(57)【要約】【課題】  スループット及びマークの計測精度を向上する。【解決手段】  ステージ位置計測装置から出力される可動ステージの位置情報に基づいて、該可動ステージを位置決めしつつ、該可動ステージ上に載置される物体上に形成されたマークを検出装置により光電的に検出して光電検出信号を得るマーク位置計測装置であって、前記検出装置によって前記マークの光電検出を開始する第１タイミングＴ１とは相対的に異なる第２タイミングＬＩ１，ＬＩ２で、前記ステージ位置計測装置からの出力信号の取り込みを開始するとともに、それら各タイミングで開始した結果得られた両信号に基づいて前記マークの位置情報を求める。【選択図】  図９
2007115801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステージ位置計測装置から出力される可動ステージの位置情報に基づいて、該可動ステージを位置決めしつつ、該可動ステージ上に載置される物体上に形成されたマークを検出装置により光電的に検出して光電検出信号を得るマーク位置計測装置であって、
前記検出装置によって前記マークの光電検出を開始する第１タイミングとは相対的に異なる第２タイミングで、前記ステージ位置計測装置からの出力信号の取り込みを開始するとともに、それら各タイミングで開始した結果得られた両信号に基づいて前記マークの位置情報を求めることを特徴とするマーク位置計測装置。
【請求項２】
前記物体上には計測対象とされる前記マークが複数形成されており、
前記各マークの該物体上での位置に応じて、該マークを検出する際に使用する前記第１タイミングと前記第２タイミングとの間の相対的なずれ時間量が異なることを特徴とする請求項１に記載のマーク位置計測装置。
【請求項３】
ステージ位置計測装置から出力される可動ステージの位置情報に基づいて、該可動ステージを位置決めしつつ、該可動ステージ上に載置される物体上に形成された複数のマークを検出装置により光電的に順次検出してそれぞれの光電検出信号を得るマーク位置計測装置であって、
前記検出装置によって前記マークの光電検出を開始する第１タイミングと、前記ステージ位置計測装置からの出力信号の取り込みを開始する第２タイミングとが、前記マーク毎に異なることを特徴とするマーク位置計測装置。
【請求項４】
前記ステージ位置計測装置から出力信号を取り込む期間は、前記マークによらず共通であることを特徴とする請求項２又は３に記載のマーク位置計測装置。
【請求項５】
前記第２タイミングは、前記第１タイミングよりも早いタイミングであることを特徴とする請求項１〜４のうちの何れか一項に記載のマーク位置計測装置。
【請求項６】
前記検出装置は撮像素子を含み、
前記第１タイミングは、前記撮像素子による蓄積開始タイミングであることを特徴とする請求項１〜５のうちの何れか一項に記載のマーク位置計測装置。
【請求項７】
ステージ位置計測装置から出力される可動ステージの位置情報に基づいて、該可動ステージを位置決めしつつ、該可動ステージ上に載置される物体上に形成されたマークを検出装置により光電的に検出して光電検出信号を得るマーク位置計測方法であって、
前記検出装置によって前記マークの光電検出を開始する第１タイミングとは相対的に異なる第２タイミングで、前記ステージ位置計測装置からの出力信号の取り込みを開始し、
それら各タイミングで開始した結果得られた両信号に基づいて、前記マークの位置情報を求めることを特徴とするマーク位置計測方法。
【請求項８】
前記第２タイミングを所定の設定タイミングに設定した状態で、前記マークが検出位置に位置決めされるように前記可動ステージを移動しつつ、前記マークの光電検出を含む検出動作を予備的に複数回に渡って繰り返し行う工程と、
前記第２タイミングを前記所定の設定タイミングとは異なる設定タイミングに設定した状態で、前記可動ステージを前記マークが検出位置に位置決めされるように移動しつつ、前記マークの光電検出を含む検出動作を予備的に複数回に渡って繰り返し行う工程と、
前記各工程で得られた計測結果の再現性を比較し、該再現性が最良であった設定タイミングを前記第２タイミングとして決定する工程と、
を含み、
該決定された第２タイミングを使用して前記マークの位置情報を求めることを特徴とする請求項７に記載のマーク位置計測方法。
【請求項９】
ステージ位置計測装置から出力される可動ステージの位置情報に基づいて、該可動ステージを位置決めしつつ、該可動ステージ上に載置される物体上に形成された複数のマークを検出装置により光電的に順次検出してそれぞれの光電検出信号を得るマーク位置計測方法であって、
前記検出装置によって前記マークの光電検出を開始する第１タイミングと、前記ステージ位置計測装置からの出力信号の取り込みを開始する第２タイミングとが、前記マーク毎に異なることを特徴とするマーク位置計測方法。
【請求項１０】
前記第２タイミングを所定の設定タイミングに設定した状態で、前記複数のマークが検出位置に順次位置決めされるように前記可動ステージを移動しつつ、前記光電検出を含む前記複数のマークの検出動作を予備的に複数回に渡って繰り返し行う工程と、
前記第２タイミングを前記所定の設定タイミングとは異なる設定タイミングに設定した状態で、前記複数のマークが検出位置に順次位置決めされるように前記可動ステージを移動しつつ、前記光電検出を含む前記複数のマークの検出動作を予備的に複数回に渡って繰り返し行う工程と、
前記各工程で得られた計測結果の再現性を前記複数のマーク個別に比較して、各マーク毎に該再現性が最良であった設定タイミングを抽出し、その抽出された個々の設定タイミングを前記マーク個別の第２タイミングとして決定する工程と、
を含み、
該決定された第２タイミングをそれぞれ使用して、前記複数のマークの位置情報をそれぞれ求めることを特徴とする請求項９に記載のマーク位置計測方法。
【請求項１１】
マスクのパターンの像を物体上に露光転写する露光装置であって、
請求項１〜６の何れか一項に記載のマーク位置計測装置を備えることを特徴とする露光装置。
【請求項１２】
マスクのパターンの像を物体上に露光転写する露光方法であって、
請求項７〜１０の何れか一項に記載のマーク位置計測方法を用いて前記マークの位置を計測する計測ステップを備え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、物体に形成されたマークの位置情報を計測するマーク位置計測装置及びマーク位置計測方法、並びにマスク又はレチクルに形成されたパターンをウエハ又はガラスプレート等の物体に露光転写する露光装置及び露光方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子や液晶表示素子等の製造に用いられる露光装置は、基板に形成されたマークの位置情報を計測するためのマーク位置計測装置を備えている。このマーク位置計測装置としては、ＦＩＡ（Field Image Alignment）方式のものが知られている。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マークを照明し、その結果得られたマークの像を画像信号に変換した後、画像処理して位置検出を行うものである。計測対象の複数のマークが形成された基板は、任意の位置で位置決め可能なステージ上に載置され、該ステージの位置を高精度に計測するレーザ干渉計からの出力信号に基づいて、計測対象のマークがマーク位置計測装置の検出位置（視野内）に順次位置決めされ、各マークの位置情報が計測される。
【０００３】
各マークの検出信号（画像信号）から得られるマークの位置は、該マークの所定の基準（指標）からの位置であるため、各マークの相対的な位置関係（所定の座標系における位置関係）は、該マークの検出信号（該所定の基準からのずれ量）と、レーザ干渉計からの出力信号（ステージ座標）とから得られることになる。このため、マーク位置計測装置は、マークの検出信号をサンプリングするタイミングと一致したタイミングで、レーザ干渉計からの出力信号をサンプリングし、両信号に基づいて、マークの位置情報を求めるようにしている。
【０００４】
ところで、マーク位置計測装置の検出位置にマークを位置決めするために、ステージを移動させて目標位置に停止させた場合、停止直後においては、ステージにはその変形に伴う振動が発生する。これは、ステージや該ステージを支持する部材等の構造や剛性、その他各種の要因によるものであり、勿論、これらのステージ等は振動等が極力発生しないように設計・製造されているものの、皆無にすることは困難である。従って、マークの位置情報を高精度に計測するためには、マークが検出位置に位置決めされ、ステージが十分に静定するのを待って、即ち、ステージが停止されてその振動等が完全に収束した後に、マークの検出及びステージ座標の取り込みを行う必要がある。
【０００５】
しかしながら、各マーク毎に十分な静定を待って、マーク計測を行うとすれば、マークの計測は基板を露光する前に必ず行われる処理であるため、スループット（単位時間あたりに処理する基板の枚数）の低下を招くという問題がある。
【０００６】
一方、スループットの低下を回避する観点から、ステージの十分な静定を待つことなく、マーク位置の検出及びステージ座標の取り込みを行うとした場合には、ステージ停止時における該ステージの機械的な変形等により、レーザ干渉計によって計測されるステージ座標は、該ステージの実際の位置に対して誤差を含んだものとなる場合があるため、マーク位置の計測精度の高精度化の要請に十分に応えることができない場合があるという問題がある。
【０００７】
また、ステージの十分な静定を待つことなく、マーク位置の検出及びステージ座標の取り込みを行うとした場合には、検出対象のマーク間をステージが移動して目標位置で停止する時の振動等の具合（大きさや方向）が、基板上のマークの位置によって（つまりは検出対象のマークまでステージがステッピング移動する際の、マークへの進入方向と移動距離とに応じて）異なっているために、ステージ移動停止時に生じる振動等の状態が基板上の停止場所（マークの位置）によって互いに異なるものになる。これに影響を受けて、マークの計測再現性が悪化するという現象が生じる場合がある。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、スループットの向上及びマーク位置の計測精度の向上を両立的に達成することを目的とする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によると、ステージ位置計測装置から出力される可動ステージの位置情報に基づいて、該可動ステージを位置決めしつつ、該可動ステージ上に載置される物体上に形成されたマークを検出装置により光電的に検出して光電検出信号を得るマーク位置計測装置であって、前記検出装置によって前記マークの光電検出を開始する第１タイミングとは相対的に異なる第２タイミングで、前記ステージ位置計測装置からの出力信号の取り込みを開始するとともに、それら各タイミングで開始した結果得られた両信号に基づいて前記マークの位置情報を求めるようにしたマーク位置計測装置が提供される。
【００１０】
可動ステージの停止時において静定前にマークの光電検出を開始した場合、その時点においてステージ位置計測装置により計測されるステージの位置情報には、該ステージの静定前の微小変形等に伴う誤差が含まれており、該ステージの実際の位置から僅かにずれた位置となる。本発明では、この微小変形等に伴う誤差を、マークの光電検出を開始する第１タイミングと、ステージ位置の取り込みを開始する第２タイミングとを相対的に異ならせることによって、吸収（補正）するようにしたものであり、これらの第１タイミングと第２タイミングとのずれ時間量を適宜に設定することにより、マークの検出時点における実際のステージ位置により近い位置を取り込むことができるようになる。
【００１１】
従って、ステージの十分な静定を待つ必要がなくなるので、スループットが向上するとともに、ステージ静定前の微小変形等に伴う誤差が小さくなり、マークの計測精度を向上することが可能となる。また、第１タイミングと第２タイミングとのずれ時間量を、マークの計測再現性との関係で最適化することにより、マーク計測の再現性が向上し、計測精度を向上することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、スループット及びマーク位置の計測精度を向上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】
【００１３】
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。図１は、本発明の実施形態に係るマーク位置計測装置を備える露光装置の全体構成を示す図である。この露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式（走査露光方式）の露光装置であっても勿論よいが、ここでは、一例として、ステップ・アンド・リピート方式（一括露光方式）の露光装置について説明する。
【００１４】
なお、以下の説明においては、図１中に示された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。ＸＹＺ直交座標系は、Ｘ軸が紙面に対して垂直となる方向に設定され、Ｙ軸及びＺ軸が紙面に対して平行となるように設定されている。図中のＸＹＺ座標系は、実際には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。
【００１５】
この露光装置は、ＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）のレーザ光を射出する光源を含んで構成され、光源から射出されるレーザ光をレチクルＲに導く照明光学系１を備えている。光源から射出されたレーザ光は、照明光学系１を通過して露光光ＥＬとして投影光学系ＰＬの物体面に配置されるレチクルＲに導かれて、レチクルＲをほぼ均一な照度で照明する。レチクルＲはレチクルステージ３上に保持され、レチクルステージ３はベース４上の２次元平面内で移動及び微小回転が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６が、ベース４上の駆動装置５を介してレチクルステージ３の動作を制御する。なお、照明光学系１が射出する露光光ＥＬとしては、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）に限られず、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザ光（波長２４８ｎｍ）、Ｆ２レーザ光（波長１５７ｎｍ）、Ｘ線や電子線などの荷電粒子線等であってもよい。
【００１６】
レチクルＲを透過した光束は、投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上に導かれ、これによってレチクルＲのパターン像が投影光学系ＰＬの像面に配置されるウエハＷ上に投影される。投影光学系ＰＬは、レチクルＲのパターン像を所定の投影倍率αでウエハＷ上に投影するものであって、例えば両側テレセントリックな光学系である。投影光学系ＰＬの投影倍率αは、例えば１／４又は１／５の縮小系である。
【００１７】
ウエハＷはウエハホルダ９を介してウエハステージ１０上に載置されている。ウエハステージ１０は、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ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、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに平行な方向（Ｚ方向）にウエハＷを位置決めするＺステージ、及びウエハＷをＸ軸、Ｙ軸、又はＺ軸の周りで微小回転させるステージ等から構成されている。
【００１８】
ウエハステージ１０上面の一端には移動鏡１１が固定されており、移動鏡１１に対向するようにレーザ干渉計１２が配置されている。なお、図１では図示を簡略化しているが、移動鏡１１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より構成されている。また、レーザ干渉計１２は、Ｘ軸に沿って移動鏡１１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１１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ており、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１０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、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸ周りのウエハステージ１０の回転角が計測される。
【００１９】
レーザ干渉計１２の出力信号は、マーク位置計測部１４及び主制御系６に供給される。マーク位置計測部１４は、供給された出力信号をモニタしつつ、後述する適宜なタイミングでステージの位置情報（ステージ座標）を取り込む。主制御系６は、供給された座標をモニタしつつ駆動装置１３を介して、ウエハステージ１０の位置決め動作を制御する。なお、図１には示していないが、レチクル側にもウエハ側と全く同様の干渉計システムが設けられている。
【００２０】
図１に示す本実施形態の露光装置が備える投影光学系ＰＬには、不図示の結像特性制御装置が設けられている。この結像特性制御装置は、例えば投影光学系ＰＬを構成するレンズ群の内の所定のレンズ群の間隔を調整し、又は所定のレンズ群の間のレンズ室内における気圧を調整することにより、投影光学系ＰＬの投影倍率、歪曲収差等の光学特性の調整を行う。結像特性制御装置の動作は主制御系６により制御される。
【００２１】
投影光学系ＰＬの側方にはオフ・アクシス方式のアライメントセンサ１５が配置されている。このアライメントセンサ１５は、例えばハロゲンランプ等の広帯域波長の光を射出する光源１６を備えており、光源１６から射出された照明光がコリメータレンズ１７、ビームスプリッタ１８、ミラー１９、及び対物レンズ２０を介してウエハＷ上に形成された計測点としてのアライメントマークＡＭ上に照射される。対物レンズ２０の光軸２０ａと投影光学系ＰＬの光軸ＡＸとの間隔であるベースライン量は予め高精度に計測されている。アライメントマークＡＭからの反射光は、対物レンズ２０、ミラー１９、ビームスプリッタ１８、及び集光レンズ２１を介して指標板２２上に照射され、指標板２２上にアライメントマークＡＭの像が結像される。
【００２２】
指標板２２を透過した光は、第１リレーレンズ２３を経てビームスプリッタ２４に向かい、ビームスプリッタ２４を透過した光が、Ｘ軸用第２リレーレンズ２５Ｘにより２次元ＣＣＤよりなるＸ軸用撮像素子２６Ｘの撮像面上に集束され、ビームスプリッタ２４で反射された光が、Ｙ軸用第２リレーレンズ２５Ｙにより２次元ＣＣＤよりなるＹ軸用撮像素子２６Ｙの撮像面上に集束される。撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの撮像面上にはそれぞれアライメントマークＡＭの像及び指標板２２上の指標マークの像が重ねて結像される。撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの撮像信号は共にマーク位置計測部１４に供給される。
【００２３】
図２は、図１の指標板２２上のパターンを示す図である。図２において、中央部に３本の直線パターンよりなるアライメントマークＡＭの像ＭｘＰが結像され、この像ＭｘＰのピッチ方向であるＸＰ方向、その像ＭｘＰの長手方向であるＹＰ方向が、それぞれ図１のウエハステージ１０のステージ座標系のＸ方向及びＹ方向と共役になっている。また、マーク像ＭｘＰをＸＰ方向に挟むように２個の指標マーク３１ａ，３１ｂが形成され、マーク像ＭｘＰをＹＰ方向に挟むように２個の指標マーク３２ａ，３２ｂが形成されている。
【００２４】
なお、ウエハＷに形成される計測点としてのアライメントマークＡＭは、Ｘ方向の位置情報を計測するＸマークとＹ方向の位置情報を計測するＹマークとがあり、図２においてはアライメントセンサ１５の視野内にＸマークが配置されたときの様子を図示している。なお、アライメントマークＡＭとしては、一次元計測用マーク以外に、図３に示すような二次元計測用マークＡＭ２を用いてもよい。このような二次元計測用マークＡＭ２を用いると、１回の位置決め動作で、Ｘ及びＹ座標を同時に計測できるため便宜である。また、二次元計測用マークの構成も図３に示したものに限られず、他の構成のものであってもよい。
【００２５】
ここで、指標マーク３１ａ，３１ｂ及びマーク像ＭｘＰを囲む検出領域３３Ｘ内の像は図１のＸ軸用撮像素子２６Ｘで撮像される。一方、指標マーク３２ａ，３２ｂ及びＹ軸用のＹマーク（Ｘマークを９０°回転したパターン）の像を囲む検出領域３３Ｙ内の像は図１のＹ軸用撮像素子２６Ｙで撮像される。
【００２６】
また、撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの各画素から光電変換信号を読み取る際の走査方向はそれぞれＸＰ方向及びＹＰ方向に設定されており、撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの撮像信号を処理することにより、Ｘ軸用のマーク像ＭｘＰと指標マーク３１ａ，３１ｂとのＸＰ方向の位置ずれ量、及びＹ軸用のＹマークの像と指標マーク３２ａ，３２ｂとのＹＰ方向の位置ずれ量を求めることができる。
【００２７】
従って、図１において、マーク位置計測部１４は、ウエハＷ上のＸマークの像ＭｘＰと指標板２２上の指標マーク３１ａ，３１ｂとの位置関係とレーザ干渉計１２の計測結果より、そのＸマークのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上でのＸ座標を求め、このように計測されたＸ座標を主制御系６に供給する。同様にして、Ｙ軸用のウエハマークのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上でのＹ座標も計測されて、主制御系６に供給される。
【００２８】
なお、図示及び詳細説明は省略するが、この露光装置ＥＡは、上述したＦＩＡ(Field Image Alignment)方式のアライメントセンサ１５の他に、ＬＳＡ(Laser Step Alignment)方式、ＬＩＡ(Laser Interferometric Alignment)方式のアライメントセンサ、更にはＷＯ９８／３９６８９に開示されているような二重回折格子方式のアライメントセンサをも備えることができ、適宜に使い分けできるようになっていることが望ましい。
【００２９】
なお、ＬＳＡ方式のセンサは、レーザ光を基板に形成された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アライメントマークの位置を計測するアライメントセンサであり、ＬＩＡ方式のアライメントセンサは、基板表面に形成された回折格子状の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アライメントマークの位置情報を検出するアライメントセンサであり、二重回折格子方式のアライメントセンサは、基板表面に形成された回折格子状のアライメントマークに垂直にレーザ光を照射し、その結果生ずる±ｎ次同士の回折光を、参照格子上で再回折させた光を利用してアライメントマークの位置を検出するアライメントセンサである。
【００３０】
主制御系６は、デフォルト指定されたアライメント条件に従って、ウエハＷ上に設定されたショット領域（区画領域）の内から複数のショット領域（サンプルショット）のサンプル点（サンプルショットに付随したアライメントマークＡＭ）を、アライメントセンサ１５（場合により他のＬＳＡ又はＬＩＡ方式等のセンサ）を用いて計測し、その計測結果に基づいてＥＧＡ演算処理を行い、ウエハＷ上におけるショット領域の配列を算出する。そして、このＥＧＡ演算結果に従ってウエハステージ１０を移動させて各ショット領域を露光領域（投影光学系ＰＬの投影領域）に位置合わせしつつ露光処理を行う。
【００３１】
次に、露光対象としてのウエハＷ上に設定されるショット領域について、図４を参照して説明する。図４に示す通り、ウエハＷ上には図１に示すステージ座標系（Ｘ，Ｙ）とは異なる座標系（ｘ，ｙ）が設定されており、この座標系（ｘ，ｙ）に沿って規則的にショット領域ＥＳ１，ＥＳ２，…，ＥＳＭ（Ｍは３以上の整数）が形成されている。各ショット領域ＥＳｉ（ｉ＝１〜Ｍ）にはそれまでの工程によりそれぞれチップパターンが形成されている。また、各ショット領域ＥＳｉはｘ方向及びｙ方向に伸びる所定幅のストリートライン（スクライブライン）で区切られており、各ショット領域ＥＳｉに接するｘ方向に伸びたストリートラインの中央部にＸ軸用のウエハマークＭｘｉが形成され、各ショット領域ＥＳｉに接するｙ方向に伸びたストリートラインの中央部にＹ軸用のウエハマークＭｙｉが形成されている。
【００３２】
図４における、Ｘ軸用のウエハマークＭｘｉ及びＹ軸用のウエハマークＭｙｉは、それぞれｘ方向及びｙ方向に所定ピッチで３本の直線パターンを並べたものであり、これらのパターンはウエハＷの下地に凹部又は凸部のパターンとして形成されている。ウエハＷ上の座標系（ｘ，ｙ）でのウエハマークＭｘｉのｘ座標（設計上の座標値）、及びウエハマークＭｙｉのｙ座標（設計上の座標値）は既知であり、図１の主制御系６内の記憶部に記憶されている。
【００３３】
また、ウエハＷ上に設定された複数のショット領域ＥＳ１〜ＥＳＭの内、予め所定数のショット領域がサンプルショット（サンプル領域）として選択されている。図４に示す例では、斜線を付した８個のショット領域がサンプルショットＳＡ１〜ＳＡ８として選択されている。サンプルショットＳＡ１〜ＳＡ８の各々にはウエハマークＭｘｉ，Ｍｙｉがそれぞれ設けられている。例えば、サンプルショットＳＡ１には、ウエハマークＭｘ１，Ｍｙ１がそれぞれ設けられている。なお、ここでは、マーク位置計測装置によるマーク計測は、これらのサンプルショットＳＡ１〜ＳＡ８に付随したマークについて行われるものとする。
【００３４】
次に、マーク位置計測部１４の構成について、図５を参照して説明する。マーク位置計測部１４は、信号処理制御部５０、ファイン部５１、サーチ部５２、ＴＶモニタ５３、位置モニタ部５４、及びメモリ５５を備えて構成されている。ファインアライメントセンサとしてのアライメントセンサ１５（撮像素子２６Ｘ，２６Ｙ）はファイン部５１に接続されている。なお、ファインアライメントセンサは複数設けられる場合がある。
【００３５】
また、図１では図示を省略したが、サーチアライメントセンサ５６も設けられている。サーチアライメントセンサ５６は、アライメントセンサ１５による検出視野内に計測対象のアライメントマークを位置させるために、ウエハＷ上に形成されたサーチアライメントマークを比較的に低倍率で予めラフ計測するためのセンサであり、その構成は、低倍率に設定するための構成を除いて、アライメントセンサ１５と同様である。サーチアライメントセンサ５６は、サーチ部５２に接続されている。なお、サーチアライメントセンサも複数設けられる場合がある。
【００３６】
アライメントセンサ１５の出力は、ファイン部５１に入力される。ファイン部５１は、詳細図示は省略するが、増幅器、アナログ・ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）、画像メモリ等を含んで構成されている。増幅器は所定のゲインで撮像素子２６Ｘ，２６Ｙから出力される画像信号をそれぞれ増幅する。なお、増幅器にＡＧＣ（Automatic Gain Control：自動利得制御）回路を設け、ＡＧＣによって自動的に設定されたゲインで増幅するようにしてもよい。Ａ／Ｄ変換器は、増幅器で増幅された画像信号に対してそれぞれサンプリング処理及び量子化処理を行って画像信号をディジタル化する。画像メモリは、Ａ／Ｄ変換器でディジタル化された各画素に係る画素信号の集合としての画像情報を一時的に記憶する。
【００３７】
なお、この画像メモリに記憶された画像情報は、外付けのＴＶモニタ５３により表示されるようになっている。ファイン部５１は、データ通信用光ファイバを介して信号処理制御部５０にデータ通信可能に接続されており、信号処理制御部５０からの画像蓄積開始タイミング及び蓄積期間を含む制御信号に基づいて、アライメントセンサ１５の撮像素子２６Ｘ，２６Ｙを制御する。なお、サーチ部５１はファイン部５０とほぼ同一の構成であるので、その説明は省略する。
【００３８】
信号処理制御部５０は、主制御系６による制御の下、このマーク位置計測部１４を全体的に制御するものであり、ファイン部５０に対して、後述する所定のタイミングで画像蓄積制御信号を送るとともに、これに応じて送られるマークの画像情報に対して画像処理（信号処理）を行って、アライメントマークＡＭの位置情報を算出する。即ち、送られた画像情報（撮像素子２６Ｘ，２６Ｙの走査線の各々を走査して得られた各画素に係る画素情報の集合）を読み出し、読み出した画素情報を、計測方向（走査線の走査方向）に直交する非計測方向に積算し、一次元信号を求める。この一次元信号の全部又は一部を用いて、例えば折り返し自己相関処理、所定のテンプレートを用いたテンプレートマッチング処理又はエッジ位置計測処理（マークの輪郭を求める処理、得られた輪郭からマーク要素各々のエッジ位置を検出する処理、検出したエッジ位置からマーク中心を求める処理）等のマーク中心導出処理を行って、アライメントマークＡＭの指標マークに対する位置情報（ずれ量）を求める。
【００３９】
また、信号処理制御部５０は、レーザ干渉計１２に接続された位置モニタ部５４に所定のタイミングで、位置取込開始タイミング及び取込期間を含む制御信号（位置サンプルタイミング信号）を送り、これに応じて位置モニタ部５４から送られるレーザ干渉系１２の出力信号（ステージ座標）を受け取る。信号処理制御部５０は、算出されたアライメントマークＡＭの指標マークに対する位置と、位置モニタ部５４からのステージ座標に基づいて、アライメントマークＡＭの所定の座標系における位置情報を算出し、アライメントマークＡＭの位置計測結果として主制御部６に送る。メモリ５５には、信号処理制御部５０が制御処理を行うために必要な各種のデータ（情報）が予め記憶されているとともに、信号処理制御部５０が処理した結果等が適宜に記憶される。
【００４０】
ここで、図９を参照して、画像信号の蓄積タイミングと、干渉計データの取込タイミングについて概説しておく。図９の縦軸はウエハステージ１０の速度を示し、横軸は時間を示している。同図中に曲線で示されているのが、ウエハＷの位置決め時後半のウエハステージ１０の速度変化であり、ここでは、ウエハステージ１０は等速運動から目標位置が近づくにつれて減速され、目標位置で停止されるように制御されるが、停止の際には僅かな振動を伴った後に静定することが示されている。画像信号の蓄積タイミング（蓄積開始タイミング及び期間）は、同図中、符号Ｔ１で示されるように、スループット向上の観点からステージの静定前に設定されている。この蓄積タイミングは、この実施形態では、設計上最適なタイミングに設定されている。
【００４１】
干渉計データの取込タイミング（取込開始タイミング及び期間）は、同図中、ＬＩ１及びＬＩ２で表示されている。ＬＩ１は、干渉計データの取込開始タイミングを画像信号の蓄積開始タイミングＴ１よりも前に設定した場合を、ＬＩ２は、干渉計データの取込開始タイミングを画像信号の蓄積開始タイミングＴ１よりも後に設定した場合を示している。従来は、画像信号の蓄積開始タイミングに対して、干渉計データの取込開始タイミングが常に一致していたが、本実施形態では、後に詳述するように、これらが互いに異なる、即ち、ずれ時間を持つように設定される（但し、場合によっては一致することもある）。また、マーク毎にこのずれ時間量が最適化され、従って、通常は、マーク毎に当該ずれ時間量も異なる（但し、場合によっては一致することもある）。マーク毎に当該ずれ時間量を異ならせるのは、計測対象のマークを計測するためにウエハステージ１０を位置決めする際の移動方向及び移動距離（移動速度）は、各マーク毎に異なり、ステージ停止時（静定前）のステージの挙動が異なることにより生じる干渉計データに含まれる誤差を、各マーク毎に適宜に解消するためである。
【００４２】
次に、本発明の実施形態に係るマーク位置計測装置を備える露光装置の動作について、図６〜図８に示すフローチャートを参照して説明する。まず、メイン処理を示す図６を参照する。処理が開始されると、ウエハＷを露光装置ＥＡのウエハステージ１０上に搬入する処理が行われる（Ｓ１０）。ウエハステージ１０上へのウエハＷの搬入処理が完了すると、次に、搬入されたウエハＷがロットの先頭のウエハであるか否かが判断され（Ｓ１１）、ロット先頭ウエハであると判断された場合（Ｙの場合）には、タイミング予備計測処理が行われる（Ｓ１２）。タイミング予備計測処理の詳細は、図７に示されている。
【００４３】
図７のタイミング予備計測処理は、概説すると、干渉計データの取込タイミング（第２タイミング）を所定の設定タイミングに設定した状態で（Ｓ１２１）、ウエハＷ上のマークがアライメントセンサ１５の検出視野内に位置決めされるようにウエハステージ１０を移動しつつ（Ｓ１２２）、該マークの撮像を含む検出動作（Ｓ１２３）を予備的に複数回に渡って繰り返すとともに（Ｓ１２４）、これらの工程（Ｓ１２２，Ｓ１２３，Ｓ１２４）を所定回数繰り返し（Ｓ１２５）、さらにこれらの工程（Ｓ１２２，Ｓ１２３，Ｓ１２４，Ｓ１２５）を干渉計データの取込タイミングを前記所定のタイミングと所定量だけ異なるタイミングに順次変更設定しつつ（Ｓ１２７）、繰り返し行い（Ｓ１２６）、これらの繰り返し処理により得られた各計測結果（Ｓ１２３）の再現性を比較し、該再現性が最良であった設定タイミングを、本計測処理（図６のＳ１４，図８）で用いる干渉計データの取込タイミングとして決定する（Ｓ１２８）ようにした処理である。より詳細には、以下の通りである。
【００４４】
図７において、タイミング予備計測処理が開始されると、まず、ステージが所定の初期位置に位置決めされる（Ｓ１２０）。次いで、信号処理制御部５０は、以下に説明するような各種の情報（データ）をメモリ５５から読み出す（Ｓ１２１）。
【００４５】
まず、画像信号の蓄積開始タイミングに対する干渉計データの取込開始タイミングを読み出す。この干渉計データの取込開始タイミングとしては、ここでは、画像信号の蓄積開始タイミングと一致するタイミング、これを挟んでプラス方向に所定時間ずらした６個のタイミング、マイナス方向に所定時間ずらした６個のタイミングの合計１３個のタイミングについて予備計測を行うことが予め決められて、メモリ５５に記憶されているものとし、ここでは第１番目の取込開始タイミングとして、蓄積開始タイミングと一致するタイミング（即ち、ずれ時間量「０」）が読み込まれる。
【００４６】
なお、ここでは、予備計測を行うタイミングの数は、１３個としたが、タイミング間のずらし時間との関係で、５個、１０個、２０個、その他の数であってもよい。これらタイミング間のずらし時間としては、一例として、１０μｓｅｃとすることができる。このタイミング間のずらし時間も、２０μｓｅｃ、その他の時間であってもよい。なお、画像信号の蓄積開始タイミングに係る蓄積期間（開始から終了までの時間）、及び干渉計データの取込開始タイミングに係る取込期間（開始から終了までの時間）は、各マーク毎によらず、一定（共通）であるものとする。
【００４７】
次に、ウエハＷの計測対象である複数のサンプルショットの数、その設計位置及び計測の順番も、メモリ５５に記憶されているので、これらを読み込む。計測の順番は、ここでは、図４に示したサンプルショットＳＡ１〜ＳＡ８の８点をこの順番に計測するものとする。なお、図４に示したものでは、各サンプルショットＳＡ１〜ＳＡ８についてＸ計測用マークＭｘｉとＹ計測用マークＭｙｉの２つを計測する必要があるが、ここでは、簡単のため、マークは、例えば、図３に示したような２次元計測用マークであるものとし、１回の計測でＸ座標及びＹ座標を計測できるものとして説明する。
【００４８】
次に、同一の取込タイミングに係る同一マークの予め決められた所定の計測回数も、メモリ５５に予め記憶されているので、これを読み出す。この所定の計測回数は、一例として、ここでは、５回と設定されているものとする。但し、１０回やその他の回数であってもよい。この所定の計測回数は、後に行われる再現性の算出に用いる、各マークについての同一タイミングに係るデータ数を規定するものであり、再現性の算出の精度及びスループットの観点から適宜に設定される。
【００４９】
次いで、最初のサンプルショットＳＡ１に付随するマークがアライメントセンサ１５の視野内に位置されるように移動し（Ｓ１２２）、マーク計測（撮像素子２６Ｘ，２６Ｙによるマークの検出及びレーザ干渉計１２からの干渉計データの取り込み）を行い、計測結果（マークの位置情報）をメモリに記憶する（Ｓ１２３）。ここでは、マークの検出と干渉計データの取り込みの開始タイミングは上述した通り、一致している。次いで、ウエハＷの全てのサンプルショットＳＡ１〜ＳＡ８に付随するマークの計測が一巡したか否かが判断され（Ｓ１２４）、ここでは一巡していないので、判断結果はＮとなり、Ｓ１２２及びＳ１２３が繰り返し行われる。
【００５０】
Ｓ１２４でマーク計測が一巡したと判断された場合（Ｙの場合）には、次いで、所定の計測回数が終了したか否かが判断され（Ｓ１２５）、終了していないと判断された場合（Ｎの場合）にはＳ１２２に戻って、取込タイミングを変更することなく、各マークの計測が該所定の計測回数に達するまで、繰り返し行われる。ここでは、所定の計測回数は５回と設定されているので、五巡することになる。Ｓ１２５で所定の計測回数が終了したと判断された場合（Ｙの場合）には、次に、全てのタイミングについて計測が終了したか否かが判断され（Ｓ１２６）、全てのタイミングについて計測が終了していないと判断された場合（Ｎの場合）には、取込タイミングが変更された後（Ｓ１２７）、Ｓ１２２に戻って、マーク計測が繰り返される。これにより、干渉計データの取込タイミングを、上述した通り、ずれ時間量「０」を中心として、プラス方向及びマイナス方向に「１０μｓｅｃ」ずつ順次ずらしたずれ時間量に設定して、Ｓ１２２〜Ｓ１２５がそれぞれ実行されることになる。
【００５１】
Ｓ１２６で全てのタイミングについて計測が終了したと判断された場合（Ｙの場合）には、マーク毎の、各タイミングについての複数の計測結果を用いて再現性を算出して互いに比較し、該再現性が最良であるタイミングを、本計測処理（図６のＳ１４、図８）で用いる干渉計データの取込タイミングとして決定する（Ｓ１２８）。更に具体的には、まず、上記の工程を実行した結果、Ｓ１２３で計測されたマークの位置情報がメモリ５５に記憶されているので、全ての位置情報を読み出す。これらの位置情報は、各サンプルショットＳＡ１〜ＳＡ８に付随するマークの一つ（例えば、ＳＡ１）に着目した場合、１３個のタイミング（−６０μｓｅｃから＋６０μｓｅｃの間で１０μｓｅｃ間隔）について、それぞれ５個のデータが採取されたことになる。次いで、各タイミングのぞれぞれについて、５個の位置情報を用いて再現性が算出される。
【００５２】
図１０は、各タイミングと再現性との関係を示す図である。同図において、横軸はタイミング（時間）を示しており、中央の「０」が蓄積開始タイミングと一致するタイミング、即ち、ずれ時間量「０」を示し、これを中心として、−６０μｓｅｃから＋６０μｓｅｃの間で１０μｓｅｃ間隔で合計１３個のタイミング（目盛り）が表示されている。また、縦軸は再現性を示しており、同図中の曲線は、各タイミングについて、ここでは５個の計測結果を用いて算出された標準偏差（ここでは、３σとする）を、それぞれをプロットした後に滑らかに結んて表示したものである。
【００５３】
なお、同図は実際の計測結果に基づくグラフではないが、再現性は同図に示すように、ピーク（極小値）を持って分布するので、当該ピークに係るタイミングを最適タイミングとして決定する。同図では、実線で示す曲線について「−１０μｓｅｃ」において、極小値となっているので、この「−１０μｓｅｃ」を最適タイミングとして決定する。また、他のマークについての再現性の算出結果が、同図中に点線の曲線で表示されており、この場合には、最適タイミングは「＋２０μｓｅｃ」と決定されることになる。なお、場合によっては、ずれ時間量「０」のタイミングが最適タイミングとなることもあり得る。
【００５４】
Ｓ１２８で最適タイミングの決定が済んだならば、決定された最適タイミングを、メモリ５５に書き込み（Ｓ１２９）、タイミング予備計測処理を終了して、図６のＳ１３に進む。図６のＳ１３では、図７のＳ１２９で書き込まれた最適タイミングを読み出して、本計測・露光処理（Ｓ１４）を行う。本計測・露光処理の詳細は、図８に示されている。図８において、まず、ステージが所定の初期位置に一旦位置決めされた後、サンプルショットＳＡ１に付随するマークがアライメントセンサ１５の視野内に位置されるように移動し（Ｓ１４０）、マーク計測（撮像素子によるマークの検出及びレーザ干渉計からの干渉計データの取り込み）を行う（Ｓ１４１）。このときの干渉計データの取込タイミングとしては、サンプルショットＳＡ１について図７のＳ１２８で決定された、当該計測対象のマークについての最適タイミングが用いられる。
【００５５】
次いで、ウエハＷ内の全てサンプルショット（ＳＡ２〜ＳＡ８）に係るマークの計測を終了したか否かが判断され（Ｓ１４２）、終了していないと判断された場合（Ｎの場合）にはＳ１４０に戻って、他のマークについて計測が行われ、終了したと判断された場合（Ｙの場合）には、Ｓ１４１で計測された各マークの計測情報に基づいて、ＥＧＡ演算を行い、ウエハ全体のローテーション、直交度、Ｘ，Ｙ方向のスケーリング（倍率誤差）、Ｘ，Ｙ方向のオフセットで代表される線形誤差等を算出して配列座標系を求め、この算出結果に基づきウエハＷ上のショット領域の配列座標を算出する（Ｓ１４３）。ＥＧＡ演算処理の後、算出された配列座標に従ってウエハステージ１０を順次移動させて、ウエハＷ上の各ショット領域ＥＳ１〜ＥＳＭを正確にレチクルパターンの投影位置に重ね合わせつつ、露光処理を行う（Ｓ１４４）。露光処理が終了したならば、ウエハＷをウエハステージ１０から搬出して（Ｓ１４５）、この本計測・露光処理を終了する。
【００５６】
本計測・露光処理が終了したならば、図６のＳ１５に進み、ロット内の全てのウエハＷについての露光処理が終了したか否かが判断され、終了したと判断された場合（Ｙの場合）には、一連の処理を終了する。Ｓ１５において、終了していないと判断された場合（Ｎの場合）には、Ｓ１０に戻って、次のウエハＷを搬入し、当該ウエハＷはロット先頭のウエハではないため、Ｓ１１の判断結果がＮとなり、Ｓ１２のタイミング予備計測処理をスキップして、Ｓ１３に進み、前回と同じタイミングを読み出した後、Ｓ１４の本計測・露光処理に進み、以後同様の処理が繰り返し実施される。
【００５７】
上述した実施形態では、タイミング予備計測処理（Ｓ１２）で、ウエハＷ上の計測すべき複数のマーク（アライメントマークＳＡ１〜ＳＡ８）を、当該マークの計測順路に従って、所定回数（５巡）繰り返し計測し、さらに、互いに干渉計データの取込開始タイミングを、画像信号の蓄積開始タイミングを中心として前後に所定量だけずらした複数のタイミングのそれぞれについて、同様にマーク計測を行い、得られた複数の位置計測結果に基づいて各マーク毎に複数のタイミングについての再現性を算出し、該再現性が最も良好なタイミングを当該マークの最適タイミングとして決定し、各マークについての最適タイミングを干渉計データの取込開始タイミングとして、前記計測順路に従ってマークの本計測処理（Ｓ１４）を行うようにしている。
【００５８】
再現性が最も良好であるということは、静定前のステージは振動しているため不安定ではあるけれども、不安定ながらもその中では安定性が高いタイミングであるといえ、観念的には、ステージがその振動の中心にある状態、即ちステージが静定した状態と近い状態にあるものと推測され、各マークについての当該干渉計データ内に含まれるステージの変形等に伴う誤差は、小さくなっているものと考えられる。従って、このような再現性との関係で、各マークについて、画像信号の蓄積開始タイミングと干渉計データの取込開始タイミングとを適宜にずらして、マークの計測処理を行うことにより、マーク計測の再現性が向上するとともに、ステージ停止時（静定前）に計測を行うことによる該ステージの振動等に伴う誤差を小さくすることが可能であり、スループットを低下させることなく、マークの位置情報の計測精度を向上することができる。
【００５９】
なお、図６〜図８のフローチャートを参照した上述の説明では省略したが、タイミング予備計測処理（Ｓ１２）及び本計測・露光処理（Ｓ１４）の前に、サーチアライメントが行われる。サーチアライメントは、その後に高倍率で行われるファイン計測（Ｓ１４１及びＳ１２３で行われるマーク計測処理）において、アライメントマーク（ファインアライメントマーク）がアライメントセンサ１５の撮像視野内に入るように行われる大まかなアライメントであり、低倍率に設定されたサーチアライメントセンサ５６を用いて、又はアライメントセンサ１５の倍率を低倍率に設定して、ウエハＷ上のサーチアライメントマークを計測することにより行われる。
【００６０】
また、図６〜図８のフローチャートを参照した上述の説明では、ロットの先頭のウエハＷについて、タイミング予備計測処理を行うようにし、当該ロットの他のウエハＷについては、先頭ウエハについて求めた最適タイミングを干渉計データの取込開始タイミングとして用いたが、必要に応じてロットの途中のウエハについて、タイミング予備計測処理を実施するようにしてもよい。また、異なるロットであっても同一プロセスに係るロットである場合には、同一プロセスに係る先頭ロットの先頭ウエハについて、タイミング予備計測処理を実施し、当該同一プロセスに係るロット内の他のウエハＷについては、当該先頭ロットの先頭ウエハについて求めた最適タイミングを干渉計データの取込開始タイミングとして用いるようにしてもよい。
【００６１】
さらに、図６〜図８のフローチャートを参照した上述の説明では、タイミング予備計測処理で用いるタイミングのずれ時間量を、画像信号の蓄積開始タイミングを中心として、プラス方向及びマイナス方向に所定個を設定したが、マイナス方向（時間的に早い方向。図９においてＬＩ１側）又はプラス方向（時間的に遅い方向。図９においてＬＩ２側）にのみ設定するようにしてもよい。但し、プラス方向にのみ設定した場合には、干渉計データの取り込みが終了してからでないと、ステージが次のマークの計測のための移動を開始することができないため、マイナス方向にのみ設定した場合の方が、画像信号の蓄積終了と同時にステージの移動を開始できるため、スループット的に僅かではあるが有利であると考えられる。
【００６２】
加えて、図６〜図８のフローチャートを参照した上述の説明では、画像信号の蓄積開始タイミングを設計上適宜なタイミングに設定して（即ち、固定して）、これに対して干渉計データの取込開始タイミングをずらすようにしたが、これらは逆でもかまわない。即ち、干渉計データの取込開始タイミングを固定して、これに対して画像信号の蓄積開始タイミングをずらすようにしてもよい。また、これらは、相対的にずれていればよく、双方をずらすようにしてもよい。
【００６３】
また、図６〜図８のフローチャートを参照した上述の説明におけるタイミング予備計測処理では、マークの計測は、アライメントマークＳＡ１〜ＳＡ８をこの順に行うものとして説明したが、計測順路は本計測処理で行われる計測順路と一致していればよく、他の順路であってもよい。
【００６４】
なお、アライメントマークとしての適正（マークつぶれ等の有無）を予め計測して、不適正なマークを事前にリジェクト（除外）して、マークの計測が行われる場合があるが、この場合には、リジェクトされたマークについては計測は行わないが、当該マークを計測するための位置にステージを一旦移動して、次のマークへの位置決め動作を行う必要がある。リジェクトマークをとばして、該リジェクトマークの手前のマークから該リジェクトマークの次のマークに直接移動させると、タイミング予備計測処理で計測した移動経路と異なることになり、当該次のマークを正確に計測することができない場合があるからである。但し、各マークのうち何れかがリジェクトされたと仮定した場合の経路についてもタイミング予備計測処理を行っておき、このような場合に柔軟に対応できるようにしてもよい。このようなリジェクトが行われた場合あるいは必要に応じて、アライメントマークとして予め決められた他のマークを追加する場合があるが、この場合にも、当該マークを追加したと仮定した場合の経路についてもタイミング予備計測処理を行っておき、このような場合に柔軟に対応できるようにしてもよい。
【００６５】
本実施形態によると、上述したように、ウエハＷ上に形成されたマークを、スループットを低下させることなく、高精度に計測することができるので、ウエハＷに対する露光処理のスループットを向上することができ、生産性を大幅に向上することができるとともに、アライメント精度、ひいては露光精度を向上することができ、高性能、高品質、高信頼なマイクロデバイス等を製造することができるようになる。
【００６６】
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、上記実施形態においては、ＦＩＡ方式のアライメントセンサ１５を用いた場合について説明したが、これに限られず、ＬＳＡ方式のアライメントセンサやＬＩＡ方式のアライメントセンサ等で計測する場合についても本発明を適用することができる。
【００６７】
また、上記実施形態においては、ウエハＷ上に形成されたマークの位置情報を検出する場合を例に挙げて説明したが、マスク又はレチクル上に形成されたマーク、ガラスプレート等に形成されたマークの位置情報を計測する場合にも本発明を適用することができる。なお、マスクの位置情報を計測するマスク位置計測装置としては、例えばＶＲＡ（Visual Reticle Alignment）方式のものがある。ＶＲＡ方式は、ウエハがステージ上に搬送される前に、露光光をマスク上に形成されたマークに照射して得られる光学像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）等の撮像素子で画像信号に変換し、この画像信号の画像処理を行ってマークの位置情報を検出するものである。
【００６８】
さらに、本発明は、ステップ・アンド・リピート方式の縮小投影型露光装置以外にステップ・アンド・スキャン方式の露光装置、ミラープロジェクション方式、プロキシミティ方式、コンタクト方式等の露光装置に適用することが可能である。また、半導体素子、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、撮像素子（ＣＣＤなど）、マイクロマシン、及びＤＮＡチップ等の製造にも用いられる露光装置、並びに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。
【００６９】
また、本発明は、上述した実施形態で説明したような露光装置に適用した場合に、特に好適ではあるが、ステージを移動しつつ物体上に形成されたマークを計測する、あらゆる装置に適用可能である。
【００７０】
なお、前述した本発明の実施形態に係る露光装置（図１）は、スループットを向上しつつ高い露光精度で露光が可能となるように、照明光学系１、レチクルステージ３、ベース４、及び駆動装置５を含むアライメントセンサ、ウエハホルダ９、ウエハステージ１０、移動鏡１１、及びレーザ干渉計１２を含むウエハアライメントセンサ、投影光学系ＰＬ等の図１に示された各要素が電気的、機械的、又は光学的に連結して組み上げられた後、総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより製造される。なお、露光装置の製造は、温度及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。
【００７１】
本発明の実施形態に係る露光装置を使用したデバイスの製造は、まず、設計ステップにおいて、デバイスの機能設計（例えば、半導体デバイスの回路設計等）を行い、その機能を実現するためのパターン設計を行う。引き続き、マスク製作ステップにおいて、設計した回路パターンを形成したマスクを製作する。一方、ウエハ製造ステップにおいて、シリコン等の材料を用いてウエハを製造する。
【００７２】
次に、ウエハプロセスステップにおいて、上記ステップで用意したマスクとウエハを使用して、リソグラフィ技術によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、組立ステップにおいて、処理されたウエハを用いてチップ化する。この組立ステップには、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程が含まれる。最後に、検査ステップにおいて、作製されたデバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こうした工程を経た後にデバイスが完成し、これが出荷される。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施形態に係るマーク位置計測装置を備える露光装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態の計測対象マーク（１次元計測用マーク）と指標マークとの関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態の計測対象マーク（２次元計測用マーク）と指標マークとの関係を示す図である。
【図４】本発明の実施形態のウエハの上面図である
【図５】本発明の実施形態のマーク位置計測部の概略構成を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態のメイン処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の実施形態のタイミング予備計測処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の実施形態のマーク計測・露光処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の実施形態の画像信号の蓄積タイミングと干渉計データの取込タイミングとの関係を説明するための図である。
【図１０】本発明の実施形態の干渉計データの取込開始タイミングと再現性との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
ＥＡ…露光装置、ＥＬ…露光光、Ｗ…ウエハ、Ｒ…レチクル、ＳＡ１〜ＳＡ８…サンプルショット、ＡＭ，Ｍｘｉ，Ｍｙｉ…アライメントマーク、６…主制御系、１１…移動鏡、１２…レーザ干渉計、１４…マーク位置計測部、１５…アライメントセンサ、２６Ｘ，２６Ｙ…撮像素子、５０…信号処理制御部、５１…ファイン部、５４…位置モニタ部、５５…メモリ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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