(57)【要約】  【課題】  広視野センサと狭視野センサを切り替えてマークを検出する位置計測装置において、広視野センサと狭視野センサの切り替え頻度を抑えることができる位置計測装置等を提供する。  【解決手段】  第１計測系５１を用いて、マスクＲ上に形成されたパターンＲＡＭを観察し、パターンＲＡＭの位置情報をマスクＲを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する。また、第１計測系５１よりも狭い計測視野を備えた第２計測系５２（５２Ｘ、５２Ｙ）を用いて、パターンＲＡＭを第１計測系５１よりも高倍な計測倍率で観察する。そして、所定マスクＲ上のパターンＲＡＭを第１計測系５１で計測する前に、記憶された情報の中に所定マスクＲに関する識別情報の存在が認識されるとその情報に対応する位置情報に基づいて、第２計測系５２の計測視野とパターンＲＡＭとの位置関係を決定する。  【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスク上に形成されたパターンを観察する第１計測系と、
前記第１計測系よりも狭い計測視野を備え、前記パターンを前記第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第２計測系と、
前記第１計測系の計測結果に基づいて、前記第２計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する決定手段と、を有する位置計測装置において、
前記第１計測系で計測された前記パターンの位置情報を、該パターンを備えたマスクを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する記憶手段と、
所定マスク上のパターンを前記第１計測系で計測する前に、前記記憶手段における当該所定マスクに関する前記識別情報の有無を判別する判別手段と、を有し、
前記記憶手段が当該所定マスクに関する前記識別情報を具備することを前記判別手段により判別された場合には、前記決定手段は、該記憶手段に記憶されている当該所定マスクに対応する前記位置情報に基づいて、前記第２計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定することを特徴とする位置計測装置。
【請求項２】
マスク上に形成されたパターンを観察する第１計測系と、
前記第１計測系よりも狭い計測視野を備え、前記パターンを前記第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第２計測系と、
前記第１計測系の計測結果に基づいて、前記第２計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する決定手段と、を有する位置計測装置において、
前記第１計測系で計測された前記パターンの位置情報を、当該マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する記憶手段と、
所定マスク上のパターンを前記第１計測系で計測する前に、当該所定マスクに関する描画装置情報を読み取って、前記記憶手段に記憶されている描画装置情報と比較判別する判別手段と、を有し、
前記記憶手段が当該所定マスクに関する描画装置情報と同一の描画装置情報を具備することを前記判別手段により判別された場合には、前記決定手段は該記憶手段に記憶されている該同一の描画装置情報に対応する前記位置情報に基づいて、前記第２計測系の視野範囲と前記パターンとの位置関係を決定することを特徴とする位置計測装置。
【請求項３】
前記決定手段により決定された前記位置関係に基づいて、前記所定マスクを駆動して前記所定マスクと前記第２計測系の計測視野との相対位置関係を制御する位置制御手段を更に含み、
前記位置制御手段が前記記憶手段に記憶されている前記位置情報に基づいて前記所定マスクの位置制御を行った際に、前記パターンが前記第２計測系の計測視野内に入らなかった場合には、前記第１計測系を用いて前記所定マスク上を計測することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の位置計測装置。
【請求項４】
前記第１計測系又は前記第２計測系を用いて前記マスク上を計測する際に用いられる照明光の強度を調整する手段を更に有し、
前記調節手段は、前記記憶されている前記位置情報に基づいて前記第２計測系による計測動作がなされる場合には、前記第１計測系の対する前記照明光の強度の最適化を行わないことを特徴とする請求項１から請求項３のうちいずれか一項に記載の位置計測装置。
【請求項５】
前記マスクから発生する光を検出する前記第１計測系と前記第２計測系は、途中の光路分岐点までその計測経路の一部を共用しており、
前記光路分岐点以降における前記第１計測系及び前記第２計測系の少なくとも一方の計測光路中に、前記マスクから発生する光の強度を調整する調整手段を設けていることを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか一項に記載の位置計測装置。
【請求項６】
前記第１計測系で計測され、前記記憶手段に記憶される前記パターンの位置情報は、マスク上における該パターンの描画誤差を含むことを特徴とする請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の位置計測装置。
【請求項７】
回路パターンが形成されたマスクの位置計測を行うマスク位置計測部を有し、前記マスクと前記回路パターンが転写される基板との位置合わせを行うアライメント装置において、
前記マスク位置計測部として、請求項１から請求項５のうちいずれか一項に記載の位置計測装置を用いることを特徴とするアライメント装置。
【請求項８】
回路パターンが形成されたマスクと基板とをアライメントした後に、露光ビームによって照射された前記回路パターンの像を前記基板上に転写する露光装置において、
前記マスクと前記基板とをアライメントする装置として請求項７記載のアライメント装置を用いることを特徴とする露光装置。
【請求項９】
第１計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第１工程と、
前記第１計測系で計測された前記パターンの位置情報を、該パターンを備えたマスクを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する第２工程と、
前記第１計測系よりも狭い計測視野を備えた第２計測系を用いて、前記パターンを前記第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第３工程と、
所定マスク上のパターンを前記第１計測系で計測する前に、前記第２工程で記憶された情報の中に、該所定マスクに関する前記識別情報の有無を判別する第４工程と、
前記第４工程により前記所定マスクに関する前記識別情報の存在が認識されると、記憶されている当該識別情報に対応する前記位置情報に基づいて、前記第２計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する第５工程と、を有することを特徴とする位置計測方法。
【請求項１０】
第１計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第１工程と、
前記第１計測系で計測された前記パターンの位置情報を、当該マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第２工程と、
前記第１計測系よりも狭い計測視野を備えた第２計測系を用いて、前記パターンを前記第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第３工程と、
所定マスク上のパターンを前記第１計測系で計測する前に、当該所定マスクに関する描画装置情報を読み取って、前記第２工程で記憶された描画装置情報と比較判別する第４工程と、
前記第４工程により当該所定マスクに関する描画装置情報と同一の描画装置情報の存在が認識されると、記憶されている当該描画装置情報に対応する前記位置情報に基づいて、前記第２計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する第５工程と、を有することを特徴とする位置計測方法。
【請求項１１】
第１計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第１工程と、
前記第１計測系で計測された前記パターンの位置情報を、当該マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第２工程と、
前記第１計測系よりも狭い計測視野を備えた第２計測系を用いて、前記パターンを前記第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第３工程と、を有し、
前記第２工程で記憶された情報の中に、以降で計測対象となるマスクに関する情報が存在する場合には、前記第１工程を介さずに、該記憶された情報を用いて前記第３工程を行うことを特徴とする位置計測方法。
【請求項１２】
前記第２工程では、前記第１計測系で計測された前記パターンの位置情報を、当該マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶することを特徴とする請求項１１に記載の位置計測方法。
【請求項１３】
回路パターンが形成されたマスクの位置計測を行うとともに、前記マスクと前記回路パターンが転写される基板との位置合わせを行うアライメント方法において、
前記マスクの位置計測の方法として、請求項９から請求項１２のうちいずれか一項に記載の位置計測方法を用いることを特徴とするアライメント方法。
【請求項１４】
回路パターンが形成されたマスクと基板とをアライメントした後に、露光ビームをマスクに照射して、前記回路パターンの像を前記基板上に転写する露光方法において、
前記マスクと前記基板とのアライメント方法として請求項１３に記載のアライメント方法を用いることを特徴とする露光方法。
【請求項１５】
リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、前記リソグラフィ工程において請求項１４に記載の露光方法を用い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、半導体素子等のデバイスを製造するフォトリソグラフィ工程で使用される露光装置等に関し、特に、アライメント用マークを備えたマスク及び基板の位置情報を検出する位置計測方法及び装置等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子や液晶表示素子あるいは薄膜磁気ヘッド等のデバイスは、成膜処理工程、露光処理工程、エッチング処理工程などの各工程を複数回繰り返すことによって製造されるが、露光処理においては、フォトマスクに形成された回路パターンを感光性基板上に転写する露光装置が用いられる。この露光装置は、基板を載置して２次元移動する基板ステージと回路パターンを有するマスクを載置して２次元移動するマスクステージとを有し、マスク上に形成された回路パターンをマスクステージ及び基板ステージを逐次移動しながら投影光学系を介して基板に転写するものである。
デバイス製造においては上記各工程が繰り返されるが、露光装置では基板に既に形成されている回路パターンに対して次の回路パターンを精度良く重ね合わせる必要があるため、マスクと基板とを高精度に位置合わせ（アライメント）してから露光処理が行われる。このアライメント精度に対する要求は回路パターンの微細化とともに厳しくなってきており、アライメントには様々な工夫が行われている。
【０００３】
マスクのアライメント方式には露光光を用いるものが一般的である。マスクのアライメント方式としては、マスク上に形成されているアライメント用マークに対して露光光を照射し、ＣＣＤカメラ等で撮像したアライメント用マークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するＶＲＡ（Visual Reticule Alignment）方式などがある。
一方、基板のアライメント方式としては、レーザ光を基板上のドット列状のアライメントマークに照射し、このアライメントマークにより回折又は散乱された光を用いてマーク位置を検出するＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式や、ハロゲンランプ等を光源とする波長帯域幅の広い光でアライメントマークを照明し、ＣＣＤカメラ等で撮像したアライメントマークの画像データを画像処理してマーク位置を検出するＦＩＡ（Field Image Alignment）方式、或いは基板上の回折格子状のアライメントマークに周波数を僅かに変えたレーザ光を２方向から照射し、発生した２つの回折光を干渉させ、その位相からアライメントマークの位置を検出するＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment）方式などがある。
これらの光学式アライメント方式では、アライメント系は、アライメント顕微鏡を用いてマスク上のアライメント用マークを検出し、位置座標を検出した後に、基板上のアライメントマークを検出し、位置座標を検出することで、重ね合わせるショット（投影領域）の位置を求める。そして、これらの結果に基づいて、ショット領域にマスクの回路パターン像を重ね合わせるように基板を基板ステージにより移動した後、マスクの回路パターンが基板に投影露光される。
【特許文献１】特開平７−３２１０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ＶＲＡ方式のレチクルアライメント方法では、アライメント光をマスクに設けられたアライメントマークに照射し、その反射光をセンサで受光することによりアライメントマークを検出するが、アライメントマークを高精度に検出する必要性から、センサの視野は非常に狭く、このため、センサの視野内にアライメントマークを入れることが容易ではない。そこで、まず広視野センサを用いてアライメントマークの大まかな位置を検出し、その検出結果に基づいてマスクステージをアライメントマークが高精度な狭視野センサの視野内に入るように移動させる。そして、その狭視野センサでアライメントマークを検出するようにしている。
しかしながら、このような技術では、マスク交換が行われる度に、広視野センサと狭視野センサとを切り替えて、その切り替えに付随したＮＤフィルタ等の光学部材の切り替えて、アライメントマークの検出を行う必要がある。このため、例えば、二重露光を行う場合や、或いは１ロット当たりのウエハ枚数が少ない場合や、ロット当たりの露光時間が短い場合の様に、頻繁にマスク交換が行われる場合には、広視野センサと狭視野センサの切り替え時間が露光処理時間に占める割合が高くなり、スループットを低下させてしまうという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、広視野センサと狭視野センサを用いてマークを検出する位置計測装置において、マークを検出する広視野センサと狭視野センサの切り替え頻度を抑えることができる位置計測装置等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る位置計測装置、アライメント装置、露光装置、位置計測方法、アライメント方法、露光方法、デバイスの製造方法では、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
第１の発明は、マスク（Ｒ）上に形成されたパターン（ＲＡＭ）を観察する第１計測系（５１）と、第１計測系よりも狭い計測視野を備え、パターン（ＲＡＭ）を第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第２計測系（５２）と、第１計測系（５１）の計測結果に基づいて、第２計測系の計測視野とパターン（ＲＡＭ）との位置関係を決定する決定手段（Ｃ１）と、を有する位置計測装置（５０）において、第１計測系（５１）で計測されたパターン（ＲＡＭ）の位置情報を、パターン（ＲＡＭ）を備えたマスク（Ｒ）を識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する記憶手段（Ｃ２）と、所定マスク（Ｒ）上のパターン（ＲＡＭ）を第１計測系（５１）で計測する前に、記憶手段（Ｃ２）における所定マスク（Ｒ）に関する識別情報の有無を判別する判別手段（Ｃ１）と、を有し、記憶手段（Ｃ２）が所定マスク（Ｒ）に関する識別情報を具備することを判別手段（Ｃ１）により判別された場合には、決定手段（Ｃ１）は、記憶手段（Ｃ２）に記憶されている所定マスク（Ｒ）に対応する位置情報に基づいて、第２の計測視野とパターン（ＲＡＭ）との位置関係を決定するようにした。この発明によれば、マスクに形成されたパターンを第２計測系でファイン計測する際に、以前に第１計測系によりラフ計測されたマスク上のパターンの位置情報に基づいて、第２の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定するので、計測の度に第１計測系と第２計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。また、所定マスクに関する識別情報（例えば、描画装置情報）の具備を判別するので、所定マスクが、以前に第１計測系により計測されたマスクと同一であっても、異なるものであってもよい。すなわち、描画装置情報が同一であれば、以前に第１計測系により計測されたマスク上のパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
【０００７】
また、マスク（Ｒ）上に形成されたパターン（ＲＡＭ）を観察する第１計測系（５１）と、第１計測系よりも狭い計測視野を備え、パターン（ＲＡＭ）を第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第２計測系（５２）と、第１計測系（５１）の計測結果に基づいて、第２計測系の計測視野とパターン（ＲＡＭ）との位置関係を決定する決定手段（Ｃ１）と、を有する位置計測装置（５０）において、第１計測系（５１）で計測されたパターン（ＲＡＭ）の位置情報を、マスク（Ｒ）上にパターン（ＲＡＭ）を描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する記憶手段（Ｃ２）と、所定マスク（Ｒ）上のパターン（ＲＡＭ）を第１計測系（５１）で計測する前に、所定マスク（Ｒ）に関する描画装置情報を読み取って、記憶手段（Ｃ２）に記憶されている描画装置情報と比較判別する判別手段（Ｃ１）とを有し、記憶手段（Ｃ２）が所定マスク（Ｒ）に関する描画装置情報と同一の描画装置情報を具備することを判別手段（Ｃ１）により判別された場合には、決定手段（Ｃ１）は記憶手段（Ｃ２）に記憶されている同一の描画装置情報に対応する位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野とパターン（ＲＡＭ）との位置関係を決定するようにした。この発明によれば、パターンの計測の度に第１計測系と第２計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する描画装置情報を判別するので、所定マスクが、以前に第１計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
【０００８】
また、決定手段（Ｃ１）により決定された位置関係に基づいて、所定マスク（Ｒ）を駆動して所定マスク（Ｒ）と第２計測系（５２）の計測視野との相対位置関係を制御する位置制御手段（Ｃ１）を更に含み、位置制御手段（Ｃ１）が記憶手段（Ｃ２）に記憶されている位置情報に基づいて所定マスク（Ｒ）の位置制御を行った際に、パターン（ＲＡＭ）が第２計測系の計測視野内に入らなかった場合には、第１計測系（５１）を用いて所定マスク（Ｒ）上を計測するものでは、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、所定マスクのパターンを第２計測系の計測視野内に位置決めすることができなかった場合であっても、第１計測系を用いて所定マスク上を計測することにより、パターンの計測を続行することができる。
また、第１計測系（５１）又は第２計測系（５２）を用いてマスク（Ｒ）上を計測する際に用いられる照明光（Ｌ１）の強度を調整する手段（７）を更に有し、調節手段（７）は、記憶されている位置情報に基づいて第２計測系（５２）による計測動作がなされる場合には、第１計測系（５１）の対する照明光の強度の最適化を行わないものでは、パターンの計測の度に第１計測系と第２計測系との切り替えを行う必要がないので、照明光の強度を調整する手段による第１計測系の対する照明光の強度の最適化も省略でき、処理時間を更に短縮することができる。
また、マスク（Ｒ）から発生する光を検出する第１計測系（５１）と第２計測系（５２）は、途中の光路分岐点までその計測経路の一部を共用しており、光路分岐点以降における第１計測系（５１）及び第２計測系（５２）の少なくとも一方の計測光路中に、マスク（Ｒ）から発生する光の強度を調整する調整手段（５７）を設けているものでは、第１計測系と第２計測系との切り替えに伴うマスクから発生する光の強度の変化を最適化することができる。
また、第１計測系（５１）で計測され、記憶手段（Ｃ２）に記憶されるパターン（ＲＡＭ）の位置情報は、マスク（Ｒ）上におけるパターン（ＲＡＭ）の描画誤差を含むものでは、得られた描画誤差に基づいて第２計測系によりその範囲内をサーチすることにより、パターンを検出することが可能となる。
【０００９】
第２の発明は、回路パターン（ＰＡ）が形成されたマスク（Ｒ）の位置計測を行うマスク位置計測部（５０）を有し、マスク（Ｒ）と回路パターン（ＰＡ）が転写される基板（Ｗ）との位置合わせを行うアライメント装置（ＲＡ）において、マスク位置計測部（５０）として、第１の発明の位置計測装置（５０）を用いるようにした。この発明によれば、アライメント処理時にマスクに形成されたパターンの検出時間を短縮することができる。
【００１０】
第３の発明は、回路パターン（ＰＡ）が形成されたマスク（Ｒ）と基板（Ｗ）とをアライメントした後に、露光ビーム（ＥＬ）によって照射された回路パターン（ＰＡ）の像を基板（Ｗ）上に転写する露光装置（ＥＸ）において、マスク（Ｒ）と基板（Ｗ）とをアライメントする装置として第２の発明のアライメント装置（ＲＡ）を用いるようにした。この発明によれば、露光処理時に、マスクのアライメント処理時間を短縮することができる。
【００１１】
第４の発明は、第１計測系（５１）を用いてマスク（Ｒ）上に形成されたパターン（ＲＡＭ）を観察する第１工程と、第１計測系（５１）で計測されたパターン（ＲＡＭ）の位置情報を、パターン（ＲＡＭ）を備えたマスク（Ｒ）を識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する第２工程と、第１計測系よりも狭い計測視野を備えた第２計測系（５２）を用いて、パターン（ＲＡＭ）を第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第３工程と、所定マスク（Ｒ）上のパターン（ＲＡＭ）を第１計測系（５１）で計測する前に、第２工程で記憶された情報の中に所定マスク（Ｒ）に関する識別情報の有無を判別する第４工程と、第４工程により所定マスクに関する識別情報の存在が認識されると、記憶されている識別情報に対応する位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野とパターン（ＲＡＭ）との位置関係を決定する第５工程とを有するようにした。この発明によれば、以前に第１計測系により計測されたマスク上のパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定するので、計測の度に第１計測系と第２計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。また、所定マスクに関する識別情報（例えば、描画装置情報）の具備を判別するので、所定マスクが、以前に第１計測系により計測されたマスクと同一であっても、異なるものであってもよい。すなわち、描画装置情報が同一であれば、以前に第１計測系により計測されたマスク上のパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
【００１２】
また、第１計測系（５１）を用いてマスク（Ｒ）上に形成されたパターン（ＲＡＭ）を観察する第１工程と、第１計測系（５１）で計測されたパターン（ＲＡＭ）の位置情報を、マスク（Ｒ）上にパターン（ＲＡＭ）を描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第２工程と、第１計測系よりも狭い計測視野を備えた第２計測系（５２）を用いて、パターン（ＲＡＭ）を第１計測系の計測倍率よりも高倍な計測倍率で観察する第３工程と、所定マスク（Ｒ）上のパターン（ＲＡＭ）を第１計測系（５１）で計測する前に、所定マスク（Ｒ）に関する描画装置情報を読み取って、第２工程で記憶された描画装置情報と比較判別する第４工程と、第４工程により所定マスク（Ｒ）に関する描画装置情報と同一の描画装置情報の存在が認識されると、記憶されている描画装置情報に対応する位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と前記パターン（ＲＡＭ）との位置関係を決定する第５工程とを有するようにした。この発明によれば、パターンの計測の度に第１計測系と第２計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する描画装置情報を判別するので、所定マスクが、以前に第１計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
【００１３】
また、第１計測系（５１）を用いてマスク（Ｒ）上に形成されたパターン（ＲＡＭ）を観察する第１工程と、第１計測系（５１）で計測されたパターン（ＲＡＭ）の位置情報を、マスク（Ｒ）上にパターン（ＲＡＭ）を描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第２工程と、第１計測系の計測視野よりも狭い計測視野を備えた第２計測系（５２）を用いて、パターン（ＲＡＭ）を第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第３工程とを有し、第２工程で記憶された情報の中に、以降で計測対象となるマスク（Ｒ）に関する情報が存在する場合には、第１工程を介さずに、記憶された情報を用いて第３工程を行うようにした。この発明によれば、以降で計測対象となるマスクに関する情報が存在するかが判断され、存在する場合には、パターンの計測の度に第１計測系を経る必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。
また、第２工程では、第１計測系で計測されたパターン（ＲＡＭ）の位置情報を、マスク（Ｒ）上にパターン（ＲＡＭ）を描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶するようにしたものでは、マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報が記憶されるので、以降の計測対象となるマスクが以前の計測対象のマスクと異なるものであっても、描画装置情報が同一であれば、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
【００１４】
第５の発明は、回路パターン（ＰＡ）が形成されたマスク（Ｒ）の位置計測を行うとともに、マスク（Ｒ）と回路パターン（ＰＡ）が転写される基板（Ｗ）との位置合わせを行うアライメント方法において、マスク（Ｒ）の位置計測の方法として、第４の発明の位置計測方法を用いるようにした。この発明によれば、アライメント処理時に、マスクに形成されたパターンの検出時間を短縮することができる。
【００１５】
第６の発明は、回路パターン（ＰＡ）が形成されたマスク（Ｒ）と基板（Ｗ）とをアライメントした後に、露光ビーム（ＥＬ）をマスク（Ｒ）に照射して、回路パターン（ＰＡ）の像を基板（Ｗ）上に転写する露光方法において、マスク（Ｒ）と基板（Ｗ）とのアライメント方法として第５の発明のアライメント方法を用いるようにした。この発明によれば、露光処理時に、マスクのアライメント処理時間を短縮することができる。
【００１６】
第７の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第６の発明の露光方法を用いるようにした。この発明によれば、露光装置のスループットを向上させることができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば以下の効果を得ることができる。
第１の発明は、マスク上に形成されたパターンを観察する第１計測系と、第１計測系よりも狭い計測視野を備え、パターンを第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第２計測系と、第１計測系の計測結果に基づいて、第２計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定する決定手段と、を有する位置計測装置において、第１計測系で計測されたパターンの位置情報を、パターンを備えたマスクを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する記憶手段と、所定マスク上のパターンを第１計測系で計測する前に、記憶手段における所定マスクに関する識別情報の有無を判別する判別手段と、を有し、記憶手段が所定マスクに関する識別情報を具備することを判別手段により判別された場合には、決定手段は、記憶手段に記憶されている所定マスクに対応する位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定するようにした。これにより、計測の度に第１計測系と第２計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する識別情報の具備を判別するので、所定マスクが以前に第１計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、識別情報の一部が同一であれば、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
【００１８】
また、マスク上に形成されたパターンを観察する第１計測系と、第１計測系の計測視野よりも狭い計測視野を備え、パターンを第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第２計測系と、第１計測系の計測結果に基づいて、第２計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定する決定手段と、を有する位置計測装置において、第１計測系で計測されたパターンの位置情報を、マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する記憶手段と、所定マスク上のパターンを第１計測系で計測する前に、所定マスクに関する描画装置情報を読み取って、記憶手段に記憶されている描画装置情報と比較判別する判別手段とを有し、記憶手段が所定マスクに関する描画装置情報と同一の描画装置情報を具備することを判別手段により判別された場合には、決定手段は記憶手段に記憶されている同一の描画装置情報に対応する位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定するようにした。これにより、パターンの計測の度に第１計測系と第２計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する描画装置情報を判別するので、所定マスクが、以前に第１計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
【００１９】
第２の発明は、回路パターンが形成されたマスクの位置計測を行うマスク位置計測部を有し、マスクと前記回路パターンが転写される基板との位置合わせを行うアライメント装置において、マスク位置計測部として、第１の発明の位置計測装置を用いるようにした。この発明によれば、マスクのアライメント処理を短時間で行うことができる。
【００２０】
第３の発明は、回路パターンが形成されたマスクと基板とをアライメントした後に、露光ビームによって照射された回路パターンの像を基板上に転写する露光装置において、マスクと基板とをアライメントする装置として第２の発明のアライメント装置を用いるようにした。この発明によれば、マスクの回路パターンを基板上に転写する露光処理のスループットを向上させることができる。
【００２１】
第４の発明は、第１計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第１工程と、第１計測系で計測されたパターンの位置情報を、パターンを備えたマスクを識別するための識別情報と共に対応付けて記憶する第２工程と、第１計測系よりも狭い計測視野を備えた第２計測系を用いて、パターンを第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第３工程と、所定マスク上のパターンを第１計測系で計測する前に、第２工程で記憶された情報の中に所定マスクに関する識別情報の有無を判別する第４工程と、第４工程により所定マスクに関する識別情報の存在が認識されると、記憶されている識別情報に対応する位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野とパターンとの位置関係を決定する第５工程とを有するようにした。これにより、パターンの計測の度に第１計測系と第２計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。
【００２２】
また、第１計測系を用いてマスク上に形成されたパターンを観察する第１工程と、第１計測系で計測されたパターンの位置情報を、マスク上にパターンを描画する際に使用された描画装置情報と共に対応付けて記憶する第２工程と、第１計測系よりも狭い計測視野を備えた第２計測系を用いて、パターンを第１計測系よりも高倍な計測倍率で観察する第３工程と、所定マスク上のパターンを第１計測系で計測する前に、所定マスクに関する描画装置情報を読み取って、第２工程で記憶された描画装置情報と比較判別する第４工程と、第４工程により所定マスクに関する描画装置情報と同一の描画装置情報の存在が認識されると、記憶されている描画装置情報に対応する位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と前記パターンとの位置関係を決定する第５工程とを有するようにした。これにより、パターンの計測の度に第１計測系と第２計測系とを切り替える必要がなくなり、処理時間を短縮することができる。特に、所定マスクに関する描画装置情報を判別するので、所定マスクが、以前に第１計測系により計測されたマスクと異なるものであっても、記憶部に記憶されたパターンの位置情報に基づいて、第２計測系の計測視野と所定マスクのパターンとの位置関係を決定することができる。
【００２３】
第５の発明は、回路パターンが形成されたマスクの位置計測を行うとともに、マスクと回路パターンが転写される基板との位置合わせを行うアライメント方法において、マスクの位置計測の方法として、第４の発明の位置計測方法を用いるようにした。この発明によれば、マスクのアライメント処理を短時間で行うことができる。
【００２４】
第６の発明は、回路パターンが形成されたマスクと基板とをアライメントした後に、露光ビームをマスクに照射して、回路パターンの像を基板上に転写する露光方法において、マスクと基板とのアライメント方法として第５の発明のアライメント方法を用いるようにした。この発明によれば、露光処理のスループットを向上させることができる。
【００２５】
第７の発明は、リソグラフィ工程を含むデバイスの製造方法において、リソグラフィ工程において第６の発明の露光方法を用いるようにした。この発明によれば、デバイスの製造コストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の位置計測装置、アライメント装置、露光装置、及び位置計測方法、アライメント方法、露光方法、デバイスの製造方法の実施形態について図を参照して説明する。
図１は本発明の露光装置ＥＸを示す概念図である。露光装置ＥＸは、露光光（露光ビーム）ＥＬをレチクル（マスク）Ｒに照明しつつ、レチクルＲとウエハ（基板）Ｗとを一次元方向に相対的に同期移動させて、レチクルＲに形成された回路パターンＰＡを投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型露光装置、いわゆるスキャニング・ステッパである。
露光装置ＥＸは、図１に示すように、露光用の光源１、光源１から射出された光束に基づく露光光ＥＬをレチクルＲに均一な照度で照明する照明光学系ＩＬ、レチクルＲを支持するレチクルステージＲＳＴ、レチクルＲから射出される露光光ＥＬをウエハＷ上に照射する投影光学系ＰＬ、ウエハＷを支持するウエハステージＷＳＴ、制御装置ＣＯＮＴ、及び焦点位置検出系ＡＦや各種アライメント光学系ＲＡ，ＷＡ１，ＷＡ２等を備える。
ここで、Ｘ軸方向は水平面内における所定の一方向であり、Ｙ軸方向は水平面内においてＸ軸方向と直交する方向であり、Ｚ軸方向は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれと直交する方向であるものとする。そして、投影光学系ＰＬの光軸はＺ軸方向と一致しているものとする。
【００２７】
光源１としては、波長約１２０ｎｍ〜約１９０ｎｍの真空紫外線、例えば、ＡｒＦエキシマレーザ（波長：１９３ｎｍ）、フッ素（Ｆ２）レーザ（１５７ｎｍ）、クリプトン（Ｋｒ２）レーザ（１４６ｎｍ）、アルゴン（Ａｒ２）レーザ（１２６ｎｍ）等を発生させる光源が用いられる。また、光源１には、図示しない光源制御装置が併設されており、この光源制御装置は、制御装置ＣＯＮＴからの指示に応じて、射出される露光光ＥＬの発振中心波長及びスペクトル半値幅の制御、パルス発振のトリガ制御等を行う。
なお、本実施形態では、露光光ＥＬとして、ＡｒＦエキシマレーザ光を用いる。
【００２８】
照明光学系ＩＬは、光源１から射出された光束をほぼ均一な照度分布の光束に調整して露光光ＥＬに変換するオプティカルインテグレータ２、露光光ＥＬを通過させる開口の面積を調整してレチクルＲに対する照明領域を規定するブラインドＢＬ、偏向ミラー３、露光光ＥＬを集光してレチクルＲを均一な照度で照明するコンデンサレンズ系４等を備える。なお、ブラインドＢＬはレチクルＲの回路パターンＰＡと共役な位置に配置される。
これにより、照明光学系ＩＬは、露光光ＥＬをレチクルステージＲＳＴに支持されているレチクルＲの回路パターン領域ＰＡにほぼ均一な照度分布で照射する。
【００２９】
レチクルステージＲＳＴは、レチクルＲを真空吸着方式あるいは静電チャックや電磁石などを用いた方式によって吸着保持するレチクルホルダＲＨを有している。また、レチクルホルダＲＨ及びレチクルステージＲＳＴはレチクルＲの回路パターン領域ＰＡに対応した開口を備えており、ボイスコイルモータなどを備えたレチクルステージ駆動部ＲＳＴＤによりＸ軸方向、Ｙ軸方向、θＺ方向（Ｚ軸回りの回転方向）に微動可能となっている。
また、レチクルステージＲＳＴ上には、Ｙ軸方向に延びた移動鏡１０Ｘと、Ｘ軸方向に延びた移動鏡１０Ｙ（図２参照）とが設けられる。移動鏡１０Ｘには、レーザ干渉計２１Ｘから測長ビームがミラー２２を介して照射される。移動鏡１０Ｘからの反射光はレーザ干渉計２１Ｘ内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてレチクルＲのＸ軸方向における位置が検出される。同様に、移動鏡１０Ｙにも不図示のレーザ干渉計２１Ｙから測長ビームが照射され、移動鏡１０Ｙからの反射光はレーザ干渉計２１Ｙ内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてレチクルＲのＹ軸方向における位置が検出される。これらレーザ干渉計２１（２１Ｘ，２１Ｙ）の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【００３０】
投影光学系ＰＬは、蛍石、フッ化リチウム等のフッ化物結晶からなるレンズや反射鏡などの複数の投影レンズ系を投影系ハウジングで密閉したものであり、レチクルステージＲＳＴの直下に設けられる。投影レンズ系は、レチクルＲを介して射出される露光光ＥＬを所定の投影倍率β（βは例えば１／４）で縮小して、レチクルＲの回路パターンＰＡの像をウエハＷ上の特定領域（ショット領域）に結像させる。なお、投影光学系ＰＬの投影レンズ系の各要素は、それぞれ保持部材（不図示）を介して投影系ハウジングに支持され、各保持部材は各要素の周縁部を保持するように例えば円環状に形成されている。
なお、露光光ＥＬとして、真空紫外線を用いるため、透過率の良好な光学硝材（光学素子）として、蛍石（ＣａＦ２の結晶）、フッ素や水素等をドープした石英ガラス、及びフッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）等が用いられる。この場合、投影光学系ＰＬにおいて、屈折光学部材のみで構成して所望の結像特性（色収差特性等）を得るのは困難であることから、屈折光学部材と反射鏡とを組み合わせた反射屈折系を採用してもよい。
【００３１】
ウエハステージＷＳＴは、リニアモータを備えたウエハステージ駆動部ＷＳＴＤにより２次元平面（ＸＹ平面）内を移動可能なＸＹステージＸＹＳと、ＸＹステージＸＹＳ上に設けられ、ウエハステージ駆動部ＷＳＴＤによりＺ軸方向及びＺ軸まわりに微小回転可能なＺθステージＺＳと、ＺθステージＺＳ上に設けられ、ウエハＷを真空吸着方式や静電チャック方式で吸着保持するウエハホルダＷＨとを備える。ＸＹステージＸＹＳは互いに直交する方向へ移動可能な一対のブロックを重ね合わせた構造を有し、装置ベース上においてウエハステージ駆動部ＷＳＴＤの駆動に基づきＸ軸方向及びＹ軸方向に移動可能となっている。更に、ウエハステージＷＳＴは投影光学系ＰＬの光軸に対して傾斜方向にも移動可能に設けられており、ウエハＷを支持した際、ウエハＷのレベリング調整を含む位置調整を可能としている。
また、ウエハステージＷＳＴ上には、Ｙ軸方向に延びた移動鏡１１Ｘと、Ｘ軸方向に延びた移動鏡１１Ｙ（図３参照）とが設けられる。移動鏡１１Ｘには、レーザ干渉計２３Ｘから測長ビームがミラー２４を介して照射される。そして、移動鏡１１Ｘからの反射光はレーザ干渉計２３Ｘ内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてウエハＷのＸ軸方向における位置が検出される。同様に、移動鏡１１Ｙにも不図示のレーザ干渉計２３Ｙから測長ビームが照射され、移動鏡１１Ｙからの反射光はレーザ干渉計２３Ｙ内のディテクタで受光され、この受光結果に基づいてウエハＷのＹ軸方向における位置が検出される。そして、これらレーザ干渉計２３（２３Ｘ，２３Ｙ）の検出結果は制御装置ＣＯＮＴに出力される。
【００３２】
制御装置ＣＯＮＴは、露光装置ＥＸを統括的に制御するものであり、各種演算及び制御を行う演算部（決定手段、判別手段、制御手段）Ｃ１の他、各種情報を記録する記憶部（記憶手段）Ｃ２や入出力部Ｃ３等を備える。そして、例えば、レーザ干渉計２１，２３の検出結果に基づいてレチクルＲ及びウエハＷの位置を制御して、レチクルＲに形成された回路パターンＰＡの像をウエハＷ上のショット領域に転写する露光動作を繰り返し行う。
【００３３】
ガス供給装置５は、露光光ＥＬが通過する空間、すなわち、照明光路（光源１からレチクルＲへ至る光路）と投影光路（レチクルＲからウエハＷへ至る光路）を外部雰囲気から遮断し、それらの光路を真空紫外域の光に対する吸収性が少ない特性を有する低吸光性ガス（例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン、ネオン、クリプトン等の不活性ガス、又はこれらの混合ガス）で満たす装置である。
ガス供給装置５を設けるのは、露光装置ＥＸに用いられる露光光ＥＬ、すなわち真空紫外線と呼ばれる約１９０ｎｍ以下の波長の光が、酸素分子、水分子、二酸化炭素分子等の気体や有機物等（以下、吸光物質という）に吸収されやすいという性質を持つため、大気中を透過することができないからである。このため、真空紫外線を露光光ＥＬに用いる場合には、露光光ＥＬが通過する空間内に存在する吸光物質を低減して、露光光ＥＬをウエハＷ上面まで十分な照度で到達させるのである。
具体的には、図１に示すように、供給用配管５Ａ，５Ｂ，５Ｃを介して照明光学系ＩＬ，後述するレチクルアライメント系ＲＡ，投影光学系ＰＬに窒素（Ｎ２）ガスを供給し、これらの空間内を窒素ガスでパージすることにより上述した酸素等による露光光ＥＬの吸収問題を解決している。
ガス供給装置５としては、供給したガスを配管６Ａ，６Ｂ，６Ｃを介して回収し、且つ精製した後に再度供給するという動作を繰り返す循環方式であっても、或いは供給したガスを配管６Ａ，６Ｂ，６Ｃを介して排出する非循環型方式であってもよい。
更に、図示しないが、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴには、露光光ＥＬが通過する光路上に窒素ガスを供給する局所的パージ装置或いはレチクルステージＲＳＴやウエハステージＷＳＴを覆うハウジングを設け、光路上に窒素ガスを供給して露光光ＥＬの吸収問題を解決している。
【００３４】
また、露光装置ＥＸには、ウエハＷの表面のＺ軸方向における位置（焦点位置）を検出するための焦点位置検出系（オートフォーカスセンサ）ＡＦが設けられる。焦点位置検出系ＡＦは投影光学系ＰＬの側面に送光部と受光部とを備える。なお、図１には送光部のみが示されており、投影光学系ＰＬを挟んで送光部の反対側に配置される受光部は図示されていない。
送光部からはウエハＷに対して非感光性の検出光が照射される。送光部とウエハＷとの間には多数のスリットが設けられており、検出光は多数のスリットを照明し、これらスリットの像が投影光学系ＰＬの光軸に対して斜めにウエハＷ上に投影される。受光部はウエハＷ上で反射した検出光を検出する。最良結像面（ベストフォーカス面）を検出する際には、ウエハステージＷＳＴが駆動されてウエハＷのＺ軸方向における位置を変化させつつ焦点位置検出系ＡＦの送光部からウエハＷに対して検出光が照射され、検出光の照射によりウエハＷから発生した光を受光部が検出し、この検出結果に基づいて、最良結像面が検出される。なお、焦点位置検出系ＡＦは多点ＡＦセンサであるため、ウエハＷの傾きも検出することができる。
【００３５】
更に、露光装置ＥＸには、各種アライメント光学系が設けられる。具体的には、レチクルアライメント系として、ＴＴＲ（Through The Reticule）方式であってビデオ・レチクル・アライメント（ＶＲＡ）方式のレチクルアライメント系ＲＡを備える。また、オフアクシス方式のウエハアライメント系として、ＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のウエハアライメント系ＷＡ１を備える。更に、ＴＴＬ（Through The Lens）方式のウエハアライメント系として、ＬＳＡ（Laser Step Alignment）方式或いはＬＩＡ（Laser Interferometric Alignment）方式のウエハアライメント系ＷＡ２を備える。
これら各種アライメント光学系ＲＡ，ＷＡ１，ＷＡ２は、レチクルステージＲＳＴ、ウエハステージＷＳＴ、レチクルＲ或いはウエハＷに設けられた各種マークを用いてアライメント処理を行う。
【００３６】
各種アライメント光学系ＲＡ，ＷＡ１，ＷＡ２の説明に先立って、図２〜図４を用いて各種マーク等について説明する。図２はレチクルＲを戴置したレチクルステージＲＳＴを露光光ＥＬの入射方向側から見た概略図であり、図３はウエハＷを戴置したウエハステージＷＳＴを投影光学系ＰＬ側から見た概略図である。図４（ａ）はレチクルＲに形成されたアライメント用マークＲＡＭを示し、図４（ｂ）はウエハステージＷＳＴに形成されたＶＲＡ用マークＦＭＶを示す。
まず、図２に示すように、レチクルＲには、各種マーク類が設けられる。レチクルＲの下面側には、転写用の回路パターンＰＡが形成された領域の外周部に、アライメント用マーク（パターン）ＲＡＭ及びサーチ用マークＲＳＭがクロム蒸着などにより形成されている（以下、これらのマークＲＡＭ，ＲＳＭをまとめてレチクル用マーク群ＲＭと呼ぶ）。
アライメント用マークＲＡＭ及びサーチ用マークＲＳＭは、回路パターン領域ＰＡを挟んでレチクルＲの中心からＸ方向に所定の設計値だけ離れた位置に、それぞれ２つのマークが一対となって設けられる。サーチ用マークＲＳＭは、レチクルＲの略中心に１対設けられる。アライメント用マークＲＡＭは、サーチ用マークＲＳＭを挟んでＹ方向に対称にそれぞれ３対、計６対設けられる。なお、サーチ用マークＲＳＭとアライメント用マークＲＡＭとの距離は、レチクルＲ毎に予め測定され、制御装置ＣＯＮＴに記憶される。
なお、サーチ用マークＲＳＭは、図２に示すように、十字形状のマークである。また、アライメント用マークＲＡＭは、図４（ａ）に示すように、十字形状のマークに四角形のマークを重ねた形状のマークである。
【００３７】
ウエハステージＷＳＴ上には、図３に示すように、ＺθステージＺＳに固定され石英等の低膨張係数の透明材料からなる基準マーク部材ＷＦＰが設けられており、基準マーク部材ＷＦＰの表面には、各種の基準マーク群（Fiduciary mark）ＦＭがクロム蒸着などにより形成されている。基準マーク群ＦＭは、ウエハＷの高さと同じ高さになるように設けられる。
基準マーク群ＦＭは、ＶＲＡ方式のレチクルアライメント系ＲＡで用いられるＶＲＡ用マークＦＭＶを含んでいる。更に、基準マーク群ＦＭは、上述したＬＳＡ方式あるいはＬＩＡ方式、又はＦＩＡ方式のアライメント系毎に形成されベースライン量をチェックするためのマーク（ＬＳＡ用マーク、ＬＩＡ用マーク、ＦＩＡ用マーク：いずれも不図示）を含んでいる。これらのマークは、ＶＲＡ用マークＦＭＶを基準として予め決められた所定位置に形成されている。
ＶＲＡ用マークＦＭＶは、図４（ｂ）に示すように、三本線形状のマークが四方に均等に配置された形状のマークである。そして、２つのＶＲＡ用マークＦＭＶが一対となって、基準マーク部材ＷＦＰ上にＸ方向に所定の距離だけ離れて配置される。一対のＶＲＡ用マークＦＭＶの間隔は、レチクルＲに形成された一対のサーチ用マークＲＳＭの投影光学系ＰＬによる縮小像の間隔と同一に設定される。
【００３８】
図１に戻り、オフアクシス方式のウエハアライメント系ＷＡ１は、投影光学系ＰＬの側部に設けられており、露光光ＥＬとは異なる波長のアライメント光を射出するアライメント用光源３４と、アライメント用光源３４からのアライメント光が入射されるビームスプリッタ３５と、アライメント用光源３４から射出したアライメント光を基準マーク群ＦＭ（あるいはウエハＷ）に導く光学系３７と、アライメント光の照射により基準マーク群ＦＭのうちＦＩＡ用マーク（あるいはウエハＷに設けられるアライメントマーク）から発生した光を受光する受光部３６とを備える。
ウエハアライメント系ＷＡ１はＦＩＡ方式であり、アライメント用光源３４にはハロゲンランプが用いられ、受光部３６にはＣＣＤなどの撮像素子が用いられる。そして、受光部３６は撮像結果を制御装置ＣＯＮＴに出力し、制御装置ＣＯＮＴは受光部３６の撮像結果に基づいて画像処理を行う。ウエハアライメント系ＷＡ１は、ハロゲンランプからなるアライメント用光源３４から射出した波長帯域幅の広い光で基準マーク群ＦＭの十字状のＦＩＡ用マーク（あるいはウエハＷのアライメントマーク）を照射し、制御装置ＣＯＮＴのもとで画像処理することによりマーク位置を検出する。
この検出結果に基づいて、オフアクシス方式のウエハアライメント系ＷＡ１の観察領域の基準点が求められる。
【００３９】
ＬＳＡ方式のウエハアライメント系ＷＡ２は、図１に示すように、Ｈｅ−Ｎｅレーザからなるアライメント用光源３３と、アライメント用光源３３から射出したアライメント光が入射されるビームスプリッタ３２と、不図示のシリンドリカルレンズ及び視野絞りと、アライメント用光源３３から射出したアライメント光を投影光学系ＰＬに入射させる光学系３８と、アライメント光の照射により基準マーク群ＦＭのうちＬＳＡ用マーク（あるいはウエハＷに設けられるアライメントマーク）から発生した光を受光する受光部３１とを備える。アライメント用光源３３から射出したアライメント光は、細長く延びたスリット状スポット光に整形された後、投影光学系ＰＬを介して、基準マーク群ＦＭのうちＬＳＡ用マークを照射する。
ＬＳＡ用マークはスポット光の長手方向に所定間隔で配列された格子状マークである。そして、ウエハステージＷＳＴを駆動してスポット光に対してＬＳＡ用マークを走査すると、ＬＳＡ用マークとスポット光とが合致したときに所定の方向に回折光が発生する。その回折光が投影光学系ＰＬを介してウエハアライメント系ＷＡ２に戻り、受光部３１に受光される。受光部３１の受光信号は制御装置ＣＯＮＴに出力され、制御装置ＣＯＮＴは、アライメント信号が例えば最大になるときのウエハステージＷＳＴの座標をサンプリングすることにより、ＬＳＡ用マークの位置を検出する。この検出結果に基づいて、ＬＳＡ方式のウエハアライメント系ＷＡ２の観察領域の基準点が求められる。
なお、ＬＳＡ方式のアライメント系については、例えば、特開昭６０−１３０７４２号公報に詳細に開示されている。
【００４０】
なお、ウエハアライメント系ＷＡ２をＬＩＡ方式とする場合には、Ｈｅ−Ｎｅレーザからなるアライメント用光源３３から射出したアライメント光を、ビームスプリッタ３２及び不図示の２光束周波数シフターを介して、光学系３８により投影光学系ＰＬに入射する。２光束になった周波数ｆ１、ｆ２のアライメント光（レーザ光束）は、基準マーク群ＦＭのうち回折格子状のＬＩＡ用マークに重なって照射される。ＬＩＡ用マークでは、照射された２つの光束によって同一方向に２つの回折光が発生する。
これら２つの回折光よりなる干渉光の干渉信号は受光部３１で検出され、制御装置ＣＯＮＴは受光部３１の検出結果に基づいてＬＩＡ用マークの位置を検出する。この検出結果に基づいて、ＬＩＡ方式のウエハアライメント系ＷＡ２の観察領域の基準点が求められる。
なお、ＬＩＡ方式のアライメント系については、例えば特開昭６１−２１５９０５号公報に詳細に開示されている。
【００４１】
図５は、ＶＲＡ方式のレチクルアライメント系ＲＡを示す概念図であり、レチクルアライメント系ＲＡがレチクルＲを照射する場合を示した場合を示す。
レチクルアライメント系ＲＡは、図５に示すように、照明光学系ＩＬとレチクルステージＲＳＴとの間に設けられており、アライメント光（照明光）Ｌ１として露光光ＥＬを使用する。具体的には、ＡｒＦエキシマレーザ光が光源１から、ＮＤフィルタ（調節手段）７、光ファイバ４１を介して導かれる。
そして、ＶＲＡ方式のレチクルアライメント系ＲＡは、レチクル用マーク群ＲＭを備えたレチクルＲに対して照明光学系ＩＬから射出された露光光ＥＬに基づくアライメント光Ｌ１を照射する照射系４２を備える。照射系４２は複数の光学素子を有しており、入射した露光光ＥＬを通過させることによりアライメント光Ｌ１に変換し、このアライメント光Ｌ１をレチクルＲに対して照射する。また、照射系４２は照射範囲を整形するためのブラインド４３を備えており、ブラインド４３の開口に基づき、矩形状の照射範囲が整形される。
そして、照射系４２からのアライメント光Ｌ１は、ミラー４４等を介してレチクルＲに形成されたレチクル用マーク群ＲＭを照射するとともに、投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳＴ上の基準マーク部材ＷＦＰに設けられた基準マーク群ＦＭも照射する。
【００４２】
更に、レチクルアライメント系ＲＡは、アライメント光Ｌ１の照射によりレチクルＲから発生した光情報（反射光）に基づいて、レチクル用マーク群ＲＭの位置情報を検出する検出装置５０を備える。
検出装置（位置計測装置、マスク位置計測部）５０は、レチクルＲ上の広い領域を低倍率光学系５４を介して所定の精度で計測可能な低倍率ラフ計測用アライメント顕微鏡（第１計測系）５１と、低倍率アライメント顕微鏡５１で計測可能な領域よりも狭い領域を高倍率光学系５５を介して高精度に計測可能な高倍率ファイン計測用アライメント顕微鏡（第２計測系）５２とを有している。これら低倍率アライメント顕微鏡５１と高倍率アライメント顕微鏡５２とのそれぞれは撮像素子（ＣＣＤ）を含み、光学的に同軸に配置されている。アライメント光Ｌ１のレチクルＲに対する照射により発生した光（反射光）は、対物光学系４５、ミラー４４を介してハーフミラー５３に導かれ、その後、それぞれ低倍率光学系５４、高倍率光学系５５を介して低倍率アライメント顕微鏡５１、高倍率アライメント顕微鏡５２（５２Ｘ，５２Ｙ）の撮像素子に受光される。高倍率光学系５５で使用されている光学素子（レンズなどの光学部材）の個数は、低倍率光学系５４よりも多い。また、高倍率アライメント顕微鏡５２に受光される光（反射光）は、高倍率光学系５５から減光フィルタ５７、ハーフミラー５６に導かれて、Ｘ方向成分及びＹ方向成分に分光されて、それぞれ高倍率アライメント顕微鏡５２Ｘ，５２Ｙに入射する。
なお、減光フィルタ（調整手段）５７を設けるのは、反射光を高倍率アライメント顕微鏡５２の最適光量に調整するためであり、同様に低倍率アライメント顕微鏡５１側に光の強度を調整するフィルタ等を設けてもよい。また、減光フィルタ５７等を設ける場合に限らず、検出装置５０の電気系において、ゲイン調整を行って、最適光量に調整してもよい。
また、低倍率アライメント顕微鏡５１及び高倍率アライメント顕微鏡５２のそれぞれは、投影光学系ＰＬを介してウエハステージＷＳＴの基準マーク部材ＷＦＰから発生する光（反射光）も受光する。
【００４３】
そして、低倍率アライメント顕微鏡５１は、アライメント光Ｌ１によってレチクルＲ上の広い領域を照射し、アライメント光Ｌ１の照射によりレチクルＲのサーチ用マークＲＳＭから発生した光情報を検出する。また、高倍率アライメント顕微鏡５２は、アライメント光Ｌ１によってレチクルＲ上の狭い領域を照射し、アライメント光Ｌ１の照射によりレチクルＲのアライメント用マークＲＡＭから発生した光情報を検出する。
低倍率アライメント顕微鏡５１及び高倍率アライメント顕微鏡５２により検出された情報は制御装置ＣＯＮＴに出力され、その情報に基づいてサーチ用マークＲＳＭ及びアライメント用マークＲＡＭの位置情報が検出される。
なお、レチクルアライメント系ＲＡ内に設けられる各種光学系は、アライメント用の検出光としてＡｒＦエキシマレーザ光を使用する関係上、石英または蛍石で構成する（全てのレンズを石英で構成するか、全てのレンズを蛍石で構成するか、または一部のレンズは石英とし他のレンズは蛍石とする混合型の構成とするのが望ましい。
また、上述したように、レチクルアライメント系ＲＡには、ガス供給装置５から供給用配管５Ｂを介して窒素ガスが供給（パージ）される。
【００４４】
続いて、以上のような構成を備えた露光装置ＥＸを用いて、アライメント用マークＲＡＭの位置情報を計測する方法等について説明する。図６は、レチクルアライメント系ＲＡによりアライメント用マークＲＡＭの位置を計測する方法を説明する図である。
本発明の位置計測方法は、図６に示すように、低倍率アライメント顕微鏡５１でアライメント用マークＲＡＭ等を検出する工程Ｓ１０（Ｓ１１〜Ｓ１３）と、アライメント用マークＲＡＭの位置情報等を記憶する工程Ｓ２０と、高倍率アライメント顕微鏡５２でアライメント用マークＲＡＭを検出する工程Ｓ３０（Ｓ３１〜Ｓ３３）とを有し、またレチクル交換が行われた際には、レチクルＲの識別情報を判別する工程Ｓ４０と、アライメント用マークＲＡＭの位置情報を読み込む工程Ｓ５０とを有し、これらの処理の後にアライメント及び露光工程Ｓ６０（Ｓ６１〜Ｓ６３）を有する。
【００４５】
まず、低倍率アライメント顕微鏡５１でアライメント用マークＲＡＭを検出する工程Ｓ１０では、不図示のレチクルローダによりレチクルステージＲＳＴ上にレチクルＲが戴置される（ステップＳ１１）。なお、レチクルローダによるレチクルＲの位置決め精度及び繰り返し精度は、できるだけ高精度であることが望ましい。位置決め精度が高い程、後述するステップＳ３２におけるアライメント用マークＲＡＭの検出率が向上するからである。
次いで、レチクルアライメント系ＲＡは、ＡｒＦエキシマレーザ光からなるアライメント光Ｌ１をレチクルＲに設けられたレチクル用マーク群ＲＭと、投影光学系ＰＬを介して基準マーク部材ＷＦＰの基準マーク群ＦＭに照射する。そして、低倍率アライメント顕微鏡５１により、サーチ用マークＲＳＭを観察し、その位置情報を制御装置ＣＯＮＴに出力する（ステップＳ１２）。なお、低倍率アライメント顕微鏡５１により、サーチ用マークＲＳＭを観察する際には、アライメント光Ｌ１の照度調整のためにＮＤフィルタ（調節手段）７の切り替えが行われる。低倍率アライメント顕微鏡５１によるサーチ用マークＲＳＭ等の検出の光量を最適にするためであり、予め最適なＮＤの組み合わせが求められ、制御装置ＣＯＮＴの記憶部Ｃ２に記憶されている。
そして、ステップＳ１３において、サーチ用マークＲＳＭの位置情報が送られた制御装置ＣＯＮＴでは、予め記憶部Ｃ２に記憶されているサーチ用マークＲＳＭとアライメント用マークＲＡＭとの距離関係に基づいて、アライメント用マークＲＡＭの位置情報を求める（検出する）。
ステップＳ１２，Ｓ１３（第１工程）のように、サーチ用マークＲＳＭを検出して、間接的にアライメント用マークＲＡＭの位置を求めるのは、低倍率アライメント顕微鏡５１の検出精度等が十分でないことに起因する。すなわち、低倍率アライメント顕微鏡５１は、レチクルＲ上に形成されたレチクル用マーク群ＲＭを確実に観察できるように、その計測視野が広く設定される。このため、相対的にレチクル用マーク群ＲＭの検出精度は低くなっている。したがって、直接アライメント用マークＲＡＭを検出すると十分な検出が確保できないので、低倍率アライメント顕微鏡５１の検出精度を確保しやすいサーチ用マークＲＳＭを用いるようにしている。
【００４６】
次いで、ステップＳ２０（第２工程）、すなわちアライメント用マークＲＡＭの位置情報等を記憶する工程では、低倍率アライメント顕微鏡５１により間接的に検出されたサーチ用マークＲＳＭの位置情報を制御装置ＣＯＮＴの記憶部Ｃ２に記憶する。この際、サーチ用マークＲＳＭの位置情報に対応付けて、計測したレチクルＲに関する識別情報も記憶する。
レチクルＲに関する識別情報とは、例えば、製造番号、回路パターン情報、レチクルサイズ情報（厚み誤差等）、レチクル用マーク群ＲＭ情報（アライメント用マークＲＡＭの配置情報、描画誤差等）、描画装置情報等のレチクルＲ毎の個別情報（profile）である。なお、描画装置情報とは、レチクルＲの回路パターンやレチクル用マーク群ＲＭをレチクルＲ上に形成した描画装置に関する情報である。
具体的には、レチクルＲに関する識別情報（レチクルＲ毎の個別情報）は、予め外部記憶装置（不図示）に記憶されている。また、レチクルＲがレチクルホルダＲＨに戴置される際に、不図示のバーコードリーダーによりレチクルＲに印字等されたバーコード情報（製造番号等）を読み取る。そして、読み取ったバーコード情報に基づいて外部記憶装置からレチクルＲの個別情報を入出力部Ｃ３を介して制御装置ＣＯＮＴに入力し、計測したサーチ用マークＲＳＭの位置情報と対応付けて記憶する。なお、バーコードリーダーを用いずに、ステップＳ１２において、サーチ用マークＲＳＭを観察する際に、同時に、低倍率アライメント顕微鏡５１によりレチクルＲに印字等されたバーコード情報を読み取ってもよい。
【００４７】
次いで、高倍率アライメント顕微鏡５２でアライメント用マークＲＡＭを検出する工程Ｓ３０（第３工程）では、制御装置ＣＯＮＴの演算部Ｃ１は、ステップ１３において求められたアライメント用マークＲＡＭの位置情報に基づいて、高倍率アライメント顕微鏡５２の計測視野に対するアライメント用マークＲＡＭの位置（Ｘ０，Ｙ０）を決定する（図７（ｂ）参照）。そして、レチクルステージ駆動部ＲＳＴＤに指令し、レチクルステージＲＳＴを制御し、アライメント用マークＲＡＭを求めた位置（Ｘ０，Ｙ０）に位置決めする（ステップＳ３１）。これにより、レチクルアライメント系ＲＡの高倍率アライメント顕微鏡５２の計測視野内にアライメント用マークＲＡＭが導入される。
また、ウエハステージＷＳＴは、基準マーク部材ＷＦＰ上の一対のＶＲＡ用マークＦＭＶの中心がほぼ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに合致するように位置決めされる。すると、一対のＶＲＡ用マークＦＭＶの間隔は、一対のアライメント用マークＲＡＭの投影光学系ＰＬによる縮小像の間隔とほぼ等しく設定されているので、高倍率アライメント顕微鏡５２の計測視野内には、ＶＲＡ用マークＦＭＶの投影光学系ＰＬによる拡大像がアライメント用マークＲＡＭに重なるように現れる。
なお、高倍率アライメント顕微鏡５２の計測視野内にアライメント用マークＲＡＭを導入する際に、アライメント光Ｌ１の照度調整のためにＮＤフィルタ７の切り替えが行われる。高倍率アライメント顕微鏡５２によるアライメント用マークＲＡＭ等の検出の光量を最適にするためであり、予め最適なＮＤの組み合わせが求められ、制御装置ＣＯＮＴの記憶部Ｃ２に記憶されている。
【００４８】
次いで、ステップ３２において、高倍率アライメント顕微鏡５２によりアライメント用マークＲＡＭの観察、検出を行う。
図７は、レチクルアライメント系ＲＡの高倍率アライメント顕微鏡５２により観察されるアライメント用マークＲＡＭ及びＶＲＡ用マークＦＭＶを示す図であり、図７（ａ）は画像例、図７（ｂ）はその画像から得られる信号例（Ｘ方向）である。
図７（ａ）に示すように、高倍率アライメント顕微鏡５２は、基準マーク部材ＷＦＰに形成されている一対のＶＲＡ用マークＦＭＶと、レチクルＲに設けられる一対のアライメント用マークＲＡＭとを同時に観察して、その画像情報を制御装置ＣＯＮＴに出力する。なお、高倍率アライメント顕微鏡５２により、これらのマークＲＡＭ，ＦＭＶを観察する際に、レチクルアライメント系ＲＡの対物光学系４５を移動させて、高倍率アライメント顕微鏡５２のフォーカス調整（ＲＡＡＦ）を行ってもよい。
そして、制御装置ＣＯＮＴは、図７（ｂ）に示すように、受け取った画像情報を処理してアライメント用マークＲＡＭ及びＶＲＡ用マークＦＭＶを検出する。すなわち、制御装置ＣＯＮＴは、高倍率アライメント顕微鏡５２の計測視野内に映し出されたアライメント用マークＲＡＭ及びＶＲＡ用マークＦＭＶのＸ方向及びＹ方向の位置を求める。
【００４９】
次いで、ステップＳ３３において、アライメント用マークＲＡＭの検出の可否を判断する。すなわち、アライメント用マークＲＡＭを高倍率アライメント顕微鏡５２により観察し、検出することができたか否かが判断される。このように、アライメント用マークＲＡＭの検出の可否を判断するのは、後述するステップＳ５０を経由してアライメント用マークＲＡＭを検出する場合には、アライメント用マークＲＡＭを確実に検出することができない場合があるからである。したがって、アライメント用マークＲＡＭを確実に検出することができなかったと判断された場合には、ステップＳ１２に戻り、再度、低倍率アライメント顕微鏡５１を用いた観察、検出を行う。
なお、ステップＳ５０を経由しない場合、すなわち、ステップＳ１０、Ｓ２０を経由した場合には、アライメント用マークＲＡＭは略確実に検出されるので、検出できたと判断された場合について説明を続ける。
【００５０】
アライメント用マークＲＡＭが検出されると、ステップＳ６０において、アライメント、露光工程を行う。
まず、ステップＳ６１では、制御装置ＣＯＮＴは、一対のアライメント用マークＲＡＭ及びＶＲＡ用マークＦＭＶのＸ方向及びＹ方向のずれ量（ΔＸ１―ΔＸ２，ΔＹ１―ΔＹ２）を求める。
更に、制御装置ＣＯＮＴは、これら一対のマークＦＭＶ，ＲＡＭの位置ずれ量が、互いに対称に、かつそれぞれ所定範囲内に収まるようにレチクルステージＲＳＴの位置決めし、基準マーク部材ＷＦＰ上のＶＲＡ用マークＦＭＶとレチクルＲのアライメント用マークＲＡＭとが一致する（所定の配置で重なる）ように調整（制御）する。
このようにして、基準マーク部材ＷＦＰに形成されている一対のＶＲＡ用マークＦＭＶに対して、一対のアライメント用マークＲＡＭ、ひいてはレチクルＲの回路パターンＰＡが位置決め（アライメント）される。
言い換えると、レチクルＲの回路パターンＰＡの投影光学系ＰＬによる縮小像の中心（露光中心）は、実質的にＶＲＡ用マークＦＭＶの中心（ほぼ光軸ＡＸ）に位置決めされ、回路パターン領域ＰＡの輪郭の直交する辺はそれぞれＸ軸及びＹ軸に平行に設定される。この状態で制御装置ＣＯＮＴは、レーザ干渉計２３によって計測されるウエハステージＷＳＴのＸ方向、Ｙ方向の座標を記憶することで、レチクルＲのアライメントが終了する。これにより、回路パターンＰＡの露光中心にウエハステージＷＳＴ上の任意の点を移動させることが可能となる。
アライメント処理の後は、レチクルＲの回路パターンＰＡをウエハＷのショット領域に転写する露光処理を行う。
【００５１】
アライメント処理、露光処理が完了した後は、ステップＳ６２において、レチクルＲの交換を行って更に露光処理を続行するか否かが判断される。そして、露光処理を続行する場合には、ステップＳ６３において、レチクル交換が行われる。一方、露光処理を完了する場合には、一連の処理は終了（ＥＮＤ）する。
【００５２】
レチクル交換が行われた場合には、ステップＳ４０（第４工程）において、交換されたレチクルＲの識別情報の判別が行われる。レチクルＲの識別情報の判別とは、交換後のレチクル（以下、レチクルＲ１）の識別情報の有無、すなわち、レチクルＲ１の識別情報が制御装置ＣＯＮＴの記憶部Ｃ２に記憶されているか否かである。特に、識別情報の内の描画装置情報が記憶されているか否かである。
具体的には、レチクルＲ１が以前に低倍率アライメント顕微鏡５１によりアライメント用マークＲＡＭの検出が行われたレチクル（以下レチクルＲ０）と同一か否か、或いは、レチクルＲ１が以前に低倍率アライメント顕微鏡５１によりアライメント用マークＲＡＭの検出が行われたレチクルＲ０と同一の描画装置情報を備えている否か、が判断される。
つまり、レチクルＲ１が以前に低倍率アライメント顕微鏡５１によりアライメント用マークＲＡＭの検出が行われたレチクルＲ０と同一のものであれば、アライメント用マークＲＡＭの位置情報が記憶部Ｃ２に存在するので、上述したステップＳ１２〜Ｓ１３及びＳ２０を再度行うことなく、記憶部Ｃ２に存在するアライメント用マークＲＡＭの位置情報に基づいてステップＳ３０の処理を行うことができる。
また、レチクルＲ１とレチクルＲ０が異なるものであったとしても、同一の描画装置により製造されたものであれば、レチクルＲ０とレチクルＲ１のそれぞれに形成されたアライメント用マークＲＡＭの位置は、略同一である可能性が高い。したがって、記憶部Ｃ２に存在するレチクルＲ０のアライメント用マークＲＡＭの位置情報をレチクルＲ１のものと置き換えることにより、ステップＳ１２〜Ｓ１３及びＳ２０を省略してステップＳ３０の処理を行うことができる。
そして、レチクルＲ１の識別情報が記憶部Ｃ２に存在しない場合、或いは、レチクルＲ１の識別情報の内の描画装置情報と同一の描画装置情報が記憶部Ｃ２に存在しない場合には、ステップＳ１２に移行し、低倍率アライメント顕微鏡５１によるレチクルＲ１のサーチ用マークＲＳＭの観察が行われる。一方、レチクルＲ１の識別情報或いは同一の描画装置情報が記憶部Ｃ２に存在する場合には、ステップＳ５０に移行する。
【００５３】
続いて、ステップＳ５０（第５工程）において、レチクルＲ１の識別情報が記憶部Ｃ２に存在する場合には、その識別情報に対応付けて記憶されているアライメント用マークＲＡＭの位置情報を読み込む。一方、レチクルＲ１の識別情報の内の描画装置情報と同一の描画装置情報が記憶部Ｃ２に存在する場合には、同一の描画装置情報に対応付けて記憶されているアライメント用マークＲＡＭの位置情報を読み込む。すなわち、記憶部Ｃ２から演算部Ｃ１にアライメント用マークＲＡＭの位置情報が送られる。
これにより、上述したように、ステップＳ１２〜Ｓ１３及びＳ２０を再度行うことなく、或いは省略して、読み込んだアライメント用マークＲＡＭの位置情報に基づいてステップＳ３０の処理を行うことが可能となる。
【００５４】
そして、再度、ステップＳ３０に移行し、制御装置ＣＯＮＴの演算部Ｃ１は、読み込んだアライメント用マークＲＡＭの位置情報に基づいて、高倍率アライメント顕微鏡５２の計測視野に対するアライメント用マークＲＡＭの位置（Ｘ０，Ｙ０）を決定する（図７（ｂ）参照）。そして、レチクルステージ駆動部ＲＳＴＤに指令し、レチクルステージＲＳＴを制御し、アライメント用マークＲＡＭを求めた位置（Ｘ０，Ｙ０）に位置決めする（ステップＳ３１）。これにより、読み込んだアライメント用マークＲＡＭの位置情報が適切であれば、高倍率アライメント顕微鏡５２の計測視野内にアライメント用マークＲＡＭが導入される。
次いで、ステップＳ３２においてアライメント用マークＲＡＭを観察、検出し、更に、ステップＳ３３においてアライメント用マークＲＡＭの検出の合否を判断する。上述したように、ステップＳ５０を経由した場合にはレチクル交換作業あるため、不図示のレチクルローダによるレチクルＲの投入再現性、すなわち、レチクルＲの位置決め精度及び繰り返し精度が低下すると、アライメント用マークＲＡＭを確実に検出することができない場合があるからである。特に、レチクルＲ１の識別情報の内の描画装置情報と同一の描画装置情報に対応付けられたアライメント用マークＲＡＭの位置情報を読み込んだ場合には、アライメント用マークＲＡＭの描画誤差やレチクル厚み誤差の違いにより、アライメント用マークＲＡＭを確実に検出することができない場合がある。
そして、アライメント用マークＲＡＭを検出することができなかったと判断された場合には、上述したように、ステップＳ１２に以降し、低倍率アライメント顕微鏡５１を用いてアライメント用マークＲＡＭの検出を行うようにする。
【００５５】
そしてアライメント用マークＲＡＭを検出できた場合には、図６に示すように、レチクル交換後のレチクルＲ１により再度アライメント、露光処理等（ステップＳ６０）を行う。そして、更にレチクル交換が必要な場合には、上述した処理を繰り返し行う。
以上のようにして、レチクル交換後は、低倍率アライメント顕微鏡５１と高倍率アライメント顕微鏡５２を切り替えることなく、高倍率アライメント顕微鏡５２のみによりアライメント用マークＲＡＭを検出することが可能となる。特に、低倍率アライメント顕微鏡５１と高倍率アライメント顕微鏡５２を切り替えるの際にＮＤフィルタ７の切り替えが不要となるので、更にスループットを短縮することができる。
【００５６】
なお、上述した実施形態では、レチクルＲを交換する際にレチクルＲに形成されたアライメント用マークＲＡＭを検出してアライメント処理を行う場合について説明したが、これに限らない。例えば、レチクルＲ交換を行わなくとも、ウエハＷのロットが変わった際に、同一のレチクルＲについて、再度、アライメント用マークＲＡＭを検出、アライメント処理、ベースライン計測をしてもよい。
ただし、そのレチクルＲを用いた最後のレチクルアライメント（ＲＡ計測を含む）から所定の許容時間（予めユーザにより設定される時間）が経過するまでは、ウエハＷのロット変わりであってもレチクルアライメント（ＲＡ）及びベースライン計測（ＢＣＨＫ）を省略するように構成してもよい。ロット間でもレチクル位置変動やベースラインの変動が少ない場合（例えば、１ロットのウエハＷ枚数が少ない場合や、１ロットの露光処理時間が少ない場合等）には、ロット先頭における再度のアライメント用マークＲＡＭの検出、アライメント処理、ベースライン計測を省略することにより、スループットを短縮することが可能となる。
【００５７】
なお、上述した実施の形態において示した動作手順、あるいは各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲においてプロセス条件や設計要求等に基づき種々変更可能である。本発明は、例えば以下のような変更をも含むものとする。
【００５８】
本実施形態では、低倍率アライメント顕微鏡５１によりサーチ用マークＲＳＭを検出して、間接的にアライメント用マークＲＡＭの位置を求めるようにしているが、これに限らない。低倍率アライメント顕微鏡５１によりアライメント用マークＲＡＭの位置を直接検出してもよい。したがって、レチクルＲにサーチ用マークＲＳＭを設けなくても構わない。
また、アライメント用マークＲＡＭをレチクルＲに複数組設ける場合について説明したが、少なくとも１対以上であればよい。また、必ずしも対にする必要はなく、例えば、１つであってもよい。ただし、その場合には、回転方向のアライメントが不十分になる可能性がある。
【００５９】
また、レチクルＲの回路パターンＰＡとは別の領域にアライメント用マークＲＡＭを設ける場合ついて説明したが、回路パターンＰＡ（或いはその一部）をアライメント用マークＲＡＭとして用いてもよい。
【００６０】
露光装置の用途としては半導体デバイス製造用の露光装置に限定されることなく、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露光する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッドを製造するための露光装置にも広く適当できる。
【００６１】
また、本発明が適用される露光装置の光源には、ＫｒＦエキシマレーザ（２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザ（１９３ｎｍ）、Ｆ２レーザ（１５７ｎｍ）等のみならず、ｇ線（４３６ｎｍ）及びｉ線（３６５ｎｍ）或いはＥＵＶ光を用いることができる。さらに、投影光学系の倍率は縮小系のみならず等倍および拡大系のいずれでもよい。
【００６２】
また、本発明が適用される露光装置は、本願特許請求の範囲に挙げられた各構成要素を含む各種サブシステムを、所定の機械的精度、電気的精度、光学的精度を保つように、組み立てることで製造される。これら各種精度を確保するために、この組立の前後には、各種光学系については光学的精度を達成するための調整、各種機械系については機械的精度を達成するための調整、各種電気系については電気的精度を達成するための調整が行われる。各種サブシステムから露光装置への組立工程は、各種サブシステム相互の、機械的接続、電気回路の配線接続、気圧回路の配管接続等が含まれる。この各種サブシステムから露光装置への組立工程の前に、各サブシステム個々の組立工程があることはいうまでもない。各種サブシステムの露光装置への組立工程が終了したら、総合調整が行われ、露光装置全体としての各種精度が確保される。なお、露光装置の製造は温度およびクリーン度等が管理されたクリーンルームで行うことが望ましい。
【００６３】
また、半導体デバイスは、デバイスの機能・性能設計を行う工程、この設計ステップに基づいたマスク（レチクル）を製作する工程、シリコン材料からウエハを製造する工程、前述した実施形態の露光装置によりレチクルのパターンをウエハに露光するウエハ処理工程、デバイス組立工程（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査工程等を経て製造される。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】露光装置を示す概念図
【図２】レチクルを戴置したレチクルステージを示す図
【図３】ウエハを戴置したウエハステージを示す図
【図４】アライメント用マーク及びＶＲＡ用マークを示す図
【図５】ＶＲＡ方式のレチクルアライメント系を示す概念図
【図６】アライメント用マークの位置を計測する方法を説明する図
【図７】レチクルアライメント系により検出されるアライメント用マーク及びＶＲＡ用マークを示す図
【符号の説明】
【００６５】
７  ＮＤフィルタ（調節手段）
５０  検出装置（位置計測装置、マスク位置計測部）
５１  低倍率アライメント顕微鏡（第１計測系）
５２（５２Ｘ、５２Ｙ）  高倍率アライメント顕微鏡（第２計測系）
５７  減光フィルタ（調整手段）
Ｃ１  演算部（決定手段、判別手段、制御手段）
Ｃ２  記憶部（記憶手段）
ＲＡＭ  アライメント用マーク（パターン）
ＲＡ  レチクルアライメント系（アライメント装置）
Ｌ１  アライメント光（照明光）
ＰＡ  回路パターン
Ｒ  レチクル（マスク）
Ｗ  ウエハ（基板）
ＥＬ  露光光（露光ビーム）
ＥＸ  露光装置
【図１】
2006005226.tif 000003
【図２】
2006005226.tif 000004
【図３】
2006005226.tif 000005
【図４】
2006005226.tif 000006
【図５】
2006005226.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006005226.tif 000009