(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の端部に向けて光を照射する第１の投光手段と、
前記基板の面に形成されたマークに光を照射する第２の投光手段と、
前記基板を回転させる回転手段と、
前記基板に対して前記マークの形成された面側に配置された受光手段であって、前記回転手段が前記基板を回転させている間に、前記第１の投光手段から前記端部に向けて照射され前記基板の外側を通過した光及び前記第２の投光手段から照射され前記マークで反射された光を受光する受光手段と、
前記受光手段による受光結果に基づいて決定された前記端部の位置及び前記マークの位置を用いて前記基板の位置を決定する決定手段と、を有することを特徴とする位置決定装置。
【請求項２】
前記基板はステージによって移動され、前記基板の位置は、前記ステージに対する前記基板の位置であることを特徴とする請求項１に記載の位置決定装置。
【請求項３】
前記第２の投光手段は、前記基板の中心側から前記端部に向けて斜めに光を照射することを特徴とする請求項１又は２に記載の位置決定装置。
【請求項４】
前記第１の投光手段と前記第２の投光手段はそれぞれ、前記基板に対して互いに異なる面側から光を照射することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の位置決定装置。
【請求項５】
前記第２の投光手段は、前記基板の裏面に形成されたマークに対して光を照射することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の位置決定装置。
【請求項６】
前記決定手段は、前記受光結果と前記マークの見本情報とに基づいて前記基板の位置を決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置決定装置。
【請求項７】
前記決定手段は、基板の動径方向における受光結果の一部と、前記端部から前記マークまでの距離情報と、を用いて前記マークの位置を決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の位置決定装置。
【請求項８】
前記第２の投光手段は点滅光を照射することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の位置決定装置。
【請求項９】
前記受光手段は、前記マークの数に基づいて、前記回転手段による前記基板の回転方向における受光範囲を調整することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の位置決定装置。
【請求項１０】
前記第２の投光手段は、前記マークの数と前記回転手段による前記基板の回転方向の位置に基づいて投光条件を変更することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位置決定装置。
【請求項１１】
前記決定手段は、前記受光結果に対して移動平均処理を施した結果に基づいて前記基板の位置を決定することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の位置決定装置。
【請求項１２】
基板の端部に向けて光を照射するステップと、
前記基板の面に形成されたマークに光を照射するステップと、
前記基板を回転させている間に、前記端部に向けて照射され前記基板の外側の光を通過した光及び前記マークで反射された光を受光手段により受光するステップと、
前記受光手段における受光結果に基づいて決定された前記端部の位置及び前記マークの位置を用いて前記基板の位置を決定するステップと、
を含むことを特徴とする位置決定方法。
【請求項１３】
前記基板には複数のマークが形成されており、前記受光手段における受光結果と前記複数のマークの情報に基づいて前記基板の位置を決定することを特徴とする請求項１２に記載の位置決定方法。
【請求項１４】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の基板の位置決定装置と、
前記基板を保持して移動可能なステージと、
前記位置決定装置で得られた前記基板の位置に基づいて、前記ステージに対する前記基板の位置を調整する位置調整手段と、を有し、
前記位置調整手段により位置調整された基板上にパターンを形成することを特徴とするリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記位置決定装置で得られた前記基板の端部の位置に基づいて、前記基板に対して周辺露光をすることを特徴とする請求項１４に記載のリソグラフィ装置。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のリソグラフィ装置を用いて基板上にパターンを形成する工程と、
前記工程でパターンの形成された基板を処理する工程と、を有し、
処理された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、位置決定装置、位置決定方法、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
回路パターン等のパターンを基板に転写する露光装置では、所定の露光位置に基板が搬送されるようにするため、搬送前の基板の位置合わせを行う。例えば、基板に対してノッチと呼ばれるＶ字形状の切り欠きを形成し、ノッチの位置を検出することで基板の位置を求めて、所定の位置に対するずれを補正するように位置合わせをする。
【０００３】
しかし、ノッチ部へのレジストの回り込みや、ノッチが形成された基板の非対称性に起因して、露光工程や成膜工程を含む各工程においてノッチ周辺の領域で半導体素子の性能不良が起こりやすくなる。よって、歩留まりの低下を防ぐためにも、ノッチの無い基板で位置合わせをする技術が求められている。
【０００４】
特許文献１は、基板の裏面に形成されたマークを用いて基板の位置を求める機構を有する位置合わせ装置に関する。基板のエッジを検出するセンサと、裏面のマークを検出するセンサとを用いて、基板の並進方向および回転方向（周方向）の位置を求めている。
【０００５】
特許文献２も、基板の裏面に形成されたマークを用いて基板の位置を求める機構を有する位置合わせ装置に関する。基板表面に形成されたショット配列からの反射光と、基板裏面に形成されたマークからの反射光とを１つのセンサで受光することにより、基板の位置を求めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−５７９４号公報
【特許文献２】特開平９−１３９３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の位置合わせ装置は、エッジを検出するセンサと、マークを検出するセンサとが離れた位置に配置されている。そのため、２つのセンサの相対位置をあらかじめ測定する必要が生じてしまう。周囲の温度変化が大きい場合には、当該相対位置を高頻度で計測しなければならない場合もある。
【０００８】
特許文献２に記載の位置合わせ装置は、エッジを検出する手段を有していない。したがって、基板上の不要なレジストの除去を目的としてエッジに沿って端部を露光する、周辺露光等の処理を施す場合には、再度エッジ検出をする必要が生じてしまう。
【０００９】
そこで、本発明は共通の受光手段を用いてマークと基板のエッジとを検出し、基板の位置を決定することができる位置決定装置、位置決定方法、およびリソグラフィ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】
【００１０】
本発明の位置合わせ装置は、基板の端部に向けて光を照射する第１の投光手段と、前記基板の面に形成されたマークに光を照射する第２の投光手段と、前記基板を回転させる回転手段と、前記基板に対して前記マークの形成された面側に配置された受光手段であって、前記回転手段が前記基板を回転させている間に、前記第１の投光手段から前記端部に向けて照射され前記基板の外側を通過した光及び前記第２の投光手段から照射され前記マークで反射された光を受光する受光手段と、前記受光手段による受光結果に基づいて決定された前記端部の位置及び前記マークの位置を用いて前記基板の位置を決定する決定手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の位置決定装置、位置決定方法、およびリソグラフィ装置によれば、共通の受光手段を用いてマークと基板のエッジとを検出し、基板の位置を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態の位置合わせ装置の正面図。
【図２】第１実施形態の位置合わせ方法を示すフローチャート。
【図３】第１実施形態の、基板端部の受光波形を示す図。
【図４】第１実施形態のエッジの位置波形を示す図。
【図５】第１実施形態の位置合わせ装置を示す上面図。
【図６】第２実施形態の、基板端部の受光波形を示す図。
【図７】第２実施形態のエッジの位置波形を示す図。
【図８】第５実施形態の位置合わせ方法を示すフローチャート。
【図９】第５実施形態の、エッジを揃えた位置波形を示す図。
【図１０】位置検出装置を搭載したリソグラフィ装置の図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
図１は、本発明の第１実施形態の位置合わせ装置（位置決定装置）１００の正面図である。図１は、ステージ１２０上に基板１０が搬送された状態を示している。基板１０に対して処理を行う装置に搬送する前に、位置合わせ装置１００は、基板１０の位置を検出し、検出結果に基づいて基板１０の位置を所定の待機位置に位置合わせする。以下、位置合わせとは、並進方向および回転方向に関して基板１０を所定の位置に合わせることをいう。
【００１４】
ステージ１２０は、Ｚ軸方向を回転軸として基板１０を回転させる回転ステージ（回転手段）１２１と、ＸＹ平面内で基板１０を並進移動させるＸＹステージ１２２と、基板１０を支持する支持部１２３と、を有している。
【００１５】
基板１０は、オリフラやノッチなどの切り欠き部が形成されていないものを使用する。本実施形態では、基板１０は、直径３００ｍｍの基板を使用する。ただし、直径３００ｍｍ未満の基板、直径３００ｍｍ〜直径４５０ｍｍの間の基板、あるいは、直径４５０ｍｍより大きな基板であっても構わない。
【００１６】
ステージ１２０に搬送された基板１０の裏面には、エッジ１２の近傍にマーク１１が形成されている。マーク１１は、例えばレーザマーキング等により形成された凹凸構造を有するマークである。マークのパターンとして、例えば、複数の半球状の凹部を１列にあるいは２次元的に配列して成るパターン、ラインアンドスペースのパターン、あるいは矩形パターン等がある。
【００１７】
以下、基板１０の表面とは基板１０の被処理面（本実施形態では鉛直上方側の面）のことを、基板１０の裏面とは被処理面とは反対側の面（本実施形態では鉛直下方側の面）を意味するものとする。また、基板１０に対して被処理面側の鉛直方向の位置を表面側、基板１０に対して被処理面とは反対側の面の鉛直方向の位置を裏面側とする。
【００１８】
基板１０の表面側には第１の光源（第１の投光手段）１１１が、裏面側には第２の光源（第２の投光手段）１１２が配置されている。第１の光源１１１の鉛直下方であって基板１０の裏面側には、光学系１１３および受光素子（受光手段、受光センサ）１１０が配置されている。第１の光源１１１および第２の光源１１２は、互いに異なる面側から光を照射する光源であって、同じ波長の光を発するＬＥＤ光源である。受光素子１１０はＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子である。
【００１９】
受光素子１１０を、第１光源１１１と対向するように、基板１０に対して第２の光源１１２と同じ面側に設けている。すなわち、第１の光源１１１から受光素子１１０までの光路上にも、第２の光源１１２から受光素子１１０までの光路上にも、それぞれの光源から射出された光束を偏光させて光路を折り曲げるための光学素子を配置しないようにしている。このように位置合わせ装置１００に含まれる光学素子を少なく構成することで、回転ステージ１２１のまわりの省スペース化を図ることができる。
【００２０】
第１の光源１１１は鉛直下方に向けて、少なくとも基板１０とその外周側の空間との境界であるエッジ（端部）１２を含むように光を照射する。第２の光源１１２は、マーク１１に対して、暗視野照明となるように斜めに光を照射する。
【００２１】
受光素子１１０は、第１の光源１１１から光であって、エッジ１２より外周側の空間を通過した光（基板の外側を通過した光）と、第２の光源１１２が照射しマーク１１で反射された反射光（反射回折光および反射散乱光の少なくとも一方）とを、光学系１１３を介して受光する。すなわち受光素子１１０は第１の光源１１１からの光と第２の光源１１２からの光に対して、換言すれば、基板１０の外側を通過した光とマーク１１で反射された光に対して共通の受光素子である。
【００２２】
なお、第１の光源１１１は明視野照明であることが好ましい。暗視野照明ではなく明視野照明にすることで、基板１０のエッジ１２付近には角を除去するように面取り１３が施されている場合であっても、面取り１３における反射光の影響でエッジ１２の計測精度が低下することを防ぐことができる。また、第２の光源１１２は、図１に示すように、マーク１１に対して基板１０の中心側から斜めに光を照射することが好ましい。これにより、面取り１３からの反射光の影響を受けてマーク１１やエッジ１２の検出精度が低下するのを防ぐことができる。
【００２３】
制御部１３０（決定手段）は、受光素子１１０と接続されている。受光素子１１０による受光結果からマーク１１およびエッジ１２を検出し、基板１０の位置を求める。制御部１３１は第１の光源１１１と接続されており、第１の光源１１１を調光する。制御部１３２は第２の光源１１２と接続されており、第２の光源１１２を調光する。制御部１３３はステージ１２０と接続されており、回転ステージ１２１とＸＹステージ１２２の駆動を制御する。
【００２４】
制御部１３０〜１３３はそれぞれＣＰＵ（不図示）を有しており、制御部１３０〜１３３およびメモリ１３４は互いに情報のやりとりが可能とする。例えば、制御部１３０が求めた基板１０の位置ずれを補正するように、制御部１３３がステージ１２０を駆動させて、基板１０の位置合わせを行うことができる。
【００２５】
制御部１３０〜１３３によって、メモリ１３４には位置合わせ動作に必要な情報が記憶されている。例えば、制御部１３０が求めた基板１０の位置（回転方向の位置も含む）、第１の光源１１１および第２の光源１１２の光量、などが記憶される。さらに、マーク１１の検出やエッジ１２の検出に用いる信号の閾値も記憶されている。制御部１３０〜１３３およびメモリ１３４は、これらの機能が損なわれないのであれば１つの制御基板上に配置されていても、別の制御基板上に配置されていても構わない。
【００２６】
次に、図２〜図５を用いて、制御部１３０によるマーク１１の位置とエッジ１２の位置、および基板１０の位置の求め方について説明する。
【００２７】
図２は、位置合わせ装置１００を用いた基板１０の位置合わせの流れを示すフローチャートである。位置合わせ装置１００へ基板搬入前に、制御部１３１が第１の光源１１１を調光する（Ｓ３０１）。受光素子１１０で第１の光源１１１からの光の光量を計測し、光量が示す信号強度が最適値になるように第１の光源１１１の光量を調整する。なお、第１の光源１１１は遮光物となる基板１０が無い状態で調光されることが好ましい。基板搬送後に調光すると、基板１０に遮光された部分の光量確認ができない。そのため、基板１０の回転動作中に信号強度が許容値を超えるおそれがある。
【００２８】
次に、搬入ロボット（不図示）により、位置合わせ装置１００に基板１０が搬入される（Ｓ３０２）。搬入された基板１０は支持部１２３の真空吸着機構（不図示）によって支持される。基板１０が搬入された段階では位置合わせがされておらず、基板１０は所望の位置に対して並進方向および回転方向にずれている。
【００２９】
続いて、制御部１３２が第２の光源１１２を調光する（Ｓ３０３）。マーク１１からの反射光を受光する必要があるため、以前に位置合わせ時に用いた光量値が分かっている場合は、その値を用いて第２の光源１１２を調光する。
【００３０】
制御部１３３は、回転ステージ１２１を用いて基板１０を回転させる（Ｓ３０４）。回転ステージ１２１を回転させている間に、受光素子１１０は、第１の光源１１１からの光と、第２の光源１１２が照射し基板１０の裏面で反射された反射光とを受光する。第２の光源１１２がマーク１１を含むように光を照射した場合は、マーク１１からの反射光も受光する。基板１０を回転させながら受光素子１１０は第１の光源１１１と第２の光源１１２からの光を受光し、基板１０のエッジ１２の位置情報を回転方向に連続的に取得する。
【００３１】
制御部１３０は、受光信号を逐次取り込み（Ｓ３０５）、取り込んだ信号を用いて基板１０のマーク１１の位置、およびエッジ１２の位置を検出する（Ｓ３０６）。制御部１３３は、回転ステージ１２１が、位置合わせに必要な分（マークが１つの場合は３６０°）だけ基板１０を回転させたら回転動作を終了させる（Ｓ３０７）。
【００３２】
Ｓ３０６の工程について図３を用いて詳述する。図３は、受光素子１１０の視野にマーク１１が存在するときの、受光結果に対応する検出信号の波形（以下、受光波形という）１４０と、基板１０との関係を示している。横軸は基板１０の動径方向の位置Ｒを、縦軸は光量を示している。受光波形１４０は、基板１０の外周側の領域と、基板１０の内周側の一部の領域とにおいて光量が大きくなる様子を示す。基板１０の外周側の光量は第１の光源１１１からの光であって基板１０に遮光されなかった部分に対応し、内周側の一部の領域の光量はマーク１１からの反射光に対応している。
【００３３】
制御部１３０は、受光波形１４０のうち、最外周から基板１０の中心に向かって走査して初めて所定の閾値１４１を下回った位置１４２がエッジ１２の位置であると判断する。同様にして位置１４２から中心側に走査して所定の閾値１４５を上回った位置１４３〜位置１４４の中心を、マーク１１の位置と判断する。閾値１４１と閾値１４５は同一の値でも構わないが、第１の光源１１１からの光とマーク１１からの反射光と光量に差がある場合には、閾値１４１と閾値１４５とを区別することが好ましい。
【００３４】
図２において、制御部１３０はマーク１１が検出されたかどうかを判断する（Ｓ３０８）。検出できなかった（ＮＯ）と判断した場合は、Ｓ３０３の工程に戻り、第２の光源１１２の光量を再調整する。Ｓ３０８でマーク１１を検出した（ＹＥＳ）と判断した場合は、制御部１３０はこのときの第２の光源１１２の光量をメモリ１３４に記憶させる（Ｓ３０９）。得られたマーク１１の信号強度から、最適な信号強度が得られる光量を求めてメモリ１３４に記憶させても良い。
【００３５】
Ｓ３０５、Ｓ３０６の工程によって得られたマーク１１の位置とエッジ１２の位置を用いて制御部１３０は基板１０の位置を決定する。各回転角度における受光波形１４０から、制御部１３０は図４に示すエッジ１２の位置波形８０を得る。横軸は回転角度θ、縦軸は基板１０の動径方向の位置Ｒを示す。マーク信号８１は回転角θ＝θｍａｒｋで検出されている。
【００３６】
位置波形８０は式（１）で表される。
【００３７】
【数１】
0006590599.tif 000002
【００３８】
図５のように、ステージ１２０の中心１２５に対して基板１０の中心２０が偏心していたとすると、ｒはその偏心ベクトル２１（Ｘ、Ｙ）の大きさを示す。θはＳ３０４〜Ｓ３０７までの間の回転角度である。αは偏心ベクトル２１と、中心１２５と受光素子１１０を結ぶ直線と、のなす角を表す。Ｌは基板１０の半径である。θｍａｒｋは、中心１２５とマーク１１とを結ぶ直線と、中心１２５と受光素子１１０を結ぶ直線と、のなす角を表す。
【００３９】
制御部１３０は、位置波形８０を用いて、ステージ１２０に対する基板１０の水平方向の位置を決定し、θｍａｒｋを用いて回転方向の位置を決定する（Ｓ３１０）。
【００４０】
制御部１３０により決定された基板１０の位置情報を用いて、制御部１３３がステージ１２０を並進方向および回転方向に駆動し、基板１０の位置を所定の位置にする（Ｓ３１１）。あるいは、基板１０の位置情報を用いて、搬入ロボットがステージ１２０上の所定の位置に基板１０を載置しなおす。このようにして位置合わせを行うことにより、後続して行う搬送動作や処理動作時に基板１０の位置ずれに起因して処理精度が低下することを防ぐことができる。
【００４１】
最後に、位置合わせ装置１００から基板１０が搬出される（Ｓ３１２）。エッジ１２の検出も行っているので、Ｓ３１２における搬出前に、検出結果を用いて周辺露光処理を施しても良い。
【００４２】
本実施形態によれば、切り欠きの形成されていない基板１０であっても精度良く位置を決定することができる。よって、従来技術において生じていた、切り欠き周辺における研磨およびその他の加工精度の低下によるチップの歩留まりの低下を抑制することができる。
【００４３】
共通の受光素子１１０によって第１の光源１１１からの光も第２の光源１１２からの光も受光していため、同時に受光した像を用いれば、一括してマーク１１とエッジ１２を検出することができる。
【００４４】
個々の光源に対応する受光素子を配置した場合に比べて、位置合わせ装置１００への実装を低減することができ、かつ当該受光素子同士の位置合わせが必要なくなる。そのため、マーク１１やエッジ１２の検出精度の低下要因を少なくすることができ、基板１０の位置合わせを精度良くおこなうことができる。
【００４５】
［第２実施形態］
第２実施形態に係る位置合わせ装置１００は、メモリ１３４が、基板１０のエッジ１２からマーク１１までの距離情報として、エッジ１２からマーク１１までの距離あるいはそれに対応する信号幅を記憶している。それ以外の構成は、第１実施形態の位置合わせ装置１００と同様である。
【００４６】
図６は、受光素子１１０の視野にマーク１１が存在するときの受光波形１４０と、基板１０との関係を示している。ただし、基板１０の裏面に異物２０が付着していると、異物２０からの反射光も受光波形１４０に表される。また、異物２０からの反射光による信号強度が閾値１４５を超えてしまうと、制御部１３０がマーク１１からの反射光と誤認してしまうおそれがある。本実施形態は、このような場合に有効な方法である。
【００４７】
制御部１３０は、受光波形１４０を用いて基板１０のエッジ１２を検出する。メモリ１３４に記憶されている、エッジ１２からマーク１１までの距離を用いて、マーク１１の位置を特定する際の位置Ｒの検出範囲を位置８３から位置８４の間に決定する。位置８３から位置８４の間において閾値１４５を超える信号があればマーク１１があると判断してマーク１１の位置を特定する。第１実施形態と同様、簡易な構成でマーク１１とエッジ１２を検出し、基板１０の位置合わせをすることができる。
【００４８】
各回転角度においてエッジ１２からマーク１１までの距離と動径方向における受光結果の一部を用いることにより、異物２０からの反射光に起因してマーク１１の位置が誤って検出されることを防ぐことができる（図７参照）。検出範囲が狭まることにより、マーク１１の位置の検出に要する時間を短縮することができる。あるいは、狭めた検出範囲内の受光波形１４０を詳細に解析することで、マーク１１の位置の検出精度を向上することができる。
【００４９】
［第３実施形態］
基板１０を回転させながら、第１の光源１１１および第２の光源１１２を点灯させ続けた状態で受光素子１１０が撮像を行うと、回転速度によっては、マーク１１の像やエッジ１２の像のぶれが発生する。像がぶれると、受光波形１４０のうち、エッジ１２に対応する部分の波形が波打つ、あるいはマーク１１に対応するピーク波形の半値幅広くなる等してしまい、エッジ１２やマーク１１の位置の検出精度が低下してしまうおそれがある。
【００５０】
そこで、第３実施形態に係る位置合わせ装置１００は、制御部１３１が第１の光源１１１の点灯時間の間隔を、制御部１３２が第２の光源１１２の点灯時間の間隔を設定している。それ以外の構成は第１実施形態の位置合わせ装置１００と同様であり、同様の手法を用いて基板１０の位置合わせを行う。
【００５１】
すなわち、基板１０が回転している間、第１の光源１１１と第２の光源１１２は短い時間で点滅を繰り返す点滅光を照射する。これにより像のぶれが低減し、マーク１１やエッジ１２の検出精度への影響を低減することが可能となる。
【００５２】
像のぶれは特に回転方向のほうが大きいため、第２の光源１１２の点灯時間は第１の光源１１１の点灯時間よりも短いほうが好ましい。そのため、受光素子１１０に入る光量は第１の光源１１１のほうが多くなることから、第１の光源１１１は第２の光源１１２に比べて光量（輝度）の小さな光源を選択することが可能となる。
【００５３】
［第４実施形態］
第４の実施形態の位置合わせ装置１００の構成は第１の実施形態と同様である。１つの基板１０の裏面に、３つのマーク（複数のマーク）１１が、基板１０の中心２０に対して同心円上に、中心角が１２０°の間隔で形成されているとする。
【００５４】
この場合、Ｓ３０４〜Ｓ３０７の間に制御部１３０が回転させる基板１０の回転角度は１２０°で済む。１２０°回転させれば、少なくとも１つのマーク１１を検出できるからである。このように、マーク１１の数に応じて、回転方向における受光範囲を調整するこれにより、マーク１１やエッジ１２の検出に要する時間を低減することができる。
【００５５】
なお、１２０°回転させてもマーク１１が検出できない場合には、第２の光源１１２の投光条件を変更しても良い。投光条件とは例えば、光量、あるいはマーク１１に対する光の入射角度である。
【００５６】
光量を増やすことによる信号強度の増加、あるいは光の投光角度を変更することによる信号強度のＳ／Ｎ比の改善、によってマークを検出できる可能性が高くなる。なお、投光角度の変更手段として、第２の光源１１２を様々な角度に配置して点灯させる素子を切り替える方法、第２の光源１１２からの光を導光する経路を複数配置してミラーを用いて経路を切り替える方法等が挙げられる。不図示の駆動機構により第２の光源１１２移動させても良い。
【００５７】
第３の実施形態と組み合わせて適用する場合には、点灯時間も投光条件に含まれる。裏面に形成されているマーク１１の数と基板１０の回転角度（基板の回転方向の位置）に応じて、投光条件を変更すれば、短時間でマーク１１を検出できる。
【００５８】
あるいは複数のマーク１１が、２種類以上あるとする。ライン幅やスペース幅が異なれば、各々のマーク１１からの反射光を信号強度の分布から区別できる。この場合は、制御部１３０は、当該複数のマーク位置及び種類（複数のマークの情報）と受光結果に基づいて基板１０の位置を特定する。基板１０を３６０°回転させて複数のマーク１１を検出し、基板１０に形成された実際の複数のマーク１１の回転方向の位置間隔と、検出されたマーク１１の回転方向の位置間隔を比較する。計測誤差の影響を減らし、基板１０の位置の特定精度を高めることもできる。
【００５９】
［第５実施形態］
第５実施形態の位置合わせ装置１００は、メモリ１３４が、基板１０の裏面に形成される３種類の異なるマーク１１（図９に、３種類のマーク１１に対応するマーク信号８１、８５、８６を図示）の形状をテンプレート（マークの見本情報）として記憶している。それ以外の構成は、第１実施形態の位置合わせ装置１００と同様である。
【００６０】
図８は、第５実施形態の位置合わせの流れを示すフローチャートである。Ｓ４０１〜Ｓ４０５の工程は図２におけるＳ３０１〜Ｓ３０５の工程と、Ｓ４０９〜Ｓ４１３の工程は図２におけるＳ３０８〜Ｓ３１２の工程と同様であるため説明を省略し、Ｓ４０６〜Ｓ４０８の工程を中心に説明する。
【００６１】
Ｓ４０５において受光素子１１０の信号を取得しながら、制御部１３０はエッジ１２の検出のみを行う（Ｓ４０６）。回転終了（Ｓ４０７）後、制御部１３０は受光素子１１０から取得した信号を用いて、図９のようにエッジ１２の位置を揃えた２次元像を作成する。図９において横軸は回転角θを示し、縦軸は動径方向の位置Ｒを示している。
【００６２】
制御部１３０は、回転成分による歪みなくマーク信号８１、８５、８６で表される２次元像を生成する。制御部１３０は、マーク信号８１、８５、８６とメモリ１３４に記憶されている３種類の異なるマーク１１の像とのテンプレートマッチングを実施して基板１０の位置を特定することができる（Ｓ４０８）。このようにして、受光結果とマーク１１のテンプレートとに基づいて、ノッチの無い基板１０であっても、高い精度で位置合わせをすることができる（Ｓ４１１、Ｓ４１２）。
【００６３】
テンプレートマッチング法であれば、異物信号９０、９１等をマーク信号と誤認することが無い。複数種類のマークが基板１０に形成されている場合であっても、容易に各々の位置を特定することができる。さらに、第２実施形態と組み合わせて、位置８３から位置８４の間に検出範囲を狭めることも良い。これにより、検出に要する時間を短縮することが可能となる。
【００６４】
［第６実施形態］
第６実施形態は、受光素子１１０は、第１の光源１１１からの透過光とマーク１１で反射された第２の光源１１２からの反射光とを異なるタイミングで検出する実施形態である。すなわち、先に第１の光源１１１のみで光を照射して得られた像からエッジ１２を検出し、その後第２の光源１１２のみを用いて得られた像からマーク１１の位置を検出する。
【００６５】
第２の光源１１２でマーク１１を検出する際に、先に取得したエッジ１２の位置に基づいて基板１０の偏心を補正しながら回転動作をさせることで、図９と同じようなエッジ１２の位置を揃えた２次元像を取得することができる。一度取得した受光波形１４０からエッジ１２の位置を揃えた２次元像を作成する場合に比べて、信号処理の時間を短縮することができる。さらに受光素子１１０による撮像領域を絞った場合に、信号処理の時間を短縮することもできる。
【００６６】
エッジ１２を検出する場合と、マーク１１を検出する場合とで、必要となる検出精度に応じて回転ステージ１２１の回転速度を変えても良い。例えば、エッジ１２の検出時はマーク１１の検出時に比べて基板１０を高速で回転させて、受光波形１４０の取得データ数を減らしても構わない。信号処理の負荷を減らすことができる。
【００６７】
［その他の実施形態］
第１〜第５実施形態に共通する、その他の実施形態について説明する。
【００６８】
マーク１１として、ユーザにより加工されたマークではなく、標準規格によって基板１０の結晶方位を定めるために予め形成されたマークを使用することが好ましい。規格のマークとは複数の半球状の凹部が配列されて構成されているマークであって、基板１０の裏面に、凹部の配列が異なる３種類のマークが約１２０°の間隔で配置されたものである。別途にマーク１１を形成する時間を工程を省略することができる。３種類の規格マークのうち、少なくとも１種類のマークの情報とエッジ情報のみを使用も構わない。
【００６９】
なお、規格マークは、並進方向に十数μｍ、回転方向に０．１°程度の位置誤差をもって形成されているマークである。そのため、３つの規格マークの位置の計測することにより基板１０の位置（ｘ、ｙ、θ）を決定する場合よりも、前述の各実施形態のように、連続したエッジ１２の位置情報も併せて取得する場合のほうが、高い精度で基板１０の位置を求めることができる。エッジ１２の位置情報を離散的に取得する場合よりも、高い精度で基板１０の位置を求めることができる。
【００７０】
受光素子１１０は、第１の光源１１１を主に受光する領域と、第２の光源１１２を主に受光する領域とで感度が異なるものでも良い。基板１０を回転させる代わりに、第１の光源１１１及び第２の光源１１２を回転させることで、エッジ１２及びマーク１１を検出しても構わない。
【００７１】
制御部１３０は、受光波形１４０に対して移動平均処理を施した波形を用いてエッジ１２やマーク１１を検出しても良い。異物２０の信号はマーク１１の信号に比べて局所的なことが多いため、異物２０に起因するノイズ信号を低減することができる。
【００７２】
なお、移動平均処理とは、ある間隔内の平均値を計算する処理を連続して行うことをいう。例えば、受光波形１４０のそれぞれの角度θにおける信号強度を、θ＝±１°以内に含まれる信号強度の平均値に変換する処理である。
【００７３】
第１の光源１１１が裏面側から鉛直上方に向けてエッジ１２を含むように光を照射し、第１の光源１１１の鉛直上方に光学系１１３と受光素子１１０が配置されていても良い。ただし、この場合は、第２の光源１１２により照射され、マーク１１で反射された光を別の光学系（不図示）を用いて光路を折り曲げながら導光し、光学系１１３に入射させる。第１の光源１１１からの光を、別の光学系（不図示）を用いて光路を折り曲げることによってエッジ１２付近に照射しても良い。
【００７４】
第２の光源１１２の照明方法は、明視野照明でも構わない。基板１０の材質やマーク１１の形状によってマーク１１が検出しやすい照明方法を選択すると良い。マーク１１が基板１０の円周に近い場合は、暗視野照明によって中心側から斜めに光を入射させるほうが好ましい。面取り１３からの反射光が受光素子１１０に強く検出されて、エッジ１２やマーク１１の位置情報を含む光量の小さな光の検出の妨げになることを防ぐことができる。
【００７５】
前述のように、受光素子１１０は、実施形態に応じて、回転ステージ１２１が基板１０を回転させている間に、第１の光源１１１からの光および第２の光源１１２からの光の少なくとも一方を受光する。
【００７６】
第１の光源１１１と第２の光源１１２の光源波長は、同じ波長でも異なる波長でも構わない。ただし、照射する光の波長は、後続する処理に影響を及ぼさない波長である必要がある。例えば、レジスト等の感光材が塗布された基板１０を取り扱う場合は、少なくとも基板１０のレジストの塗布された面には感光材が感光しない波長（例えば、４５０〜８００ｎｍ）の光を照射する。基板１０がガラス基板のように光を透過する物質の場合は、基板に応じて信号強度が出やすい波長に変更することが好ましい。また第１の光源１１１と第２の光源１１２はＬＥＤ以外の光源でも良い。
【００７７】
［他の装置への搭載］
図１０は、第１実施形態の位置合わせ装置１００が搭載された露光装置（リソグラフィ装置）５００を＋Ｚ方向から見た図である。露光装置５００は光学系５１０を用いて、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）を照射し、露光ステージ５２０上の基板１０上に回路パターン等のパターンを形成する装置である。
【００７８】
搬送ハンド５３０は、待機位置５４０にある基板１０を位置合わせ装置１００のステージ１２０上に搬送する。位置合わせ装置１００が基板１０の待機位置を調整した後、送り込みハンド５５０が露光ステージ５２０上に基板１０を載置する。パターンの露光動作終了後は、搬送ハンド５３０が基板１０を待機位置５４０まで搬送する。
【００７９】
また、露光装置５００は位置合わせ装置１００の付近に前述とは別の光源（不図示）及び光学系（不図示）を有していても良い。回転ステージ１２１で基板１０を回転させながら、位置合わせ装置１００を用いて取得した基板１０のエッジ１２の位置情報に基づいて、基板１０の周部（最外周、あるいはその少し内側）を環状に露光する（周辺露光する）。
【００８０】
基板１０の周部に環状の凸構造を形成する際に不要となるレジストを除去することができる。これにより基板１０の被露光面に環状凸部を形成することができ、露光装置５００の外部のメッキ加工装置（不図示）において、基板１０に形成された半導体層の剥がれ防止用のめっき加工をすることが容易となる。基板１０の特に周縁部において過剰にレジストが供給されたり、所定の位置からずれてレジストが供給されることにより周縁部でレジストの供給不足となることを防ぐことができる。
【００８１】
なお、本発明のリソグラフィ装置が基板に対して投影する光（ビーム）は、ｉ線に限られない。ＫｒＦ光（波長２４８ｎｍ）やＡｒＦ光（波長１９３ｎｍ）といった遠紫外線領域の光、可視光領域の光であるｇ線（波長４３６ｎｍ）でも良い。また、リソグラフィ装置は、荷電粒子線を基板に照射してウエハ上に潜像パターンを形成する装置や、インプリント法により基板にパターンを形成する装置でも良い。
【００８２】
位置合わせ装置１００を、基板１０の位置合わせが必要なその他の処理装置に搭載することもできる。
【００８３】
［物品の製造方法］
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、リソグラフィ装置を用いて基板（ウエハやガラス板等）上にパターンを形成する工程と、パターンの形成された基板に対して加工処理を施す工程とを含む。物品とは、例えば、半導体集積回路素子、液晶表示素子、撮像素子、磁気ヘッド、ＣＤ−ＲＷ、光学素子、フォトマスク等である。加工処理とは、例えば、エッチング処理、イオン注入処理である。さらに、他の周知の処理工程（現像、酸化、成膜、蒸着、平坦化、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含んでも良い。
【符号の説明】
【００８４】
１０  基板
１１  マーク
１２  エッジ
１００  位置合わせ装置
１１０  受光素子
１１１  第１の光源
１１２  第２の光源
１２１  回転ステージ
５００  露光装置
【図１】
0006590599.tif 000003
【図２】
0006590599.tif 000004
【図３】
0006590599.tif 000005
【図４】
0006590599.tif 000006
【図５】
0006590599.tif 000007
【図６】
0006590599.tif 000008
【図７】
0006590599.tif 000009
【図８】
0006590599.tif 000010
【図９】
0006590599.tif 000011
【図１０】
0006590599.tif 000012