(57)【要約】【課題】  実際のマークの形状が設計値とは異なっており、又は実際のマーク検出装置の特性がずれていても計測エラーを生じずにマーク位置を検出できるようにする。【解決手段】  ウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマーク（例えば、ＹマークＳＹＭ及びθマークＳθＭ）のマーク位置は、これらのマークを撮像して得られた画像信号に対し所定の画像処理を施すことにより求められる。この画像処理を施す際に、ラインパターンＳＭＬ１〜ＳＭＬ４の幅を示す情報及び間隔を示す情報を変更するとともに、その変更の適性度を算出し、この適性度が所定基準を満たすものを用いてマーク位置を求める。【選択図】  図４
2006294993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体上に形成されたマークの位置を計測する位置計測方法において、
前記マークをマーク検出装置を用いて検出する検出ステップと、
前記マークの形状に関するマーク情報及び前記マーク検出装置の検出特性に関する装置情報のうちの少なくとも一方を含むとともに、その設定値が所定規則に従って自動的に可変であるパラメータ情報を使って、前記検出ステップでの検出結果に基づいて前記パラメータ情報の適性度を算出する算出ステップと、
前記算出ステップで得られた前記適性度が所定基準を満たすか否かを判断する判断ステップと、
前記判断ステップで前記所定基準を満たすと判断された場合における前記パラメータ情報を用いて、前記検出ステップでの検出結果に基づいて前記マークの位置を算出する位置算出ステップと、
を有することを特徴とする位置計測方法。
【請求項２】
前記算出ステップでは、前記パラメータ情報を前記所定規則に従って変更した場合毎の前記適性度をそれぞれ算出し、
前記判断ステップでは、前記位置算出ステップで前記マーク位置を算出する際に使用された所定の処理アルゴリズムに対する適性度が前記所定基準を満たすか否かを判断し、
前記位置算出ステップでは、前記所定基準を満たした前記パラメータ情報のうち、前記適性度が最高値となったパラメータ情報を用いて、前記マーク位置を算出することを特徴とする請求項１に記載の位置計測方法。
【請求項３】
前記判断ステップで前記適性度が前記所定基準を満たすと判断されるパラメータ情報が得られるまで、前記パラメータ情報を前記所定規則に従って変更しつつ前記算出ステップと前記判断ステップとを繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の位置計測方法。
【請求項４】
前記位置算出ステップでのマーク位置算出時に使用された前記パラメータ情報を、前記物体の特徴情報と共に保存する保存ステップを更に有し、
前記保存された特徴情報と同一の特徴情報を持つ新たな物体が前記マーク位置計測に供された場合には、前記保存されたパラメータ情報に基づいて、当該保存パラメータ情報に関する情報表示を行うか、或いは前記新たな物体上のマーク位置算出時のパラメータ情報の初期値として当該保存パラメータ情報を設定することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の位置計測方法。
【請求項５】
前記マークは複数の配列的に形成されたパターンから構成され、
前記マーク情報は、前記パターンの幅及び配列ピッチの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の位置計測方法。
【請求項６】
物体上に形成されたマークの位置を計測する位置計測システムにおいて、
前記マークを検出する検出ユニットと、
前記マークの形状に関するマーク情報及び前記検出ユニットの検出特性に関する情報のうちの少なくとも一方を含むパラメータ情報が予め記憶された記憶ユニットと、
前記記憶ユニットに記憶されたパラメータ情報を、所定規則に従って変化させるパラメータ情報変更ユニットと、
前記パラメータ情報と前記検出ユニットによる検出結果とに基づいて、前記パラメータ情報の適正度を算出する算出ユニットと、
前記算出ユニットで得られた前記適性度が所定基準を満たすか否かを判断する判断ユニットと、
前記判断ユニットで前記所定基準を満たすと判断された場合における前記パラメータ情報と、前記検出ユニットによる検出結果とに基づいて、前記マークの位置を算出する位置算出ユニットと、
を有することを特徴とする位置計測システム。
【請求項７】
前記位置算出ユニットでのマーク位置算出時に使用された前記パラメータ情報を、前記物体の特徴情報と共に保存する保存ユニットと、
前記保存された特徴情報と同一の特徴情報を持つ新たな物体が前記マーク位置計測に供された場合には、前記保存されたパラメータ情報に基づいて、当該保存パラメータ情報に関する情報表示を表示ユニットに行わしめるか、或いは前記新たな物体上のマーク位置算出時のパラメータ情報の初期値として当該保存パラメータ情報を設定せしめる制御ユニットと、
を更に有することを特徴とする請求項６に記載の位置計測システム。
【請求項８】
物体上に形成されたマークの位置を計測する位置計測装置に適用される位置計測プログラムにおいて、
前記マークをマーク検出装置に検出せしめる第１工程と、
前記マークの形状に関するマーク情報及び前記マーク検出装置の検出特性に関する装置情報のうちの少なくとも一方を含むとともに、その設定値が所定規則に従って自動的に可変であるパラメータ情報を使って、前記第１工程での検出結果に基づいて前記パラメータ情報の適性度を算出する第２工程と、
前記第２工程で得られた前記適性度が所定基準を満たすか否かを判断する第３工程と、
前記第３工程で前記所定基準を満たすと判断された場合における前記パラメータ情報を用いて、前記検出ステップでの検出結果に基づいて前記マークの位置を算出する第４工程と、
を含むことを特徴とする位置計測プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体上に形成されたマークの位置を検出する位置計測方法、位置計測システム、及び位置計測プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子、液晶表示素子、薄膜磁気ヘッド、その他のデバイスを製造する際には、レチクル又はマスク（以下、これらをレチクルと総称する）に照明光を照射し、レチクルを介した光を投影光学系を介してフォトレジストが塗布されたウエハやガラスプレート等の基板（以下、適宜基板又はウエハという）上に投影してレチクルに形成されたパターンを基板上に転写する露光装置が用いられる。露光装置としては、ステッパー等の一括露光型（静止露光型）の露光装置、又はスキャニングステッパー等の走査露光型の露光装置（走査型露光装置）等が使用されている。かかる露光装置においては、露光に先立ってレチクルとウエハとの位置合わせ（アライメント）を高精度に行う必要がある。
【０００３】
このため、レチクルの位置検出及びウエハの位置検出を高精度で行う必要がある。かかる位置検出にあたって、レチクルのアライメントにおいては、露光光を用いるものが一般的であり、露光光をレチクル上に描画されたレチクルアライメントマークに照射し、ＣＣＤカメラ等で撮像したレチクル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計測するＶＲＡ（Ｖｉｓｕａｌ  Ｒｅｔｉｃｌｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等が採用されている。また、ウエハのアライメントにおいては、ＬＳＡ（Ｌａｓｅｒ  Ｓｔｅｐ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＦＩＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｉｍａｇｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式、ＬＩＡ（Ｌａｓｅｒ  Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）方式等が採用されている。
【０００４】
上記のＬＳＡ方式は、レーザ光をウエハ上に形成されたウエハアライメントマークに照射し、回折・散乱された光を利用してそのマーク位置を計測する方式である。また、ＦＩＡ方式は、ハロゲンランプ等の波長帯域幅の広い光源を用いてウエハアライメントマークを照明し、ウエハアライメントマークを撮像して得られた画像データを画像処理してマーク位置を計測する方式である。また、ＬＩＡ方式は、ウエハ表面に形成された回折格子状のウエハアライメントマークに、僅かに波長が異なるレーザ光を２方向から照射し、その結果生ずる２つの回折光を干渉させ、この干渉光の位相からマーク位置を計測する方式である。
【０００５】
以上の各方式によって計測結果として得られる波形信号は、観察対象となったアライメントマークの形状に応じたものとなっているが、特にウエハ上に形成されたウエハアライメントマークを計測する場合には、ウエハの表面状態に応じて波形信号が変化することがある。このため、ウエハの表面状態に応じて波形信号が変化した場合であってもマーク位置を高い精度で計測することができる波形信号の処理を行う様々なアルゴリズムが考えられている。以下の特許文献１，２には、マーク位置を計測するために用いるアルゴリズムの一例が開示されている。
【０００６】
ところで、例えばウエハ上に形成されたウエハアライメントマークの計測を行う場合には、上述した通り、計測結果として得られる波形信号に対して画像処理等の処理を施してマーク位置を計測するのであるが、この処理においては、ウエハアライメントマークの形状に関する形状情報（設計値）を用いてマーク位置が求められる。ここで、ウエハアライメントマークの形状に関する形状情報とは、例えばウエハアライメントマークがライン・アンド・スペースパターンである場合には、そのウエハアライメントマークを構成するマーク要素の幅及びピッチ等である。また、ウエハアライメントマークを観察するアライメントセンサに設けられた光学系の倍率を示す倍率情報もマーク位置を求めるために用いられる。
【０００７】
ウエハアライメントマークはウエハ上にパターンとともに形成されるが、プロセスに応じて設計値とは異なって形成されることがある。例えば、マーク要素の幅が設計値よりも細く形成され、又はマーク要素のピッチが設計値よりも狭く形成されることがある。また、アライメントセンサに設けられた光学系の倍率は露光処理に先立って予め計測され、この計測結果がマーク位置を求めるための倍率情報として用いられるが、アライメントセンサの倍率の計測誤差、又はオペレータによる入力ミス等によって、実際の倍率とは異なった値が倍率情報として用いられることがある。
【０００８】
ウエハアライメントマークを観察して得られた波形信号からマーク位置を求める際に、実際のアライメントマークが上記の形状情報で示される形状からずれて形成されており、又はアライメントセンサの実際の倍率が上記の倍率情報とは異なっている場合には、マーク位置が求められず計測エラーとなることがある。この計測エラーが生ずるとオペレータの指示による再計測が必要になるが、ウエハアライメントマーク毎に再計測が頻繁に必要になると、スループット（単位時間に露光処理することができるウエハの枚数）が大幅に低下してしまうという問題がある。
【０００９】
本発明はこのような従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、マークの形状に関するマーク情報及びマーク検出装置の検出特性に関する装置情報の少なくとも一方を用いてマーク位置を計測する場合に、実際のマークの形状がマーク情報で示される形状からずれており、又は実際のマーク検出装置の特性が装置情報で示される特性とは異なっていても計測エラーを生じずにマーク位置を検出することができる位置計測方法、位置計測システム、及び位置計測プログラムを提供することを目的とする。
【特許文献１】特開２００１−１２６９８１号公報
【特許文献２】国際公開ＷＯ２００２／０３３３５１号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
以下、この項に示す説明では、本発明を、実施形態を表す図面に示す部材符号に対応付けて説明するが、本発明の各構成要件は、これら部材符号を付した図面に示す部材に限定されるものではない。
【００１１】
本発明の第１の観点によると、物体（Ｗ）上に形成されたマーク（ＳＹＭ、ＳθＭ）の位置を計測する位置計測方法において、前記マークをマーク検出装置（ＡＳ）を用いて検出する検出ステップ（Ｓ１４）と、前記マークの形状に関するマーク情報及び前記マーク検出装置の検出特性に関する装置情報のうちの少なくとも一方を含むとともに、その設定値が所定規則に従って自動的に可変であるパラメータ情報を使って、前記検出ステップでの検出結果に基づいて前記パラメータ情報の適性度を算出する算出ステップ（Ｓ１７）と、前記算出ステップで得られた前記適性度が所定基準を満たすか否かを判断する判断ステップ（Ｓ１８）と、前記判断ステップで前記所定基準を満たすと判断された場合における前記パラメータ情報を用いて、前記検出ステップでの検出結果に基づいて前記マークの位置を算出する位置算出ステップ（Ｓ２５）とを有する位置計測方法が提供される。
【００１２】
本発明の第２の観点によると、物体（Ｗ）上に形成されたマーク（ＳＹＭ、ＳθＭ）の位置を計測する位置計測システム（１００）において、前記マークを検出する検出ユニット（ＡＳ）と、前記マークの形状に関するマーク情報及び前記検出ユニットの検出特性に関する情報のうちの少なくとも一方を含むパラメータ情報が予め記憶された記憶ユニット（４２）と、前記記憶ユニットに記憶されたパラメータ情報を、所定規則に従って変化させるパラメータ情報変更ユニット（３４）と、前記パラメータ情報と前記検出ユニットによる検出結果とに基づいて、前記パラメータ情報の適正度を算出する算出ユニット（３５）と、前記算出ユニットで得られた前記適性度が所定基準を満たすか否かを判断する判断ユニット（３６）と、前記判断ユニットで前記所定基準を満たすと判断された場合における前記パラメータ情報と、前記検出ユニットによる検出結果とに基づいて、前記マークの位置を算出する位置算出ユニット（３７）とを有する位置計測システムが提供される。
【００１３】
本発明の第３の観点によると、物体（Ｗ）上に形成されたマーク（ＳＹＭ、ＳθＭ）の位置を計測する位置計測装置に適用される位置計測プログラムにおいて、前記マークをマーク検出装置に検出せしめる第１工程（Ｓ１４）と、前記マークの形状に関するマーク情報及び前記マーク検出装置の検出特性に関する装置情報のうちの少なくとも一方を含むとともに、その設定値が所定規則に従って自動的に可変であるパラメータ情報を使って、前記第１工程での検出結果に基づいて前記パラメータ情報の適性度を算出する第２工程（Ｓ１７）と、前記第２工程で得られた前記適性度が所定基準を満たすか否かを判断する第３工程（Ｓ１８）と、前記第３工程で前記所定基準を満たすと判断された場合における前記パラメータ情報を用いて、前記検出ステップでの検出結果に基づいて前記マークの位置を算出する第４工程（Ｓ２５）とを含む位置計測プログラムが提供される。
【００１４】
上記第１〜第３の観点に係る発明では、適性度の高いパラメータ情報を用いてマークの位置を算出するようにしたので、計測エラーとなることが少なくなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、マークの形状が設計値で示される形状からずれており、又はマーク検出装置の検出特性が実際とは異なっていても、計測エラーを生じずにマーク位置を検出することができるので、計測処理の高効率化を達成することができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。図１に示す露光装置は、図１中の投影光学系ＰＬに対してマスクとしてのレチクルＲと基板としてのウエハＷとを相対的に移動させつつ、レチクルＲに形成されたパターンをウエハＷ上に逐次転写するステップ・アンド・スキャン方式の走査型の露光装置である。尚、以下の説明においては、図中にＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関係について説明する。図１中に示すＸＹＺ直交座標系は、ＸＹ平面が水平面に平行な面に設定され、Ｚ軸が鉛直上方向に設定される。また、本実施形態ではレチクルＲ及びウエハＷを同期移動させる方向（走査方向）をＹ方向に設定している。
【００１８】
露光装置１００は、照明系１０、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、基板（物体）としてのウエハＷが搭載されるウエハステージＷＳＴ、マーク検出装置又は検出ユニットとしてのアライメント顕微鏡ＡＳ、及び装置全体を統括制御する主制御系２０を含んで構成される。
【００１９】
照明系１０は、ＡｒＦエキシマレーザ光源（波長１９３ｎｍ）等の光源、フライアイレンズ等からなる照度均一化光学系、リレーレンズ、可変ＮＤフィルタ、レチクルブラインド、及びダイクロイックミラー等（何れも不図示）を含んで構成されている。こうした照明系の構成は、例えば、特開平１０−１１２４３３号公報に開示されている。照明系１０は、パターンが描かれたレチクルＲ上のレチクルブラインドで規定されるスリット状の照明領域を露光光ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。尚、光源としてはＡｒＦエキシマレーザ光源以外に、ＫｒＦエキシマレーザ（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ（波長１５７ｎｍ）、Ｋｒ２レーザ（波長１４６ｎｍ）、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）を射出する超高圧水銀ランプ、ＹＡＧレーザの高周波発生装置、若しくは半導体レーザの高周波発生装置を用いることができる。
【００２０】
レチクルステージＲＳＴ上にはレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、ここでは、磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータからなる不図示のレチクルステージ駆動部によって、レチクルＲの位置決めのため、照明系１０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平面内で微少駆動可能であるとともに、走査方向に指定された走査速度で駆動可能となっている。さらに、本実施形態では上記磁気浮上型の２次元リニアアクチュエータはＸ駆動用コイル、Ｙ駆動用コイルの他にＺ駆動用コイルを含んでいるため、Ｚ方向にも微小駆動可能となっている。
【００２１】
レチクルステージＲＳＴのステージ移動面内の位置は、レチクルレーザ干渉計（以下、レチクル干渉計という）１６によって、移動鏡１５を介して、所定の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１６からのレチクルステージＲＳＴの位置情報はステージ制御系１９に送られ、ステージ制御系１９はレチクルステージＲＳＴの位置情報に基づいてレチクルステージ駆動部（図示省略）を介してレチクルステージＲＳＴを駆動する。
【００２２】
レチクルＲの上方には、レチクルアライメント系２２が配置されている。図１においては図示を省略しているが、レチクルアライメント系２２は、それぞれ露光光と同じ波長の照明光にて検出対象のマークを照明するための落射照明系と、その検出対象のマークの像を撮像するためのアライメント顕微鏡とを含んで構成されている。アライメント顕微鏡は結像光学系と撮像素子とを含んでおり、アライメント顕微鏡による撮像結果は主制御系２０に供給されている。レチクルステージＲＳＴの上方（＋Ｚ方向）にはレチクルＲからの検出光をレチクルアライメント系２２に導くための不図示の偏向ミラーが移動自在に配置されており、露光シーケンスが開始されると、主制御系２０からの指令により、不図示の駆動装置により偏向ミラーはそれぞれレチクルアライメント系２２と一体的に露光光ＩＬの光路外に退避される。尚、レチクル上方には、１対のレチクルアライメント系２２が配置されるが、図１においては、１つのレチクルアライメント系２２のみを図示している。
【００２３】
投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの下方（−Ｚ方向）に配置され、その光軸ＡＸはＺ軸と平行に設定されている。投影光学系ＰＬとしては、両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／５、又は１／４）を有する屈折光学系が使用されている。このため、照明光学系からの露光光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、投影光学系ＰＬによって照明領域内のレチクルＲのパターンの縮小像（部分倒立像）が表面にレジスト（感光剤）が塗布されたウエハＷ上に投影される。
【００２４】
ウエハステージＷＳＴは、投影光学系ＰＬの下方（−Ｚ方向）に設けられた不図示のベース上に配置される。このウエハステージＷＳＴ上にはウエハホルダ２５が載置されており、このウエハホルダ２５上にウエハＷが例えば真空吸着等によって固定されている。ウエハホルダ２５は不図示の駆動部により、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ直交面に対し、任意方向に傾斜可能で、且つ投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ方向（Ｚ方向）にも微動可能に構成されている。また、このウエハホルダ２５は光軸ＡＸ回りの微小回転動作も可能になっている。
【００２５】
ウエハステージＷＳＴは走査方向（Ｙ方向）の移動のみならず、ウエハＷ上の複数のショット領域を照明領域と光学的に共役な露光領域に位置させることができるように、走査方向に垂直な方向（Ｘ方向）にも移動可能に構成されている。これにより、ウエハＷ上の各ショット領域を走査（スキャン）露光する動作と、次のショット領域の露光開始位置まで移動する動作とを繰り返すステップ・アンド・スキャン動作が可能になっている。このウエハステージＷＳＴはモータ等を含むウエハステージ駆動部２４によりＸＹ２次元方向に駆動される。
【００２６】
ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置は、ウエハレーザ干渉計（以下、ウエハ干渉計という）１８によって、移動鏡１７を介して、所定の分解能で常時検出されている。ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）ＷＰＶはステージ制御系１９を介して主制御系２０に送られ、主制御系２０は、この位置情報（又は速度情報）ＷＰＶに基づき、ステージ制御系１９及びウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴの駆動制御を行う。
【００２７】
また、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの近傍には、基準マーク板ＦＭが固定されている。この基準マーク板ＦＭは、その表面がウエハＷの表面と同じ高さに設定されており、その表面にはアライメント用の基準マークが形成されている。この基準マーク板ＦＭは、レチクルステージＲＳＴ上のレチクルＲとウエハステージＷＳＴとの相対的な位置関係を計測するため、及びベースライン量（投影光学系ＰＬの投影中心とアライメント顕微鏡ＡＳの計測中心との距離）を計測するために用いられる。
【００２８】
アライメント顕微鏡ＡＳは、投影光学系ＰＬの側面に配置されたオフアクシス方式のアライメントセンサである。このアライメント顕微鏡ＡＳは、例えばＣＣＤ等の撮像素子を備えており、ウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマークを撮像して得られた撮像信号を主制御系２０に出力する。尚、ウエハアライメントマークには、ウエハＷの大まかな位置を計測するためのサーチアライメントマークと、ウエハＷの位置を高精度に計測するためのファインアライメントマークとがある。
【００２９】
次に、装置全体を統括制御する主制御系２０について説明する。図２は、主制御系２０の要部構成を示すブロック図である。尚、図２においては、データの流れを実線矢印で示し、制御の流れを点線矢印で示している。図２に示す通り、主制御系２０は、主制御装置３０と記憶装置４０とを備えている。主制御装置３０は、制御部３１、撮像データ収集部３２、及びマーク検出部３３とを含んで構成される。
【００３０】
上記の制御部３１は、撮像データ収集部３２及びマーク検出部３３を制御して、ウエハＷに形成されたウエハアライメントマークのマーク位置を求めさせる。また、ウエハ干渉計１８からの位置情報（又は速度情報）ＷＰＶと、求められたマーク位置とに基づいてウエハステージＷＳＴを制御するステージ制御データＳＣＤを生成し、このステージ制御データＳＣＤのステージ制御系１９への供給等を行って露光装置１００の動作を制御する。撮像データ収集部３２は、アライメント顕微鏡ＡＳから出力される撮像データＩＭＤを収集する。マーク検出部３３は、収集された撮像データＩＭＤからウエハアライメントマークのマーク位置を求める。
【００３１】
マーク検出部３３は、パラメータ情報変更部３４、適性度算出部３５、適性度判断部３６、マーク位置算出部３７、及び特徴情報抽出部３８を含んで構成される。パラメータ情報更新部３４は、アライメント顕微鏡ＡＳでウエハＷ上のウエハアライメントマークを観察して得られた撮像データＩＭＤからマーク位置を求める際に用いられるパラメータ情報を所定の規則（詳細は後述する）に従って変更する。ここで、上記のパラメータ情報には、ウエハアライメントマークの形状（設計値）に関する情報（マーク情報）、及びアライメント顕微鏡ＡＳに設けられる光学系（不図示）の倍率に関する情報（装置情報）のうちの少なくとも一方が含まれる。
【００３２】
適性度算出部３５は、パラメータ情報変更部３４によって変更されたパラメータ情報と、撮像データＩＭＤとに基づいて、変更されたパラメータ情報を用いてウエハアライメントマークのマーク位置を求める場合の適性度を算出する。適性度判断部３６は、適性度算出部３５で算出された適性度が予め設定された閾値（所定基準）以上であるか否かを判断する。マーク位置算出部３７は、適性度判断部３６で適正であると判断された場合に、そのパラメータ情報と撮像データＩＭＤとに基づいてウエハアライメントマークのマーク位置を算出する。特徴情報抽出部３８は、撮像データＩＭＤに対して画像処理を行い、ウエハアライメントマークの近傍の特徴的な形状を示す特徴情報を抽出する。
【００３３】
記憶部４０は、撮像データ格納領域４１、パラメータ情報格納領域４２、適性度格納領域４３、適性度判断結果格納領域４４、及びマーク位置格納領域４５を有している。撮像データ格納領域４１は、撮像データ収集部３２で収集された撮像データＩＭＤを格納する。パラメータ情報格納領域４２は、上述したパラメータ情報（設計値）及びパラメータ情報変更部３４により変更されたパラメータ情報を格納するとともに、特徴情報抽出部３８で抽出された特徴情報をウエハアライメントマークのマーク位置を求めるためにマーク位置算出部３７で用いられたパラメータ情報と共に格納する。適性度格納領域４３は適性度算出部３５で算出された適性度を格納し、適性度判断結果格納領域４４は適性度判断部３６の適性度判断結果を格納し、マーク位置格納領域４５はマーク位置算出部３７で求められたウエハアライメントマークのマーク位置を格納する。
【００３４】
尚、図２においては、各ブロックをハードウェア的に構成し、これらを組み合わせて主制御装置３０を構成する場合を例に挙げて図示している。しかしながら、ハードウェア的には主制御装置３０を計算機システムとして構成し、主制御装置３０を構成する各ブロックの機能を主制御系２０に内蔵されたプログラムによって実現することも可能である。主制御装置３０を計算機システムとして構成した場合には、主制御装置３０を構成する上記の各ブロックの機能を実現するためのプログラムの全てを予め主制御装置３０に内蔵することは必ずしも必須ではない。
【００３５】
例えば、図１において点線で示した通り、上記の各ブロックの機能を実現するためのプログラムを格納した記録媒体２８を用意するとともに、記録媒体２８からプログラム内容を読み出し可能であり、かつ、記録媒体２８を着脱可能な読取装置２７を主制御系２０に接続し、主制御系２０が読取装置２７に装填された記録媒体２８から機能実現のために必要なプログラム内容を読み出し、読み出したプログラムを実行するように構成することができる。また、主制御系２０が読取装置２７に装填された記録媒体２８からプログラム内容を読み出して、内部にインストールする構成とすることができる。さらに、インターネット等を利用し、通信ネットワークを介して機能実現のために必要となるプログラム内容を主制御系２０にインストールする構成とすることもできる。
【００３６】
尚、記録媒体２８としては、磁気的に記録するもの（磁気ディスク、磁気テープ等）、電気的に記録するもの（ＰＲＯＭ、バッテリ・バックアップ付ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、その他の半導体メモリ等）、光磁気的に記録するもの（光磁気ディスク等）、電気磁気的に記録するもの（デジタルオーディオテープ（ＤＡＴ）等）等、光学的に記録するもの（コンパクトディスク（ＣＤ）、ＤＶＤ（登録商標））等の種々の記録形態で記録するものを採用することができる。以上のように、機能を実現するためのプログラム内容を記録した記録媒体を使用したり、インストールしたりすることが可能なように構成することにより、後におけるプログラム内容の修正や、性能向上のためのバージョンアップ等を容易に行うことができるようになる。
【００３７】
また、図１に示す通り、本実施形態の露光装置においては、主制御系２０で行われる各種処理の処理結果、及び露光装置１００の装置状態を表示する表示装置２６が主制御系２０に接続されている。更に、図１においては、図示を省略しているが、露光装置１００には、投影光学系ＰＬの最良結像面に向けて複数のスリット像を形成するための結像光束を光軸ＡＸ方向に対して斜め方向より供給する照射光学系と、その結像光束のウエハＷの表面での各反射光束をそれぞれスリットを介して受光するの受光光学系とから構成される斜入射方式の多点フォーカス検出系が、投影光学系ＰＬを支える支持部（図示省略）に固定されている。この多点フォーカス検出系としては、例えば特開平５−１９０４２３号公報に開示されるものと同様の構成のものが用いられ、ステージ制御系１９はこの多点フォーカス検出系からのウエハ位置情報に基づいてウエハホルダ２５をＺ方向及び傾斜方向に駆動する。
【００３８】
次に、上記構成の露光装置１００を用いて、ウエハＷに対して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う際の動作について説明する。まず、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がロードされてレチクルアライメント及びベースライン計測が行われる。具体的には、主制御系２０は、ウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを移動させてウエハステージＷＳＴ上の基準マーク板ＦＭを投影光学系ＰＬの直下に位置決めする。
【００３９】
そして、レチクルアライメント系２２を用いてレチクルＲ上のレチクルアライメントマークと基準マーク板ＦＭ上の基準マークとの相対位置を検出した後、ウエハステージＷＳＴを所定量、例えばベースライン量の設計値だけＸＹ面内で移動して、アライメント顕微鏡ＡＳを用いて基準マーク板ＦＭ上の基準マークを検出する。このとき、主制御系２０は、アライメント顕微鏡ＡＳの検出中心と基準マークの相対位置関係及び先に計測したレチクルアライメントマークと基準マーク板ＦＭ上の基準マークとの相対位置と、それぞれに対応するウエハ干渉計１８の計測値とに基づいてベースライン量を計測する。
【００４０】
以上の準備作業が終了すると、図３に示すフローチャートに従ってアライメントマークのマーク位置を計測する処理が行われる。尚、図３に示すフローチャートは、ウエハＷ上に形成されたサーチアライメントマーク又はファインアライメントマークを計測する際の処理を示すフローチャートである。まず、サーチアライメントマークを構成するマーク要素の幅を可変させる回数Ｎｗ、マーク要素の幅の一度の可変量Ｓｗ、アライメント顕微鏡ＡＳから得られる撮像データＩＭＤの拡大率（スケール）を可変させる回数Ｎｐ、及び撮像データＩＭＤの拡大率の一度の可変量Ｓｐがオペレータにより設定される（ステップＳ１１）。
【００４１】
尚、このステップは、上述した準備作業の１つとして行っても良く、また上記の準備作業が終了してから予めオペレータにより入力されている初期値（デフォルト値）を読み込んで設定するようにしても良い。例えば、マーク要素の幅を可変させる回数Ｎｗ及び撮像データＩＭＤの拡大率を可変させる回数Ｎｐとして値「３」がそれぞれ設定され、マーク要素の幅の一度の可変量Ｓｗとして値「１．０」が設定され、撮像データＩＭＤの拡大率の一度の可変量Ｓｐとして値「０．００５」が設定される。
【００４２】
次に、主制御系２０が不図示のウエハローダの制御系に制御信号を出力し、ウエハＷのロードを指示する。これにより、ウエハローダによって、ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上のウエハホルダ２５上にロードされる（ステップＳ１２）。次に、ウエハＷ上に形成されたサーチアライメントマークの１つであるＹマークＳＹＭ（図４（ａ）参照）を撮像する処理が行われる。
【００４３】
図４は、サーチアライメントマークの一例を示す平面図である。図４に示す通り、サーチアライメントマークはＹマークＳＹＭとθマークＳθＭとを含むものであり、前提として、これらを含むサーチアライメントマークは、前層までの露光の際に、レチクルパターンとともにウエハＷに転写形成されているものとする。尚、サーチアライメントマークは、図４（ａ）に示したショット領域ＳＡ毎に付設されて転写形成されているが、本実施形態では、少ないマークの位置の検出によって精度良く、ウエハＷの回転（ウエハローテーション）及びウエハＷの中心位置を算出するために、図４（ａ）に示す通り、Ｘ方向間隔が長く、且つ、ウエハＷの中心位置からのＹ方向の距離が長くなる２つのサーチアライメントマークをＹマークＳＹＭとθマークＳθＭとして採用している。
【００４４】
また、本実施形態では、サーチアライメントマーク、即ちＹマークＳＹＭ及びθマークＳθＭとして、図４（ｂ）に示す通り、マーク要素としてのＸ方向に延びるラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４が、Ｙ方向に沿って並べられたライン・アンド・スペースマークを使用しているものとする。そして、ＹマークＳＹＭ及びθマークＳθＭは、設計値として、図４（ｂ）に示す通り、各ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４が同一のライン幅ＤＬＷを有し、また各ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の各々の間隔が同一の間隔ＤＬＤとされている。更に、設計上は、各ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４のスペース部との境界部（エッジ部）は同様の形状となっている。尚、本実施形態では、サーチアライメントマークとして４本のラインパターンを有するライン・アンド・スペースマークを例に挙げているが、サーチアライメントマークとして採用されるライン・アンド・スペースマークにおけるライン本数は、４本に限定されるものではなく、他の本数であってもよい。
【００４５】
ＹマークＳＹＭの撮像にあたり、主制御系２０は、アライメント顕微鏡ＡＳの倍率を低倍率に設定し、この状態で、アライメント顕微鏡ＡＳの下方にＹマークＳＹＭが位置するように、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを移動させる（ステップＳ１３）。そして、主制御系２０の制御部３１からの指示に応じて、アライメント顕微鏡ＡＳによりＹマークＳＹＭを撮像する（ステップＳ１４）。こうして、アライメント顕微鏡ＡＳによって撮像された観察視野内の撮像データＩＭＤを、制御部３１からの指示に応じて撮像データ収集部３２が撮像データ格納領域４１に格納することにより、撮像データＩＭＤが収集される。
【００４６】
次に、制御部３１は、以後の処理で用いる変数ｓ，ｔを初期化（ｓ，ｔの各々に値「０」を代入）する。ここで、変数ｓは、ＹマークＳＹＭを構成する各ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅を変更した回数が設定される変数であり、変数ｔは各ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の間隔（ピッチ）を変更した回数が設定される変数である。
【００４７】
以上の初期化が終了すると、パラメータ情報変更部３４は、以下の（１）式及び（２）式を用いて、ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを変更する処理を行う。
ｗｓ＝ｗ０＋(int)((ｓ＋１)／２)・(−１)（（ｓ＋１）％２）・Ｓｗ  ……（１）
ｐｔ＝ｐ０＋(int)((ｔ＋１)／２)・(−１)（（ｔ＋１）％２）・Ｓｐ  ……（２）
ここで、上記（１）式及び（２）式中における演算子(int)は小数点以下の切り捨てを行う演算子であり、演算子「%」は剰余演算子である。また、ｗ０はラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓの初期値（ここでは、設計値）であり、ｐ０はラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の間隔ｐｔの初期値（ここでは、設計値）であって、これらは予めパラメータ情報格納領域４２に格納されている。
【００４８】
ここでは、上記ステップＳ１５によって、変数ｓ，ｔの値が共に「０」に設定されているため、上記（１）式及び（２）式の右辺は、それぞれｗ０，及びｐ０になる。パラメータ情報変更部３４によってラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔが求められると、求められた値はパラメータ情報格納領域４２に格納される。次に、ＹマークＳＹＭのマーク位置を算出する上でのステップＳ１６で求められた幅ｗｓ及び間隔ｐｔの適性度が適性度算出部３５によって算出される（ステップＳ１７）。
【００４９】
適性度算出部３５は、上記のステップＳ１６で求められた幅ｗｓ及び間隔ｐｔの適性度を、撮像データ格納領域４１に格納されている撮像データＩＭＤに基づいて算出する。図５は、撮像データＩＭＤに対して所定の処理を行って抽出された信号波形の一例を示す図である。図５に示す信号波形ＩＰ（ＹＰ）は、撮像領域におけるウエハＷ上のＸ方向と共役なＸＰ方向の中心付近における複数本（例えば、５０本）のＹ方向走査線上の強度分布平均を求めてホワイトノイズを相殺し、平均的なＹＰ方向に関する信号強度分布を求め、更に平滑化処理を行うことにより求められる。
【００５０】
図５に示す通り、信号波形ＩＰ（ＹＰ）は図４（ｂ）に示すラインパターンＳＭＬｍ（ｍ＝１〜４）のそれぞれに応じた４つのピークＰＰＫｍを有している。ここで、ピークＰＰＫｍは同一のピーク幅ＷＰを有する。また、ピークＰＰＫ１のＹＰ方向の中心位置ＹＰ１とピークＰＰＫ２のＹＰ方向の中心位置ＹＰ２との間の距離、ピークＰＰＫ２のＹＰ方向の中心位置ＹＰ２とピークＰＰＫ３のＹＰ方向の中心位置ＹＰ３との間の距離、及びピークＰＰＫ３のＹＰ方向の中心位置ＹＰ３とピークＰＰＫ４のＹＰ方向の中心位置ＹＰ４との間の距離はＰＷである。
【００５１】
また、各ピークＰＰＫｍは、その中心位置ＹＰｍに対して鏡映対称な形状を有している。この結果、ピークＰＰＫ１の形状及びピークＰＰＫ２の形状、ピークＰＰＫ２の形状及びピークＰＰＫ３の形状、並びにピークＰＰＫ３の形状及びピークＰＰＫ４の形状は、それぞれ移動距離ＰＷのＹＰ方向に関する並進対称性を有している。また、ピークＰＰＫ１の形状及びピークＰＰＫ３の形状、並びにピークＰＰＫ２の形状及びピークＰＰＫ４の形状は、それぞれ移動距離（２×ＰＷ）のＹＰ方向に関する並進対称性を有している。更に、ピークＰＰＫ１の形状とピークＰＰＫ４の形状とは移動距離（３×ＰＷ）のＹＰ方向に関する並進対称性を有している。
【００５２】
また、ピークＰＰＫ１の形状は位置ＹＰ１に対して、ピークＰＰＫ２の形状は位置ＹＰ２に対して、ピークＰＰＫ３の形状は位置ＹＰ３に対して、ピークＰＰＫ４の形状は位置ＹＰ４に対してそれぞれ鏡映対称性を有している。更に、ピークＰＰＫ１の形状とピークＰＰＫ２の形状とは位置ＹＰ１と位置ＹＰ２との中点位置に対して鏡映対称性を有しており、ピークＰＰＫ２の形状とピークＰＰＫ３の形状とは位置ＹＰ２と位置ＹＰ３との中点位置に対して鏡映対称性を有しており、ピークＰＰＫ３の形状とピークＰＰＫ４の形状とは位置ＹＰ３と位置ＹＰ４との中点位置に対して鏡映対称性を有している。また更に、ピークＰＰＫ１の形状とピークＰＰＫ３の形状とは位置ＹＰ２に対して鏡映対称性を有しており、ピークＰＰＫ２の形状とピークＰＰＫ４の形状とは位置ＹＰ３に対して鏡映対称性を有しており、またピークＰＰＫ１の形状とピークＰＰＫ４の形状とは位置ＹＰ２と位置ＹＰ３との中点位置に対して鏡映対称性を有している。
【００５３】
以上の特性を有する信号波形ＩＰ（ＹＰ）を用いてＹマークＳＹＭのマーク位置を求めるには、ステップＳ１６で求められた幅ｗｓと信号波形ＩＰ（ＹＰ）の各ピークＰＰＫｍのピーク幅ＷＰとが一致するとともに、ステップＳ１６で求められた間隔ｐｔと隣接するピークＰＰＫｍの中心位置ＹＰｍの間隔とが一致する必要がある。このため、適性度算出部３５は、ステップＳ１６で求められた幅ｗｓと信号波形ＩＰ（ＹＰ）の各ピークＰＰＫｍのピーク幅ＷＰとの一致の度合い、及びステップＳ１６で求められた間隔ｐｔと隣接するピークＰＰＫｍの中心位置ＹＰｍの間隔との一致の度合いを求めて、これを適性度として算出する。算出された適性度は、適性度格納領域４３に格納される。
【００５４】
次に、適性度判断部３６は、適性度格納領域４３に格納された適性度を読み出し、予め設定された閾値以上であるか否かを判断することにより、算出された適性度が所定基準を満たしているか否かを判断する（ステップＳ１８）。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、適性度判断部３６は、判断に用いた適性度をその判断結果とともに適性度判断結果格納領域４４に格納する（ステップＳ１９）。他方、ステップＳ１８の判断結果が「ＮＯ」の場合には、適性度判断結果格納領域４４への格納は行われない。
【００５５】
次に、制御部３１は、変数ｓの値がステップＳ１１で設定されたＮｗと等しいか否かを判断する（ステップＳ２０）。この判断結果が「ＮＯ」である場合には、変数ｓの値をインクリメントする（ステップＳ２１）。次に、パラメータ情報変更部３４は、前述した（１）式及び（２）式を用いて、ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを変更する処理を行う（ステップＳ１６）。この時点では、変数ｓの値が「１」であり、変数ｔの値が「０」に設定されているため、上記（１）式の右辺は（ｗ０＋Ｓｗ）となり、（２）式の右辺はｐ０となる。そして、同様に、ｗｓ，ｐｔの適性度が算出され（ステップＳ１７）、算出された適性度が所定基準を満たしているか否かが判断され（ステップＳ１８）、この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、判断に用いた適性度がその判断結果とともに適性度判断結果格納領域４４に格納される（ステップＳ１９）。
【００５６】
以上の処理を繰り返して変数ｓの値がＮｗに等しくなると、ステップＳ２０において制御部３１の判断結果が「ＹＥＳ」となり、変数ｓに値「０」が代入されて初期化される（ステップＳ２２）。次に、制御部３１は変数ｔの値がステップＳ１１で設定されたＮｐと等しいか否かを判断する（ステップＳ２３）。この判断結果が「ＮＯ」である場合には、変数ｔの値をインクリメントし（ステップＳ２４）、以下同様にステップＳ１６〜ステップＳ２２の処理が繰り返される。以上の処理を繰り返して変数ｔの値がＮｐに等しくなると、ステップＳ２３において制御部３１の判断結果が「ＹＥＳ」となる。
【００５７】
以上説明した処理によって変数ｓ，ｔは以下の通りに変化し、変数ｓ，ｔの各組み合わせにおいて上述した（１）式及び（２）式の右辺は以下の通りに変化する。
ｓ＝０，ｔ＝０：ｗ０         ，ｐ０
ｓ＝１，ｔ＝０：ｗ０＋Ｓｗ    ，ｐ０
ｓ＝２，ｔ＝０：ｗ０−Ｓｗ    ，ｐ０
ｓ＝３，ｔ＝０：ｗ０＋２・Ｓｗ，ｐ０
ｓ＝０，ｔ＝１：ｗ０         ，ｐ０＋Ｓｐ
ｓ＝１，ｔ＝１：ｗ０＋Ｓｗ    ，ｐ０＋Ｓｐ
ｓ＝２，ｔ＝１：ｗ０−Ｓｗ    ，ｐ０＋Ｓｐ
ｓ＝３，ｔ＝１：ｗ０＋２・Ｓｗ，ｐ０＋Ｓｐ
ｓ＝０，ｔ＝２：ｗ０         ，ｐ０−Ｓｐ
ｓ＝１，ｔ＝２：ｗ０＋Ｓｗ    ，ｐ０−Ｓｐ
ｓ＝２，ｔ＝２：ｗ０−Ｓｗ    ，ｐ０−Ｓｐ
ｓ＝３，ｔ＝２：ｗ０＋２・Ｓｗ，ｐ０−Ｓｐ
ｓ＝０，ｔ＝３：ｗ０         ，ｐ０＋２・Ｓｐ
ｓ＝１，ｔ＝３：ｗ０＋Ｓｗ    ，ｐ０＋２・Ｓｐ
ｓ＝２，ｔ＝３：ｗ０−Ｓｗ    ，ｐ０＋２・Ｓｐ
ｓ＝３，ｔ＝３：ｗ０＋２・Ｓｗ，ｐ０＋２・Ｓｐ
つまり、幅ｗｓの値を（ｗ０−Ｓｗ）から（ｗ０＋２・Ｓｗ）までの範囲でＳｗずつ変化させた値と、間隔ｐｓの値を（ｐ０−Ｓｐ）から（ｐ０＋２・Ｓｐ）までの範囲でＳｐずつ変化させた値との組み合わせにおいて、ＹマークＳＹＭのマーク位置を算出する上で用いる幅ｗｓ，間隔ｐｓの適性度が算出され、この適性度が所定基準を満足しているか否かが判断される。
【００５８】
ステップＳ２３において制御部３１の判断結果が「ＹＥＳ」になると、マーク位置算出部３７は適性度判断結果格納領域４４に格納された適性度が最大のもの（図５に示す信号波形ＩＰ（ＹＰ）の各ピークＰＰＫｍのピーク幅ＷＰに最も近い幅ｗｓ、及び隣接するピークＰＰＫｍの中心位置ＹＰｍの間隔に最も近い間隔ｐｔ）を用いてＹマークＳＹＭのマーク位置が算出される（ステップＳ２５）。
【００５９】
ＹマークＳＹＭのマーク位置を求めるには、まず図５に示す信号波形ＩＰ（ＹＰ）を求める。尚、ここでは、マーク位置算出部３７が図５に示す信号波形ＩＰ（ＹＰ）を抽出する場合を例に挙げて説明するが、マーク位置算出に要する時間を短縮するために、適性度算出部３５で抽出された信号波形ＩＰ（ＹＰ）を一時的に記憶しておき、これをマーク位置算出部３７に渡しても良い。次に、マーク位置算出部３７は、図６に示すＹ方向に順次配列された４つの１次元領域ＰＦＤ１，ＰＦＤ２，ＰＦＤ３，ＰＦＤ４を定義する。図６は、マーク位置を求めるために用いられる一次元領域を示す図である。
【００６０】
図６に示す領域ＰＦＤｍ（ｍ＝１〜４）は、同一のＹＰ方向幅ＰＷ（＞ＷＰ）を有しており、本実施形態では、領域ＰＦＤ１のＹ方向の中心位置ＹＰＰ１が可変パラメータとなっている（尚、可変パラメータとしては、領域ＰＦＤ１のＹ方向の中心位置ＹＰＰ１に限られず、他の領域ＰＦＤ２、ＰＦＤ３，ＰＦＤ４の中心位置ＹＰＰ２，ＹＰＰ３，ＹＰＰ４を可変パラメータとしてもよい）。また、領域ＰＦＤ１の中心位置ＹＰＰ１及び領域ＰＦＤ２の中心位置ＹＰＰ２の距離、領域ＰＦＤ２の中心位置ＹＰＰ２及び領域ＰＦＤ３の中心位置ＹＰＰ３の距離、並びに領域ＰＦＤ３の中心位置ＹＰＰ３及び領域ＰＦＤ４の中心位置ＹＰＰ４の距離は、それぞれＰＷ１に設定されている。領域ＰＦＤｍ（ｍ＝１〜４）のＹＰ方向幅ＰＷ及び隣接する領域ＰＦＤｍ（ｍ＝１〜４）間の距離は、上述した適性度が最大になる幅ｗｓ及び間隔ｐｔを用いてそれぞれ設定される。
【００６１】
次に、マーク位置算出部３７は、領域ＰＦＤｍの走査の初期位置と終了位置とを決定し、領域ＰＦＤｍを初期位置に設定する。尚、領域ＰＦＤｍの初期位置の設定にあたっては、初期のパラメータ値ＹＰＰを十分に小さくすることも可能であるが、初期のパラメータ値ＹＰＰを、マークＳＹＭの撮像直前の状態で設計上予想されるピークＰＰＫ１のピーク位置ＹＰ１の範囲の最小値よりも僅かに小さな値にすることが、マークＳＹＭのＹ位置検出の迅速性の観点からは望ましい。また、走査の終了位置の設定にあたっては、最終のパラメータ値ＹＰＰを十分に大きく設定すればよいが、最終のパラメータ値ＹＰＰを、マークＳＹＭの撮像直前の状態で設計上予想されるピークＰＰＫ１のピーク位置ＹＰ１の範囲の最大値よりも僅かに大きな値にすることが、マークＳＹＭのＹ位置検出の迅速性の観点からは望ましい。
【００６２】
次いで、領域ＰＦＤｍを走査して、図７に示す通り、領域ＰＦＤｍに対する信号波形ＩＰｍ（ＹＰ）の位置関係を変化させる。図７は、マーク位置の検出方法を示す図である。図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す通り、領域ＰＦＤｍを走査すると、信号波形ＩＰｍ（ＹＰ）に対する領域ＰＦＤｍの位置は変化する。本実施形態では、領域ＰＦＤｍを走査しつつ、信号波形ＩＰｍ（ＹＰ）相互間の鏡映変換対称性を調べて、並進対称性と鏡映対称性とを複数調べることにより、マークＳＹＭの像のＹＰ位置を検出している。尚、この処理の詳細については、国際公開ＷＯ２００２／０３３３５１号パンフレットに開示されている。
【００６３】
ＹマークＳＹＭのマーク位置が計測されると、制御部３１においてマーク計測が終了したか否かが判断される（ステップＳ２６）。ここでは、ＹマークＳＹＭとθマークＳθＭとのマーク位置を計測する場合を考えているため、ここでは判断結果が「ＮＯ」となる。次いで、主制御系２０は、アライメント顕微鏡ＡＳの下方にθマークＳθＭが位置するように、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを移動させ（ステップＳ１３）、制御部３１からの指示に応じて、アライメント顕微鏡ＡＳによりθマークＳθＭを撮像する（ステップＳ１４）。こうして、アライメント顕微鏡ＡＳによって撮像された観察視野内の撮像データＩＭＤを、制御部３１からの指示に応じて撮像データ収集部３２が撮像データ格納領域４１に格納することにより、撮像データＩＭＤが収集される。そして、ＹマークＳＹＭのマーク位置を計測する処理と同様の処理が行われてマークＳθＭのマーク位置が求められ、図３に示す一連の処理が終了する。
【００６４】
以上の処理が終了すると、主制御系２０は、上記のＹマークＳＹＭ及びθマークＳθＭの位置検出結果に基づいてウエハローテーションθｓを算出し、次いでアライメント顕微鏡ＡＳの倍率を高倍率に設定し、この状態で上記のウエハローテーションθｓを使用して、各ファインアライメントマークがアライメント顕微鏡ＡＳの真下になる位置に、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつウエハ駆動装置２４を介してウエハステージＷＳＴを順次位置決めしつつ、アライメント顕微鏡ＡＳを用いて各ファインアライメントマークを撮像し、その撮像データからマーク位置を計測する。このファインアライメントマークの計測を行う場合においても、図３に示すステップＳ１３〜ステップＳ２６の処理と同様の処理を行うことが好ましい。
【００６５】
ファインアライメントマークの計測が終了すると、主制御系２０は、例えば特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号に開示されるような最小自乗法を用いた統計演算を行い、ウエハＷ上の各ショット領域の配列に関するローテーションθ、Ｘ，Ｙ方向のスケーリングＳＸ，ＳＹ、直交度ＯＲＴ、Ｘ，Ｙ方向のオフセットＯＸ、ＯＹの６つのパラメータを算出する。次いで、主制御系２０は、上記６つのパラメータを所定の演算式に代入して、ウエハＷ上の各ショット領域の配列座標、すなわち重ね合せ補正位置を算出する。
【００６６】
その後、主制御系２０は、求めた各ショット領域の配列座標と予め計測したベースライン量とに基づき、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置にウエハＷを順次ステッピングさせる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走査方向に同期移動させつつレチクルパターンをウエハ上に転写する動作とを、繰り返して、ステップ・アンド・スキャン方式による露光動作を行う。これにより、ウエハＷに対する露光処理が終了する。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態によれば、ウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマーク（サーチアライメントマーク、更にはファインアライメントマーク）のマーク位置を計測する際に、ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを可変させ、可変させた幅ｗｓ及び間隔ｐｔの適性度をウエハアライメントマークの撮像データに基づいて算出し、適正度が最大のものを用いてマーク位置計測を行っている。このため、ウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマークの形状が設計値で示される形状からずれており、又はアライメント顕微鏡ＡＳの実際の倍率が予め計測された計測値と異なっていても計測エラーを生じずにマーク位置を検出することができる。
【００６８】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の位置計測システムの構成は、上述した第１実施形態とほぼ同様である。上述した第１実施形態では、ウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマーク毎にラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを可変させていた。しかし、本実施形態では、例えばロット先頭のウエハＷでは、上記第１実施形態と同様に、ウエハ上に形成されたウエハアライメントマーク毎にラインパターンの幅ｗｓ及び間隔ｐｔを可変させつつマーク位置の計測を行うが、第２番目のウエハＷでは基本的にはロット先頭のウエハＷでマーク位置計測時に用いたパラメータ（ラインパターンの幅ｗｓ及び間隔ｐｔ）を用いてマーク位置の計測を行い、計測エラーが生じた場合にのみパラメータを可変させてマーク位置の計測を行うようにしている。
【００６９】
また、上述した第１実施形態では、ウエハアライメントマークの位置を計測するアルゴリズムとして信号波形ＩＰｍ（ＹＰ）相互間の鏡映変換対称性を調べるアルゴリズムを用いていたが、本実施形態ではウエハアライメントマークを構成するマーク要素としてのラインパターンのエッジ位置を調べてマーク位置を計測するアルゴリズムを用いている点も異なる。
【００７０】
以下、１ロット分のウエハＷに対して第２層目（セカンドレイヤ）以降の層の露光処理を行う際の動作について説明する。まず、第１実施形態と同様に、レチクルアライメント及びベースライン計測等の準備作業が行われる。尚、サーチアライメントマークを構成するマーク要素の幅を可変させる回数Ｎｗ、マーク要素の幅の一度の可変量Ｓｗ、アライメント顕微鏡ＡＳから得られる撮像データＩＭＤの拡大率（スケール）を可変させる回数Ｎｐ、及び撮像データＩＭＤの拡大率の一度の可変量Ｓｐは予め設定されているものとする。
【００７１】
以上の準備作業が終了すると、図８に示すフローチャートに従ってアライメントマークのマーク位置を計測する処理が行われる。尚、図８に示すフローチャートは、１枚のウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマークを計測する際の処理を示すフローチャートである。まず、主制御系２０が不図示のウエハローダの制御系に制御信号を出力し、ウエハＷのロードを指示する。これにより、ウエハローダによって、ウエハＷがウエハステージＷＳＴ上のウエハホルダ２５上にロードされ、ウエハＷ上に形成されたサーチアライメントマークの１つであるＹマークＳＹＭ（図４（ａ）参照）を撮像する処理が行われる（ステップＳ３１）。
【００７２】
この処理においては、主制御系２０が、アライメント顕微鏡ＡＳの倍率を低倍率に設定し、この状態で、アライメント顕微鏡ＡＳの下方にＹマークＳＹＭが位置するように、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつウエハステージ駆動部２４を介してウエハステージＷＳＴを移動させる。そして、主制御系２０の制御部３１からの指示に応じて、アライメント顕微鏡ＡＳによりＹマークＳＹＭを撮像する。こうして、アライメント顕微鏡ＡＳによって撮像された観察視野内の撮像データＩＭＤを、制御部３１からの指示に応じて、撮像データ収集部３２が撮像データ格納領域４１に格納することにより、撮像データＩＭＤが収集される。
【００７３】
次に、制御部３１は、ウエハホルダ２５上にロードされたウエハＷがロット先頭のウエハであるか否かを判断する（ステップＳ３２）。この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、以後の処理で用いる変数ｓ，ｔを初期化（ｓ，ｔの各々に値「０」を代入）する（ステップＳ３３）。ここで、第１実施形態と同様に、変数ｓは、ＹマークＳＹＭを構成する各ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅を変更した回数が設定される変数であり、変数ｔは各ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の間隔（ピッチ）を変更した回数が設定される変数である。
【００７４】
以上の初期化が終了すると、パラメータ情報変更部３４は、前述した（１）式及び（２）式を用いて、ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを変更する処理を行う（ステップＳ３４）。ここでは、上記ステップＳ３３によって、変数ｓ，ｔの値が共に「０」に設定されているため、上記（１）式及び（２）式の右辺は、それぞれｗ０，及びｐ０になる。パラメータ情報変更部３４によってラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔが求められると、求められた値はパラメータ情報格納領域４２に格納される。次に、第１実施形態と同様に、ステップＳ３４で変更した幅ｗｓ及び間隔ｐｔの適性度が適性度算出部３５によって算出され、適性度格納領域４３に格納される。その後、適性度判断部３６によりその適性度が予め設定された閾値以上であるか否かが判断される。そして、この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、判断に用いた適性度がその判断結果とともに適性度判断結果格納領域４４に格納される。
【００７５】
他方、判断結果が「ＮＯ」の場合には、適性度判断結果格納領域４４への格納は行われない。そして、次に、マーク位置算出部３７により、上記の判断結果に基づいてＹマークＳＹＭのマーク位置が算出される（ステップＳ３５）。ここで、本実施形態では、特開２００１−１２６９８１号公報に開示されたアルゴリズムを用いてマーク位置が求められる。このアルゴリズムは、ウエハアライメントマークを構成するマーク要素としてのラインパターンのエッジ位置を調べてマーク位置を計測するものであり、既に公知であるから、ここでは詳細な説明は省略する。
【００７６】
次に、制御部３１によってマーク位置を算出する際に計測エラーが生じたか否かが判断される（ステップＳ３６）。この判断結果が「ＮＯ」である場合には、変数ｓ，ｔの値が変数ｓｂ，ｔｂにそれぞれ代入される（ステップＳ３７）。ここで、変数ｓｂ，ｔｂは、前のウエハアライメントマークのマーク位置を計測する際に、正常にマーク位置の計測が行われたときの変数ｓ，ｔの値を格納するための変数である。以上の処理が終了すると、１ロット分のウエハＷのマーク計測が終了したか否かが制御部３１で判断される（ステップＳ３８）。この判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３１に戻って他のウエハアライメントマーク（例えばθマークＳθＭ）の撮像が行われる。
【００７７】
ロット先頭のウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマークを計測している際に計測エラーが生じなければ、ステップＳ３１〜ステップＳ３８の処理が順に行われる。他方、ロット先頭のウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマークを計測している際に、計測エラーが生じると、ステップＳ３６の判断結果が「ＹＥＳ」になって、変数ｓ，ｔの各々に値「０」が代入されて初期化される（ステップＳ３９）。次に、変数ｓと変数ｓｂとが等しく無いか、又は変数ｔと変数ｔｂとが等しくないかが制御部３１によって判断される（ステップＳ４０）。
【００７８】
変数ｓと変数ｓｂとの比較及び変数ｔと変数ｔｂとの比較において、何れか一方又は両方が等しくない場合には、ステップＳ４０の判断結果が「ＹＥＳ」となり、前述した（１）式及び（２）式を用いて、ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを変更する処理が行われる（ステップＳ４１）。一方、ステップＳ４０の判断結果が「ＮＯ」である場合には、既にステップＳ３６において計測エラーが生じているためマーク位置を算出する処理は行われず（ステップＳ４１，Ｓ４２，Ｓ４３が省略されて）、ステップＳ４４に進む。
【００７９】
ステップＳ４０の判断結果が「ＹＥＳ」となり、ステップＳ４１でパラメータ情報変更部３４によってラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔが求められると、求められた値はパラメータ情報格納領域４２に格納され、ステップＳ４１で変更した幅ｗｓ及び間隔ｐｔの適性度が適性度算出部３５によって算出され、適性度判断部３６によりその適性度が予め設定された閾値以上であるか否かが判断される。次いで、この判断結果が「ＹＥＳ」の場合には、判断に用いた適性度がその判断結果とともに適性度判断結果格納領域４４に格納される。他方、判断結果が「ＮＯ」の場合には、適性度判断結果格納領域４４への格納は行われない。そして、次に、マーク位置算出部３７により、上記の判断結果に基づいてＹマークＳＹＭのマーク位置が算出される（ステップＳ４２）。
【００８０】
次に、制御部３１によってマーク位置を算出する際に計測エラーが生じたか否かが判断される（ステップＳ４３）。この判断結果が「ＮＯ」である場合には、変数ｓ，ｔの値が変数ｓｂ，ｔｂにそれぞれ代入され（ステップＳ３７）、１ロット分のウエハＷのマーク計測が終了したか否かが制御部３１で判断される（ステップＳ３８）。そして、この判断結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３１に戻って他のウエハアライメントマーク（例えばθマークＳθＭ）の撮像が行われる。
【００８１】
一方、ステップＳ４３における判断結果が「ＹＥＳ」である場合には、制御部３１は、変数ｓの値が予め設定されたＮｗと等しいか否かを判断する（ステップＳ４４）。この判断結果が「ＮＯ」である場合には、変数ｓの値をインクリメントし（ステップＳ４５）、ステップＳ４０の処理に戻り、再度前述の（１）式及び（２）式を用いて、ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを変更する処理を行う（ステップＳ４１）。以上の処理を繰り返して変数ｓの値がＮｗに等しくなると、ステップＳ４４において制御部３１の判断結果が「ＹＥＳ」となり、変数ｓに値「０」が代入されて初期化される（ステップＳ４６）。
【００８２】
次に、制御部３１は変数ｔの値が予め設定されたＮｐと等しいか否かを判断する（ステップＳ４７）。この判断結果が「ＮＯ」である場合には、変数ｔの値をインクリメントし（ステップＳ４８）、以下同様にステップＳ４０〜ステップＳ４６の処理が繰り返される。以上の処理を繰り返して変数ｔの値がＮｐに等しくなると、ステップＳ２３において制御部３１の判断結果が「ＹＥＳ」となり、エラー終了する。
【００８３】
ロット先頭のウエハＷについて、エラー終了せずに全てのウエハアライメントマークの計測が終了すると、ステップＳ３８の判断結果が「ＹＥＳ」となる。尚、図８においては、サーチアライメントマークを計測する場合と、ファインアライメントマークを計測する場合とを分けて図示していないが、サーチアライメントマークの計測が終了した時点において、ＹマークＳＹＭ及びθマークＳθＭの位置検出結果に基づいてウエハローテーションθｓが算出されるとともに、アライメント顕微鏡ＡＳの倍率が高倍率に設定される。そして、この状態で上記のウエハローテーションθｓを使用して、各ファインアライメントマークがアライメント顕微鏡ＡＳの真下になる位置に、ウエハ干渉計１８の計測値をモニタしつつウエハ駆動装置２４を介してウエハステージＷＳＴが順次位置決めされて、アライメント顕微鏡ＡＳを用いて各ファインアライメントマークが撮像され、その撮像データから図８のフローチャートに従った処理が行われてマーク位置が計測される。
【００８４】
ファインアライメントマークの計測が終了すると、第１実施形態と同様に、主制御系２０は、例えば特開昭６１−４４４２９号公報及びこれに対応する米国特許第４，７８０，６１７号に開示されるような最小自乗法を用いた統計演算を行いウエハＷ上の各ショット領域の配列座標を算出する。その後、主制御系２０は、求めた各ショット領域の配列座標と予め計測したベースライン量とに基づき、ウエハＷ上の各ショット領域の露光のための走査開始位置にウエハＷを順次ステッピングさせる動作と、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとを走査方向に同期移動させつつレチクルパターンをウエハ上に転写する動作とを、繰り返して、ステップ・アンド・スキャン方式による露光動作を行う。これにより、ウエハＷに対する露光処理が終了する。
【００８５】
ウエハホルダ２５上に保持されているウエハＷに対する露光処理が終了すると、そのウエハＷがアンロードされるとともに、次のウエハＷがウエハホルダ２５上にロードされる。そして、図８に示すフローチャートに従った処理が行われてマーク位置の計測が行われる。但し、このウエハＷはロット先頭のウエハではないため、ステップＳ３２の判断結果は「ＮＯ」となり、変数ｓに変数ｓｂの値が代入されるとともに、変数ｔに変数ｔｂの値が代入される（ステップＳ４９）。そして、ステップＳ３４で前述した（１）式及び（２）式を用いて、ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを変更する処理が行われる。
【００８６】
つまり、ここでは前のウエハアライメントマークの計測時において、正常にマーク位置の計測が行われたときの幅ｗｓ及び間隔ｐｔに変更され、この幅ｗｓ及び間隔ｐｔを用いてステップＳ３５でマーク位置が算出される。この処理において計測エラーが生じなかった場合には、ステップＳ３６の判断結果が「ＮＯ」になってステップＳ３７，Ｓ３８の処理が順に行われる。一方、計測エラーが生じた場合にはステップＳ３６の判断結果が「ＮＯ」になり、ステップＳ３９〜Ｓ４８の処理が行われる。そして、ウエハＷ上に形成されたアライメントマークの計測が終了すると、ステップＳ３８の判断結果が「ＹＥＳ」となって、ロット先頭のウエハＷに対する場合と同様の露光処理が行われる。
【００８７】
以上説明したように、本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ラインパターンの幅ｗｓ及び間隔ｐｔを可変させ、可変させた幅ｗｓ及び間隔ｐｔの適性度をウエハアライメントマークの撮像データに基づいて算出し、適正度が最大のものを用いてマーク位置計測を行っている。このため、ウエハＷ上に形成されたウエハアライメントマークの形状が設計値で示される形状からずれており、又はアライメント顕微鏡ＡＳの実際の倍率が予め計測された計測値と異なっていても計測エラーを生じずにマーク位置を検出することができる。この結果として、スループットを向上させることができる。
【００８８】
また、本実施形態においては、ロット先頭のウエハＷについては、上記第１実施形態と同様に、各ウエハに形成されたウエハアライメントマーク毎にラインパターンの幅ｗｓ及び間隔ｐｔを可変させつつマーク位置の計測を行っているが、第２番目以降のウエハＷでは最初のウエハＷでマーク位置計測時に用いたパラメータ（ラインパターンの幅ｗｓ及び間隔ｐｔ）を用いてマーク位置の計測を行い、計測エラーが生じた場合にのみパラメータを可変させてマーク位置の計測を行っている。このため、スループットを更に向上させることができる。
【００８９】
尚、上述した実施形態では、ラインパターンＳＭＬ１，ＳＭＬ２，ＳＭＬ３，ＳＭＬ４の幅ｗｓ及び間隔ｐｔを可変させ、可変させた幅ｗｓ及び間隔ｐｔの適性度をウエハアライメントマークの撮像データに基づいて総当たり的に算出し、これらの中から適正度が最大のものを用いてマーク位置計測を行うようにしたが、所定の基準を満たした時点で、その基準を満たした適性度に係るパラメータ情報を用いてマーク位置計測を行うようにしても良い。具体的には、例えば第１実施形態については、図３のステップＳ１８において、当該適性度が所定の基準を満足する場合（ＹＥＳの場合）に、ステップＳ１９を実施した後、ステップＳ２０に進むのではなく、ステップＳ２５に進み、ステップＳ２５において、所定の基準を満たした当該適正度に係るパラメータ情報を用いてマーク位置を算出する。このようにすれば、総当たり的に適性度を算出するのと比較して、計算処理が簡略化され、処理の高効率化を図ることが可能である。
【００９０】
このように、総当たり的ではなく、一定レベル以上の適正度が得られたならばその適性度に係るパラメータ情報を用いるようにした場合において、ウエハアライメントマークを計測する際に、図２に示す特徴情報抽出部３８でウエハアライメントマーク近傍の特徴的な形状を示す特徴情報を抽出して、この抽出情報とマーク位置の計測が行われたときの幅ｗｓ及び間隔ｐｔとを対応付けてパラメータ情報格納領域４２に順次累積的に格納しておき、他のウエハアライメントマークを計測する際に、そのウエハアライメントマークの近傍に特徴情報で示される形状と一致若しくは類似する形状が存在する場合には、その特徴情報に対応付けられているパラメータ情報を用いてマーク位置計測を行うようにできる。具体的には、例えば第１実施形態においては、図３のステップＳ１６の（１）式及び（２）式における初期値（ｗ０，ｐ０）にその特徴情報に対応付けられている幅ｗｓ、間隔ｐｔをそれぞれ代入して処理を行うようにする。このようにすれば、図３のステップＳ１８で所定の基準を満足するパラメータ情報をより早い段階で見つけ出す確率が高くなり、処理の高効率化を図ることが可能である。
【００９１】
また、この場合において、上述のように、図３のステップＳ１６の（１）式及び（２）式における初期値（ｗ０，ｐ０）にその特徴情報に対応付けられている幅ｗｓ、間隔ｐｔをそれぞれ代入する処理を自動的に行うのではなく、その特徴情報に係るパラメータ情報若しくはオペレータの注意を喚起するための情報を表示装置２６に表示するようにして、その表示結果からオペレータが次のウエハアライメントマークを計測する際に、その値を使用するか否かを選択可能にしても良い。
【００９２】
尚、デバイスとしての半導体素子は、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいて、レチクルを製造するステップ、シリコン材料からウエハを製造するステップ、上述した実施形態の露光装置等によりレチクルのパターンをウエハに露光転写するステップ、デバイス組み立てステップ（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）、検査ステップ等を経て製造される。
【００９３】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。例えば、上述した第１実施形態では、適正度が最大のものを用いてマーク位置計測を行っていたが、統計処理等を行って適性度の分布を求め、その結果に基づいてマーク位置計測を行うようにしても良い。また、上記実施形態では、アライメント顕微鏡ＡＳを備える露光装置１００を例に挙げて説明したが、本発明はアライメント顕微鏡ＡＳと同様の検出ユニットを備える位置計測装置又は位置計測システムに適用することができる。
【００９４】
また、上記実施形態においては、露光装置としてステップ・アンド・スキャン方式の露光装置を例に挙げて説明したが、ステップ・アンド・リピート方式の露光装置に適用することも可能である。また、半導体素子や液晶表示素子の製造に用いられる露光装置だけでなく、プラズマディスプレイ、薄膜磁気ヘッド、及び撮像素子（ＣＣＤ等）の製造にも用いられる露光装置、及びレチクル、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。即ち本発明は、露光装置の露光方式や用途等に関係なく適用可能である。
【００９５】
更に、本発明は、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間を液体で満たす液浸式の露光装置にも適用可能である。例えば、特開平６−１２４８７３号公報に開示されているような露光対象の基板を保持したステージを液槽の中で移動させる液浸露光装置や、特開平１０−３０３１１４号公報に開示されているようなステージ上に所定深さの液体槽を形成し、その中に基板を保持する液浸露光装置、更には投影光学系ＰＬとウエハＷとの間を局所的に液体で満たす液浸露光装置にも本発明を適用可能である、また、本発明は、特開平１０−１６３０９９号公報、特開平１０−２１４７８３号公報、特表２０００−５０５９５８号公報等に開示されているように、ウエハ等の被処理基板を別々に載置してＸＹ方向に独立に移動可能な２つのステージを備えたツインステージ型の露光装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る露光装置の概略構成を示す図である。
【図２】主制御系の要部構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１実施形態における処理を示すフローチャートである。
【図４】サーチアライメントマークの一例を示す平面図である。
【図５】撮像データに対して所定の処理を行って抽出された信号波形の一例を示す図である。
【図６】マーク位置を求めるために用いられる一次元領域を示す図である。
【図７】マーク位置の検出方法を示す図である。
【図８】本発明の第２実施形態における処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９７】
３４…パラメータ情報変更部
３５…適性度算出部
３６…適性度判断部
３７…マーク位置算出部
４２…パラメータ情報格納領域
１００…露光装置
ＡＳ…アライメント顕微鏡
ＳＹＭ…Ｙマーク
ＳθＭ…θマーク
Ｗ…ウエハ
【図１】
2006294993.tif 000003
【図２】
2006294993.tif 000004
【図３】
2006294993.tif 000005
【図４】
2006294993.tif 000006
【図５】
2006294993.tif 000007
【図６】
2006294993.tif 000008
【図７】
2006294993.tif 000009
【図８】
2006294993.tif 000010