ１２）。
【００７６】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＢ１１で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ２、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつ、パターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理を行う（ステップＳＢ１３）。
すなわち、図１２（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ４の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを移動する。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ４に対して露光処理が行われる。図１２（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ４に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。ここで、ステップＳＢ１２で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ４）の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像面と感光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステージＰＳＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動して感光基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。
【００７７】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ２、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ５に対する露光処理を行う（ステップＳＢ１４）。すなわち、図１３（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ５の−Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ５に対して露光処理が行われる。図１３（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ５に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
【００７８】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ２、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ６に対する露光処理を行う（ステップＳＢ１５）。すなわち、図１３（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ６の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このときも、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ６に対して露光処理が行われる。図１３（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ６に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
【００７９】
上記ステップＳＢ９〜ＳＢ７１４における基板ステージＰＳＴのＸ軸方向の位置検出、すなわち、複数のパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６（ブロックＢＲ２）に対するアライメント処理及び露光処理におけるＸ軸方向の位置検出は、図１２及び図１３に示すようにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２により行われ、Ｙ軸方向の位置検出はレーザ干渉計Ｐｙ２により行われる。すなわち、Ｘ軸方向に複数並んだレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうち位置検出に用いるレーザ干渉計はＰｙ２の１つである。そして、この１つのレーザ干渉計Ｐｙ２で位置検出し、このレーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出値に基づきアライメントマーク検出を行ってマスクＭと感光基板Ｐとのアライメント処理を行った後、マスクＭのパターンがパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６に露光される。そして、ここでも、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６のそれぞれが順次連続露光されるとともに、この連続露光中において複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちのパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６（ブロックＢＲ２）に対応する特定のレーザ干渉計Ｐｙ２が位置検出に用いられる構成となっている。
【００８０】
次いで、図１４（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から５列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させる。そして、制御装置ＣＯＮＴは複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９（ブロックＢＲ３）に対応する１つのレーザ干渉計Ｐｙ３を選択する。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置が移動したことに伴い、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向の位置検出に用いるレーザ干渉計をレーザ干渉計Ｐｙ２から前記選択したレーザ干渉計Ｐｙ３に切り替える（ステップＳＢ１６）。
【００８１】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、このときの基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ方向における位置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２を用いて検出するとともに、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置をレーザ干渉計Ｐｙ３を用いて検出する。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつ、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６と−Ｘ側から５列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとを対向した状態で、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ７〜ＰＡ９のそれぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時に検出する（ステップＳＢ１７）。
このとき、レーザ干渉計Ｐｙ３を動作させ、レーザ干渉計Ｐｙ２とＰｙ３との差分をオフセット２として記憶する。以後、基板ステージＰＳＴ座標はレーザ干渉計Ｐｙ３の計測値とオフセット１とオフセット２とにより求める。
【００８２】
ここでも、レーザ干渉計をＰｙ２からＰｙ３に切り替える際、レーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出結果がレーザ干渉計Ｐｙ３の位置検出に用いられる。すなわち、ブロックＢＲ３（パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９）に関するアライメント処理の一部であるレーザ干渉計Ｐｙ３の位置検出動作には、Ｘ軸方向で隣接するブロックＢＲ２（パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６）のアライメント結果の一部であるレーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出結果が用いられる。
【００８３】
次いで、図１４（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から６列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、レーザ干渉計Ｐｙ３で基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出するとともにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ方向における位置を検出し、アライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する（ステップＳＢ１８）。
【００８４】
制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離れた２箇所で５列目のアライメントマーク及び６列目のアライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９に関するシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ１９）。
【００８５】
ここで、５列目のアライメントマーク検出後、６列目のアライメントマークを検出するために、感光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査する際、Ｙ軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方向において所定距離間隔で検出する。これら基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９それぞれの表面形状を求める（ステップＳＢ２０）。
【００８６】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＢ１８で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ３、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ７に対する露光処理を行う（ステップＳＢ２１）。
すなわち、図１４（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ７の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを移動する。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ７に対して露光処理が行われる。図１４（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ７に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。ここで、ステップＳＢ１９で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ７）の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像面と感光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステージＰＳＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動して感光基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。
【００８７】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ３、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ８に対する露光処理を行う（ステップＳＢ２２）。すなわち、図１５（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ８の−Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ８に対して露光処理が行われる。図１５（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ８に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
【００８８】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ３、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ９に対する露光処理を行う（ステップＳＢ２３）。すなわち、図１５（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ９の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このときも、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ９に対して露光処理が行われる。図１５（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ９に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
【００８９】
上記ステップＳＢ１７〜ＳＢ２３における基板ステージＰＳＴのＸ軸方向の位置検出、すなわち、複数のパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９（ブロックＢＲ３）に対するアライメント処理及び露光処理におけるＸ軸方向の位置検出は、図１４及び図１５に示すようにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２により行われ、Ｙ軸方向の位置検出はレーザ干渉計Ｐｙ３により行われる。すなわち、Ｘ軸方向に複数並んだレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうち位置検出に用いるレーザ干渉計はＰｙ３の１つである。そして、この１つのレーザ干渉計Ｐｙ３で位置検出し、このレーザ干渉計Ｐｙ３の位置検出値に基づきアライメントマーク検出を行ってマスクＭと感光基板Ｐとのアライメント処理を行った後、マスクＭのパターンがパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９に露光される。そして、ここでも、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９のそれぞれが順次連続露光されるとともに、この連続露光中において複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちのパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９（ブロックＢＲ３）に対応する特定のレーザ干渉計Ｐｙ３が位置検出に用いられる構成となっている。
【００９０】
以上説明したように、感光基板Ｐに露光するパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９を複数のブロックＢＲ１〜ＢＲ３に分割し、ブロック毎にアライメント処理及び露光処理し、この処理を複数のブロックＢＲ１〜ＢＲ３のそれぞれについて順次行うようにしたので、感光基板Ｐが大型化しても感光基板Ｐを複数のブロックに分割し、各ブロックに対応するレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３を設けることにより、１つのブロックに対してレーザ干渉計を切り替えることなく各ブロック毎に精度良いアライメント処理及び露光処理ができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、アライメント系はＡＬ１〜ＡＬ６の６つであるが、Ｙ軸方向に少なくとも３つ並べて配置されていればよく、これによりアライメントマークの数を減らすことなく、アライメントマークの検出動作回数を低減することができる。そして、これら複数並んだアライメント系を用いて、複数のパターン形成領域のそれぞれのアライメントマークを同時に計測するようにしたので、スループットを向上できる。
【００９２】
なお、上述したように、レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の間隔（配置）はＸ軸方向に並ぶパターン形成領域（ブロック）のそれぞれに対応して設定され、パターン形成領域のそれぞれが互いに隣接する場合にはレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の配置はパターン形成領域のＸ軸方向の長さ（大きさ）に応じて設定される。一方、Ｘ軸方向に並ぶパターン形成領域が互いに離間して設定されている場合には、複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の配置はパターン形成領域の大きさ及び互いの間隔に応じて設定される。
【００９３】
上記実施形態では、移動鏡３４ｂは１つの移動鏡であるが、Ｘ軸方向に並ぶ複数のブロックＢＲ１〜ＢＲ３のそれぞれに対応するように分割した複数（３つ）の移動鏡を基板ステージＰＳＴ上に配置する構成でもよい。
【００９４】
なお、上記実施形態における露光装置ＥＸは、互いに隣接する複数の投影光学系を有する、いわゆるマルチレンズスキャン型露光装置であるが、投影光学系が１つである走査型露光装置ついても、本発明を適用することができる。
【００９５】
なお、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。
【００９６】
本実施形態の露光装置ＥＸの光源は、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）、Ｆ2レーザ（１５７ｎｍ）を用いることができる。
【００９７】
投影光学系ＰＬ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。
【００９８】
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、Ｆ2レーザ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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、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。
【０１０４】
半導体デバイスは、図１８に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板に露光し、この露光した基板を現像する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、基板に露光する露光領域を複数のブロックに分割し、ブロック毎にアライメント処理及び露光処理し、この処理を複数のブロックのそれぞれについて順次行うようにしたので、基板が大型化しても基板を複数のブロックに分割し、各ブロックに対応する位置検出装置を設けることにより、１つのブロックに対して位置検出装置を切り替えることなく各ブロック毎に精度良いアライメント処理及び露光処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の概略構成図である。
【図３】フィルタを示す図である。
【図４】アライメント系を備えたアライメントユニットを示す概略斜視図である。
【図５】アライメント系及びＡＦ検出系の配置を説明するための図である。
【図６】アライメント系の概略構成図である。
【図７】ＡＦ検出系の概略構成図である。
【図８】ベースライン計測手順を説明するための図である。
【図９】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１３】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図１７】本発明の露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図１８】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【図１９】従来の露光装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
３２ａ、３２ｂ 移動鏡（位置検出装置）
３４ａ、３４ｂ 移動鏡（位置検出装置）
６０（６０ａ〜６０ｇ） 基板側ＡＦ検出系
７０（７０ａ〜７０ｄ） マスク側ＡＦ検出系
ＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ６） アライメント系（アライメント部）
ＢＲ１〜ＢＲ３ ブロック
ＣＯＮＴ 制御装置
ＥＸ 露光装置
Ｍ マスク
ｍ１〜ｍ６ アライメントマーク
ＭＳＴ マスクステージ
Ｍｘ１、Ｍｘ２ レーザ干渉計（位置検出装置）
Ｐ 感光基板（基板）
ＰＡ１〜ＰＡ９ パターン形成領域（露光領域）
ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ） 投影光学系
ＰＳＴ 基板ステージ
Ｐｘ１、Ｐｘ２ レーザ干渉計（位置検出装置）
Ｐｙ１〜Ｐｙ３ レーザ干渉計（位置検出装置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、マスクと基板とを同期移動してマスクのパターンを基板に露光する露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示デバイスや半導体デバイスは、マスク上に形成されたパターンを感光基板上に転写する、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ィ工程で使用される露光装置は、感光基板を載置して２次元移動する基板ステージとパターンを有するマスクを載置して２次元移動するマスクステージとを有し、マスク上に形成されたパターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して感光基板に転写するものである。露光装置としては、感光基板上にマスクのパターン全体を同時に転写する一括型露光装置と、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感光基板上に転写する走査型露光装置との２種類が主に知られている。このうち、液晶表示デバイスを製造する際には、表示領域の大型化の要求から走査型露光装置が主に用いられている。
【０００３】
走査型露光装置には、複数の投影光学系を、隣り合う投影領域が走査方向で所定量変位するように、且つ隣り合う投影領域の端部（継ぎ部）どうしが走査方向と直交する方向に重複するように配置した、いわゆるマルチレンズ方式の走査型露光装置（マルチレンズスキャン型露光装置）がある。マルチレンズ方式の走査型露光装置は、良好な結像特性を維持しつつ、装置を大型化せずに大きな露光領域（パターン形成領域）を得ることができる。上記走査型露光装置における各投影光学系の視野絞りは、例えば台形形状で、走査方向の視野絞りの開口幅の合計は常に等しくなるように設定されている。そのため、隣り合う投影光学系の継ぎ部が重複して露光されるので、上記走査型露光装置は、投影光学系の光学収差や露光照度が滑らかに変化するという利点を有している。
【０００４】
図１９は、従来のマルチレンズスキャン型露光装置の一例を示す図である。
図１９に示すように、露光装置ＥＸＪは、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴと、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴと、マスクステージＭＳＴに支持されているマスク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に支持されている感光基板Ｐに投影する複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇとを備えている。投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｄ、ＰＬｇと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとは２列に千鳥状に配列されており、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち隣り合う投影光学系どうし（例えば投影光学系ＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）がＸ軸方向に所定量変位して配置されている。そして、投影光学系Ｐａ〜ＰＬｇのそれぞれに対応する台形状の投影領域の継ぎ部が感光基板Ｐ上で重複する。マスクステージＭＳＴの上方には、マスクＭと感光基板Ｐとのアライメントを行うアライメント光学系５００Ａ、５００Ｂが設けられている。アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂは、不図示の駆動機構によりＹ軸方向に移動可能となっており、アライメント処理時には照明光学系ＩＬとマスクＭとの間に進入するとともに、走査露光時には照明領域から退避するようになっている。アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂは、マスクＭに形成されているマスクアライメントマークを検出するとともに、感光基板Ｐに形成されている基板アライメントマークを投影光学系ＰＬａ及びＰＬｇを介して検出する。また、基板ステージＰＳＴ上における−Ｘ側の端部にはＹ軸方向に延在する移動鏡５０２ａが設けられ、−Ｙ側の端部にはＸ軸方向に延在する移動鏡５０２ｂが設けられ、これら移動鏡５０２ａ、５０２ｂのそれぞれと対向する位置には、移動鏡５０２ａ、５０２ｂにレーザ光を照射することにより基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びＹ軸方向における位置を検出可能なレーザ干渉計５０１ａ、５０１ｂがそれぞれ設けられている。
【０００５】
上記露光装置ＥＸＪにより感光基板Ｐ上に４つのデバイス（パターン形成領域）ＰＡ１〜ＰＡ４を形成する場合について説明する。
露光装置ＥＸＪは、レーザ干渉計５０１ａ、５０１ｂで感光基板Ｐの位置を検出しつつアライメント光学系５００Ａ、５００Ｂでパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれの４隅に設けられているアライメントマークｍ１〜ｍ４を順次検出する。具体的には、露光装置ＥＸＪは、基板ステージＰＳＴを所定位置に配置し感光基板Ｐ上の第１のパターン形成領域ＰＡ１の−Ｘ側の２つの基板アライメントマークｍ１、ｍ２、及びこれに対応する不図示のマスクアライメントマークを、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂにより投影光学系ＰＬａ及びＰＬｇを介して検出する。次いで、露光装置ＥＸＪは基板ステージＰＳＴを移動し、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂでパターン形成領域ＰＡ１の＋Ｘ側の２つの基板アライメントマークｍ４、ｍ３を投影光学系ＰＬａ及びＰＬｇを介して検出する。このマーク検出を行っている間、レーザ干渉計は基板ステージＰＳＴ（感光基板Ｐ）の位置を検出している。第１のパターン形成領域ＰＡ１のアライメントマークｍ１〜ｍ４を検出したら、露光装置ＥＸＪは、第１のパターン形成領域ＰＡ１のアライメントマークｍ１〜ｍ４の検出動作同様、基板ステージＰＳＴを移動してアライメント光学系５００Ａ、５００Ｂにより第２のパターン形成領域ＰＡ２の基板アライメントマークｍ１、ｍ２、及びこれに対応するマスクアライメントマークを検出し、次いで、基板アライメントマークｍ３、ｍ４を検出する。このときもレーザ干渉計は感光基板Ｐの位置を検出している。以下、同様に、露光装置ＥＸＪは第３、第４のパターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ４の基板アライメントマークｍ１〜ｍ４を順次検出する。
【０００６】
以上のようにして、露光装置ＥＸＪはマスクＭと感光基板Ｐとのステップ移動を繰り返しながら感光基板Ｐ及びマスクＭの位置をレーザ干渉計で検出しつつ各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれのアライメントマークｍ１〜ｍ４を検出する。そして、露光装置ＥＸＪは、アライメント光学系５００Ａ、５００Ｂの検出結果に基づいて、各パターン形成領域毎のマスクＭと感光基板Ｐとの位置誤差、及びシフト、ローテーション、スケーリング等の像特性を求め、この求めた誤差情報から補正値を算出し、この補正値に基づいて露光処理を行う。露光処理を行う際には、最後にアライメント処理を行ったパターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理が行われる。すなわち、感光基板Ｐを支持した基板ステージＰＳＴとマスクＭを支持したマスクステージＭＳＴとをＸ軸方向に同期移動しつつ、マスクＭを露光光で照明することにより、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理が行われる。パターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理が終了したら、以下、同様に、パターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ２、ＰＡ１に対する走査露光処理が行われる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の露光装置及び露光方法には以下に述べる問題が生じるようになった。
上述した従来の方法は、レーザ干渉計で感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４）の位置を検出しながら各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４に対応するアライメントマークｍ１〜ｍ４を検出した後、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４のそれぞれに対して露光処理する構成である。ここで、感光基板Ｐを大型化した場合、レーザ干渉計による各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ４の位置検出を行うために、感光基板Ｐの大型化に伴って移動鏡も大型化、すなわち長尺化する必要がある。しかしながら、移動鏡を長尺化すると移動鏡の反射面が撓んでしまう等、加工精度上問題が生じる。短い移動鏡をパターン形成領域のそれぞれに対応させて複数設置するとともにこれら移動鏡に対応して複数のレーザ干渉計を設け、これら複数のレーザ干渉計のうち感光基板Ｐ（パターン形成領域）の位置検出に用いるレーザ干渉計を切り替えながら位置検出することも考えられるが、切り替え誤差が発生して精度良い位置検出を行うことができなくなる場合がある。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板上に複数のパターン形成領域（デバイス）を形成する際に、これらパターン形成領域のそれぞれの位置検出及びアライメント処理を精度良く行って精度良い露光処理ができる露光方法及び露光装置、並びにデバイス製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため本発明は、実施の形態に示す図１〜図１８に対応付けした以下の構成を採用している。
本発明の露光方法は、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを第１の方向（Ｘ）に同期移動して基板（Ｐ）に対してマスク（Ｍ）のパターンを露光する露光方法において、基板（Ｐ）を複数の露光領域（ＰＡ１〜ＰＡ９）のブロック（ＢＲ１〜ＢＲ３）に分割し、複数の露光領域（ＰＡ１〜ＰＡ９）のブロック（ＢＲ１〜ＢＲ３）毎にマスク（Ｍ）と基板（Ｐ）との位置合わせを行った後にマスク（Ｍ）のパターンを基板（Ｐ）に露光することを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、基板に露光する露光領域（パターン形成領域）を複数のブロックに分割し、アライメント（位置合わせ）処理及び露光処理をブロック毎に順次行う構成としたので、基板が大型化しても基板を複数のブロックに分割してそれぞれの処理を行えばよく、各ブロック毎に精度良いアライメント処理及び露光処理を行うことができる。そして、各ブロックに対する上記処理（アライメント処理及び露光処理）における位置検出動作は複数の位置検出装置を切り替えることなく１つの位置検出装置で行うことができるので、１つのブロックに対する処理（アライメント処理及び露光処理）において装置の切り替え誤差が生じない。
【００１１】
本発明の露光装置（ＥＸ）は、マスク（Ｍ）と基板（Ｐ）とを第１の方向（Ｘ）に同期移動して基板（Ｐ）に対してマスク（Ｍ）のパターンを露光する露光装置において、第１の方向（Ｘ）に並べて配置され、基板（Ｐ）の第１の方向（Ｘ）と交差する第２の方向（Ｙ）における位置を検出可能な複数の位置検出装置（Ｐｙ１〜Ｐｙ３）と、マスク（Ｍ）に対して基板（Ｐ）をアライメントするアライメント部（ＡＬ）と、基板（Ｐ）の位置に応じて複数の位置検出装置（Ｐｙ１〜Ｐｙ３）を切り替え制御するとともに、基板（Ｐ）に露光する露光領域（ＰＡ１〜ＰＡ９）に対応して複数の位置検出装置（Ｐｙ１〜Ｐｙ３）のうちの１つを選択して該位置検出装置の検出位置に基づきアライメント部（ＡＬ）でアライメントして露光する制御装置（ＣＯＮＴ）とを備えることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、位置検出装置を走査方向である第１の方向に複数並べて配置し、基板の位置に応じて複数の位置検出装置を切り替え制御するようにしたので、移動鏡が短くても基板の位置に応じて位置検出に用いる位置検出装置を切り替えることにより、複数の露光領域毎に位置検出を行うことができる。そして、複数の露光領域のうち第１の露光領域を露光する際、第１の位置検出装置の検出結果に基づいてアライメント部でアライメント処理した後に露光し、第２の露光領域を露光する際には第２の位置検出装置の検出結果に基づいてアライメント部でアライメント処理した後に露光することにより、１つの露光領域（パターン形成領域）に対する処理の際には複数の位置検出装置の切り替え動作を行わずに１つの位置検出装置で位置検出できるので、露光領域のそれぞれに関して位置検出装置の切り替え誤差を含ませることなく精度良い位置検出及び露光処理を行うことができる。
【００１３】
本発明のデバイス製造方法は、上記記載の露光方法、あるいは上記記載の露光装置（ＥＸ）を用いて、マスク（Ｍ）に描いたデバイスパターンを基板（Ｐ）に露光する工程（２０４）と、該露光した基板（Ｐ）を現像する工程（２０４）とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、複数の露光領域のブロック毎に高精度なアライメント処理及び露光処理ができるので、製造されるデバイスパターン精度を向上できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の露光装置について図１〜図７を参照しながら説明する。
図１は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視図、図２は概略構成図である。
図１及び図２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、感光基板Ｐを支持する基板ステージ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に支持されている感光基板Ｐに投影する投影光学系ＰＬと、感光基板Ｐに設けられているアライメントマークを検出するアライメント系（アライメント部）ＡＬと、マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴのＸ軸方向（第１の方向）における位置を検出する複数のレーザ干渉計（位置検出装置）Ｍｘ１、Ｍｘ２と、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向（第２の方向）における位置を検出するレーザ干渉計（位置検出装置）Ｍｙ１と、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴのＸ軸方向（第１の方向）における位置を検出する複数のレーザ干渉計（位置検出装置）Ｐｘ１、Ｐｘ２と、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向（第２の方向）における位置を検出する複数のレーザ干渉計（位置検出装置）Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３とを備えている。マスクステージＭＳＴに支持されているマスクＭと、基板ステージＰＳＴに支持されている感光基板Ｐとは、投影光学系ＰＬを介して共役な位置関係に配置される。照明光学系ＩＬは複数、本実施形態では７つの照明系モジュールＩＭ（ＩＭａ〜ＩＭｇ）を有している。また、投影光学系ＰＬも、照明系モジュールＩＭの数に対応して複数、本実施形態では７つの投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇを有している。投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれに対応して配置されている。感光基板Ｐはガラスプレート（ガラス基板）に感光剤（フォトレジスト）を塗布したものである。
【００１６】
ここで、本実施形態に係る露光装置ＥＸは、露光光ＥＬ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り、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及び感光基板Ｐの同期移動方向をＸ軸方向（第１の方向、走査方向）、Ｚ軸方向及びＸ軸方向（走査方向）と直交する方向をＹ軸方向（第２の方向、非走査方向）とする。また、Ｘ軸まわり、Ｙ軸まわり、Ｚ軸まわりのそれぞれの方向をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向とする。
【００１７】
図２に示すように、照明光学系ＩＬは、超高圧水銀ランプ等からなる光源１と、光源１から射出された光束を集光する楕円鏡１ａと、この楕円鏡１ａによって集光された光束のうち露光に必要な波長の光束を反射し、その他の波長の光束を透過させるダイクロイックミラー２と、ダイクロイックミラー２で反射した光束のうち更に露光に必要な波長（通常は、ｇ、ｈ、ｉ線のうち少なくとも１つの帯域）のみを通過させる波長選択フィルタ３と、波長選択フィルタ３からの光束を複数本、本実施形態では７本に分岐して、反射ミラー５を介して各照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇに入射させるライトガイド４とを備えている。
【００１８】
照明系モジュールＩＭは複数、本実施形態ではＩＭａ〜ＩＭｇの７つ設けられており（但し、図２においては、便宜上照明系モジュールＩＭｇに対応するもののみ示している）、照明光学系ＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれは、Ｘ軸方向とＹ軸方向とに一定の間隔を持って配置されている。そして、これら複数の照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれから射出した露光光ＥＬは、マスクＭ上の異なる小領域（照明光学系の照明領域）をそれぞれ照明する。
【００１９】
照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれは、照明シャッタ６と、リレーレンズ７と、オプティカルインテグレータとしてのフライアイレンズ８と、コンデンサレンズ９とを備えている。照明シャッタ６は、ライトガイド４の光路下流側に、光路に対して進退自在に配置されている。照明シャッタ６は、光路を遮蔽したときにこの光路からの光束を遮光して、光路を解放したときに光束への遮光を解除する。照明シャッタ６には、この照明シャッタ６を光束の光路に対して進退移動させるシャッタ駆動部６ａが接続されている。シャッタ駆動部６ａは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２０】
また、照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇのそれぞれには光量調整機構１０が設けられている。この光量調整機構１０は、光路毎に光束の照度を設定することにより各光路の露光量を調整するものであって、ハーフミラー１１と、ディテクタ１２と、フィルタ１３と、フィルタ駆動部１４とを備えている。ハーフミラー１１は、フィルタ１３とリレーレンズ７との間の光路中に配置され、フィルタ１３を透過した光束の一部をディテクタ１２へ入射する。ディテクタ１２のそれぞれは、常時、入射した光束の照度を独立して検出し、検出した照度信号を制御装置ＣＯＮＴへ出力する。
【００２１】
図３に示すように、フィルタ１３は、ガラス板１３ａ上にＣｒ等ですだれ状にパターンニングされたものであって、透過率がＸ軸方向に沿ってある範囲で線形に漸次変化するように形成されており、各光路中の照明シャッタ６とハーフミラー１１との間に配置されている。
【００２２】
これらハーフミラー１１、ディテクタ１２、及びフィルタ１３は、複数の光路毎にそれぞれ配設されている。フィルタ駆動部１４は制御装置ＣＯＮＴの指示に基づいてフィルタ１３をＸ軸方向に移動する。そして、フィルタ１３をフィルタ駆動部１４により移動することで各光路毎の光量が調整される。
【００２３】
光量調整機構１０を透過した光束はリレーレンズ７を介してフライアイレンズ８に達する。フライアイレンズ８は射出面側に二次光源を形成し、コンデンサレンズ９を介してマスクＭの照明領域を均一な照度で照射することができる。そして、コンデンサレンズ９を通過した露光光ＥＬは、照明系モジュールのうち、直角プリズム１６と、レンズ系１７と、凹面鏡１８とを備えた反射屈折型光学系１５を通過した後、マスクＭを所定の照明領域で照明する。マスクＭは、照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇを透過した各露光光ＥＬにより異なる照明領域でそれぞれ照明される。
【００２４】
マスクＭを支持するマスクステージＭＳＴは、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するＹ軸方向に所定距離のストロークとを有している。図２に示すように、マスクステージＭＳＴは、このマスクステージＭＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動するマスクステージ駆動部ＭＳＴＤを備えている。マスクステージ駆動部ＭＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００２５】
図１に示すように、マスクステージＭＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には、直交する方向に移動鏡３２ａ、３２ｂがそれぞれ設けられている。移動鏡３２ａには、複数、本実施形態では２つのレーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２が対向して配置されている。また、移動鏡３２ｂにはレーザ干渉計Ｍｙ１が対向して配置されている。レーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２のそれぞれは移動鏡３２ａにレーザ光を照射し、移動鏡３２ａとの距離を検出する。レーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２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Ｍｘ１、Ｍｘ２の検出結果に基づいて、マスクステージＭＳＴのＸ軸方向における位置、及びＺ軸まわりの回転量を求める。また、レーザ干渉計Ｍｙ１は移動鏡３２ｂにレーザ光を照射し、移動鏡３２ｂとの距離を検出する。レーザ干渉計Ｍｙ１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Ｍｙ１の検出結果に基づいて、マスクステージＭＳＴのＹ軸方向における位置を求める。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、及びＭｙ１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。
【００２６】
マスクＭを透過した露光光ＥＬは、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれに入射する。投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは、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に結像し、感光基板Ｐの特定領域（投影領域）にパターン像を投影露光するものであり、各照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇに対応して設けられている。
【００２７】
図１に示すように、複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち、投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとが２列に千鳥状に配列されている。すなわち、千鳥状に配置されている各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは、隣合う投影光学系どうし（例えば投影光学系ＰＬａとＰＬｂ、ＰＬｂとＰＬｃ）をＹ軸方向に所定量変位させて配置されている。これら各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇは照明系モジュールＩＭａ〜ＩＭｇから射出しマスクＭを透過した複数の露光光ＥＬを透過させ、基板ステージＰＳＴに載置されている感光基板ＰにマスクＭのパターン像を投影する。すなわち、各投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇを透過した露光光ＥＬは、感光基板Ｐ上の異なる投影領域にマスクＭの照明領域に対応したパターン像を所定の結像特性で結像する。
【００２８】
図２に示すように、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのそれぞれは、像シフト機構１９と、２組の反射屈折型光学系２１、２２と、視野絞り２０と、倍率調整機構２３とを備えている。像シフト機構１９は、例えば、２枚の平行平面板ガラスがそれぞれＸ軸まわりもしくはＹ軸まわりに回転することで、マスクＭのパターン像をＹ軸方向もしくはＸ軸方向にシフトする。マスクＭを透過した露光光ＥＬは像シフト機構１９を透過した後、１組目の反射屈折型光学系２１に入射する。
【００２９】
反射屈折型光学系２１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２４とレンズ系２５と凹面鏡２６とを備えている。直角プリズム２４はＺ軸まわりに回転自在となっており、マスクＭのパターン像を回転可能となっている。
【００３０】
この中間像位置には、視野絞り２０が配置されている。視野絞り２０は、感光基板Ｐ上での投影領域を設定するものであり、投影光学系ＰＬにおいてマスクＭと感光基板Ｐとに対してほぼ共役な位置に配置されている。視野絞り２０を透過した光束は、２組目の反射屈折型光学系２２に入射する。反射屈折型光学系２２は、反射屈折型光学系２１と同様、直角プリズム２７とレンズ系２８と凹面鏡２９とを備えている。直角プリズム２７もＺ軸まわりに回転自在となっており、マスクＭのパターン像を回転可能となっている。
【００３１】
反射屈折型光学系２２から射出した露光光ＥＬは、倍率調整機構２３を通過し、感光基板Ｐ上にマスクＭのパターン像を正立等倍で結像する。倍率調整機構２３は、例えば、平凸レンズ、両凸レンズ、平凸レンズの３枚のレンズから構成され、平凸レンズと平凹レンズとの間に位置する両凸レンズをＺ方向に移動させて相対位置を変化させることにより、マスクＭのパターン像の倍率を変化させる。
【００３２】
感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴは基板ホルダを有しており、基板ホルダを介して感光基板Ｐを保持する。基板ステージＰＳＴは、マスクステージＭＳＴと同様に、一次元の走査露光を行うべくＸ軸方向に長いストロークと、走査方向と直交するＹ軸方向にステップ移動するための長いストロークとを有しており、図２に示すように、この基板ステージＰＳＴをＸ軸方向及びＹ軸方向に移動する基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを備えている。基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴにより制御される。更に、基板ステージＰＳＴはＺ軸方向、及びθＸ、θＹ、θＺ方向にも移動可能となっている。
【００３３】
図１に示すように、基板ステージＰＳＴ上のＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれの端縁には、直交する方向に移動鏡（位置検出装置）３４ａ、３４ｂがそれぞれ設置されている。Ｙ軸方向に延在する移動鏡３４ａには、複数、本実施形態では２つのレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２が対向して配置されている。また、Ｘ軸方向に延在する移動鏡３４ｂには、複数、本実施形態では３つのレーザ干渉計（位置検出装置）Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３が対向して配置されている。ここで、複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のそれぞれは、Ｘ軸方向に沿って等間隔に並べで配置されている。移動鏡３４ａとレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２とにより感光基板ＰのＸ軸方向（第１の方向）における位置を検出可能な位置検出装置が構成されている。また、移動鏡３４ｂとレーザ干渉計Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３とにより感光基板ＰのＹ軸方向（第２の方向）における位置を検出可能な位置検出装置が構成されている。レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２のそれぞれは移動鏡３４ａにレーザ光を照射し、移動鏡３４ａとの距離を検出する。レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２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Ｐｘ１、Ｐｘ２の検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置、及びＺ軸まわりの回転量を求める。また、レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３は移動鏡３４ｂにレーザ光を照射し、移動鏡３４ｂとの距離を検出する。レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３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Ｐｙ１〜Ｐｙ３それぞれの検出結果に基づいて、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を求める。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、及びＰｙ１〜Ｐｙ３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。
【００３４】
ここで、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出する際、基板ステージＰＳＴの移動に応じて、すなわち、感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置に応じて、複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうち位置検出に用いるレーザ干渉計を切り替えるようになっている。
【００３５】
マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ステージ駆動部ＰＳＴＤは制御装置ＣＯＮＴによりそれぞれ独立して制御され、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴは、マスクステージ駆動部ＭＳＴＤ及び基板ステージ駆動部ＰＳＴＤのそれぞれの駆動のもとで、それぞれ独立して移動可能となっている。そして、制御装置ＣＯＮＴは、マスクステージＭＳＴ及び基板ステージＰＳＴの位置をモニターしながら、両駆動部ＰＳＴＤ、ＭＳＴＤを制御することにより、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して、任意の走査速度（同期移動速度）でＸ軸方向に同期移動するようになっている。
【００３６】
感光基板Ｐ上での投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇの投影領域５０ａ〜５０ｇのそれぞれは、所定形状、本実施形態では台形形状に設定される。図１に示すように、投影領域５０ａ、５０ｃ、５０ｅ、５０ｇと、投影領域５０ｂ、５０ｄ、５０ｆとは、Ｘ軸方向に対向して配置されている。さらに、投影領域５０ａ〜５０ｇは、隣り合う投影領域の端部（境界部、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。そして、投影領域５０ａ〜５０ｇの境界部どうしを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ＰＬａ〜ＰＬｇによる投影領域５０ａ〜５０ｇ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。
【００３７】
次に、アライメント系ＡＬについて説明する。
アライメント系ＡＬは、感光基板Ｐに設けられているアライメントマーク（基板アライメントマーク）を検出するものであって、図１及び図２に示すように、２列に配置されている投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間で感光基板Ｐに対向するように設けられている。アライメント系ＡＬは、Ｙ軸方向（第２の方向）に複数並んで配置されており、感光基板Ｐ上に設けられた複数の基板アライメントマークを検出する。また、２列に配置されている投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間には、感光基板Ｐに対向し、この感光基板ＰのＺ軸方向における位置を検出する基板側オートフォーカス検出系（ＡＦ検出系）６０と、マスクＭに対向し、このマスクＭのＺ軸方向における位置を検出するマスク側オートフォーカス検出系７０とが設けられている。基板側ＡＦ検出系６０及びマスク側ＡＦ検出系７０のそれぞれも、Ｙ軸方向に複数並んで配置されている。ここで、複数のアライメント系ＡＬ、基板側ＡＦ検出系６０、及びマスク側ＡＦ検出系７０は、図１に示すようにハウジングＨに支持されてユニット化されている。以下の説明において、ハウジングＨに支持されたＡＦ検出系６０、７０、及びアライメント系ＡＬを、適宜「アライメントユニット」と称する。
【００３８】
図４は、アライメントユニットＵの斜視図である。また、図５は、アライメントユニットＵのうちアライメント系ＡＬ、基板側ＡＦ検出系６０、及びマスク側ＡＦ検出系７０と、マスクＭ及び感光基板Ｐとの位置関係を説明するための図である。ここで、図５（ａ）はマスクＭとマスク側ＡＦ検出系７０との位置関係を示す図であり、図５（ｂ）は図４のアライメントユニットＵのＡ−Ａ矢視断面図であり、図５（ｃ）は感光基板Ｐを支持する基板ステージＰＳＴを上側（＋Ｚ側）から見た平面図である。そして、図５（ａ）に示すマスク側ＡＦ検出系７０は、図４のＢ−Ｂ断面矢視図に相当する。
図４及び図５（ｂ）に示すように、アライメント系ＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ６）は、非走査方向であるＹ軸方向に複数、本実施形態では６つ並んで配置されている。アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６は、２列に配置されている投影光学系ＰＬａ、ＰＬｃ、ＰＬｅ、ＰＬｇと、投影光学系ＰＬｂ、ＰＬｄ、ＰＬｆとの間において、この投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇの投影領域５０ａ〜５０ｇの並び方向に沿うように配置されている。
【００３９】
図５（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に複数並んだアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち、Ｙ軸方向中央のアライメント系ＡＬ２〜ＡＬ５は投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内側に設けられ、Ｙ軸方向両側のアライメント系ＡＬ１、ＡＬ６は投影光学系ＰＬの外側に設けられている。ここで、図５（ｂ）及び（ｃ）に示すように、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち、外側２つのアライメント系ＡＬ１とＡＬ６との間隔は、感光基板ＰのＹ軸方向の長さとほぼ等しく設定されている。また、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、外側２つのアライメント系ＡＬ１とＡＬ６との間隔は、マスクＭのＹ軸方向の長さよりも長く（マスクＭのＹ軸方向の長さ以上に）設定されている。
【００４０】
一方、感光基板Ｐには、図５（ｃ）に示すように、アライメント処理に用いられる複数のアライメントマーク（基板アライメントマーク）ｍ１〜ｍ６が設けられている。本実施形態において、感光基板Ｐ上にはＹ軸方向に６つ並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６がＸ軸方向の６箇所に間隔をおいて形成されており、全部で３６個のアライメントマークが形成されている。なお、図ではアライメントマークは「●」として示されているが、例えば十字状「＋」でもボックスマーク「□」でもよい。
【００４１】
本実施形態では、感光基板Ｐ上においてＹ軸方向に６つ並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６に対応してアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６が設けられている。そして、これら６つのアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとが対向するように設定され、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６はアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれに対向した状態で、これらアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出可能である。すなわち、本実施形態では、感光基板Ｐに形成されているアライメントマークｍ１〜ｍ６の配置（間隔）に基づいてアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の配置（間隔）が設定される。
【００４２】
図４及び図５（ｂ）に示すように、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のＸ軸方向両側には、複数の基板側ＡＦ検出系６０（６０ａ〜６０ｇ）が設けられている。本実施形態において、基板側ＡＦ検出系は６０ａ〜６０ｇの７つ設けられている。基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇは、基板ステージＰＳＴに支持された感光基板Ｐに対向する位置に設けられており、感光基板Ｐの露光面に直交する方向、すなわちＺ軸方向における位置をそれぞれ検出する。複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのうち、ＡＦ検出系６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、６０ｆ、６０ｇがＹ軸方向に並んで配置されているとともに、ＡＦ検出系６０ｃ、６０ｅがＹ軸方向に並んで配置されている。そして、これら２列のＡＦ検出系６０ａ、６０ｂ、６０ｄ、６０ｆ、６０ｇとＡＦ検出系６０ｃ、６０ｅとがアライメント系ＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ６）を挟むように配置されている。
【００４３】
複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのうち、Ｙ軸方向中央の基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６０ｆは投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内側に設けられ、Ｙ軸方向両側の基板側ＡＦ検出系６０ａ、６０ｇは投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の外側に設けられている。ここで、外側の基板側ＡＦ検出系６０ａ、６０ｇのそれぞれは、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち外側２つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ６のそれぞれに隣接して設けられている。外側２つの基板側ＡＦ検出系６０ａ、６０ｇの間隔も、感光基板ＰのＹ軸方向の長さとほぼ等しく設定されている。また、投影光学系ＰＬの内側に設けられている基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６０ｆは２列に千鳥状に配列されており、Ｙ軸方向においてほぼ等間隔に設けられている。
【００４４】
基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向における位置を求める。更に、基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇはＸ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれにおいて２次元的に配置されているので、制御装置ＣＯＮＴは複数の基板側ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板ＰのＸ軸まわり方向及びＹ軸まわり方向における姿勢を求めることができる。制御装置ＣＯＮＴは、求めたＺ軸方向における位置、及びＸ軸、Ｙ軸まわり方向における姿勢に基づいて、基板ステージ駆動部ＰＳＴＤを駆動し、感光基板ＰのＺ軸方向における位置の調整、及びＸ軸、Ｙ軸まわり方向における姿勢の調整、すなわちレベリング調整を行う。
【００４５】
図４及び図５（ａ）に示すように、アライメントユニットＵには、複数のマスク側ＡＦ検出系７０（７０ａ〜７０ｄ）が設けられている。本実施形態において、マスク側ＡＦ検出系は７０ａ〜７０ｄの４つ設けられている。マスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄは、マスクステージＭＳＴに支持されたマスクＭに対向する位置に設けられており、マスクＭのパターン形成面に直交する方向、すなわちＺ軸方向における位置をそれぞれ検出する。複数のマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄのそれぞれはＹ軸方向に等間隔で並んで配置されている。ここで、図５（ａ）に示すように、マスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄは投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の内側に設けられ、外側２つのマスク側ＡＦ検出系７０ａ、７０ｄの間隔は、マスクＭのＹ軸方向の長さとほぼ等しく設定されている。
【００４６】
図６はアライメント系ＡＬ１の概略構成図である。なお、他のアライメント系ＡＬ２〜ＡＬ６も、アライメント系ＡＬ１と同等の構成である。
図６に示すように、アライメント系ＡＬ１は、アライメント用検出光を射出するハロゲンランプからなるアライメント用光源８１と、光源８１から射出した検出光をリレーレンズ８３に導く光ファイバからなるライトガイド８２と、リレーレンズ８３の光路下流側に設けられたハーフミラー８４と、ハーフミラー８４と検出対象である感光基板Ｐ（アライメントマークｍ１〜ｍ６）との間に設けられ、ハーフミラー８４を通過した検出光を感光基板Ｐ上に照射する対物レンズ８５と、検出光の照射により感光基板Ｐ（アライメントマーク）で発生した反射光がハーフミラー８４を介して導かれる偏向ミラー８６と、偏向ミラー８６からの反射光を分岐するビームスプリッタ（分岐装置）８７と、ビームスプリッタ８７で分岐された２つの光束のうち一方の光束が入射する低倍率アライメント受光系８８と、他方の光束が入射する高倍率アライメント受光系８９とを備えている。低倍率アライメント受光系８８は、低倍用レンズ系８８Ａと、低倍用撮像素子（ＣＣＤ）８８Ｂとを有しており、感光基板Ｐ上の広い領域を所定の精度で計測可能である。高倍率アライメント受光系８９は、高倍用レンズ系８９Ａと、高倍用撮像素子（ＣＣＤ）８９Ｂとを有しており、感光基板Ｐの狭い領域を高精度で計測可能である。これら低倍率アライメント受光系８８Ａと高倍率アライメント受光系８８Ｂとは同軸に配置されている。そして、アライメント用検出光の感光基板Ｐ（基板アライメントマーク）に対する照射により発生した光（反射光）は、低倍率アライメント受光系８８と高倍率アライメント受光系８９とのそれぞれに受光される。
【００４７】
低倍率アライメント受光系８８は、アライメント用検出光により照射された感光基板Ｐの広い領域からの光情報に基づいて、アライメントマークｍ１（ｍ２〜ｍ６）の位置情報をラフな精度で検出するサーチアライメント処理を行う。一方、高倍率アライメント受光系８９は、アライメント用検出光により照射された感光基板Ｐの狭い領域からの光情報に基づいて、アライメントマークｍ１（ｍ２〜ｍ６）の位置情報を高い精度で検出するファインアライメント処理を行う。低倍率アライメント受光系８８及び高倍率アライメント受光系８９のそれぞれは受光信号を制御装置ＣＯＮＴに出力し、制御装置ＣＯＮＴはアライメント受光系８８、８９それぞれの受光信号に基づいて画像処理を行い、マーク位置情報を求める。ここで、制御装置ＣＯＮＴでは、低倍率アライメント受光系８８によるサーチアライメント処理結果を参照し、高倍率アライメント受光系８９によるファインアライメント処理を行う。
【００４８】
アライメント系ＡＬによりマーク位置情報を求める際、画像処理によりマークのエッジ情報からマーク位置を求める。なお、マーク位置を求める方法としてパターンマッチング法を用いるようにしてもよい。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、テンプレート画像を記憶した記憶装置（不図示）を接続しており、パターンマッチングによってテンプレートに一致するパターンの座標（ステージの移動座標系での位置）を求める。制御装置ＣＯＮＴは、この座標値を用いてつなぎ露光時や重ね合わせ露光時に生じたずれ量を求め、次回以降の露光の際には基板ステージ駆動部ＰＳＴＤに補正パラメータを与えることにより、位置合わせ精度を高める。
【００４９】
上記アライメント系ＡＬ１（ＡＬ２〜ＡＬ６）では、光源８１、ライトガイド８２、及びリレーレンズ系８３がアライメント系の送光系を構成しており、ビームスプリッタ８７、低倍率アライメント受光系８８、及び高倍率アライメント受光系８９がアライメント系の受光系を構成している。なお、光源８１は複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれに設ける構成でもよいし、１つの光源８１から射出された光を複数のライドガイド（光ファイバ）８２で分岐し、この分岐した複数の光をアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれに供給する構成としてもよい。また、アライメント用検出光は感光基板Ｐのレジストに対して非感光性であることが望ましく、ハロゲンランプからなる光源８１より射出された光（白色光）のうち、特定の波長の光をカットするフィルタを、光源８１と感光基板Ｐとの間の光路上に設ける構成としてもよい。
【００５０】
図７は基板側ＡＦ検出系６０ａを示す概略構成図である。なお、他の基板側ＡＦ検出系６０ｂ〜６０ｇ、及びマスク側ＡＦ検出系７０ａ〜７０ｄも、ＡＦ検出系６０ａと同等の構成である。
図７に示すように、ＡＦ検出系６０ａは、ＡＦ用検出光を射出するＬＥＤからなるＡＦ用光源６１と、光源６１から射出した検出光が入射される送光レンズ系６２と、送光レンズ系６２を通過した光を、検出対象である感光基板Ｐ（あるいはマスクＭ）に傾斜方向から導くミラー６３と、ミラー６３を介して照射された検出光に基づき感光基板Ｐ（あるいはマスクＭ）で発生した反射光を受光レンズ系６５に導くミラー６４と、受光レンズ系６５を通過した光を受光する撮像素子（ＣＣＤ）６６とを備えている。送光レンズ系６２は、検出光を例えばスリット状に整形してから感光基板Ｐに照射する。ここで、図７に示すように、検出対象である感光基板ＰのＺ軸方向における位置がΔＺ変位すると、傾斜方向から照射されたスリット状の検出光は、撮像素子６６におけるＸ軸方向における結像位置をΔＸ変位させる。撮像素子６６の撮像信号は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは撮像素子６６による撮像位置の基準位置に対する変位量ΔＸに基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向における変位量ΔＺを求める。ここで、受光レンズ系６５の入射面から射出面側への倍率がＮ倍（例えば１０倍）に設定されていると、撮像素子６６は、感光基板Ｐの変位ΔＺに対してＮ倍（１０倍）の感度で検出可能となる。
【００５１】
上記ＡＦ検出系６０ａ（６０ｂ〜６０ｇ、７０ａ〜７０ｄ）では、光源６１、送光レンズ系６２、及びミラー６３がＡＦ検出系の送光系を構成しており、ミラー６４、受光レンズ系６５、及び撮像素子６６がＡＦ検出系の受光系を構成している。なお、光源６１は複数のＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇ（７０ａ〜７０ｄ）のそれぞれに設ける構成でもよいし、１つの光源６１から射出された光を複数のライドガイド（光ファイバ）で分岐し、この分岐した複数の光を複数のＡＦ検出系のそれぞれに供給する構成としてもよい。また、ＡＦ用検出光も感光基板Ｐのレジストに対して非感光性であることが望ましく、光源６１より射出された光のうち、特定の波長の光をカットするフィルタを、光源６１と感光基板Ｐとの間の光路上に設ける構成としてもよい。
【００５２】
ところで、本実施形態におけるアライメント系ＡＬはオフアクシス方式であり、アライメント処理を行うに際し、マスクＭと基板アライメント系ＡＬとの相対位置であるベースライン量が計測される。以下、ベースライン計測方法について説明する。
図１、図２及び図５に示すように、マスクＭにはベースライン計測用のマーク（マスク側ＡＩＳマーク）９０が設けられており、基板ステージＰＳＴにはベースライン計測用のマーク（基板側ＡＩＳマーク）９１を有する基準部材９２が設けられている。基板側ＡＩＳマーク９１のＺ軸方向における形成位置（高さ）は、感光基板Ｐの表面（露光面）と略一致するように設定されている。また、マスク側ＡＩＳマーク９０は、マスクＭの特定位置（例えば中心位置）に対して所定の位置関係で設けられている。マスク側ＡＩＳマーク９０と基板側ＡＩＳマーク９１とは対応しており、それぞれＹ軸方向に複数並んで設けられている。また、図２に示すように、基準部材９２の下方には、基準部材９２を通過した光を受光可能なＡＩＳ受光系９４が基板ステージＰＳＴに埋設されている。ＡＩＳ受光系９４は、レンズ系９５と、レンズ系９５を介した光を受光する撮像素子（ＣＣＤ）９６とを備えている。
【００５３】
次に、図８を参照しながらベースライン計測手順を説明する。
図８（ａ）に示すように、基板側ＡＦ検出系６０が基板ステージＰＳＴに設けられている基板側ＡＩＳマーク９１を有する基準部材９２との距離を検出するとともに、マスク側ＡＦ検出系７０がマスク側ＡＩＳマーク９０を有するマスクＭとの距離を検出する。制御装置ＣＯＮＴは、基板側ＡＦ検出系６０及びマスク側ＡＦ検出系７０それぞれの検出結果に基づいて、マスクＭと基準部材９２との距離を求める（ステップＳＡ１）。
このとき、マスクＭを支持しているマスクステージＭＳＴの位置はレーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、Ｍｙ１により検出され、基板ステージＰＳＴの位置はレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１により検出されている。つまり、マスクＭ（マスクステージＭＳＴ）はレーザ干渉計Ｍｙ１、基板ステージＰＳＴはレーザ干渉計Ｐｙ１、Ｐｙ２、Ｐｙ３のいずれかでＹ軸方向座標も検出する。
【００５４】
次いで、図８（ｂ）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、撮像素子９６でマスクＭのＡＩＳマーク９０と基板ステージＰＳＴ上のＡＩＳマーク９１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（ステップＳＡ２）。
具体的には、制御装置ＣＯＮＴは、撮像素子９６でマスク側ＡＩＳマーク９０の像と基板側ＡＩＳマーク９１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Ｍのマスク側ＡＩＳマーク９０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９１を通過し撮像素子９６に導かれる。ここで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＡ１で求めたマスクＭと基準部材９２との距離に基づいて、基板ステージＰＳＴのＺ軸方向における位置や投影光学系ＰＬの像特性を調整し、マスク側ＡＩＳマーク９０及び基板側ＡＩＳマーク９１のそれぞれの像を撮像素子９６で結像させる（ピントを合わせる）。このとき、マスクＭを支持しているマスクステージＭＳＴの位置はレーザ干渉計Ｍｘ１、Ｍｘ２、Ｍｙ１により検出され、基板ステージＰＳＴの位置はレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１により検出されている。なお、露光光を用いて撮像素子９６でＡＩＳマーク９０、９１を撮像する際、撮像素子９６上で最適な光量（照度）が得られるように、例えば、照明光学系ＩＬ内のフィルタ１３を駆動することができる。
【００５５】
次に、図８（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを移動し、アライメント系ＡＬの計測領域中心（具体的には計測領域に設けられている指標マーク）に基板ステージＰＳＴのＡＩＳマーク９１を一致させ、このときの基板ステージＰＳＴの位置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２、Ｐｙ１で検出する（ステップＳＡ３）。
ステップＳＡ２及びステップＳＡ３で求めたレーザ干渉計によるステージ位置検出結果から、マスクＭとアライメント系ＡＬとの相対位置であるベースライン量が求められる。そして、求めたベースライン量に基づいて、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴ上に載置された感光基板Ｐをアライメント系ＡＬによりマスクＭに対して位置合わせ（アライメント）する。
【００５６】
なお、ベースライン計測は、露光処理開始毎に行ってもよいし、所定時間間隔毎（例えば１０時間毎、１日毎など）、及び予め設定した所定ロット数毎に行うようにしてもよい。また、上記ＡＩＳマーク９０、９１の像を撮像素子９６で撮像しつつ、投影光学系ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ）の像シフト機構１９、倍率調整機構２３、及びローテーション調整機構としての直角プリズム２４、２７を駆動し、投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇそれぞれのシフト、スケーリング、及びローテーションといった像特性を調整することができる。
【００５７】
次に、上述したアライメント系ＡＬを有する露光装置ＥＸにより、マスクＭと感光基板Ｐとをアライメントする方法、及びマスクＭのパターンを感光基板Ｐに露光する方法について説明する。
本実施形態では、図９に示すように、感光基板Ｐ上に９つのパターン形成領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ９を設定し、これらパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のそれぞれに対して露光処理し、デバイスを形成するものとする。複数のパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のうち、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３がＹ軸方向（第２の方向）に３つ並んで設定され、パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６がＹ軸方向に３つ並んで設定され、パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９がＹ軸方向に３つ並んで設定されている。ここで、以下の説明において、Ｙ軸方向に並ぶパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３を「ブロックＢＲ１」、パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６を「ブロックＢＲ２」、パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９を「ブロックＢＲ３」と適宜称する。したがって、感光基板ＰはＸ軸方向に関して分割された３つのブロックＢＲ１、ＢＲ２、ＢＲ３に設定される。また、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９のそれぞれは、Ｘ軸方向における大きさのほうがＹ軸方向より大きく設定されている。そして、Ｙ軸方向に並んだ複数のアライメントマークｍ１〜ｍ６のうち、アライメントマークｍ１、ｍ２がパターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ６、ＰＡ９に配置され、アライメントマークｍ３、ｍ４がパターン形成領域ＰＡ２、ＰＡ５、ＰＡ８に配置され、アライメントマークｍ５、ｍ６がパターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ４、ＰＡ７に配置されるように、アライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれの間隔が予め設定されている。そして、Ｙ軸方向に並んだアライメントマークｍ１〜ｍ６が、Ｘ軸方向に予め設定された間隔をおいて配置されていることにより、パターン形成領域ＰＡ３、ＰＡ６、ＰＡ９のそれぞれの４隅にアライメントマークｍ１、ｍ２が配置され、パターン形成領域ＰＡ２、ＰＡ５、ＰＡ８のそれぞれの４隅にアライメントマークｍ３、ｍ４が配置され、パターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ４、ＰＡ７のそれぞれの４隅にアライメントマークｍ５、ｍ６が配置される。
【００５８】
そして、Ｘ軸方向に並ぶレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の配置（間隔）は、感光基板Ｐ上でＸ軸方向に並ぶ複数のブロックＢＲ１、ＢＲ２、ＢＲ３に対応するように設定されている。すなわち、レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の間隔は、パターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ４、ＰＡ７のＸ軸方向における長さに応じて設定されている。また、感光基板Ｐは大型基板であって、移動鏡３４ｂのＸ軸方向における長さは感光基板ＰのＸ軸方向における長さよりも短く、移動鏡３４ｂは高い加工精度で製造されている。
【００５９】
以下、図１０〜図１５、及び図１６、図１７のフローチャート図を参照しながらアライメント処理手順及び露光処理手順について説明する。
図８を用いて説明したようにベースライン計測が行われた後、図１０（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から１列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させる。前述したように、本実施形態では、感光基板Ｐに形成されているアライメントマークｍ１〜ｍ６の配置（間隔）に基づいてアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６の配置（間隔）が設定されている。そして、制御装置ＣＯＮＴは、このときの基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ方向における位置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２を用いて検出するとともに、複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３（ブロックＢＲ１）に対応する１つのレーザ干渉計Ｐｙ１を選択し、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置をレーザ干渉計Ｐｙ１を用いて検出する。このとき、レーザ干渉計Ｐｙ２、Ｐｙ３は移動鏡３４ｂと対向していない。そして、制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつ、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６と−Ｘ側から１列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとを対向した状態で、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時に検出する（ステップＳＢ１）。
このとき、パターン形成領域ＰＡ１には２つのアライメントマークｍ５、ｍ６が配置され、パターン形成領域ＰＡ２には２つのアライメントマークｍ３、ｍ４が配置され、パターン形成領域ＰＡ３には２つのアライメントマークｍ５、ｍ６が配置されており、これらアライメントマークに対応するように、パターン形成領域ＰＡ１に対して２つのアライメント系ＡＬ５、ＡＬ６が配置され、パターン形成領域ＰＡ２に対して２つのアライメント系ＡＬ３、ＡＬ４が配置され、パターン形成領域ＰＡ３に対して２つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２が配置されている。すなわち、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６は、Ｙ軸方向に並ぶパターン形成領域（露光領域）ＰＡ１〜ＰＡ３（ＰＡ４〜ＰＡ６、ＰＡ７〜ＰＡ９）のそれぞれに対応して２つずつ配置されている構成となっている。
【００６０】
次いで、図１０（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から２列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、レーザ干渉計Ｐｙ１で基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出するとともにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴのＸ軸及びθＺ方向における位置を検出し、アライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する（ステップＳＢ２）。
【００６１】
制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離れた２箇所で１列目のアライメントマーク及び２列目のアライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３に関するシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ３）。
【００６２】
ここで、１列目のアライメントマーク検出後、２列目のアライメントマークを検出するために、感光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査することになるが、このとき、アライメントユニットＵのうちＹ軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方向において所定距離間隔で検出する。すなわち、感光基板Ｐの表面の高さ位置が碁盤目状の複数位置で検出される。これら基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３それぞれの表面形状を求める（ステップＳＢ４）。
【００６３】
ところで、前述したように、複数のアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のうち外側２つのアライメント系ＡＬ１及びＡＬ６には、基板ＡＦ検出系６０ａ及び６０ｇが近接して設けられている。したがって、基板ＡＦ検出系６０ａ及び６０ｇによる感光基板ＰのＺ軸方向における位置情報をモニタしつつ、アライメント系によるアライメント処理（アライメントマーク検出）を行うことにより、アライメント処理時において感光基板Ｐが投影光学系の結像面からＺ軸方向に大きくずれた状態でアライメント処理してしまうといった不都合を抑えることができる。
【００６４】
また、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６には、図６を用いて説明したように、サーチアライメント用の低倍率アライメント受光系８８と、ファインアライメント用の高倍率アライメント受光系８９とが設けられている。したがって、例えば、高倍率アライメント受光系８９を用いたアライメントマーク検出が不能である場合、低倍率アライメント受光系８８に切り替えてアライメントマーク検出を行うことによりアライメントマーク検出が可能となる。このように、低倍率及び高倍率アライメント受光系を切り替えてアライメントマーク検出を行うことにより、アライメント処理を円滑に行うことができる。なお、低倍率及び高倍率アライメント受光系は全てのアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６に設ける必要はなく、少なくとも外側２つのアライメント系ＡＬ１及びＡＬ６に設けられていればよい。もちろん、全てのアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６に設けられていても構わない。
【００６５】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＢ３で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ１、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置検出をしつつ、パターン形成領域ＰＡ１に対する露光処理を行う（ステップＳＢ５）。
すなわち、図１０（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ１の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを移動する。同時に、制御装置ＣＯＮＴは、図１０では不図示のマスクＭを支持したマスクステージＭＳＴも−Ｘ側に移動し、感光基板Ｐに対してマスクＭを位置合わせする。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ１に対して露光処理が行われる。図１０（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ１に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。ここで、ステップＳＢ４で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ１）の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像面と感光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステージＰＳＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動して感光基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。なお、複数の投影光学系ＰＬａ〜ＰＬｇのうち、使用しない投影光学系（例えばパターン形成領域ＰＡ１からはみ出る投影光学系ＰＬａ、ＰＬｇ等）は、その光路を照明シャッタ６により遮蔽される。
【００６６】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ１、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置検出をしつつ、パターン形成領域ＰＡ２に対する露光処理を行う（ステップＳＢ６）。すなわち、図１１（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ２の−Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ２に対して露光処理が行われる。図１１（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ２に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。パターン形成領域ＰＡ２に対する走査露光時においても、ステップＳＢ４で求めたパターン形成領域ＰＡ２の表面形状データに基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向の位置制御、及びレベリング制御を行いつつ走査露光が行われる。
【００６７】
ここで、パターン形成領域ＰＡ１に対する走査露光処理の際、感光基板Ｐは＋Ｘ方向に走査し、このパターン形成領域ＰＡ１に隣接するパターン形成領域ＰＡ２に対する走査露光処理の際、感光基板Ｐは−Ｘ方向に走査する。すなわち、Ｙ軸方向に並んだパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれに対応するＸ軸方向の２箇所でアライメントマークを検出した後、Ｙ軸方向に隣接する複数のパターン形成領域ＰＡ１、ＰＡ２において互いに逆方向の同期移動により感光基板Ｐを露光する構成である。こうすることにより、露光装置全体のスループットを向上できる。つまり、従来では、１つのパターン形成領域に対する露光処理終了後、次のパターン形成領域に対する露光処理を行うために、マスク（マスクステージ）を初期状態に戻すために走査方向に大きく移動しなければならなかったが、本実施形態では、１つのパターン形成領域に対する露光処理終了後、次のパターン形成領域に対する露光処理を行う際にもマスク（マスクステージ）を大きく移動する必要がないため、このマスクの移動時間を低減できるので、スループットを向上できる。そして、本実施形態では、パターン形成領域の非走査方向（Ｙ軸方向）における大きさは、走査方向（Ｘ軸方向）より小さいので、マスクを走査方向に大きく移動するよりも、図１０（ｄ）〜図１１（ａ）に示すように感光基板ＰをＹ軸方向にステップ移動するほうが移動距離が短くてすみ効果的である。
【００６８】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ１、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置検出をしつつ、パターン形成領域ＰＡ３に対する露光処理を行う（ステップＳＢ７）。すなわち、図１１（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ３の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このときも、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ３に対して露光処理が行われる。図１１（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ３に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。パターン形成領域ＰＡ３に対する走査露光時においても、ステップＳＢ４で求めたパターン形成領域ＰＡ２の表面形状データに基づいて、感光基板ＰのＺ軸方向の位置制御、及びレベリング制御を行いつつ走査露光が行われる。この場合も、パターン形成領域ＰＡ３に対する露光処理時における走査方向は、隣接するパターン形成領域ＰＡ２に対する露光処理時における走査方向と逆方向に設定された構成である。
【００６９】
上記ステップＳＢ１〜ＳＢ７における基板ステージＰＳＴのＸ軸方向の位置検出、すなわち、複数のパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３（ブロックＢＲ１）に対するアライメント処理及び露光処理におけるＸ軸方向の位置検出は、図１０及び図１１に示すようにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２により行われ、Ｙ軸方向の位置検出はレーザ干渉計Ｐｙ１により行われる。すなわち、Ｘ軸方向に複数並んだレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうち位置検出に用いるレーザ干渉計はＰｙ１の１つである。そして、この１つのレーザ干渉計Ｐｙ１で位置検出し、このレーザ干渉計Ｐｙ１の位置検出値に基づきアライメントマーク検出を行ってマスクＭと感光基板Ｐとのアライメント処理を行った後、マスクＭのパターンがパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３に露光される。そして、ここでは、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３のそれぞれが順次連続露光されるとともに、この連続露光中において複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちのパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３（ブロックＢＲ１）に対応する特定のレーザ干渉計Ｐｙ１が位置検出に用いられる構成となっている。
【００７０】
次いで、図１２（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から３列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させる。そして、制御装置ＣＯＮＴは複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６（ブロックＢＲ２）に対応する１つのレーザ干渉計Ｐｙ２を選択する。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置が移動したことに伴い、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向の位置検出に用いるレーザ干渉計をレーザ干渉計Ｐｙ１から前記選択したレーザ干渉計Ｐｙ２に切り替える（ステップＳＢ８）。
【００７１】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、このときの基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ方向における位置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２を用いて検出するとともに、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置をレーザ干渉計Ｐｙ２を用いて検出する。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつ、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６と−Ｘ側から３列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとを対向した状態で、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ４〜ＰＡ６のそれぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時に検出する（ステップＳＢ９）。
【００７２】
レーザ干渉計をＰｙ１からＰｙ２に切り替える際、レーザ干渉計Ｐｙ１の位置検出結果がレーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出に用いられる。具体的には、制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計Ｐｙ１からレーザ干渉計Ｐｙ２に切り替える際に、例えば、レーザ干渉計Ｐｙ１による基板ステージＰＳＴの位置検出動作を所定回数行うとともにレーザ干渉計Ｐｙ２による基板ステージＰＳＴの位置検出動作を所定回数行い、これらの検出結果の平均値の差を求める。そして、前記求めた差を補正値とし、この補正値に基づいてレーザ干渉計Ｐｙ２による基板ステージＰＳＴの位置検出動作を行う。このように、ブロックＢＲ２（パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６）に関するアライメント処理の一部であるレーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出動作にはＸ軸方向で隣接するブロックＢＲ１（パターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ３）のアライメント結果の一部であるレーザ干渉計Ｐｙ１の位置検出結果が用いられる。
このとき、レーザ干渉計Ｐｙ２を動作させ、レーザ干渉計Ｐｙ１とＰｙ２との差分を計測してオフセット１として記憶する。以後、基板ステージＰＳＴのＹ座標はレーザ干渉計Ｐｙ２の計測値とオフセット１とにより求める。
【００７３】
次いで、図１２（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から４列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、レーザ干渉計Ｐｙ２で基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出するとともにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ軸方向における位置を検出し、アライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する（ステップＳＢ１０）。
【００７４】
制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離れた２箇所で１列目のアライメントマーク及び２列目のアライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６に関するシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ１１）。
【００７５】
ここで、３列目のアライメントマーク検出後、４列目のアライメントマークを検出するために、感光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査することになり、このとき、アライメントユニットＵのうちＹ軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方向において所定距離間隔で検出する。これら基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６それぞれの表面形状を求める（ステップＳＢ１２）。
【００７６】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＢ１１で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ２、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつ、パターン形成領域ＰＡ４に対する露光処理を行う（ステップＳＢ１３）。
すなわち、図１２（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ４の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを移動する。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ４に対して露光処理が行われる。図１２（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ４に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。ここで、ステップＳＢ１２で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ４）の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像面と感光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステージＰＳＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動して感光基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。
【００７７】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ２、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ５に対する露光処理を行う（ステップＳＢ１４）。すなわち、図１３（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ５の−Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ５に対して露光処理が行われる。図１３（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ５に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
【００７８】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ２、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ６に対する露光処理を行う（ステップＳＢ１５）。すなわち、図１３（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ６の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このときも、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ６に対して露光処理が行われる。図１３（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ６に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
【００７９】
上記ステップＳＢ９〜ＳＢ７１４における基板ステージＰＳＴのＸ軸方向の位置検出、すなわち、複数のパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６（ブロックＢＲ２）に対するアライメント処理及び露光処理におけるＸ軸方向の位置検出は、図１２及び図１３に示すようにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２により行われ、Ｙ軸方向の位置検出はレーザ干渉計Ｐｙ２により行われる。すなわち、Ｘ軸方向に複数並んだレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうち位置検出に用いるレーザ干渉計はＰｙ２の１つである。そして、この１つのレーザ干渉計Ｐｙ２で位置検出し、このレーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出値に基づきアライメントマーク検出を行ってマスクＭと感光基板Ｐとのアライメント処理を行った後、マスクＭのパターンがパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６に露光される。そして、ここでも、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６のそれぞれが順次連続露光されるとともに、この連続露光中において複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちのパターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６（ブロックＢＲ２）に対応する特定のレーザ干渉計Ｐｙ２が位置検出に用いられる構成となっている。
【００８０】
次いで、図１４（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から５列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させる。そして、制御装置ＣＯＮＴは複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９（ブロックＢＲ３）に対応する１つのレーザ干渉計Ｐｙ３を選択する。制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴのＸ軸方向における位置が移動したことに伴い、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向の位置検出に用いるレーザ干渉計をレーザ干渉計Ｐｙ２から前記選択したレーザ干渉計Ｐｙ３に切り替える（ステップＳＢ１６）。
【００８１】
そして、制御装置ＣＯＮＴは、このときの基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ方向における位置をレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２を用いて検出するとともに、基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置をレーザ干渉計Ｐｙ３を用いて検出する。制御装置ＣＯＮＴはレーザ干渉計で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつ、アライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６と−Ｘ側から５列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとを対向した状態で、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域（露光領域）ＰＡ７〜ＰＡ９のそれぞれに対応するアライメントマークｍ１〜ｍ６を同時に検出する（ステップＳＢ１７）。
このとき、レーザ干渉計Ｐｙ３を動作させ、レーザ干渉計Ｐｙ２とＰｙ３との差分をオフセット２として記憶する。以後、基板ステージＰＳＴ座標はレーザ干渉計Ｐｙ３の計測値とオフセット１とオフセット２とにより求める。
【００８２】
ここでも、レーザ干渉計をＰｙ２からＰｙ３に切り替える際、レーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出結果がレーザ干渉計Ｐｙ３の位置検出に用いられる。すなわち、ブロックＢＲ３（パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９）に関するアライメント処理の一部であるレーザ干渉計Ｐｙ３の位置検出動作には、Ｘ軸方向で隣接するブロックＢＲ２（パターン形成領域ＰＡ４〜ＰＡ６）のアライメント結果の一部であるレーザ干渉計Ｐｙ２の位置検出結果が用いられる。
【００８３】
次いで、図１４（ｂ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、基板ステージＰＳＴを−Ｘ方向に移動し、感光基板Ｐに設けられている−Ｘ側から６列目のアライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれとアライメント系ＡＬ１〜ＡＬ６のそれぞれとを対向させ、レーザ干渉計Ｐｙ３で基板ステージＰＳＴのＹ軸方向における位置を検出するとともにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴのＸ軸方向及びθＺ方向における位置を検出し、アライメントマークｍ１〜ｍ６のそれぞれを同時に検出する（ステップＳＢ１８）。
【００８４】
制御装置ＣＯＮＴは、パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９のそれぞれに対してＸ軸方向に所定距離離れた２箇所で５列目のアライメントマーク及び６列目のアライメントマークの位置検出を行い、これら検出結果に基づいて、各パターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９に関するシフト、スケーリング、及びローテーション等の像特性を補正する補正パラメータを求める（ステップＳＢ１９）。
【００８５】
ここで、５列目のアライメントマーク検出後、６列目のアライメントマークを検出するために、感光基板ＰがアライメントユニットＵに対して走査する際、Ｙ軸方向に並んだ複数の基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇのそれぞれが感光基板Ｐの表面の高さ位置をＸ軸方向において所定距離間隔で検出する。これら基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇそれぞれの検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは基板ＡＦ検出系６０ａ〜６０ｇの検出結果に基づいて、感光基板Ｐのパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９それぞれの表面形状を求める（ステップＳＢ２０）。
【００８６】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、ステップＳＢ１８で求めた補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ３、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ７に対する露光処理を行う（ステップＳＢ２１）。
すなわち、図１４（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ７の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを移動する。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ７に対して露光処理が行われる。図１４（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ７に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。ここで、ステップＳＢ１９で求めた感光基板Ｐ（パターン形成領域ＰＡ７）の表面形状データに基づいて、投影光学系の結像面と感光基板Ｐの表面とが一致するように、基板ステージＰＳＴをＺ軸方向、あるいはθＸ、θＹ方向に移動して感光基板Ｐの姿勢を制御しつつ走査露光が行われる。
【００８７】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ３、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ８に対する露光処理を行う（ステップＳＢ２２）。すなわち、図１５（ａ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ８の−Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このとき、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して−Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ８に対して露光処理が行われる。図１５（ｂ）には、パターン形成領域ＰＡ８に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
【００８８】
次いで、制御装置ＣＯＮＴは、補正パラメータに基づいて像特性を補正した後、レーザ干渉計Ｐｙ３、及びＰｘ１、Ｐｘ２で基板ステージＰＳＴの位置を検出しつつパターン形成領域ＰＡ９に対する露光処理を行う（ステップＳＢ２３）。すなわち、図１５（ｃ）に示すように、制御装置ＣＯＮＴは、投影光学系ＰＬとパターン形成領域ＰＡ９の＋Ｘ側端部とが対向するように基板ステージＰＳＴを−Ｙ方向にステップ移動する。このときも、マスクステージＭＳＴはマスクＭと感光基板Ｐとの位置合わせをするために微動するだけで、ほとんど移動しなくてよい。そして、マスクＭと感光基板Ｐとを投影光学系ＰＬに対して＋Ｘ方向に同期移動しつつマスクＭを露光光ＥＬで照明することにより、パターン形成領域ＰＡ９に対して露光処理が行われる。図１５（ｄ）には、パターン形成領域ＰＡ９に対する走査露光が終了した後の状態が示されている。
【００８９】
上記ステップＳＢ１７〜ＳＢ２３における基板ステージＰＳＴのＸ軸方向の位置検出、すなわち、複数のパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９（ブロックＢＲ３）に対するアライメント処理及び露光処理におけるＸ軸方向の位置検出は、図１４及び図１５に示すようにレーザ干渉計Ｐｘ１、Ｐｘ２により行われ、Ｙ軸方向の位置検出はレーザ干渉計Ｐｙ３により行われる。すなわち、Ｘ軸方向に複数並んだレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうち位置検出に用いるレーザ干渉計はＰｙ３の１つである。そして、この１つのレーザ干渉計Ｐｙ３で位置検出し、このレーザ干渉計Ｐｙ３の位置検出値に基づきアライメントマーク検出を行ってマスクＭと感光基板Ｐとのアライメント処理を行った後、マスクＭのパターンがパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９に露光される。そして、ここでも、Ｙ軸方向に複数並んだパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９のそれぞれが順次連続露光されるとともに、この連続露光中において複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３のうちのパターン形成領域ＰＡ７〜ＰＡ９（ブロックＢＲ３）に対応する特定のレーザ干渉計Ｐｙ３が位置検出に用いられる構成となっている。
【００９０】
以上説明したように、感光基板Ｐに露光するパターン形成領域ＰＡ１〜ＰＡ９を複数のブロックＢＲ１〜ＢＲ３に分割し、ブロック毎にアライメント処理及び露光処理し、この処理を複数のブロックＢＲ１〜ＢＲ３のそれぞれについて順次行うようにしたので、感光基板Ｐが大型化しても感光基板Ｐを複数のブロックに分割し、各ブロックに対応するレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３を設けることにより、１つのブロックに対してレーザ干渉計を切り替えることなく各ブロック毎に精度良いアライメント処理及び露光処理ができる。
【００９１】
なお、本実施形態では、アライメント系はＡＬ１〜ＡＬ６の６つであるが、Ｙ軸方向に少なくとも３つ並べて配置されていればよく、これによりアライメントマークの数を減らすことなく、アライメントマークの検出動作回数を低減することができる。そして、これら複数並んだアライメント系を用いて、複数のパターン形成領域のそれぞれのアライメントマークを同時に計測するようにしたので、スループットを向上できる。
【００９２】
なお、上述したように、レーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の間隔（配置）はＸ軸方向に並ぶパターン形成領域（ブロック）のそれぞれに対応して設定され、パターン形成領域のそれぞれが互いに隣接する場合にはレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の配置はパターン形成領域のＸ軸方向の長さ（大きさ）に応じて設定される。一方、Ｘ軸方向に並ぶパターン形成領域が互いに離間して設定されている場合には、複数のレーザ干渉計Ｐｙ１〜Ｐｙ３の配置はパターン形成領域の大きさ及び互いの間隔に応じて設定される。
【００９３】
上記実施形態では、移動鏡３４ｂは１つの移動鏡であるが、Ｘ軸方向に並ぶ複数のブロックＢＲ１〜ＢＲ３のそれぞれに対応するように分割した複数（３つ）の移動鏡を基板ステージＰＳＴ上に配置する構成でもよい。
【００９４】
なお、上記実施形態における露光装置ＥＸは、互いに隣接する複数の投影光学系を有する、いわゆるマルチレンズスキャン型露光装置であるが、投影光学系が１つである走査型露光装置ついても、本発明を適用することができる。
【００９５】
なお、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。
【００９６】
本実施形態の露光装置ＥＸの光源は、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）、Ｆ2レーザ（１５７ｎｍ）を用いることができる。
【００９７】
投影光学系ＰＬ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。
【００９８】
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、Ｆ2レーザ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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
以上のように、本願実施形態の露光装置は、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。
【０１０４】
半導体デバイスは、図１８に示すように、デバイスの機能・性能設計を行うステップ２０１、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作するステップ２０２、デバイスの基材である基板（ウエハ、ガラスプレート）を製造するステップ２０３、前述した実施形態の露光装置によりマスクのパターンを基板に露光し、この露光した基板を現像する基板処理ステップ２０４、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）２０５、検査ステップ２０６等を経て製造される。
【０１０５】
【発明の効果】
以上説明したように、基板に露光する露光領域を複数のブロックに分割し、ブロック毎にアライメント処理及び露光処理し、この処理を複数のブロックのそれぞれについて順次行うようにしたので、基板が大型化しても基板を複数のブロックに分割し、各ブロックに対応する位置検出装置を設けることにより、１つのブロックに対して位置検出装置を切り替えることなく各ブロック毎に精度良いアライメント処理及び露光処理ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】図１の概略構成図である。
【図３】フィルタを示す図である。
【図４】アライメント系を備えたアライメントユニットを示す概略斜視図である。
【図５】アライメント系及びＡＦ検出系の配置を説明するための図である。
【図６】アライメント系の概略構成図である。
【図７】ＡＦ検出系の概略構成図である。
【図８】ベースライン計測手順を説明するための図である。
【図９】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１０】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１１】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１２】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１３】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１４】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１５】本発明の露光方法を説明するための図である。
【図１６】本発明の露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図１７】本発明の露光方法を説明するためのフローチャート図である。
【図１８】半導体デバイスの製造工程の一例を示すフローチャート図である。
【図１９】従来の露光装置を示す斜視図である。
【符号の説明】
３２ａ、３２ｂ 移動鏡（位置検出装置）
３４ａ、３４ｂ 移動鏡（位置検出装置）
６０（６０ａ〜６０ｇ） 基板側ＡＦ検出系
７０（７０ａ〜７０ｄ） マスク側ＡＦ検出系
ＡＬ（ＡＬ１〜ＡＬ６） アライメント系（アライメント部）
ＢＲ１〜ＢＲ３ ブロック
ＣＯＮＴ 制御装置
ＥＸ 露光装置
Ｍ マスク
ｍ１〜ｍ６ アライメントマーク
ＭＳＴ マスクステージ
Ｍｘ１、Ｍｘ２ レーザ干渉計（位置検出装置）
Ｐ 感光基板（基板）
ＰＡ１〜ＰＡ９ パターン形成領域（露光領域）
ＰＬ（ＰＬａ〜ＰＬｇ） 投影光学系
ＰＳＴ 基板ステージ
Ｐｘ１、Ｐｘ２ レーザ干渉計（位置検出装置）
Ｐｙ１〜Ｐｙ３ レーザ干渉計（位置検出装置）
Claims (12)
- 基板ステージ上に載置された基板にパターンを露光する露光方法において、
前記基板ステージの第２の方向における位置を１つの位置検出装置で検出し、該１つの位置検出装置の検出結果に基づいて前記基板の位置合わせを行って該基板に前記パターンを露光する処理を、前記基板を前記第２の方向と直交する第１の方向に分割して設定される第１および第２の露光領域ごとに行う露光工程と、
前記第１の露光領域に対する前記処理の後、前記第２の露光領域に対する前記処理を行うまでに、前記処理に用いる前記１つの位置検出装置を前記第１の露光領域に対応付けられた位置検出装置から前記第２の露光領域に対応付けられた位置検出装置に切り替える切替工程と、
を含むことを特徴とする露光方法。 - 前記基板は、前記第１の露光領域を含み前記第２の方向に並ぶ複数の露光領域で構成される第１の露光領域ブロックと、前記第２の露光領域を含み前記第２の方向に並ぶ複数の露光領域で構成される第２の露光領域ブロックとが設定され、
前記露光工程は、前記第１および第２の露光領域ブロックごとに、前記処理を当該第１または第２の露光領域ブロックを構成する前記複数の露光領域に対して連続的に行い、
前記切替工程は、前記第１の露光領域ブロックに対する前記処理の後、前記第２の露光領域ブロックに対する前記処理を行うまでに、前記１つの位置検出装置の切り替えを行うことを特徴とする請求項１記載の露光方法。 - 前記露光工程は、前記第１および第２の露光領域ブロックごとに、当該第１または第２の露光領域ブロックを構成する前記複数の露光領域に対して前記基板上に設けられた複数のアライメントマークを同時検出し、該複数のアライメントマークの検出結果と前記基板ステージの位置の検出結果とに基づいて前記基板の位置合わせを行うことを特徴とする請求項２記載の露光方法。
- 前記位置検出装置は、前記基板ステージ上で前記第１の方向に延在された鏡部材に対して前記第２の方向へレーザ光を照射するレーザ干渉計を用いて、前記第２の方向における前記基板ステージの位置を検出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の露光方法。
- 前記パターンを有するマスクが載置されるマスクステージと前記基板ステージとを介して前記マスクと前記基板とを前記第１の方向に同期移動しつつ前記パターンを該基板に露光することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の露光方法。
- 基板ステージ上に載置された基板にパターンを露光する露光装置において、
第１の方向に並べて配置され、該第１の方向と直交する第２の方向における前記基板ステージの位置を検出する複数の位置検出装置と、
前記基板ステージの前記第２の方向における位置を前記複数の位置検出装置のうちの１つの位置検出装置で検出し、該１つの位置検出装置の検出結果に基づいて前記基板の位置合わせを行って該基板に前記パターンを露光する処理を、前記基板を前記第１の方向に分割して設定される第１および第２の露光領域ごとに行うとともに、前記第１の露光領域に対する前記処理の後、前記第２の露光領域に対する前記処理を行うまでに、前記１つの位置検出装置を前記第１の露光領域に対応付けられた位置検出装置から前記第２の位置検出装置に対応付けられた位置検出装置に切り替える制御装置とを備えることを特徴とする露光装置。 - 前記基板は、前記第１の露光領域を含み前記第２の方向に並ぶ複数の露光領域で構成される第１の露光領域ブロックと、前記第２の露光領域を含み前記第２の方向に並ぶ複数の露光領域で構成される第２の露光領域ブロックとが設定され、
前記制御装置は、前記第１および第２の露光領域ブロックごとに、前記処理を当該第１または第２の露光領域ブロックを構成する前記複数の露光領域に対して連続的に行うとともに、前記第１の露光領域ブロックに対する前記処理の後、前記第２の露光領域ブロック に対する前記処理を行うまでに、前記１つの位置検出装置の切り替えを行うことを特徴とする請求項６記載の露光装置。 - 前記基板上に設けられたアライメントマークを検出するアライメント部を備え、
前記制御装置は、前記第１および第２の露光領域ブロックごとに、当該第１または第２の露光領域ブロックを構成する前記複数の露光領域に対して前記基板上に設けられた複数の前記アライメントマークを同時検出し、該複数のアライメントマークの検出結果と前記基板ステージの位置の検出結果とに基づいて前記基板の位置合わせを行うことを特徴とする請求項７記載の露光装置。 - 前記複数の位置検出装置の前記第１の方向の間隔は、前記第１および第２の露光領域の前記第１の方向の大きさに基づいて設定されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記位置検出装置は、前記基板ステージ上で前記第１の方向に延在された鏡部材に対して前記第２の方向へレーザ光を照射するレーザ干渉計を有することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項記載の露光装置。
- 前記パターンを有するマスクが載置されるマスクステージを備え、
前記制御装置は、前記マスクステージおよび前記基板ステージを介して前記マスクと前記基板とを前記第１の方向に同期移動しつつ前記パターンを該基板に露光することを特徴とする請求項６〜１０のいずれか一項記載の露光装置。 - 請求項１〜請求項５のいずれか一項記載の露光方法、あるいは請求項６〜請求項１１のいずれか一項記載の露光装置を用いて、前記パターンを前記基板に露光する工程と、該露光した基板を現像する工程とを含むことを特徴とするデバイス製造方法。
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