(57)【要約】【課題】  結像光学系の検出視野内にアライメントマークが複数存在するときにおいても、支障なくマーク位置を検出できる位置検出方法を提供する。【解決手段】  基板Ｗ上のアライメントマークＡＭの位置を検出するにあたり、ラインアンドスペースパターンで形成され本来ライン部Ｌ，Ｌ，…の整列方向の位置関係からこの整列方向の座標をマーク位置として検出するために用いるアライメントマークであって、ライン部整列方向に複数のアライメントマークＡＭ，ＡＭ，…が所定間隔を置いて並んでおり、これを検出光学系３５の検出視野内３５ｆに収めたときに、いずれか１つのアライメントマークＡＭのライン部Ｌの両端ＹＴ，ＹＢの位置関係からライン部Ｌの整列方向に直行する方向の座標を求めてマークの位置検出を行う。【選択図】  図６
2006234768.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成されるアライメントマークを撮像する結像光学系を有し、前記結像光学系の視野内における前記アライメントマークの画像に基づいて前記アライメントマークの位置を検出する位置検出方法において、
前記アライメントマークは、等間隔に且つ互いの端部を揃えて平行に整列して前記基板上に形成される等長の複数のライン部からなり、
前記視野内に複数の前記アライメントマークの画像を得たときに、画像を得た前記複数のアライメントマークのいずれかの画像に基づいて、当該アライメントマークのライン部の前記両端部の位置関係から前記複数のアライメントマークにおける前記整列方向に対する直交方向の位置を検出することを特徴とする位置検出方法。
【請求項２】
前記画像に基づいて前記ライン部の両端部のそれぞれにおける前記直交方向の位置を算出し、前記両端部における前記直交方向の位置の中央を前記アライメントマークにおける前記直交方向の位置として検出することを特徴とする請求項１に記載の位置検出方法。
【請求項３】
前記視野内に得られた前記複数のアライメントマークの画像のそれぞれと、予め記憶された前記アライメントマークの基準画像との比較により、前記複数のアライメントマークの画像の前記基準画像に対するマッチングスコアをそれぞれ算出し、
前記マッチングスコアが最も良いアライメントマークにおける前記直交方向の位置を検出することを特徴とする請求項２に記載の位置検出方法。
【請求項４】
等間隔にかつ互いに端部を揃えて平行に整列してなる複数のライン部から構成されたアライメントマークの形成された半導体基板が載置され、水平移動可能なステージと、
前記アライメントマークを撮像し、前記アライメントマークの画像信号を出力する撮像手段と、
前記アライメントマークの画像信号を用いて前記半導体基板の位置を測定する際に、前記複数のライン部の両端部の画像信号から、前記ライン部の整列方向と直交する方向の位置を検出する検出手段とを備えたことを特徴とする位置測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板に形成されるアライメントマークの位置を検出する位置検出方法、およびアライメントマークの位置を検出する検出手段を備えた位置測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ウェハ上に半導体パターンを形成するリソグラフィ工程では、ステージ上のウェハに対し、各工程に対応するパターンが形成された複数のフォトマスク（レチクル）を用いて複数のパターンが一層ずつ積層される。複数のパターンを積層して半導体パターンを形成するには、ステージ上に載置されるウェハに形成されている下層パターンと、フォトマスクを用いた露光によりその上に積層される上層パターンとが正しい位置関係である必要がある。このため、ウェハやレチクルにはその位置を検出するためのアライメントマークが形成されており、露光装置は、これらマークの位置情報を計測することによって基板、レチクルの位置情報を計測する位置測定装置を備えて構成される。
【０００３】
ウェハに形成されるアライメントマークは、一般にショット領域の外側、例えば各ショット領域間に縦横方向に延びるスクライブライン上に位置して設けられる。図３，４に示すように、このようなアライメントマークＡＭとして、複数のライン部Ｌ，Ｌ，…を等間隔に並べて整列させたいわゆるラインアンドスペースパターンにより形成されるものがある。図示矢印Ｘ方向に延びるスクライブライン（以下、Ｘ方向ラインとも称する）ＸＬ上にはＸ方向にライン部Ｌ，Ｌ，…が整列するアライメントマーク（以下、Ｘ方向マークとも称する）ＸＭが、図示矢印Ｙ方向に延びるスクライブライン（以下、Ｙ方向ラインとも称する）ＹＬ上にはＹ方向にライン部Ｌ，Ｌ，…が整列するアライメントマーク（以下、Ｙ方向マークとも称する）ＹＭが設けられる。
【０００４】
上記アライメントマークの位置は、結像光学系の視野内にアライメントマークの画像を処理することにより、光学的に検出される。アライメントマークの位置を検出するための位置測定装置は、ウェハ上に形成されているアライメントマークを照明する照明光学系、アライメントマークからの反射光を結像面に結像する結像光学系、この結像面を有し、結像面に結像される画像に基づいて信号を出力する光電変換素子、光電変換素子からの信号を処理してアライメントマークの位置情報を取得する信号処理部等から構成される。
【０００５】
この位置測定装置を備えた露光装置においては、図７に示すように、まず、ウェハをステージに載置し、円板状のウェハの外縁に形成されたオリエンテーションフラットを用いた機械的位置決めを行い（メカアライメント）、低倍率の結像光学系を用いてアライメントマークの位置の追い込みを行い（プリアライメント）、次いで、高倍率の結像光学系を用いてアライメントマークＡＭの位置を正確に検出している（グローバルアライメント）。プリアライメントで用いられる低倍率の結像光学系では広い領域での観察が可能であり、グローバルアライメントで用いられる高倍率の結像光学系では、狭い領域での観察が可能であり、例えば図４に示すように検出視野内にアライメントマークを１つだけ収める大きさとなっている。
【特許文献１】特開２００３−９２２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の位置検出方法においては、Ｘ方向マークＸＭに対しては信号処理部での画像信号の処理においてＸ方向に対する信号波形に基づきマークのＸ座標を検出し、Ｙ方向マークに対しては同じくＹ方向に対する信号波形に基づきマークのＹ座標を検出するようにしている。しかしながら、プリアライメント時に低倍率の結像光学系で観察したときに、図５に示すように、スクライブライン上に複数並ぶアライメントマーク（図ではＸ方向ラインＸＬに並ぶＸ方向マークＸＭを例示）を視野内に収めることがある。このようにライン部の整列方向に、この整列方向に位置検出を行うためのアライメントマークが複数並んでいると、どのアライメントマークのＸ座標が算出されるかわからず、光電変換素子からの画像信号を受けた信号処理部による整列方向の信号波形に基づいたマーク位置算出ができなくなるという問題があった。このため、その後の高倍率の結像光学系による正確なアライメントマークの位置検出にも支障が出るという問題がある。
【０００７】
本発明は、このような問題に鑑み、結像光学系の検出視野内にアライメントマークが複数存在するときにおいても、支障なくマークの位置検出を行うことができる位置検出方法を提供することを目的とする。また、同様にマークの位置検出を行うことができる位置測定装置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】
【０００８】
上記目的達成のため、本発明に係る位置検出方法は、基板に形成されるアライメントマークを撮像する検出光学系を有し、検出光学系の検出視野内におけるアライメントマークの画像に基づいてアライメントマークの位置を検出する位置検出方法において、アライメントマークは、等間隔に且つ互いの端部を揃えて平行に整列して基板上に形成される等長の複数のライン部からなり、検出光学系の検出視野内に複数のアライメントマークの画像を得たときに、画像を得た複数のアライメントマークのいずれかの画像に基づいて、当該アライメントマークのライン部の両端部の位置関係から複数のアライメントマークにおけるライン部の整列方向に対する直交方向の位置を検出する。
【０００９】
なお、画像に基づいてライン部の両端部のそれぞれにおける直交方向の位置を算出し、両端部における直交方向の位置の中央をアライメントマークにおける直交方向の位置として検出することが好ましい。
【００１０】
このとき、検出視野内の複数のアライメントマークの画像のそれぞれと、予め記憶されたアライメントマークの基準画像との比較により、これら複数のアライメントマークの画像の基準画像に対するマッチングスコアをそれぞれ算出し、マッチングスコアが最も良いアライメントマークにおける直交方向の位置を検出することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る位置測定装置は、等間隔にかつ互いに端部を揃えて平行に整列してなる複数のライン部から構成されたアライメントマークの形成された半導体基板が載置され、水平移動可能なステージと、アライメントマークを撮像し、アライメントマークの画像信号を出力する撮像手段と、アライメントマークの画像信号を用いて半導体基板の位置を測定する際に、複数のライン部の両端の画像信号からライン部の整列方向と直交する方向の位置を検出する検出手段とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
このような本発明に係る位置検出方法によれば、基板上のアライメントマークの位置を検出するにあたり、いわゆるラインアンドスペースパターンで形成され本来ライン部の整列方向の位置関係からこの整列方向の座標をマークの位置として検出するために用いるアライメントマークに対し、マークのライン部の両端の位置関係からライン部の整列方向に直行する方向の座標を求めてマークの位置検出を行うようにしている。このため、ライン部整列方向に並ぶ複数のアライメントマークが視野内に存在しても、個々のアライメントマークにおいてライン部整列方向と直交する方向の座標は同じであるため、この直交方向の座標をマークの位置として算出することにより、複数のアライメントマークを視野内に収めたときにおいても、支障なくマークの位置検出を行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る位置測定装置は、上記位置検出方法と同様に、複数のアライメントマークを視野内に収めたときにおいても、支障なくマークの位置測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施形態について説明する。図１に、本発明に係る位置検出方法が用いられる位置測定装置１０を備えた露光装置８０を示しており、まず、この露光装置８０について概要説明する。半導体製造プロセスにおけるフォトリソグラフィティ工程で用いられる露光装置８０は、フォトマスク（レチクル）上に精密に描かれたデバイスパターンを、フォトレジストを塗布した半導体ウェハやガラス基板などの上に光学的に投影して転写する。このような露光装置８０は、露光光源８１と、照明光学系８２と、フォトマスク８３を支持するマスク支持台８４と、投影光学系８５と、ウェハＷを載置保持するステージ８６とから構成される。
【００１５】
この露光装置８０においては、露光光源８１から出力される露光光が照明光学系８２に入力され、照明光学系８２を通ってマスク支持台８４に支持されたフォトマスク８３の全面に照射される。このように照射されてフォトマスク８３を通過した光は、フォトマスク８３に描かれたデバイスパターンの像を有しており、この光が投影光学系８５を介してチャック８７に吸着されたウェハＷの所定位置に照射される。このとき、投影光学系８５により、１つのショット領域ＳＡにフォトマスク８３のデバイスパターンの像がウェハＷの上に縮小されて結像露光される。これをウェハ全体について走査し、ショット領域ＳＡ，ＳＡ，…ごとの半導体パターンの形成が行われる。
【００１６】
ステージ８６は、投影光学系８５の光軸に垂直な面（ＸＹ平面）内でウェハを２次元的に位置決めするＸＹステージ、投影光学系８５の光軸に平行な方向にウェハを位置決めするＺステージ、ウェハＷを微小回転させるステージ、Ｚ軸に対する角度を変化させてＸＹ平面に対するウェハＷの傾きを調整するステージ等より構成され、ステージ移動機構７の駆動により各ステージを駆動させることでＸＹＺ方向の移動およびＸＹ平面内の回転およびＺ軸周りのチルトをそれぞれ調整することができる。
【００１７】
また、ステージ８６の上面の一端にはステージ８６の移動可能範囲以上の長さを有する移動鏡（図示略）が取り付けられ、移動鏡の鏡面に対向した位置にレーザ干渉計（図示略）が配置されている。なお、移動鏡は、Ｚ軸に垂直な反射面を有する移動鏡およびＹ軸に垂直な反射面を有する移動鏡より構成されている。レーザ干渉計は、Ｘ軸に沿って移動鏡にレーザビームを照射するＸ軸用のレーザ干渉計、およびＹ軸に沿って移動鏡にレーザビームを照射するＹ軸用のレーザ干渉計より構成され、Ｘ軸用の１個のレーザ干渉計およびＹ軸用の１個の干渉計により、ステージ８６のＸ座標およびＹ座標が計測される。また、２個のレーザ干渉計の計測値の差によりステージ８６のＸＹ平面内における回転角が計測される。レーザ干渉計により計測されたＸ座標、Ｙ座標、および回転角の情報はステージ位置情報として主制御系６に出力される。また、Ｚ軸方向に沿ったウェハＷの位置を検出するための斜入射方式によるオートフォーカス装置（図示略）が設けられており、オートフォーカス装置によるウェハＷの位置検出結果が主制御部６に出力される。これらレーザ干渉計およびオートフォーカス装置の検出結果に基づいて主制御部６によるステージ駆動機構７の駆動制御が行われ、ステージ８６のＸＹＺ軸方向に沿った位置が調節されるようになっている。なお、以上のステージ８６、主制御部６、ステージ駆動機構７から位置決め装置９０が構成される。
【００１８】
リソグラフィ工程においては、ウェハ上に形成されている下層パターンと、フォトマスク８３のパターンとの位置関係が正確である必要がある。このためステージ８６に載置されるウェハＷとマスク保持台８４に保持されるフォトマスク８３との位置ずれを検出するためのアライメントマークがウェハＷ上に形成されている。図３，４に示すように、ウェハＷ上に形成されるアライメントマークＡＭは、複数のライン部Ｌ，Ｌ，…の端部を揃えて等間隔を置いて整列したラインアンドスペースパターンで形成されており、ウェハＷにおいて、ショット領域ＳＡ，ＳＡ，…の外部領域に設けられる。本実施例においては、ショット領域ＳＡ，ＳＡ，…間に縦横方向に延びるスクライブラインＳＬ上に設けられており、Ｘ方向に延びるスクライブライン（Ｘ方向ライン）ＸＬには、ライン部Ｌ，Ｌ，…の整列方向をＸ方向としたアライメントマーク（Ｘ方向マーク）ＸＭが、Ｙ方向に延びるスクライブライン（Ｙ方向ライン）ＹＬには、ライン部Ｌ，Ｌ，…の整列方向をＹ方向としたアライメントマーク（Ｙ方向マーク）ＹＭが設けられている。
【００１９】
ウェハＷ上におけるこのアライメントマークＡＭが形成される部位を拡大したものを図５に示している。図５に示されるように、Ｘ方向ラインＸＬ上には、複数のＸ方向マークＸＭ，ＸＭ，…が各マークのライン部Ｌの両端を揃えて並んで設けられる部位が存在する。図示略するが、Ｙ方向ラインＹＬにおいても同様にして、複数のＹ方向マークが各マークのライン部Ｌの両端を揃えて並んで設けられる部位が存在する。これは、下層パターンに位置するマークが透けて観察可能となったりすること等により生じるものである。
【００２０】
露光装置８０には、本発明に係る位置検出方法により上記アライメントマークＡＭの位置を検出する位置測定装置１０が備えられる。図２に示すように、この位置測定装置１０は、ウェハＷを載置するステージ８６と、ステージ８６上に載置されたウェハＷ上に形成されるアライメントマークＡＭに照明光を照射する光源１と、光源１からの照明光をウェハＷに導いてウェハＷに対して垂直に照射する照明光学系２と、照明光学系２からの反射光（回折光を含む）を結像面４１，４６に結像する結像光学系３と、この結像面４１，４６を有して結像面に受光した反射光を電気信号に変換して出力するＣＣＤ（Charge Coupled Device）４０，４５と、ＣＣＤ４０，４５からの信号に対して処理を施してアライメントマークＡＭの位置を検出する信号処理部５とから構成されており、ＦＩＡ方式の位置計測装置であり、露光装置８０の投影光学系８５を介することなく直接ウェハＷ上のマーク位置を計測するオフアクシス方式として構成されている。
【００２１】
光源１は、例えばハロゲンランプ等からなり、ウェハＷ上に塗布されたリソグラフィ工程用のレジスト等の感光剤を感光しない５３０〜８００ｎｍの広い波長域を含む光を射出する。
【００２２】
光源１からの照射光は、コレクタレンズ２１で平行光束に変換される。コレクタレンズ２１により平行光束とされた照射光は、赤外線吸収フィルタ、短波長カットフィルタ、長波長カットフィルタ等からなる波長選択フィルタ２２ａ、および光路に対して進退可能な減光フィルタ２２ｂからなるフィルタ群２２を通過し、測定光として必要とされる波長域および強度の選択がなされる。また、コンデンサレンズ２３の結像位置にはライトガイド２４の入射端２４ａが位置決めされており、フィルタ群２２を通過してコンデンサレンズ２３によって集光された照明光が入射端２４ａからライトガイド２４内に入射する。ライトガイド２４に入射した光束はライトガイド２４内を伝播して射出端２４ｂから射出される。このように、光源１からライトガイド２４の入射端２４ａに至るまでを光源１に一体の光源部１１として構成している。
【００２３】
ライトガイド２４の射出端２４ｂはセンサ部１２に設けられており、ライトガイド２４の射出端２４ｂから射出された照射光は、照明開口絞り（図示せず）を介して制限されてコンデンサレンズ２５に入射する。コンデンサレンズ２５を介した照射光は、照明視野絞り（図示せず）の近傍に一旦集光され、照明視野絞りを介して照明リレーレンズ２６に入射する。照明リレーレンズ２６を介して平行光束となった照明光はハーフプリズム２７を透過し、対物レンズ２８に入射する。対物レンズ２８で集光された照明光は、反射プリズム２９の反射面で下方に反射され、ウェハＷ上に形成されたアライメントマークＡＭを落射照明する。以上、コレクタレンズ２１〜反射プリズム２９により照明光学系２が構成される。
【００２４】
光源１からの照射光の照射により得られるアライメントマークＡＭからの反射光は、反射プリズム２９および対物レンズ２８を介してハーフプリズム２７に入射する。ハーフプリズム２７に入射した反射光は図示上方に反射され、対物レンズ３３ａを介して指標板３４にアライメントマークＡＭの像が形成される。指標板３４の図示上方には、実線で示す光路上と二点鎖線で示す光路外とを移動可能に構成される倍率切換ミラー３１が設けられている。倍率切換ミラー３１が光路上にあると、リレーレンズ３３ｂからの光が反射し、結像リレーレンズ（高倍レンズ）３２を介してＣＣＤ４０に入射し、ＣＣＤ４０の結像面４１にアライメントマークＡＭの像および指標板３４からの指標マークの像が結像する。
【００２５】
倍率切換ミラー３１が光路外にあるときは、リレーレンズ３３ｂからの光が倍率切換ミラー３１上方の反射鏡３６で反射し、結像リレーレンズ（低倍レンズ）３７を介してＣＣＤ４５に入射する。なお、この結像リレーレンズ３７は上述の結像リレーレンズ３２よりも低倍の視野を形成する。ＣＣＤ４５に入射して、ＣＣＤ４５の結像面４６にアライメントマークＡＭの像および指標板３４からの指標マークの像が結像する。このように、反射プリズム２９〜結像リレーレンズ３２，３７により結像光学系３が構成され、結像光学系３は、反射プリズム２９から光路上にある倍率切換ミラー３１を介して高倍レンズ３２に至る高倍結像系３０と、反射プリズム２９から低倍レンズ３７に至る低倍結像系３５との倍率の異なる２つの結像系を有して構成される。
【００２６】
結像光学系３によりアライメントマークＡＭからの反射光を結像面４１，４６に受光したＣＣＤ４０，４５は、結像面４１，４６に結像したアライメントマークＡＭおよび指標マークの像を光電変換して画像信号を生成し、画像信号を信号処理部５に出力する。信号処理部５はＣＣＤ４０，４５から出力される画像信号に対して画像処理を施し、例えばアライメントマークＡＭの像の中心と指標マークの像の中心位置とを求め、これらの相対関係からアライメントマークＡＭの位置情報を算出するようになっている。
【００２７】
このように構成される位置測定装置１０において、倍率切換ミラー３１を実線で示す光路上において高倍結像系３０により反射光を結像面４１に結像することで得られる検出視野３０ｆは、図４に示すように、アライメントマ−クＡＭ（図ではＸ方向マークＸＭを例示）を１つ収めるような大きさとなっている。また、倍率切換ミラー３１を点線で示す光路外において低倍結像系３５により反射光を結像面４６に結像することで得られる検出視野３５ｆは、図５に示すように、スクライブラインＳＬ（図ではＸ方向ラインＸＬを例示）上に並ぶ複数のアライメントマークＡＭを収める。
【００２８】
以下、位置測定装置１０を用いたアライメントマークの位置検出の流れを図６，７に示すフローチャートを参照して説明する。
【００２９】
まず、図７のフローチャートに従ってウェハＷが露光装置８０に供給されてから露光されるまでの大まかな流れについて説明する。ウェハＷが露光装置８０に供給されると（ステップＳ１）、ウェハＷの外周とオリエンテーションフラットＯＦを用いて機械的な位置合わせが行われる（ステップＳ２）。次いで、ウェハＷはチャック８７に載置され、倍率切換ミラー３１を光路外に位置させて低倍結像系３５によるプリアライメントが行われ（ステップＳ３）、アライメントマークＡＭのマーク位置が求められる。さらに、倍率切換ミラー３１を光路上に位置させて高倍結像系３０によるグローバルアライメントが行われ（ステップＳ４）、正確にウェハＷの位置および露光ショットの位置が求められる。
【００３０】
さて、プリアライメント時における信号処理部５において本発明に係る位置検出方法が用いられており、プリアライメント時の算出処理について図６のフローチャートに従って説明する。なお、プリアライメントにより、低倍結像系３５の検出視野３５ｆには、図５に示すようにＸ方向ラインＸＬに並ぶ複数のＸ方向マークＸＭ，ＸＭ，…の画像が結像されるとする。このライン部Ｌ，Ｌ，…の整列方向がＸ軸方向であるＸ方向マークＸＭは、上述の通り、本来はＸ方向の座標を検出するために形成されたアライメントマークである。
【００３１】
このとき、信号処理部５において、ＣＣＤ４５から出力された画像と、予め記憶しているＸ方向マークＸＭのテンプレート画像（基準画像）とのパターンマッチングが行われる（ステップＳ３１）。このパターンマッチングによる画像処理は、公知の技術であるが、ＣＣＤ４５から出力される画像に対してテンプレート画像を移動させ、信号処理部５によるマッチングスコアの算出をこの移動過程で逐次行うものである。このとき、マッチングスコアが高いほど、対象画像のテンプレート画像に対する合致性が高いものとなる。
【００３２】
次いで、得られたマッチングスコアをスコア順に並び替え（ステップＳ３２）、最高値スコアに対応する画像が取り出される（ステップＳ３３）。すなわち、これらのステップにより、ＣＣＤ４５から出力された画像から、テンプレート画像との合致性が最も高いとする結果を得た画像が選択取得される。
【００３３】
そして、この最も合致性の高い画像として選択されたＸ方向マークＸＭに対し、ライン部Ｌの上端ＹＴと下端ＹＢの位置の算出が行われる（ステップＳ３４）。
【００３４】
さらに、算出されたライン部Ｌの両端ＹＴ，ＹＢの位置に基づいて両端ＹＴ，ＹＢの位置の中央ＹＯのＹ座標を算出し、この中央ＹＯのＹ座標がＸ方向マークＸＭの位置検出結果とする（ステップＳ３５）。そして、Ｘ方向マークＸＭの位置検出結果が信号処理部５から主制御部６に出力される。
【００３５】
なお、低倍結像系３５の検出視野３５ｆに、Ｙ方向ラインＹＬに並ぶ複数のＹ方向マークＹＭ，ＹＭ，…の画像が結像されたときにおいても、上記と同様にしてＸ方向の座標を求めることができる。すなわち、ＣＣＤ４５から出力された画像と、予め記憶しているＹ方向マークＹＭのテンプレート画像（基準画像）とのパターンマッチングを行ってマッチングスコアを得て、スコア順に並び替えることにより得られた最高値スコアに対応するＹ方向マークの画像を取り出す。そして、この最高値スコアに対応するＹ方向マークの場像に対してライン部Ｌの左端と右端の位置の算出を行う。さらに、算出されたライン部Ｌの両端の位置に基づいて両端の位置の中央のＸ座標を算出し、この中央のＸ座標をＹ方向マークＹＭの位置検出結果とする。
【００３６】
このように、本発明に係る位置検出方法によれば、露光装置８０の位置合わせのためにウェハＷ上に形成されるアライメントマークＡＭの位置を検出するにあたり、ラインアンドスペースパターンで形成され本来ライン部整列方向の位置関係からこの整列方向の座標を検出するためのアライメントマークに対し、ライン部の両端の位置関係からライン部の整列方向に直行する方向の座標を求めてマークの位置検出を行うようにしている。このため、ライン部整列方向に並ぶ複数のアライメントマークＡＭが検出視野３０ｆ内に存在しても、個々のアライメントマークＡＭにおいてライン部整列方向と直交する方向の座標は同じであるため、この直交方向の座標をマークの位置として算出することにより、複数のアライメントマークを視野内に収めたときにおいても、支障なくマークの位置検出を行うことができる。同様に、このような位置検出方法により位置検出を行う位置検出装置により、複数のアライメントマークを視野内に収めたときにおいて、支障なくマークの位置検出を行うことができる。
【００３７】
さらに、複数のアライメントマークＡＭが存在するときに、パターンマッチング処理を行って予め定めたテンプレート画像に最も合致する画像に代表させて上記の座標を検出することにより、より正確な位置検出を行うことができる。
【００３８】
また、本実施例においては、高倍結像系３０の検出視野３０ｆ内に一つ収まる大きさのアライメントマークが低倍結像系３５の検出視野３５ｆ内に複数並んで収められたときにおいて行うものであり、本発明に係る位置検出方法をプリアライメントにおいて実施することで、その後のグローバルアライメントに移行するのに充分な位置検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る位置検出方法により位置検出する位置測定装置を備えた露光装置の概要構成を示すブロック図である。
【図２】上記位置測定装置の概要構成を示すブロック図である。
【図３】ウェハの平面図である。
【図４】アライメントマークを高倍結像系の検出視野で結像したときのＸ方向用アライメントマークを示す図である。
【図５】アライメントマークを低倍結像系の検出視野で結像したときのＸ方向用アライメントマークを示す図である。
【図６】本発明に係る位置検出方法を示すフローチャートである。
【図７】アライメント処理の概略について示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
ＡＭ  アライメントマーク
ＸＭ  Ｘ方向マーク
ＹＭ  Ｙ方向マーク
Ｌ  ライン部
Ｗ  ウェハ（基板）
１  光源
２  照明光学系
３  結像光学系
５  信号処理部（検出手段）
６  主制御部
７  ステージ駆動機構
１０  位置測定装置
３０  高倍結像系    ３５  低倍結像系
３０ｆ，３５ｆ  検出視野
４０，４５  ＣＣＤ（撮像手段）
４１，４６  撮像面
８０  露光装置
８６  ステージ
【図１】
2006234768.tif 000003
【図２】
2006234768.tif 000004
【図３】
2006234768.tif 000005
【図４】
2006234768.tif 000006
【図５】
2006234768.tif 000007
【図６】
2006234768.tif 000008
【図７】
2006234768.tif 000009