(57)【要約】【課題】計測精度を維持してアライメントのスループット性を向上させた位置計測装置等を提供すること。【解決手段】ＡＦセンサ６０のＣＣＤカメラ６１は非計測方向に９６行（ライン）、計測方向に１０２４列のピクセル（９６×１０２４）を有した２次元ＣＣＤカメラであり、入力した計測信号を処理する方法として、各ライン上のピクセルに蓄積された光量に相当する電荷（信号）を所定時間毎に１ラインずつ順次加算を繰り返す（電荷を順次転送して加算を繰り返す）、ＴＤＩ計測モード（ステップＳ１０１参照）と、各ライン上のピクセルに蓄積された光量に相当する電荷（信号）を９６ライン分一度に加算（電荷を一度に転送して加算）する、ＷＡ計測モード（ステップＳ１０３参照）と、を含み、このＴＤＩ計測モードとＷＡ計測モードを計測条件に合わせて切り換える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元平面内を移動するステージ上に載置された物体の該二次元平面内における位置を計測する位置計測装置であって、
前記物体上に形成された位置計測用パターンに計測ビームを照射し、該計測ビームの照射を受けて該位置計測用パターンから生じたパターンビームを受光素子で受光し、その受光量に応じて光電変換信号を出力するパターン検出センサと、
前記受光素子の受光面の位置と、前記パターンビームの結像位置との間の、フォーカス方向におけるズレ量を計測するフォーカス状態検出センサと、を有し、
前記フォーカス状態検出センサは複数の計測モードで使用可能であり、該フォーカス状態検出センサが計測に供される時の使用条件に応じて、該複数の計測モード中の任意の計測モードに切り換え設定されることを特徴とする位置計測装置。
【請求項２】
前記使用条件は、前記ステージの前記二次元平面内の移動動作と並行して前記フォーカス状態検出センサによる検出を行う第１計測条件と、前記ステージの静止中に前記フォーカス状態検出センサによる検出を行う第２計測条件と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項３】
前記第２計測条件下では、前記位置計測用パターンは前記パターン検出センサの検出視野内に位置決めされていることを特徴とする請求項２に記載の位置計測装置。
【請求項４】
前記フォーカス状態検出センサは、前記物体上に投影された互いに線幅の異なる複数のライン像を検出することにより前記ズレ量を計測するセンサであり、
前記使用条件は、前記複数のライン像のうち線幅が所定値よりも大きいライン像を検出する第１計測条件と、前記線幅が前記所定値以下のライン像を検出する第２計測条件と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項５】
前記使用条件は、前記ズレ量の検出精度として所定レベル以下の精度で許容される第１計測条件と、前記所定レベル以上の精度が要求される第２計測条件と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の位置計測装置。
【請求項６】
前記フォーカス状態検出センサはｎライン×ｍ列（ｎ，ｍは共に２以上の自然数）のピクセルを備えており、
前記計測モードは、前記各ライン内のピクセルに蓄積された光量に相当する信号を所定時間毎に所定ラインずつ順次加算を繰り返す第１計測モードと、前記各ラインのピクセルに蓄積された光量に相当する信号を一度にｎライン分加算する第２計測モードと、を含み、
前記第１計測条件時には前記第１計測モードが設定され、前記第２計測条件時には前記第２計測モードが設定されることを特徴とする請求項２乃至５の何れか一項に記載の位置計測装置。
【請求項７】
マスクパターンを照明して、該マスクパターンの像をステージ上に搭載された被露光基板上に転写する露光装置であって、
請求項１乃至６の何れか一項に記載の位置計測装置を有し、
前記被露光基板上に形成された位置計測用パターンを前記位置計測装置を用いて計測した結果に基づいて位置決めされた前記被露光基板上に、前記マスクパターンの像を転写することを特徴とする露光装置。
【請求項８】
前記位置計測装置が備えている前記フォーカス状態検出センサは、前記被露光基板上に投影された複数のライン像を検出することにより前記ズレ量を計測するセンサであり、
前記被露光基板上に投影される前記複数のライン像の各長手方向は、前記被露光基板上の前記マスクパターンの像が転写される領域間のストリートラインに対して１０度乃至３５度又は５５度乃至８０度傾斜していることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
【請求項９】
マスクパターンを照明して、該マスクパターンの像をステージ上に搭載された被露光基板上に転写する露光方法であって、
前記被露光基板上に形成された位置計測用パターンを、請求項１乃至６の何れか一項に記載の位置計測装置を用いて計測し、
前記位置計測装置を用いて計測した結果に基づいて位置決めされた前記被露光基板上に、前記マスクパターンの像を転写することを特徴とする露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置計測用パターンを撮像して該位置計測用パターンの位置を計測する際、計測精度を維持してスループット性を向上させた位置計測装置、この位置計測装置を備えた露光装置及びこの位置計測装置を使用する露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスや液晶表示デバイスを、リソグラフィ技術を用いて製造する際には、パターンが形成されたマスクとしてのレチクルに露光用照明光（露光光）を照射し、このパターンの像を、投影光学系を介してフォトレジスト等の感光剤が塗布された半導体ウエハやガラステンプレート等の感光性基板上に投影露光する露光装置が使用されている。
【０００３】
このような露光装置では、一般に複数の異なったレチクル上に描かれた回路パターンをウエハ上に順次重ねて露光するため、露光に先立ち、レチクルのウエハステージ座標系に対する位置関係を精度良く求めてレチクルとウエハ（ウエハの各ショット領域内の回路パターン）とのアライメント（位置合わせ）を正確に行う必要がある。このアライメントを行うため、例えば露光装置に装着されているアライメントセンサによりウエハ上に形成されているアライメントマークの位置を検出しており、これによりウエハ上の各ショット領域内の回路パターンの正確な位置を検出している。
【０００４】
このアライメントセンサの一つとして、例えば、ウエハ上に形成されたアライメントマークにハロゲンランプなどを光源とする波長帯域幅の長いブロードバンド光（感光剤が感光しない帯域の光）を照射する一方、該アライメントマークからの反射光をＣＣＤカメラで撮像し、その画像信号に画像処理を施してアライメントマークの位置を計測する、ウエハアライメントセンサの一種である、ＦＩＡ(Field Image Alignment)センサが知られている。
【０００５】
このＦＩＡセンサでアライメントマークを撮像する際には、予めＣＣＤカメラの撮像面（受光素子の受光面）上にアライメントマークの反射光の像が結像するように、フォーカス計測、合焦動作を行う必要がある。このフォーカス計測、合焦動作は、ＦＩＡセンサに内蔵されているアライメント・オート・フォーカス・センサ（ＡＬＧ−ＡＦセンサ：ＡＦセンサ）により受光素子の受光面の位置とウエハ表面からの反射光の結像位置との間のフォーカス方向におけるズレ量を計測し、このズレ量が零になるようにウエハステージをＺ方向（高さ方向：フォーカス方向）に移動させて行う。
【０００６】
ＡＦセンサには、例えば、９６（ライン）×１０２４（列）のピクセル（画素）を有して、ＴＤＩ(Time Delay Integration)動作により計測信号を処理する受光素子（ＣＣＤカメラ）が採用されている。このＡＦセンサでは、ズレ量を計測するため、ウエハ上のアライメントマークの近傍に投影されたフォーカス計測用マーク像（ＡＦマーク像）を撮像して計測し、この撮像信号を計測信号として画像処理している。具体的には、長手方向の１０２４列が像位置の計測に使用され、また非計測方向の９６段のラインが信号を逐次積算するのに使用されていて、各ライン上のピクセルに蓄積された電荷（信号）を一定時間毎に次の段のラインに逐次加算し、最終的には１ライン上に全ての信号を加算処理して（１ライン当たり９６倍の信号強度にして）、これを画像処理することによりズレ量を計測している。
【０００７】
ところで、ＦＩＡセンサによるウエハアライメントにおいて統計的手法を利用した、エンハンスト・グローバル・アライメント(Enhanced Global Alignment:ＥＧＡ)では、ウエハ上の各ショット領域の近傍に形成されたアライメントマークのうち、所定の複数のショット領域のアライメントマークを選択し、選択したこれらアライメントマークの位置を順次計測してウエハの残存回転誤差、ウエハの線形伸縮、ウエハのオフセットなどを求め、ウエハの全てのショット領域を位置決めするが、この場合、計測対象となる全てのアライメントマークを同じフォーカス状態で計測しないとアライメントマーク位置の計測結果に誤差が生じる可能性がある。一般にアライメントマーク周辺の高さ分布はウエハ内のいずれのショット領域において略同じであることが期待されているが、実際にはばらつきがある。また、アライメントマークがＦＩＡセンサの計測視野に入るまでの二次元平面（ＸＹ平面）内におけるウエハステージ移動経路はショット領域毎に異なる。したがって、アライメントマーク間でＦＩＡセンサの計測条件が一定になるようにアライメントマークがＦＩＡセンサの計測（検出）視野内に入った状態でＡＦセンサによりウエハ像に投影されたＡＦスリット像の計測、調整（フォーカス計測、合焦動作）を行うことが望ましい。すなわち、各アライメントマーク毎に、アライメントマークがＦＩＡセンサの計測視野内に入るようにウエハステージをＸＹ方向に移動させた後、アライメント計測を行う直前にフォーカス計測及び合焦動作を行うことが望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、このような場合において、ＡＦスリット像の計測を上述したＴＤＩ動作（ＴＤＩモード計測）で計測することは、スループット性を著しく低下させることになる。すなわち、理想的な計測信号を得るには、アライメントマークがＦＩＡセンサの計測視野内に入った状態で計測を行う必要があるため、ウエハを搭載したウエハステージをＸＹ方向に停止させた状態に維持し、この停止状態下でＡＦセンサの受光素子のピクセルに蓄積された電荷（信号）を一定時間毎に次の段のラインに順次加算し、合計９６段のライン分を順次加算してＡＦスリット像の位置を計測するＴＤＩモード計測に時間がかかり、これを複数のアライメントマークの計測毎に行うことは、ウエハアライメントに時間がかかり、その結果、ウエハアライメントのスループット性を低下させることになる。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、計測精度を維持してウエハアライメントのスループット性を向上させた位置計測装置、この位置計測装置を備えた露光装置及びこの位置計測装置を使用する露光方法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】
【００１０】
上記目的を達成する、本発明の請求項１に記載の位置計測装置は、二次元平面内を移動するステージ（ウエハステージＷＳＴ）上に載置された物体（ウエハＷ）の該二次元平面内における位置（ＸＹ位置）を計測する位置計測装置であって、前記物体上に形成された位置計測用パターン（ウエハＷ上のアライメントマーク、ＥＧＡ計測用マークなどのＦＩＡセンサにより位置が計測される位置計測用パターン）に計測ビーム（ＦＩＡセンサのブロードバンド光）を照射し、該計測ビームの照射を受けて該位置計測用パターンから生じたパターンビーム（位置計測用パターンの反射光）を受光素子（ＦＩＡセンサのファイン計測用のＣＣＤカメラ４３，４４）で受光し、その受光量に応じて光電変換信号を出力するパターン検出センサ（ＦＩＡセンサ３０）と、前記受光素子の受光面の位置と、前記パターンビームの結像位置との間の、フォーカス方向（Ｚ軸方向）におけるズレ量を計測するフォーカス状態検出センサ（ＡＦセンサ６０）と、を有し、該フォーカス状態検出センサは、複数の計測モード（ＴＤＩ計測モード、ＷＡ計測モード）で使用可能であり、該フォーカス状態センサが計測に供される時の使用条件に応じて、該複数の計測モード中の任意の計測モードに切り換え設定されることを特徴とする。
【００１１】
請求項１に記載の位置計測装置において、前記使用条件は、例えば、前記ステージの前記二次元平面内の移動動作と並行して前記フォーカス状態検出センサによる検出を行う第１計測条件と、前記ステージの静止中に前記フォーカス状態検出センサによる検出を行う第２計測条件と、を含むようにしてもよい（請求項２）。
【００１２】
前記第２計測条件下では、前記位置計測用パターンが前記パターン検出センサの検出視野内に位置決めされていることが望ましい（請求項３）。
【００１３】
前記フォーカス状態検出センサは、前記物体上に投影された互いに線幅の異なる複数のライン像を検出することにより前記ズレ量を計測するセンサであり、前記使用条件は、前記複数のライン像のうち線幅が所定値よりも大きいライン像を検出する第１計測条件と、前記線幅が前記所定値以下のライン像を検出する第２計測条件と、を含むようにしてもよい（請求項４）。
【００１４】
前記使用条件は、前記ズレ量の検出精度として所定レベル以下の精度で許容される第１計測条件と、前記所定レベル以上の精度が要求される第２計測条件と、を含むようにしてもよい（請求項５）。
【００１５】
前記フォーカス状態検出センサはｎライン×ｍ列（ｎ，ｍは共に２以上の自然数）のピクセルを備えており、前記計測モードは、前記各ライン内のピクセルに蓄積された光量に相当する信号を所定時間毎に所定ラインずつ順次加算を繰り返す第１計測モード（ＴＤＩ(Time Delay Integration)計測モード）と、前記各ラインのピクセルに蓄積された光量に相当する信号を一度にｎライン分加算する第２計測モード（ＷＡ(Wide
Aperture)計測モード）と、を含み、前記第１計測条件時には前記第１計測モードが設定され、前記第２計測条件時には前記第２計測モードが設定されることが望ましい（請求項６）。
【００１６】
上記目的を達成する、本発明の請求項７に記載の露光装置は、マスクパターン（レチクルＲに形成されたパターン）を照明して、該マスクパターンの像をステージ（ウエハステージＷＳＴ）上に搭載された被露光基板（ウエハＷ）上に転写する露光装置であって、請求項１乃至６の何れか一項に記載の位置計測装置を有し、前記被露光基板上に形成された位置計測用パターンを、前記位置計測装置を用いて計測した結果に基づいて、位置決めされた前記被露光基板上に、前記マスクパターンの像を転写することを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の露光装置において、前記位置計測装置が備えている前記フォーカス状態検出センサは、前記被露光基板上に投影された複数のライン像を検出することにより前記ズレ量を計測するセンサであり、前記被露光基板上に投影される前記複数のライン像の各長手方向（長手方向に沿うライン像の軸線）は、前記被露光基板上の前記マスクパターンの像が転写される領域（ショット領域）間のストリートラインに対して１０度乃至３５度又は５５度乃至８０度傾斜していることが望ましい（請求項８）。
【００１８】
上記目的を達成する、本発明の請求項９に記載の露光方法は、マスクパターン（レチクルＲに形成されたパターン）を照明して、該マスクパターンの像をステージ（ウエハステージＷＳＴ）上に搭載された被露光基板（ウエハＷ）上に転写する露光方法であって、前記被露光基板上に形成された位置計測用パターンを、請求項１乃至６の何れか一項に記載の位置計測装置を用いて計測し、前記位置計測装置を用いて計測した結果に基づいて位置決めされた前記被露光基板上に、前記マスクパターンの像を転写することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の請求項１に記載の位置計測装置によれば、フォーカス状態検出センサが、複数の計測モード（ＴＤＩ計測モード、ＷＡ計測モード）で使用可能であり、該フォーカス状態センサが計測に供される時の使用条件に応じて、該複数の計測モード中の任意の計測モードに切り換え設定されるようにしてあるので、パターン検出センサによる位置計測用パターンの計測（例えばＥＧＡ計測）の直前に行われるフォーカス計測で、フォーカス状態検出センサの計測モードを、例えば、ＴＤＩ計測モードから計測に要する時間がＴＤＩモードよりも短くて済むＷＡ計測モードに切り換えることにより、受光素子の受光面の位置とパターンビームの結像位置との間のフォーカス方向におけるズレ量を計測するのが短時間で行え、その結果、計測精度を維持してパターン検出センサによる計測時間を短縮化し、この結果スループット性を向上することが可能となる。
【００２０】
請求項２に記載の位置計測装置によれば、使用条件が、ステージの二次元平面内の移動動作と並行してフォーカス状態検出センサによる検出を行う第１計測条件と、ステージの静止中にフォーカス状態検出センサによる検出を行う第２計測条件を含むので、例えば物体表面の平均高さを計測する場合等では、第１計測条件であるステージの二次元平面内の移動動作に平行して計測することができ、また例えばＥＧＡ計測前に行われるフォーカス計測では第２計測条件であるステージの静止中に計測をすることができ、いずれの場合も最適な状態で計測が行える。
【００２１】
請求項３に記載の位置計測装置によれば、第２計測条件下では位置計測用パターンがパターン検出センサの検出視野内に位置決めされるようにしてあるので、合焦した状態でパターン検出センサにより各位置計測用パターンを計測することができ、例えば理想的な状態でＥＧＡ計測が行える。
【００２２】
請求項４に記載の位置計測装置によれば、フォーカス状態検出センサが、物体上に投影された互いに線幅の異なる複数のライン像を検出することによりズレ量を計測するので、１本のライン像を計測する場合に比して計測誤差が少なく、計測信頼性があり、また使用条件が、複数のライン像のうち線幅が所定値よりも大きいライン像を検出する第１計測条件と、線幅が前記所定値以下のライン像を検出する第２計測条件とを含むようにしてあるので、線幅が所定値より大きいライン像を検出することにより、物体表面の平均的な高さの計測を行い、線幅が所定値以下のライン像を検出することにより、例えばＥＧＡ計測直前のフォーカス計測を行うことが出来る。
【００２３】
請求項５に記載の位置計測装置によれば、使用条件が、ズレ量の検出精度として、所定レベル以下の精度で許容される第１計測条件と、所定レベル以上の精度が要求される第２計測条件とを含むようにしてあるので、例えば第１計測条件で大まかな物体表面の平均的な高さの計測を行い、第２計測条件で例えばＥＧＡ計測直前の精度が要求されるフォーカス計測を行うことが出来る。
【００２４】
請求項６に記載の位置計測装置によれば、フォーカス状態検出センサが、ｎライン×ｍ列のピクセルを備え、計測モードが、各ライン内のピクセルに蓄積された光量に相当する信号を所定時間毎に所定ラインずつ順次加算を繰り返す第１計測モード（ＴＤＩ(Time Delay Integration)計測モード）と、各ラインのピクセルに蓄積された光量に相当する信号を一度にｎライン分加算する第２計測モード（ＷＡ(Wide
Aperture)計測モード）と、を含み、第１計測条件時には第１計測モードが設定され、第２計測条件時には第２計測モードが設定されるようにしてあるので、例えばＥＧＡ計測直前に行われる、フォーカス方向のズレ量の計測を、第２計測モード（ＷＡ計測モード）で計測することにより、計測が短時間（ＴＤＩ計測モードで計測する場合の１／ｎの時間）で済み、例えばＥＧＡ計測時間を短縮することが可能となる。
【００２５】
請求項７に記載の露光装置によれば、請求項１乃至６の何れか一項に記載の位置計測装置を有し、該位置計測装置を用いて位置計測用パターンを計測した結果に基づいて位置決めされた被露光基板上にマスクパターンの像を転写するようにしてあるので、位置計測用パターンの位置計測の直前に行われるフォーカス方向のズレ量の計測時間を短縮して、装置のスループット性を向上させることができ、また合焦した状態（ピントが合った状態）で位置計測用パターンの計測、例えばＥＧＡ計測が行え、その結果、マスクパターンの重ね合わせ精度を向上させることが出来る。
【００２６】
請求項８に記載の露光装置によれば、フォーカス状態検出センサが、被露光基板上に投影された複数のライン像を検出することによりズレ量を計測するので、１本のライン像を計測する場合に比して計測誤差が少なく、計測信頼性があり、また被露光基板上に投影される複数のライン像の各長手方向が、被露光基板上のマスクパターンの像が転写される領域間のストリートラインに対して１０度乃至３５度又は５５度乃至８０度傾斜するようにしてあるので、仮にライン像の一部がマスクパターン像上に重なることがあっても、これによって生じる計測信号変形量が小さく、結果として計測精度に与える影響を少なくすることが出来る。
【００２７】
請求項９に記載の露光方法によれば、被露光基板上に形成された位置計測用パターンを、請求項１乃至６の何れか一項に記載の位置計測装置を用いて計測し、この計測結果に基づいて位置決めされた被露光基板上に、マスクパターンの像を転写するので、位置計測用パターンの位置計測の直前に行われるフォーカス方向のズレ量の計測時間を短縮して、露光処理のスループット性を向上させることが出来る。また合焦した状態（ピントが合った状態）で位置計測用パターンの計測、例えばＥＧＡ計測が行え、その結果、マスクパターンの重ね合わせ精度を向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明の位置計測装置、該位置計測装置を備えた露光装置及び該位置計測装置を使用する露光方法の実施形態について図１乃至図１０を参照して説明する。
【００２９】
図１は本発明の位置計測装置（ＦＩＡ（Field Image Alignment）センサ３０及びＡＦ（Alignment Auto Focus）センサ６０）及びこの位置計測装置を装備した露光装置の一実施形態を示す全体構成図、図２は図１の位置計測装置及び露光装置を使用して行う本発明の露光方法の一実施形態を示すフローチャート、図３は図１に示すフォーカス状態検出センサとしてのＡＦセンサの送光系の概略図、図４は同ＡＦセンサの受光系の概略図、図５はＡＦセンサによるズレ量計測の原理説明図、図６は回路パターンと位置計測用パターン（アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２）及びＡＦマーク（線幅の異なる複数のライン像：スリット像ＳＩ）の配置関係を示す説明図、図７はスリット像の詳細図、図８（Ａ）乃至（Ｃ）は位置計測用パターンの詳細図、図９（Ａ）はスリット像をショット領域間のストリートラインに対して３０度傾斜させることによってもたらされる信号変形誤差の低減を説明する説明図、図９（Ｂ）はスリット像をストリートラインに対して僅か（３度程度）しか傾斜させない場合における信号変形誤差の説明図、図１０はＡＦセンサの計測信号を補正演算処理する説明図である。
【００３０】
まず本実施形態の位置計測装置及び露光装置の全体構成及び動作について、図１を参照して説明する。
【００３１】
本実施形態においては、位置計測装置（ＦＩＡセンサ３０とＡＦセンサ６０）を備えた露光装置１０を例に挙げて説明する。露光装置１０は、マスクとしてのレチクルＲ上に形成されたマスクパターンとしての回路パターンを、ステップ・アンド・リピート方式またはステップ・アンド・スキャン方式により投影光学系ＰＬを介して物体または被露光基板としてのウエハＷの各ショット領域上に順次露光転写する縮小投影型の露光装置である。図１中、Ｘ軸及びＺ軸は紙面に並行に設定され、Ｙ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定されている。
【００３２】
図１において、照明光学系１１から射出された露光光ＥＬがほぼ均一な照度でマスクとしてのレチクルＲを照明する。レチクルＲはレチクルステージＲＳ上に保持され、該レチクルステージＲＳはベース１２上の２次元平面（ＸＹ平面）内で移動及び微小回転できるように支持されている。装置全体の動作を制御する主制御系５０が、ベース１２上の駆動装置１５を介してレチクルステージＲＳの動作を制御する。
【００３３】
レチクルＲに形成された回路パターンの像は投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の各ショット領域に投影される。ウエハＷには、各ショット領域の周辺部に例えば図８（Ａ）に示すようなＸ軸方向の位置計測用とＹ軸方向の位置計測用（二次元計測用）のアライメントマーク（位置計測用パターン）ＡＭ１、ＡＭ２が形成されている。アライメントマークＡＭ１はＸ軸方向の位置計測用であり、またアライメントマークＡＭ２はＹ軸方向の位置計測用である。アライメントマークＡＭ１は、Ｘ軸方向に沿って比較的狭い間隔をあけて配置した、Ｙ軸方向に延びる互いに平行な複数本（例えば３本）の線状のマーク要素（ラインパターン）を２組、Ｘ軸方向に沿って比較的広い間隔をあけて配置することにより形成されており、各マーク要素は断面矩形状の溝から形成されている。アライメントマークＡＭ２についても同様にＹ軸方向に沿って比較的狭い間隔をあけて配置した、Ｘ軸方向に延びる互いに平行な複数本（例えば３本）の線状のマーク要素を２組、Ｙ軸方向に沿って比較的広い間隔をあけて配置することにより形成されており、各マーク要素は断面矩形状の溝から形成されている。なお、アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２として、図８（Ａ）に示すもの以外に、例えば図８（Ｂ）に示すものや、図８（Ｃ）に示すものを用いてもよい。
【００３４】
ウエハＷはウエハホルダー１６を介してウエハステージＷＳＴ上に載置されている。ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの光軸に垂直な面内でウエハＷを２次元的に位置決めするＸＹステージ１７、投影光学系ＰＬの光軸に平行な方向（Ｚ軸方向）にウエハＷを位置決めするＺステージ１８及びウエハＷを微小回転させる不図示のステージにより構成されている。
【００３５】
ウエハステージＷＳＴ（ＸＹステージ１７）上には移動鏡１９が固定され、この移動鏡１９と対向するようにレーザ干渉計２０が配置されている。なお、詳細に図示していないが、移動鏡１９は、Ｘ軸に垂直な反射面を有する平面鏡及びＹ軸に垂直な反射面を有する平面鏡により構成されている。また、レーザ干渉計２０は、Ｘ軸に沿って移動鏡１９にレーザビームを照射する２個のＸ軸用のレーザ干渉計及びＹ軸に沿って移動鏡１９にレーザビームを照射する２個のＹ軸用のレーザ干渉計により構成されている。Ｘ軸用の１個のレーザ干渉計及びＹ軸用の１個のレーザ干渉計により、ウエハステージＷＳＴのＸ座標及びＹ座標が計測される。また、Ｘ軸用の２個のレーザ干渉計の計測値の差によりウエハステージＷＳＴの回転角が計測される。
【００３６】
レーザ干渉計２０により計測されたＸ座標、Ｙ座標及び回転角の情報は主制御系５０に送られ、該主制御系５０は送られた座標をモニターしつつ制御部５２から駆動系２１を介してウエハステージＷＳＴの位置決め動作を制御する。図示していないが、レチクル側にもウエハ側と同様の干渉計システムが設けられている。
【００３７】
投影光学系ＰＬの側方には、ＦＩＡセンサ３０が配置されている。このＦＩＡセンサ３０では、ブロードバンド光を発生するハロゲンランプ等の光源３１からの照明光ＩＬが、コリメータレンズ３２によって平行光に変換され、ハーフプリズム３３で反射された後、さらにミラー３４で反射されて対物レンズ３５に至り、該対物レンズ３５により集光されて、ウエハＷ上のアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２を照明する。照明光ＩＬがアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２を照明すると、アライメントマークＡＭ１、ＡＭ２からの反射光が対物レンズ３５を介してミラー３４によって反射された後、ハーフプリズム３３を透過してミラー３６に入射する。ミラー３６に入射した反射光は、その光軸が折り曲げられて、Ｚ軸方向へ進み、レンズ系３７によって指標板３８上に結像される。図示しないが、この指標板３８には、アライメントマークＡＭ１、ＡＭ２の位置情報を計測する際の基準となる指標マーク（図示せず）が形成されており、この指標マークは不図示の赤外光源（ＬＥＤ）からの赤外光により照明されている。指標板３８は対物レンズ３５とレンズ系３７によってウエハＷと光学的に共役関係に配置されている。ウエハＷのアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２の反射光像と指標マークの像は、リレーレンズ系３９，４０，４１及びハーフプリズム４２を介して、受光素子であるＣＣＤカメラ４３，４４及び不図示の指標用カメラ（ＣＣＤ）の撮像面にそれぞれ結像される。すなわち、リレーレンズ系３９からの光は、その一部がハーフプリズム４２で反射されてリレーレンズ系４０を介してアライメントマークＡＭ１を撮像するＸ軸ファイン計測用ＣＣＤカメラであるＣＣＤカメラ４３の撮像面に導かれ、また他の部分がハーフプリズム４２を通過してリレーレンズ系４１を介してアライメントマークＡＭ２を撮像するＹ軸ファイン計測用ＣＣＤカメラであるＣＣＤカメラ４４の撮像面に導かれる。
【００３８】
ＣＣＤカメラ４３，４４及び指標用カメラは撮像面に結像した光学像を電気信号に変換（光電変換）し、これを画像信号（計測信号）として主制御系５０の位置演算部５１に送る（出力する）。
【００３９】
位置演算部５１は、ＣＣＤカメラ４３，４４から出力された画像信号に種々の信号処理を施してアライメントマークＡＭ１、ＡＭ２の位置情報を演算して求めて、この位置情報を主制御系５０の制御部５２に出力する。
【００４０】
制御部５２は、位置演算部５１からの、アライメントマークＡＭ１、ＡＭ２の位置情報に基づいて駆動系２１を介してウエハステージＷＳＴを駆動し、ウエハＷ上に設定されたショット領域を投影光学系ＰＬの露光位置に合わせ込む。この後、露光光ＥＬをレチクルＲに露光してレチクルＲに形成された回路パターンの像をウエハＷ上に転写して露光処理が行われる。
【００４１】
次に、本発明の特徴部分であるＡＦセンサ（フォーカス状態検出センサ）６０について説明する。
【００４２】
ＡＦセンサ６０は、上述したＦＩＡセンサ３０内に内蔵されており、アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の計測前に、ＣＣＤカメラ４３，４４の撮像面（受光面）の位置と、ウエハＷの表面位置との間の、フォーカス方向におけるズレ量を計測するものである。
【００４３】
ＡＦセンサ６０によるズレ量の計測信号は主制御系５０の制御部５２に送られる。制御部５２では、ＡＦセンサ６０からの計測信号に基づいて駆動系２１を介してウエハステージＷＳＴ（Ｚステージ１８）をＺ方向に移動させて合焦を行う。
【００４４】
図５（Ａ）、（Ｂ）は瞳分割方式の計測原理を示しており、ＣＣＤカメラの撮像面の位置とウエハＷの表面からの反射光像の結像位置との間のフォーカス方向におけるズレ量（デフォーカス量）を、ＡＦセンサの受光素子であるＣＣＤカメラの受光面上に撮像される、スリット像ＳＩの間隔Ｄの変化として検出するようにしてある。ズレ量のない図５（Ａ）に示す状態から、例えば、同図（Ｂ）に示すようにマイナス（−）方向（ＣＣＤカメラの受光面から離れた方向）にデフォーカスすると、瞳分割ミラーＰＤにより２分割されたスリット像間の間隔が、間隔Ｄから間隔ｄと狭くなる。これに対し、プラス（＋）方向（ＣＣＤカメラの受光面に接近する方向）にデフォーカスすると、瞳分割ミラーＰＤにより２分割されたスリット像間の間隔が広くなる。したがって、ＣＣＤカメラの受光面上に撮像されたスリット像間の間隔を計測することにより、ズレ量を計測することができる。
【００４５】
本実施形態で使用するＡＦセンサ６０は、この図５に示した瞳分割方式の原理を応用したものであり、瞳分割ミラーＰＤを用いる代わりにＡＦスリット像ＳＩ（図７参照）を異なる２方向からウエハＷ上に斜入射投影させて、それらのスリット像を１つのＣＣＤ６１（ＡＦセンサ６０）で受光するように構成したものである。
【００４６】
本実施形態では、ＡＦセンサ６０は、独立した２つの送光系６３と２つの受光系６２を備え、２つの方向から各スリット光をウエハＷの一点に照射する一方、該一点から２つの方向に分岐した反射光を受光しているが、２つの光軸は瞳の位置で結合されている。このように２つの送光系６３と２つの受光系６２を備え、２つの方向から光を一点に照射し、該一点から２つの方向に反射光を分岐しているのは、ＡＦセンサ６０の位置が仮に移動した場合であっても、スリット像を採取してズレ量を正確に計測することができるからである。
【００４７】
次に送光系（照明系）６３と受光系６２について図３、図４を参照して説明する。
【００４８】
ＦＩＡ３０の光源３１から分岐した一部の照明光ＩＬが、図３に示すように、送光部６３の光ファイバからなるライドガイド６４ａ、６４ｂを介して２つに分割され、この分割された照明光ＩＬが、それぞれ照明コンデンサレンズ６５ａ、６５ｂを介してマルチスリット６６ａ、６６ｂを通ってスリット光となり、この２つのスリット光が、さらに送光レンズ６７ａ、６７ｂ、プリズム６８ａ、６８ｂ、６９ａ、６９ｂ及びスリット合成レンズ７０を介して２方向からウエハＷの表面の適宜箇所（図６参照）に重ねて照明され、ウエハＷの表面の適宜箇所に２つのスリット像ＳＩ（図７参照）が重ねて投影される。
【００４９】
図６はウエハＷの表面に投影されたスリット像ＳＩを示している。スリット像ＳＩは、ショット領域間のストリートラインＳＬ上に形成されている位置計測用パターンＡＭ１、ＡＭ２の近傍に投影される。スリット像ＳＩを位置計測用パターンＡＭ１、ＡＭ２の近傍に投影するのは、ＦＩＡセンサ３０の計測視野（検出視野）内に位置計測用パターンＡＭ１、ＡＭ２が入った状態でフォーカス計測、合焦動作を行うためであり、これによりＦＩＡセンサ３０が合焦した状態（ピントが合った状態）で位置計測用パターンＡＭ１、ＡＭ２を計測することができるからである。
【００５０】
ウエハＷ上に重ね合わせて投影された２つのスリット像ＳＩの反射光は、図４に示すように、２つに分割されてそれぞれスリット合成レンズ７０、プリズム６９ａ、６９ｂ、６８ａ、６８ｂ、送光レンズ６７ａ、６７ｂと送光の光路と同じ光路を通り、さらに受光系６２のプリズム７１ａ、７１ｂ、７２ａ、７２ｂにより光路が屈曲されて、ＣＣＤカメラ６１の受光面上に撮像され、光電変換されて撮像信号（計測信号）となる。この撮像信号は上述の如くＣＣＤカメラ６１から制御部５２に送られ、該制御部５２で２つのスリット像の間隔からズレ量を零にする、Ｚステージ１８の移動量（光軸方向の移動量）が演算される。
【００５１】
ウエハＷ上に投影されるスリット像ＳＩは、図７に詳細に示すように、互いに並行で且つ線幅の異なる複数本（図７では７本）のライン像からなり、両側の２本のライン像の線幅が所定値よりも大きく、内側の５本のライン像の線幅が所定値以下に設定されている。
【００５２】
所定レベル以下の精度で許容されるラフ計測など（後述する第１計測条件の一種）においては、両側にある線幅の広い２本のライン像が使用され、また所定レベルの計測が要求されファイン計測など（後述する第２計測条件の一種）においては、内側の線幅の細い５本のライン像が使用される。すなわち、スリット像ＳＩは、ラフ計測とファイン計測の双方に対応することができるようにしてある。
【００５３】
また、スリット像ＳＩは、図６及び図７に示すように、ウエハＷのショット領域間のストリートラインＳＬに対し、又は該ストリートラインＳＬに沿って（並行に）形成されたアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２に対して、例えば３０度（６０度）の角度で傾斜している。このようにスリット像ＳＩをストリートラインＳＬ等に対して大きく傾斜させるのは、スリット像ＳＩの一部がウエハＷに既に転写されたパターン上に重なって投影されても信号変形誤差が小さくて済むようにするためである。なお、図７にはファインアライメント計測を行う際の計測視野Ｆも示されている。
【００５４】
図９はスリット像ＳＩの一部がウエハＷに既に転写されたパターンに重なることにより生じる信号の変形を示している。
【００５５】
図９（Ｂ）に示すようにスリット像ＳＩがストリートラインＳＬ或いはアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２（図６、図７参照）に対して僅かしか傾斜していないと、該スリット像ＳＩの一部がウエハＷに既に転写されたパターンに重なったとき、スリット像ＳＩを光電変換して得られた信号は同図に示すように変形が大きく、計測誤差を誘発するおそれが大きい。
【００５６】
これに対し、図９（Ａ）に示すように、スリット像ＳＩをストリートラインＳＬ或いはアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２（図６、図７参照）に対して例えば３０度（６０度）の角度で大きく傾斜させると、該スリット像ＳＩの一部がウエハＷに既に転写されたパターンに重なっても、スリット像ＳＩを光電変換して得られた信号は同図に示すように変形が少なくて済み、結果として計測精度に与える悪影響が小さくて済む。
【００５７】
次に、ＣＣＤカメラ６１について説明すると、ＣＣＤカメラ６１は、非計測方向に９６行（ライン）、計測方向に１０２４列のピクセル（９６×１０２４）を有した２次元ＣＣＤカメラであり、入力した計測信号を処理する方法として、各ライン上のピクセルに蓄積された光量に相当する電荷（信号）を所定時間毎に１ラインずつ順次加算を繰り返す（電荷を順次転送して加算を繰り返す）、第１計測モードとしてのＴＤＩ(Time Delay Integration)計測モードと、各ライン上のピクセルに蓄積された光量に相当する電荷（信号）を９６ライン分一度に加算（電荷を一度に転送して加算）する、第２計測モードとしてのＷＡ（Wide
Aperture）計測モードと、を含み、このＴＤＩ計測モードとＷＡ計測モードを計測条件に合わせて切り換えできるように構成してある。
【００５８】
計測条件としては、二次元平面内を移動するＸＹステージ１７の該二次元平面内の移動動作と並行してＡＦセンサ６０による検出を行う第１計測条件と、ＸＹステージ１７の静止中にＡＦセンサ６０による検出を行う第２計測条件とがあり、第１計測条件では第１計測モードであるＴＤＩ計測モードが採用され、また第２計測条件では第２計測モードであるＷＡ計測モードが採用される。
【００５９】
ＸＹステージ１７の移動動作と並行してＴＤＩ計測モードでウエハＷの表面の計測（検出）を行う場合にあっては、９６ライン分の計測時間内にＸＹステージ１７が移動した範囲にわたってのウエハＷの表面の平均的な高さを計測していることになる。したがって、ウエハＷの局地的な形状の影響を抑えることができる。
【００６０】
ウエハＷをウエハステージＷＳＴにロードした直後においてウエハＷの表面のおおよその高さを計測する際には、ウエハＷの厚みに平均的なばらつき（±２０μｍ程度）を計測することになるので、ある程度広い範囲を平均的に計測することができるＴＤＩ計測モードの方が有利である。例えば、ＷＡ計測モードでの計測時間が１ｍｓｅｃで、ＸＹステージ１７がＸＹ方向に５００ｍｍ／ｓｅｃで等速移動していた場合にあっては、ＷＡ計測モードでは０．５ｍｍしか平均化できないのに対し、ＴＤＩ計測モードでは、４８ｍｍにわたって平均化することができる。しかし、ＴＤＩ計測モードで計測を行う場合、ウエハＷがＡＦセンサ６０の計測領域内に入ってから計測を開始することになるので、ＡＦセンサ６０がウエハＷの計測結果を出力するのは、ウエハＷの端部がＡＦセンサ６０の計測領域内に入ってから最短でも９６ライン分の信号を計測する時間（例えば上述したＷＡ計測モードでの計測時間が１ｍｓｅｃの場合にあっては９６ｍｍｓｅｃが経過してからとなる。
【００６１】
ＸＹステージ１７の移動中に行う計測では、高精度の計測結果が得られないことから、所定レベル以下の精度で許容される場合、例えば上述したようにウエハＷの表面の平均的な高さを計測する場合に適用するのが好ましい。
【００６２】
ＸＹステージ１７の静止中、ＷＡ計測モードで計測（検出）を行う場合にあっては、ＸＹステージ１７が静止していることから、高精度の計測が期待でき、所定レベルの計測が要求される場合、例えばＥＧＡ計測でアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２を計測する直前のフォーカス計測を行う場合に適用するのが好ましい。
【００６３】
図１０はＣＣＤセンサ６１により計測された信号の補正演算処理を示している。ＣＣＤセンサ６１により計測される信号にはＡＦセンサ６０の光学系のフレアが混入しており、ＣＣＤカメラ６１から計測信号が制御部５２に送られると、制御部５２では、このフレアを除去すべく補正演算処理を施す。すなわち、ＣＣＤカメラ６１の元信号からフレア信号を除去し、この除去の際、センサ露光時間を考慮して補正演算処理を施した後、位置計測（フォーカス計測）に使用するようにしている。フレア信号は、ウエハＷがない状態で計測したときの計測信号で、予め採取されて制御部５２のメモリにストアされており、補正演算処理を施す際にメモリから読み出されて使用される。補正された計測信号は、瞳面で分割されているので、図１０に示すように２つの信号成分に分かれている。なお、ＣＣＤセンサ６１自体にも時間的に変化しない高周波ノイズが固定ノイズとして含まれることがあるので、この固定ノイズをフレア信号と同様に予め採取し、制御部５２のメモリにストアしておき、計測信号を補正演算処理する際、除去することもできる。
【００６４】
次に、図２を参照して本発明の露光方法の一実施形態を説明する。
【００６５】
ステップＳ１００で、ウエハＷをウエハステージＷＳＴ上にロードする。
【００６６】
次いで、ステップＳ１０１で、ＡＦセンサ６０の計測モードをＴＤＩ計測モードに切り換え、ＸＹステージ１７をＸＹ平面（二次元平面）内で移動させつつ、スリット像ＳＩをウエハＷの表面に投影する一方、スリット像ＳＩのラフ計測を行う。すなわち、スリット像ＳＩのうち、両側に位置する線幅の広い２本のライン像からの反射光像を順次ＣＣＤカメラ６１で撮像し、この撮像信号（計測信号）を演算処理することにより、ウエハＷ表面の大まかな高さ分布（ウエハＷ表面の平均高さ）を求める。具体的には、各ラインに蓄積された光量に相当する電荷（信号）を所定時間毎に１ラインずつ順次加算を繰り返して計測信号を得て、この計測信号を制御部５２に送り、制御部５２で演算処理することにより、ウエハＷの表面の平均高さを求める。
【００６７】
次いで、ステップＳ１０２で、ステップＳ１０１でのウエハＷの表面の高さ分布の計測結果に基づいて制御信号が制御部５２から駆動系２１に送られ、駆動系２１によりＺステージ１８をＺ軸方向に駆動して、ウエハＷの表面をＦＩＡセンサ３０、ＡＦセンサ６０のＺ方向における有効計測領域（範囲）の中央付近に引き込む。
【００６８】
ステップＳ１０１でウエハＷの平均的な高さを求め、ステップＳ１０２でウエハＷの表面をＦＩＡセンサ３０、ＡＦセンサ６０の有効計測領域（範囲）の中央付近に引き込むのは、ウエハＷの厚みにはばらつきがあり、ウエハステージＷＳＴにロードした直後には、ウエハＷの表面は厚みの誤差（ばらつき）分だけ露光装置１０の各種センサの計測範囲から外れた状態になっていることがあり、またＦＩＡセンサ３０は勿論のこと，ＡＦセンサ６０についても正確な計測が行えるＺ軸方向の範囲には限りがあるため、計測に先立ちウエハＷの表面をＦＩＡセンサ３０などの有効計測範囲の中央付近に引き込む必要があるためである。
【００６９】
次いで、ステップＳ１０３で、ＸＹステージ１７を駆動して、ウエハＷ上のアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２がＦＩＡセンサ３０の撮像面（ＣＣＤカメラ４３，４４の検出視野／ファインアライメント計測する際の計測視野Ｆ）内に入った状態にし、ＡＦセンサ６０の計測モードをＷＡ計測モードに切り換える。そして、この状態でＸＹステージ１７を停止させ、スリット像ＳＩを位置計測用パターンであるアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の近傍のウエハＷの表面に投影し、このスリット像ＳＩのファイン計測を行う。すなわち、スリット像ＳＩのうち、内側に位置する線幅の狭い５本のライン像からの反射光像をＣＣＤカメラ６１の受光面上に撮像し、光電変換した撮像信号（計測信号）を得る。このとき、各ラインに蓄積された光量に相当する電荷である信号を、所定時間毎に順次１ラインずつ加算を繰り返すのではなく、９６ライン分一度に加算して計測信号を求める。そして、この計測信号を制御部５２で演算処理して、ＣＣＤカメラ４３，４４の撮像面（受光面）の位置とアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の反射光像の結像位置との間のフォーカス方向におけるズレ量を計測（フォーカス計測）し、このズレ量に基づいて制御部５２から駆動系２１に制御信号が送られ、駆動系２１によりＺステージ１８をＺ方向に移動させて合焦動作を行う。
【００７０】
このように、ＷＡ計測モードで撮像信号を処理する場合には、１ライン分の電荷転送時間でＴＤＩ計測モードと同等の信号強度が得られることから、計測時間の大幅な短縮を図ることができる。換言すると、例えばＣＣＤカメラ６１の受光面のピクセルのライン数が９６ある場合、ＴＤＩ計測モードに比して計測時間を最高で理論上９６分の１短縮することができる。
【００７１】
次いで、ステップＳ１０４で、合焦した状態でアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の位置を計測する。
【００７２】
アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の位置の計測は、各ショット領域に形成された全てのアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２について行うのではなく、その内の幾つかのショット領域を選択して、この選択されたショット領域（サンプルショット領域）のアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２について計測を行う（ＥＧＡ計測）。
【００７３】
ＥＧＡ計測では、対象となった（選択された）複数のショット領域のアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２についてそれぞれ計測を行うが、各アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の計測を実行する前には、必ずステップＳ１０３でフォーカス計測、合焦動作を行う。すなわち、同じフォーカス状態で各アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の計測を行う（各アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２間でＦＩＡセンサ６０の計測条件が一定になるようにして計測を行う）。
【００７４】
次いで、ステップＳ１０５で、ステップＳ１０４で行ったアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の計測結果に基づいて、ウエハＷの残存回転誤差、ウエハＷの線形伸縮、ウエハＷのオフセットなどを求め、ウエハＷの全てのショット領域を位置決めする。
【００７５】
次いで、ステップＳ１０６で、レチクルＲ上の回路パターンをウエハＷのショット領域上に露光転写する露光処理が行われ、ステップＳ１０７で露光処理を継続するか否かが判断され、継続する場合にはステップＳ１０６に戻り、露光処理が行われ、継続しない場合には、露光処理が終了する。
【００７６】
上述したように本実施形態の露光方法によれば、ＡＦセンサ６０（ＣＣＤカメラ６１）の計測モードを計測条件にあわせて切り換えるようにしてあるので、例えばウエハＷのロード直後に行われるウエハＷ表面の平均的な高さを計測する場合にあってはＴＤＩ計測モードで計測を行い、またアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の計測前に行われる、計測精度が要求されるフォーカス計測ではＷＡ計測モードで行うことができる。すなわち、計測条件にあった最適な計測モードで計測を行うことができる。
【００７７】
また、アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の計測前に行われるフォーカス計測では、ＷＡ計測モードで計測を行うので、高精度で且つ短時間で計測が行え、しかもこのアライメントマークＡＭ１，ＡＭ２の計測前に行われる、フォーカス計測は、各アライメントマークＡＭ１，ＡＭ２毎に行うので、計測回数が非常に多く、このフォーカス計測で計測時間の短縮ができることは、ウエハアライメントの大幅な時間短縮につながり、結果として露光処理のスループット性を向上させることなる。
【００７８】
なお、上記した実施形態では、ＡＦセンサ６０の受光素子として２次元ＣＣＤカメラ６１を使用した場合を示したが、スリット像ＳＩはズレ量に応じて一方向に移動するだけなので（図５の計測原理説明図参照）、センサからの出力は一次元信号でよく、この一次元信号が得られる単純なラインセンサでもよい。
【００７９】
ただ、本実施形態で示したように短時間で高感度（高い信号強度）の計測が行える、上述した２次元ＣＣＤカメラ６１を使用するのが好ましい。
【００８０】
また、スリット像ＳＩをストリートラインＳＬに対して３０度（６０度）傾斜させた場合を示したが、これに限定されない。要は１０度乃至３５度又は５５度乃至８０度の範囲内で傾斜していれば、スリット像ＳＩの一部が既に転写されたパターンに重なっても計測信号の変形を可及的に少なくすることができる。なぜならば、通常のデバイスパターンはスリットラインに対して直交するパターン（０度、９０度）や４５度の斜めのパターンが採用されていることが多く、スリット像を上記角度で傾斜させることにより、このデバイスパターンの影響による計測誤差を低減させることができるからである。
【００８１】
また、ＥＧＡ計測に際してのフォーカス計測の場合においてＷＡ計測モードに切り換えた場合を示したが、これに限定されない。計測精度が要求される他のフォーカス計測においてもＷＡ計測モードに切り換えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の位置計測装置（ＦＩＡ３０及びＡＦセンサ６０）及びこの位置計測装置を装備した露光装置の一実施形態を示す全体構成図である。
【図２】図１の位置計測装置及び露光装置を使用して行う本発明の露光方法の一実施形態を示すフローチャートである。
【図３】図１に示すＡＦセンサの送光系の概略図である。
【図４】図１に示すＡＦセンサの受光系の概略図である。
【図５】ＡＦセンサによるズレ量の計測原理説明図である。
【図６】回路パターンと位置計測用パターン及びＡＦマーク（線幅の異なる複数のライン像：スリット像）の配置関係を示す説明図である。
【図７】スリット像の詳細図である。
【図８】（Ａ）位置計測用パターンの詳細図である。（Ｂ）位置計測用パターンの詳細図である。（Ｃ）位置計測用パターンの詳細図である。
【図９】（Ａ）はスリット像をショット領域間のストリートラインに対して３０度傾斜させることによってもたらされる信号変形誤差の低減を説明する説明図である。（Ｂ）はスリット像をストリートラインに対して僅か（３度程度）しか傾斜させない場合における信号変形誤差の説明図である。
【図１０】ＡＦセンサの計測信号を補正演算処理する説明図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０      露光装置
１７      ＸＹステージ
１８      Ｚステージ
３０      ＦＩＡセンサ（パターン検出センサ）
４３      ＣＣＤカメラ（受光素子）
４４      ＣＣＤカメラ（受光素子）
５０      主制御系
６０      ＡＦセンサ（フォーカス状態検出センサ）
６１      ＣＣＤカメラ
ＡＭ１    アライメントマーク（位置計測用パターン）
ＡＭ２    アライメントマーク（位置計測用パターン）
ＳＩ      スリット像
Ｒ        レチクル
Ｗ        ウエハ
【図１】
2006071440.tif 000003
【図２】
2006071440.tif 000004
【図３】
2006071440.tif 000005
【図４】
2006071440.tif 000006
【図５】
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【図６】
2006071440.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
2006071440.tif 000011
【図１０】
2006071440.tif 000012