(57)【要約】【課題】ウエハのアライメントを行う際に、精度の向上と共に処理時間の短縮を図る。【解決手段】露光装置において基板に設けられたマークの位置を検出するマーク位置検出装置であって、解像度及び読み出し領域が変更可能な撮像素子と、マークから反射される光を撮像素子に導く光学系と、撮像素子の出力に基づいてマークの位置を検出する制御手段とを有し、該制御手段は、第１の解像度及び第１の読み出し領域に設定された撮像素子の出力に基づいて第１の位置検出Ｓ３２を行い、該第１の位置検出Ｓ３２の結果に基づいて第１の読み出し領域よりも狭範囲で、かつ第１の読み出し領域内にある第２の読み出し領域に設定し、第１の解像度よりも高解像な第２の解像度及び第２の読み出し領域に設定された撮像素子の出力に基づいて第２の位置検出Ｓ３９を行う。【選択図】図８
2010258099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に設けられたマークの位置を検出するマーク位置検出装置であって、
解像度及び読み出し領域が変更可能な撮像素子と、
前記マークから反射される光を撮像素子に導く光学系と、
前記撮像素子の出力に基づいて前記マークの位置を検出する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
第１の解像度及び第１の読み出し領域に設定された前記撮像素子の出力に基づいて第１の位置検出を行い、
前記第１の位置検出の結果に基づいて前記第１の読み出し領域よりも狭範囲で、かつ前記第１の読み出し領域内にある第２の読み出し領域に設定し、前記第１の解像度よりも高解像な第２の解像度及び前記第２の読み出し領域に設定された前記撮像素子の出力に基づいて第２の位置検出を行うことを特徴とするマーク位置検出装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２の位置検出では、前記撮像素子の画素の間引きを行わず、前記第１の位置検出では、前記撮像素子の画素を間引くことを特徴とする請求項１に記載のマーク位置検出装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の位置検出及び前記第２の位置検出において、前記撮像素子に対する光量を判定し、かつ、それぞれ前記撮像素子の蓄積時間を設定することを特徴とする請求項１及び２に記載のマーク位置検出装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第１の位置検出において、前記撮像素子に対する光量を判定し、かつ、前記撮像素子の蓄積時間を設定し、
前記第２の位置検出における前記撮像素子の蓄積時間は、前記第１の位置検出における蓄積時間を用いることを特徴とする請求項１及び２に記載のマーク位置検出装置。
【請求項５】
基板に設けられたマークの位置を検出するマーク位置検出方法であって、
解像度及び読み出し領域が変更可能な撮像素子と、
前記マークから反射される光を撮像素子に導く光学系と、
前記撮像素子の出力に基づいて前記マークの位置を検出する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、
第１の解像度及び第１の読み出し領域に設定された前記撮像素子の出力に基づいて第１の位置検出を行う第１の検出工程と、
前記第１の位置検出の結果に基づいて前記第１の読み出し領域よりも狭範囲で、かつ前記第１の読み出し領域内にある第２の読み出し領域に設定し、前記第１の解像度よりも高解像な第２の解像度及び前記第２の読み出し領域に設定された前記撮像素子の出力に基づいて第２の位置検出を行う第２の検出工程と、
を有することを特徴とするマーク位置検出方法。
【請求項６】
前記第２の検出工程では、前記撮像素子の画素の間引きを行わず、
前記第１の検出工程では、前記撮像素子の画素を間引くことを特徴とする請求項５に記載のマーク位置検出方法。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１の検出工程及び前記第２の検出工程において、前記撮像素子に対する光量を判定し、かつ、それぞれ前記撮像素子の蓄積時間を設定することを特徴とする請求項５及び６に記載のマーク位置検出方法。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１の検出工程において、前記撮像素子に対する光量を判定し、かつ、前記撮像素子の蓄積時間を設定し、
前記第２の検出工程における前記撮像素子の蓄積時間は、前記第１の検出工程における蓄積時間を用いることを特徴とする請求項５及び６に記載のマーク位置検出方法。
【請求項９】
光源部からの光でレチクルを照明する照明光学系と、前記レチクルからの光を基板に導く投影光学系と、前記基板を載置して移動可能な基板ステージ系とを有する露光装置であって、
前記基板ステージ系は、請求項１〜４のいずれか１項に記載のマーク位置検出装置、若しくは、請求項５〜８記載のマーク位置検出方法を採用し、前記基板の位置決めを行うことを特徴とする露光装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、
前記基板を現像する工程と、
を有することを特徴とするデバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マーク位置検出装置及びマーク位置検出方法、それを用いた露光装置及びデバイスの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体製造プロセスでは、半導体露光装置により、マスクの回路パターンをウエハ（基板）に焼き付ける露光処理が行われている。近年の半導体露光装置の性能としては、オーバーレイ精度５ｎｍ、かつ、１５０〜２００ウエハ／１時間のスループットを求められている。したがって、精度の向上と共に処理時間の短縮が必須となっており、ウエハアライメント計測においても、計測時間を短縮することを求められている。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１は、低倍率と高倍率の２つの撮像系でウエハのアライメントマークを同時に撮像し、ステージ駆動に要する時間を削減する位置計測装置を開示している。具体的には、低倍率撮像系と高倍率撮像系とで同時にアライメントマークを撮像し、低倍率と高倍率の撮像系のそれぞれでアライメントマークの位置を計算する。その後、低倍率で撮像したアライメントマーク画像による粗計測結果に基づいて、アライメントマーク位置のズレ量を判定する。判定の結果、低倍率で撮像したアライメントマークのズレ量が精密計測へ移行可能なズレ量であれば、高倍率撮像系で撮影した画像からの位置情報を精密計測結果として採用する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−９２２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、特許文献１に記載されたようなウエハアライメント計測では、粗計測でのアライメントマークの位置のズレ量が精密計測へ移行可能なズレ量であれば、精密計測のためのステージ駆動は不要となる。しかしながら、粗計測でのアライメントマークの位置のズレ量が精密計測へ移行できない程大きい場合には、ステージ駆動を行った後、高倍率撮像系でのアライメントマークの撮像を再度実行する必要がある。したがって、この場合、ステージ駆動が必要となり、計測時間の短縮とならないケースがあり得る。
【０００６】
また、上述のウエハアライメント計測では、粗計測に必要な広範囲な計測視野と、精密計測に必要な高い分解能とを両立させるような大型の撮像素子を撮像系に採用すると、撮像素子の画素数が非常に多くなる。その結果、撮像素子からの画像の読み出しにかかる時間がステージ駆動にかかる時間よりも長くなり、結果的に、ウエハアライメント計測の時間短縮にはならない。
【０００７】
本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、精度の向上と共に処理時間の短縮が図れるマーク位置検出装置及びマーク位置検出方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、基板に設けられたマークの位置を検出するマーク位置検出装置であって、解像度及び読み出し領域が変更可能な撮像素子と、マークから反射される光を撮像素子に導く光学系と、撮像素子の出力に基づいてマークの位置を検出する制御手段とを有し、該制御手段は、第１の解像度及び第１の読み出し領域に設定された撮像素子の出力に基づいて第１の位置検出を行い、該第１の位置検出の結果に基づいて第１の読み出し領域よりも狭範囲で、かつ第１の読み出し領域内にある第２の読み出し領域に設定し、第１の解像度よりも高解像な第２の解像度及び第２の読み出し領域に設定された撮像素子の出力に基づいて第２の位置検出を行う。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、粗計測である第１の位置検出でのマーク位置のズレ量に関わらず、第１の位置検出終了後、ステージ駆動をすることなく、精密計測である第２の位置検出に移行する。したがって、全体としてマークの計測時間を削減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係るマーク位置検出装置を備えた露光装置の構成を示す概略図である。
【図２】ウエハ上に構成されたアライメントマークの説明図である。
【図３】アライメントマークの説明図である。
【図４】露光処理の概要を示すフローチャートである。
【図５】本発明の第１実施形態に係るアライメントスコープの構成を示す概略図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係る２次元撮像素子による低倍率・高倍率時の撮像視野及び解像度を示す説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るウエハアライメント処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態に係るウエハアライメント処理におけるマーク位置の検出を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係るウエハアライメント処理におけるマーク位置の検出を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面等を参照して説明する。
【００１２】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るマーク位置検出装置を備えた露光装置の構成を示す概略図である。図１において、ウエハＷは、半導体素材の種結晶を円柱状に成長させたインゴットをスライスしてなる円盤状の板である。ウエハＷには、図２に示すように、所定の位置にアライメントマーク（マーク）ＦＸＹ１〜ＦＸＹ４が設けられている。このアライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４は、図３に示すように、８本のＸ方向計測マーク（Ｘ１〜Ｘ８）と８本のＹ方向計測マーク（Ｙ１〜Ｙ８）で構成されている。また、ウエハＷの外周の所定位置には、図２に示すように、オリフラ又はノッチ（この例ではノッチＮ）と呼ばれる切欠が形成されている。
【００１３】
図１において、ウエハＷは、ステージ（基板ステージ系）ＳＴＧ上のチャックＣＨに載置される。ステージＳＴＧは、駆動部ＭＳにより、主制御装置ＭＣからの制御に基づいて２次元方向に移動可能とされている。ステージＳＴＧの位置は、センサＬＰで検出される。センサＬＰからの位置検出信号は主制御装置ＭＣに送られる。
【００１４】
スコープＳＣは、チャックＣＨに載せられたウエハＷに対して、アライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４の画像を撮影する。スコープＳＣでは、アライメント光源Ｌｉから照明光がスコープＳＣ内に導光され、偏光ビームスプリッタＭ１（又はハーフミラー）を通り、ウエハＷ上のアライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４に照明される。ウエハＷからの反射光は、偏光ビームスプリッタＭ１を通って、撮像素子Ｓ１へ到達する。撮像素子Ｓ１としては、読み出し解像度が変更でき、かつ、読み出し領域の指定が可能な構成のものが用いられる。具体的には、ＣＣＤ（電荷結合素子）、又はＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）が好適である。撮像素子Ｓ１から、アライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４の観察画像（撮像出力）が出力される。
【００１５】
制御装置Ｐは、所定のシーケンスに基づいて、撮像素子Ｓ１に対して適切な解像度及び読み出し領域の指定を行う制御手段である。そして、撮像素子Ｓ１で撮像された観察画像に基づいて、アライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４の位置を決定する。主制御装置ＭＣは、制御装置Ｐからの計測結果情報、センサＬＰからのステージ位置計測情報等に基づいて、ステージＳＴＧを適切に駆動するように、駆動部ＭＳに制御信号を送る。
【００１６】
図４は、図１に示すマーク位置検出装置を備えた露光装置の動作の概要を示すフローチャートである。図４において、ウエハＷが露光装置に供給されると、メカニカルアライメント装置ＭＡは、メカニカルな位置合わせを行う（ステップＳ１１）。このメカニカルな位置合わせには、ウエハＷの外周とオリフラ又はノッチ（図２のノッチＮ）とを用いる。次に、ウエハＷがチャックＣＨに載せられる（ステップＳ１２）。スコープＳＣは、アライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４を用いてウエハＷの位置を撮影する。制御装置Ｐは、スコープＳＣの撮像画像に基づいて、アライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４の位置を検出して、アライメント処理を行う（ステップＳ１３）。アライメント処理の終了後、露光装置は、不図示の光源部からの光を、照明光学系を介してマスク（レチクル）ＭＡＳＫを照明し、マスクＭＡＳＫの回路パターンを、投影光学系ＬＥＮＳを介してウエハＷに焼き付けて、回路パターンを露光する（ステップＳ１４）。
【００１７】
図５は、図１に示したスコープＳＣの構造を詳細に示す概略図である。図５において、ファイバ等のアライメント光源（照明光源）Ｌｉから導光された光は、照明光学系５０２により、偏光ビームスプリッタＭ１に導かれる。偏光ビームスプリッタＭ１によって反射された紙面に垂直なＳ偏光光は、リレーレンズ５０４、λ／４板（四分の一波長板）５０６を通過した後、円偏光に変換され、対物レンズ５０５を通ってウエハＷ上に形成されたアライメントマークＡＭをケーラー照明する。
【００１８】
ウエハＷのアライメントマークＡＭから発生した反射光、回折光、散乱光は、再度対物レンズ５０５、λ／４板５０６を戻る。そして、今度は紙面に平行なＰ偏光に変換され、偏光ビームスプリッタ５０３を通過する。その後、結像光学系（光学系）５０７に導かれ、アライメントマークＡＭの像を撮像素子Ｓ１上に形成する。
【００１９】
撮像素子Ｓ１は、蓄積時間を変更可能な２次元光電変換素子である。撮像素子Ｓ１の解像度及び読み出し位置は、設定可能とされている。制御装置Ｐには、解像度・読み出し領域設定機能（解像度・領域設定機能）５１０が設けられる。解像度・読み出し領域設定機能５１０により、撮像素子Ｓ１の解像度及び読み出し領域の設定が行われる。撮像素子Ｓ１により光電変換されたアライメントマークの撮像画像（画像情報）の位置に基づいて、アライメントマークの位置検出、ウエハＷの位置決めが行われる。
【００２０】
次に、本発明の第１の実施形態におけるウエハアライメント処理について詳述する。前述したように、本発明の第１の実施形態では、撮像素子Ｓ１として、読み出し解像度が可変で、かつ、読み出し領域の指定が可能な構成のものが用いられる。図６（Ａ）は、撮像素子Ｓ１の解像度を低解像度（第１の解像度）に設定し、その読み出し領域を広い領域（第１の読み出し領域）ＡＲ１に設定したときのアライメントマークＦＸＹ１を撮影した画像の様子を示す図である。図６（Ｂ）は、撮像素子Ｓ１の読み出し解像度を高解像度（第２の解像度）に設定し、その読み出し領域を、アライメントマークＦＸＹ１周辺が最低限入る領域（第２の読み出し領域）ＡＲ２で、アライメントマークＦＸＹ１を撮像した画像の様子を示す図である。即ち、第２の読み出し領域は、第１の読み出し領域内にある。
【００２１】
なお、撮像素子Ｓ１の解像度は、撮像素子Ｓ１の画素の間引きにより設定できる。高解像度は、撮像素子Ｓ１の撮像画面内の画素を、間引きを行わずに読み出したような形式を指す。低解像度は、撮像素子Ｓ１の撮像画面内の画素を間引いて読み出したような形式を指す。以下、図６（Ａ）のように、低解像度で撮影することを低倍撮影と呼び、低倍撮影でのアライメントマークの位置検出を低倍検出と呼ぶ。また、図６（Ｂ）のように、高解像度で撮影することを高倍撮影と呼び、高倍撮影でのアライメントマークの位置検出を高倍検出と呼ぶ。
【００２２】
本発明の第１の実施形態では、図３に示したように、アライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４は、８本のＸ方向計測マーク（Ｘ１〜Ｘ８）と８本のＹ方向計測マーク（Ｙ１〜Ｙ８）で構成されている。このようなアライメントマークＦＸＹ１〜ＦＸＹ４によれば、低倍検出及び高倍検出時においてマークのＸ位置、Ｙ位置を得ることができる。即ち、低倍検出時では、１６本の計測マークＸ１〜Ｘ８、Ｙ１〜Ｙ８の２次元的な配置をパターンマッチング法によって認識する。Ｘ方向とＹ方向の位置をこのマークから同時に計算して、アライメントマークの位置を検出する。また、高倍検出時においては、低倍検出時よりさらに細かな分解能でマーク位置を検出する。例えば、マーク長手方向に積算投影し、一次元の信号を作成して重心を求めることで、アライメントマークのＸ、Ｙ位置を高い精度で検出する。
【００２３】
図７は、本発明の第１の実施形態におけるウエハアライメント処理を示すフローチャートであり、図８は、ウエハアライメント処理におけるアライメントマークの位置算出の処理を示すフローチャートである。
【００２４】
図７において、ウエハアライメント処理が始まると、制御装置Ｐは、観察ポイントを最初のアライメントマークＦＸＹ１（図２参照）の位置へ移動する（ステップＳ２１）。そして、アライメントマークＦＸＹ１の位置算出を行う（ステップＳ２２）。ステップＳ２２でのアライメントマークＦＸＹ１の位置算出は、低倍検出による粗計測と、高倍検出による精密計測を実行し、そのマーク位置（Ｘ方向、Ｙ方向）を求めるものである。このマーク位置の算出については、後に説明する。
【００２５】
ステップＳ２２でのアライメントマークＦＸＹ１のマーク位置の算出の後、第２のアライメントマークＦＸＹ２へ観測ポイントを移動する（ステップＳ２３）。制御装置Ｐは、第２のマークＦＸＹ２についても、ＦＸＹ１の計測と同様に、低倍撮影による粗計測と、高倍撮影による精密計測を実行し、そのマーク位置（Ｘ方向、Ｙ方向）を求める。なお、低倍検出は、アライメントマークＦＸＹ１とＦＸＹ２の２箇所のみとしている。
【００２６】
次に、制御装置Ｐは、アライメントマークＦＸＹ１、ＦＸＹ２のＸ及びＹ方向位置から、第３、第４アライメントマークＦＸＹ３、ＦＸＹ４の目標位置のズレShift X、Shift Y、回転成分θ、及びウエハ倍率成分Mgを求める（ステップＳ２５）。目標位置のズレShift X、Shift Y及び回転成分θは、ウエハＷがチャックＣＨに載せられた際のズレ量であり、ウエハ倍率成分Mgは、ウエハＷ上のショットパターンの伸び量である。この量が大きいと、第３、第４のアライメントマークＦＸＹ３、ＦＸＹ４の位置へ観察ポイントを直接移動しても、観測点の真下にマークを移動させることができない。そこで、回転成分θ量、ウエハ倍率成分Mg量、及び、目標位置のズレShift X、Shift Yの量に基づいて、ウエハＷのショットレイアウトとステージ座標系のズレを計算する。即ち、ウエハＷ上の格子をステージＳＴＧの格子に合わせる際の微小補正量を求める。そして、アライメントマークＦＸ３で高倍検出によりマーク位置を算出し（ステップＳ２６）、アライメントマークＦＸ４で高倍検出によりマーク位置を算出する（ステップＳ２７）。
【００２７】
第３、第４アライメントマークＦＸＹ３、ＦＸＹ４を高倍検出の視野内に追い込む際には、上述の微小補正量を反映させる。これにより、低倍検出を行わずに、第３、第４のアライメントマークＦＸ３、ＦＸ４を高倍検出の視野内に直接に入れることができ、高倍検出で直ちにアライメントマークＦＸ３、ＦＸ４を観察することが可能となる。このとき、回転成分θの補正をウエハＷが乗っているチャックＣＨ、あるいはステージＳＴＧを回転させるようにして行う。
【００２８】
以上のように、第１のアライメントマークＦＸ１から第４アライメントマークＦＸ４まで計測が完了すると、ウエハアライメントの完了となる。
【００２９】
図８は、図７におけるステップＳ２２のアライメントマークＦＸＹ１の位置算出の処理を示すものである。まず、制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１の解像度を第１の解像度として低解像度に設定し、かつ、読み出し領域を第１の読み出し領域として広範囲に設定する（ステップＳ３１）。その後、制御装置Ｐは、アライメントマークＦＸＹ１の低倍撮影（第１の位置検出）を行う（ステップＳ３２：第１の検出工程）。この時、撮像素子Ｓ１の蓄積時間は、予め設定された蓄積時間又は以前のウエハＷで使用した時間に設定する。
【００３０】
次に、制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１に対する低倍検出での光量を検出し（ステップＳ３３）、必要な光量を確保できているかどうかを判定する（ステップＳ３４）。判定の結果、必要な光量が確保できていない場合は（ステップＳ３４の「Ｎｏ」）、撮像素子Ｓ１の蓄積時間を再設定して（ステップＳ３５）、アライメントマークＦＸＹ１を再び撮像する（ステップＳ３２）。一方、必要な光量が確保できている場合は（ステップＳ３４の「Ｙｅｓ」）、制御装置Ｐは、アライメントマークＦＸＹ１の位置を算出し（ステップＳ３６）、低倍検出による粗計測の結果により、マークズレ量ｄｘ、ｄｙを算出する（ステップＳ３７）。
【００３１】
制御装置Ｐは、事前にアライメントマークの寸法から、高倍検出時にアライメントマークが最低限入るだけの撮像領域の寸法を事前に算出しておく。そして、制御装置Ｐは、このズレ量dx、dyから撮像領域の始点が撮像素子Ｓ１の撮像画面上でどこにあたるかを算出する。この撮像領域の寸法及び始点の情報に基づいて、制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１に対して、アライメントマークが最低限入るだけの領域、即ち、第１の読み出し領域よりも狭範囲である第２の読み出し領域の設定を行う。同時に、制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１の解像度を第２の解像度である高解像度に設定し（ステップＳ３８）、第２の読み出し領域において、アライメントマークＦＸＹ１の高倍撮影（第２の位置検出）を行う（ステップＳ３９：第２の検出工程）。
【００３２】
次に、制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１に対する高倍検出での光量を検出し（ステップＳ４０）、必要な光量を確保できているかどうかを判定する（ステップＳ４１）。判定の結果、必要な光量が確保できていない場合は（ステップＳ４１の「Ｎｏ」）、撮像素子Ｓ１の蓄積時間を再設定して（ステップＳ４２）、アライメントマークＦＸＹ１を再び撮像する（ステップＳ３９）。一方、必要な光量が確保できている場合は（ステップＳ４１の「Ｙｅｓ」）、制御装置Ｐは、高倍撮影により取り込まれた画像についてアライメントマークＦＸＹ１位置の精密計測を行い、アライメントマークＦＸＹのＸ、Ｙ方向位置を求める（ステップＳ４３）。
【００３３】
なお、図７におけるステップＳ２４のアライメントマークＦＸＹ２の位置算出の処理についても同様である。
【００３４】
以上のように、本発明の第１の実施形態では、スコープＳＣの撮像素子Ｓ１として、読み出し解像度が可変で、かつ、読み出し領域の指定が可能な構成のものを用いる。アライメントマークの位置検出を行うときには、まず、撮像素子Ｓ１を、その読み出し解像度が低解像度で、その読み出し領域が広範囲に設定して、粗計測を行う。次に、粗計測により、アライメントマークが存在する概略の位置を算出する。その後、撮像素子Ｓ１を、その読み出し解像度を高解像度で、その読み出し領域を粗計測によって得られたアライメントマークの位置の周辺に設定し、アライメントマークの位置の周辺の領域のみで、高解像度読み出しによる精密計測を行っている。この場合、粗計測でのアライメントマークの位置のズレ量に関わらず、ステージＳＴＧを駆動することなく、粗計測でのアライメントマークの位置検出が終了すると、精密計測に移行できる。ステージＳＴＧの駆動が不要になるため、全体としてアライメント計測時間を削減することが可能となる。また、低倍撮影と高倍撮影とを同一の撮像素子Ｓ１の解像度を切り換えて実現することで、低倍率計測・高倍率計測どちらであっても画像転送時間を常に最低限にすることができる。したがって、高い分解能を持った大型の撮像素子Ｓ１であっても、画像転送にかかる時間を最小限に抑えることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
前述の第１の実施形態では、撮像素子Ｓ１の蓄積量を、アライメントマークの粗計測を行うときと（ステップＳ３３〜Ｓ３５）、アライメントマークの位置の精密計測を行うとき（ステップＳ４０〜Ｓ４２）との双方で設定している。これに対して、本実施形態では、撮像素子Ｓ１の蓄積量を、アライメントマークの粗計測を行うときにのみ設定し、アライメントマークの位置の精密計測を行うときの光量は、アライメントマークの粗計測を行うときの設定値を用いるようにしている。
【００３６】
つまり、図８のアライメントマークＦＸＹ１の検出処理では、低倍検出と高倍検出は、同一のアライメントマークを動かずに撮像している。このことから、ステップＳ３３〜Ｓ３５での低倍撮影時の光量判定結果を、高倍撮影時にも適用することも可能である。したがって、低倍検出の後、光量判定することなく、アライメントマーク位置算出を行うことができる。これにより、ステップＳ４０〜Ｓ４２の処理を省略して、処理時間を短縮できる。他の構成については、前述の第１の実施形態と同様である。
【００３７】
図９は、本発明の第２の実施形態におけるアライメントマークＦＸＹ１の位置算出の処理を示すものである。まず、制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１の解像度を第１の解像度である低解像度に設定し、かつ、読み出し領域を第１の読み出し領域である広範囲に設定する（ステップＳ５１）。その後、制御装置Ｐは、アライメントマークＦＸＹ１の低倍撮影（第１の位置検出）を行う（ステップＳ５２：第１の検出工程）。この時、撮像素子Ｓ１の蓄積時間は、予め設定された蓄積時間又は以前のウエハＷで使用した時間に設定する。
【００３８】
制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１に対する低倍検出での光量を検出し（ステップＳ５３）、必要な光量を確保できているかどうかを判定する（ステップＳ５４）。判定の結果、必要な光量が確保できていない場合は（ステップＳ５４の「Ｎｏ」）、撮像素子Ｓ１の蓄積時間を再設定して（ステップＳ５５）、アライメントマークＦＸＹ１を再び撮像する（ステップＳ５２）。一方、必要な光量が確保できている場合は（ステップＳ５４の「Ｙｅｓ」）、制御装置Ｐは、アライメントマークＦＸＹ１の位置を算出し（ステップＳ５６）、低倍検出による粗計測の結果により、マークズレ量dx、dyを算出する（ステップＳ５７）。
【００３９】
制御装置Ｐは、事前にアライメントマークの寸法から、高倍検出時にアライメントマークが最低限入るだけの撮像領域の寸法を事前に算出しておく。そして、制御装置Ｐは、このズレ量dx、dyから撮像領域の始点が撮像素子Ｓ１の撮像画面上でどこにあたるかを算出する。この撮像領域の寸法及び始点の情報に基づいて、制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１に対して、アライメントマークが最低限入るだけの領域、即ち、第１の読み出し領域よりも狭範囲である第２の読み出し領域の設定を行う。同時に、制御装置Ｐは、撮像素子Ｓ１の解像度を第２の解像度である高解像度に設定し（ステップＳ５８）、第２の読み出し領域において、アライメントマークＦＸＹ１の高倍撮影（第２の位置検出）を行う（ステップＳ５９：第２の検出工程）。次に、制御装置Ｐは、高倍撮影により取り込まれた画像についてアライメントマークＦＸＹ１位置の精密計測を行い、アライメントマークＦＸＹのＸ、Ｙ方向位置を求める（ステップＳ６０）。
【００４０】
この第２の実施形態では、高倍検出により精密計測を行う際に、検出光量判定することなく、アライメントマークの位置算出を行う。この時、撮像素子Ｓ１の蓄積量は、低倍検出により粗計測を行ったときの設定値を採用している。したがって、光量判定のための撮像及び判定の時間が短縮できることから、アライメント処理が短縮できる。
【００４１】
（デバイスの製造方法）
次に、上記の露光装置を利用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。半導体素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ等）、薄膜磁気ヘッド等のデバイスは、レジスト（感光剤）が塗布された基板（ウエハ、ガラスプレート等）を、上記の露光装置を用いて露光する工程を経る。続いて、露光された前記基板を現像する工程と、その他の周知の工程と、を行うことによってデバイスが製造される。該周知の工程は、例えば、酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、及びパッケージング等の少なくとも１つの工程を含む。
【００４２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【符号の説明】
【００４３】
５０７    結像光学系
５１０    解像度・領域設定機能
ＦＸＹ１〜ＦＸＹ４  アライメントマーク
ＬＥＮＳ  投影光学系
ＭＡＳＫ  マスク（レチクル）
Ｐ        制御装置
Ｓ１      撮像素子
ＳＴＧ    ステージ
Ｗ        ウエハ
【図１】
2010258099.tif 000003
【図２】
2010258099.tif 000004
【図３】
2010258099.tif 000005
【図４】
2010258099.tif 000006
【図５】
2010258099.tif 000007
【図６】
2010258099.tif 000008
【図７】
2010258099.tif 000009
【図８】
2010258099.tif 000010
【図９】
2010258099.tif 000011