JP5507875B2 - 露光装置、露光方法およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

原版のパターンを基板の複数のショット領域に順に転写する露光装置、露光方法およびデバイス製造方法に関する。

半導体デバイス等のデバイスは、フォトリソグラフィー工程を経て製造されうる。フォトリソグラフィー工程は、原版（マスクまたはレチクルとも呼ばれる）のパターンを感光材が塗布された基板（例えば、ウエハ）に転写する露光工程と、該基板を現像する工程とを含む。露光工程では、露光装置において、原版のパターンが基板の複数のショット領域に順に転写される。原版のパターンと基板の各ショット領域とを位置合わせするために基板上のマークの位置が検出される。基板上のマークの位置は、一般的には、基板を静止させた状態でなされうる。

特開２０００−２７５０１０号公報

本発明は、基板上のマークの位置をより短い時間で検出し、基板へのパターンの転写のために要する時間を削減することを目的とする。

本発明の１つの側面は、原版のパターンを基板の複数のショット領域に順に転写する露光装置に係り、各ショット領域は、チップ領域とそれを取り囲むスクライブライン領域とを含み、前記露光装置は、走査方向に駆動されている基板における隣接する第１スクライブライン領域、第２スクライブライン領域を同時に観察し、前記第１スクライブライン領域、前記第２スクライブライン領域にそれぞれ配置されている第１マーク、第２マークからの光を検出する検出器と、前記検出器から出力される検出信号を処理して前記第１マーク、前記第２マークの位置を決定する処理部とを備え、前記基板は、前記第１マークおよび前記第２マークの位置に基づいて位置決めされ、露光される。

本発明は、基板上のマークの位置をより短い時間で検出し、基板へのパターンの転写のために要する時間を削減することができる。

図１２の一部を拡大した図。 本発明の一実施形態の露光装置の構成を例示する図。 図１の一部を拡大した図。 アライメントマークの大きさを説明する図。 アライメントマークを例示する図。 アライメントマークを例示する図。 アライメントマークを例示する図。 アライメントマークを例示する図。 アライメントマークを例示する図。 ウエハアライメント検出器から出力される信号とそれから分離された信号を例示する図。 アライメントマークを例示する図。 走査計測における走査の経路を例示する図。 走査計測法による計測手順を例示する図。

［第１実施形態］
図２を参照しながら本発明の一実施形態の露光装置ＥＸについて説明する。この実施形態では、露光装置ＥＸは、計測ステーション１および露光ステーション２を備えている。露光ステーション２では、レチクル（原版）のパターンが基板の複数のショット領域に順に転写される。露光ステーション２は、レチクル３を保持するレチクルステージ４と、ウエハ（基板）５（５ａ、５ｂ）を保持し、計測ステーション１と露光ステーション２との間で移動可能な２つのウエハステージ６（６ａ、６ｂ）と、ウエハステージ６を支持する天板７とを含む。露光ステーション２はまた、レチクルステージ４によって保持されたレチクル３を露光光で照明する照明光学系８と、レチクル３のパターンをウエハステージ６によって保持されたウエハ５ａに投影して該パターンをウエハ５ａに転写する投影光学系９とを含む。なお、ウエハステージ６の個数は、１つであってもよいし、３以上であってもよい。露光装置ＥＸの動作は、制御部ＣＮＴによって制御される。

ここでは、露光装置ＥＸは、レチクル３とウエハ５とを走査方向に互いに同期して移動させながらレチクル３のパターンをウエハ５に転写するスキャナとして構成されているものとして説明する。しかしながら、これはより具体的な例を提供することを目的とするものであり、本発明の露光装置は、例えば、ステッパとして構成されてもよい。以下の説明において、投影光学系９の光軸に平行な方向をＺ軸方向、Ｚ軸方向に垂直な平面内でレチクル３とウエハ５との同期移動方向（走査方向）をＹ軸方向、Ｚ軸方向およびＹ軸方向に垂直な方向（非走査方向）をＸ軸方向とする。また、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸まわり方向をそれぞれ、θＸ、θＹ、およびθＺ方向とする。

レチクル３上の照明領域は、照明光学系８により均一な照度分布の露光光で照明される。露光光を発生する光源としては、例えば、水銀ランプ、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ２レーザ、極端紫外光（Ｅｘｔｒｅｍｅ Ｕｌｔｒａ Ｖｉｏｌｅｔ：ＥＵＶ光）光源を使用することができる。

レチクルステージ４は、例えば、投影光学系９の光軸に垂直な平面内、すなわちＸＹ平面内での２次元移動と、θＺ方向における微小回転とが可能である。レチクルステージ４は、例えば、リニアモータ等のレチクルステージ駆動機構（不図示）により駆動される。レチクルステージ駆動機構は、制御部ＣＮＴにより制御される。レチクルステージ４にはミラーが設けられている。また、ミラーに対向する位置には不図示のレーザ干渉計が設けられている。レチクルステージ４によって保持されたレチクル３のＸＹ平面内での２次元方向の位置、および回転角θＺは、レーザ干渉計によりリアルタイムで計測され、その計測結果は制御部ＣＮＴに提供される。制御部ＣＮＴは、レーザ干渉計の計測結果に基づいてレチクルステージ駆動機構を制御し、これによってレチクルステージ４に保持されているレチクル３が位置決めされる。

投影光学系９は、レチクル３のパターンを投影倍率βでウエハ５に投影する。投影光学系９は、複数の光学素子で構成されていて、これらの光学素子は、鏡筒によって支持されている。投影光学系９の投影倍率βは、例えば、１／４または１／５とされうる。

各ウエハステージ６は、例えば、ウエハ５を保持するウエハチャックを含む。ウエハステージ６は、リニアモータ等のウエハステージ駆動機構（不図示）により駆動される。ウエハステージ駆動機構は、制御部ＣＮＴにより制御される。ウエハステージ６にはウエハステージ６とともに移動するミラーが設けられている。また、ミラーに対向する位置には不図示のレーザ干渉計が設けられている。ウエハステージ６のＸＹ方向の位置、およびθＺはレーザ干渉計によりリアルタイムで計測され、その計測結果は制御部ＣＮＴに提供される。また、ウエハステージ６のＺ方向の位置、およびθＸ、θＹについてはレーザ干渉計によりリアルタイムで計測され、計測結果は制御部ＣＮＴに提供される。レーザ干渉計の計測結果に基づいてウエハステージ駆動装機構によってウエハステージ６を駆動することでウエハ５のＸＹＺ方向における位置を調整し、ウエハステージ６によって保持されているウエハ５の位置決めを行う。

レチクルステージ４の近傍には、レチクルステージ４上に配置されているレチクル基準マーク１０と投影光学系９とを通してウエハステージ６上のステージ基準マーク１１（１１ａ、１１ｂ）を検出する不図示のレチクルアライメント検出系が設けられている。このレチクルアライメント検出系を用いてレチクル基準マーク１０に対しステージ基準マーク１１の位置合わせを行う。

計測ステーション１は、ウエハ５の表面の位置情報（Ｚ軸方向における位置情報および傾斜情報）を検出するフォーカス検出器１２を備えている。計測ステーション１はまた、ウエハ５とステージ基準マーク１１の位置を検出するアライメント検出器であるウエハアライメント検出器（以下、アライメント検出器）１３を備えている。フォーカス検出器１２は、検出光をウエハ５の表面に投射する投射系とそのウエハ５からの反射光を受光する受光系とを含み、フォーカス検出器１２の検出結果（計測値）は、制御部ＣＮＴに提供される。制御部ＣＮＴは、フォーカス検出器１２の検出結果に基づいてウエハ５のＺ軸方向における位置（フォーカス位置）および傾斜角を調整する。また、アライメント検出器１３によるウエハ５とステージ基準マーク１１の位置検出の結果（計測値）は、レーザ干渉計により規定される座標内で、アライメント位置情報として、制御部ＣＮＴに提供される。

ステージ基準マーク１１は、ウエハ５の表面とほぼ同じ高さに設置されており、レチクルアライメント検出系とアライメント検出器１３とによって位置が検出される。ステージ基準マーク１１は、表面が平坦な部分を含み、当該部分は、フォーカス検出器１２の基準面として使用される。ステージ基準マーク１１は、ウエハステージ６の複数のコーナーに配置されていてもよい。ウエハ５は、複数のショット領域を含み、各ショット領域は、チップ領域とそれを取り囲むスクライブライン領域とを含む。スクライブライン領域には、ウエハアライメントマーク（以下、単にマークともいう）が配置されている。マークとチップ領域（或いは、ショット領域）との位置関係は既知である。

ウエハステージを２つ搭載した露光装置では、例えば露光ステーション２におけるウエハステージ６上の第１のウエハ５の露光処理中に、計測ステーション１におけるウエハステージ６上の第２のウエハ５の交換および計測処理を行うことができる。それぞれの作業が終了すると、露光ステーション２のウエハステージ６が計測ステーション１に移動し、それと並行して計測ステーション１のウエハステージ６が露光ステーション２に移動し、第２のウエハ５に対して露光処理が行われる。

次に、露光装置ＥＸにおける露光方法を説明する。計測ステーション１へのウエハ５の搬入後、ステージ基準マーク１１をアライメント検出器１３で検出する。このために、制御部ＣＮＴは、アライメント検出器１３の光軸がステージ基準マーク１１上にあるようにレーザ干渉計の出力をモニタしつつウエハステージ６を移動させる。これにより、レーザ干渉計によって規定される座標系内で、アライメント検出器１３によってステージ基準マーク１１の位置情報が検出される。また、計測ステーション１において、フォーカス検出器１２によってステージ基準マーク１１の表面の位置情報が検出される。

次に、ウエハ５の各ショット領域の位置が検出される。具体的には、制御部ＣＮＴは、アライメント検出器１３によって隣接する２つのスクライブ領域（第１スクライブライン領域、第２スクライブライン領域）が同時に観察されるようにレーザ干渉計の出力をモニタしつつウエハステージ６を移動させる。その移動の途中で、アライメント検出器１３は、ウエハ５の隣接する２つのスクライブ領域（第１スクライブライン領域、第２スクライブライン領域）に配置されているウエハアライメントマークの位置を検出する。ここで、隣接する２つのスクライブラインとは、隣接するチップ領域の間において隣接している２つのスクライブラインを意味する。以上のような動作が計測対象のマークの全てが計測されるように繰り返えされることにより、レーザ干渉計により規定される座標系内での各マークの位置が検出される。ウエハアライメント計測については詳細を後述する。アライメント検出器１３によるステージ基準マーク１１と、各ウエハアライメントマークの検出結果より、ステージ基準マーク１１と各ウエハアライメントマークとの位置関係が求められる。各ウエハアライメントマークと各ショット領域との位置関係はそれぞれ既知であるので、ＸＹ平面内でのステージ基準マーク１１とウエハ５上の各ショット領域との位置関係もそれぞれ決定されたことになる。

次にフォーカス検出器１２により、ウエハ５上の全てのショット領域についてその表面の位置情報が検出される。その検出結果は、レーザ干渉計により規定される座標系におけるＸＹ方向の位置と対応させて、制御部ＣＮＴに記憶される。フォーカス検出器１２によるステージ基準マーク１１表面の位置情報とウエハ５上の各ショット領域表面の位置情報の検出により、ステージ基準マーク１１表面とウエハ５上の各ショット領域表面との位置関係が決定されたことになる。

次に、計測ステーション１におけるウエハ５の計測処理の結果を使って、露光ステーション２において当該ウエハ５が露光される。制御部ＣＮＴは、レチクルアライメント検出器を用いてステージ基準マーク１１を検出できるようにウエハステージ６を移動させる。

次に、レチクルアライメント検出器により、レチクル基準マーク１０と投影光学系９を通してステージ基準マーク１１が検出される。すなわち、レチクル基準マーク１０とステージ基準マーク１１とのＸＹ方向およびＺ方向の関係が投影光学系９を通して検出される。これは、投影光学系９を通して、投影光学系９がウエハ５上に形成されるレチクルパターンの像の位置が検出されたことを意味する。

次に、制御部ＣＮＴは、ウエハ５上の複数のショット領域が順に露光するために、ウエハステージ６を移動させる。そして、制御部ＣＮＴは、計測ステーション１において得られた計測結果を使って、ウエハ５上の各ショット領域が走査露光されるように露光ステーション２およびウエハステージ６を制御する。露光中は計測ステーション１で得たウエハステージ基準マーク１１と各ショット領域との位置関係および露光ステーション２で得たステージ基準マーク１１とレチクルパターン像の位置関係に基づき、ウエハ５上の各ショット領域とレチクル３とが位置合わせされる。

また、走査露光中は、ウエハ５表面と投影光学系９によって投影されるレチクルパターン像面との位置関係とが調整される。その調整は、計測ステーション１で求めたステージ基準マーク１１表面とウエハ５表面との位置関係および露光ステーション２で求めたステージ基準マーク１１表面と投影光学系９が形成するレチクルパターン像面との位置関係に基づいて行われる。

次に、ウエハアライメント計測について詳細に説明する。この実施形態では、アライメント検出器（検出器）１３は、計測用の走査方向にウエハ（基板）が駆動されている状態で該ウエハの隣接する２つのスクライブライン領域を同時に観察する。そして、アライメント検出器１３は、該隣接する２つのスクライブライン領域にそれぞれ配置されているマークからの光を検出して検出信号を制御部（処理部）ＣＮＴに提供する。制御部ＣＮＴは、アライメント検出器１３から提供される検出信号を処理してマークの位置を決定する処理部を含む。このように、この実施形態では、ウエハが移動している状態で該ウエハのマークからの光を検出し、その検出信号に基づいて該マークの位置を検出する（これを走査計測法とよぶ）。走査計測法によれば、ウエハを静止させた状態でマークの位置を検出する装置に比べて、マークの位置の検出に要する時間を短縮することができる。

図１２には、走査計測法における走査が例示されている。ウエハ５には複数のショット領域が配列されている。図１は、図１２の一部を拡大した図である。図３は、図１を更に拡大した図である。図１には、ショット領域１０１（１０１ａ）〜１０１ｄの配置が例示されている。各ショット領域１０１は、チップ領域１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）とそれを取り囲むスクライブライン領域１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）とを含む。スクライブライン領域１０３には、ウエハアライメントマーク１０４が配置されている。図１２および図１において、矢印は、ウエハ５に対するアライメント検出器１３の視野１０５の相対的な移動（および当該移動における走査方向）を示している。なお、実際には、視野１０５は固定され、ウエハステージ６と共に矢印の逆方向にウエハ５が移動する。アライメント検出器（検出器）１３は、計測用の走査方向にウエハ５が駆動されている状態で、ウエハ５の隣接する第１スクライブライン領域Ｓ１（例えば、１０３ａ、１０３ｃ）及び第２スクライブライン領域Ｓ２（例えば、１０３ｂ、１０３ｄ）を同時に観察する。そして、アライメント検出器１３は、第１、第２スクライブライン領域Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ配置されている第１マーク（１０４ａ、１０４ｃ）、第２マーク（１０４ｂ、１０４ｄ）からの光を検出して、それらの検出信号を制御部（処理部）ＣＮＴに提供する。以上のような走査計測を図１２に示す全ての矢印に沿って実行することにより、ウエハ５の全面（全ショット領域）の位置を検出することができる。

図１３を参照しながら走査計測法による計測手順を例示的に説明する。ステップＳ４０１では、ショット領域の配列の粗い位置を計測する粗アライメント工程（粗アライメント計測工程）である。粗アライメント工程では、以下に述べるアライメントマーク撮像工程およびアライメントマーク位置算出工程より少ない数（例えば、２）のショット領域を対象として、それに配置されたマークの位置を検出する。

ステップＳ４０２〜ステップＳ４０６で、隣接する２つのスクライブライン領域からなる１つのスクライブライン領域対を対象としてマークの位置が検出される。ステップＳ４０２では、アライメント検出器１３の視野１０５が図１２の各矢印の方向に相対的に移動する様にウエハステージ６が駆動される。なお、前述のように、ウエハステージ６の移動方向は、矢印と逆方向である。図１２には、走査計測法においてマークが計測されている状態が模式的に示されている。ステップＳ４０３では、アライメント検出器１３のセンサでマークを撮像するウエハステージ６の位置（以下、ステージ位置）を撮像位置として算出する。具体的には、粗アライメント工程で計測したショット領域の配列の位置情報と予め設定してあるショット領域におけるマークの設計上の位置とに基づいて、マークがアライメント検出器１３の視野にステージ位置を算出する。ここで、アライメント検出器１３は、この実施形態では、マークを明視野照明してそれが形成する像をセンサで撮像するように構成される。該センサは、イメージセンサまたはラインセンサを含みうる。ステップＳ４０４では、ステップＳ４０３で算出した撮像位置にウエハステージ６が到達するのを待ってアライメント検出器１３のセンサによってマークが撮像される。この撮像は、マークからの光を検出して検出信号を生成する処理の一例として理解される。この撮像は、マークがアライメント検出器１３の視野内に移動している状態でなされる。また、撮像時のステージ位置が制御部ＣＮＴにおいて記憶される。ステップＳ４０５では、制御部（処理部）ＣＮＴは、撮像したマーク像の信号（検出信号）に基づいてアライメント検出器１３の視野におけるマークの位置を公知の方法で精密に算出する。次に、制御部ＣＮＴは、マークの撮像時のステージ位置と算出したアライメント検出器１３の視野におけるマークの位置に基づいて、ウエハ上におけるマークの位置を算出する。以上の処理は、対象とするスクライブライン領域対に配置されたマークの全ての計測が終了したとステップＳ４０６で判断されるまで繰り返えされる。ステップＳ４０６で対象とするスクライブライン領域対に配置されたマークの全ての計測が終了したと判断されると、制御部ＣＮＴは、ステップＳ４０７でウエハステージ６の駆動を終了させる。以降、ステップＳ４０８で全てのスクライブライン領域対の計測が終了したと判断されるまで、他のスクライブライン領域対についても同様の計測が実行される。

図３において、ウエハステージ６の駆動方向（計測用の走査方向）が矢印で示されるようにＹ軸方向であり、マーク１０４ａ、１０４ｂの位置は、Ｘ軸方向に関して検出される。アライメント検出器１３の視野１０５は、隣接する２つのスクライブライン領域（第１スクライブライン領域Ｓ１、第２スクライブライン領域Ｓ２）を同時に観察することができる広さを有する。なお、図３に示す例では、走査方向におけるマーク１０４ａ、１０４ｂの位置が異なるので、マーク１０４ａ、１０４ｂが撮像されるタイミングは、互いに異なる。

アライメント検出器１３は、Ｘ軸方向の位置を検出するためのマークの位置を検出する第１ユニットと、Ｙ軸方向の位置を検出するためのマークの位置を検出する第２ユニットとを含みうる。ウエハをＹ軸方向に走査しながらＸ方向の位置を検出するためのマークのＸ軸方向における位置が第１ユニットによって検出されうる。また、ウエハをＸ軸方向に走査しながらＹ軸方向の位置を検出するためのマークのＹ軸方向における位置が第２ユニットによって検出されうる。第１ユニットと第２ユニットとは、マークの像を結像させる光学系の少なくとも一部、及び／又は、撮像センサ（イメージセンサまたはラインセンサ）を共用するように構成されてもよい。

この実施形態では、計測方向におけるマークの位置を検出するためのマークを構成するパターンは、該計測方向に直交する走査方向（非計測方向）に平行に延びていて、マークが走査方向に移動しても、撮像センサの撮像面に形成される像が変化しない。各パターンの長さは、例えば、撮像時間、走査速度等に応じて決定されうる。また、パターンの個数は、例えば、スクライブライン領域の幅に応じて決定されうる。ここで、この実施形態では、計測方向がＸ軸方向であれば、走査方向（非計測方向）はＹ軸方向である。また、計測方向がＹ軸方向であれば、走査方向（非計測方向）はＸ軸方向である。マークの位置は、計測方向に関する位置が検出（計測）される。

図４を参照して説明する。マークの走査方向（非計測方向）における長さの最小値ＭＬは、視野１０５の非計測方向における長さをＬ、ウエハステージ６の速度をＳ、マークの撮像時間をＴとすると、以下の式で表現される。

ＭＬ ＝ Ｌ＋Ｓ×Ｔ
図５には、マーク１０４ａ、１０４ｂの他の配置例が示されている。図５に示す例では、走査方向におけるマーク１０４ａ、１０４ｂの位置が同一であるので、マーク１０４ａ、１０４ｂは、アライメント検出器１３の撮像センサによって同時に撮像されうる。図３および図５に例示されるマーク１０４（１０４ａ、１０４ｂ）を走査方向（非計測方向）に長くすることにより、これが視野１０５を通過する間に、複数回の撮像を行うことができる。

以下、ウエハステージ６とアライメント検出器１３との同期処理にエラーが生じた場合に、それを検出する方法を説明する。図１３のステップＳ４０４に関して説明したように、検出器１３によるマークの検出動作（撮像動作）は、ウエハステージ６の位置に同期して実行される。そのため、ウエハステージ６と検出器１３との同期処理にエラーが生じた場合には、それが制御部（処理部）ＣＮＴによって検出されることが好ましい。制御部ＣＮＴは、エラーの発生を検出すると、マークの検出処理を再実行する。

図６および図７には、アライメント検出器１３から出力される検出信号が走査方向におけるマーク１０４ａの位置に応じて変化する形状が例示されている。ここで、スクライブライン領域対を構成する第１、第２スクライブライン領域１０３ａ、１０３ｂにそれぞれ配置される第１、第２マークの少なくとも一方が図６および図７に例示されるような形状を有しうる。制御部ＣＮＴは、アライメント検出器１３から出力される検出信号を処理して計測方向におけるマークのパターンの幅を計測することによって、同期処理が正しく行われたかどうかを確認することができる。図６に示す例では、計測方向におけるマークの位置を検出すためのパターンに、同期処理のエラーを検出するためのパターンが付加されている。図７に示す例では、マークを構成するパターンの幅が非計測方向に応じて変化している。

［第２実施形態］
以下、本発明の第２実施形態を説明する。ここで言及しない事項については、第１実施形態に従う。第２実施形態では、アライメント検出器１３として、暗視野照明されたマーク（第１マーク、第２マーク）からの反射光が形成する干渉縞を検出するセンサを含むアライメント検出器が使用される。該センサは、例えば、フォトダイオード等の光量センサを含みうる。通常の暗視野照明の検出器では、ウエハを微小量だけ走査して該ウエハからの反射光が形成する干渉縞が検出される。この実施形態では、図１２に例示したように複数のショット領域に渡る距離を連続的に走査しながらウエハアライメントマークからの反射光が形成する干渉縞を検出するアライメント検出器１３のセンサで検出される。

図８には、第２実施形態の露光装置に好適なウエハアライメントマーク１０４ａ、１０４ｂが例示されている。図８に示す例では、走査方向と計測方向とが一致している。図８は、図３と同様に図１の一部を更に拡大した図に相当する。図８において、矢印は、ウエハ５に対するアライメント検出器１３の視野１０５の相対的な移動（および当該移動における走査方向）を示している。実際には、視野１０５は固定され、ウエハステージ６と共に矢印の逆方向にウエハ５が移動する。暗視野照明のアライメント検出器１３では、隣接するスクライブライン領域Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ配置されたマークの走査方向における位置が同一であると、１つのマークからの光による干渉縞ともう１つのマークからの光による干渉縞とが混ざりうる。そこで、第１スクライブライン領域Ｓ１に配置される第１マーク１０４ａの走査方向の位置と、第２スクライブライン領域Ｓ２に配置される第２マーク１０４ｂの走査方向における位置とが異なることが好ましい。この場合、アライメント検出器１３のセンサで第１マーク１０４ａからの光を検出するタイミングと第２マーク１０４ｂからの光を検出するタイミングとが異なることになる。また、第１マーク１０４ａを暗視野照明するタイミング（この時は、第２マーク１０４ｂを照明しない）と第２マーク１０４ｂを暗視野照明するタイミング（この時は、第１マーク１０４ａを照明しない）も異なる。

図９には、マーク１０４ａ、１０４ｂの他の例が示されている。図９に示す例では、暗視野照明のアライメント検出器１３では、隣接する２つのスクライブライン領域Ｓ１、Ｓ２にそれぞれ配置されたマーク１０４ａ、１０４ｂの走査方向における位置が同一である。しかしながら、マーク１０４ａのパターンのピッチとマーク１０４ｂのパターンのピッチとが互いに異なるので、それぞれによって形成される干渉縞の空間周波数が互いに異なる。したがって、アライメント検出器１３のセンサから出力される検出信号をフーリエ変換することによって２つの干渉縞の信号を相互に分離することができる。図１０（ａ）は、アライメント検出器１３のセンサから出力される検出信号を例示している。図１０（ｂ）、（ｃ）は、（ａ）に示す検出信号からフーリエ変換によって分離された信号を例示している。（ｂ）は、マーク１０４ａの信号、（ｃ）は、マーク１０４ｂの信号である。

以上の説明では、マークからの光を検出するセンサとして、１つのセンサを用いた例であるが、各スクライブライン領域をそれぞれ主要な視野１０６ａ、１０６ｂとする２つのセンサを用いてもよい。２つのセンサの間隔は、例えば、２つのスクライブライン領域上のマークの間隔とすることができる。各センサには、２つのスクライブライン領域のマークからの光りが混ざり合って入射する場合には、上記のように信号を分離する必要がある。アライメントマークをスクライブライン方向に長く形成すると、検出器の視野内をアライメントマークが移動中に複数回の位置検出を行うことができる。

［第３実施形態］
以下、本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態では、アライメント検出器１３は、第１実施形態に従う明視野照明の検出器と、第２実施形態に従う暗視野照明の検出器とを含む。これにより、走査方向（スクライブライン方向）におけるマークの位置とそれに直交する方向におけるマークの位置とを同時に計測することができる。

図１１には、第３実施形態の露光装置に好適なウエハアライメントマーク１０４ａ、１０４ｂが例示されている。図８は、図３と同様に図１の一部を更に拡大した図に相当する。図８において、矢印は、ウエハ５に対するアライメント検出器１３の視野１０５の相対的な移動（および当該移動における走査方向）を示している。実際には、視野１０５は固定され、ウエハステージ６と共に矢印の逆方向にウエハ５が移動する。

第３実施形態のアライメント検出器１３は、第１および第２実施形態と同様に、隣接する２つのスクライブライン領域を同時に観察することができる視野１０５を有する。ただし、第３実施形態のアライメント検出器１３は、第１実施形態に従う明視野照明の検出器である第１検出器と、第２実施形態に従う暗視野照明の検出器である第２検出器とを含む。第１検出器および第２検出器は、同一の視野１０５を有してもよいし、異なる視野を有してもよい。例えば、共通の対物レンズを通過したアライメントマークからの反射光をビームスピリッタで分割し、分割さえた反射光を第１検出器のセンサおよび第２検出器のセンサで受光する。

図８に示すマーク１０４ａ、１０４ｂは、矩形または長方形の孤立パターンが走査方向（スクライブライン方向）およびそれに直交する方向に配列された構成を有する。第１検出器により、走査方向に直交する方向におけるマーク１０４ａ、１０４ｂの位置を検出し、第２検出器により、走査方向におけるマーク１０４ａ、１０４ｂの位置を検出することができる。

本実施例では、共通の視野を持つ第一副検出器のおよび第二副検出器を用いた例について述べたが、第一副検出器および第二副検出器で別の視野（つまり対物レンズ）を用いても構わない。両検出器の検出位置がずれるが、各検出器が受光する光量を増やす事ができるため計測精度が向上する事が期待できる。

［デバイス製造方法］
つぎに、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイス等）の製造方法について説明する。当該方法において、本発明を適用した露光装置を使用し得る。

半導体デバイスは、ウエハ（半導体基板）に集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程とを経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、その工程で露光されたウエハを現像する工程とを含みうる。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）とを含みうる。また、液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を用いて、感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、その工程で露光されたガラス基板を現像する工程とを含みうる。

本実施形態のデバイス製造方法は、デバイスの生産性、品質および生産コストの少なくとも一つにおいて従来よりも有利である。

Claims (10)

1. 原版のパターンを基板の複数のショット領域に順に転写する露光装置であって、各ショット領域は、チップ領域とそれを取り囲むスクライブライン領域とを含み、
   前記露光装置は、
   走査方向に駆動されている基板における隣接する第１スクライブライン領域、第２スクライブライン領域を同時に観察し、前記第１スクライブライン領域、前記第２スクライブライン領域にそれぞれ配置されている第１マーク、第２マークからの光を検出する検出器と、
   前記検出器から出力される検出信号を処理して前記第１マーク、前記第２マークの位置を決定する処理部とを備え、
   前記基板は、前記第１マークおよび前記第２マークの位置に基づいて位置決めされ、露光される、
   ことを特徴とする露光装置。
2. 前記第１マークおよび前記第２マークの前記走査方向における位置が同一であり、前記検出器は、前記第１マークおよび前記第２マークからの光を同時に検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記第１マークおよび前記第２マークの前記走査方向における位置が互いに異なり、前記検出器は、前記第１マークおよび前記第２マークからの光を異なるタイミングで検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
4. 前記検出器は、明視野照明された前記第１マークおよび前記第２マークを検出するイメージセンサ又はラインセンサを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
5. 前記検出器は、暗視野照明された前記第１マークおよび前記第２マークからの反射光が形成する干渉縞を検出するセンサを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
6. 前記処理部は、前記第１マークおよび前記第２マークの前記走査方向に直交する方向における位置を決定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
7. 前記処理部は、前記第１マークおよび前記第２マークの前記走査方向における位置を決定する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の露光装置。
8. 前記第１マークおよび前記第２マークの少なくとも一方は、前記検出器から出力される検出信号が前記走査方向における前記第１マークおよび前記第２マークの位置に応じて変化する形状を有し、
   前記処理部は、前記検出信号に応じて、前記走査方向における基板の駆動と前記検出器による検出動作との同期処理のエラーを検出する、
   ことを特徴とする請求項６に記載の露光装置。
9. 原版のパターンを基板の複数のショット領域に順に転写する露光方法であって、各ショット領域は、チップ領域とそれを取り囲むスクライブライン領域とを含み、
   走査方向に駆動されている基板における隣接する第１スクライブライン領域、第２スクライブライン領域を同時に観察し、前記第１スクライブライン領域、前記第２スクライブライン領域にそれぞれ配置されている第１マーク、第２マークからの光を検出する検出工程と、
   前記検出工程で出力される検出信号を処理して前記第１マーク、前記第２マークの位置を決定する処理工程とを含み、
   前記基板は、前記第１マークおよび前記第２マークを含むマークの位置に基づいて位置決めされ、露光される、
   ことを特徴とする露光方法。
10. デバイスを製造するデバイス製造方法であって、
    請求項９に記載の露光方法により基板を露光する工程と、
    該基板を現像する工程と、
    を含むことを特徴とするデバイス製造方法。

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