曝光方法、曝光装置及元件制造方法

专利名称：曝光方法、曝光装置及元件制造方法
技术领域：
本发明关于一种曝光方法、曝光装置及元件制造方法，一面将掩膜和基板作同步移动一面将掩膜的图案曝光于基板上。
背景技术：
液晶显示元件和半导体元件通过将在掩膜上形成的图案转印于感光基板上，即所谓的光刻法的手法而被制造。该光刻法工程中所使用的曝光装置，具有载置感光基板作2维移动的基板载物台、载置有图案的掩膜作2维移动的掩膜载物台，将掩膜上形成的图案一面逐次移动掩膜载物台及基板载物台一面通过投影光学系统转印于感光基板上。作为曝光装置，主要有将掩膜的图案全体同时转印于感光基板上的一次型曝光装置，和一面将掩膜载物台和基板载物台同步扫描一面将掩膜的图案连续地转印于感光基板上的扫描型曝光装置2种。其中在制造液晶显示元件时，由于显示区域的大型化的要求，扫描型曝光装置被主要应用。
扫描型曝光装置有配置多个投影光学系统以使邻接投影区域在扫描方向上进行所定量位移且使邻接投影区域的各个末端(接合部)在与扫描方向直交的方向上重复，即所谓多透镜方式的扫描型曝光装置(多透镜扫描型曝光装置)。多透镜方式的扫描型曝光装置能够一面维持良好的成像特性一面并不使装置大型化而得到大的曝光区域(图案形成区域)。位于该扫描型曝光装置的各投影光学系统的视野光阑，可为例如梯形，扫描方向的视野光阑的孔径宽的合计通常被设定为相等。因此，邻接的投影光学系统的接合部被重复曝光，所以该扫描型曝光装置具有使投影光学系统的光学象差和曝光照度平滑变化的优点。
图21所示为原来的多透镜扫描型曝光装置的一例。
如图21所示，曝光装置EXJ具备有支持掩膜M的掩膜载物台MST、支持感光基板的基板载物台PST、将掩膜载物台MST所支持的掩膜M通过曝光光EL进行照明的照明光学系统IL、将通过曝光光EL照明的掩膜M的图案的像投影于基板载物台PST所支持的感光基板P上的多个投影光学系统PLa～PLg。投影曝光系统PLa、PLc、PLd、PLg和投影光学系统PLb、PLd、PLf成2列交错状排列，投影光学系统PLa～PLg中的邻接的投影光学系统彼此(例如投影光学系统PLa和PLb、PLb和PLc)在X轴方向上被所定量移位配置。而且，分别与投影光学系统PLa～PLg对应的梯形投影区域的接合部在感光基板P上重复。
在掩膜载物台MST的上方，设有进行掩膜M和感光基板P的调正(alignMent)的调正光学系统500A、500B。调正光学系统500A、500B可通过不图示的驱动机构在Y轴方向移动，在调正处理时进入照明光学系统IL和掩膜M之间，同时在扫描曝光时又从照明区域退避。调正光学系统500A、500B检测形成于掩膜M的掩膜调正标志，同时将形成于感光基板P的基板调正标志通过投影光学系统PLa及PLg检测。另外，在基板载物台PST上的-X侧的末端设有在Y轴方向延伸的移动镜502a，在-Y侧的末端设有在X轴方向延伸的移动镜502b，在与这些移动镜502a、502b分别对向的位置，分别设有通过向移动镜502a、502b照射激光，可检测在基板载物台PST的X轴方向及Y轴方向的位置的激光干涉仪501a、501b。
图22～图24是用于说明使用曝光装置EXJ的调正处理程序及曝光处理程序的图示。这里是关于在感光基板P上形成4个元件(图案形成区域)PA1～PA4之场合进行说明。
如图22所示，在感光基板P上的图案形成区域PA1～PA4的每一个的4角上形成有调正标志。
曝光装置EXJ首先如图22(a)所示，将感光基板P上的图1案形成区域PA1的-X侧的2个基板调正标志M1、M2，通过调正光学系统500A、500B通过投影光学系统PLa及PLg而检测。调正光学系统500A、500B同时也检测与基板调正标志M1、M2对应掩膜调正标志(图22中不图示)。接着如图22(b)所示，感光基板P通过基板载物台PST在-X侧移动，调正光学系统500A、500B将图案形成区域PA1的+X侧的2个基板调正标志M3、M4通过投影光学系统PLa及PLg检测。此时，掩膜M也通过掩膜基板MST进行移动，感光基板P的基板调正标志M3、M4所对应的掩膜调正标志和基板调正标志M3、M4一起被检测。接着如图22(c)所示，感光基板P通过基板载物台PST在-X侧移动，调正光学系统500A、500B检测感光基板P的第2图案形成区域PA2的基板调正标志M1、M2及与此对应的掩膜调正标志。接着如图22(d)所示，感光基板P在-X侧移动，调正光学系统500A、500B检测图案形成区域PA2的基板调正标志M3、M4及与此对应的掩膜调正标志。
接着如图23(a)所示，感光基板P通过基板载物台PST在-Y侧步进移动，调正光学系统500A、500B检测第3图案形成区域PA3之基板调正标志M3、M4及与此对应的掩膜调正标志。接着如图23(b)所示，感光基板P在+X侧移动，调正光学系统500A、500B检测形成区域PA3的基板调正标志M1、M2及与此对应的掩膜调正标志。接着如图23(c)所示，感光基板P在+X侧移动，调正光学系统500A、500B检测第4图案形成区域PA4的基板调正标志M3、M4及与此对应之掩膜调正标志。接着如图23(d)所示，感光基板P在+X侧移动，调正光学系统500A、500B检测图案形成区域PA4的基板调正标志M1、M2及与此对应的掩膜调正标志。
如上所述，一面进行掩膜M和感光基板P的步进移动，一面由2个调正光学系统500A、500B检测各图案形成区域PA1～PA4的各个基板调正标志M1～M4的位置信息及掩膜调正标志的位置信息。然后曝光装置EXJ基于调正光学系统500A、500B的检测结果，求每个图案形成区域的掩膜M和感光基板P的位置误差及位移、旋转、定标(scaling)等像特性，从求得的误差信息算出修正值，并基于该修正值进行曝光处理。在进行曝光处理时，首先如图24(a)所示，使对最后进行调正处理的图案形成区域PA4的曝光处理被进行。即，一面将支持感光基板P的基板载物台PST和支持掩膜M的掩膜载物台MST(图24中不图示)在-X方向作同步移动，一面通过利用曝光光照明掩膜M，进行对感光基板P的图案形成区域PA4的曝光处理。当对图案形成区域PA4的曝光处理结束后，如图24(b)所示，为了进行对图案形成区域PA3的扫描曝光处理，设定掩膜M和感光基板P的位置。即，感光基板P在-X方向移动，同时掩膜M(图24中不图示)为返回初始位置在+X方向进行大的移动。然后，进行对图案形成区域PA3的扫描曝光处理。当对图案形成区域PA3的扫描曝光处理结束后，如图24(c)所示，为了进行对图案形成区域PA1的扫描曝光处理，设定掩膜M和感光基板P的位置。即，感光基板P通过基板载物台PST在+X方向进行大的移动的同时也在+Y方向移动，掩膜M为返回初始位置在+X侧进行大的移动。然后，进行对图案形成区域PA1的扫描曝光处理。当对图案形成区域PA1的曝光处理结束后，如图24(d)所示，为了进行对图案形成区域PA2的扫描曝光处理，设定掩膜M和感光基板P的位置。即，感光基板P在-X方向移动，同时掩膜M为了返回初始位置在+X方向进行大的移动。然后，进行对图案形成区域PA2的扫描曝光处理。这样即分别完成对各图案形成区域PA1～PA4的曝光处理。
而且曝光装置EXJ一面通过激光干涉仪501a、501b检测感光基板P的位置一面通过调正光学系统500A、500B依次检测设于图案形成区域PA1～PA4的每一个的四角的调正标志M1～M4。具体地说，曝光装置EXJ将基板载物台PST配置于所定位置，并将感光基板上的图1案形成区域PA1的-X侧的2个基板调正标志M1、M2及与此对应的不图示的掩膜调正标志，通过调正光学系统500A、500B通过投影光学系统PLa及PLg检测。接着，曝光装置EXJ移动基板载物台PST，并通过调正光学系统500A、500B将图案形成区域PA1的+X侧的2个基板调正标志M4、M3通过投影光学系统PLa及PLg检测。在进行标志检测中，激光干涉仪检测基板载物台PST(感光基板P)的位置。当检测图1案形成区域PA1的调正标志M1～M4后，曝光装置EXJ与图1案形成区域PA1的调正标志M1～M4的检测动作同样，移动基板载物台PST，通过调正光学系统500A、500B检测第2图案形成区域PA2的基板调正标志M1、M2及与此对应的掩膜调正标志，接着检测基板调正标志M3、M4。此时激光干涉仪也检测感光基板P的位置。以下，曝光装置EXJ同样地依次检测第3、第4图案形成区域PA3、PA4的基板调正标志M1～M4。
如上所述，曝光装置EXJ一面反复进行掩膜M和感光基板P的步进移动，一面通过激光干涉仪检测感光基板P及掩膜M的位置并检测各图案形成区域PA1～PA4的各个调正标志M1～M4。然后，曝光装置EXJ基于调正光学系统500A、500B的检测结果，求每个图案形成区域的掩膜M和感光基板P的位置误差及位移、旋转、定标等像特性，从该求得的误差信息算出修正值，并基于该修正值进行曝光处理。在进行曝光处理时，对最后进行调正处理的图案形成区域PA4的曝光处理被进行。即，一面将支持感光基板P的基板载物台PST和支持掩膜M的掩膜载物台MST在X轴方向作同步移动，一面通过利用曝光光照明掩膜M，进行对感光基板P的图案形成区域PA4的曝光处理。
但是，上述的原来的曝光装置及曝光方法会产生以上所述的问题。
上述的原来的方法为了曝光处理4个图案形成区域(元件)PA1～PA4，需要一面将掩膜M和感光基板P做同步移动一面进行8次调正标志检测动作，调正处理所需时间长。要得到更多的从1片感光基板P开始制造的元件，调正处理时间变得更长。当调正处理时间变长时，曝光装置整体的生产性就低下。
另一方面，为了缩短调正处理时间，考虑过要减少检测的调正标志的数量，也考虑过要将通过1个图案形成区域检测的调正标志的数目从上述的4个减至2个进行调正处理，但是当减少检测的调正标志的数目后，定标、旋转或正交度等像特性不能精度良好地被检测，会招致调正精度的低下。调正精度一旦低下，制造的元件的图案精度就低下。
而且，为一种通过激光干涉仪一面检测感光基板P(图案形成区域PA1～PA4)的位置一面检测与各图案形成区域PA1～PA4对应的调正标志M1～M4后，再对各个图案形成区域PA1～PA4进行曝光处理的构成。当使感光基板P大型化时，为了进行通过激光干涉仪的各图案形成区域PA1～PA4的位置检测，有必要伴随感光基板P的大型化而使移动镜也大型化，即长大化。但是使移动镜长大化会产生移动镜的反射面挠曲等加工精度上的问题。也有考虑过使短移动镜与各个图案形成区域对应多个设置，同时对应这些移动镜设置多个激光干涉仪，一面替换这些多个激光干涉仪中用于感光基板P(图案形成区域)的位置检测之激光干涉仪一面进行位置检测，但是有时会发生替换误差，不能进行精度良好的位置检测。

发明内容
本发明的目的是提供一种鉴于这种情况形成的，一面维持精度一面缩短调正处理时间，并使生产性提高的曝光方法、曝光装置及元件制造方法。
为了解决上述课题，本发明采用以下构成。
本发明的曝光方法是一种一面将掩膜和基板在第1方向上同步移动一面对基板曝光掩膜的图案的曝光方法，其特征是分别与设于基板上的多个调正标志对向、同时在与第1方向交叉的第2方向上至少有3个并列配置的多个调正系统检测多个调正标志，并基于该检测结果使掩膜和基板位置吻合。
另外，本发明的曝光装置是一种一面将掩膜和基板在第1方向上同步移动一面对基板曝光掩膜的图案的曝光装置，具有分别检测设于基板上的多个位置的调正标志的多个调正系统，其特征是调正系统在与第1方向交叉的第2方向至少并列配置有3个。
如利用本发明，在对掩膜和基板的扫描方向即第1方向交叉的非扫描方向即第2方向上，至少并列配置3个调正系统，所以无需减少应检测的调正标志的数目，就能与原来相比减少调正标志的检测动作次数。因此可一面维持调正精度一面缩短调正处理时间。
本发明的元件制造方法的特征是包括使用上述说明的曝光方法或上述说明的曝光装置，将描绘于掩膜的元件图案曝光于基板的工程、将该曝光基板显像的工程。
如利用本发明，通过以高精度进行调正处理后再进行曝光处理，可提高制造的元件图案精度。另外，调正处理时间被缩短，所以能够提高元件制造时的生产性。
本发明的曝光方法是一种将掩膜和基板在第1方向做同步移动，对基板曝光掩膜的图案的曝光方法，其特征是将基板分割为多个曝光区域的分区，在多个曝光区域的每个分区上使掩膜和基板位置吻合之后，将掩膜的图案在基板上曝光，该基板为基板液晶显示器基板。
如利用本发明，为一种将在基板上曝光的曝光区域(图案形成区域)分割为多个分区，并在每分区上依次进行调正(使位置吻合)处理及曝光处理的构成，所以即使基板大型化，也可将基板分割为多个分区而分别进行处理，可在各个分区的每一个上进行精度良好地调正处理及曝光处理。而且，对各分区的上述处理(调正处理及曝光处理)的位置检测动作可不切换多个位置检测装置，通过1个位置检测装置即可进行，所以在对1个分区的处理(调正处理及曝光处理)中不产生装置的切换误差。
本发明的曝光装置是一种将掩膜和基板在第1方向同步移动，对基板曝光掩膜的图案的曝光装置，其特征是包括在第1方向上并列配置，可检测在与基板的第1方向交叉的第2方向上的位置的多个位置检测装置、对掩膜调正基板的调正部、按照基板的位置，控制切换多个位置检测装置，同时对应在基板曝光的曝光区域，选择多个位置检测装置中的1个，基于该位置检测装置的检测位置通过调正部调正曝光的控制装置，该多个位置检测装置的间隔，是对应于该曝光区域的分区的该第1方向的间隔而设定。
如利用本发明，将位置检测装置在扫描方向即第1方向上多个并列配置，并按照基板的位置切换控制多个位置检测装置，所以即使移动镜短，也可通过按照基板的位置切换位置检测中所用的位置检测装置，在多个曝光区域的每一个进行位置检测。然后通过在曝光多个曝光区域中的第1曝光区域时，基于第1位置检测装置的检测结果由调正部进行调正处理之后而曝光，并在曝光第2曝光区域时，基于第2位置检测装置的检测结果由调正部进行调正处理后而曝光，可在对1个曝光区域(图案形成区域)的处理时不进行多个位置检测装置的切换动作，由1个位置检测装置即可位置检测，所以关于各个曝光区域可不含有位置检测装置的切换误差，精度良好地进行位置检测及曝光处理。
本发明的元件制造方法的特征是包括使用上述说明的曝光方法或上述说明的曝光装置，将描绘于掩膜的元件图案曝光于基板的工程、将该曝光基板显像的工程。
如利用本发明，可在多个曝光区域的每个分区进行高精度的调正处理及曝光处理，所以能够提高所制造的元件图案精度。


图1是表示本发明的曝光装置的一实施例的概略斜视图。
图2是图1的概略构成图。
图3所示为滤光器。
图4是表示具备调正系统的调正单元的概略斜视图。
图5是用于说明调正系统及AF检测系统的图示。
图6是调正系统的概略构成图。
图7是AF检测系统的概略构成图。
图8是用于说明基线(base line)计测程序的图示。
图9是用于说明本发明的曝光方法的图示。
图10是用于说明本发明的曝光方法的图示。
图11是用于说明本发明的曝光方法的图示。
图12是用于说明本发明的曝光方法的图示。
图13是用于说明本发明的曝光方法的图示。
图14是用于说明本发明的曝光方法的图示。
图15是用于说明本发明的曝光方法的图示。
图16是用于说明本发明的曝光方法的流程图。
图17是用于说明本发明的曝光方法的流程图。
图18所示为调正系统的配置例。
图19所示为本发明的曝光方法的其它实施例。
图20是表示半导体元件的制造工程的一例的流程图。
图21是表示原来的曝光装置的斜视图。
图22是用于说明原来的曝光方法的图示。
图23是用于说明原来的曝光方法的图示。
图24是用于说明原来的曝光方法的图示。
32a、32b移动镜(位置检测装置)；34a、34b移动镜(位置检测装置)；60(60a～60g)基板侧AF检测系统；70(70a～70d)掩膜侧AF检测系统；AL(AL1～AL6)调正(alignMent)系统；BR1～BR3分区；CONT控制装置；EX曝光装置；M掩膜；M1～M6调正标志；MST掩膜载物台；MX1、MX2激光干涉仪(位置检测装置)；P感光基板(基板)；PA1～PA9图案形成区域(曝光区域)PL(PLa～PLg)投影光学系统；PST基板载物台；PX1、PX2激光干涉仪(位置检测装置)；PY1～PY3激光干涉仪(位置检测装置)。
具体实施例方式
以下关于本发明的曝光装置，参照图1～图7进行说明。
图1是表示本发明的曝光装置的一实施例的概略斜视图，图2是概略构成图。
在图1及图2中，曝光装置EX具备有支持形成有图案的掩膜M的掩膜载物台MST、支持感光基板P的基板载物台PST、通过曝光光EL照明被掩膜载物台MST支持的掩膜M的照明光学系统IL、将通过曝光光EL照明的掩膜M的图案的像投影于基板载物台PST所支持的感光基板P上的投影光学系统PL、检测设于感光基板P上的调正标志的调正系统AL。具备有检测支持掩膜M的掩膜载物台MST在X轴方向的位置的多个激光干涉仪(位置检测装置)MX1，MX2、检测掩膜载物台MST在Y轴方向的位置的激光干涉仪(位置检测装置)MY1、检测支持感光基板P的基板载物台PST在X轴方向的位置的多个激光干涉仪(位置检测装置)PX1，PX2、检测基板载物台PST在Y轴方向的位置的多个激光干涉仪(位置检测装置)PY1，PY2，PY3。被掩膜载物台MST支持的掩膜M和被基板载物台PST支持的感光基板P，通过投影光学系统PL以共轭的位置关系配置。照明光学系统IL有多个，本实施例为7个照明系统模块IM(IMa～IMg)。另外投影光学系统PL也有与照明系统模块IM的数目对应的，本实施例为7个投影光学系统PLa～PLg。各个投影光学系统PLa～PLg与各个照明系统模块IMa～IMg对应配置。感光基板P是在玻璃板(玻璃基板)上涂敷感光剂(光刻胶)。
有关本实施例的曝光装置EX，为一面对曝光光EL同步移动掩膜M和感光基板P一面进行扫描曝光的扫描型曝光装置，在以下的说明中，以投影光学系统PL的光轴方向为Z轴方向，以Z轴方向的垂直方向即掩膜M及感光基板P的同步移动方向为X轴方向(第1方向，扫描方向)，以Z轴方向及X轴方向(扫描方向)的直交方向为Y轴方向(第2方向，非扫描方向)。另外，以X轴周围、Y轴周围、Z轴周围的各个方向为θX方向、θY方向、θZ方向。
如图2所示，照明光学系统IL具备有超高压水银灯等构成的光源1、将从光源1射出的光束进行集光的椭圆镜1a、将通过该椭圆镜1a集光的光束之中曝光所需要的波长的光束反射，并使其它波长的光束透过的分色镜2、在通过分色镜2反射的光束之中，再只使曝光所需之波长(通常为g、h、I线中的至少1个波段)通过的波长选择滤光器3、将来自波长选择滤光器3的光束分支为多条，本实施例为7条，通过反射镜5被入射各照明系统模块IMa～IMg的光导向设备4。
照明系统模块IM设有多个，在本实施例中设有IMa～IMg7个(但在图2中，出于方便只对与照明系统模块IMg对应的加以标示)，各个照明光学系统IMa～IMg在X轴方向和Y轴方向保持一定的间隔配置。然后，从这些多个照明系统模块IMa～IMg的每一个射出的曝光光EL，分别照明掩膜M上的不同小区域(照明光学系统的照明区域)。
各个照明系统模块IMa～IMg具备有照明快门6、中继透镜7、作为光学积分仪的复眼透镜8、聚光镜9。照明快门6在光导向设备4的光程下游侧，对光程进退自如配置。照明快门6遮蔽光程时将来自该光程的光束遮光，当解放光程时解除对光束的遮光。照明快门6接续有使该照明快门6对光束的光程进退移动的快门驱动部6a。快门驱动部6a通过控制装置CONT被控制。
另外，在各个照明系统模块IMa～IMg上设有光量调整机构10。该光量调整机构10是通过对每光程设定光束的照度来调整各光程的曝光量的，具备有半透明反射镜(half-Mirror)11、检测器(detector)12、滤光器13、滤光器驱动部14。半透明反射镜11配置于滤光器13和中继透镜7之间的光程中，将透过滤光器13的光束的一部分入射检测器12。各检测器12持续独立检测入射的光束的照度，将检测的照度信号输出到控制装置CONT。
如图3所示，滤光器13是在玻璃板13a上通过CR等以编带状图案形成的，以使透过率在沿X轴方向的范围内呈线形逐渐变化而形成，配置于各光程中的照明快门6和半透明半反射镜11之间。
这些半透明半反射镜11、检测器12及滤光器13在多个光程的每一个上分别配备设置。滤光器驱动部14基于控制装置CONT的指示，在X轴方向上移动滤光器13。然后，通过利用滤光器驱动部14移动滤光器13，调整各个光程的光量。
透过光量调整机构10的光束通过中继透镜7到达复眼透镜8。复眼透镜8在射出面侧形成二次光源，通过聚光镜9可通过均匀的照度照射掩膜M的照明区域。然后，通过聚光镜9的曝光光在照明系统模块中，通过具备有直角棱镜16、透镜系统17、凹面镜18的反射折射型光学系统后，通过所定的照明区域照明掩膜M。掩膜M通过透过照明系统模块IMa～IMg的各曝光光EL，以分别照明不同的照明区域。
支持掩膜M的掩膜载物台MST具有在应进行一维扫描曝光的X轴方向上的长行程(stroke)、在与扫描方向直交的Y轴方向上所定距离的行程。如图2所示，掩膜载物台MST具备有使该掩膜载物台MST在X轴方向及Y轴方向移动的掩膜载物台驱动部MSTD。掩膜载物台驱动部MSTD通过控制装置CONT被控制。
如图1所示，在掩膜载物台MST上的X轴方向及Y轴方向的各个末端边缘，在直交的方向上分别设有移动镜32a、32b。在移动镜32a上有多个，本实施例为2个激光干涉仪MX1、MX2对向配置。另外在移动镜32b上对向配置有激光干涉仪MY1。激光干涉仪MX1、MX2分别对移动镜32a照射激光，检测与移动镜32a的距离。激光干涉仪MX1、MX2的检测结果被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于激光干涉仪MX1、MX2的检测结果，求掩膜载物台MST在X轴方向的位置及Z轴周围的旋转量。另外，。激光干涉仪MY1对移动镜32b照射激光，检测与移动镜32b的距离。激光干涉仪MY1的检测结果被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于激光干涉仪MY1的检测结果，求掩膜载物台MST在Y轴方向的位置。然后，控制装置CONT通过从激光干涉仪MX1、MX2及MY1的输出监控掩膜载物台MST的位置(姿势)，并控制掩膜载物台驱动部MSTD，而将掩膜载物台MST设定于所希望的位置(姿势)。
透过掩膜M的曝光光EL入射各个投影光学系统PLa～PLg。投影光学系统PLa～PLg是将存在于掩膜M的照明区域之图案像在感光基板P上成像，并在感光基板的特定区域(投影区域)投影曝光图案像的，与各照明系统模块IMa～IMg对应设置。
如图1所示，多个投影光学系统PLa～PLg之中，投影光学系统PLa、PLc、PLE、PLg和投影光学系统PLb、PLd、PLf呈2列交错状排列。即，呈交错状配置的各投影光学系统PLa～PLg使邻接的投影光学系统彼此(例如投影光学系统PLa和PLb、PLb和PLc)在Y轴方向上所定量移位配置。这些各投影光学系统PLa～PLg使从照明系统模块IMa～IMg射出且透过掩膜M的多个曝光光EL透过，在基板载物台PST所载置的感光基板P上投影掩膜M的图案像。即，透过各投影光学系统PLa～PLg的曝光光EL，在感光基板P上的不同投影区域，将对应掩膜M的照明区域的图案像以所定的成像特性进行成像。
如图2所示，各投影光学系统PLa～PLg分别具备有像位移装置19、2组反射折射型光学系统21，22、视野光阑20、倍率调整装置23。像位移装置19通过例如2片平行平面玻璃板分别在X轴周围或Y轴周围旋转，将掩膜M的图案像在Y轴方向或X轴方向位移。透过掩膜M的曝光光EL透过像位移装置19后，入射第1组反射折射型光学系统21。
反射折射型光学系统21是形成掩膜M的图案的中间像的，具备有直角棱镜24、透镜系统25、凹面镜26。直角棱镜24在Z轴周围可旋转自如，可使掩膜M的图案像旋转。
在该中间像位置配置有视野光阑20。视野光阑20是设定在感光基板P上的投影区域的，在投影光学系统PL中对掩膜M和感光基板P配置于大致共轭的位置。透过视野光阑20的光束入射第2组反射折射型光学系统22。反射折射型光学系统22和反射折射型光学系统21同样，具备有直角棱镜27、透镜系统28、凹面镜29。直角棱镜27也可在Z轴周围旋转自如，可使掩膜M的图案像旋转。
从反射折射型光学系统22射出的曝光光EL通过倍率调整装置23，并在感光基板P上将掩膜M的图案像以正像等倍成像。倍率调整装置23由例如平凸透镜、两凸透镜、平凸透镜的3片透镜构成，通过使位于平凸透镜和平凹透镜之间的两凸透镜在Z方向移动使相对位置变化，而使掩膜M的图案像的倍率变化。
支持感光基板P的基板载物台PST有基板架，通过基板架保持感光基板P。基板载物台PST和掩膜载物台MST同样，具有在应进行一维扫描曝光之X轴方向上的长行程、用于在与扫描方向直交的Y轴方向上步进移动的长行程，如图2所示，具备有将该基板载物台PST在X轴方向及Y轴方向移动之基板载物台驱动部PSTD。基板载物台驱动部PSTD通过控制装置CONT被控制。另外，基板载物台PST也可在Z轴方向及θX、θY、θZ方向移动。
如图1所示，在基板载物台PST上的X轴方向及Y轴方向的各个末端边缘，在直交的方向上分别设置移动镜(位置检测装置)34a、34b。在沿Y轴方向延伸的移动镜34a上对向配置有多个，本实施例为2个激光干涉仪PX1、PX2。另外，在沿X轴方向延伸之移动镜34b上对向配置有多个，本实施例为3个激光干涉仪PY1、PY2、PY3。这里的多个激光干涉仪PY1、PY2、PY3分别沿X轴方向等间隔并列设置。通过移动镜34a和激光干涉仪PX1、PX2构成可检测感光基板P在X轴方向(第1方向)的位置的位置检测装置。通过移动镜34b和激光干涉仪PY1、PY2、PY3构成可检测感光基板P在Y轴方向(第2方向)的位置的位置检测装置。激光干涉仪PX1、PX2分别向移动镜34a照射激光，检测和移动镜34a的距离。激光干涉仪PX1、PX2的检测结果被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于激光干涉仪PX1、PX2的检测结果，求基板载物台PST在X轴方向的位置及Z轴周围的旋转量。另外，激光干涉仪PY1～PY3向移动镜34b照射激光，检测和移动镜34b的距离。激光干涉仪PY1～PY3的检测结果被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于激光干涉仪PY1～PY3的检测结果，求基板载物台PST在Y轴方向的位置。然后，控制装置CONT通过从激光干涉仪PX1、PX2及PY1～PY3的输出监控基板载物台PST的位置(姿势)，并控制基板载物台驱动部PSTD，而将基板载物台PST设定于所希望的位置(姿势)。
这里，控制装置CONT在检测基板载物台PST在Y轴方向的位置时，按照基板载物台PST的移动，即按照支持感光基板P的基板载物台PST在X轴方向的位置，切换多个激光干涉仪PY1～PY3中用于位置检测的激光干涉仪。
掩膜载物台驱动部MSTD及基板载物台驱动部PSTD通过控制装置CONT被分别独立控制，掩膜载物台MST及基板载物台PST在掩膜载物台驱动部MSTD及基板载物台驱动部PSTD各个的驱动的基础上，可分别独立移动。然后，控制装置CONT通过一面监控掩膜载物台MST及基板载物台PST的位置一面控制两驱动部PSTD、MSTD，可使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL，以任意的扫描速度(同步移动速度)在X轴方向上同步移动。
在感光基板P上投影光学系统PLa～PLg的投影区域50a～50g分别被设定为所定形状，本例中为梯形形状。如图1所示，投影区域50a、50c、50E、50g和投影区域50b、50d、50f在X轴方向上对向配置。另外，投影区域50a～50g以使邻接投影区域的末端(交界部、接合部)彼此在Y轴方向上重合而并列配置。然后，通过以使投影区域50a～50g的交界部彼此在Y轴方向上重合而并列配置，X轴方向的投影区域的宽度的总计被设定得大致相等。借此在X轴方向扫描曝光时的曝光量变得相等。这样，通过设置使利用投影光学系统PLa～PLg的投影区域50a～50g分别重合的重复区域(接合部)，可使接合部之光学象差的变化和照度变化平滑进行。
接着，关于调正系统AL进行说明。
调正系统AL是检测设于感光基板P上的调正标志(基板调正标志)的，如图1及图2所示，在呈2列配置的投影光学系统PLa、PLc、PLE、PLg和投影光学系统PLb、PLd、PLf之间与感光基板P对向设置。调正系统AL在Y轴方向(第2方向)多个并列配置，检测设于感光基板P上的多个基板调正标志。另外，在呈2列配置的投影光学系统PLa、PLc、PLE、PLg和投影光学系统PLb、PLd、PLf之间，设有与感光基板P相对且检测该感光基板P在Z轴方向的位置的基板侧自动调焦检测系统(AF检测系统)60、与掩膜M相对且检测该掩膜M在Z轴方向的位置的掩膜侧自动调焦检测系统70。各基板侧AF检测系统60及掩膜侧AF检测系统70也在Y轴方向上多个并列配置。这里，多个调正系统AL、基板侧AF检测系统60及掩膜AF检测系统70如图1所示，为支架H所支持而单元化。在以下的说明中，将被支架H所支持的AF检测系统60、70及调正系统AL宜称为“调正单元”。
图4是调正单元U的斜视图。图5是用于说明调正单元U中的调正系统AL、基板侧AF检测系统60及掩膜侧AF检测系统70、掩膜M及感光基板P的位置关系的图示。这里，图5(a)所示为掩膜M和掩膜侧AF检测系统70的位置关系，图5(b)是图4的调正单元U的A-A剖视断面图，图5(c)是从上侧(+Z侧)观察支持感光基板P的基板载物台PST的平面图。图5(a)中所示的掩膜侧AF检测系统70相当于图4的B-B断面剖视图。
如图4及图5(b)所示，调正系统AL(AL1～AL6)在非扫描方向即Y轴方向并列配置有多条，本实施例中为6条。调正系统AL1～AL6在呈2列配置的投影光学系统PLa、PLc、PLE、PLg和投影光学系统PLb、PLd、PLf之间，沿该投影光学系统PLa～PLg的投影区域50a～50g的并列方向配置。
如图5(b)所示，在Y轴方向多个并列的调正系统AL1～AL6中，Y轴方向中央的调正系统AL2～AL5设于投影光学系统PL(PLa～PLg)的内侧，Y轴方向两侧的调正系统AL1、AL6设于投影光学系统PL的外侧。这里，如图5(b)及(c)所示，多个调正系统AL1～AL6中，外侧2个调正系统AL1和AL6的间隔被设定得与感光基板P在Y轴方向的长度大致相等。另外，如图5(a)及(b)所示，外侧2个调正系统AL1和AL6的间隔被设定得比掩膜M在Y轴方向的长度要长(在掩膜M的Y轴方向的长度以上)。
另一方面，在感光基板P上如图5(c)所示，设有用于调正处理的多个调正标志(基板调正标志)M1～M6。在本实施例中，在感光基板P上沿Y轴方向并列有6个的调正标志M1～M6，隔有间隔形成于X轴方向的6处位置，全部共形成有36个调正标志。另外，图中调正标志以“●”表示，但也可用十字形“+”或箱形标志“□”。
本实施例在感光基板P上，对应在Y轴方向6个并列的调正标志M1～M6设有调正系统AL1～AL6。然后，使这6个调正系统AL1～AL6的每一个和调正标志M1～M6的每一个成对向设定，调正系统AL1～AL6以与调正标志M1～M6的每一个对向之状态，可同时检测这些调正标志M1～M6的每一个。即，本实施例基于在感光基板P上形成的调正标志M1～M6的配置(间隔)，设定调正系统AL1～AL6的配置(间隔)。
如图4及图5(b)所示，在调正系统AL1～AL6的X轴方向两侧设有多个基板侧AF检测系统60(60a～60g)。在本实施例中，基板侧AF检测系统设有7个60a～60g。基板侧AF检测系统60a～60g设于与基板载物台PST所支持的感光基板P对向的位置，分别检测感光基板P在曝光面的直交方向，即在Z轴方向的位置。多个基板侧AF检测系统60a～60g中，AF检测系统60a、60b、60d、60f、60g在Y轴方向并列配置，同时AF检测系统60c、60E在Y轴方向并列配置。而且这2列AF检测系统60a、60b、60d、60f、60g和AF检测系统60c、60E将调正系统AL(AL1～AL6)挟持配置。
多个基板侧AF检测系统60a～60g中，Y轴方向中央的基板侧AF检测系统60b～60f设于投影光学系统PL(PLa～PLg)的内侧，Y轴方向两侧的基板AF检测系统60a、60g设于投影光学系统PL(PLa～PLg)的外侧。这里，外侧的基板侧AF检测系统60a、60g的每一个，与多个调正系统AL1～AL6中外侧2个调正系统AL1、AL6的每一个邻接配置。外侧2个基板侧AF检测系统60a、60g的间隔也被设定得与感光基板P的Y轴方向的长度大致相等。另外，设于投影光学系统PL的内侧的基板侧AF检测系统60b～60f呈2列交错状排列，在Y轴方向大致等间隔设置。
基板侧AF检测系统60a～60g的各个检测结果被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于基板侧AF检测系统60a～60g的检测结果，求感光基板P在Z轴方向的位置。另外，基板侧AF检测系统60a～60g分别2维配置于X轴方向及Y轴方向，所以控制装置CONT基于多个基板侧AF检测系统60a～60g的检测结果，可求感光基板P在X轴周围方向及Y轴周围方向的姿势。控制装置CONT基于求得的在Z轴方向的位置及在X轴、Y轴周围方向的姿势，驱动基板载物台驱动部PSTD，并进行感光基板P在Z轴方向的位置的调正及在X轴、Y轴周围方向的姿势的调正，即校平调正。
如图4及图5(a)所示，调正单元U上设有多个掩膜侧AF检测系统70(70a～70d)。在本实施例中，设有4个掩膜侧AF检测系统70a～70d。掩膜侧AF检测系统70a～70d设于掩膜载物台MST所支持的掩膜M的对向的位置，分别检测与掩膜M的图案形成面直交的方向，即在Z轴方向的位置。多个掩膜侧AF检测系统70a～70d的每一个在Y轴方向上等间隔并列配置。这里如图5(a)所示，掩膜侧AF检测系统70a～70d设于投影光学系统PL(PLa～PLg)的内侧，外侧2个掩膜侧AF检测系统70a～70d的间隔被设定得与掩膜M在Y轴方向的长度大致相等。
图6是调正系统AL1的概略构成图。另外，其它的调正系统AL2～AL6也为与调正系统AL1相同的构成。
如图6所示，调正系统AL1具备有由射出检测用检测光的卤素灯构成的调正用光源81、由将从光源81射出的检测光导向中继透镜83的光纤构成的光导向设备82、设于中继透镜83的光程下游侧的半透明半反射镜84、设于半透明半反射镜84和检测对象即感光基板P(调正标志M1～M6)之间，将通过半透明半反射镜84的检测光照射于感光基板P上的物镜85、通过检测光的照射使在感光基板P(调正标志)产生的反射光通过半透明半反射镜84被导向的偏转反射镜86、将来自偏转反射镜86的反射光进行分支之分光镜(分支装置)87、通过分光镜87被分支的2支光束其中的一支光束入射的低倍率调正受光系统88、另一支光束入射的高倍率调正受光系统89。低倍率调正受光系统88具有低倍率透镜系统88A和低倍用摄像元件(CCD)88B，可以所定的精度计测感光基板P上的大范围区域。高倍率调正受光系统89具有高倍用透镜系统89A和高倍用摄像元件(CCD)89B，可以高精度计测感光基板P的狭窄区域。这些低倍率调正受光系统88A和高倍率调正受光系统88B在同轴配置。而且，通过调正用检测光对感光基板P(基板调正标志)的照射而产生的光(反射光)，被低倍率调正受光系统88和高倍率调正受光系统89分别受光。
低倍率调正受光系统88基于来自通过调正用检测光被照射的感光基板P的大范围区域的光信息，进行以粗精度检测调正标志M1(M2～M6)的位置信息的探测调正处理。另一方面，高倍率调正受光系统89基于来自通过调正用检测光被照射的感光基板P的狭窄区域的光信息，进行以高精度检测调正标志M1(M2～M6)的位置信息的精密调正处理。低倍率调正受光系统88及高倍率调正受光系统89分别向控制装置CONT输出受光信号，控制装置CONT基于调正受光系统88、89各个的受光信号进行图像处理，求标志位置信息。这里，控制装置CONT参照通过低倍率调正受光系统88的探测调正处理结果，进行通过高倍率调正受光系统89的精密调正处理。
当通过调正系统AL求标志位置信息时，可通过图像处理从标志的边缘信息求标志位置。另外，作为求标志位置的方法也可使用图形比对(Matching)法。即，控制装置CONT接续有记忆样板图像的记忆装置(不图示)，通过图形比对求与样板(teMplate)一致的图案的坐标(在载物台的移动坐标系统的位置)。控制装置CONT用该坐标值求接合曝光时和重合曝光时所生成的偏离量，在下次以后的曝光时通过给基板载物台驱动部PSTD以修正参数，而提高位置吻合精度。
在上述调正系统AL1(AL2～AL6)中，光源81、光导向设备82及中继透镜系统83构成调正系统的送光系统，分光镜87、低倍率调正受光系统88及高倍率调正受光系统89构成调正系统的受光系统。另外，光源81可为设于多个调正系统AL1～AL6的每一个的构成，也可为将从1个光源81射出的光通过多个光导向设备(光纤)82分支、并将该分支的多支光向调正系统AL1～AL6分别供给的构成。调正用检测光对感光基板P的光刻胶为非感光性最为理想，可为在光源81和感光基板P之间的光程上，设置切除由卤素灯构成的光源81射出的光(白色光)中特定波长的光的滤光器的构成。
图7是表示基板侧AF检测系统60a的概略构成图。另外，其它的基板侧AF检测系统60b～60g及掩膜侧AF检测系统70a～70d也和AF检测系统60a为同样的构成。
如图7所示，AF检测系统60a具备有由射出AF用检测光的LED构成的AF用光源61、使从光源61射出的检测光入射的送光透镜系统62、将通过送光透镜系统62的光从倾斜方向导向检测对象即感光基板(或掩膜M)的反射镜63、基于通过反射镜63所照射的检测光，将感光基板P(或掩膜M)所产生的反射光导向受光系统65的反射镜64、将通过受光系统65的光进行受光的摄像元件(CCD)66。送光透镜系统62将检测光整形为例如缝隙状后照射感光基板P。这里，如图7所示，检测对象即感光基板P在Z轴方向的位置进行△Z移位后，从倾斜方向所照射的缝隙状的检测光，使在摄像元件66的X轴方向的成像位置进行△X移位。摄像元件66的摄像信号被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于对通过摄像元件66的摄像位置的基准位置的移位量△X，求感光基板P在Z轴方向的移位量△Z。这里，当从受光透镜系统65的入射面向射出面侧的倍率被设定为N倍(例如10倍)时，摄像元件66对感光基板P的移位△Z可以N倍(10倍)的感度检测。
在上述AF检测系统60a(60b～60g、70a～70d)中，光源61、送光透镜系统62及反射镜63构成AF检测系统的送光系统，反射镜64、受光透镜系统65及摄像元件66构成AF检测系统的受光系统。另外，光源61可为设于多个AF检测统60a～60g(70a～70d)的每一个之构成，也可为将从1个光源61射出的光通过多个光导向设备(光纤)分支、并将该分支的多支光向多个AF系统供给的构成。AF用检测光也是对感光基板P的光刻胶为非感光性最为理想，可为在光源61和感光基板P之间的光程上，设置切除光源61射出的光中特定波长的光的滤光器的构成。
然而，本实施例中的调正系统AL为偏离中心线方式，在进行调正处理时，掩膜M和基板调正系统AL的相对位置即基线量被计测。以下，关于基线计测方法进行说明。
如图1、图2及图5所示，掩膜M上设有基线计测用的标志(掩膜侧AIS标志)90，基板载物台PST上设有具备基线计测用的标志(基板侧AIS标志)91的基准构件92。基板侧AIS标志91在Z轴方向的形成位置(高度)被设定得与感光基板P的表面(曝光面)略一致。另外掩膜侧AIS标志90以对掩膜M的特定位置(例如中心位置)的所定的位置关系而被设置。掩膜侧AIS标志90和基板侧AIS标志91相对应，分别在Y轴方向多个并列设置。如图2所示，在基准构件92的下方，可将通过基准构件92的光受光的AIS受光系统94埋设于基板载物台PST中。AIS受光系统94具备有透镜系统95、将通过透镜系统95的光受光之摄像元件(CCD)96。
接着，一面参照图8一面说明基线计测程序。
如图8(a)所示，基板侧AF检测系统60检测与具有设于基板载物台PST的基板侧AIS标志91的基准构件92之间的距离，同时掩膜侧AF检测系统70检测与具有掩膜侧AIS标志90的掩膜M之间的距离。控制装置CONT基于基板侧AF检测系统60及掩膜侧AF检测系统70各个的检测结果，求掩膜M和基准构件92的距离(步骤SA1)。
此时，支持掩膜M的掩膜载物台MST的位置通过激光干涉仪MX1、MX2、MY1被检测，基板载物台PST的位置通过激光干涉仪PX1、PX2、PY1被检测。也就是说，掩膜M(掩膜载物台MST)通过激光干涉仪MY1，基板载物台PST通过激光干涉仪PY1、PY2、PY3的任一个都可检测Y轴方向坐标。
接着，如图8(b)所示，控制装置CONT通过所谓的自动调光显示(TTL)方式，以摄像元件96检测掩膜M的AIS标志90和基板载物台PST上的AIS标志91，并基于该检测结果求掩膜M和基板载物台PST的相对位置(步骤SA2)。
具体来说，控制装置CONT移动掩膜载物台MST及基板载物台PST以通过摄像元件96使掩膜侧AIS标志90的像和基板侧AIS标志91的像一致，并通过照明光学系统IL照明掩膜M的掩膜侧AIS标志90。通过掩膜M的照明光(曝光光)在通过投影光学系统PL的同时通过基板侧AIS标志91，并被导向摄像元件96。这里，控制装置CONT基于通过步骤SA1所求得的掩膜M和基准构件92的距离，调整基板载物台PST在Z轴方向的位置和投影光学系统PL的像特性，并使掩膜侧AIS标志90及基板侧AIS标志91各个的像通过摄像元件96而成像(聚焦)。此时，支持掩膜M的掩膜载物台MST的位置通过激光干涉仪MX1、MX2、MY1被检测，基板载物台PST的位置通过激光干涉仪PX1、PX2、PY1被检测。另外，使用曝光光通过摄像元件96将AIS标志90、91摄像时，为了在摄像元件96上得到最适的光量(照度)，可驱动例如照明光学系统IL内的滤光器13。
接着，如图8(c)所示，控制装置CONT移动基板载物台PST，并使基板载物台PST的AIS标志91和调正系统AL的计测区域中心(具体地说是设于计测区域的指标标志)一致，通过激光干涉仪PX1、PX2、PY1检测此时的基板载物台PST的位置(步骤SA3)。
从通过步骤SA2及步骤SA3所求得的利用激光干涉仪的载物台位置检测结果，可求掩膜M和调正系统AL的相对位置即基线量。然后，基于所求得的基线量，控制装置CONT使基板载物台PST上所载置的感光基板P通过调正系统AL对掩膜M位置吻合(调正)。
另外，基线计测可在每曝光处理开始时进行，也可每隔所定时间(例如每10小时、每天等)及每预先设定的所定批数进行。可一面将上述AIS标志90、91通过摄像元件96进行摄像，一面驱动投影光学系统PL(PLa～PLg)的像位移装置19、倍率调整装置23及作为旋转调整装置的直角棱镜24、27，并调整投影光学系统PLa～PLg各个的位移、定标及旋转等像特性。
接着，通过有上述的调正系统AL的曝光装置EX，关于调正掩膜M和感光基板P的方法及将掩膜M的图案在感光基板P进行曝光的方法进行说明。本实施例是如图9所示，在感光基板P上设定9个图案形成区域(曝光区域)PA1～PA9，对这些图案形成区域PA1～PA9的每一个进行曝光处理并形成元件的。这里，多个图案形成区域PA1～PA9中，图案形成区域PA1～PA3在Y轴方向(第2方向)上3个并列设定，图案形成区域PA4～PA6在Y轴方向上3个并列设定，图案形成区域PA7～PA9在Y轴方向上3个并列设定。
图案形成区域PA1～PA9的每一个，在X轴方向的大小被设定得大于Y轴方向。而且，在Y轴方向上并列的多个调正标志M1～M6中，调正标志M1～M6各个的间隔被预先设定，以使调正标志M1、M2配置于图案形成区域PA3、PA6、PA9，调正标志M3、M4配置于图案形成区域PA2、PA5、PA8，调正标志M5、M6配置于图案形成区域PA1、PA4、PA7。在Y轴方向上并列的调正标志M1～M6通过在X轴方向上隔有预先设定的间隔配置，在图案形成区域PA3、PA6、PA9的每一个的四角配置调正标志M1、M2，在图案形成区域PA2、PA5、PA8的每一个的四角配置调正标志M3、M4，在图案形成区域PA1、PA4、PA9的每一个的四角配置调正标志M5、M6。
这里，在以下的说明中，酌情将在Y轴方向并列的图案形成区域PA1～PA3称为“分区BR1”，将图案形成区域PA4～PA6称为“分区BR2”，将图案形成区域PA7～PA9称为“分区BR3”。因此感光基板P被设定为关于X轴方向分割的3个分区BR1、BR2、BR3。而且，在X轴方向并列的激光干涉仪PY1～PY3的配置(间隔)，在感光基板P上与在X轴方向并列的多个分区BR1、BR2、BR3对应设定。即，激光干涉仪PY1～PY3的间隔按照图案形成区域PA1、PA4、PA7在X轴方向的长度被设定。另外，感光基板P为大型基板，移动镜34b在X轴方向的长度比感光基板P在X轴方向的长度短，移动镜34b以高加工精度被制造。
以下一面参照图10～图15及图16、图17的流程图一面关于调正处理程序及曝光处理程序进行说明。
如利用图8所述地进行基线计测后，如图10(a)所示，控制装置CONT移动基板载物台PST，并使设于感光基板P的从-X侧开始的第1列的调正标志M1～M6的每一个和调正系统AL1～AL6的每一个相对向。如上所述，本实施例基于在感光基板P形成的调正标志M1～M6的配置(间隔)，设定调正系统AL1～AL6的配置(间隔)。然后，控制装置CONT将此时的基板载物台PST在X轴方向及θZ方向的位置利用激光干涉仪PX1、PX2进行检测，同时选择多个激光干涉仪PY1～PY3中与图案形成区域PA1～PA3(分区BR1)对应的1个激光干涉仪PY1，并将基板载物台PST在Y轴方向的位置用激光干涉仪PY1进行检测。此时，激光干涉仪PY2、PY3不和移动镜34b对向。然后，控制装置CONT一面通过激光干涉仪检测基板载物台PST的位置，一面以使调正系统AL1～AL6和从-X侧开始的第1列调正标志M1～M6对向的状态，同时检测与在Y轴方向多个并列之图案形成区域(曝光区域)PA1～PA3的每一个相对应的调正标志M1～M6(步骤SB1)。
此时，在图案形成区域PA1上配置有2个调正标志M5、M6，在图案形成区域PA2上配置有2个调正标志M3、M4，在图案形成区域PA3上配置有2个调正标志M5、M6，与这些调正标志相对应，对图案形成区域PA1配置有2个调正系统AL5、AL6，对图案形成区域PA2配置有2个调正系统AL3、AL4，对图案形成区域PA3配置有2个调正系统AL1、AL2。即，多个调正系统AL1～AL6为与在Y轴方向并列的图案形成区域(曝光区域)PA1～PA3(PA4～PA6、PA7～PA9)的每一个对应各配置2个的构成。
接着，如图10(b)所示，控制装置CONT将基板载物台PST在-X方向移动，并使设于感光基板P的从-X侧开始的第2列的调正标志M1～M6的每一个和调正系统AL1～AL6的每一个相对向，在通过激光干涉仪PY1检测基板载物台PST在Y轴方向的位置的同时，通过激光干涉仪PX1、PX2检测基板载物台PST在X轴及θZ方向的位置，并同时检测各个调正标志M1～M6(步骤SB2)。
控制装置CONT对图案形成区域PA1～PA3的每一个，在X轴方向上间隔所定距离的2个位置，进行第1列的调正标志及第2列的调正标志的位置检测，基于这些检测结果，求修正关于各图案形成区域PA1～PA3的位移、定标及旋转等像特性之修正参数(步骤SB3)。
这里，第1列的调正标志检测后，为了检测第2列的调正标志，感光基板P要对调正单元U进行扫描，但是，此时调正单元U中在Y轴方向并列的多个基板检测系统60a～60g的每一个，在X轴方向以所定距离间隔检测感光基板P的表面高度位置。即，感光基板P的表面高度位置在棋盘格状的多个位置被检测，这些基板AF检测系统60a～60g各个的检测结果被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于基板AF检测系统60a～60g的检测结果，求感光基板P的图案形成区域PA1～PA3各个的表面形状(步骤SB4)。
然而，如上所述，在多个调正系统AL1～AL6中的外侧2个调正系统系统AL1及AL6上，基板AF检测系统60a及60g邻接设置。因此，通过一面利用基板AF检测系统60a及60g监控感光基板P在Z轴方向的位置信息，一面利用调正系统进行调正处理，在调正处理时，能够抑制以感光基板P从投影光学系统的成像面向Z轴方向有大的偏离之状态进行调正处理的不良情况。
而且，在调正系统AL1～AL6上如利用图6所述，设有探测用的低倍率调正受光系统88和精密调正用的高倍率调正受光系统89。因此，例如当不能进行使用高倍率调正受光系统89的调正标志检测时，通过切换为低倍率调正受光系统88进行调正标志检测，使调正标志检测成为可能。这样，通过切换低倍率及高倍率调正受光系统进行调正标志检测，可顺利地进行调正处理。另外，低倍率及高倍率调正受光系统没必要设于所有的调正系统AL1～AL6，可至少设于外侧2个调正系统AL1及AL6。当然即使在所有的调正系统AL1～AL6上进行设置也并无不可。
接着，控制装置CONT基于通过步骤SB3求得的修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY1及PX1、PX2进行基板载物台PST的位置检测，一面进行对图案形成区域PA1的曝光处理(步骤SB5)。
即，如图10(c)所示，控制装置CONT移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA1的+X侧末端对向。同时，控制装置CONT也将图10中不图示的支持掩膜M的掩膜载物台MST在-X侧移动，并使掩膜M对感光基板P位置吻合。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在+X方向上同步移动，一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA1进行曝光处理。图10(d)所示为对图案形成区域PA1的扫描曝光结束后的状态。这里，基于通过步骤SB4求得的感光基板P(图案形成区域PA1)的表面形状数据，为了使投影光学系统的成像面和感光基板P的表面一致，一面使基板载物台PST在X轴方向或θX、θY方向上移动，控制感光基板P的姿式，一面进行扫描曝光。另外，多个投影光学系统PLa～PLg中，不使用的投影光学系统(例如从图案形成区域PA1超出的投影光学系统PLa、PLg等)通过照明快门6遮蔽其光程。
接着，控制装置CONT基于修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY1及PX1、PX2进行基板载物台PST的位置检测，一面进行对图案形成区域PA1的曝光处理(步骤SB6)。
即，如图11(a)所示，控制装置CONT在-Y方向步进移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA2的-X侧末端对向。此时，掩膜载物台MST为了使掩膜M和感光基板P的位置吻合只进行微动，可基本不移动。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在-X方向上同步移动，一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA2进行曝光处理。图11(b)所示为对图案形成区域PA2的扫描曝光结束后的状态。即使在对图案形成区域PA2的扫描曝光时，基于通过步骤SB4求得的图案形成区域PA2的表面形状数据，可一面进行感光基板P在Z轴方向的位置控制及调平控制一面进行扫描曝光。
这里，在对图案形成区域PA1的扫描曝光处理时，感光基板P在+X方向扫描，在对图案形成区域PA1邻接的图案形成区域PA2的扫描曝光处理时，感光基板P在-X方向扫描。即，采用在与沿Y轴方向并列的图案形成区域PA1～PA3的每一个对应之X轴方向上的2处位置检测调正标志后，通过在沿Y轴方向邻接的多个图案形成区域PA1、PA2上彼此逆向的同步移动而曝光感光基板P的构成。借此可提高曝光装置整体的生产能力。即，原来对1个图案形成区域的曝光处理结束后，为了进行对下一图案形成区域的曝光处理，必须使掩膜M在扫描方向上大幅移动以返回初始状态，但是本实施例在对1个图案形成区域的曝光处理结束后，在对下一图案形成区域进行曝光处理时无需大幅移动掩膜(掩膜载物台)，所以能够减少该掩膜的移动时间，从而提高生产能力。而且在本实施例中，图案形成区域在非扫描方向(Y轴方向)的大小比扫描方向(X轴方向)小，所以与使掩膜在扫描方向上大幅移动相比，如图10(d)～图11(a)所示，使感光基板P在Y轴方向上步进移动对缩短移动距离是有效的。
接着，控制装置CONT基于修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY1及PX1、PX2进行基板载物台PST的位置检测，一面进行对图案形成区域PA3的曝光处理(步骤SB7)。
即，如图11(c)所示，控制装置CONT在-Y方向步进移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA3的+X侧末端对向。此时，掩膜载物台MST为了使掩膜M和感光基板P的位置吻合也只进行微动，可基本不移动。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在+X方向上同步移动，一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA3进行曝光处理。图11(d)所示为对图案形成区域PA3的扫描曝光结束后的状态。即使在对图案形成区域PA3的扫描曝光时，基于通过步骤SB4求得之图案形成区域PA2的表面形状数据，可一面进行感光基板P在Z轴方向的位置控制及调平控制一面进行扫描曝光。在这种情况下，也采用对图案形成区域PA3的曝光处理时的扫描方向，被设定成对邻接之图案形成区域PA2的曝光处理时的扫描方向的逆方向的构成。
上述步骤SB1～SB7的基板载物台PST在X轴方向的位置检测，即对多个图案形成区域PA1～PA3(分区BR1)的调正处理及曝光处理中X轴方向的位置检测，如图10及图11所示，通过激光干涉仪PX1、PX2进行，在Y轴方向的位置检测通过激光干涉仪PY1进行。即，在X轴方向多个并列的激光干涉仪PY1～PY3中用于位置检测的激光干涉仪为1个PY1。然后，通过该1个激光干涉仪PY1进行位置检测，并基于该激光干涉仪PY1的位置检测值进行调正标志检测且进行掩膜M和感光基板P的调正处理后，掩膜M的图案被曝光于图案形成区域PA1～PA3。而且，这里在Y轴方向多个并列的图案形成区域PA1～PA3的每一个被依次连续曝光，同时在该连续曝光中，多个激光干涉仪PY1～PY3中与图案形成区域PA1～PA3(分区BR1)对应之特定的激光干涉仪PY1形成可被用于位置检测之构成。
接着，如图12(a)所示，控制装置CONT一面移动基板载物台PST，一面使设于感光基板P的从-X侧开始第3列的调正标志M1～M6的每一个与调正系统AL1～AL6的每一个对向。然后，控制装置CONT选择多个激光干涉仪PY1～PY3中与图案形成区域PA4～PA6(分区BR2)对应的1个激光干涉仪PY2。控制装置CONT伴随基板载物台PST在X轴方向的位置的移动，将用于基板载物台PST在Y轴方向的位置检测的激光干涉仪，从激光干涉仪PY1切换为该选择的激光干涉仪PY2(步骤SB8)。
然后，控制装置CONT利用激光干涉仪PX1、PX2检测此时的基板载物台PST在X轴方向及θZ方向的位置，同时利用激光干涉仪PY2检测基板载物台PST在Y轴方向的位置。控制装置CONT一面通过激光干涉仪检测基板载物台PST的位置，一面以使调正系统AL1～AL6和从-X侧开始第3列的调正标志M1～M6的每一个对向之状态，同时检测与在Y轴方向多个并列的图案形成区域(曝光区域)PA4～PA6的每一个对应的调正标志M1～M6(步骤SB9)。
在将激光干涉仪从PY1切换为PY2时，激光干涉仪PY1的位置检测结果被用于激光干涉仪PY2的位置检测。具体来说，控制装置CONT在从激光干涉仪PY1切换为激光干涉仪PY2时，例如在进行所定次数的通过激光干涉仪PY1的基板载物台PST的位置检测动作的同时，也进行所定次数的通过激光干涉仪PY2的基板载物台PST的位置检测动作，并求这些检测结果的平均值的差。然后，以该求得的差为修正值，并基于该修正值进行通过激光干涉仪PY2的基板载物台PST的位置检测动作。这样，在关于分区BR2(图案形成区域PA4～PA6)的调正处理的一部分即激光干涉仪PY2的位置检测动作中，用到了在X轴方向邻接的分区BR1(图案形成区域PA1～PA3)的调正结果的一部分即激光干涉仪PY1的位置检测结果。
此时，使激光干涉仪PY2动作，计测激光干涉仪PY1和PY2的差分，作为偏移1记忆。以后，基板载物台PST的Y坐标可通过激光干涉仪PY2的计测值和偏移1而求得。
接着，如图12(b)所示，控制装置CONT在-X方向移动基板载物台PST，并使设于感光基板P的从-X侧开始第4列的调正标志M1～M6的每一个与调正系统AL1～AL6的每一个对向，在通过激光干涉仪PY2检测基板载物台PST在Y轴方向的位置的同时，通过激光干涉仪PX1、PX2检测基板载物台PST在X轴方向及θZ方向的位置，并同时检测这些调正标志M1～M6的每一个(步骤SB10)。
控制装置CONT对图案形成区域PA4～PA6的每一个，在X轴方向上间隔所定距离的2处位置，进行第1列的调正标志及第2列的调正标志的位置检测，基于这些检测结果，求修正关于各图案形成区域PA4～PA6的移位、定标及旋转等像特性的修正参数(步骤SB11)。
这里，在第3列的调正标志检测后，为了检测第4列的调正标志，感光基板P要对调正单元U进行扫描，此时调正单元U中的在Y轴方向并列的多个基板AF检测系统60a～60g的每一个，在X轴方向上以所定距离间隔检测感光基板P的表面的高度位置。这些基板AF检测系统60a～60g的各个检测结果被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于基板检测系统60a～60g的检测结果，求感光基板P的图案形成区域PA4～PA6各个的表面形状(步骤SB12)。
接着，控制装置CONT基于通过步骤SB11求得的修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY2及PX1、PX2检测基板载物台PST的位置，一面进行对图案形成区域PA4的曝光处理(步骤SB13)。
即，如图12(c)所示，控制装置CONT移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA4的+X侧末端对向。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在+X方向同步移动一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA4进行曝光处理。图12(d)所示为对图案形成区域PA4的扫描曝光结束后的状态。这里，基于通过步骤SB12求得的感光基板P(图案形成区域PA4)的表面形状数据，为了使投影光学系统的成像面和感光基板P的表面一致，一面使基板载物台PST在Z轴方向或θX、θY方向上移动而控制感光基板P的姿式，一面进行扫描曝光。
接着，控制装置CONT基于修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY2及PX1、PX2检测基板载物台PST的位置，一面进行对图案形成区域PA5的曝光处理(步骤SB14)。
即，如图13(a)所示，控制装置CONT在-Y方向步进移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA5的-X侧末端对向。此时，掩膜载物台MST为了使掩膜M和感光基板P的位置吻合只进行微动，可基本不移动。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在-X方向上同步移动，一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA5进行曝光处理。图13(b)所示为对图案形成区域PA5的扫描曝光结束后的状态。
接着，控制装置CONT基于修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY2及PX1、PX2检测基板载物台PST的位置，一面进行对图案形成区域PA6的曝光处理(步骤SB15)。
即，如图13(c)所示，控制装置CONT在-Y方向步进移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA6的+X侧末端对向。此时，掩膜载物台MST为了使掩膜M和感光基板P的位置吻合也只进行微动，可基本不移动。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在+X方向上同步移动，一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA6进行曝光处理。图13(d)所示为对图案形成区域PA6的扫描曝光结束后的状态。
上述步骤SB9～SB15的基板载物台PST在X轴方向的位置检测通过激光干涉仪PX1、PX2进行，在Y轴方向的位置检测通过激光干涉仪PY1进行。即，在X轴方向多个并列的激光干涉仪PY1～PY3中用于位置检测的激光干涉仪为1个PY2。然后，通过该1个激光干涉仪PY2进行位置检测，并基于该激光干涉仪PY2的位置检测值进行调正标志检测且进行掩膜M和感光基板P的调正处理后，掩膜M的图案被曝光于图案形成区域PA4～PA6。而且，这里也是在Y轴方向多个并列的图案形成区域PA4～PA6的每一个被依次连续曝光，同时在该连续曝光中，多个激光干涉仪PY1～PY3中与图案形成区域PA4～PA6(分区BR2)对应的特定的激光干涉仪PY2形成可被用于位置检测之构成。
然后，控制装置CONT将使用的激光干涉仪从PY2切换为PY3(步骤SB16)。
接着，如图14(a)所示，控制装置CONT一面移动基板载物台PST，一面使设于感光基板P的从-X侧开始第5列的调正标志M1～M6的每一个与调正系统AL1～AL6的每一个对向。然后，控制装置CONT选择多个激光干涉仪PY1～PY3中与图案形成区域PA7～PA9(分区BR3)对应的1个激光干涉仪PY3。控制装置CONT伴随基板载物台PST在X轴方向的位置的移动，将用于基板载物台PST在Y轴方向的位置检测的激光干涉仪，从激光干涉仪PY2切换为该选择的激光干涉仪PY3(步骤SB16)。
然后，控制装置CONT利用激光干涉仪PX1、PX2检测此时的基板载物台PST在X轴方向及θZ方向的位置，同时利用激光干涉仪PY3检测基板载物台PST在Y轴方向的位置。控制装置CONT一面通过激光干涉仪检测基板载物台PST的位置，一面以使调正系统AL1～AL6和从-X侧开始第5列的调正标志M1～M6的每一个对向的状态，同时检测与在Y轴方向多个并列的图案形成区域(曝光区域)PA7～PA9的每一个对应的调正标志M1～M6(步骤SB17)。
此时，使激光干涉仪PY3动作，将激光干涉仪PY2和PY3的差分作为偏移2记忆。以后，基板载物台PST坐标可通过激光干涉仪PY3的计测值、偏移1、偏移2而求得。
这里，在将激光干涉仪从PY2切换为PY3时，激光干涉仪PY2的位置检测结果也被用于激光干涉仪PY3的位置检测。即，在关于分区BR3(图案形成区域PA7～PA9)的调正处理的一部分即激光干涉仪PY3的位置检测动作中，用到了在X轴方向邻接的分区BR2(图案形成区域PA4～PA6)的调正结果的一部分即激光干涉仪PY2的位置检测结果。
接着，如图14(b)所示，控制装置CONT在-X方向移动基板载物台PST，并使设于感光基板P的从-X侧开始第6列的调正标志M1～M6的每一个与调正系统AL1～AL6的每一个对向，在通过激光干涉仪PY3检测基板载物台PST在Y轴方向的位置的同时，通过激光干涉仪PX1、PX2检测基板载物台PST在X轴方向及θZ方向的位置，并同时检测这些调正标志M1～M6的每一个(步骤SB18)。
控制装置CONT对图案形成区域PA7～PA9的每一个，在X轴方向上间隔所定距离的2处位置，进行第5列的调正标志及第6列的调正标志的位置检测，基于这些检测结果，求修正关于各图案形成区域PA7～PA9的移位、定标及旋转等像特性的修正参数(步骤SB19)。
这里，在第5列的调正标志检测后，为了检测第6列的调正标志，在感光基板P对调正单元U进行扫描时，在Y轴方向并列的多个基板AF检测系统60a～60g的每一个，在X轴方向上以所定距离间隔检测感光基板P的表面的高度位置。这些基板AF检测系统60a～60g的各个检测结果被输出到控制装置CONT，控制装置CONT基于基板检测系统60a～60g的检测结果，求感光基板P的图案形成区域PA7～PA9各个的表面形状(步骤SB20)。
接着，控制装置CONT基于通过步骤SB18求得的修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY3及PX1、PX2检测基板载物台PST的位置，一面进行对图案形成区域PA7的曝光处理(步骤SB21)。
即，如图14(c)所示，控制装置CONT移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA7的+X侧末端对向。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在+X方向同步移动一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA7进行曝光处理。图14(d)所示为对图案形成区域PA7的扫描曝光结束后的状态。这里，基于通过步骤SB19求得的感光基板P(图案形成区域PA7)的表面形状数据，为了使投影光学系统的成像面和感光基板P的表面一致，一面使基板载物台PST在Z轴方向或θX、θY方向上移动而控制感光基板P的姿式，一面进行扫描曝光。
接着，控制装置CONT基于修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY3及PX1、PX2检测基板载物台PST的位置，一面进行对图案形成区域PA8的曝光处理(步骤SB22)。
即，如图15(a)所示，控制装置CONT在-Y方向步进移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA8的-X侧末端对向。此时，掩膜载物台MST为了使掩膜M和感光基板P的位置吻合只进行微动，可基本不移动。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在-X方向上同步移动，一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA8进行曝光处理。图15(b)所示为对图案形成区域PA8的扫描曝光结束后的状态。
接着，控制装置CONT基于修正参数修正像特性后，一面通过激光干涉仪PY3及PX1、PX2检测基板载物台PST的位置，一面进行对图案形成区域PA9的曝光处理(步骤SB23)。
即，如图15(c)所示，控制装置CONT在-Y方向步进移动基板载物台PST以使投影光学系统PL和图案形成区域PA9的+X侧末端对向。此时，掩膜载物台MST为了使掩膜M和感光基板P的位置吻合也只进行微动，可基本不移动。然后，通过一面使掩膜M和感光基板P对投影光学系统PL在+X方向上同步移动，一面以曝光光EL照明掩膜M，对图案形成区域PA9进行曝光处理。图15(d)所示为对图案形成区域PA9的扫描曝光结束后的状态。
上述步骤SB17～SB23的基板载物台PST在X轴方向的位置检测，即对多个图案形成区域PA7～PA9(分区BR3)的调正处理及曝光处理中X轴方向的位置检测，如图14及图15所示，通过激光干涉仪PX1、PX2进行，在Y轴方向的位置检测通过激光干涉仪PY3进行。即，在X轴方向多个并列之激光干涉仪PY1～PY3中用于位置检测的激光干涉仪为1个PY3。然后，通过该1个激光干涉仪PY3进行位置检测，并基于该激光干涉仪PY3的位置检测值进行调正标志检测且进行掩膜M和感光基板P的调正处理后，掩膜M的图案被曝光于图案形成区域PA7～PA9。而且，这里也是在Y轴方向多个并列的图案形成区域PA7～PA9的每一个被依次连续曝光，同时在该连续曝光中，多个激光干涉仪PY1～PY3中与图案形成区域PA7～PA9(分区BR3)对应之特定的激光干涉仪PY3形成可被用于位置检测的构成。
如以上说明，在对掩膜M和感光基板P的扫描方向即Y轴方向的交叉的非扫描方向即X轴方向上，并列配置有6个调正系统AL，所以可不减少应检测的调正标志M1～M6的数目，与原来相比就能降低调正标志M1～M6的检测动作次数。因此，可一面维持调正精度一面缩短调正处理时间。
另外，在本实施例中，调正系统为AL1～AL6共6个，但是也可在Y轴方向上至少并列配置3个，借此减少调正标志的数目，可降低调正标志的检测动作次数。而且，使用这些多个并列的调正系统，可同时计测多个图案形成区域各个的调正标志，所以能够提高生产能力。
本实施例中的调正系统AL为偏离中心线方向的调正系统。因此，与通过投影光学系统PL同时计测掩膜调正标志和基板调正标志的TTL方向的调正系统相比，为一种不直接检测掩膜调正标志的构成，所以可将调正系统AL1～AL6中外侧2个调正系统AL1、AL6的间隔设定得大于掩膜M的宽度(在Y轴方向的长度)。因此，调正系统AL1～AL6的配置可与掩膜M的宽度无关而自由设定。
调正掩膜的检测为对1个图案形成区域，在X轴方向上隔有所定距离的2处位置进行之构成，所以基于这些掩膜检测结果，可精度良好地进行调正处理。另外，调正标志检测既可以在X轴方向上隔有所定距离的至少2处位置进行，也可在3处以上的任意的多个位置进行。通过多设置调正掩膜检测的检测位置，可提高检测精度。
当扫描曝光在Y轴方向邻接的图案形成区域的每一个时，通过利用彼此逆方向的同步移动而进行扫描曝光处理，可在对图1案形成区域的曝光处理结束后，进行对第2图案形成区域的曝光处理时也无需大幅移动掩膜(掩膜载物台)，所以能够降低该掩膜的移动时间，从而提高生产能力。
另外，本实施例与调正同步进行PY1→PY2、PY2→PY3的干涉仪切换，但是只要是2个干涉仪可动作的位置在哪里都可以，也可为曝光中途和曝光结束点。这样一来，即使是无需调正的第1层的曝光，也能成为排列精度佳的曝光。
偏移的计测可通过反复进行多次计测并平均化以提高精度。另外，平均化在进行0.1～0.2SEc以上时效果大。
然而，如上所述，对1个图案形成区域，调正标志设于例如4角为较佳。通过对1个图案形成区域设置4个调正标志，可精度良好地求位移、定标、旋转及正交度等像特性，高精度地进行调正处理。而且，为了能够同时计测设于4角的调正标志中在Y轴方向并列的2个调正标志，对图案形成区域的每一个，调正系统在Y轴方向上至少配置2个为较佳。然而，因为在感光基板P上所设定的图案形成区域的大小及数目根据制造元件被适当变化，所以通过调正系统的配置，会产生在1个图案形成区域不配置2个调正系统之情况。但是，通过以感光基板P的宽度(Y轴方向的长度)为参数而使调正系统的间隔最佳化，即使图案形成区域的大小及数目变化，也能对1个图案形成区域配置2个调正系统。
例如，当调正系统AL为AL1～AL6共6个时，通过设定调正系统AL1～AL6的配置以满足·调正系统AL1和AL2的间隔 ≤ (2/7)×L ···(1)·调正系统AL3和AL4的间隔 ≤ (1/5)×L ···(2)·调正系统AL5和AL6的间隔 ≤ (2/7)×L ···(3)·调正系统AL1和AL6的间隔 ≤ L ···(4)的条件，即使图案形成区域的大小及数目变化，也能对1个图案形成区域配置2个调正系统。
关于此情况，一面参照图18一面进行说明。
图18(a1)所示为将Y轴方向的宽L的感光基板P沿Y轴方向一分为二，沿X轴方向一分为二，设定共计4个图案形成区域，并在这4个图案形成区域的每一个上形成画面(图案)之场合。这里，图18(a2)所示的掩膜M被用于曝光处理。掩膜M上形成有“NO.1”图案。图18(a1)中，白圈“○”表示被使用的调正系统，该例中对图案形成区域PA2使用调正系统AL1、AL3，对图案形成区域PA1使用调正系统AL4、AL6。这里，在感光基板P上形成有与调正系统AL1～AL6对应的调正标志。调正系统AL1～AL6以满足上述(1)～(4)式为目的进行配置，所以对1个图案形成区域至少配置有2个，图18(a1)的例为3个调正系统。这里，各图案形成区域在Y轴方向的宽度相同。
图18(b1)所示为将宽L的感光基板P沿Y轴方向一分为三，沿X轴方向一分为二，设定共计6个图案形成区域，并在这6个图案形成区域的每一个上形成画面(图案)的场合。这里，图18(b2)所示的掩膜M被用于曝光处理。掩膜M上形成有“NO.1”图案。图18(b1)所示例中，对图案形成区域PA3使用调正系统AL1、AL2，对图案形成区域PA2使用调正系统AL3、AL4，对图案形成区域PA1使用调正系统AL5、AL6。在这种情况下，调正系统AL1～AL6也以满足上述(1)～(4)式为目的进行配置，所以对1个图案形成区域配置2个调正系统。这里，各图案形成区域在Y轴方向的宽度相同。
图18(c1)所示为将宽L的感光基板P沿Y轴方向一分为三，沿X轴方向一分为二，设定共计6个图案形成区域的场合。这里，图18(c2)所示的掩膜M被用于曝光处理。掩膜M上形成有“NO.1”图案和“NO.2”图案。然后，对图案形成区域PA1～PA6的每一个将“NO.1”图案和“NO.2”图案的各个适当转印，并在Y轴方向上5个，在X轴方向上2个，形成共计10个画面(图案)。在图18(c1)所示的例中，对图案形成区域PA3，“NO.1”图案和“NO.2”图案被同时形成，此时使用调正系统AL1、AL2。然后对图案形成区域PA2形成“NO.1”图案，此时使用调正系统AL3、AL4。另外，在图案形成区域PA2上形成“NO.1”图案时，通过设于照明光学系统IL的遮帘(照明区域设定装置)等，对“NO.2”图案之曝光光的照明被遮断，在图案形成区域PA3上只形成掩膜M的“NO.1”图案。这里，调正系统AL3和AL4的间隔如上述(2)式被设定，所以可使这2个调正系统AL3、AL4对图案形成区域PA2配置。然后，对图案形成区域PA1，“NO.1”图案和“NO.2”图案被同时形成，此时使用调正系统AL5、AL6。在这种情况下，调正系统AL1～AL6也以满足上述(1)～(4)式为目的进行配置，所以对1个图案形成区域配置2个调正系统。
图18(d1)所示为将宽L的感光基板P沿Y轴方向一分为三，沿X轴方向一分为二，设定共计6个图案形成区域的场合。这里，图18(d2)所示的掩膜M被用于曝光处理。掩膜M上形成有“NO.1”图案、“NO.2”图案、“NO.3”图案。然后，对图案形成区域PA1～PA6的每一个将“NO.1”图案、“NO.2”图案、“NO.3”图案的各个适当转印，并在Y轴方向上7个，在X轴方向上2个，形成共计14个画面(图案)。在图18(d1)所示的例中，对图案形成区域PA3，“NO.2”图案和“NO.3”图案被同时形成，此时使用调正系统AL1、AL2。另外，在图案形成区域PA3上形成“NO.2”、“NO.3”图案时，通过遮帘等对“NO.1”图案的曝光光的照明被遮断，在图案形成区域PA3上只形成掩膜M的“NO.2”、“NO.3”图案。然后，对图案形成区域PA2，“NO.1”图案、“NO.2”图案、“NO.3”图案被同时形成，此时使用调正系统AL3、AL4。然后，对图案形成区域PA1，“NO.1”图案和“NO.2”图案被同时形成，此时使用调正系统AL5、AL6。另外，在图案形成区域PA1上形成“NO.1”、“NO.2”图案时，通过遮帘等对“NO.3”图案的曝光光的照明被遮断。在这种情况下，调正系统AL1～AL6也以满足上述(1)～(4)式为目的进行配置，所以对1个图案形成区域配置2个调正系统。
在上述实施例中，调正标志M1～M6为在X轴方向上每所定间隔配置之构成，但也可如图19所示，将附随于图案形成区域PA1的调正标志M31、M41和附随于图案形成区域PA3的调正标志M33、M43在Y轴方向上并列配置。同样，也可将附随于图案形成区域PA2的调正标志M12、M22和附随于图案形成区域PA4的调正标志M14、M24在Y轴方向上并列配置，或将附随于图案形成区域PA3的调正标志M33、M43和附随于图案形成区域PA5的调正标志M35、M45在Y轴方向上并列配置，或将附随于图案形成区域PA4的调正标志M14、M24和附随于图案形成区域PA6的调正标志M16、M26在Y轴方向上并列配置。然后，可将这些在Y轴方向并列的多个调正标志中邻接的2个调正标志，通过1个调正系统AL1～AL4分别同时检测。即，调正系统AL1在其计测区域同时检测调正标志M12和M14，调正系统AL2在其计测区域同时检测调正标志M22和M24，调正系统AL3在其计测区域同时检测调正标志M31和M33，调正系统AL4在其计测区域同时检测调正标志M41和M43。借此，可降低调正标志检测动作的次数，提高生产能力。另外这种场合也可进行设定以缩小图案形成区域的宽度。
然后，在进行曝光处理时，控制装置CONT首先在将从-X侧开始第1列的调正标志的每一个通过调正系统AL1～AL4进行检测后，将第2列的调正标志的每一个通过调正系统AL1～AL4进行检测。然后，控制装置CONT一面在+X方向扫描感光基板P一面进行对图案形成区域PA1的曝光处理，接着，一面在-X方向扫描感光基板P一面进行对图案形成区域PA2的曝光处理。以下同样，控制装置CONT在检测第3列及第4列的调正标志后，一面在+X方向扫描感光基板P一面进行对图案形成区域PA3的曝光处理，接着，一面在-X方向扫描感光基板P一面进行对图案形成区域PA4的曝光处理。另外，控制装置CONT在检测第5列及第6列的调正标志后，一面在+X方向扫描感光基板P一面进行对图案形成区域PA5的曝光处理，接着，一面在-X方向扫描感光基板P一面进行对图案形成区域PA6的曝光处理。
另外，形成于感光基板P的调正标志M1～M6的间隔是根据调正系统AL1～AL6的配置(间隔)而被设定，但也可将调正系统设定为可在Y轴方向移动，变更调正系统彼此的间隔。
而且，如以上说明，将在感光基板P上曝光的图案形成区域PA1～PA9分割为多个分区BR1～BR3，在每分区进行调正处理及曝光处理，并关于多个分区BR1～BR3的每一个依次进行该处理，所以即使感光基板P大型化，通过将感光基板P分割为多个分区并设置与各分区对应之激光干涉仪PY1～PY3，无需对1个分区切换激光干涉仪，也可在每个分区进行精度良好的调正处理及曝光处理。
在本实施例中，调正系统为AL1～AL6共6个，但是也可在Y轴方向至少并列配置3个，借此无需减少调正标志的数目，就能降低调正标志的检测动作次数。而且，使用这些多个并列的调正系统，可同时计测多个图案形成区域之每一个的调正标志，从而可提高生产能力。
如上所述，激光干涉仪PY1～PY3的间隔(配置)与在X轴方向并列之图案形成区域(分区)的每一个对应设定，当图案形成区域各个彼此邻接时，激光干涉仪PY1～PY3的配置根据图案形成区域在X轴方向的长度(大小)被设定。另一方面，当在X轴方向并列的图案形成区域彼此分隔设定时，多个激光干涉仪PY1～PY3的配置根据图案形成区域的大小及彼此的间隔被设定。
在上述实施例中，移动镜34b为1个移动镜，但是也可采用在基板载物台PST上配置与在X轴方向上并列的多个分区BR1～BR3的每一个对应分割的多个(3个)移动镜的构成。
在上述实施例中的曝光装置EX是具有彼此邻接的多个投影光学系统，所谓的多透镜扫描型曝光装置，但是关于投影光学系统为1个的扫描型曝光装置，也可适用本发明。
作为曝光装置EX的用途，并不限定于在角型的玻璃板上曝光液晶显示元件图案的液晶用的曝光装置，也可适用于例如半导体制造用的曝光装置和用于制造薄膜磁头的曝光装置。
本实施例的曝光装置EX的光源，不只是g线(436NM)、h线(405NM)、I线(365NM)，也可使用KRF激态复合物激光(248NM)、ARF激态复合物激光(193NM)、F2激光(157NM)。
投影光学系统PL的倍率不只是等倍系统，也可为缩小系统及扩大系统的任一个。
作为投影光学系统PL，当使用激态复合物激光等远紫外线时，使用石英和萤石等透过远紫外线的材料作为玻璃材料，当使用F2激光时为反射折射系统或折射系统的光学系统。
当在基板载物台PST和掩膜载物台MST使用线性电动机时，可使用利用空气轴承的空气上浮型及利用劳伦兹力或电抗力的磁上浮型的任一个。另外，载物台既可为沿导轨移动的类型，也可为不设导轨的无导轨型。
当使用平面电动机作为载物台的驱动装置时，可将磁石单元和电枢单元的任一方与载物台接续，并将磁石单元和电枢单元的另一方设于载物台的移动面侧(基座)。
通过基板载物台PST而产生的反作用力，如日本专利早期公开的特开平8-166475号公报所述，可使用框架构件机械地向地板(大地)释放。本发明在具备有这种构造的曝光装置中也可适用。
通过掩膜载物台MST而产生的反作用力，如日本专利早期公开的特开平8-330224号公报所述，可使用框架构件机械地向地板(大地)释放。本发明在具备有这种构造的曝光装置中也可适用。
如上所述，本申请实施例的曝光装置，是将包含本申请专利权利要求所列举的各构成要素的各种子系统，以保持所定的机械精度、电气精度、光学精度为目的而组装制造的。为了确保这些各种精度，在该组装的前后关于各种光学系统进行为了达成光学精度的调整，关于各种机构系统进行为了达成机构精度的调整，关于各种电气系统进行为了达成电气精度的调整。从各种子系统到曝光装置的组装工程包含各种子系统相互的机械的接续、电气电路的配线接续、气压电路的管道接续等。在从各种子系统到曝光装置的组装工程之前，当然有各子系统各自的组装工程。在各种子系统到曝光装置的组装工程结束后，进行综合调整，确保作为曝光装置整体的各种精度。另外，曝光装置的制造在温度及清洁度等被管理之净室中进行最为理想。
半导体元件如图20所示，经过进行元件的机能·性能设计的步骤201、制作基于该设计步骤的掩膜(掩膜原版)的步骤202、制造元件的基材即基板(圆片、玻璃板)的步骤203、通过上述的实施例的曝光装置将掩膜原版的图案曝光于基板，并将该曝光的基板显像的基板处理步骤204、元件组装步骤(包括切割工程、焊接工程、包装工程)205、检查步骤206等而被制造。
如以上说明，对在所定方向扫描的掩膜和基板，在非扫描方向上至少并列配置3个调正系统，所以不减少应检测的调正标志的数目，就能降低调正标志的检测动作次数。因此，能够一面维持调正精度一面缩短调正处理时间，提高曝光处理的生产能力。
而且，将基板上进行曝光的曝光区域分割为多个分区，在每分区进行调正处理及曝光处理，并将该处理关于多个分区的每一个依次进行，所以即使基板大型化，也可通过将基板分割为多个分区并设置与各分区对应的位置检测装置，无需对1个分区切换位置检测装置，就能在每个分区进行精度良好的调正处理及曝光处理。
权利要求
1.一种曝光方法，适用于将掩膜和基板在第1方向同步移动并对该基板曝光该掩膜的图案，其特征是包括将该基板分割为多个曝光区域的分区；以及在该多个曝光区域的每个分区使该掩膜和该基板位置吻合后，将该掩膜的图案曝光于该基板。
2.如权利要求1所述的曝光方法，其特征是该位置吻合是利用邻接的该分区的位置吻合结果的一部分。
3.如权利要求1所述的曝光方法，其特征是在该第1方向上设置多个检测该基板的位置的位置检测装置，同时对应该多个曝光区域的分区设定该多个位置检测装置的配置。
4.如权利要求3所述的曝光方法，其特征是该多个位置检测装置由多个激光干涉仪构成，并对应该基板的位置以切换使用的激光而检测该基板的位置。
5.如权利要求1至4任一项所述的曝光方法，其特征是该基板为基板液晶显示器基板。
6.一种曝光装置，适用于一面将掩膜和基板在第1方向同步移动一面对该基板曝光该掩膜的图案，其特征是包括多个位置检测装置，并列配置在该第1方向上，可检测该基板在与该第1方向交叉的第2方向的位置；对该掩膜调正该基板的调正部；以及一控制装置，在根据该基板的位置切换控制该多个位置检测装置的同时，对应在该基板上曝光的曝光区域选择该多个位置检测装置中的1个，并根据该位置检测装置的检测位置，通过该调正部进行调正曝光。
7.如权利要求6所述的曝光装置，其特征是包括设于可移动支持该基板的基板载物台上的移动镜；以及通过向该移动镜照射激光而检测该基板载物台在该第2方向的位置之激光干涉仪，其中该控制装置根据该基板载物台的移动而切换该多个激光干涉仪。
8.如权利要求6所述的曝光装置，其特征是该基板在该第1方向上被分割为多个曝光区域的分区，且该控制装置对应该曝光区域的分区选择该多个位置检测装置中的1个，同时在该曝光区域的每个分区切换该多个位置检测装置。
8.如权利要求6所述的曝光装置，其特征是该多个位置检测装置的间隔，是对应于该曝光区域的分区的该第1方向的间隔而设定。
10.如权利要求6所述的曝光装置，其特征是该基板在该第1方向上被分割为多个曝光区域的分区，且该控制装置对因通过选择该多个位置检测装置中的1个而对应的该曝光区域的分区，以该调正部调正该基板。
11.一种元件制造方法，其特征是包括使用如权利要求1、权利要求2、权利要求3或权利要求4所述的曝光方法，将该掩膜上所描绘的元件图案在该基板上曝光的工程；以及将该曝光的基板显像的工程。
全文摘要
提供一种曝光方法、曝光装置及元件制造方法，可一面维持精度一面缩短元件处理时间，并提高生产性。该曝光装置具备有多个检测设于感光基板上多个位置的调正标志的每一个的调正系统，调正系统在非扫描方向即轴方向上至少并列配置有3个或3个以上。而且曝光装置具备有在轴方向上并列配置，可检测感光基板在轴方向的位置的多个激光干涉仪、对掩膜调正感光基板的调正系统、根据感光基板的位置切换控制多个激光干涉仪，同时对应在感光基板上进行曝光的图案形成区域选择多个激光干涉仪中的1个，基于该激光干涉仪的检测位置通过调正系统进行调正曝光的控制装置。
文档编号G03F9/00GK1983037SQ20061016176
公开日2007年6月20日 申请日期2003年5月20日 优先权日2002年5月22日
发明者奈良圭 申请人:尼康株式会社