(57)【要約】【課題】高精度に物体を位置合わせする。【解決手段】工具ウエハを搬送するロードスライダ上のマークの撮像結果Ｐ内における較正用基準点ＳｐCT2と、その基準点ＳｐCT2からの位置関係が既知な地点Ｐ１〜Ｐ６の位置情報を検出し、これらの地点の、設計上の位置関係と、撮像結果から得られる位置関係との違いに基づいて、そのマークを撮像する撮像装置の倍率、回転などの較正情報を例えば、最小二乗法などの統計的手法を用いて、精度良く算出する。【選択図】図３７
2006071395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体を保持して搬送可能な搬送部材上に設けられた位置検出用マークを撮像する撮像装置の較正方法であって、
前記位置検出用マークを前記撮像装置により撮像する第１工程と；
前記撮像の結果に基づいて、前記位置検出用マーク内の基準地点を特定する第２工程と；
設計上の位置関係が既知である、前記基準地点と前記位置検出用マーク内の同一直線上にない少なくとも３つの地点との位置関係を、前記撮像の結果に基づいて検出する第３工程と；
前記検出の結果と、前記設計上の位置関係とに基づいて、前記撮像装置の較正情報を算出する第４工程と；を含む較正方法。
【請求項２】
前記位置検出用マークは、
位置情報を計測可能な形状を有する計測用パターンと、前記計測用パターンとの位置関係が既知である複数の指標パターンとを含むマークであり、
前記第２工程では、
前記撮像の結果から得られる前記複数の指標パターンのうちの少なくとも１つの指標パターンの位置情報に基づいて前記基準地点を特定し、
前記第３工程では、
前記少なくとも３つの地点を、前記計測用パターン内の地点とすることを特徴とする請求項１に記載の較正方法。
【請求項３】
物体を保持して所定の２次元面内を搬送可能な搬送部材上に設けられた位置検出用マークを撮像する第１撮像装置の撮像の結果と、前記搬送部材に保持された前記物体の異なる領域をそれぞれ撮像する少なくとも３つの第２撮像装置の撮像の結果とを用いて前記２次元面内における前記物体の位置合わせを行う位置合わせ装置の較正方法であって、
前記搬送部材が前記物体を保持した状態で、前記第１撮像装置により前記位置検出用マークを撮像するとともに、前記各第２撮像装置により前記搬送部材に保持された前記物体の少なくとも一部に形成された較正用マークを撮像する第１工程と；
前記撮像後に前記搬送部材を前記２次元面内の所定方向に所定距離だけ移動させる第２工程と；
前記移動後に前記第１撮像装置により前記位置検出用マークを撮像するとともに、前記較正用マークを前記各第２撮像装置により撮像する第３工程と；
前記第１工程での撮像の結果と前記第３工程での撮像の結果とに基づいて、前記物体の位置情報を検出する際の基準となる２次元座標系と、前記位置検出用マークの位置情報を検出する際の基準となる２次元座標系との回転ずれ量を検出する第４工程と；を含む較正方法。
【請求項４】
前記第４工程では、
その撮像視野が、前記第１撮像装置の撮像視野から最も離れている第２撮像装置の撮像の結果に基づいて、前記回転ずれ量を算出することを特徴とする請求項３に記載の較正方法。
【請求項５】
前記第１、第３工程で撮像された画像には、正像及び鏡像が含まれており、
前記第４工程では、前記正像及び前記鏡像を考慮しながら前記各撮像装置の撮像倍率及び前記回転ずれ量を同時最適化演算処理する演算モデルを用いて、前記回転ずれ量を求めることを特徴とする請求項３又は４に記載の較正方法。
【請求項６】
ほぼ円板状の物体の少なくとも３つの外縁をそれぞれ撮像可能に配置された少なくとも３つの撮像装置の撮像視野内に前記物体の外縁を位置させるように、所定の２次元面内の物体の位置合わせを行う位置合わせ方法であって、
同一直線上にない少なくとも３つのマークをそれぞれ含む少なくとも３つの較正用マークがその外縁部に形成されており、かつ、前記物体と略同一形状である基準物体を、前記２次元面内で移動可能かつ回転可能なテーブル上に保持する第１工程と；
前記少なくとも３つの撮像装置のそれぞれの撮像視野のうち、前記テーブルの回転中心から見てほぼ直交する方向に位置する２つの撮像視野内に、それぞれ対応する前記較正用マークが同時に入るまで、前記テーブルの位置を調整する第２工程と；を含む位置合わせ方法。
【請求項７】
前記各撮像装置は、前記較正用マークが存在すべき前記撮像視野内の領域の大きさを少なくとも２段階に調整可能であり、
前記第２工程では、
前記各撮像装置の前記領域を狭くすることを特徴とする請求項６に記載の位置合わせ方法。
【請求項８】
前記少なくとも３つの撮像装置の撮像結果から得られた前記基準物体の前記２次元面内の中心位置と、前記テーブルの回転中心位置とがずれている場合には、前記基準物体を前記テーブルから退避させて、前記テーブルの回転中心位置と前記基準物体の中心位置とがほぼ一致するように前記テーブルと前記基準部材との相対的な位置関係を調整する第３工程と；
前記調整後に、前記基準物体を、前記テーブル上に戻す第４工程と；
前記較正用マークに含まれるマークのうち、前記各撮像装置の較正情報を取得するのに必要な全てのマークが、前記各撮像装置の撮像視野内に収まるように、前記テーブルの回転量を調整する第５工程と；をさらに含む請求項６又は７に記載の位置合わせ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、較正方法及び位置合わせ方法に係り、さらに詳しくは、物体を保持して搬送可能な搬送部材上に設けられた位置検出用マークを撮像する撮像装置の較正方法及び円板状の物体の少なくとも３つの外縁をそれぞれ撮像可能に配置された少なくとも３つの撮像装置の撮像視野内に前記物体の外縁を位置させるように、所定の２次元面内の物体の位置合わせを行う位置合わせ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置が主として用いられている。
【０００３】
このような露光装置においては、ウエハ上に既に形成されているショット領域と、次に転写形成するショット領域との相対位置を最適化すべく、ウエハアライメントが行われており、そのウエハアライメントに先立って、ウエハ上にすでに形成されたウエハアライメント用のマークが、その検出系の捕捉範囲内（検出視野）に入るように、ウエハの位置及び回転を調整するいわゆるプリアライメントが行われている。
【０００４】
このプリアライメントにおいては、光源から発せられる照明光によってウエハを裏面（ショット領域が形成されていない面）から照明し、ＣＣＤカメラ等の撮像素子を有する検出光学系によりウエハの外形を例えば３箇所（そのうち１箇所は、ノッチ又はオリエンテーションフラット（以下、「ノッチ」と略述する）が含まれるようにする必要がある）検出し、その検出結果からウエハの中心位置及び回転に関する情報を算出し、その算出結果に基づいて、ウエハの中心位置及び回転がある程度調整されたうえで、ローディングポジションでのウエハのステージへの受け渡し等が行われる（例えば、特許文献１参照）。さらに、ステージがアライメント検出系の下方に移動した後、いわゆるサーチアライメントやウエハアライメントが行われ、このウエハアライメントの結果に基づいて、ステージが投影光学系を介した転写位置（即ち、ウエハの露光位置）に移動し、露光が行われる。
【０００５】
ところで、スループットを考慮すると、ローディングポジションと転写位置（又はアライメント位置）との間隔は短ければ短いほど良い。しかしながら、このローディングポジションと転写位置との間隔には制約がある。すなわち、ステージに対するウエハの受け渡し精度を考慮すると、プリアライメント時のウエハの姿勢を維持した状態でウエハを受け渡すために、プリアライメントが行われる位置とローディングポジションとをできるだけ近づけて配置する必要があるが、このような配置を採用すると、ローディングポジションの上方に配置される、プリアライメントを行う際にウエハのエッジを検出するために用いられる複数の光源や光学系と、転写位置の上方に配置される投影光学系とを、互いに干渉せずに設けるために、ローディングポジションと転写位置との間隔をある程度とらざるをえないのである。
【０００６】
このような背景から、ウエハを搬入する搬入アームにマークを形成しておき、搬入アームにウエハを保持させた状態で、そのマークとウエハとの相対位置関係を予め検出しておき、ウエハをロードする直前にはマークの位置情報だけを検出し、検出されたマークの位置情報と上記相対位置関係とに基づいてウエハの位置を推定し、その推定位置に基づいてウエハの受け渡し位置を調整する新方式のプリアライメントを行う技術が本出願人から提案されている（例えば特願２００３−３６３９５号）。この技術を採用すれば、ローディングポジションと転写位置とを接近させてスループットを飛躍的に向上させることができるようになるとともに、プリアライメント用の光源等を投影光学系から遠ざけることができるので、光源から発生する熱が投影光学系の光学特性に与える影響を低減することが可能となり、それらが露光装置内における転写位置近傍の雰囲気ガスの流れの障害とならないようにすることもできる。
【０００７】
しかしながら、上記技術を採用した場合には、プリアライメントを精度良く行うために上記マークを撮像する撮像装置が精度良く較正されている必要があるが、その具体的な較正方法が未だ提供されておらず、撮像装置の較正情報としては例えば設計値が用いられているのが実情であった。
【特許文献１】特開平７−２８８２７６号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記事情の下になされた本発明は、第１の観点からすると、物体を保持して搬送可能な搬送部材上に設けられた位置検出用マークを撮像する撮像装置の較正方法であって、前記位置検出用マークを前記撮像装置により撮像する第１工程と；前記撮像の結果に基づいて、前記位置検出用マーク内の基準地点を特定する第２工程と；設計上の位置関係が既知である、前記基準地点と前記位置検出用マーク内の同一直線上にない少なくとも３つの地点との位置関係を、前記撮像の結果に基づいて検出する第３工程と；前記検出の結果と、前記設計上の位置関係とに基づいて、前記撮像装置の較正情報を算出する第４工程と；を含む較正方法である。
【０００９】
これによれば、位置検出用マーク内の基準地点と、その基準地点との位置関係が既知な地点との位置関係の実測値を、撮像装置の撮像結果から得て、その実測値を用いて、高精度に撮像装置の較正情報を検出することができる。
【００１０】
本発明は、第２の観点からすると、物体を保持して所定の２次元面内を搬送可能な搬送部材上に設けられた位置検出用マークを撮像する第１撮像装置の撮像の結果と、前記搬送部材に保持された前記物体の異なる領域をそれぞれ撮像する少なくとも３つの第２撮像装置の撮像の結果とを用いて前記２次元面内における前記物体の位置合わせを行う位置合わせ装置の較正方法であって、前記搬送部材が前記物体を保持した状態で、前記第１撮像装置により前記位置検出用マークを撮像するとともに、前記各第２撮像装置により前記搬送部材に保持された前記物体の少なくとも一部に形成された較正用マークを撮像する第１工程と；前記撮像後に前記搬送部材を前記２次元面内の所定方向に所定距離だけ移動させる第２工程と；前記移動後に前記第１撮像装置により前記位置検出用マークを撮像するとともに、前記較正用マークを前記各第２撮像装置により撮像する第３工程と；前記第１工程での撮像の結果と前記第３工程での撮像の結果とに基づいて、前記物体の位置情報を検出する際の基準となる２次元座標系と、前記位置検出用マークの位置情報を検出する際の基準となる２次元座標系との回転ずれ量を検出する第４工程と；を含む較正方法である。
【００１１】
これによれば、基準物体を搬送する搬送部材の搬送前後における、搬送部材上の位置検出用マークの撮像結果と、前記物体上の較正用マークの撮像結果とに基づいて、物体の位置情報を検出する際の基準となる２次元座標系と、位置検出用マークの位置情報を検出する際の基準となる２次元座標系との回転ずれ量を、実際のマークの撮像結果から精度良く検出することができる。
【００１２】
本発明は、第３の観点からすると、ほぼ円板状の物体の少なくとも３つの外縁をそれぞれ撮像可能に配置された少なくとも３つの撮像装置の撮像視野内に前記物体の外縁を位置させるように、所定の２次元面内の物体の位置合わせを行う位置合わせ方法であって、同一直線上にない少なくとも３つのマークをそれぞれ含む少なくとも３つの較正用マークがその外縁部に形成されており、かつ、前記物体と略同一形状である基準物体を、前記２次元面内で移動可能かつ回転可能なテーブル上に保持する第１工程と；前記少なくとも３つの撮像装置のそれぞれの撮像視野のうち、前記テーブルの回転中心から見てほぼ直交する方向に位置する２つの撮像視野内に、それぞれ対応する前記較正用マークが同時に入るまで、前記テーブルの位置を調整する第２工程と；を含む位置合わせ方法である。
【００１３】
これによれば、前記少なくとも３つの撮像装置のそれぞれの撮像視野のうち、テーブルの回転中心から見てほぼ直交する方向に位置する２つの撮像視野内に物体上の較正用マークが入るまで、テーブルの位置を調整する。この２つの撮像視野は、テーブルの回転中心から見て直交する方向に位置しているので、一方の撮像視野に較正用マークを入れるべく物体を移動させたときに、物体の外縁部が他方の撮像視野内から外れにくくすることができ、かつ、残りの撮像装置の撮像視野にも、前記物体の外縁部が収まっている蓋然性を高くすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態について、図１〜図４１（Ｂ）に基づいて説明する。
【００１５】
図１には、本発明の一実施形態に係る露光装置１００の一部（特に露光装置本体）の縦断面図が概略的に示されている。この露光装置１００は、クリーンルーム内に設置された本体チャンバ１４と、図１における該本体チャンバ１４の紙面左側に隣接するように設置された搬送チャンバ１５とを備えている。本体チャンバ１４及び搬送チャンバ１５は、互いの開口１４Ａ，１５Ａを介して内部空間が連結されている。
【００１６】
本体チャンバ１４内には、露光装置本体の大部分が収納されている。露光装置本体は、不図示の照明系の少なくとも一部、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、物体としてのウエハＷを保持可能なステージとしてのウエハステージＷＳＴ、アライメント検出系ＡＳ及びこれらの制御系としての主制御装置２０等を含んで構成されている。主制御装置２０は本体チャンバ１４及び搬送チャンバ１５の外部に配置されている。
【００１７】
露光装置本体は、前記投影光学系ＰＬを中心に構成されている。そこで、以下では、図１における紙面内上下方向、すなわち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの方向をＺ軸方向（紙面下側を正とする）とし、図１における紙面左右方向をＹ軸方向（紙面左側を正とする）とし、図１における紙面直交方向をＸ軸方向（紙面手前側を正とする）として説明を行う。
【００１８】
投影光学系ＰＬの−Ｚ側（上方）に位置するレチクルステージＲＳＴは、レチクルＲを、例えば真空吸着又は静電吸着等により吸着保持する。レチクルステージＲＳＴは、そのＸＹ平面内の位置情報が不図示の干渉計等により検出されており、検出された位置情報に基づいて、主制御装置２０の指示の下、例えば不図示のリニアモータ等によって、照明系の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面（Ｚ軸回りの回転を含む）内で少なくとも微小駆動可能に構成されている。このレチクルステージＲＳＴに保持されたレチクルＲに描かれた回路パターンが、不図示の照明系からの露光光ＩＬにより照明されると、その回路パターン上に、ほぼ均一な照度の照明領域が形成される。
【００１９】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／４又は１／５）を有する屈折光学系が使用されている。このため、露光光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が形成されると、このレチクルＲを通過した露光光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（倒立像）が、投影光学系ＰＬの下方（＋Ｚ側）に配置されたウエハステージＷＳＴに吸着保持されたウエハＷ上のその照明領域と共役な領域に形成される。この領域を露光領域ともいう。
【００２０】
ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等を含む不図示のウエハステージ駆動部により、ウエハベース１７上をＸＹ平面内（Ｚ軸回りの回転方向θｚ方向を含む）及びＺ軸方向に移動可能であり、ＸＹ平面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ方向））にも微小駆動可能となっている。また、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）は、複数の測長軸を有するウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と略述する）１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハ干渉計１８によって検出されたウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいて、不図示のウエハステージ駆動部を介してウエハステージＷＳＴの位置（又は速度）を制御する。この制御により、ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、実線で示される投影光学系ＰＬ直下の露光位置（投影光学系ＰＬを介したパターンの転写位置）から、２点鎖線（仮想線）で示されるウエハＷの受け渡し位置、すなわちローディングポジションまで少なくとも移動可能となっている。
【００２１】
図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴの中央部近傍には、点線で示されるセンタテーブルＣＴが配設されている。ウエハステージＷＳＴに対しウエハＷをロード又はアンロードする際には、このセンタテーブルＣＴが、不図示の駆動機構により駆動され、ウエハＷの中央部を下方から吸着保持した状態で上下動する。なお、センタテーブルＣＴは、その先端に形成された、真空吸着あるいは静電吸着による円板状の吸着部によってウエハＷを吸着保持するものとする。このセンタテーブルＣＴの駆動も、主制御装置２０の指示の下で行われる。
【００２２】
投影光学系ＰＬの＋Ｙ側側面近傍には、オフアクシス方式のアライメント検出系ＡＳが設けられている。このアライメント検出系ＡＳとしては、例えばディジタル画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のセンサが用いられている。このアライメント検出系ＡＳの撮像結果は、主制御装置２０に出力されている。
【００２３】
主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構成され、装置全体を統括して制御する。また、主制御装置２０には、例えばキーボード，マウス等のポインティングデバイス等を含んで構成される入力装置及びＣＲＴディスプレイ（又は液晶ディスプレイ）等の表示装置、ハードディスクから成る記憶装置が、外付けで接続されている。これらの入力装置、表示装置、記憶装置はいずれも不図示としている。
【００２４】
上記構成要素を備える露光装置本体を有する露光装置１００は、ウエハＷをウエハステージＷＳＴに搬送する搬送系と、その搬送系により搬送されるウエハＷのプリアライメントを行うプリアライメント系とをさらに備えている。露光装置１００においては、本体チャンバ１４内に、ウエハＷの搬送系の一部であるロードスライダ５０と、プリアライメント系の一部であるマーク検出系４２とが設けられている。
【００２５】
ロードスライダ５０は、真空吸着又は静電吸着等によりウエハＷを保持可能である。ロードスライダ５０は、ウエハＷを保持したまま、後述する搬送機構により、本体チャンバ１４と搬送チャンバ１５との間を、開口１４Ａ，１５Ａを通過しつつ、Ｙ軸方向に移動可能である。搬送チャンバ１５内でウエハＷを受け取ったロードスライダ５０は、−Ｙ方向に移動して、図１に示されるように、本体チャンバ１４内のウエハステージＷＳＴのローディングポジション上方に移動する。そして、ロードスライダ５０と、ローディングポジションに位置するウエハステージＷＳＴに設けられたセンタテーブルＣＴとの協調動作により、ウエハステージＷＳＴへのウエハＷのロードが実現される。
【００２６】
また、ロードスライダ５０には、光をＺ軸方向に透過させる光透過部（図１では不図示）が設けられている。その光透過部の−Ｚ側の表面上には、ＸＹ平面内の２次元位置（回転含む）検出用のマークとしてのマーク５０Ｍが形成されている。ロードスライダ５０及びマーク５０Ｍの詳細については後述する。
【００２７】
このマーク検出系４２は、ロードスライダ５０がローディングポジション上方に位置するときのそのロードスライダ５０上のマーク５０Ｍの位置に対向する位置（すなわちマーク５０Ｍの上方）に配置されている。マーク検出系４２は、マーク５０Ｍを含むＸＹ平面内の領域を撮像するために、その領域を照明する光源と、２次元ＣＣＤカメラ等とを備えている。マーク検出系４２では、その光源からの照明光に対する反射光を２次元ＣＣＤカメラ等で受光し、いわゆる落射照明式でマーク５０Ｍを撮像する。マーク検出系４２は、投影光学系ＰＬ等の露光装置本体を支持する不図示の構造体に固定されているので、投影光学系ＰＬ等との位置関係は一定であり、その撮像視野の原点のＸＹ平面内の位置は、常に一定である。したがって、ＸＹ座標系とカメラの撮像視野によって規定される座標系、すなわちカメラ座標系とは常に一定である。マーク検出系４２によるマーク５０Ｍの撮像結果（ディジタル２次元画像データ）は、主制御装置２０に送られる。
【００２８】
図２には、ウエハＷの搬送系及びプリアライメント系を中心とした露光装置１００の一部の横断面図が概略的に示されている。ウエハＷの搬送系は、フロントオープニングユニファイドポッド（Front Opening Unified Pod：以下、「ＦＯＵＰ」と略述する）２７からウエハＷを取り出すロードロボット９２と、該ロードロボット９２からロードスライダ５０へのウエハＷの受け渡しの中継を行い、その中継の間にウエハＷに対するプリアライメントを行うプリアライメントステージ５２と、該プリアライメントステージ５２上に搭載されたターンテーブル５１と、前述のロードスライダ５０と、該ロードスライダ５０をＹ軸方向に駆動するＹ駆動機構６０と、露光済みのウエハＷをウエハステージＷＳＴからアンロードするためのアンロードスライダ６２と、該アンロードスライダ６２からウエハＷを受け取るアンロードロボット９３とを含んで構成されている。
【００２９】
ＦＯＵＰ２７は、例えば特開平８−２７９５４６号公報に開示された搬送コンテナと同様のものであり、一方の面のみにウエハＷを出し入れ可能な開口部が設けられ、該開口部に開閉可能な扉（蓋）が取り付けられた開閉型のコンテナ（密閉型のウエハカセット）である。このＦＯＵＰ２７の中には、ウエハＷが複数枚上下方向に所定間隔を隔てて収納されている。このＦＯＵＰ２７は、不図示のＦＯＵＰ搬送装置により、図２に示される位置にセッティングされる。このセッティングにより、搬送チャンバ１５に配設されたＦＯＵＰ２７用の開口１５Ｂが上記ＦＯＵＰ２７の開口部と連結され、その開口部の扉が開かれた状態では、該開口部及び開口１５Ｂを介してＦＯＵＰ２７内部のウエハＷを搬送チャンバ１５内に搬入可能となっている。
【００３０】
前記ロードロボット９２は、そのアームの先端にウエハＷを吸着保持して搬送可能な、水平多関節ロボットであり、主に、ＦＯＵＰ２７からプリアライメントステージ５２へのウエハＷの搬送、アンロードロボット９３からの露光済みのウエハの回収を行う。ロードロボット９２の姿勢制御は、主制御装置２０の指示の下、ロードロボット９２の関節等に組み込まれた不図示の回転モータ等の駆動により行われる。
【００３１】
前記プリアライメントステージ５２は、ＸＹ平面内を移動可動なステージである。このプリアライメントステージ５２は、Ｙ軸方向に関し、ロードスライダ５０へのウエハＷの受け渡しが可能な位置と、ロードロボット９２によるウエハＷの受け渡しが可能な位置との間の移動が少なくとも可能となるように構成されている。プリアライメントステージ５２の制御は、主制御装置２０の指示の下、図２に示されるようなリニアモータ等の駆動機構の駆動により行われる。図２では、ロードスライダ５０へのウエハＷの受け渡しが可能な位置にあるプリアライメントステージ５２が示されている。
【００３２】
前記ターンテーブル５１は、このプリアライメントステージ５２の−Ｚ側の表面上略中央部に配設されており、所定範囲で上下動可能で、かつウエハＷを保持してＺ軸に平行な回転軸を中心に自転可能なテーブルである。このターンテーブル５１の−Ｚ側の端面には、真空吸着あるいは静電吸着等により、ウエハＷを吸着保持するための円板状のウエハ吸着保持面が設けられており、ターンテーブル５１の自転により、この吸着保持面に吸着保持されたウエハＷを回転させることが可能である。この回転及び上下動は、主制御装置２０の指示の下、不図示の駆動機構の駆動により行われる。
【００３３】
なお、プリアライメントステージ５２のＸＹ位置及びターンテーブル５１の回転位置及びウエハ吸着保持面（ウエハＷ）の高さなどに関する情報は、不図示の位置検出センサによって検出され、主制御装置２０に送られている。主制御装置２０は、その情報に基づいて、プリアライメントステージ５２のＸＹ位置、ターンテーブル５１の位置（回転位置、Ｚ位置）を制御する。
【００３４】
ロードスライダ５０は、図２に示されるように、搬送チャンバ１５側から本体チャンバ１４側にまたがってＹ軸方向に延びるＹ駆動機構６０に接続されている。ロードスライダ５０は、主制御装置２０の指示の下、Ｙ駆動機構６０の駆動により、搬送チャンバ１５と本体チャンバ１４との間をＹ軸方向に移動（スライド）可能であり、搬送チャンバ１５に移動してターンテーブル５１上に保持されたウエハＷを受け取り、−Ｙ側に移動して、ローディングポジション上方にウエハＷを搬送する。図２においては、ローディングポジション上方、すなわちマーク検出系４２によりマーク５０Ｍを検出可能な位置にロードスライダ５０が位置している様子が示されている。
【００３５】
図３（Ａ）には、ロードスライダ５０の上面図が示されている。図３（Ａ）に示されるように、ロードスライダ５０では、Ｘ軸方向に延びるアーム部の−Ｘ側端部近傍に、光透過部５０Ａが形成されており、その光透過部５０Ａの−Ｚ側表面の略中央部に、マーク５０Ｍが形成されている。さらに、ロードスライダ５０では、載置する物体を吸着保持するための吸着機構がそれぞれ設けられた一対の指部が設けられている。この一対の指部は、アーム部の一端と他端に連結されており、安定した状態でウエハＷを搬送すべく、−Ｚ側から見て互いにウエハＷの中心を挟んだ状態でウエハＷを吸着保持可能に構成されている。ロードスライダ５０では、ターンテーブル５１や、センタテーブルＣＴとのウエハＷの受け渡しを行う必要があるため、この一対の指部の間隔は、ターンテーブル５１やセンタテーブルＣＴの円板状の吸着保持面の直径よりも大きくなるように設定されている。
【００３６】
また、後述するように、プリアライメント系では、ウエハＷの中心位置及び回転量を算出すべく、ウエハＷの少なくとも３箇所のエッジ位置を検出するために、ロードスライダ５０上に保持されたウエハＷの外縁の一部を、−Ｚ側から撮像する。図３（Ａ）では、後述するプリアライメント装置４５によって撮像対象となるウエハＷの５つのエッジを含む領域が、それぞれ領域ＶＡ〜ＶＥとして示されている。すなわち、ウエハＷの中心に対して、＋Ｙ方向を６時方向とし、＋Ｘ方向を３時方向とすると、６時（領域ＶＡ）、７時半（領域ＶＢ）、４時半（領域ＶＣ）、３時（領域ＶＤ）、１時半（領域ＶＥ）の方向のウエハＷのエッジを含む領域が撮像対象の領域となる。この撮像は、いわゆる透過照明で行われるため、ロードスライダ５０の一対の指部は、それぞれ透過照明領域（領域ＶＡ〜ＶＥ）を、避けるように配設されている。
【００３７】
なお、このように撮像対象となる領域は、上述したように計５箇所であるが、実際には、ウエハＷのノッチが６時方向である場合には、６時、７時半、４時半の３つの領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣが撮像され、ウエハＷのノッチが３時方向である場合には、３時、４時半、１時半の３つの領域ＶＤ，ＶＣ，ＶＥが撮像されるようになる。すなわち、同一のウエハに対して、５箇所の領域がすべて撮像されることはない。以下では、この領域ＶＡ〜ＶＥを、「撮像視野ＶＡ〜ＶＥ」とも呼ぶものとする。
【００３８】
図３（Ｂ）の斜視図に示されるように、ロードスライダ５０におけるアーム部と各指部との間の連結部は、Ｚ軸方向にずれており、アーム部と各指部との高さが異なるように設計されている。このアーム部と指部とのＺ軸方向の間隔は、ウエハＷの厚みよりも十分に広くなるように規定され、アーム部と各指部とを連結する連結部同士のＸ軸方向の間隔は、ウエハＷの直径よりも十分に広くなるように規定されている。したがって、ロードスライダ５０を、Ｙ軸方向から見ると、アーム部と各指部とそれらの連結部とでウエハＷを囲むような空間が形成されているように見える。これにより、ロードスライダ５０は、Ｙ駆動機構６０による駆動で、例えばターンテーブル５１上に保持されたウエハＷに干渉することなくＹ軸方向に移動することができるようになる。
【００３９】
図４には、マーク５０Ｍ周辺の拡大図が示されている。図４に示されるように、ガラスから成る光透過部５０Ａの中央部に形成されたマーク５０Ｍは、２つのマーク領域として、領域Ａｒ１と、領域Ａｒ２を有している。領域Ａｒ１は、さらに３つの領域に分割されている。この３つの領域のうちの−Ｘ側及び＋Ｘ側の領域には、Ｙ軸方向を配列方向とし、Ｙ軸方向に関する位置情報を計測可能な形状を有するパターンとしてのライン・アンド・スペース（以下、「Ｌ／Ｓ」と略述する）・パターンＬＳｙが配置されており、中央の領域には、Ｘ軸方向を配列方向とし、Ｘ軸方向に関する位置情報を計測可能な形状を有するパターンとしてのＬ／ＳパターンＬＳｘが配置されている。
【００４０】
なお、Ｌ／ＳパターンＬＳｘ，ＬＳｙでは、ライン部が、クロム蒸着により遮光部として形成されており、スペース部が光透過部となっているが、その逆であっても良い。いずれにしても、ライン部とスペース部とは、マーク５０Ｍを撮像したときの撮像結果（グレイ画像）における輝度が異なるように設定されている。したがって、マーク５０Ｍを撮像すれば、撮像結果中のそのライン部に対応する部分とスペース部に対応する部分とを容易に識別することが可能となる。このことにより、Ｌ／ＳパターンＬＳｘ（又はＬ／ＳパターンＬＳｙ）の少なくとも一部の領域の画像から、その一部の領域の輝度分布に関するいわゆる鏡映対称性（反転対称性）が最大となる位置を、その領域の中心Ｘ（Ｙ）位置として求めることができる。すなわち、Ｌ／ＳパターンＬＳｘ及びＬ／ＳパターンＬＳｙは、ライン・アンド・スペース・パターンであるので、その少なくとも一部の領域を抽出すればその領域の位置情報を計測することができる形状となっている。
【００４１】
図４に示されるように、このうち、Ｌ／ＳパターンＬＳｙは、互いにＬ／ＳパターンＬＳｘを挟むように２つ配置されているが、２つのＬ／ＳパターンＬＳｘがＬ／ＳパターンＬＳｙを挟むように配置されていても良い。
【００４２】
なお、このＬ／ＳパターンＬＳｘ，ＬＳｙのライン部とスペース部のデューティ比は１：１であり、それぞれの間隔は、マーク検出系４２の１画素に対する位置計測精度が、例えば１／１００ｐｉｘｅｌ程度となるように規定されている。
【００４３】
また、領域Ａｒ２もさらに２つの領域ＳL，ＳRに分割されている。各領域ＳL，ＳRには、それぞれマークｍ０〜ｍ５が設けられている。各領域ＳL，ＳRでは、このマークｍ０〜ｍ５が、遮光部（クロム部）となっており、その他の部分が光透過部となっているが逆でも良い。マークｍ０〜ｍ５は、矩形マーク又は小さい矩形マークの組合せマークであり、それぞれがＹ軸方向に沿って等間隔に配置されている。領域Ａｒ２における領域ＳLとＳRとでは、マークｍ０〜ｍ５の配置順序が同一となっている。すなわち、マークｍ０〜ｍ５は、Ｙ軸方向に−Ｙ側から、ｍ１，ｍ４，ｍ２，ｍ４，ｍ３，ｍ４，ｍ０，ｍ５，ｍ３，ｍ５，ｍ２，ｍ５，ｍ１の順に、等間隔で配列されている。
【００４４】
このうち、マークｍ０は、マーク５０ＭのＹ軸方向に関する中心を示すマークとしているため、中心にのみ配置されている。また、マークｍ４は、マーク５０ＭのＹ軸方向に関して中心より上側（−Ｙ側）にのみ配置されており、マークｍ５は、その中心より下側（＋Ｙ側）にのみ配置されている。残りのマークｍ１，ｍ２，ｍ３は、マークｍ０，ｍ４，ｍ５の間に挟まれるように、マーク５０ＭのＹ軸方向の中心から、マークｍ３，ｍ２，ｍ１の順に配置されている。
【００４５】
ここで、マークｍ０〜ｍ５の幾つかのマークの組合せを１つのマークとして捉える。例えば、図４に示されるように、マークｍ１，ｍ４，ｍ２の組合せから成るマークを、破線内に示される１つのマークＴ１とみなすことができる。このように、上記マークｍ０〜ｍ５のうちの３つのマークの組合せを１つのマークとして捉えれば、それらの組合せマークを、上記領域Ａｒ２から抽出することができる。すなわち、図５に示されるような１１個のマークが抽出される。これらのマークを、それぞれマークＴ１〜Ｔ１１とする。
【００４６】
各マークＴ１〜Ｔ１１は、それぞれ種類が異なるので、マーク検出系４２の視野がマーク５０Ｍのどの辺りを指しているかを示す指標パターンとして作用する。例えば、その視野内にマークＴ１が入っていれば、マーク検出系４２が、マーク５０Ｍの−Ｙ側端部近傍を捉えているということがわかる。以下では、このマークＴ１〜Ｔ１１を指標パターンＴ１〜Ｔ１１と呼ぶものとする。また、指標パターンＴ１〜Ｔ１１は、領域ＳL，ＳRについて、Ｙ軸方向について、等間隔に一列に配置されているので、Ｙ軸方向の位置を特定するための目盛マークとして作用する。指標パターンＴ１〜Ｔ１１が示す目盛の一例が、以下の表１に示されている。
【００４７】
【表１】
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表１に示されるように、例えば指標パターンＴ６の中心位置は、Ｙ軸方向に関するマーク５０Ｍの中心位置、すなわち原点に一致しており、指標パターンＴ６は、０（原点）を示す目盛マークであるとすることができる。また、指標パターンＴ１〜Ｔ５は、指標パターンＴ６の−Ｙ側にそれぞれ、１ｍｍ間隔で配置されているので、上記原点からの距離がそれぞれ−５．０〜−１．０ｍｍの位置を示す目盛マークであるとみなすことができる。さらに、指標パターンＴ７〜Ｔ１１については、指標パターンＴ６の＋Ｙ側にそれぞれ１ｍｍ間隔で配置されているので、上記原点からの距離がそれぞれ＋１．０〜＋５．０ｍｍの位置を示す目盛マークであるとみなすことができる。図６には、指標パターンＴ１〜Ｔ１１と、その指標パターンが示す目盛との対応関係が模式的に示されている。
【００４８】
また、図４には、マーク検出系４２等の撮像視野ｆｖが示されている。指標パターンＴ１〜Ｔ１１は、Ｘ軸方向に関して、マーク５０Ｍの中心付近に配置されているので、マーク検出系４２の撮像視野が、マーク５０Ｍの領域内にある場合、その撮像視野ｆｖ内に、指標パターンＴ１〜Ｔ１１のうちの少なくとも１つのパターンが含まれるようになる。したがって、その指標パターンを撮像結果から検出することにより、撮像視野ｆｖが、マーク５０Ｍのどの辺りを捉えているのかを把握することが可能となる。なお、撮像視野ｆｖが、マーク５０Ｍのどの部分を捉えるかは、ロードスライダ５０と、マーク検出系４２との位置関係によって決まる。したがって、撮像視野ｆｖは、常に図４に示される位置にあるわけではない。
【００４９】
なお、この指標パターンＴ１〜Ｔ１１は、Ｌ／ＳパターンＬＳｘ，ＬＳｙとは、位置関係が既知であり、指標パターンＴ１〜Ｔ１１のうちのいずれか１つのパターンの位置情報が検出されていれば、その位置情報からＬ／ＳパターンＬＳｘ，ＬＳｙの概略位置を把握することができるようになっている。
【００５０】
図２に戻り、前記アンロードスライダ６２は、ロードスライダ５０の下方（＋Ｚ側）を、Ｙ軸方向に移動（スライド）可能に構成されている。このアンロードスライダ６２は、露光が終了したウエハＷをウエハステージＷＳＴからアンロードする際に、ウエハＷを保持して上昇したセンタテーブルＣＴからウエハＷを真空吸着等による吸着により受け取って、＋Ｙ側に移動し、ウエハＷの受け渡し位置に移動する。このアンロードスライダ６２の駆動も、主制御装置２０の指示の下、不図示の駆動機構の駆動により行われる。
【００５１】
前記アンロードロボット９３は、その受け渡し位置で、アンロードスライダ６２からウエハＷを受け取り、例えばロードロボット９２にウエハＷを受け渡す水平多関節ロボットである。このアンロードロボット９３の姿勢制御も、主制御装置２０の指示の下、アンロードロボット９３の関節等に組み込まれた不図示の回転モータ等の駆動により行われる。
【００５２】
すなわち、本実施形態では、ロードロボット９２、ロードスライダ５０、プリアライメントステージ５２（ターンテーブル５１を含む）、Ｙ駆動機構６０、アンロードスライダ６２、アンロードロボット９３などにより、ウエハＷの搬送系が構成されている。
【００５３】
図７には、プリアライメント系の構成を概略的に示す斜視図が示されている。図７では、ロードロボット９２とのウエハＷの受け渡し位置（これを「第１位置」とする）にあるプリアライメントステージ５２が２点鎖線（仮想線）で示され、ロードスライダ５０とのウエハＷの受け渡し位置（これを「第２位置」とする）にあるプリアライメントステージ５２が実線で示されている。
【００５４】
このプリアライメント系は、照明装置８１Ａ〜８１Ｇ１，Ｇ２と、２つのラインセンサ８３Ａ，８３Ｂと、プリアライメント装置４５とを備えている。これらは、第１位置及び第２位置の上方に配置された不図示の架台の天板上に、あるいは天板から吊り下げた状態で、プリアライメントステージ５２や、ロードスライダ５０の移動と干渉することがないように、支持されているものとする。ただし、照明装置８１Ａについては、その天板ではなく、プリアライメントステージ５２上に形成されているものとする。
【００５５】
前記照明装置８１Ｇ１，８１Ｇ２それぞれは、プリアライメントステージ５２が第１位置にあるときに、ターンテーブル５１上に保持されたウエハＷの外縁の一部を＋Ｚ側から照明するように配置されている。前記ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂそれぞれは、これら照明装置８１Ｇ１，８１Ｇ２からの照明光を、ウエハＷの上方で受光する。これにより、第１位置にあるプリアライメントステージ５２のターンテーブル５１上に保持されたウエハＷのエッジを、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂで検出することが可能となる。その検出結果は、主制御装置２０に送られる。
【００５６】
前記照明装置８１Ａ〜８１Ｅは、プリアライメントステージ５２が第２位置にあるときに、例えば、ターンテーブル５１（又はロードスライダ５０）に保持されたウエハＷにおける図３（Ａ）に示される撮像視野ＶＡ〜ＶＥに対応する外縁を＋Ｚ側からそれぞれ照明する。なお、この照明装置８１Ａの配設位置は、プリアライメントステージ５２上に限られるものではなく、例えば、図３（Ａ）に示される撮像視野ＶＡに、退避／進入可能に不図示の天板に回転可能に吊り下げ支持されたＬ字状部材の端部に配設されるようにしても良い。このようにすれば、プリアライメントステージ５２が、第１位置と第２位置との間を移動する際には、その部材を回転させて照明装置８１Ａを退避させておき、プリアライメントステージ５２が第２位置に移動した後で、＋Ｚ側から領域ＶＡを照明可能な位置に照明装置８１Ａを進入させ、照明装置８１ＡによりウエハＷを照明することができる。
【００５７】
上記Ｙ駆動機構６０は、第２位置よりも＋Ｙ側に延びているので、ロードスライダ５０は、プリアライメントステージ５２が第２位置にあるときに、その位置（点線で示される位置）まで＋Ｙ側にスライドしてターンテーブル５１上に保持されたウエハＷを受け取ることが可能となっている。図７では、前述のように、第２位置上方に進入したロードスライダ５０が２点鎖線（仮想線）で示されている。ロードスライダ５０は、この位置で、ターンテーブル５１よりウエハＷを受け取る。
【００５８】
前記照明装置８１Ｆは、ロードスライダ５０が、ウエハＷを受け取った後、ロードスライダ５０上のマーク５０Ｍ付近を＋Ｚ側から照明する。マーク５０Ｍ近傍は前述のように光透過部５０Ａとなっているため、照明装置８１Ｆからの照明光は、ロードスライダ５０を透過し、プリアライメント装置４５に至る。なお、プリアライメント装置４５には、照明装置８１Ａ〜８１Ｆからの照明光を透過させる光透過部４５Ａ〜４５Ｆが設けられており、各照明光を内部に取り入れることができるようになっている。
【００５９】
プリアライメント装置４５は、照明装置８１Ａ〜８１Ｆからの照明光を受光することにより、ウエハＷのエッジ部（視野ＶＡ〜ＶＥ内のエッジ）やマーク５０Ｍを撮像する。この撮像結果は、主制御装置２０に送られる。本実施形態では、マーク５０Ｍにおける撮像視野の大きさを、図４に示されるマーク検出系４２の撮像視野ｆｖと同一とし、これを撮像視野ＶＦとする。このように、照明装置８１Ａ〜８１ＦによってウエハＷを＋Ｚ側から照明し、プリアライメント装置４５によって−Ｚ側から撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内の領域を撮像すれば、その撮像結果において、ウエハＷに相当する部分は暗部として、ウエハＷでない部分は明部として撮像されるようになる。このようにすれば、その撮像結果からコントラストを際立たせた状態でウエハＷの外形を精度良く認識することができるようになる。なお、プリアライメント装置４５の構成は、視野ＶＡ〜ＶＦ内の領域の撮像が可能であれば、特に制限はない。
【００６０】
図８には、本実施形態におけるウエハの搬送系及びプリアライメント系に関連する制御系のブロック図が示されている。図８に示されるように、ウエハＷの搬送系及びプリアライメント系の制御系は、主制御装置２０を中心に構成されている。図８では、主制御装置２０より紙面左側に検出（撮像）に用いられる構成要素が示され、紙面右側には搬送動作やプリアライメントの結果によるウエハＷの位置制御に用いられる構成要素が配置されている。各構成要素の機能（構成及び個々の動作）はすでに説明したとおりである。なお、図８においては、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂがラインセンサ８３としてまとめられており、照明装置８１Ａ〜８１Ｇ１、８１Ｇ２が照明装置８１としてまとめられている。
【００６１】
このように構成されたプリアライメント系では、プリアライメント装置４５及びマーク検出系４２の撮像結果から、ウエハＷのエッジやマーク５０Ｍの位置情報を検出する必要がある。しかしながら、プリアライメント装置４５の個々の撮像視野や、マーク検出系４２の撮像視野によって規定される座標系は、ＸＹ座標系と完全に一致するわけではなく、それぞれの取り付け具合によって若干のずれが生じる。図９には、本実施形態におけるプリアライメントに関連する各種座標系が示されている。プリアライメントにおいては、まず、ウエハＷの位置合わせを行うための基準となる座標系を規定する必要がある。プリアライメントは、ウエハステージＷＳＴのウエハＷの位置合わせをウエハＷのエッジの撮像結果に基づいて行うので、この基準の座標系は、プリアライメント装置４５の撮像視野に基づいて決定される。すなわち、例えば、ウエハＷのノッチが６時方向である場合には、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣに対応する撮像視野の位置関係によって規定される座標系をプリアライメントの基準座標系とし、ウエハＷのノッチが３時方向である場合には、領域ＶＣ，ＶＤ，ＶＥに対応する撮像視野の位置関係によって規定される座標系をプリアライメントの基準座標系とする。以下では、この基準座標系を「ウエハ座標系」と呼ぶこととし、ウエハＷのノッチが６時方向に向いている場合についてのみ説明することとする。
【００６２】
図９には、このウエハ座標系としての座標軸であるＸW軸及びＹW軸が示されている個々の視野ＶＡ，ＶＢ，ＶＣによって規定されるいわゆる個々のカメラ座標系は、このウエハ座標系に対してそれぞれオフセット成分ＳA（ＳAx，ＳAy），ＳB（ＳBx，ＳBy），ＳC（ＳCx，ＳCy）、回転成分θCA，θCB，θCC、倍率成分ＭCA（ＭCAx，ＭCAy），ＭCB（ＭCBx，ＭCBy），ＭCC（ＭCCx，ＭCCy）を有している。本実施形態では、較正用のマークが設けられた後述する工具ウエハＷs（ガラスウエハ）を用いた較正処理によって、これらの成分を算出する。
【００６３】
同様に、プリアライメント装置４５が撮像視野ＶＦによって規定される座標系を「プリ２ＴＡカメラ座標系」と呼び、この座標系のウエハ座標系に対する回転成分をθT2とし、倍率をＭCT2（ＭCT2x，ＭCT2y）とする。同様に、マーク検出系４２の撮像視野によって規定される座標系を「プリ３カメラ座標系」と呼び、この座標系のウエハ座標系に対する回転成分をθT3とし、倍率をＭCT3（ＭCT3x，ＭCT3y）とする。これらの回転成分θT2，θT3等の値も、上述した工具ウエハを用いた較正処理により求める。以降、本実施形態では、回転量（すなわち角度）を表す変数は、−Ｚ方向に対して右ねじが回る方向を回転方向とする回転量を正とし、反対方向の回転量を負であるものとしている。
【００６４】
なお、ウエハ座標系に対するプリ２ＬＡカメラ座標系の原点位置及びプリ３カメラ座標系の原点位置は明らかではない。そこで、本実施形態では、後述するように、工具ウエハＷSを搬送したときのマーク５０Ｍによって規定されるマーク座標系を設定する。このマーク座標系に関しては、プリ２ＴＡカメラ座標系、プリ３カメラ座標系に対する回転をそれぞれθCT2，θCT3とし、倍率をウエハ座標系と同じで、ＭCT2（ＭCT2x，ＭCT2y），ＭCT3（ＭCT3x，ＭCT3y）とする。ウエハＷ搬送時のマーク５０Ｍの位置は、そのマーク座標系を基準として決定される。
【００６５】
上述のように露光装置本体、搬送系及びプリアライメント系が構成された本実施形態の露光装置１００により、露光処理を行う際の動作について、主制御装置２０内のＣＰＵの処理手順を示す図１０〜図２２のフローチャート及び図２３〜図４１（Ｂ）に沿って説明する。
【００６６】
なお、前提として、図１０のサブルーチン１０１を実行する前には、プリアライメントステージ５２等の各ウエハ搬送系、マーク検出系４２や、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂ、各照明装置８１Ａ〜８１Ｇ１，８１Ｇ２の機械的な取り付け位置も、適切に調整されているものとし、更に図１０のサブルーチン１０３を実行する前（上記サブルーチン１０１を実行した後）は、上述の較正処理もすでに行われているものとする。
【００６７】
また、後述する各ステップでは、主制御装置２０が、上記搬送系やプリアライメント系等に対して指示を与えるが、その指示伝達経路については上述した通りであるので、詳細な説明は行わないものとする。主制御装置２０は、その搬送系やプリアライメント系等からの応答などにより、指示した動作が完了したことが確認されるまで待ち、次のステップに進まないものとする。
【００６８】
また、ＦＯＵＰに格納されているウエハのうち、ロードロボット９２によって最初に取り出されるウエハは、図２３に示される工具ウエハＷSであるものとする。この工具ウエハＷSは、円形のガラス基板であり、その表面上に、クロム蒸着により、第１基準マークＦＳＭａ，ＦＳＭｂ，ＦＳＭｃ，ＦＳＭｄ，ＦＳＭｅ及び第２基準マークＳＳＭａ，ＳＳＭｂ，ＳＳＭｃ，ＳＳＭｄが形成されたウエハである。
【００６９】
第１基準マークＦＳＭａ，ＦＳＭｂ，ＦＳＭｃ，ＦＳＭｄ，ＦＳＭｅは、そのマーク中心位置が、ウエハ座標系（ＸW，ＹW）において、基準ウエハＷSの６時方向、７時半方向、４時半方向、３時方向、１時半方向の外縁部の表面上に描画して形成されている。
【００７０】
第１基準マークＦＳＭａ，ＦＳＭｂ，ＦＳＭｃ，ＦＳＭｄ，ＦＳＭｅは、それぞれ形状及び大きさが同一な基本マークＦＳＭによって形成されている。図２４には、基本マーク（第１マーク）ＦＳＭの一例が示されている。紙面横方向を列方向（列が並ぶ方向）とし、紙面縦方向を行方向（行が並ぶ方向）とする。矩形の蒸着部である長方形状の基本マーク（第１マーク）ＦＳＭ内には、５行３列のマトリクス状に配置された合計１５個の非蒸着部としての較正用マークＰＲＭが形成されている。各較正用マークＰＲＭは、互いの位置関係が明らかとなっており（既知であり）、プリアライメント装置４５の各撮像視野ＶＡ〜ＶＥで基本マークＦＳＭ内を撮像した場合に、同一直線上にない少なくとも３つの較正用マークがその撮像視野内に同時に収まるように配置されている。
【００７１】
較正用マークＰＲＭは、それぞれが、所定の線幅を有する４辺によって形成された矩形状のマークであるが、各較正用マークＰＲＭは、２次元の位置座標を検出可能なマークであればよい。
【００７２】
また、基本マーク（第１マーク）ＦＳＭ内には、１５個の較正用マークＰＲＭとは別に、非蒸着部によって形成される位置特定用マークとしてのユニークマーク（第２マーク）ＵＭ１〜ＵＭ４が設けられている。ユニークマークＵＭ１〜ＵＭ４は、図２４に示される他のマークとは形状及び大きさの少なくとも一方が異なっているユニークなマークであり、各較正用マークＰＲＭとの設計上の位置関係が明らかとなっているマークである。ユニークマークＵＭ１〜ＵＭ４は、プリアライメント装置４５等で少なくとも３つの較正用マークＰＲＭを撮像した場合に、その少なくとも３つの較正用マークＰＲＭと、ユニークマークＵＭ１〜ＵＭ４のうちのいずれか１つのマークとが必ずそのカメラの撮像視野内に同時に収まるように配置されている。
【００７３】
なお、本実施形態では、基本マークＦＳＭ内における、較正用マークＰＲＭ、ユニークマークＵＭ１〜ＵＭ４を非蒸着部とし、その他の部分を蒸着部としたが、較正用マークＰＲＭ、ユニークマークＵＭ１〜ＵＭ４を蒸着部とし、その他の部分を非蒸着部としても良い。
【００７４】
また、図２４に示されるように、基本マーク（第１マーク）ＦＳＭの周辺の３箇所には、較正用マークＰＲＭの概略位置を検出するための検出用マークとしての大ずれマーク（第３マーク）ＲＭ１、ＲＭ２、ＲＭ３が、基本マークＦＳＭを囲むように形成されている。すなわち、大ずれマークＲＭ１〜ＲＭ３は、互いに識別可能であるように、形状が異なっている（大ずれマークＲＭ１と大ずれマークＲＭ２とは、４辺の線幅が異なっている）。従って、撮像により、大ずれマークＲＭ１〜ＲＭ３のいずれかを検出すれば、各較正用マークＰＲＭの概略位置を検出することができるようになっている。
【００７５】
図２３に戻り、第２基準マークＳＳＭａ，ＳＳＭｂ，ＳＳＭｃ，ＳＳＭｄそれぞれは、基準ウエハＷSの表面において、ＸW軸又はＹW軸に平行な四辺を有する矩形の頂点位置に形成されている。また、第２基準マークＳＳＭａ，ＳＳＭｂ，ＳＳＭｃ，ＳＳＭｄは、２次元ラインアンドスペースマーク等の様な、その２次元位置を精度良く検出することが可能な２次元マークである。
【００７６】
なお、工具ウエハは、上記構成のものに限らず、ウエハの中心にマークが設けられているようなものであっても良い。
【００７７】
図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）、図２６（Ａ）、図２６（Ｂ）には、第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｅが示されている。各図に示されるように、第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｅには、それぞれ複数の較正用マークＰＲＭが設けられており、複数の較正用マークの位置と、工具ウエハＷSの６時半、４時半、７時半、３時、１時半のエッジ位置との位置関係が既知となっている。例えば図２５（Ａ）〜図２５（Ｃ）、図２６（Ａ）、図２６（Ｂ）に示されるように、基本マークＦＳＭ中の中央の較正用マークＰＲＭの位置が工具ウエハＷSの６時半、４時半、７時半、３時、１時半のエッジ位置となるように配置されている。したがって、第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｅのうち、少なくとも３つのマークをプリアライメント装置４５により撮像し、その撮像結果から各マークに含まれる較正用マークＰＲＭの位置情報を検出すれば、工具ウエハＷSの中心位置を検出することができるようになる。また、各較正用マークＰＲＭ同士の位置関係も前述のように明らかなので、これらの撮像結果より得られるそれらの位置関係と、設計上の位置関係とから、プリアライメント装置４５の各撮像視野での較正情報を検出することもできる。
【００７８】
まず、図１０のサブルーチン１０１では、プリアライメント系の較正を行う。図１１には、サブルーチン１０１のフローチャートが示されている。このサブルーチン１０１では、図１１に示されるように、まず、ステップ２０１において、ロードロボット９２に対し、ウエハ（工具ウエハＷS）の搬入を指示する。ロードロボット９２は、例えばＦＯＵＰ２７に格納されていた工具ウエハＷSを取り出して搬送し、ターンテーブル５１上に載置する。ターンテーブル５１は、載置された工具ウエハＷSを吸着保持する。
【００７９】
次のステップ２０３では、プリアライメントステージ５２を第２位置に移動させ、工具ウエハＷSの位置調整を行うサブルーチン２０５に進む。図２７（Ａ）、図２７（Ｂ）には、ターンテーブル５１上に保持された工具ウエハＷSと、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥとの関係が示されている。図２７（Ａ）では、ターンテーブル５１の回転中心と、工具ウエハＷSの中心とが一致している場合が示され、図２７（Ｂ）に示されるように、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内に、ウエハＷのエッジ（第１基準マークが存在するエッジ）を捉えている。この状態であれば、プリアライメント装置４５により、工具ウエハＷS上の第１基準マークを全て撮像することができる。しかしながら、図２７（Ｂ）に示されるように、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内に第１基準マークを捉えることができていない場合には、キャリブレーションを実施することができない。そこで、サブルーチン２０５では、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内に工具ウエハＷSのエッジを捉えることができるように、工具ウエハＷSの位置を調整する。
【００８０】
図１２には、サブルーチン２０５の処理を示すフローチャートが示されている。図１２に示されるように、まず、ステップ３０１において、３時方向の撮像視野ＶＤ内の画像データを取得する。次のステップ３０３では、その画像データを解析して、撮像視野ＶＤ内に、第１基準マークＦＳＭｄが入っているか否かを確認する。前述のように、ここでは、クロムパターンと光透過部とから成る第１基準マークＦＳＭｄが、透過照明によって撮像されるので、第１基準マークＦＳＭｄが撮像視野ＶＤ内に入っているか否かは、画像全体の明度に基づいて判断することができる。撮像視野ＶＤに第１基準マークＦＳＭｄが入っていれば、画像全体の明度が低くなるからである。この判断が肯定されれば、ステップ３０７に進み、否定されればステップ３０５に進む。ここでは、判断が否定され、ステップ３０５に進むものとして話を進める。ステップ３０５では、プリアライメントステージ５２をＸ軸方向に微動させ、ステップ３０１に戻る。
【００８１】
なお、第１基準マークＦＳＭｄが撮像視野ＶＤから外れていても、大ずれマークＲＭ１がテンプレートマッチングなどの画像処理により検出された場合には、その大ずれマークの検出位置を参考にして、ステップ３０５におけるプリアライメントステージ５２のＸ軸方向の位置の調整を行うようにすることができる。
【００８２】
以降、ステップ３０３において判断が肯定されるまで、ステップ３０１→ステップ３０３→ステップ３０５の処理が繰り返し実行される。これにより、撮像視野ＶＤ内に、第１基準マークＦＳＭｄが入るような状態に、工具ウエハＷSが位置するようになる。
【００８３】
ステップ３０３での判断が肯定された後、次のステップ３０７では、撮像視野ＶＡの画像データを取得する。次のステップ３０９では、撮像視野ＶＡ内に第１基準マークＦＳＭａが入っているか否かを判断する。この判断は、上記ステップ３０３と同様な方法で行われる。この判断が肯定されればステップ３１３に進み、否定されればステップ３１１に進む。ここでは、判断が否定されたものとして話を進める。ステップ３１１では、プリアライメントステージ５２をＹ軸方向に微動させ、ステップ３０７に戻る。なお、このステップ３１１においても、大ずれマークＲＭ１が検出された場合には、その検出位置に基づいて、プリアライメントステージ５２の位置を調整することができる。
【００８４】
このように、ステップ３０５において判断が肯定されるまで、ステップ３０７→ステップ３０９→ステップ３１１の処理が繰り返し実行される。これにより、撮像視野ＶＡ内に、第１基準マークＦＳＭａが入るような状態に、工具ウエハＷSが位置するようになる。
【００８５】
上記ステップ３０１〜ステップ３１１の処理では、撮像視野ＶＤ内に第１基準マークＦＳＭｄが入るように、かつ、撮像視野ＶＡ内に第１基準マークＦＳＭａが入るように、プリアライメントステージ５２を互いに独立な座標軸方向であるＸ軸方向又はＹ軸方向に微動させることにより、工具ウエハＷSの位置をラフに調整する。この撮像視野ＶＤ及び撮像視野ＶＡは、ターンテーブル５１の中心から見て、直交する２つの方向（すなわち＋Ｘ方向及び＋Ｙ方向）に位置している。また、ステップ３０５、ステップ３１１におけるプリアライメントステージ５２の調整方向は、互いに独立な直交した方向である。したがって、一方の方向への調整が、他方の方向への調整に影響を与えることがないので、工具ウエハＷSの位置合わせを容易に行うことができる。
【００８６】
また、図３（Ａ）に示されるように、撮像視野ＶＡはＸ軸方向に長く、撮像視野ＶＤはＹ軸方向に長い。したがって、この２つの撮像視野ＶＡ、ＶＤ内の画像を用いて工具ウエハＷSの位置を調整すれば、一旦、撮像視野ＶＤ内に第１基準マークＦＳＭｄが位置している状態で、第１基準マークＦＳＭａが撮像視野ＶＡ内に収まるようにプリアライメントステージ５２をＹ軸方向に微動させても、そのときの工具ウエハＷSの移動によって較正用マークＦＳＭｄが撮像視野ＶＤから外れにくくすることができる。本実施形態では、このステップ３０１〜ステップ３１３における一連の工具ウエハＷSのＸ軸方向、Ｙ軸方向の微調整を「追い込み」とよび、そのＸ軸方向及びＹ軸方向の調整回数を「追い込み回数」と呼ぶ。
【００８７】
ステップ３０９において判断が肯定された後、次のステップ３１３では、「追い込み回数」が終了したか否かを判断する。この追い込み回数には、通常２以上の値が設定される。ここでは、まだ追い込み回数が１回であるので、判断は否定され、ステップ３１５に進む。
【００８８】
なお、このステップ３０３、ステップ３０９における判断においては、撮像視野ＶＡ，ＶＤ内における第１基準マークＦＳＭａ，ＦＳＭｄが存在するか否かを判別するための判別領域を、撮像視野ＶＡ、ＶＤよりも狭く規定している。図２８には、一例として、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡが示され、その中の判別領域が斜線で示されている。この判別領域は、撮像視野ＶＡの中央付近に設定される。以降、第１基準マークＦＳＭａが視野内に捉えられているか否かは、この判別領域内の画像に基づいて判断される。このようにすれば、第１基準マークＦＳＭｄ，ＦＳＭａを、撮像視野ＶＤ，ＶＡの中央付近に位置させるように調整することが可能となる。
【００８９】
そして、ステップ３０３における判断が肯定されるまで、ステップ３０１→ステップ３０３→ステップ３０５の処理・判断が繰り返され、ステップ３０９における判断が肯定されるまで、ステップ３０７→ステップ３０９→ステップ３１１の処理・判断が繰り返される。さらに、ステップ３１３では、予定の追い込み回数が、終了したか否かを判断する。ここでは、予定追い込み回数が２回であるものとし、判断が肯定され、ステップ３１７に進むものとして話を進める。
【００９０】
次のステップ３１７では、プリアライメントステージ５２のＸＹ位置を計測する。ここで計測される位置が、後々のプリアライメントステージ５２の基準位置となる。次のステップ３１９では、全撮像視野（撮像視野ＶＡ〜ＶＥ）の画像を取得する。
【００９１】
次のステップ３２１では、撮像視野ＶＡ〜ＶＥのうち、少なくとも３つの撮像視野に第１基準マークが入っているか否かを判断する。この判断も、上記ステップ３０３、ステップ３０９と同様に、画像全体の明度に基づいて判断することができるが、この判断に用いられる判別領域としては撮像視野全体の領域であるものとする。この判断が肯定されればステップ３２３に進み、否定されればステップ３２７に進む。ステップ３２７では、オペレータに対する外部インタフェースである表示装置にアラーム表示を行うとともに、工具ウエハＷSをアンロードロボット９３によりアンロードするエラー処理を行い、その後、処理を強制終了する。強制終了後、オペレータは、表示装置の表示を確認しつつ、目視等で、エラーの原因調査を行い、装置の調整を行う。ここでは、少なくとも３つの撮像視野に第１基準マークが入っており、判断が肯定されステップ３２３に進むものとして話を進める。なお、以降の本明細書中の説明において出てくる「エラー処理」も、本ステップ３２７で説明したエラー処理と同様の処理を行うものとする。
【００９２】
ステップ３２３では、第１基準マークを捉えていると判断された撮像視野内での画像データに基づいて工具ウエハＷSの中心位置を算出する。この具体的な算出方法については後述する。ステップ３２５では、上記ステップ３２３で算出された工具ウエハＷSの中心位置に基づいて、その中心位置が、現在のターンテーブル５１の回転中心の位置に位置するように、プリアライメントステージ５２の位置を調整する。ステップ３２５終了後は、図１３のステップ４０１に進む。
【００９３】
ステップ４０１では、上記ステップ３２５（図１２）でのプリアライメントステージ５２の位置調整に伴う移動距離が、所定距離ｄ以内であるか否かが判断される。この判断が否定されればステップ４０３に進み、肯定されればステップ４０９に進む。ここで、プリアライメントステージ５２の移動距離が大きいということは、ターンテーブル５１の回転中心と、工具ウエハＷSの中心とのずれが大きいことを意味している。ここでは、プリアライメントステージ５２の移動量が所定距離ｄよりも大きく、判断が否定されステップ４０３に進むものとして話を進める。
【００９４】
ステップ４０３では、ロードスライダ５０に工具ウエハＷSを受け渡し、ステップ４０５では、プリアライメントステージ５２を元の基準位置に戻し、ステップ４０７では、ロードスライダ５０に保持された工具ウエハＷSを、プリアライメントステージ５２上に受け渡す。これにより、工具ウエハＷSの中心と、ターンテーブル５１の回転中心とがほぼ一致するようになる。
【００９５】
ステップ４０１で判断が肯定された後、又はステップ４０７終了後は、ステップ４０９に進む。ステップ４０９では、全撮像視野ＶＡ〜ＶＥにおける画像データを取得し、ステップ４１１では、３つ以上の撮像視野に第１基準マークが存在するか否かを判断する。この判断が否定されれば、ステップ４２７に進み、上記ステップ３２７と同様のエラー処理を行って処理を強制終了し、判断が肯定されれば、ステップ４１３に進む。強制終了後、オペレータは、表示装置の表示を確認しつつ、目視等でエラーの原因の調査を行い、その調査結果に基づいて装置調整を行う。
【００９６】
ステップ４１３では、第１基準マークを捉えていた撮像視野における撮像結果に基づいて、工具ウエハＷSの少なくとも３つのエッジ位置を算出し、工具ウエハＷSの中心位置を算出する。工具ウエハＷSのエッジ位置は、第１基準マーク中の少なくとも３つの較正用マークＰＲＭの位置を、テンプレートマッチングなどや、輝度値のＸ軸方向の積算値の鏡映対称性相関度演算を行うことにより検出することができる。なお、この時点では、まだ各撮像視野におけるプリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥにおけるカメラ座標系とウエハ座標系とのオフセット、倍率、回転などの較正情報は求められていないので、ここでは、それらの値として、設計値を用いるものとする。
【００９７】
次のステップ４１５では、工具ウエハＷSの中心位置の位置ずれ量が所定距離ｄ’以内であるか否かを判断する。ｄ’は、上記ｄよりも小さくなるように設定されている。この判断が肯定されれば、図１４のステップ５０１に進み、否定されればステップ４１７に進む。ここでは、判断が否定され、ステップ４１７に進むものとして話を進める。
【００９８】
ステップ４１７では、調整回数が終了したか否かを判断する。ここでの「調整回数」とは、ステップ４０３〜ステップ４０７における工具ウエハＷSの載せかえによる工具ウエハＷSの位置の調整の回数である。その予定調整回数は、予め設定されており、ここでは、実際の調整回数が、その予定調整回数となったか否かで判断する。ここで、判断が肯定されれば、ステップ４２７に進み、エラー処理を行って強制終了するが、判断が否定されれば、ステップ４１９に進む。ステップ４１９では、工具ウエハＷSの中心位置を調整する。ステップ４１９終了後は、ステップ４０１に戻る。
【００９９】
以降、ステップ４１５における判断が肯定され、図１４のステップ５０１に進むか、図１３のステップ４１１における判断が否定され又はステップ４１７における判断が肯定されてエラー処理が行われるまで、ステップ４０１〜ステップ４１９における処理・判断が繰り返し実行される。
【０１００】
図１４のステップ５０１では、再び、全撮像視野ＶＡ〜ＶＥの画像データを取得する。次のステップ５０３では、全撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内における第１基準マーク内の較正用マークＰＲＭが全て含まれているか否かを例えばテンプレートマッチング等により判断する。この判断が肯定されれば図１５のステップ６０１に進み、否定されればステップ５０５に進み、ターンテーブル５１を所定の微小回転量だけ回転させる。
【０１０１】
図２９（Ａ）には、ステップ５０５における微小回転の前後における、撮像視野ＶＤ内における第１基準マークＦＳＭａの撮像結果が示されており、図２９（Ｂ）には、ステップ５０３におけるテンプレートマッチング等に用いられるテンプレートパターンの一例が示されている。図２９（Ａ）左側に示される回転前の画像データに対し、図２９（Ｂ）に示されるテンプレートパターンを用いてテンプレートマッチングを行った場合、このテンプレートパターンに対し最も相関性の高い部分は、点線で示される部分となる。この部分は、撮像視野ＶＡに完全に収まっていないので、ステップ５０３における判断は否定され、ステップ５０５に進んで、ターンテーブル５１を所定の微小回転量だけ回転させる。例えば、図２９（Ａ）に示される場合、テンプレートパターンとの相関性が最も高い部分は、撮像視野ＶＡに対し−Ｘ側にずれているので、ターンテーブル５１を反時計回りに回転させればよい。この回転により、例えば図２９（Ａ）に示されるように、撮像視野ＶＤ内における画像データとして、図２９（Ａ）の右側に示される回転後の画像データが得られるようになり、この画像に対してテンプレートマッチングを行うと、図２９（Ｂ）に示されるテンプレートパターンと最も相関性が高い部分は、撮像視野ＶＡ内に位置するようになる。この場合、ステップ５０３における判断は肯定され、図１５のステップ６０１に進むようになる。
【０１０２】
ステップ５０３では、他の撮像視野ＶＡ〜ＶＣ、ＶＥの画像データに対しても同様のテンプレートマッチングを行う。図２５（Ｂ）、図２５（Ｃ）、図２６（Ａ）、図２６（Ｂ）には、これらのテンプレートマッチングに用いられるテンプレートパターンと同形の第１基準マークＦＳＭｂ〜ＦＳＭｅが点線で示されている。なお、テンプレートパターンに、ユニークマークに相当するパターンは含まれている必要はない。
【０１０３】
次のステップ５０７では、上記ステップ５０５で回転させたターンテーブル５１の合計回転量が所定回転量Θを超えたか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ５２９に進み、上記ステップ３２７と同様のエラー処理を行って処理を強制終了し、判断が否定されればステップ５０９に進み、再び全撮像視野ＶＡ〜ＶＥの画像データを取得する。
【０１０４】
次のステップ５１１では、３つ以上の撮像視野に第１基準マークが有るか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ５１５に進み、否定されればステップ５２９に進み、エラー処理を行って処理を強制終了する。ここでは、判断が肯定され、ステップ５１５に進むものとして話を進める。
【０１０５】
ステップ５１５では、上記ステップ５０９で取得された画像から、工具ウエハＷSの少なくとも３つのエッジ位置を検出し、そのエッジ位置に基づいて中心位置を検出する。次のステップ５１７では、プリアライメントステージ５２の位置ずれ量が所定の距離ｄ’以内にあるか否かを判断する。その判断が肯定されればステップ５１９に進み、否定されればステップ５０１に戻る。ここでは、判断が肯定され、ステップ５１９に進むものとして話を進める。次のステップ５１９では、プリアライメントステージ５２の位置を調整し、ステップ５２１では、プリアライメントステージ５２の位置からの移動距離が、所定距離ｄの範囲内であるか否かを判断する。この判断が否定されればステップ５２３に進み、肯定されればステップ５０１に戻る。ここでは、判断が否定され、ステップ５２３に進むものとして話を進める。ステップ５２３では、ロードスライダに工具ウエハＷSを受け渡し、ステップ５２５では、プリアライメントステージ５２の位置を元の基準位置に戻し、ステップ５２７では、ロードスライダ５０からプリアライメントステージ５２に工具ウエハＷSを戻す。ステップ５２７終了後は、ステップ５０１に戻る。
【０１０６】
以降、ステップ５０３において判断が肯定されるまで、又は、ステップ５０７で判断が肯定され又はステップ５１１で判断が否定されるまで、ステップ５０１〜ステップ５２７、ステップ５０１〜ステップ５１７、又はステップ５０１〜ステップ５２１の処理・判断が繰り返し実行される。
【０１０７】
すなわち、ステップ５０１〜ステップ５２７においては、第１基準マークの較正情報の算出に用いられる較正用マークＰＲＭが、すべての撮像視野内に含まれているか否かをチェックし、含まれていないと判断された場合には、ターンテーブル５１を回転させる。そして、その際に、改めて工具ウエハＷSの中心位置を算出し、中心位置の位置ずれ量が大きければ、プリアライメントステージ５２をＸＹ平面内で移動させ、工具ウエハＷSの中心位置を調整する。この調整に伴い、プリアライメントステージ５２の中心位置が基準位置から大幅にずれた場合には、工具ウエハＷSの載せ替えを行う。
【０１０８】
ステップ５０３における判断が肯定された後行われる図１５のステップ６０１では、上記ステップ５０３におけるテンプレートマッチングの結果に基づいて、視野内にユニークマークが入っているか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ６０７に進み、否定されればステップ６０３に進む。ここでは判断が否定されたものとして話を進める。次のステップ６０３では、撮像視野内に入れるためのプリアライメントステージ５２のＸ軸、Ｙ軸方向の移動量を算出し、次のステップ６０５では、算出された移動量だけ、プリアライメントステージ５２の位置を調整する。
【０１０９】
ステップ６０５終了後又はステップ６０１で判断が肯定された後、ステップ６０７において、再び、全撮像視野ＶＡ〜ＶＥの画像データを取得する。そして、ステップ６０９において、全撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内にユニークマークが有るか否かを判断する。この判断が肯定されれば、サブルーチン２０５を終了するが、否定されればステップ６１１に進む。
【０１１０】
ステップ６１１では、ユニークマークの検出回数が予定検出回数に達したか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ６１７に進み、エラー処理を行った後強制終了し、判断が否定されればステップ６１３に進む。
【０１１１】
ステップ６１３では、全撮像視野ＶＡ〜ＶＥの画像を取得して、ステップ６１５では、全撮像視野ＶＡ〜ＶＥの画像データ内に第１基準マークの中の較正情報の算出に必要な較正用マークＰＲＭが全て存在するか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ６０１に戻り、否定されればステップ６１７に進んで、エラー処理を行い処理を強制終了する。すなわち、ステップ６１１において判断が肯定されるか、又は、ステップ６１５における判断が否定されるまで、ステップ６０１〜ステップ６１５の処理・判断が繰り返し実行される。
【０１１２】
このように、全撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内にユニークマークが有る状態に、工具ウエハＷSの位置が調整されて、ステップ６０９における判断が肯定された場合、工具ウエハＷSの位置が、撮像視野ＶＡ〜ＶＥにおける較正情報を検出可能な位置に調整されたことになるので、サブルーチン２０５の処理を終了し、図１１のステップ２０７に進む。
【０１１３】
次のステップ２０７では、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内における工具ウエハＷSの第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｅの撮像結果から、各撮像視野における較正情報の検出と、工具ウエハＷSの中心位置の算出とを行う。この処理を、「工具ウエハプリ２ＴＴ較正及び計測」と呼ぶ。上述したように、第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｅは、直線上にない少なくとも３つの較正用マークＰＲＭが形成されているので、これらの較正用マークＰＲＭの位置の計測値と、それらの設計値とから、各撮像視野ＶＡ〜ＶＥにおける、較正情報としての、位置オフセットＳA（ＳAx，ＳAy）〜ＳE（ＳEx，ＳEy）、回転量θCA〜θCE、倍率ＭCA（ＭCAx，ＭCAy）〜ＭCE（ＭCEx，ＭCEy）を算出する。これらの較正情報は、不図示の記憶装置に格納される。
【０１１４】
さらに、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥのうちの３つの撮像視野ＶＡ〜ＶＣのウエハ座標系に対するオフセット成分ＳA〜ＳC、回転成分θCA〜θCC、倍率成分ＭCA〜ＭCCを考慮して、透過照明により工具ウエハＷSの３つのエッジ位置を撮像結果の輝度分布から検出し、その３つのエッジ位置から工具ウエハＷSの回転量を検出する。そして、この回転量を、ターンテーブル５１を回転させることによりキャンセルする。これにより、前述のように、ターンテーブル５１上の工具ウエハＷSのファイン回転調整が実現される。
【０１１５】
次のステップ２０９では、ターンテーブル５１からロードスライダ５０への工具ウエハＷSの受け渡しを行う。そして、次のステップ２１１では、受け渡し後に、再び、全撮像視野で撮像を行って、ユニークマークの位置が、受け渡し前と比べて、ユニークマークの位置が大幅にずれたか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ２２８に進み、エラー処理を行って強制終了し、判断が否定されれば、ステップ２１３に進む。
【０１１６】
そして、ステップ２１３では、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥ内における工具ウエハＷSの第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｅの撮像結果から、各撮像視野における較正情報の検出と、工具ウエハＷSの中心位置の算出とを行う。この処理を、「工具ウエハプリ２ＬＡ較正及び計測」と呼ぶ。上述したように、第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｅには、少なくとも３つの較正用マークＰＲＭが形成されているので、これらの較正用マークＰＲＭの位置の計測値と、それらの設計値とから、各撮像視野ＶＡ〜ＶＥにおける、位置オフセットＳA（ＳAx，ＳAy）〜ＳE（ＳEx，ＳEy）、回転量θCA〜θCE、倍率ＭCA（ＭCAx，ＭCAy）〜ＭCE（ＭCEx，ＭCEy）を改めて算出する。主制御装置２０は、上記ステップ２１７において不図示の記憶装置に格納された情報を、算出された情報に更新する。
【０１１７】
そして、ウエハ座標系における工具ウエハＷSの中心位置座標Ｏ（Ｘ0，Ｙ0）及び回転量を算出する。ここでは、再び、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＣの撮像結果を取得し、この撮像結果に含まれる第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｃに基づいて、工具ウエハＷSの３つのエッジ位置を検出し、３つのエッジ位置から工具ウエハＷSの中心位置を算出する。このときのエッジ位置の算出に、各カメラ座標系の倍率、回転、オフセットが考慮されることはいうまでもない。図３８（Ａ）には、この「工具ウエハプリ２ＬＡ較正及び計測」において検出された、ウエハ座標系における工具ウエハＷSの中心位置座標Ｏ（Ｘ0，Ｙ0）が模式的に示されている。この中心座標Ｏ（Ｘ0，Ｙ0）及び回転量は、不図示の記憶装置に格納される。以降の「工具ウエハプリ２ＬＡ較正及び計測」において検出されるウエハＷの中心位置座標は、すべて、この位置座標Ｏを原点とした位置座標であるものとする。なお、「工具ウエハプリ２ＬＡ較正及び計測」において、工具ウエハＷSは、ファイン回転調整が行われているため、「工具ウエハプリ２ＬＡ較正及び計測」において計測される工具ウエハＷSの回転量は、通常ほぼ０となっている。
【０１１８】
次のサブルーチン２１５では、プリアライメント装置４５により、ロードスライダ５０上のマーク５０Ｍの位置を計測する。この計測を、「プリ２ＴＡ計測」と呼ぶ。図１６には、サブルーチン２１５の処理を示すフローチャートが示されている。図１６に示されるように、まず、ステップ７０１において、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＦに捉えられているマーク５０Ｍを撮像する。この撮像により得られる画像データを、画像データＰとする。以下では、この画像データＰを適宜、画像Ｐともいう。ここでは、例えば、プリアライメント装置４５の撮像視野ｆｖが、図４に示される位置にあり、図３１（Ａ）に示されるような画像Ｐが得られたものとして話を進める。
【０１１９】
図１７には、サブルーチン７０５のフローチャート、すなわち、初期計測の手順を示すフローチャートが示されている。図１７に示されるように、まず、ステップ８０１では、画像ＰについてＹ軸方向プロジェクションを行う。ここで、プロジェクションとは、画像における各画素の輝度値を積算していく積算処理のことをいい、Ｙ軸方向プロジェクションでは、輝度値をＹ軸方向に積算する。ここでは、例えば図３１（Ａ）に示される画像Ｐにおける各画素での輝度値を、Ｙ軸方向に積算していく。ここでいうＹ軸方向とは、プリ２ＴＡカメラ座標系におけるＹ軸方向のことである。このようにすれば、プリ２ＴＡカメラ座標系における各Ｘ位置に関する画素の輝度の加算値を求めることができる。この輝度値の加算値をＸ軸方向に並べていけば、図３１（Ｂ）に示されるような、Ｘ軸方向に関する輝度の積算値の変化を示す波形（これを「プロジェクション波形」という）Ｗｐが得られる。この画像は、透過照明によって得られたものであるため、図３１（Ｂ）に示されるように、この画像より得られるプロジェクション波形Ｗｐは、光透過部の面積が比較的大きい領域Ａｒ２（指標パターン）に対応する部分が、領域Ａｒ１（Ｌ／Ｓパターン）に対応する部分よりもその値が大きくなる。そのため、プロジェクション波形Ｗｐは、マーク５０Ｍの中心Ｘ位置付近を基準として上に凸な波形となる。上記プロジェクションが終了するとステップ８０３に進む。
【０１２０】
図４に示されるように、マーク５０Ｍは、そのＸ軸方向に関するマーク５０Ｍの中心位置を通るＹ軸に平行な直線に対して線対称である。したがって、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＦがマーク５０Ｍの中心を捉えていれば、その撮像結果の輝度の積算値であるプロジェクション波形Ｗｐもそのマーク５０Ｍの中心Ｘ位置に関して線対称となるはずである。したがって、線対称のマーク５０Ｍに対して、その中心Ｘ位置を求めるには、その波形の反転対称性相関度を求めるのが有効である。その中心Ｘ位置は、その位置を基準として、その位置よりも左側の波形に対し、その位置よりも右側の波形をＸ軸方向に関して反転させて重ね合わせ、それらの相関度、いわゆる反転対称性相関度が最大となる位置の近傍に存在すると考えられるからである。そこで、このステップ８０３では、前記ステップ８０１で求めたプロジェクション波形ＷｐについてのＸ軸方向に関する反転対称性相関度関数Ｃ（ｘ）を算出する。
【０１２１】
この反転対称性相関度関数Ｃ（ｘ）を求める際には、その相関度を計算する範囲を規定する相関計算窓が用いられる。図３２（Ａ）には、その相関計算窓の一例として相関演算窓Ｗｉｎが示されている。相関計算窓Ｗｉｎの幅Ｒｗは、図３２（Ａ）に示されるように、Ｌ／ＳパターンＬＳｘが形成された領域と、プロジェクション波形における領域Ａｒ２、すなわち指標パターンＴ１〜Ｔ１１が形成された領域とに対応した部分が十分に含まれる大きさに設定されている。
【０１２２】
相関計算窓Ｗｉｎの基準位置は、その窓の中央の位置であるものとする。反転対称性相関演算においては、この基準位置よりも左側の波形と、その基準位置よりも右側の波形をＸ軸方向に反転させた波形との相関性が演算される。
【０１２３】
ここでは、相関計算窓Ｗｉｎの基準位置を、図３２（Ｂ）に示される位置Ｐ１とし、その位置Ｐ１から図３２（Ｂ）の矢印が示す向き（＋Ｘ方向）に例えば１画素単位で移動させつつ、各基準位置での相関計算窓Ｗｉｎ内における反転対称性相関度を求める。図３２（Ｃ）には、このようにして求められた、反転対称性相関度関数Ｃ（ｘ）の一例が示されている。
【０１２４】
次のステップ８０５では、マーク５０Ｍの概略中心Ｘ位置Ｘmを決定する。前述のように、マーク５０ＭはＸ軸方向に関して線対称であるため、反転対称性相関度関数Ｃ（ｘ）の値が最大となる位置が、マーク５０Ｍの概略中心Ｘ位置Ｘmとして推定される。そこで、図３２（Ｃ）に示されるように、反転対称性相関度関数Ｃ（ｘ）の値が最大（この値をＣ（ｘm）とする）となるＸ位置Ｘmを、マーク５０Ｍの概略中心位置として決定することができる。
【０１２５】
以降の処理は、この概略中心位置Ｘmを基準として行われる。まず、この概略中心位置Ｘmを基準として、指標パターンＴ１〜Ｔ１１を、テンプレートマッチングにより探索する。ところで、主制御装置２０では、上記表１に示されるマーク５０Ｍの各指標パターンＴ１〜Ｔ１１のテンプレート画像データ（以下、「テンプレート」と略述する）を、不図示の記憶装置に記憶している。このテンプレート画像データをそれぞれテンプレートＴ１’〜Ｔ１１’とする。このテンプレートＴ１’〜Ｔ１１’としては、指標パターンＴ１〜Ｔ１１の設計情報などから計算により求められたものとしても良いし、予め指標パターンＴ１〜Ｔ１１を所定の撮像装置（例えばマーク検出系４２など）で撮像することにより得られた撮像結果から抽出されたものとしても良い。
【０１２６】
本実施形態では、まず、以下のステップ８０７、ステップ８０９において、そのテンプレートマッチングを行う範囲を制限する。まず、ステップ８０７では、上記ステップ８０５において決定された概略中心位置Ｘmに基づいて、テンプレートＴ１’〜Ｔ１１’のマッチングを行うＸ軸方向の範囲を決定する。
【０１２７】
指標パターンＴ１〜Ｔ１１が存在する範囲は、マーク５０Ｍの各寸法（設計値）から、ある程度予想することができる。図３３（Ａ）には、マーク５０Ｍに関する各種寸法が示されている。ここで、マーク５０ＭのＸ軸方向に関する中心を通る直線を、直線Ｌｘ０とする。また、このＬ／ＳパターンＬＳｘと、領域Ａｒ２との境界線を、直線Ｌｘ１とする。そして、この直線Ｌｘ０からＬ／ＳパターンＬＳｘのＸ軸方向に関する両端までの距離の設計値をＬ１とする。また、このＬ／ＳパターンＬＳｙと領域Ａｒ２との境界線を、直線Ｌｘ２とする。そして、直線Ｌｘ０から直線Ｌｘ２までの距離の設計値をＬ２とする。指標パターンＴ１〜Ｔ１１は、この直線Ｌｘ１と、直線Ｌｘ２との間に存在すると考えられる。そこで、本実施形態では、マーク５０Ｍに基づいて予め決められた上記設計値Ｌ１，Ｌ２を用いて、Ｘ軸方向に関して、例えば、位置Ｘm−Ｌ２から、位置Ｘm−Ｌ１までを、テンプレートマッチングを行うＸ軸方向の範囲として決定する。なお、指標パターンＴ１〜Ｔ１１は、Ｘ方向Ｌ／ＳパターンＬＳｘに対し両側に対称に配置されているが、ここでは、片側の指標パターンＴ１〜Ｔ１１のみを探索すれば足りるので、左側（−Ｘ側）の方だけを探索することとする。
【０１２８】
次のステップ８０９では、テンプレートＴ１’〜Ｔ１１’とのマッチングを行うＹ軸方向の範囲を決定する。本実施形態では、プリアライメント装置４５及びマーク検出系４２の撮像視野より大きいマーク５０Ｍの位置情報を用いてプリアライメントを行うが、ロードスライダ５０の位置制御の再現性を考慮すれば、検出されるマーク位置を、プリアライメント装置４５の撮像視野の中心付近とすることが望ましい。したがって、指標パターンＴ１〜Ｔ１１のうち、画像Ｐの中心近傍にある指標パターンを検出するのが望ましい。したがって、本実施形態では、テンプレートマッチングを行うＹ軸方向に関する範囲を、画像Ｐの中心付近の範囲とする。そこで、図３３（Ａ）に示されるように、画像Ｐを２等分する直線Ｌｙ０を設定する。そして、その直線Ｌｙ０から±Ｙ方向へそれぞれ距離Ｌ３だけ離れた位置にある直線Ｌｙ１と、直線Ｌｙ２とを設定する。そして、直線Ｌｙ１と直線Ｌｙ２とに挟まれた範囲を、Ｙ軸方向に関するテンプレートマッチングを行う範囲として決定する。
【０１２９】
本実施形態では、上記表１及び図６にも示されるように、マーク５０Ｍにおいては、Ｙ軸方向に１．０ｍｍ間隔で指標パターンＴ１〜Ｔ１１が配置されている。したがって、指標パターンの中心を検出するには、Ｙ軸方向に関するテンプレートマッチングの範囲の大きさ（ここでは２×Ｌ３となる）を、少なくとも１．０ｍｍ以上とする必要がある。
【０１３０】
以上の処理により、図３３（Ａ）に示されるＸ軸方向の範囲とＹ軸方向の範囲とで指定された領域が、テンプレートＴ１’〜Ｔ１１’のマッチングを行う領域として決定される。直線Ｌｘ１と直線Ｌｙ１，Ｌｙ２との交点をそれぞれａ、ｂ、直線Ｌｘ２と直線Ｌｙ１，Ｌｙ２との交点をそれぞれｃ、ｄとすると、これら４つの交点ａ〜ｄを頂点とする長方形の内側の領域内で、テンプレートＴ１’〜テンプレートＴ１１’の中心を動かしつつ、テンプレートマッチングが行われる。なお、この領域をマッチング領域ＭＡと呼ぶこととする。
【０１３１】
以下のステップ８１１〜ステップ８２３では、テンプレートマッチングを行い、マッチング領域ＭＡ内に含まれる指標パターンの種類及び位置を検出する。上記ステップ８０７、ステップ８０９で求めたマッチング領域ＭＡには、１１種類の目盛マークのテンプレートＴ１’〜Ｔ１１’のうち、どのテンプレートに対応した指標パターンの中心が存在するかが未知であるため、ここでは、全てのテンプレートについてマッチングを行い、画像Ｐの中心近辺に存在する指標パターンＴ１〜Ｔ１１の種類、位置を検出する。
【０１３２】
そこで、次のステップ８１１では、テンプレートの種類を示すカウンタｋの値（以下、「カウンタ値ｋ」と略述する）を１に初期化する。
【０１３３】
次のステップ８１３では、画像Ｐと、テンプレートＴｋ’とのテンプレートマッチングを行う。このテンプレートマッチングでは、テンプレートＴｋ’の中心を、マッチング領域ＭＡ内において例えば１画素ずつ移動させながら、テンプレートＴｋ’と、画像ＰにおけるテンプレートＴｋ’と重なる部分の画像との間で、次式で示される正規化相互相関度関数Ｃｒk（ｘ，ｙ）の式を用いて、その関数Ｃｒk（ｘ，ｙ）の値が最大になる位置Ｐkmaxを探索する。なお、次式では、ｘ，ｙをテンプレートの中心位置とし、テンプレートＴｋ’のＸ軸方向、Ｙ軸方向の大きさをそれぞれｔx，ｔyとし、テンプレートの所定の画素の輝度をＴ（ｉ，ｊ）とし、画像ＰのＴ（ｉ，ｊ）に対応する画素の輝度をＩ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）としている。
【０１３４】
【数１】
2006071395.tif 000004
ここで、Ｔavgは、テンプレートＴｋ’における輝度の平均値であり、Ｉavgは、画像Ｐにおける、そのテンプレートＴｋ’と重ね合わされる領域の輝度の平均値であり、それぞれ次式で表される。
【０１３５】
【数２】
2006071395.tif 000005
【０１３６】
【数３】
2006071395.tif 000006
ステップ８１５では、カウンタ値ｋを参照し、カウンタ値ｋが１１以上であるか否かを判断する。この判断が肯定されれば、ステップ８１９に進み、否定されればステップ８１７に進む。カウンタ値ｋが１１以上であるということは、すべてのテンプレートについてのマッチングが終了したことを意味している。ここでは、カウンタ値ｋが１であり、最初のテンプレートＴ１’についてのマッチングが行われたのみであるので、ここでの判断は否定され、ステップ８１７に進む。ステップ８１７では、カウンタ値ｋの値を１だけインクリメントして（ｋ←ｋ＋１）して、ステップ８１３に戻る。ステップ８１３では、次のテンプレート（ここではテンプレートＴ２’）のマッチングを行う。このように、ステップ８１５での判断が肯定されるまで、ステップ８１３→ステップ８１５→ステップ８１７の処理、判断が繰り返され、テンプレートＴ２’〜Ｔ１１’における正規化相互相関度関数Ｃｒk（ｘ，ｙ）が最大値となる位置Ｐkmaxが求められる。
【０１３７】
全てのテンプレートＴ１’〜Ｔ１１’のマッチングが終了すると、ステップ８１５での判断が肯定され、ステップ８１９に進む。
【０１３８】
ステップ８１９では、ステップ８１３で求められた正規化相互相関値Ｃｒk（ｘ，ｙ）の最大値Ｃｒkmax（ｘ，ｙ）が、最大であったテンプレートＴｋ’を選出する。この最大値をＣｒkmax’（ｘ，ｙ）とし、選出されたテンプレートＴｋ’を、ＴｋS’とする。例えば、マッチング領域ＭＡが、図３３（Ａ）に示されるように選択されている場合では、図５に示されるテンプレートＴ７’が選出されるようになる。
【０１３９】
ステップ８２１では、選出されたテンプレートの正規化相互相関の最大値Ｃｒkmax’（ｘ，ｙ）が、所定の閾値以上であるか否かを判断する。この判断が肯定された場合はステップ８２３に進み、否定された場合には、ステップ８２５に進む。ステップ８２５では、不図示の表示装置に、指標パターンが検出されなかった旨の表示を行い、露光装置１００の各種動作を強制終了させる。強制終了後、オペレータは、表示装置の表示を確認しつつ、目視等で、原因調査を行い、装置調整を行う。
【０１４０】
一方、ステップ８２３では、ステップ８１９で選出されたテンプレートＴｋS’に基づいて、マッチング領域ＭＡの中心付近に存在する指標パターンの種類及び位置を決定する。例えば、図３３（Ａ）に示されるようなマッチング領域ＭＡが選択されていた場合には、テンプレートＴ７’に対応する指標パターンＴ７が決定され、指標パターンＴ７の中心位置が、Ｐkmaxとして決定されることになる。
【０１４１】
ステップ８２３の処理が終了すると、図１８のステップ９０１に進む。ステップ９０１では、決定した指標パターン位置Ｐkmaxに基づいて、仮中心ＰTを決定する。図３３（Ｂ）に示されるように、仮中心ＰTの決定には、マーク５０Ｍにおける、Ｘ軸方向に関する指標パターンと中心位置との間の距離の設計値Ｌ４が用いられる。すなわち、前記指標パターン位置Ｐkmaxから＋Ｘ方向にＬ４だけ隔てた点を仮中心ＰTとして決定する。
【０１４２】
ステップ９０３では、Ｌ／ＳパターンＬＳｘの矩形の計測範囲を決定する。このＸ軸方向計測範囲は、前記仮中心ＰTに基づいて複数の範囲が指定される。その数は予め決めておくことができ、例えば６つとする。
【０１４３】
図３３（Ｃ）には、一例として、仮中心ＰTに基づいて決定された、６つのＸ軸方向計測範囲が２点鎖線で示されている。ここでは、Ｘ軸方向に関して仮中心ＰTを中心とする所定幅の範囲が、Ｌ／ＳパターンＬＳｘの計測範囲のＸ軸方向の大きさとして指定される。このＸ軸方向計測範囲のＸ軸方向の大きさは、Ｌ／ＳパターンＬＳｘのＸ軸方向の幅の設計値よりも十分に大きな値とし、Ｌ／ＳパターンＬＳｘの最も＋Ｘ側及び最も−Ｘ側にあるライン部が、その計測範囲に必ず含まれるように設定される。Ｘ軸方向の計測範囲のＹ軸方向の大きさや、それぞれの間隔などについても、任意の大きさとすることができる。要は、各Ｘ軸方向計測範囲は、Ｘ軸方向に関する同一位置に、仮中心ＰTを中心として、Ｌ／ＳパターンＬＳｘをＸ軸方向に完全に含むように配置されていれば良い。この６つのＸ軸方向計測範囲をそれぞれ計測範囲ｍ（ｍ＝１〜６）で表すものとする。
【０１４４】
ステップ９０５では、Ｌ／ＳパターンＬＳｙの複数の矩形の計測範囲、すなわちＹ軸方向の計測範囲を仮決めする。このＹ軸方向の計測範囲についても、仮中心ＰTのＹ位置を中心とする範囲とし、Ｘ軸方向の大きさ、数は任意でよい。また、このＹ軸方向の計測範囲は、Ｙ方向Ｌ／ＳパターンＬＳｙを構成するラインが、所定の本数含まれるようにＹ軸方向の大きさが設定される。例えば、図３４（Ａ）に破線で示される５つのＹ軸方向の計測範囲は、Ｌ／ＳパターンＬＳｙを構成するラインを１２本含むように設定されている。この５つのＹ軸方向の計測範囲を計測範囲ｎ（ｎ＝１〜６）とする。
【０１４５】
ステップ９０７では、図３４（Ｂ）に示されるように、ステップ９０３で決定した各Ｘ軸方向の計測範囲ｍのＬ／ＳパターンＬＳｘに基づいて、そのＸ方向計測範囲ｍの代表点としてのその範囲の中心点（Ｘcm，Ｙcm）を決定し、各中心点の座標からＸ軸方向Ｌ／ＳパターンＬＳｘの代表点に基づく最小二乗近似直線Ｌｘを求める。
【０１４６】
Ｘ軸方向の計測範囲ｍ内のＬ／ＳパターンＬＳｘの中心位置の決定は、Ｌ／ＳパターンＬＳｘがＸ軸方向に関して線対称であることを利用して、Ｌ／ＳパターンＬＳｘ全体の反転対称性相関度及びＬ／ＳパターンＬＳｘを構成する各ライン部の反転対称性相関度に基づいて行われる。以下、Ｌ／ＳパターンＬＳｘにおける各計測範囲ｍの中心位置の決定方法について説明する。
【０１４７】
まず、各計測範囲ｍに含まれる各画素（ピクセル）の輝度を、Ｙ軸方向に加算し、それぞれの加算結果を示す１次元波形を求める。さらに、その１次元波形に対し、例えばディジタルフィルタリング処理の一種であるＳＩＮＣ補間を行い、離散データの波形である上記１次元波形における位置の検出精度を高める。そして、検出精度が高められた１次元波形に対して走査する所定幅の観察窓を用いた相関演算により、その１次元波形の軸方向位置に対する全体の鏡映（反転）対称性相関度を示す相関関数やＬ／ＳパターンＬＳｘの各ライン部の反転対称性相関度を示す相関関数などを求め、各反転対称性相関度の相関関数同士を乗じてその相関度を示す波形を尖鋭なものとしたり、２次関数フィッティングを施したりして、検出精度を高めつつ、反転対称性（鏡映対称性）が最大となる位置を、その計測範囲内のＬ／ＳパターンＬＳｘの中心位置（すなわちＬ／Ｓ位置）として検出する。
【０１４８】
そして、このようにして求められた複数のＸ軸方向の計測範囲ｍの中心点に関する最小二乗近似直線Ｌｘを求める。図３４（Ｃ）には、この直線Ｌｘの一例が示されている。
【０１４９】
次のステップ９０９では、前記ステップ９０７で求めた、直線Ｌｘの傾きＡを算出し、この傾きＡに基づいてマークの回転量θTR（＝ｔａｎ（１／Ａ））を算出し、不図示の記憶装置に記憶する。次のステップ９１１では、前記ステップ９０９で求めた直線Ｌｘの傾きＡに基づく、Ｌ／ＳパターンＬＳｙの計測範囲ｎの位置補正を行う。この位置補正を行うのは、Ｙ軸方向に関する各計測範囲ｎ相互間で、常にＬ／ＳパターンＬＳｙを構成するライン群の中から、同一のライン群が含まれるようにするためである。
【０１５０】
この位置補正は、前記ステップ９０９で得られた傾きＡに基づいて行われる。具体的には、前記ステップ９０５において、図３５（Ａ）に示されるように、その中心が、仮中心Ｐｔを通りＸ軸に平行な直線上に配置されるように仮決めされたＹ方向計測範囲ｎの中心点の位置を、仮中心ＰTを通り、傾きが１／Ａである直線Ｌｙ’上に配置されるように、Ｙ軸方向の計測範囲ｎを＋Ｙ方向又は−Ｙ方向に移動させる。図３５（Ｂ）には、この位置補正により、直線Ｌｙ’上に配置された、Ｙ軸方向計測範囲が示されている。なお、ロードスライダ５０は高精度に制御されているため、マーク５０Ｍの実際の回転量は微小であるが、図３４（Ａ）〜図３６（Ｂ）では、説明の便宜上、マーク５０Ｍの回転を強調して図示している。
【０１５１】
次のステップ９１３では、図３６（Ａ）に示されるように、ステップ９１１で決定した各計測範囲ｎの画像に基づいて、各画像範囲ｎの中心点（Ｘcn，Ｙcn）を決定する。Ｙ軸方向の各計測範囲ｎ内の中心点の決定は、上記ステップ９０７と同様の方法により行う。
【０１５２】
次のステップ９１５では、最小二乗法を用いることにより、中心点（Ｘcn、Ｙcn）から、最小二乗近似直線Ｌｙを決定する。図３６（Ｂ）には、この２つの直線Ｌｘ，Ｌｙが示されている。次のステップ９１７では、この２本の直線Ｌｘ，Ｌｙの交点を算出し、その交点をマーク５０Ｍの位置ＳｐCT2（ＳｐCT2x，ＳｐCT2y）として決定する。以下では、このＳｐCT2が、較正処理の基準地点となる。また、直線Ｌｘ又は直線Ｌｙの傾き、あるいは直線Ｌｘ，Ｌｙの傾きの平均を、マーク５０Ｍの回転量θCT2とする。
【０１５３】
次のステップ９１９では、まず、較正用基準点ＳｐCT2を基準とするＸ軸方向Ｌ／Ｓパターン両端の２つの矩形の計測範囲を決定する。この２つの計測範囲は、Ｙ軸に沿った矩形の領域であるため、それらの左上の頂角の位置座標（以下、「左上座標」という）と、右下の頂角の位置座標（以下、「右下座標」という）とによって規定される。すなわち、−Ｘ側の計測範囲の右上座標ＬAは、（ＳｐCT2x−ＰＷ−Ｒ／２，ＳｐCT2y−ＰｒＷ／２）として規定され、左下座標ＬBは、（ＳｐCT2x−ＰＷ＋Ｒ／２，ＳｐCT2y＋ＰｒＷ／２）と規定される。また、＋Ｘ側の計測範囲の左上座標ＲAは、（ＳｐCT2x＋ＰＷ−Ｒ／２，ＳｐCT2y−ＰｒＷ／２）と規定され、右下座標ＲBは、（ＳｐCT2x＋ＰＷ＋Ｒ／２，ＳｐCT2y＋ＰｒＷ／２）を指定することにより決定する。
【０１５４】
ここで、（ＳｐCT2x，ＳｐCT2y）は、中心ＳｐCT2の座標であり、ＰＷは、マーク５０Ｍの中心からＸ方向Ｌ／Ｓマークの両端のラインまでの距離の設計値であり、Ｒは、Ｌ／Ｓマークを構成するラインの幅であり、ＰｒＷは、後述する対称性相関度を算出する際にプロジェクションを行うＹ軸方向の範囲である。一例として、図３７（Ａ）には、この２つの計測範囲が二点鎖線で示されている。
【０１５５】
そして、２つの計測範囲内の画像データについて、それぞれＹ軸方向のプロジェクションを行い、そのプロジェクション波形の鏡映対称度などが最大となるＸ位置をそれぞれ求める。そのＸ位置を通過するＹ軸方向に平行な直線をＬｘ１、Ｌｘ２とする。図３７（Ａ）には、このようにして求められた直線Ｌｘ１，Ｌｘ２の一例が示されている。
【０１５６】
次のステップ９２１では、まず、マーク中心ＳｐCT2を通り、仮回転量θTRを有する直線を考慮し、その直線に基づいて、Ｙ軸方向用Ｌ／Ｓパターン上での２つの計測範囲の範囲指定を行う。マーク中心ＳｐCT2からＹ軸方向用Ｌ／Ｓパターンの最短距離にあるラインまでの距離をＤ＿ＹＬＳとする。また、２つの計測範囲のＸ軸方向の範囲の幅をＰＷとし、Ｙ軸方向の幅をＬＳ＿Ｒとする。２つの計測範囲は、右上座標をＬA（ＳｐCT2x−Ｄ＿ＹＬＳ−ＰＷ／２，ＳｐCT2y−ＬＳ＿Ｒ／２＋Ｄ＿ＹＬＳ・ｓｉｎθTR）とし、左下座標をＬB（ＳｐCT2x−Ｄ＿ＹＬＳ＋ＰＷ／２，ＳｐCT2y＋ＬＳ＿Ｒ／２＋Ｄ＿ＹＬＳ・ｓｉｎθTR）とする計測範囲と、右上座標をＲA（ＳｐCT2x＋Ｄ＿ＹＬＳ−ＰＷ／２，ＳｐCT2y−ＬＳ＿Ｒ＋Ｄ＿ＹＬＳ・ｓｉｎθTR）とし、左下座標をＲB（ＳｐCT2x＋Ｄ＿ＹＬＳ−ＰＷ／２，ＳｐCT2y−ＬＳ＿Ｒ＋Ｄ＿ＹＬＳ・ｓｉｎθTR）とする計測範囲として規定される。
【０１５７】
ここで、ＬＳ＿Ｒの大きさは任意に定めることができるが、ここではＬ／Ｓマークを構成するライン６本が十分含まれるように決められた設計値とする。一例として、図３７（Ｂ）には、この２つの計測範囲が破線で示されている。そして、この２つの計測範囲に関し、ステップ９０５と同様の方法で画像処理を行うことにより、この２つの画像範囲の中心点を決定し、この２つの中心点を通る直線を、Ｙ軸方向Ｌ／Ｓパターンの位置決め直線Ｌｙ１を決定する。
【０１５８】
次のステップ９２３では、このようにして求められた直線Ｌｘ１、Ｌｘ２、直線Ｌｙ１の交点を、Ｐ１、Ｐ２とする。この交点Ｐ１、Ｐ２が、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＦにおける較正情報を検出するための点となる。本実施形態では、このステップ９２３において、較正情報を算出するための地点として、この交点Ｐ１，Ｐ２のほかに、４つの点Ｐ３，Ｐ４，Ｐ５，Ｐ６も併せて算出する。この４つの点Ｐ３〜Ｐ６の位置情報は、上述のようにして算出された指標パターンに隣接する指標パターン（すなわち指標パターンＴｋ±１）のテンプレートマッチングにより得られた位置情報に基づいて、上述した交点Ｐ１，Ｐ２の算出方法と同様な方法により算出することができる。すなわち、上述したＰ１、Ｐ２の算出処理と平行して、Ｐ３〜Ｐ６の算出処理を行えば良い。
【０１５９】
次のステップ９２５では、前記６つの地点Ｐ１〜Ｐ６及びマーク中心ＳｐCT2に基づいて、カメラの倍率ＭCT2x，ＭCT2yとカメラ座標系でのマークの回転量θCT2とマーク５０Ｍの位置（ＳCT2，ＳCT2）を決定する。以下、その決定手順について説明する。なお、本実施形態では、ステップ９２３において求められた地点の数が６には制限されず、３つ以上であればよいので、Ｎ点の地点が得られているものとして説明する。
【０１６０】
まず、デフォルトのカメラ倍率Ｍについて仮決めをする。上述の２つの交点Ｐ１（（ＰCT1x，ＰCT1y）とする）、Ｐ２（（ＰCT2x，ＰCT2y）とする）を結ぶ直線の角度θp1を次式によって求める。
【０１６１】
【数４】
2006071395.tif 000007
ここで、２つの交点Ｐ１（ＰCT1x，ＰCT1y）とＰ２（ＰCT2x，ＰCT2y）の距離の設計値をＬp1とすると、Ｘ軸方向の倍率は、次式のようになる。
【０１６２】
【数５】
2006071395.tif 000008
このＭを、デフォルト倍率とする。
【０１６３】
次に、プリ２ＴＡカメラ座標系でのマーク中心位置ＳｐCT2（ＳｐCT2x，ＳｐCT2y）を始点とし、地点ＰCT2i（ｉ＝１，２，３，…，Ｎ）を終点とするベクトルＤＣＴｉ（ｄＸCT2i，ｄＹCT2i）を次式を用いて算出する。
【０１６４】
【数６】
2006071395.tif 000009
決定されたマーク中心位置ＳｐCT2（ＳｐCT2x，ＳｐCT2y）を基準（原点）とする地点Ｐ１〜ＰＮのベクトルの設計値を、ＤＴｉ（ｄＸT2i，ｄＹT2i）（ｉ＝１〜Ｎ）とする。これらのベクトルの設計値ＤＴｉ（ｄＸT2i、ｄＹT2i）（ｉ＝１〜Ｎ）と、算出されたベクトルＤＣＴ２ｉとの関係は次式のようになる。
【０１６５】
【数７】
2006071395.tif 000010
ここで、ｍrは符号であり、画像が正像の場合はｍr＝１とし、画像が鏡像の場合はｍr＝−１とする。ここで、正像とは、撮像視野内の実際の物体像が反転していない画像のことであり、鏡像とは、撮像視野内の実際の物体像が反転している画像のことである。得られた画像が、正像であるか鏡像であるかは、プリアライメント装置４５の光学系の構造による。例えば画像が偶数枚のミラーを介して撮像されたものである場合には、その画像は正像となり、画像が奇数枚のミラーを介して撮像されたものである場合には、その画像は鏡像となる。このように、プリアライメント装置４５の光学的な構成によっては、撮像視野ＶＡ〜ＶＥでの画像には、正像及び鏡像が含まれるため、カメラ座標系からウエハ座標系などのグローバルな座標系への変換を行う際、あるいは、カメラ座標系の倍率や回転を算出する際などには、その画像が正像であるか鏡像であるかを、上記式（７）に示されるように、考慮する必要がある。
【０１６６】
ここで、カメラ倍率を次のように置く。
【０１６７】
【数８】
2006071395.tif 000011
すると、上記式（７）を、次式に変換することができる。
【０１６８】
【数９】
2006071395.tif 000012
上記式（９）を展開し、１次の微少量だけとり、以下の式（１０）のように、ＯXT2，ＯYT2を仮定する。
【０１６９】
【数１０】
2006071395.tif 000013
このＯXT2，ＯYT2より、上記式（９）は、次式に変換される。
【０１７０】
【数１１】
2006071395.tif 000014
ｉ＝１〜Ｎについて、上記式（１１）をまとめると次式のようになる。
【０１７１】
【数１２】
2006071395.tif 000015
すなわち、上記式（１２）は、プリアライメント装置４５の撮像倍率、回転ずれ量などを同時最適化演算する演算モデルであるが、画像が正像であるか鏡像であるかを考慮した式となっている。上記式（１２）をまとめると、次式のようになる。
【０１７２】
【数１３】
2006071395.tif 000016
したがって、求めるＳT2は、次式のようになる。
【０１７３】
【数１４】
2006071395.tif 000017
したがって、このステップ９２５では、上記式（１４）を解いて、カメラの倍率ＭCT2x，ＭCT2yとカメラ座標系でのマークの回転量θCT2を算出する。
【０１７４】
次のステップ９２７では、上記で求めたマークの回転量θCT2と、カメラ倍率ＭCT2x，ＭCT2yに基づいて、プリ２ＴＡカメラ座標系でのマーク５０Ｍの位置ＳCT2（ＳCT2x，ＳCT2y）を決定する。このマーク５０Ｍの位置座標は次式で示されるようになる。
【０１７５】
【数１５】
2006071395.tif 000018
主制御装置２０は、算出されたＳCT2（ＳCT2x，ＳCT2y）及び回転量θCT2を、マーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｐ（ＳCT2x，ＳCT2y，θCT2）として、不図示の記憶装置に格納する。
【０１７６】
次のステップ９２９では、基準ウエハＷSが保持されたロードスライダ５０を例えば１ｍｍ程度微小駆動させ、ステップ９３１において、微小駆動後のプリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置ＳｐCT2’（ＳｐCT2x’，ＳｐCT2y’）を検出し、ステップ９３３において、ウエハ座標系での工具ウエハの領域ＶＣ内の較正用マークＰＲＭの中心位置（ＷCR2（ｘCR2，ｙCR2）とする）を検出する。上記検出結果を用いてステップ９３５において、ウエハ座標系に対するプリ２ＴＡカメラ座標系の回転量を次式から求める。なお、較正用マークＰＲＭの計測は、領域ＶＡ内の較正用マークＰＲＭでなく、他の領域、例えば領域ＶＢ，ＶＣの較正用マークＰＲＭについて行うことも可能である。
【０１７７】
【数１６】
2006071395.tif 000019
ここで、（ｘCR1，ｙCR1）は、移動前の領域ＶＣを撮像するカメラ座標系における工具ウエハＷSのエッジ位置であり、（ｘCR2，ｙCR2）は移動後の領域ＶＣを撮像するカメラ座標系における工具ウエハＷSのエッジ位置である。（ＳｐCT2x，ＳｐCT2y）は、前述したとおり、サブルーチン２０５において計測されたプリ２ＴＡカメラ座標系でのマーク５０Ｍの位置であり、（ＳｐCT2x’，ＳｐCT2y’）は、移動後に計測されたプリ２ＴＡカメラ座標系でのマーク５０Ｍの位置である。また、θCCは、上述したように、領域ＶＣを撮像するカメラ座標系と、ウエハ座標系との回転量である。ここでは、θT2を、不図示の記憶装置に格納する。ステップ９３５終了後はサブルーチン７０５、サブルーチン２１５（図１６）の処理を終了し、図１１に示される次のステップ２１７へ移行する。
【０１７８】
このように、ウエハ座標系に対するプリ２ＴＡカメラ座標系の回転ずれ量の算出に、撮像視野ＶＣ（すなわち４時半に位置する第１基準マーク）の撮像結果を用いるのは、この撮像視野ＶＣが、撮像視野ＶＡ〜ＶＣの中で、マーク５０Ｍから最も遠い位置にあり、それだけ、回転ずれ量を精度良く求めることができるからである。
【０１７９】
ところで、ここまでの手法（これを「手法１」とする）は、カメラが鏡像であることをパラメータとして盛り込んだ状態で、カメラの倍率及び回転を算出するものであったが、一般的な同時最適化手法（最小二乗法など）ではパラメータが少ない方が安定した解が得られる場合が多い。ここでは、倍率および回転の算出時にカメラの鏡像を考慮せず、得られた解に対して鏡像を盛り込む手法（これを「手法２」とする）を提案する。
【０１８０】
なお、この手法２においても、上述の手法１にて説明した交点Ｐ１、Ｐ２を結ぶ直線の角度θp1，Ｘ方向の倍率及びベクトルＤＣＴi（ｄＸCT2i，ｄＹCT2i）を求める手法（手法１と同一の手法）を用いて、それぞれθp1，Ｍ，ＤＣＴｉを求める。その上で、上述のベクトルの設計値ＤＴｉ（ｄＸT2i，ｄＹT2i）と算出されたベクトルＤＣＴ２iとの関係式（７）以降の処理が本手法２では上記手法１と相違してくる。以下、その相違部分から、本手法２の説明を開始する。
【０１８１】
決定されたマーク中心位置ＳｐCT2（ＳｐCT2x，ＳｐCT2y）を基準（原点）とする地点Ｐ１〜ＰＮのベクトルの設計値を、ＤＴｉ（ｄＸT2i，ｄＹT2i）（ｉ＝１〜Ｎ）とする。これらのベクトルの設計値ＤＴｉ（ｄＸT2i，ｄＹT2i）（ｉ＝１〜Ｎ）と、算出されたベクトルＤＣＴ２ｉとの関係は次式のようになる。
【０１８２】
【数１７】
2006071395.tif 000020
ただし、ＯXT2，ＯYT2はカメラ位置であり、通常は原点（０，０）とする。ここでカメラ倍率を次のように置く。
【０１８３】
【数１８】
2006071395.tif 000021
すると、上記式（７’）を、次式に変換することができる。
【０１８４】
【数１９】
2006071395.tif 000022
上記式（９’）を展開し、１次の微少量だけとると、以下の式（１０’）のように変換することができる。
【０１８５】
【数２０】
2006071395.tif 000023
ｉ＝１，２，３，……，Ｎについて、上記式（１０’）をまとめると次式のようになる。
【０１８６】
【数２１】
2006071395.tif 000024
すなわち、上記式（１１’）は、プリアライメント装置４５の撮像倍率、回転ずれ量などを同時最適化演算する演算モデルである。上記式（１１’）をまとめると、次式のようになる。
【０１８７】
【数２２】
2006071395.tif 000025
従って、求めるＳT2は、次式のようになる。
【０１８８】
【数２３】
2006071395.tif 000026
したがって、このステップ９２５では、上記式（１３’）を解いて、カメラの倍率ＭCT2x，ＭCT2yを算出する。また、カメラ座標系でのマーク回転量は予め定められたデフォルト回転角およびカメラの正像、鏡像によって算出される。前述の手法１の数式（７）の説明部分にて説明したように、正像とは、撮像視野内の実際の物体像が反転していない画像のことであり、鏡像とは、撮像視野内の実際の物体像が反転している画像のことである。得られた画像が、正像であるか鏡像であるかは、プリアライメント装置４５の光学系の構造による。
【０１８９】
前述の手法１では式（７）にてこの正像および鏡像を示す符号を盛り込んだ式にて撮像倍率および回転ずれ量を算出しているが、ここで説明する手法では式（１３’）から算出された値に正像、および鏡像を考慮する手法をとる。
【０１９０】
カメラの正像および鏡像は、符号ｍrで表され、画像が正像の場合はｍr＝１とし、画像が鏡像の場合はｍr＝−１とする。
【０１９１】
カメラ座標系でのマーク回転量は、式（１３’）から算出されたθCT2を次式によって更新することで求まる。
【０１９２】
【数２４】
2006071395.tif 000027
ここで、θdefはカメラの設計値で定められた回転角である。
【０１９３】
次のステップ９２７では、上記で求めたマークの回転量θCT2と、カメラ倍率ＭCT2x，ＭCT2yに基づいて、プリ２ＴＡカメラ座標系でのマーク５０Ｍの位置ＳｐCT2（ＳｐCT2x，ＳｐCT2y）を決定する。
【０１９４】
このマーク５０Ｍの位置座標は次式で示されるようになる。
【０１９５】
【数２５】
2006071395.tif 000028
主制御装置２０は、算出されたＳCT2（ＳCT2x，ＳCT2y）および回転量θCT2を、マーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｐ（ＳCT2x，ＳCT2y，θCT2）として、不図示の記憶装置に格納する。
【０１９６】
次のステップ９２９では、基準ウェハＷSが保持されたロードスライダ５０を例えば１０ｍｍ程度微小駆動させ、ステップ９３１において、微小駆動後のプリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置ＳｐCT2’（ＳｐCT2x’，ＳｐCT2y’）を検出し、ステップ９３３において、ウェハ座標系での工具ウェハの領域ＶＣ内の校正用マークＰＲＭの中心位置（ＷCR2（ｘCR2，ｙCR2）とする）を検出する。
【０１９７】
ここで、ＷCR1（ｘCR1，ｙCR1）は移動前のカメラ座標系における工具ウェハＷSのエッジ位置であり、ＷCR2（ｘCR2，ｙCR2）は移動後のカメラ座標系における工具ウェハＷSのエッジ位置であるとすると、これらを次式によってウェハ座標系の工具ウェハＷSのエッジ位置ＷR1（ｘR1，ｙR1）およびＷR2（ｘR2，ｙR2）に変換する。
【０１９８】
【数２６】
2006071395.tif 000029
【０１９９】
【数２７】
2006071395.tif 000030
ここでｍWRは符号であり、領域ＶＣ内の校正用マークＰＲＭが視野内に入った画像が正像である場合は、ｍWR＝１とし、鏡像である場合はｍWR＝−１とする。
【０２００】
また、サブルーチン２０５において計測されたプリ２ＴＡカメラ座標系でのマーク５０Ｍの位置ＳｐCT2（ＳｐCT2x，ＳｐCT2y）と、移動後に計測されたプリ２ＴＡカメラ座標系でのマーク５０Ｍの位置は、次式によってＴＡマーク座標系のマーク位置に変換する。
【０２０１】
【数２８】
2006071395.tif 000031
【０２０２】
【数２９】
2006071395.tif 000032
上記式を用いてステップ９３５において、ウェハ座標系に対するプリ２ＴＡカメラ座標系の回転量は次式から求める。なお、較正用マークＰＲＭでなく、他の領域、例えば領域ＶＢ，ＶＣの校正用マークＰＲＭについて行うことも可能である。
【０２０３】
【数３０】
2006071395.tif 000033
上記式（１６’）が、前述の手法１の数式（１６）と異なるのは、式（１６）の各計測値がカメラ座標系で算出されることに対し、式（１６’）の各計測値はウェハ座標系およびＴＡマーク座標系で算出されることである。
【０２０４】
ここではθT2を、不図示の記憶装置に格納する。ステップ９３５終了後はサブルーチン７０５、サブルーチン２１５（図１６）の処理を終了し、図１１に示される次のステップ２１７へ移行する。
【０２０５】
以上が手法２の手法１と異なる部分である。これ以降（ステップ２１７〜）の処理は、手法１、手法２ともに共通である。
【０２０６】
次のステップ２１７では、ロードスライダ５０を、Ｙ駆動機構６０の駆動により、ローディングポジション上方まで移動させるとともに、ウエハステージＷＳＴをローディングポジションへ移動させる。このときのウエハステージＷＳＴのロード位置を、設計上の位置とする。次のサブルーチン２１９では、プリ３較正及び計測工程を行う。ここでは、マーク検出系４２の撮像結果に基づいて、プリ３カメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報を検出する。このサブルーチン２１９の処理については、プリアライメント装置４５によって撮像された画像ではなく、マーク検出系４２によって撮像された画像が処理対象となる他は、上記サブルーチン２１５（プリ２ＴＡ計測）の処理と同様なので、詳細な説明を省略する。この場合にも、サブルーチン２１９においては、サブルーチン７１０ではなく、サブルーチン７０５が実行される。なお、マーク検出系４２においては、前述の通り落射照明系で撮像が行われるため、図３１（Ａ）に示される画像とは、明部と暗部とが逆になったような画像が得られるようになるが、処理に影響はない。
【０２０７】
なお、このサブルーチン２１９で得られたプリ３カメラ座標系の倍率を、ＭCT3（ＭCT3x，ＭCT3y）とし、回転をθCT3とする。また、このプリ３計測時のマーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報（マーク５０Ｍの位置ＳCT3及び回転量θCT3）を、ｑ（ＳCT3x，ＳCT3y，θCT3）とする。ＳCT3xはＸ座標であり、ＳCT3yはＹ座標であり、θCT3は回転量である。図３８（Ｂ）には、マーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｑ（ＳCT3x，ＳCT3y，θCT3）が模式的に示されている。このマーク５０Ｍの位置情報ｑ（ＳCT3x，ＳCT3y，θCT3）は、不図示の記憶装置に記憶される。また、ここでは、ウエハ座標系に対するプリ３カメラ座標系の回転量θT3も併せて算出し、記憶装置に格納する。θT3は、次式で算出することができる。
θT3＝θT2＋θCT3−θCT2  …（１７）
【０２０８】
次のステップ２２１では、工具ウエハＷSをウエハステージＷＳＴにロードする。工具ウエハＷSがセンタテーブルＣＴに完全に受け渡された後、センタテーブルＣＴが下降して、最終的に工具ウエハＷSがウエハステージＷＳＴに載置され、真空吸着により吸着保持される。
【０２０９】
次のステップ２２３では、ウエハステージＷＳＴを−Ｙ方向に移動させ、アライメント検出系ＡＳの下方に位置させる。そして、工具ウエハＷS上の第２基準マークＳＳＭａ，ＳＳＭｂ，ＳＳＭｃ，ＳＳＭｄの位置情報を検出する。具体的には、ウエハ干渉計１８から得られる位置情報に基づいてウエハステージＷＳＴを駆動制御し、工具ウエハＷS上の第２基準マークＳＳＭａ，ＳＳＭｂ，ＳＳＭｃ，ＳＳＭｄが、アライメント検出系ＡＳの下方に順次位置するように工具ウエハＷSを移動させ、アライメント検出系ＡＳにより基準マークＳＳＭａ，ＳＳＭｂ，ＳＳＭｃ，ＳＳＭｄを撮像する。この撮像結果は、主制御装置２０に供給される。
【０２１０】
次のステップ２２５では、基準マークＳＭａ〜ＳＭｄの位置情報から、ＸＹ座標系における工具ウエハＷSの中心の位置座標を算出する。この位置座標が、ＸＹ座標系における工具ウエハＷSのロード位置座標である。ここで、算出されたロード位置座標を、ＬＰ（ＬＰX，ＬＰY）とし、この点が、ウエハＷのロード時における推定ロード位置の基準点となる。図３８（Ｂ）には、このＸＹ座標系における工具ウエハＷSのロード位置座標ＬＰ（ＬＰX，ＬＰY）が示されている。算出された情報、ロード位置座標ＬＰ（ＬＰX，ＬＰY）は、不図示の記憶装置に記憶される。なお、このとき、基準マークＳＳＭａ〜ＳＳＭｄの位置情報から、工具ウエハＷSの回転量αを求めるようにしてもよい。この回転量αは、ＸＹ座標系に対するウエハ座標系の回転量に相当する。
【０２１１】
次のステップ２２７では、工具ウエハＷSをアンロードする。ここでは、アンロードスライダ６２により工具ウエハＷSがアンロードされる。そして、アンロードスライダ６２が、アンロードロボット９３との受け渡し位置に退避して、工具ウエハＷSをアンロードロボット９３に受け渡すと、さらにそのウエハＷは、アンロードロボット９３からロードロボット９２に受け渡され、ロードロボット９２によってＦＯＵＰ２７に戻される。ステップ２２７終了後は、図１０の露光のサブルーチン１０３に進む。
【０２１２】
図１９、図２０には、露光のサブルーチン１０３の処理手順を示すフローチャートが示されている。図１９に示されるように、このサブルーチン１０３では、まず、ステップ２５１において、上記ステップ２０１と同様に、ロードロボット９２に対し、ウエハＷの搬入を指示する。ロードロボット９２は、例えばＦＯＵＰ２７に格納されていたウエハＷを取り出して搬送し、ターンテーブル５１上に載置する。ターンテーブル５１は、載置されたウエハＷを吸着保持する。次のステップ２５３では、照明装置８１Ｇ１，８１Ｇ２によりウエハＷを照明し、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂによって、ターンテーブル５１上のウエハの偏心量及び回転量を検出する、いわゆるプリ１計測工程を行う。次のステップ２５５では、算出されたウエハＷの偏心量及び回転量がキャンセルされるように、プリアライメントステージ５２及びターンテーブル５１を調整する。次のステップ２５７では、プリアライメントステージ５２を、第２位置に移動させる。
【０２１３】
次のステップ２５９では、プリアライメント装置４５により第２位置のウエハＷの残留回転量を計測する。この計測を「プリ２ＴＴ計測」と呼ぶ。このプリ２ＴＴ計測においては、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＣのウエハ座標系に対するオフセット成分ＳA（ＳAx，ＳAy），ＳB（ＳBx，ＳBy），ＳC（ＳCx，ＳCy）、回転成分θCA，θCB，θCC、倍率成分ＭCA（ＭCAx，ＭCAy），ＭCB（ＭCBx，ＭCBy），ＭCC（ＭCCx，ＭCCy）を考慮して、透過照明によりノッチを含むウエハＷの３つのエッジ位置を撮像結果の輝度分布から検出し、その３つのエッジ位置からウエハＷの回転量を検出する。そして、この回転量を、ターンテーブル５１を回転させることによりキャンセルする。これにより、前述のように、ターンテーブル５１上のウエハのファイン回転調整が実現される。
【０２１４】
次のステップ２６１では、ターンテーブル５１からロードスライダ５０へのウエハＷの受け渡しを行う。そして、ステップ２６３では、プリ２ＬＡ計測を行う。このプリ２ＬＡ計測工程とは、ウエハＷのエッジをプリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ、ＶＢ、ＶＣ内のウエハＷのエッジ付近を撮像し、その３つのエッジ付近の撮像結果から、ウエハＷの６時方向、７時半方向、４時半方向のエッジ位置を検出し、その３つのエッジ位置からウエハＷの中心位置及び回転量を算出する。なお、ここで検出されるウエハＷの中心座標及び回転量を、Ｃ（ＸC，ＹC，θC）とする。ＸCはＸ座標であり、ＹCはＹ座標であり、θCは回転量であるが、このＸ座標及びＹ座標は、Ｏ（Ｘ0，Ｙ0）を原点としたときの座標値であるものとする。図３９（Ａ）には、ウエハ座標系におけるウエハＷの位置情報（中心座標及び回転量）Ｃ（ＸC，ＹC，θC）が模式的に示されている。この位置情報Ｃ（ＸC，ＹC，θC）は、不図示の記憶装置に記憶される。
【０２１５】
次のサブルーチン２６５では、プリ２ＴＡ計測工程を行う。このサブルーチン２６５では、図１６に示されるように、まず、ステップ７０１において、プリアライメント装置４５により、マーク５０Ｍの撮像を行う。
【０２１６】
次のステップ７０３では、ロードスライダ５０の位置計測が初期計測であるか否かを判断する。ここでは、すでに初期計測が行われているので、判断が否定され、通常計測サブルーチン７１０に進む。
【０２１７】
図２１には、サブルーチン７１０のフローチャート、すなわち、通常計測の手順を示すフローチャートが示されている。図２１に示されるように、ステップ８５１では、テンプレートＴ１’〜Ｔ１１’の中から、初期計測において選出されたテンプレートの情報を取得する。このテンプレートをＴａ’とする。これは、プリ２ＴＡ計測時のロードスライダ５０の停止位置の再現性が高く、その誤差は微小であり、図１７のステップ８２３で選出された目盛マークと同一の目盛マークが撮像範囲の中心に位置する可能性が高く、該目盛マークに対応したテンプレートＴａ’のマッチングから行うことが効率的だからである。
【０２１８】
ステップ８５３では、画像Ｐに対するテンプレートＴａ’のマッチングを行う。このマッチングは、初期計測サブルーチン７０５で決定されたマッチング領域ＭＡ内で行われ、そのサブルーチン７０５中のステップ８１３でのマッチングと同様の方法で行われる。このマッチングの結果、正規化相互相関値Ｃｒk（ｘ，ｙ）の最大値Ｃｒkmax（ｘ，ｙ）及びそのＸ位置及びＹ位置が検出される。
【０２１９】
ステップ８５５では、前記ステップ８５３で算出したテンプレートＴａ’でのマッチングの結果算出される正規化相互相関度関数Ｃｒk（ｘ，ｙ）の最大値Ｃｒkmax（ｘ，ｙ）が所定の閾値より大きいか否かを判断する。この判断が肯定されればステップ８５７に進み、否定されればステップ８７１に進む。ステップ８７１では、目盛マークが無かった旨のアラーム表示を不図示の表示装置に表示させた後、強制終了する。
【０２２０】
一方、ステップ８５７〜ステップ８６５では、ステップ８５１で取得した情報が正しいものであるか否かを検証するために、正規化相互相関値Ｃｒk（ｘ，ｙ）の最大値Ｃｒkmax（ｘ，ｙ）が最大となった位置での、１１種類のテンプレートＴ１’〜Ｔ１１’と画像Ｐとのマッチングを行う。以下、その手順について説明する。
【０２２１】
まず、ステップ８５７では、テンプレートの種類を示すカウンタ値ｋに１をセットし、最初にマッチングするテンプレートをＴ１’とする。ステップ８５９では、テンプレートＴｋ’（ここではテンプレートＴ１’）のマッチングを行う。このマッチングも、正規化相互相関度関数Ｃｒk（ｘ、ｙ）を算出することにより行われる。
【０２２２】
ステップ８６１では、カウンタ値ｋを参照し、その値が１１以上であるか、すなわち、すべてのテンプレートについてマッチングを行ったか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合は、ステップ８６３に進み、肯定された場合にはステップ８６５に進む。ここではカウンタ値ｋが１であるので、判断は否定され、ステップ８６３に進む。
【０２２３】
ステップ８６３では、カウンタ値ｋをインクリメントして（ｋ←ｋ＋１）して、ステップ８５９において、次のテンプレート（ここではテンプレートＴ２’）のマッチングを行う。以下、ステップ８６１での判断が肯定されるまで、ステップ８５９→ステップ８６１→ステップ８６３の処理、判断が繰り返される。全てのテンプレートのマッチングが終了すると、ステップ８６１での判断が肯定され、ステップ８６５に進む。なお、ここでのループ処理では、テンプレートＴａ’のマッチングを改めて行うようになるが、その必要はなく。テンプレートＴａ’を除く、１０種類のテンプレートでのマッチングが行われれば良い。
【０２２４】
ステップ８６５では、各テンプレートをマッチングした際の、各テンプレートの反転対称性相関度関数Ｃｒk（ｘ、ｙ）の最大値Ｃｒkmax（ｘ）をそれぞれ比較して、反転対称性相関度関数Ｃｒk（ｘ、ｙ）の最大値Ｃｒkmax（ｘ）が最も大きかったテンプレートを、テンプレートＴｂ’として、テンプレートＴ１’〜Ｔ１１’の中から決定する。
【０２２５】
次のステップ８６７では、前記ステップ８６５で決定された、テンプレートＴｂ’がテンプレートＴａ’と同一であるか否かを判断する。ここでの判断が否定された場合は、ステップ８７１に進み、肯定された場合にはステップ８６９に進む。ステップ８７１以降の処理は、前述したとおりである。
【０２２６】
一方、ステップ８６９では、ステップ８５１で取得した情報に基づくテンプレートＴａ’に対応する目盛マークが、ステップ８５３で検出された位置に存在するとみなし、その目盛マークの種類、位置情報を不図示の記憶装置に記憶する。ステップ８６９終了後は、図２２のステップ９５１に進む。ステップ９５１では、上記ステップ９０１（図１８参照）と同様に、決定した指標パターン位置Ｐkmaxに基づいて、仮中心ＰTを決定する。この仮中心ＰTは、上記ステップ９０１で決定された仮中心ＰTと同様のものである（図３３（Ｂ）参照）。
【０２２７】
ステップ９５３では、図１８のステップ９０３と同様に、Ｌ／ＳパターンＬＳｘの矩形の計測範囲を決定する。このＸ軸方向計測範囲は、前記仮中心ＰTに基づいて定められる。この計測範囲は複数指定される。その数は予め決めておくことができ、例えば６つとする。この６つのＸ軸方向計測範囲は、上記ステップ９０３で定められた６つの計測範囲と同様の計測範囲である（図３３（Ｃ）参照）。
【０２２８】
ステップ９５５では、図１８のステップ９０５と同様に、Ｌ／ＳパターンＬＳｙの複数の矩形の計測範囲、すなわちＹ軸方向の計測範囲を仮決めする（図３４（Ｂ）参照）。
【０２２９】
ステップ９５７では、図１８のステップ９０７と同様に、各Ｘ軸方向の計測範囲のＬ／ＳパターンＬＳｘに基づいて、そのＸ方向計測範囲ｍの代表点としてのその範囲の中心点（Ｘcm，Ｙcm）を決定し、各中心点の座標からＸ軸方向Ｌ／ＳパターンＬＳｘの代表点に基づく最小二乗近似直線Ｌｘを求める（図３４（Ｃ）参照）。
【０２３０】
次のステップ９５９では、図１８のステップ９０９と同様に、直線Ｌｘの傾きＡに基づくマークの回転量を算出し、次のステップ９６１では、図１８のステップ９１１と同様に、直線Ｌｘの傾きＡに基づく、Ｌ／ＳパターンＬＳｙの計測範囲ｎの位置補正を行う（図３５（Ｂ）参照）。
【０２３１】
次のステップ９６３では、図１８のステップ９１３と同様に、Ｙ軸方向Ｌ／ＳパターンＬＳｙの計測範囲内の中心点（Ｘcn，Ｙcn）を決定する。次のステップ９６５では、Ｘ軸方向の計測範囲ｍ及びＹ軸方向の計測範囲ｎ内にあるＬ／ＳパターンＬＳｘ，ＬＳｙのプリ２ＴＡカメラ座標系での中心点の位置座標（Ｘcm，Ｙcm）、（Ｘcn，Ｙcn）を、マーク座標系の位置座標に変換する。マーク座標系への変換を表す式は、較正用基準ウエハによる較正処理により予め求められているため、プリ２ＴＡカメラ座標系における回転量θCT2、倍率ＭＸCT2，ＭＹCT2、マーク座標系原点位置（Ｘ0，Ｙ0）を用いて、次式のように表される。
【０２３２】
【数３１】
2006071395.tif 000034
ここで、マーク座標系の原点位置（Ｘ0，Ｙ0）は、カメラ原点（０，０）とすることができる。なお、上記式（１８）では、Ｘ軸方向の計測範囲の中心点（Ｘcm，Ｙcm）に関する式だけを示しているが、Ｙ軸方向の計測範囲の中心点（Ｘcn，Ｙcn）を求める場合には、その中心点（Ｘcm，Ｙcm）を、（Ｘcn，Ｙcn）と入れ替え、その変換座標値（Ｘm，Ｙm）を、（Ｘn，Ｙn）と入れ替えれば良い。
【０２３３】
次のステップ９６７では、最小二乗法を用いることにより、上記式（１８）によって得られた中心点（Ｘm，Ｙm）から、最小二乗近似直線Ｌｘを決定し、中心点（Ｘn、Ｙn）からは、最小二乗近似直線Ｌｙを決定する。そして、この２本の直線Ｌｘ，Ｌｙの交点を算出し、その交点をマーク５０Ｍの位置ＳCT2’として決定する。また、直線Ｌｘ又は直線Ｌｙの傾き、あるいは直線Ｌｘ，Ｌｙの傾きの平均を、マーク５０Ｍの回転量θCT2’とする。
【０２３４】
なお、このマーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報（位置ＳCT2’及び回転量θCT2’）を、ｐ’（ＳCT2x’，ＳCT2y’，θCT2’）とする。ＳCT2x’はＸ座標であり、ＳCT2y’はＹ座標であり、θCT2’は回転量である。図３９（Ａ）には、マーク座標系における位置情報ｐ’（ＳCT2x’，ＳCT2y’，θCT2’）が模式的に示されている。マーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｐ’（ＳCT2x’，ＳCT2y’，θCT2’）は、不図示の記憶装置に記憶される。ステップ９６７終了後は、サブルーチン７１０の処理、図１６のサブルーチン２６５を終了し、図１９のステップ２６７に進む。
【０２３５】
次のステップ２６７では、ロードスライダ５０を、Ｙ駆動機構６０の駆動により、ローディングポジション上方まで移動させるとともに、ウエハステージＷＳＴをローディングポジションまで移動させる。なお、ここでは、ロードスライダ５０からウエハＷを受け渡すときのウエハステージＷＳＴの位置を推定し、その推定結果に基づいてＸＹ座標系におけるウエハステージＷＳＴのロード位置を決定する。以下では、その推定方法について詳細に説明する。
【０２３６】
上述したように、この時点では、工具ウエハＷSに対するサブルーチン２１５（図１１）におけるプリ２ＬＡ較正及び計測工程と、サブルーチン２６５（図１９）におけるウエハＷに対するプリ２ＴＡ計測工程とが実施されており、プリ２ＬＡ較正及び計測工程でのウエハ座標系における工具ウエハＷSの位置情報Ｏ（Ｘ0，Ｙ0）と、プリ２ＴＡ計測工程でのマーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｐ（ＳCT2x，ＳCT2y，θCT2）とが求められている（図３８（Ａ）参照）。また、ＸＹ座標系における工具ウエハＷSのロード位置ＬＰ（ＬＰX，ＬＰY）が求められている（図３８（Ｂ）参照）。
【０２３７】
さらに、この時点では、上記ステップ２６３（図１９）におけるウエハＷに対するプリ２ＬＡ計測工程と、上記サブルーチン２６５（図１９）におけるプリ２ＴＡ計測工程とが実施されており、プリ２ＬＡ計測工程でのウエハ座標系におけるウエハＷの位置情報Ｃ（ＸC，ＹC，θC）と、プリ２ＴＡ計測工程でのマーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｐ’（ＳCT2x’，ＳCT2y’，θCT2’）とが求められている（図３９（Ａ）参照）。これらの位置情報ｐ，Ｏ，ＬＰ，Ｃ，ｐ’が、ウエハステージＷＳＴのウエハＷの受け渡し位置の推定に用いられる。
【０２３８】
ここでは、ウエハＷの位置ずれを、マーク５０Ｍの位置ずれによる平行移動成分とマーク５０Ｍの回転量の差に起因する位置ずれ成分である回転成分とに分けて推定する。まず、ウエハＷの位置ずれの平行成分の推定について説明する。図４０（Ａ）には、プリ２ＬＡ計測工程（ステップ２１３、ステップ２６３）において検出されたウエハ座標系におけるウエハＷの位置情報Ｏ，Ｃ（以下、単に「位置Ｏ」、「位置Ｃ」と呼ぶ）と、プリ２ＴＡ計測工程（サブルーチン２１５、サブルーチン２６５）において検出されたマーク５０Ｍの位置情報ｐ，ｐ’（以下、単に「位置ｐ」、「位置ｐ’」と呼ぶ）の位置関係を模式的に示すベクトル図が示されている。図４０（Ａ）では、工具ウエハＷSをロードしたときのプリ２ＬＡ計測工程におけるマーク５０Ｍの位置ｐと、工具ウエハＷSの中心の位置Ｏとの相対位置関係を示すベクトルがベクトルＰとして示されており、ウエハＷをロードしたときのプリ２ＬＡ計測工程におけるマーク５０Ｍの位置ｐ’と、ウエハＷの中心の位置Ｃとの相対位置関係を示すベクトルがベクトルＰ’として示されている。本実施形態では、このベクトルＰ、Ｐ’を基準として、ウエハＷをロードする際のウエハステージＷＳＴの位置の位置ずれの平行移動成分を推定する。
【０２３９】
この平行移動成分の具体的な計算方法について説明する。まず最初に、図４０（Ａ）に示されるように、工具ウエハＷSのロード時のプリ２ＬＡ計測工程で検出されたマーク５０Ｍの位置ｐ（ＳCT2x，ＳCT2y）と、ウエハＷのロード時にプリ２ＬＡ計測工程で検出されたマーク５０Ｍの位置ｐ’（ＳCT2x’，ＳCT2y’）との差のベクトルＡpのＸ成分及びＹ成分は次式で表される。
Ｓｐx＝ＳCT2x’−ＳCT2x    …（１９）
Ｓｐy＝ＳCT2y’−ＳCT2y    …（２０）
【０２４０】
ただし、前述のように、位置ｐと位置ｐ’のＸ座標及びＹ座標は、マーク座標系で求められたものであるため、その位置座標を、次式のようにウエハ座標系の位置座標に変換する必要がある。
【０２４１】
【数３２】
2006071395.tif 000035
ここで、Ｓｗｐxは、ベクトルＡpのＸ成分であり、Ｓｗｐyは、ベクトルＡpのＹ成分である。また、θT2−θCT2は図９に示されるように、ウエハ座標系に対するマーク座標系の回転成分である。
【０２４２】
次に、ベクトルＷAを求める。ベクトルＷAのＸ，Ｙ成分を（ＷAx，ＷAy）とすると、（ＷAx，ＷAy）は、それぞれ次式のように表される。
【０２４３】
【数３３】
2006071395.tif 000036
したがって、ここでは、工具ウエハＷSのロード位置ＬＰを基準とするベクトルＷAを、上記式（１９）〜（２２）を計算して求め、それをウエハステージＷＳＴのローディング位置の位置ずれ量の平行移動成分とし、不図示の記憶装置に格納する。
【０２４４】
次に、位置ずれの回転成分を推定する。工具ウエハＷSを保持したときのマーク５０Ｍの位置ｐと、ウエハＷを保持したときのマーク５０Ｍの位置ｐ’とが仮に完全に一致しており、マーク５０Ｍから、ウエハの中心までの距離も同じであったとしても、マーク５０Ｍの回転量が異なれば、工具ウエハＷSとウエハＷとの中心位置がずれるようになる。回転成分とは、このマーク５０Ｍの回転によるウエハＷの位置ずれのことをいう。
【０２４５】
本実施形態では、プリアライメント装置４５やマーク検出系４２によって、工具ウエハＷS搬送時におけるプリ２ＴＡ計測工程でのマーク５０Ｍの回転量θCT2と、ウエハＷ搬送時におけるプリ２ＴＡ計測工程でのマーク５０Ｍの回転量θCT2’とがすでに検出されている。そこで、これらのマーク５０Ｍの回転量θCT2，θCT2’からウエハＷの位置ずれの回転成分を推定する。
【０２４６】
マーク５０Ｍの中心と、工具ウエハＷSの中心とがベクトルＰで表される位置関係にあり、その位置関係にあった工具ウエハＷSがロードされた位置が位置ＬＰであったことから、ウエハＷがロードされるであろう位置は、図４０（Ｂ）に示されるように、位置Ｃを基点とした、マーク５０Ｍの回転量θCT2とマーク５０Ｍの回転量θCT2’との差のベクトルで表される位置となるであろうと推定される。そこで、マーク５０Ｍの回転量θCT2とマーク５０Ｍの回転量θCT2’との差を、例えば図４０（Ｂ）に示されるθp（＝θCT2’−θCT2）であるとする。
【０２４７】
プリ２ＬＡ計測工程におけるマーク５０Ｍの回転量は、工具ウエハＷS又はウエハＷ等がロードスライダ５０に保持される前のロードスライダ５０の姿勢によって決定される。これは、ロードスライダ５０へのウエハの受け渡しがターンテーブル５１の駆動によって行われるため、ロードスライダ５０の姿勢はその間変化せず、マーク５０Ｍの回転量は一定であるとみなせるからである。このことにより、ローディングポジションへ搬送後、この回転量が修正されるとすると、マーク５０Ｍの回転量θCT2’でのロード位置は、マーク５０Ｍの回転量θCT2でのロード位置ＬＰから、マーク５０Ｍの中心を回転中心として、θpの方向（回転方向）とは、逆方向に回転するようになると考えられる。すなわち、修正すべきウエハＷの中心位置の回転量は、−θpであると推定される。なお、図４０（Ｂ）においては、θpは、正（反時計回り）であるものとしているが、θpは、負（時計回り）である場合もあり、その場合には、−θpは、正（反時計回り）となる。
【０２４８】
本実施形態では、この修正回転量−θpに基づいて、上述のように求められた、マーク５０Ｍの回転成分に伴うウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれベクトルＤｔ1を次式を用いて算出する。
【０２４９】
【数３４】
2006071395.tif 000037
Ｄｔ1x，Ｄｔ1yは、ベクトルＤｔ1のＸ軸成分及びＹ軸成分である。ここでは、マーク５０ＭとウエハＷとの距離の設計値Ｌと、ウエハ座標系のＸW軸に対するマーク５０Ｍ中心と工具ウエハＷSの中心とを結ぶ線分の回転量の設計値θDを用いている。
【０２５０】
上述のように算出された、ウエハＷの平行移動成分としてのベクトルＷAと、回転成分Ｄｔ1とを次式のように加算すれば、ウエハステージＷＳＴのロード位置の位置ずれ量を推定することができる。
【０２５１】
【数３５】
2006071395.tif 000038
ここで、Ｄ1x，Ｄ1yは、ベクトルＤ1のＸ成分及びＹ成分である。なお、ここで、ウエハ座標系と、ＸＹ座標系との回転量αが無視できない場合には、この回転量αにより、このベクトルＤ1を回転させたベクトルをロード位置の推定に用いるようにしても良い。
【０２５２】
主制御装置２０は、この位置ずれベクトルＤ1を不図示の記憶装置に格納する。本実施形態では、そのベクトルＤ1に対応する位置を、ウエハステージＷＳＴのロード位置として推定し、その推定ロード位置にウエハステージＷＳＴを移動させて、ウエハＷをロードする。
【０２５３】
次のサブルーチン２６９では、「プリ３計測工程」を行う。マーク検出系４２の撮像結果は、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、この撮像結果に基づいて、マーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報（位置及び回転）を、上記サブルーチン２６９と同様にして検出する。このサブルーチン２６９において検出されたマーク５０Ｍの位置ＳCT3’及び回転量θCT3’を、位置情報ｑ’（ＳCT3x’，ＳCT3y’，θCT3’）とする。ＳCT3x’はＸ座標であり、ＳCT3y’はＹ座標であり、θCT3’は回転量である。なお、この位置情報ｑ’（ＳCT3x’，ＳCT3y’，θCT3’）は、不図示の記憶装置に記憶される。図３９（Ｂ）には、このサブルーチン２６９（図１９）におけるプリ３計測工程においてロードスライダ５０のマーク５０Ｍの位置情報ｑ’の一例が示されている。
【０２５４】
次のステップ２７１では、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷをロードする。このときのウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのロード位置をＬＰ’（ＬＰx’，ＬＰy’）とする。図３９（Ｂ）には、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのロード位置ＬＰ’が示されている。なお、ウエハステージＷＳＴ上に露光済みのウエハが保持されている場合には、このロード動作を行う前に、ウエハステージＷＳＴからそのウエハをアンロードする必要がある。
【０２５５】
次のステップ２７３では、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれ量を算出する。ここでも、その位置ずれ量を、マーク５０Ｍの位置ずれによる平行移動成分と、マーク５０Ｍの回転量の差に起因する回転成分とに分けてそれぞれ推定するものとする。
【０２５６】
図４１（Ａ）には、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれ量の推定方法を模式的に示すベクトル図が示されている。図４１（Ａ）では、工具ウエハＷSをロードするときのマーク座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｑ（以下、「位置ｑ」と略述する）と、工具ウエハＷSのローディングポジションＬＰとの相対位置関係を示すベクトルがベクトルＱとして示されている。本実施形態では、ベクトルＱを基準として、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのロード位置の位置ずれの平行移動成分を推定する。
【０２５７】
まず、平行移動成分の推定方法について説明する。上記ステップ２７１におけるウエハステージＷＳＴのロード位置は、ローディングポジションＬＰ（すなわちベクトルＱ）に、ベクトルＷAを加算した位置（ＬＰ’）となっている。しかしながら、工具ウエハＷSをロードする際のプリ３計測工程によって検出されたマーク５０Ｍの位置ｑ（ＳCT3x，ＳCT3y）と、ウエハＷをロードする際のプリ３計測によって検出されたマーク５０Ｍの位置情報ｑ’（ＳCT3x’，ＳCT3y’）（以下、「位置ｑ’」と略述する）とのずれにより、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのローディングポジションは、当初に予定していた位置からそのずれ分だけずれることとなる。したがって、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれの平行移動成分は、工具ウエハＷSのロード時にマーク検出系４２によって検出されたマーク５０Ｍの位置ｑ（ＳCT3x，ＳCT3y）と、ウエハＷのロード時にマーク検出系４２によって検出されたマーク５０Ｍの位置ｑ’（ＳCT3x’，ＳCT3y’）との差のベクトルＡqとなる。このベクトルＡqの各座標軸成分Ｓｑx，Ｓｑyは以下の式（２５）、式（２６）で表される。
Ｓｑx＝ＳCT3x’−ＳCT3x    …（２５）
Ｓｑy＝ＳCT3y’−ＳCT3y    …（２６）
しかし、前述のように、ベクトルＡqの各成分は、プリ３カメラ座標系で求められたものであり、各成分を、次式のようにウエハ座標系の位置座標に変換しておく必要がある。
【０２５８】
【数３６】
2006071395.tif 000039
ここで、Ｓｗｑxは、ベクトルＡpのＸ成分であり、Ｓｗｑyは、ベクトルＡpのＹ成分である。また、θT3−θCT3は上述のとおり、ウエハ座標系に対するプリ２ＬＡカメラ座標系の回転成分である。したがって、主制御装置２０は、このベクトルＡqを、平行移動成分の位置ずれ量として不図示の記憶装置に記憶する。
【０２５９】
次に、位置ずれの回転成分の推定を行う。本実施形態では、マーク検出系４２によって、工具ウエハＷSを搬入する際のプリ３計測工程におけるマーク５０Ｍの回転量θCT3、ウエハＷを搬入する際のプリ３計測工程におけるマーク５０Ｍの回転量θCT3’が検出されている。そこで、これらマーク５０Ｍの回転量から、ウエハＷの中心位置の位置ずれの回転成分を推定する。
【０２６０】
また、図４１（Ｂ）には、位置ｑでのマーク５０Ｍの回転θCT3と位置ｑ’でのマーク５０Ｍの回転θCT3’との差を示す回転量θqの一例が示されている。本実施形態では、位置ｑ及び位置ｑ’によって検出されるマーク５０Ｍの回転量の差が、ロードスライダ５０に保持された後のマーク５０Ｍの回転ずれとなる。プリ３計測工程におけるマーク５０Ｍの回転量は、工具ウエハＷS又はウエハＷ等がロードスライダ５０に保持された後のロードスライダ５０の姿勢によって決定される。この場合、位置ｑ’でのマーク５０Ｍの向きと位置ｑでのマーク５０Ｍの回転の差がθq（＝θCT3’−θCT3）であるとすると、その結果修正すべきウエハの方向の回転ずれは、そのまま＋θqとなる。すなわち、ウエハの中心の推定位置の修正回転量は、＋θqとなる。
【０２６１】
本実施形態では、この修正回転量＋θqに基づいて、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれの回転成分を算出するように、マーク５０ＭとウエハＷとの距離をＬ（設計値）とし、ウエハ座標系のＸW軸に対するマーク５０Ｍに対する工具ウエハＷSの中心の回転成分の設計値をθDとすると、回転成分を示すベクトルＤｔ2は、次式のようになる。
【０２６２】
【数３７】
2006071395.tif 000040
ここで、Ｄｔ2x，Ｄｔ2yは、ベクトルＤｔ2のＸ成分及びＹ成分である。上記式（２７）、式（２８）より、最終的なウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれベクトルＤ2は、次式のようになる。
【０２６３】
【数３８】
2006071395.tif 000041
ここで、Ｄ2x，Ｄ2yは、ベクトルＤ2のＸ成分及びＹ成分である。主制御装置２０は、この位置ずれベクトルＤ2を不図示の記憶装置に格納する。なお、ここで、ウエハ座標系と、ＸＹ座標系との回転量αが無視できない場合には、この回転量αにより、このベクトルＤ2を回転させたベクトルを求め、これを記憶装置に格納するようにしても良い。
【０２６４】
また、ロード後のウエハＷの回転量θも、θ＝（θC＋θq−θp）という計算式で推定することができる。ここでは、この回転量θも算出して合わせて不図示の記憶装置に記憶する。なお、θCは、ステップ２６３のプリ２ＬＡ計測によって計測されたウエハＷの回転成分である。
【０２６５】
次のステップ２７５ではサーチアライメントを行う。ここでは、ウエハＷ上に形成されたサーチアライメントマークを、アライメント検出系ＡＳの下方に位置させるように、ウエハステージＷＳＴをＸＹ平面内で移動させるが、このときのウエハステージＷＳＴの移動先は、サーチアライメントマークの設計上の位置座標に、ウエハＷの位置ずれベクトルＤ2（又はそのベクトルを回転量αだけ回転させたベクトル）と、ウエハ回転量θとで補正することによって得られる位置とする。そして、ここでは、アライメント検出系ＡＳの撮像結果から算出されたサーチアライメントマークの実測位置情報と、設計上の位置情報との差から、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置情報（位置ずれ量及び回転量）が求められる。なお、サーチアライメントによって算出されたウエハＷの回転量は、レチクルステージＷＳＴの回転によりキャンセルされる。
【０２６６】
図２０に示されるように、次のステップ２７７では、ウエハアライメントを行う。すなわち、サーチアライメントの結果を考慮して、ウエハＷ上の複数のサンプルショット領域に付設されたアライメントマークの位置を不図示のアライメント検出系ＡＳにより計測し、その計測結果に基づいて、統計処理方法により全てのショット領域の配列座標を算出する、いわゆるＥＧＡ演算を行う。これにより、ウエハＷ上の全てのショット領域のＸＹ座標系上における配列座標が算出される。この処理については、例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに開示されているので、詳細な説明を省略する。
【０２６７】
次のステップ２７９では、ショット領域の配列番号を示すカウンタの値ｒ（以下、「カウンタ値ｒ」と呼ぶ）に１をセットし、最初のショット領域を露光対象領域とする。
【０２６８】
そして、ステップ２８１では、ＥＧＡ演算にて算出された露光対象領域の配列座標に基づいて、不図示の照明系からの露光光ＩＬによってレチクルＲのパターン領域を照明し、露光を行う。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の露光対象領域に縮小転写される。
【０２６９】
ステップ２８３では、カウンタ値ｒを参照し、全てのショット領域に露光が行われたか否かを判断する。ここでは、カウンタ値ｒは１であり、最初のショット領域に対して露光が行なわれたのみであるので、ステップ２８３での判断は否定され、ステップ２８５に進む。
【０２７０】
ステップ２８５では、カウンタ値ｒをインクリメント（ｒ←ｒ＋１）して、次のショット領域を露光対象領域とし、ステップ２８１に戻る。以下、ステップ２８３での判断が肯定されるまで、ステップ２８１→ステップ２８３→ステップ２８５の処理、判断が繰り返される。
【０２７１】
ウエハＷ上の全てのショット領域へのパターンの転写が終了すると、ステップ２８３での判断が肯定され、ステップ２８７に進む。
【０２７２】
ステップ２８７では、ウエハＷのアンロードを行う。ウエハＷは、アンロードスライダ６２によりアンロードされ、アンロードロボット９３によってＦＯＵＰ２７に戻されるか、不図示の搬送系により、インラインに接続されたコータ・デベロッパ（Ｃ／Ｄ）に搬送される。ステップ２８７終了後は、サブルーチン１０３を終了し、図１０のステップ１０５に進む。
【０２７３】
次のステップ１０５では、ロット内のすべてのウエハＷの露光が終了したか否かが判断される。この判断が否定された場合にはサブルーチン１０３に戻り、肯定された場合には、処理を終了する。ここでは、まだ１枚目のウエハＷの露光が完了しただけなので、判断が否定され、サブルーチン１０３に戻るものとする。以降ステップ１０５において判断が肯定されるまで、サブルーチン１０３〜ステップ１０５の処理が繰り返し行われ、ＦＯＵＰ２７内のウエハＷに対する露光が行われる。
【０２７４】
本実施形態では、図１９のステップ２６７においてウエハステージＷＳＴを位置ずれ量Ｄ1によって推定された推定ロード位置に移動させてから、図１９のサブルーチン２６９においてプリ３計測工程を行い、その結果求められたウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれ量Ｄ2についてはサーチアライメントマークの設計位置座標を補正することによりその位置ずれを吸収するようにしたが、これには限られない。例えば、ウエハステージＷＳＴを推定ロード位置に移動させる前に、プリ３計測工程を行い、位置ずれ量Ｄ1＋Ｄ2を求め、その位置ずれ量によって推定された推定ロード位置に、ウエハステージＷＳＴを移動させてウエハＷをロードするようにしても良い。また、ウエハＷのロード時のウエハステージＷＳＴの位置を常に同一のロード位置（すなわち原点Ｏ）として、位置ずれ量Ｄ1＋Ｄ2を考慮して、サーチアライメントマークの位置座標の補正を行うようにしても良い。ウエハステージＷＳＴのロード位置の推定値を平行移動成分ＷAだけで推定ロード位置を決定し、回転成分Ｄｔ1については、回転成分Ｄｔ2と同様に、サーチアライメントマークの位置座標の補正に含まれるようにしても良い。このときには位置ずれ量の回転成分ベクトルは、図４２に示されるベクトルＤｔLPとなる。このベクトルＤｔLPの算出式は次式のようになる。
【０２７５】
【数３９】
2006071395.tif 000042
ここで、ＤｔLPxはＸ成分であり、ＤｔLPyはＹ成分である。このときのサーチアライメントマークの位置座標の補正ベクトルは、Ａq＋ＤｔLPとすれば良い。
【０２７６】
本実施形態では、同一の座標系（プリ２ＬＡカメラ座標系、プリ３カメラ座標系及びウエハ座標系（ＸＹ座標系））における位置情報の差分によってのみ、ウエハＷの位置を推定するので、ウエハ座標系とプリ２ＴＡカメラ座標系及びプリ３カメラ座標系との位置関係が一部未知であるか否かに関わらず、ウエハＷのプリアライメントを実現することができる。このようにすれば、ウエハ座標系におけるプリ２ＴＡカメラ座標系及びプリ３カメラ座標系との位置関係を完全に求める必要がなくなるため、露光装置１００の調整時間を短縮することが可能となる。
【０２７７】
以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、マーク５０Ｍ内の基準地点（ＳCT2，ＳCT3）と、その基準地点（ＳCT2，ＳCT3）との位置関係が既知な地点Ｐ１〜Ｐ６との位置関係の実測値を、プリアライメント装置４５、マーク検出系４２の撮像結果から得て、その実測値と、設計上の値との違いから、プリアライメント装置４５及びマーク検出系４２の較正情報を精度良く検出することができる。
【０２７８】
また、本実施形態によれば、工具ウエハＷSを搬送するロードスライダ５０の搬送前後における、ロードスライダ５０上のマーク５０Ｍの撮像結果と、ウエハＷ上の第１基準マークの撮像結果とに基づいて、ウエハＷの位置情報を検出する際の基準となる２次元座標系（ウエハ座標系）と、マーク５０Ｍの位置情報を検出する際の基準となる２次元座標系（プリ２ＴＡカメラ座標系）との回転ずれ量を、実際のマーク５０Ｍや第１基準マークＦＳＭａ〜ＦＳＭｅの撮像結果から精度良く検出することができる。
【０２７９】
また、本実施形態によれば、撮像視野ＶＡ〜ＶＥのうち、プリアライメントステージ５２上のターンテーブル５１の回転中心から見てほぼ直交する方向に位置する２つの撮像視野内（ＶＡ、ＶＤ）に工具ウエハＷS上の第１基準マークＦＳＭａ，ＦＳＭｄが入るまで、工具ウエハＷSの位置を調整する。この２つの撮像視野（ＶＡ、ＶＤ）は、ターンテーブル５１の回転中心から見て直交する方向に位置しているので、一方の撮像視野（ＶＡ）に第１基準マークを入れるべく工具ウエハＷSを移動させたときに、工具ウエハＷSのエッジが他方の撮像視野（ＶＤ）内から外れにくくすることができ、かつ、残りの撮像視野（ＶＢ、ＶＣ、ＶＥ）にも、工具ウエハＷSのエッジが収まっている蓋然性を高くすることができる。
【０２８０】
これらのことから、以降のプリアライメントでは、この精度良く検出された較正情報に基づいて行われるので、ウエハＷを精度良く位置合わせすることが可能となり、結果的に高精度な露光を実現することができる。
【０２８１】
なお、上記実施形態では、マーク５０Ｍ上の１つの基準地点ＳCT2（又はＳCT3）と、6つの地点Ｐ１〜Ｐ６とに基づいて、較正情報を算出したが、６つの地点Ｐ１〜Ｐ６全部が必ずしも必要ではなく、直線上にない少なくとも３つの地点（例えばＰ１〜Ｐ３）があればよい。
【０２８２】
また、指標パターンＴ１〜Ｔ１１は、一方向に並んでいなくても良い。要は、撮像装置の撮像視野内に、いずれか１つの指標パターンが収まるように配置されていれば良い。例えば、マーク中心を中心として、複数の指標パターンが放射状に配置されるようにしても良い。
【０２８３】
また、上記実施形態では、マーク５０Ｍのうちの−Ｘ側の指標パターンＴ１〜Ｔ１１のみ探索するようにしたが、＋Ｘ側の指標パターンＴ１〜Ｔ１１のみ探索するようにしても良いし、両側の指標パターンをそれぞれ探索するようにしても良い。また、撮像結果から、マーク内の基準地点と、上記少なくとも３つの地点とを特定できるのであれば、指標パターンはなくても良い。
【０２８４】
また、上記実施形態では、ステップ９２９におけるロードスライダ５０の１ｍｍの移動前後におけるウエハ座標系における工具ウエハＷSのエッジ位置（第１基準マーク）の変化と、プリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置の変化とに基づいて、両座標系の回転ずれ量を求めたが、この移動距離１ｍｍには限られず、移動前後において計測対象の地点が同一の撮像視野に収まっていれば任意の長さとすることができる。また、その際の工具ウエハＷSのエッジ位置をマーク５０Ｍから最も遠い撮像視野ＶＣの撮像結果から得られる位置としたが、他の撮像視野の撮像結果からでも精度良く回転ずれ量を検出できるのであれば、他の撮像視野の撮像結果を用いてもよい。
【０２８５】
また、上記実施形態では、撮像結果に、正像及び鏡像が含まれているので、プリアライメント装置４５又はマーク検出系４２の較正情報を検出する際、又は、カメラ座標系からウエハ座標系への変換を行う際には、その位置情報の検出元である画像が、いずれであるかを考慮して、複数の較正情報（撮像倍率及び回転）の同時最適化演算又は座標変換を行ったが、全ての画像が正像である場合には、上記ｍr＝１に固定するようにしても良い。
【０２８６】
また、上記実施形態では、６時方向をノッチ方向とするウエハＷのプリアライメントについて説明したが、この装置では、３時方向をノッチ方向とするウエハＷのプリアライメントを行うこともできる。この場合には、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＣ、ＣＤ、ＶＥの撮像結果を用いて、ウエハＷのプリアライメントを行う他は、上記実施形態と同様である。
【０２８７】
また、上記実施形態では、ガラスウエハでプリ１計測を行うことが困難な工具ウエハＷSをプリアライメント装置４５の撮像視野に正確に位置合わせすべく、サブルーチン２０５を行ったが、この処理の初期段階では、工具ウエハＷSの第１基準マークの有無を判別するための判別領域を、撮像視野よりも狭く設定した。このようにすれば、工具ウエハＷSの位置合わせを初期段階で厳密に行い、後の位置の調整をスムーズに行うことができるからである。この判別領域を狭くすればするほど、初期段階で工具ウエハＷSの位置調整を高精度なものとすることができるので、この判別領域を３段階以上に設定可能として、追い込み回数が増えていく度に、判別領域を狭くしていくようにしてもよい。しかしながら、判別領域を狭く設定した状態でのアライメントが困難である場合では、このような判別領域の調整を行わず、常に撮像視野全体を判別領域として設定するようにしてもよい。
【０２８８】
また、上記実施形態では、サブルーチン２０５において、ターンテーブル５１の回転中心と、工具ウエハＷSの中心とがずれすぎている場合には、工具ウエハＷSを一旦ロードスライダに保持させ、それらの中心が一致するように調整しているが、工具ウエハＷSの退避場所を別に設けるようにしてもよい。
【０２８９】
また、上記実施形態では、ウエハＷをロードする際には、マーク５０ＭのＬ／ＳパターンＬＳｘ，ＬＳｙ上の各計測範囲ｍ，ｎの代表点の位置座標をそれぞれマーク座標系の位置座標に変換してから、最小二乗近似直線を求めたが、各カメラ座標系上での位置座標に基づいてＸＹ軸それぞれの最小二乗近似直線を求め、それらの交点を求めてから、その交点の位置座標を、マーク座標系の位置座標に変換するようにしても良い。
【０２９０】
また、上記実施形態では、マーク５０Ｍをロードスライダ５０の−Ｘ側端部近傍に配設したが、これに限らず、アーム部の略中央部に配設するようにしても良いし、＋Ｘ側端部に配設するようにしても良い。
【０２９１】
また、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの残存回転量、すなわちサーチアライメントで検出されたウエハＷの回転量を、レチクルステージＲＳＴの回転で補正したが、例えばセンタテーブルＣＴをθｚ方向に回転可能とし、レチクルステージＲＳＴのθｚの回転範囲が小さくその回転量を十分にキャンセルできない場合には、センタテーブルＣＴのθｚの回転、あるいはレチクルステージＲＳＴとセンタテーブルＣＴの回転により、ウエハＷの回転量をキャンセルするようにしても良い。また、ウエハステージＷＳＴそのものを回転させるようにしても良い。なお、センタテーブルＣＴ、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの少なくとも１つを回転させる代わりに、あるいはこれと組み合わせて、ロード前にロードスライダ５０を微小回転させても良い。
【０２９２】
また、上記実施形態では、ロードスライダ５０をＹ軸方向のみに可動としたが、ロードスライダ５０は、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向及びθｚ方向の位置を調整可能となっていても良い。この場合には、ウエハステージＷＳＴの位置調整及びセンタテーブルＣＴ等の回転等を行わなくても、ウエハの受け渡しに先立ってロードスライダ５０をその基準位置からＸ軸及びＹ軸方向とθｚ方向にそれぞれ微動することで、前述のウエハＷの位置ずれ量及び回転ずれ量をキャンセルするようにしても良い。ロードスライダ５０で調整するかウエハステージＷＳＴ等で調整するかは、それらの位置決め精度の優劣を考慮して選択すれば良い。
【０２９３】
また、上記実施形態で説明したように、ロードスライダ５０上のマーク５０Ｍは落射照明系及び透過照明系のどちらでも検出することができるが、ウエハの外形は、ウエハの裏面から照明を当てることによって検出するのが望ましい。上記実施形態では、マークとウエハの外形とを同時に撮像しないため、一方の照明系が、他方の撮像結果に悪影響を及ぼさないようにできるという効果も生ずる。
【０２９４】
また、上記実施形態におけるロードスライダ５０は、撮像装置ＶＡ〜ＶＥの撮像視野を避けるような形状となっている必要があるが、画像処理精度が高く、ウエハの外形も落射照明によって精度良く検出可能であるときには、ロードスライダは、その撮像視野を避ける形状となっていなくても良い。また、ロードスライダの光に対する反射特性を、ウエハの反射特性と著しく異なるようにすれば、ロードスライダの指部が、プリアライメント装置４５の撮像視野ＶＡ〜ＶＥに収まるような形状となっていても良い。要は、ロードスライダ５０の形状が上記実施形態に限定されるものでなく任意で構わない。搬送部材としては、その形状、構造は、上記実施形態のロードスライダ５０には限定されず、例えば、ウエハを吊り下げながら搬送する形態のものであっても良い。
【０２９５】
また、上記実施形態では、ノッチ付のウエハを処理する場合について説明したが、オリエンテーションフラット付のウエハを処理する場合にも本発明を適用することができることは言うまでもない。
【０２９６】
また、上記実施形態では、ウエハのプリアライメントを行う際に、ウエハの外形を３箇所検出するとしたが、ウエハの位置ずれ量及び回転ずれ量が精度良く算出できるのであれば、ウエハの外形をある程度広い撮像範囲（ノッチ等を必ず含む範囲）で１箇所だけ検出するだけでも良いし、領域ＶＡ〜ＶＥのすべてのエッジを検出するようにしても良い。
【０２９７】
また、上記実施形態では、プリアライメント装置４５やマーク検出系４２など、マーク５０Ｍの検出に用いるセンサは撮像装置に限られるものではなく、例えば光量センサなどを用いても良い。このことはマーク検出系４２についても同様である。さらに、上記実施形態では、プリ１計測工程を行うものとしたが、例えばウエハの中心とターンテーブル５１の回転中心とのずれ量を比較的小さくしてウエハをターンテーブル５１に保持できるときは、プリ１計測工程を行わなくても良い。
【０２９８】
また、上記実施形態では、照明装置をウエハＷの下方に配置し、撮像装置をウエハＷの上方に配置したが、これは逆であっても構わない。
【０２９９】
また、上記実施形態は、ウエハＷのプリアライメントに関するものであったが、レチクルＲの位置合わせについても適用可能であることは勿論であり、ウエハホルダなど、露光装置の部品を自動で交換する際にも適用することが可能である。
【０３００】
上記実施形態の露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式、ステップ・アンド・リピート方式、ステップ・アンド・スティッチ方式のいずれかの縮小投影露光装置とすることができる。また、プロキシミティ方式などの露光装置、あるいはミラープロジェクション・アライナー、及びフォトリピータにも本発明を適用することができる。
【０３０１】
また、本発明は、露光光源には限定されない。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体が満たされる液浸型露光装置に本発明を適用しても良い。
【０３０２】
また、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。
【０３０３】
また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用されるレチクル又はマスクを製造するために、ガラス基板又はシリコンウエハなどに回路パターンを転写する露光装置にも本発明を適用できる。
【０３０４】
さらに、露光装置以外の検査装置、加工装置などの装置であっても、搬送後の物体の位置決め精度が要求される装置であれば、本発明の較正方法を好適に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【０３０５】
以上述べたように、本発明の較正方法は、物体を搬送し、その位置合わせをする搬送装置の較正に適しており、本発明の位置合わせ方法は、円板状の物体の位置合わせに適している。
【図面の簡単な説明】
【０３０６】
【図１】本発明の一実施形態に係る露光装置の縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る露光装置の横断面図である。
【図３】図３（Ａ）は、ロードスライダの構造を示す上面図であり、図３（Ｂ）は、ロードスライダの構造を示す斜視図である。
【図４】マークの一例を示す図である。
【図５】指標パターンの一例を示す図である。
【図６】指標パターンと目盛との対応関係を示す図である。
【図７】プリアライメント系の構成を示す斜視図である。
【図８】制御系の構成を示すブロック図である。
【図９】各座標系の関係を示す図である。
【図１０】本発明の一実施形態の露光動作を行う際の主制御装置の処理手順を示すフローチャートである。
【図１１】図１０のサブルーチン１０１の処理手順を示すフローチャートである。
【図１２】図１１のサブルーチン２０５の処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図１３】図１１のサブルーチン２０５の処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図１４】図１１のサブルーチン２０５の処理手順を示すフローチャート（その３）である。
【図１５】図１１のサブルーチン２０５の処理手順を示すフローチャート（その４）である。
【図１６】サブルーチン２１５、サブルーチン２６５の処理手順を示すフローチャートである。
【図１７】サブルーチン７０５の処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図１８】サブルーチン７０５の処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図１９】サブルーチン１０３の処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図２０】サブルーチン１０３の処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図２１】サブルーチン７１０の処理手順を示すフローチャート（その１）である。
【図２２】サブルーチン７１０の処理手順を示すフローチャート（その２）である。
【図２３】工具ウエハの一例を示す図である。
【図２４】基本マークの一例を示す図である。
【図２５】図２５（Ａ）は、第１基準マークＦＳＭａの一例を示す図であり、図２５（Ｂ）は、第１基準マークＦＳＭｂの一例を示す図であり、図２５（Ｃ）は、第１基準マークＦＳＭｃの一例を示す図である。
【図２６】図２６（Ａ）は、第１基準マークＦＳＭｄの一例を示す図であり、図２６（Ｂ）は、第１基準マークＦＳＭｂの一例を示す図である。
【図２７】図２７（Ａ）は、工具ウエハが適正に保持されたときの撮像視野との位置関係の一例を示す図であり、図２７（Ｂ）は、工具ウエハがずれて保持されたときの撮像視野との位置関係の一例を示す図である。
【図２８】判別領域を狭く設定したときの様子を示す図である。
【図２９】図２９（Ａ）は、微小回転前後における撮像結果の一例を示す図であり、図２９（Ｂ）は、テンプレートパターンの一例を示す図である。
【図３０】図３０（Ａ）は、ユニークマークが撮像視野内に収まっていない様子を示す図であり、図３０（Ｂ）は、ユニークマークが撮像視野内に収まっている様子を示す図である。
【図３１】図３１（Ａ）は、マークの撮像結果の一例を示す図であり、図３１（Ｂ）は、プロジェクション波形を示す図である。
【図３２】図３２（Ａ）は、反転対称性相関度演算に用いられる相関演算窓を示す図であり、図３２（Ｂ）は、演算の開始位置に相関演算窓がある状態を示す図であり、図３２（Ｃ）は、反転対称性相関度関数Ｃ（ｘ）を示す図である。
【図３３】図３３（Ａ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その１）であり、図３３（Ｂ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その２）であり、図３３（Ｃ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その３）である。
【図３４】図３４（Ａ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その４）であり、図３４（Ｂ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その５）であり、図３４（Ｃ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その６）である。
【図３５】図３５（Ａ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その７）であり、図３５（Ｂ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その８）である。
【図３６】図３６（Ａ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その９）であり、図３６（Ｂ）は、マーク位置の中心算出方法を示す図（その１０）である。
【図３７】図３７（Ａ）は、較正情報の算出方法を示す図（その１）であり、図３７（Ｂ）は、較正情報の算出方法を示す図（その２）であり、図３７（Ｃ）は、較正情報の算出方法を示す図（その３）である。
【図３８】図３８（Ａ）は、プリアライメント時の工具ウエハの中心位置とロードスライダのマークの位置との関係を示す図であり、図３８（Ｂ）は、ローディング時のロードスライダのマークの位置と、工具ウエハの中心位置との関係を示す図である。
【図３９】図３９（Ａ）は、プリアライメント時のウエハの中心位置と、ロードスライダのマークの位置との関係を示す図であり、図３９（Ｂ）は、ローディング時のロードスライダのマークの位置と、ウエハステージＷＳＴのローディングポジションの推定位置との関係を示す図である。
【図４０】図４０（Ａ）は、ウエハの位置ずれの平行成分の一例を示すベクトル図であり、図４０（Ｂ）は、ウエハの位置ずれの回転成分の一例を示すベクトル図である。
【図４１】図４１（Ａ）は、ウエハの残留位置ずれの平行成分の一例を示すベクトル図であり、図４１（Ｂ）は、ウエハの残留位置ずれの回転成分の一例を示すベクトル図である。
【図４２】ウエハの位置ずれの全体の回転成分を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【０３０７】
２０…主制御装置、４２…マーク検出系、４５…プリアライメント装置（第１撮像装置、第２撮像装置）、５０…ロードスライダ（物体、搬送部材）、５０Ｍ…マーク、５１…ターンテーブル、５２…プリアライメントステージ、６０…Ｙ駆動機構、８１Ａ〜８１Ｇ１、８１Ｇ２…照明装置、８３Ａ，８３Ｂ…ラインセンサ、１００…露光装置、Ａｒ１、Ａｒ２…領域、ＬＳｘ，ＬＳｙ…Ｌ／Ｓパターン（計測用パターン）、ＰＬ…投影光学系、ＲＳＴ…レチクルステージ、Ｔ１〜Ｔ１１…指標パターン、Ｗ…ウエハ（物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（ステージ）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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