KR20060045152A

KR20060045152A - 위치계측기술

Info

Publication number: KR20060045152A
Application number: KR1020050026866A
Authority: KR
Inventors: 노조무 하야시
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-05-16
Also published as: TWI282044B; KR100671350B1; CN1677641A; JP3880589B2; US7126670B2; JP2005294474A; US20050219491A1; CN100394573C; TW200535576A

Abstract

본 발명의 마크의 위치를 계측하는 위치계측장치는 촬상수단, 촬상수단에 의해 얻어진 화상데이터의 변동량을 구하는 연산수단, 및 다른 수광량에서 촬상수단에 의해 얻어진 복수의 화상데이터에 관해서 상기 연산수단에 의해 각각 구한 변동량(variation)에 근거해서 상기 촬상수단의 수광량에 관한 파라미터를 설정하는 설정수단을 구비한다.

Description

위치계측기술{POSITION MEASUREMENT TECHNIQUE}

명세서에 포함되고, 그 일부를 구성하는 첨부도면은 본 발명의 실시형태를 나타내고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1A는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 노광장치의 구성을 나타내는 도면

도 1B는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 위치계측처리의 흐름을 설명하는 플로차트

도 1C는 도 1B의 스텝 S106에 후속하는 본 발명의 제 2실시형태의 구체적인 처리의 흐름을 설명하는 플로차트

도 1D는 도 1B의 스텝 S106에 후속하는 본 발명의 제 3실시형태의 구체적인 처리의 흐름을 설명하는 플로차트

도 1E는 도 1B의 스텝 S106에 후속하는 본 발명의 제 4실시형태의 구체적인 처리의 흐름을 설명하는 플로차트

도 2A 내지 도 2E는 기준면, 기준마크의 촬상을 설명하는 도면

도 3A는 수광시간과 노이즈성분의 표준편차의 관계를 나타내는 도면

도 3B는 파장절환수단(10)에 의해 절환되는 조명광의 각 파장(λ)와 그 파장에 대한 수광시간(tcimin)의 관계를 나타내는 도면

도 3C는 파장(λ1)의 광속에 대해서, 수광시간을 tc1에서 tc2, tc3, ··· tcm으로 변화시켰을 경우의 스팬(dM1) 내지 (dM4)의 계측결과를 데이터테이블로 해서 정리한 도면

도 4A는 소정의 파장λ를 고정했을 경우의 표준편차와 수광량의 관계를 나타내는 도면

도 4B는 위치계측에 사용되는 광속의 파장(λ)을 λi로 하고, 수광량을 Hi로 했을 경우의 마크 스팬(dM1) 내지 (dM4)의 계측결과와 그 때의 표준편차의 관계를 나타내는 도면

도 5는 종래예에 있어서의 노광장치의 구성예를 나타내는 도면

도 6은 반도체디바이스의 전체적인 제조프로세스의 플로를 나타내는 도면

도 7은 웨이퍼프로세스의 상세한 플로를 나타내는 도면.

(기술 분야)

본 발명은 마크 등의 위치를 계측하는 위치계측기술에 관한 것이다.

(배경 기술)

반도체 제조 등을 위한 노광장치에 있어서, 웨이퍼의 각 피노광 영역의 위치를 계측하는 방법으로서 위치맞춤용의 광학계를 사용해서 소정의 파장의 광을 조사해서 위치계측용의 얼라인먼트마크의 반사광을 광전변환한 결과를 이용하는 것이 있다. 이하, 이 기술을 사용한 반도체제조용 노광장치의 종래예를 간단하게 설명한다.

도 5에 있어서 표시되는 노광장치에 있어서, (R)은 전자회로패턴이 형성되어 있는 원판(이하, 레티클이라고도 한다.), (W)는 노광기판인 웨이퍼, 그리고 (1)은 투영광학계이다. 또, (S)는 위치맞춤용광학계를 나타내고, (2)는 위치맞춤조명장치, (3)은 빔분할기, (4)와 (5)는 결상광학계, (60)은 촬상수단이다. (7)은 A/D변환수단이며, (8)은 적산장치, (9)는 위치검출수단이다. (10)은 파장절환수단이며, (11)은 2차원으로 이동가능한 XY스테이지이며, (13)은 스테이지제어수단이다. 스테이지제어수단(13)은 위치검출수단(9)의 검출결과에 근거해서 XY스테이지를 소정의 위치에 위치결정할 수 있다. (14)는 노광조명광원이며, 레티클(R)을 조명한다. 여기서 도 5에 있어서 X방향의 위치를 검출하는 위치맞춤용광학계(S)만을 나타내고 있지만, 마찬가지로 Y축(지면에 수직방향)을 따른 위치를 검출하기 위한 위치맞춤용광학계도 노광장치에 탑재되고 있는 것으로 한다. 도 5에 나타낸 반도체의 제조에 사용되는 노광장치는 레티클(R)과 웨이퍼(W)의 상대적인 위치맞춤을 한 후에, 노광조명광원(14)으로부터 노광광을 조사하고, 레티클(R) 상에 형성되어 있는 전자회로패턴을 투영광학계(1)를 개재해서 XY스테이지(11) 상에 탑재되어 있는 웨이퍼(W)에 투영노광한다.

다음에, 상술의 노광장치에 있어서의 위치계측방법에 대해서 설명한다. 우선, 최초로, 웨이퍼(W) 상의 얼라인먼트마크(WM)를 촬상수단(6)의 촬상화면 내에서 관찰할 수 있도록 XY스테이지(11)의 위치를 조정한다. 다음에, 위치맞춤조명장치 (2)로부터 비노광광을 조사해서, 파장절환수단(10)에 의해 파장이 절환된다. 파장이 절환된 광속은 결상광학계(4), 빔분할기(3)를 개재해서 얼라인먼트마크(WM)를 조명한다. 조명된 얼라인먼트마크(WM)로부터 반사된 광속은 빔분할기(3), 결상광학계(5)를 개재해서 촬상장치(6)의 촬상면 상의 관찰범위(WP)에 반사에 의해 얻어진 얼라인먼트마크의 상을 형성한다(도 2E). 촬상장치(6)는 얼라인먼트마크(WM)의 상을 광전변환한다.

그 후, 촬상장치(6)로부터의 출력은, A/D변환장치(7)에 있어서, 2차원의 디지탈신호열로 변환된다. 적산장치(8)는 A/D변환장치(7)의 출력인 2차원 신호를 1차원의 디지탈신호열(S1(x))로 변환한다. 1차원의 디지탈신호열(Sl(x))로 변환 후, 위치계측수단(9)에서 얼라인먼트마크(WM)의 위치를 검출한다.

여기서 적산장치(8)에 의한 1차원의 디지탈신호열(S1(x))의 작성에 있어서는, (1) 촬상수단(6)에 있어서의 광전변환 및 A/D변환수단(7)에 있어서의 A/D변환은 각각의 다이나믹레인지 내에서 행해지는 것, 그리고, (2) 촬상수단(6)에 의해 얼라인먼트마크(WM)의 위치계측에 충분한 수광량이 확보되는 것이 필요하고, 이 2개의 조건이 만족되고 있으면 얼라인먼트마크 위치의 계측을 정확하게 행하는 것이 가능하게 된다.

여기서, 촬상광량이 소정의 범위 내에 있는지 아닌지를 판정하는 동시에, 그 판정결과에 근거해서 적절한 광량으로 마크를 촬상할 수 있도록 한 위치계측기술로서 일본특개 2003-092247호 공보에 개시되어 있는 것이 있다.

그러나, 근년, DRAM으로 대표되는 반도체의 집적도는 더욱 더 높아지고 있어, 얼라인먼트마크의 위치계측에 있어서도 요구되는 계측정밀도도 높아지고 있다. 촬상수단(6)의 수광량을 조절하기 위해서는, 위치맞춤조명장치의 조명강도를 도시하지 않은 ND필터 등에 의해 조절하는 방법과 촬상수단(6)의 수광시간(즉 CCD 등의 광전변환장치에 있어서의 전하축적시간 등)을 조절하는 방법이 있다. 그러나, 촬상수단(6)에 의한 광전변환의 결과를 A/D변환한 후, 1차원의 디지탈신호열(S(x))을 생성해서, 이 S(x)의 S/N비를 구하는 경우, 위치맞춤조명장치(2)의 광원의 깜박거림에 의한 광학노이즈나, 촬상수단(6)이나 A/D변환수단(7)의 전기노이즈 등의 영향에 의해, 같은 수광량이 되도록 조정해도, 그 수광량 또는 조명강도와 수광시간의 조합에 의해서는 1차원 디지탈신호열(S(x))의 S/N비가 다르게 된다. 이것은 같은 수광량으로도 얼라인먼트마크의 위치검출정밀도가 변동하는 것을 의미하고, 따라서, 얼라인먼트마크의 위치계측정밀도가 악화될 위험성이 있는 경우에, 단지 소정 톨러런스(tolerance) 내의 수광량이 되도록 제어하는 것만으로는 불충분한 경우가 있을 수 있게 된다.

본 발명은, 상술과 같은 정밀도열화를 억제하는 신규한 위치계측기술을 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기위한 본 발명에 관한 마크의 위치를 계측하는 위치계측장치는, 촬상수단; 상기 촬상수단에 의해 얻어진 화상데이터의 변동량을 구하는 연산수단;다른 수광량에서 상기 촬상수단에 의해 얻어진 복수의 화상데이터의 각각에 대해서 상기 연산수단에 의해 얻어진 변동량에 근거해서, 상기 촬상수단의 수광량에 관한 파라미터를 설정하는 설정수단을 구비한 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징, 목적 및 이점은 첨부도면과 관련된 다음 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 상기 도면에서 동일한 참조부호는 전 도면을 통해서 동일한 구성요소를 나타낸다.

(발명의 상세한 설명)

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시형태를 상세히 설명한다.

(실시형태 1)

본 발명에 관한 위치검출방법을 노광장치에 적용한 실시형태를 설명한다.

도 1A는 본 발명의 제 1실시형태에 관한 노광장치의 구성을 나타내는 도면이다. 동 도면에 있어서, (R)은 전자회로패턴이 형성되어 있는 레티클이며, (W)는 노광기판인 웨이퍼, (1)은 투영광학계이다. 이 투영광학계(1)는 조명광원(14)으로부터 조사된 투영광에 근거해서 레티클(R)의 전자회로패턴상을 웨이퍼(W)에 투영한다.

(S)는 위치맞춤용광학계이며, 조명장치, 빔분할기, 결상광학계, 촬상수단, 제어유닛을 포함한다. (2)는 위치검출용의 조명광을 조사하는 위치맞춤용의 조명장치이며, (3)은 빔분할기, (4) 및 (5)는 결상광학계이다. (60)은 조명장치(2)로부터 조사된 광의 반사광을 수광하는 수광시간(축적시간)의 조절이 가능한 촬상수단이다. (16)은 제어유닛이며, 조명장치(2)가 조사하는 광속의 강도를 제어하거나, 촬 상평가수단(12)에 의해 평가한 결과에 근거해서 촬상수단(60)이 수광하는 광속의 수광시간을 설정하거나 한다. 촬상수단(60)은 설정된 수광시간에 따라 조명장치(2)로부터 조사된 광의 반사광을 수광한다.

(7)은 촬상수단(60)에 의해 처리된 결과를 디지탈신호로 변환하기 위한 A/D변환수단, (8)은 디지탈신호의 연산이 가능한 적산수단이며, (9)는 디지탈신호에 근거해서 검출대상의 위치를 검출하는 위치검출수단이다. (10)은 조명광의 파장을 절환하기 위한 파장절환수단이며, 검출대상의 위치계측에 있어서, 위치계측용의 조명광을 위치검출대상에 조사할 때, 여러 가지의 파장의 조명광으로 절환하는 것이 가능하다. 파장의 절환은 제어유닛(16)에 의해 제어하는 것이 가능하다. (11)은 2차원으로 이동가능한 XY스테이지이며, (13)은 스테이지제어수단이다. XY스테이지(1l)는, 웨이퍼(W)의 노광시에 있어서, 스테이지제어수단(13)의 제어하에, 웨이퍼(W)의 노광영역을 노광하기 위해서 웨이퍼(W)를 이동시켜서 위치결정하고, 위치계측시에 있어서는, XY스테이지 상에 놓여진 웨이퍼(W)의 각 노광영역의 위치를 촬상수단(60)에 의해 계측할 수 있도록 XY스테이지(11) 상에 배치되어 있는 기준마크(SM)를 촬상수단(60)이 관찰가능한 범위(WP)에 위치결정할 수 있다.

(12)는 촬상평가수단이며, 적산수단(8)에 의한 연산결과의 변동량을 계측해서, 표준편차나 범위 등의 통계적인 연산처리나 최소자승연산 등의 오차평가에 관한 연산처리를 행할 수 있다. (15)는 위치검출수단(9), 촬상평가수단(12)에 의해 검출, 평가된 결과를 보존하기 위한 데이타베이스이며, 메모리에 격납된 상태에서 기입해서, 판독하기가 가능하다.

도 1B는 본 발명의 제 1실시형태에 있어서의 위치계측처리의 흐름을 설명하는 플로차트이다. 우선, 스텝 S101에 있어서, XY스테이지(11) 상의 기준마크(SM)를 촬상수단(60)의 촬상화면 내(WP)에서 관찰할 수 있도록 스테이지제어수단(13)에 의해 XY스테이지(11)를 구동시켜 위치조정을 행한다. 도 2B에 나타내는 바와 같이, 복수의 직사각형의 기준마크(SM)는 XY스테이지(11)의 XY평면 내에 배치되어 있다. (WP)는 촬상수단(60)의 촬상화면을 나타내는 관찰범위이며, 스텝 S101에 있어서, XY스테이지(11)의 기준마크(SM)가 촬상수단(60)의 관찰범위(WP) 내에 들어가서, 4개의 기준마크를 관찰할 수가 있는 위치에 조정을 할 수 있으면, 처리가 스텝 S102으로 진행해서, 위치맞춤용의 조명장치(2)로부터 조명광을 조사한다.

스텝 S103에 있어서, 파장절환수단(10)에 의해 선택된 파장의 광속에 의해, 결상광학계(4), 빔분할기(3)를 개재해서, XY스테이지 상의 기준마크(SM)를 조명한다. 기준마크(SM)로부터 반사된 광속은 다시 빔분할기(3)로 돌아와서, 결상광학계(5)를 개재해서 촬상장치(60)의 관찰범위(WP) 내에 기준마크(SM)의 상을 형성한다.

스텝 S104에 있어서, 촬상장치(60)는 기준마크(SM)의 상을 광전변환하고, 그 후, 촬상장치(60)로부터의 출력은 A/D변환장치(7)에 입력되고, A/D변환장치(7)는 광전변환의 결과를 2차원의 디지탈신호열로 변환한다(S105). 촬상장치(60)가 행하는 수광시간의 조절에 의해 수광량(조명광량 = 광속의 강도×수광시간)을 조절할 수 있다.

스텝 S106에 있어서, 적산장치(8)는 A/D변환장치(7)의 출력인 2차원 신호를 Y방향 또는 X방향으로 적산처리를 해서, 1차원의 디지탈신호열(S1(x)) 또는 (S1(y))로 변환한다(도 2D는 Y방향으로 적산처리해서 얻어진 X방향의 디지탈신호열의 예를 나타내는 도면이다). 1차원의 디지탈신호열은, 예를 들면, 도 2D에 나타내는 바와 같이 기준마크(SM)에 대응한 1차원의 디지탈신호열(S1(x))이며, 이 신호열(S1 (x))의 콘트라스트에 근거해서(예를 들면, 이 콘트라스트가 최대가 되는 것을 조건으로 해서) 촬상수단(60)과 기준마크(SM)의 위치맞춤을 결정할 수 있다(이 위치맞춤은 위치맞춤용광학계 내의 광학요소, 촬상수단(60) 및 기준마크(SM)의 이동 등에 의해 가능하다). 콘트라스트를 구하는 처리는 위치검출수단(9)에 의해 실행시킬 수 있다. 또, 위치검출수단(9)은 적산수단(8)에 의해 구해진 1차원의 디지탈신호열(S1(x))을 촬상수단(60)의 관찰범위(WP)에 있어서의 위치(x)에 관해서 미분함으로써 1차원의 디지탈신호열(S1(x))의 기울기 및 분포를 구하거나, 촬상수단(60)이 수광한 광속의 강도의 최대치 및 수광한 광속의 강도의 분포를 구하거나 할 수 있다. 도 2D에 있어서, 기준마크(SM1) 내지 (SM4)(도 2B)의 위치에 대응해서 신호레벨에 피크가 발생한다(M1 내지 M4). 피크간의 간격(dM1) 내지 (dM3)와 기준마크의 정규의 배치간격(LM1) 내지 (LM3)(도 2B)를 조합함으로써, 촬상수단(60)과 기준마크(SM)를 위치맞춤할 수 있다. 즉, 촬상수단(60)의 수광시간을 변화시키면서, 피크위치(M1) 내지 (M4)의 정규위치에 대한 어긋남의 변동량(표준편차 등)이 가장 작은 수광시간을 구하고, 그 수광시간에 촬상수단(60)에 의해 촬상을 행하고, 얻어진 촬상화상의 콘트라스트에 근거해서 기준마크(SM)와 촬상수단(60)을 위치맞춤할 수 있다.

다음에, 위치계측용으로서 선택한 파장마다의 조사광에 의한 깜박거림이나 전기적인 노이즈의 영향을 구한다. 우선, 스텝 S107에 있어서, 기준마크나 패턴이 없는 계측용의 영역을 위치계측용의 조명에 의해 조사하기 위해서, 도 2A와 같이 관찰할 수 있는 영역(기준마크(SM)가 존재하고 있지 않는 XY스테이지 상의 계측영역(이하, 기준면이라고도 한다))을 촬상수단(60)의 촬상화면(WP) 내에서 관찰할 수 있도록 위치조정한다. 그리고, 이 기준면에 대해서, 먼저 설명한 기준마크(SM)에 대한 처리와 마찬가지로, 선택한 파장의 광속으로 조사해서, 그 반사광을 빔분할기(3), 결상광학계(5)를 개재해서 촬상수단(60)으로 수광해서, 기준면으로부터의 반사광에 관한 광전변환을 행한다. 그리고, 촬상수단(60)에 의한 광전변환의 결과는, 그 후, A/D변환기(7)에 의해 A/D변환되어 기준면에 대한 1차원의 디지탈신호열이 구해진다. 이와 같이 해서, 촬상수단(60)에 있어서의 수광시간(tc)마다 기준마크(SM)에 관한 1차원의 디지탈신호열과 기준면에 관한 1차원의 디지탈신호열과의 상대적인 관계(즉 S/N비)를 구할 수 있다.

여기서, 도 2C는 1차원의 디지탈신호열로서 X방향에 있어서의 1차원의 디지탈신호열(So(x))을 예시하는 도면이다. So(x)의 분포로부터, 패턴이나 기준마크가 없는 기준면을 관측했을 경우, 위치맞춤용의 조명장치(2)의 광원의 깜박거림이나 촬상장치의 전기적 특성에 의해, 디지탈신호열은 일정하지 않고, 즉, 도 2C와 같이 변동량을 나타내고 있는 것을 알 수 있다. 이 변동량(예를 들면 표준편차)을 촬상평가수단(12)으로 구하고, 이 변동량에 의거해서 최적의 수광시간을 결정한다(S109). 다음에 이와같이 결정된 수광시간을 제어유닛(16)이 촬상수단(60)에 설정한다.

여기서, 최적의 수광시간을 결정하는 구체적인 처리로서는, 예를 들면, 도 3A와 같이 횡축에 촬상수단(60)에 있어서의 수광시간(tci)을 취하고, 세로축에 기준면에서의 반사광 근거하는 1차원 디지탈신호열의 변동량(즉, 표준편차나 범위 등, 촬상평가수단(12)에 의해 얻어진 변동량의 지표)을 취하고 양자의 관계로부터 1차원 디지탈신호열의 변동량이 가장 작은 수광시간(tcimin)을 구하는 것이다. 수광시간(tcimin)은, 도 3A에 나타내는 바와 같이, 수광시간을 변화시키면서 표준편차를 구해서 표준편차의 값이 가장 작은 수광시간으로서 특정할 수 있다. 이 수광시간(tcimin)은 위치계측용의 조명장치(2)의 광원의 깜박거림 및 전기적 노이즈에 의한 변동(variation)의 영향을 가장 작게 하는 것을 가능하게 하는 수광시간이며, 촬상수단(60)에 의해 이 수광시간 내에 얼라인먼트마크를 촬상하면, S/N비를 가장 높게 할 수 있다.

이상의 처리를 파장절환수단(10)에 의해 절환하는 것이 가능한 조명광의 파장(λi) 모두에 대해서 실행해서, 기준면 1차원 디지탈신호열의 변동량이 가장 작은 수광시간(tcimin)을 파장(λi)마다 구한다. 도 3B는 파장절환수단(10)에 의해 절환되는 조명광의 각 파장(λi)과 수광시간(tcimin)과의 관계를 나타내는 도면이다. 선택한 파장에 따라서 수광시간(tcimin)을 절환함으로써, 조명광의 깜박거림에 의한 노이즈 등의 영향을 저감 할 수가 있고, 촬상수단(60)의 수광광량을 S/N비가 가장 높아지도록 조정할 수 있다.

도 3B에 나타낸 파장과 수광시간과의 관계는, 예를 들면, 메모리 내의 데이타베이스(15)에 룩업테이블(LUT)의 형태로서 격납되고, 노광장치에 의한 웨이퍼의 얼라인먼트 계측때, 이 LUT를 참조함으로써 선택한 파장에 따른 수광시간에 위치계측을 실행할 수 있다.

또한, 본 실시형태에 있어서, 도 2C, 도 2D에 표시한 1차원의 디지탈신호열은 X축방향에 관한 것이었지만, Y축방향의 디지탈신호열을 사용해도 되고, 또, 각 방향 또는 양 방향의 신호열의 데이터에 근거해서 수광시간(tcimin)을 결정하도록 해도 된다.

(실시형태 2)

제 1실시형태에서는 최적의 수광시간(tc)을 구하기 위해서, XY스테이지(11)에 배치된 기준마크(SM)와 기준마크가 없는 면(기준면)을 관찰했을 때의 1차원의 디지탈신호열에 근거해서 최소의 수광시간(tcimin)을 결정하고 있었지만, 본 실시형태에서는, 기준마크(SM)의 위치계측 결과만을 지표로 사용해서 최적의 수광시간을 구한다. 본 실시형태에 있어서, XY스테이지(11)에 있어서의 기준마크(SM)에 대응하는 1차원의 디지탈신호열에 근거해서 촬상수단(60)과 기준마크(SM)를 위치맞춤 상태로 조정하는 처리는 제 1실시형태와 마찬가지로 행한다.

도 1C는 도 1B의 스텝 S106에 후속하는 제 2실시형태의 구체적인 처리의 흐름을 설명하는 플로차트이다. 우선, 스텝 S201에 있어서, 위치계측수단(9)을 사용해서 도 2D에 나타내는 기준마크(SM)의 신호에 근거해서 각 직사각형 마크의 위치 (M1) 내지 (M4)를 계측하고, 스텝 S202에 있어서, 각 직사각형 마크 간의 거리(스팬)(dM1) 내지 (dM4)를 구한다. 여기서, 각 직사각형 마크 간의 스팬(dMl)(=M2-Ml) 내지 (dM4)(=M4-Ml)의 변동은 조명장치(2)의 광원의 깜박거림이나 촬상장치(60)의 전기적 특성 등의 요인으로 일어나는 것이다. 촬상수단(60)에 있어서의 수광시간을 변화시키면서 기준마크(SM)에 있어서의 직사각형 마크 간의 스팬(dM1) 내지 (dM4)를 계측하고, 계측결과에 근거해서 스팬의 변동량을 촬상평가수단(12)이 순차적으로 연산한다. 도 3C는 어느 파장(λ1)의 광속에 대해서 수광시간을 tc1에서 tc2, tc3,···tcm으로 변화시켰을 경우의 스팬(dM1) 내지 (dM4)의 계측결과를 데이터테이블로 해서 정리한 도면이며, 각 수광시간마다 스팬(dM1) 내지 (dM4)의 표준편차 (σ)가 구해진다. 또, 도 2B에 나타내는 바와 같이 직사각형 마크 간의 규범길이로서(LM1) 내지 (LM3)가 기지의 양으로서 정해져 있는 경우에는, 이 규범길이(LMi)와 계측된 마크스팬(dMi)과의 차이에 관해서 표준편차 등을 구해도 된다(스텝 S203). 또, 통계적인 지표로서는, 표준편차 외에, 계측치의 최대치와 최소치의 폭으로서의 범위나 최소자승법을 사용해서 구한 규범길이(LMi)와 계측치(dMi)와의 관계(예를 들면, 이러한 관계를 나타내는 근사직선의 기울기 등의 파라미터)를 사용해도 된다. 이들의 통계적 지표를 촬상수단(60)이 반사광을 수광하는 수광시간을 변화시키면서 구한다. 그리고, 스텝 S204에 있어서, 스텝 S203에서 구한 통계적 지표에 근거해서(예를 들면, 마크스팬(dM1) 내지 (dM4)의 표준편차나 범위 등을 최소로 하는 수광시간을 최적의 것으로 사용해서) 수광시간을 결정한다. 그리고, 여기서 결정된 수광시간은 제어유닛(16)이 촬상수단(60)에 설정한다.

최적의 수광시간을 결정하려면 , 예를 들면, 제 1실시형태에서 설명한 도 3A와 같이, 횡축에 촬상수단(60)에 있어서의 수광시간(tci)을 취하고, 세로축에 마크 스팬(dM1) 내지 (dM4)에 관한 표준편차나 범위 등, 촬상평가수단(12)에 의해 얻어 진 1차원 디지탈신호열의 변동량을 나타내는 데이터를 취해서, 1차원 디지탈신호열의 변동량이 가장 작은 수광시간(tcimin)을 구하면 된다. 이와 같이 해서 얻어진 수광시간(tcimin)은 위치계측용의 조명장치(2)의 광원의 깜박거림이나 촬상장치의 전기적 특성에 의한 변동의 영향을 가장 작게 하는 수광시간이다. 또, 위치계측수단(9)에 의해, 위치검출용으로 절환되는 광속의 파장마다 수광시간(tcimin)을 구하도록 한다. 또, 파장과 수광시간과의 관계는, 제 1실시형태에 있어서 설명한 LUT(도 3)와 마찬가지로, 얼라인먼트 계측시에 있어서 참조가능한 상태에서 메모리 내의 데이타베이스(15)에 격납된다.

실제로 얼라인먼트마크를 계측할 때는, 조명파장에 맞추어 수광시간(tcimin)을 조정하고, 얼라인먼트마크를 촬상한다. 선택한 파장에 따라서 수광시간(tcimin)을 절환함으로써, 조명의 깜박거림 등의 영향을 배제할 수가 있고, 또, 촬상수단(60)의 수광광량에 관해서 S/N비를 가장 높게 하도록 조정할 수 있다. 따라서, 위치계측용의 조명광의 파장을 절환하는 경우에서도, 파장 또는 파장에 대응한 광원에 의하지 않고 S/N비가 양호한 화상을 얻을 수 있다.

본 실시형태에서는, 기준마크(SM)의 촬상신호에 있어서의 각 직사각형 마크의 간격(스팬)의 "변동량"을 최소로 하는 수광시간(tcimin)을 결정했지만, 촬상의 대상은 XY스테이지(11) 상의 기준마크(SM)에 한정되지 않고, 예를 들면, 노광의 대상이 되는 웨이퍼(W) 상에 배치된 웨이퍼마크(WM) (도 1A)여도 된다. 웨이퍼마크(WM)를 조명장치(2)에 의한 조명에 의해 얻어진 촬상결과에 근거해서, 웨이퍼마크(WM)의 간격의 변동량을 최소로 함으로써 수광시간(tcimin)을 결정하는 것도 가능 하다. 웨이퍼(W) 상의 웨이퍼마크(WM)를 계측에 사용하는 동시에, 본 실시형태의 처리를 다수의 웨이퍼(W)에 적용하면, 웨이퍼마다 웨이퍼표면 상태나 마크 형상이 변화하고 있어도, 각각의 웨이퍼에 대해서 최적의 수광시간(tcimin)을 결정하는 것이 가능하게 된다.

웨이퍼마크(WM)를 기준으로 하는 경우, 계측 대상 마크 모두에 관해서 최적의 수광시간(tcimin)을 구해도 되지만, 그 경우 처리에 장시간을 필요로 하게 되므로, 예를 들면, 대표적인 웨이퍼마크(WM)(예를 들면, 1개의 샘플 쇼트에 대응해서 배치된 웨이퍼마크)에 관해서 최적의 수광시간을 구하고, 다른 웨이퍼마크에 관해서는 대표적인 웨이퍼마크에서 구한 수광시간에 촬상하도록 해서 수광시간을 구하는 처리시간을 단축하는 것도 가능하다. 또, 한 로트 내에서 웨이퍼표면 상태나 웨이퍼마크의 형상이 표준화되어 있는 경우는, 로트 내의 제 1웨이퍼에서 구한 최적의 수광시간(tcimin)을 이후의 동일 로트 내의 웨이퍼에 사용하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 파장절환수단(10)에 의해 절환된 조명파장에 최적인 수광시간으로 함으로써, 보다 고정밀도의 얼라인먼트마크의 위치계측이 가능해진다. 또, 웨이퍼(W) 상의 마크의 촬상데이터를 지표로서 사용해서 수광시간(tcimin)을 결정함으로써, 실제의 웨이퍼에 최적의 수광시간을 결정할 수 있다.

(실시형태 3)

본 발명의 제 2실시형태에서는, 최적의 수광시간(tcimin)을 구하기 위해서, 기준마크(SM) 또는 웨이퍼마크(WM)의 촬상신호에 있어서의 마크스팬의 변동량을 지표로 하고 있었지만, 본 실시형태에서는 XY스테이지에 배치된 기준마크(SM)의 계측 위치의 변동량을 사용해서 최적의 수광량(수광시간)을 결정한다. 본 실시형태에 있어서, 촬상수단(60)과 기준마크(SM)를 위치맞춤하는 처리(도 1B의 스텝 S101 내지 S106)는 제 1실시형태와 마찬가지로 실행된다.

도 1D는 도 1B의 스텝 S106에 후속하는 본 발명의 제 3실시형태의 구체적인 처리의 흐름을 설명하는 플로차트이다. 우선, 스텝 S301에 있어서, 위치계측수단(9)을 사용해서 각 직사각형 마크의 중앙위치에 대응하는 피크의 위치를 계측한다. 여기서, 위치(M1) 내지 (M4)의 각 기준위치(즉, 각 직사각형 마크의 설계상 또는 실제의 위치)에 대한 변동은 조명광원의 깜박거림이나 촬상수단(60)의 전기적 특성, 또 스테이지나 스테이지의 위치를 계측하는 간섭계 등의 요인에 의해 일어나는 것이다. 피크의 위치(M1) 내지 (M4)는 기준마크(SM)를 촬상했을 때에 얻어진 1차원의 디지탈신호열(S1(x))에 있어서, 예를 들면, 도 2D의 피크의 위치로서 구할 수 있다.

스텝 S302에 있어서, 촬상수단(60)의 수광시간을 바꾸면서 계측위치(M1) 내지 (M4)의 변동량(표준편차 등)을 구한다. 또, 변동량의 통계적인 지표로서는, 제 2실시형태와 마찬가지로, 표준편차 외에 최대치와 최소치와의 차이로서의 범위 등을 사용해도 된다.

그리고, 스텝 S303에 있어서, 스텝 S302에서 구한 위치(M1) 내지 (M4)의 변동량(표준편차나 범위 등)에 근거해서, 표준편차 등의 변동량의 지표를 최소로 함으로써 수광시간을 결정한다. 여기서 결정된 수광시간은 제어유닛(16)이 촬상수단(60)에 설정한다.

최적의 수광시간을 결정하려면, 예를 들면, 제 1실시형태에서 설명한 도 3A와 같이, 횡축에 촬상수단(60)에 있어서의 수광시간(tci)을 취하고, 세로축에 계측치(M1) 내지 (M4)에 관한 표준편차나 범위 등, 촬상평가수단(12)에 의해 얻어진 변동량의 지표를 취해서, 계측치(M1) 내지 (M4)의 변동이 가장 작은 수광시간(tcimin)을 구하면 된다. 이 수광시간(tcimin)은 위치계측용의 조명장치(2)의 광원의 깜박거림이나 촬상장치의 전기적 특성 등에 의한 변동의 영향을 가장 작게 하는 수광시간이다. 또, 위치계측수단(9)에 의해 위치검출용으로 절환되는 광속의 파장마다 수광시간(tcimin)을 구하도록 한다. 파장과 수광시간의 관계는, 제 1실시형태에 있어서 설명한 LUT (도 3B)와 같이, 얼라인먼트마크 계측시에 있어서 참조가능한 상태에서 메모리 내의 데이타베이스(15)에 격납된다.

실제로 얼라인먼트마크를 계측할 때는, 계측시의 조명 파장에 따라 수광시간(tcimin)을 변경해서 수광시간(tcimin)을 절환함으로써, 조명광의 깜박거림 등의 영향을 배제할 수가 있고, 촬상수단(60)의 수광광량에 관해서 S/N비를 가장 높게 하도록 조정할 수 있다. 따라서, 파장 또는 파장에 대응한 광원에 의하지 않고 S/N비가 양호한 화상을 얻을수 있다.

본 실시형태에서는, 기준마크(SM)의 촬상신호에 있어서의 각 직사각형 마크의 위치의 "변동량"을 최소로 하도록 수광시간을 결정했지만, 촬상의 대상은 XY스테이지(11) 상의 기준마크(SM)에 한정되지 않고, 예를 들면, 노광의 대상이 되는 웨이퍼(W) 상에 배치된 웨이퍼마크(WM)(도 1A)여도 된다. 웨이퍼(W) 상의 웨이퍼마크(WM)를 계측에 사용하는 동시에, 다수의 웨이퍼(W)에 대해서 본 실시형태의 처리 를 적용함으로써, 웨이퍼마다 웨이퍼표면 상태나 마크 형상이 변화하고 있어도, 각각의 웨이퍼에 있어서 최적의 수광시간(tcimin)을 결정하는 것이 가능하게 된다.

또, 계측마크 모두에 관해서 최적의 수광시간(tcimin)을 구해도 되지만, 개별적으로 수광시간을 구하는 경우는 처리에 장시간을 필요로 하게 되므로, 예를 들면, 대표적인 1개의 웨이퍼마크(WM)(예를 들면, 1개의 샘플쇼트에 대응해서 배치된 웨이퍼마크)에 관해서 최적의 수광시간을 구하고, 다른 웨이퍼마크에 관해서는 대표적인 웨이퍼마크(WM)에서 구한 수광시간에 촬상하도록 해서, 수광시간을 결정하는 처리시간을 단축하는 것도 가능하다. 또, 한 로트 내에서 웨이퍼표면 상태나 웨이퍼마크의 형상이 표준화되어 있는 경우는, 로트 내의 제 1웨이퍼에서 구한 최적의 수광시간(tcimin)을 이후의 동일 로트 내의 웨이퍼에 적용하는 것도 가능하다.

이상과 같이, 파장절환수단(10)에 의해 절환된 조명파장에 최적인 수광시간으로 함으로써, 보다 고정밀도의 얼라인먼트마크의 위치계측이 가능하게 된다. 또한 웨이퍼마크의 촬상신호에 의거해서 수광시간(tcimin)을 결정함으로써 실제의 웨이퍼에 최적의 수광시간을 결정할 수 있다.

또, 상술의 수광시간의 결정에 있어서, 스테이지의 진동이나, 간섭계의 계측 오차의 영향도 고려해서 마크의 위치를 평가함(예를 들면, 수광시간 중의 복수의 스테이지위치 데이터에 근거해서(예를 들면, 복수의 스테이지의 위치의 평균적인 위치)마크위치를 구함)으로써, 광원의 깜박거림이나 촬상수단(60)의 전기적 특성/노이즈뿐만 아니라, XY스테이지(11)의 진동이나 레이저간섭계(도시하지 않음)의 계측오차의 영향도 배제하는 것이 가능하게 된다.

(실시형태 4)

상술의 제 2, 제 3실시형태에서는, 기준마크(SM)를 구성하는 직사각형 마크간의 간격(스팬)이나 직사각형 마크의 계측위치로부터 최적의 수광시간을 구했지만, 계측정밀도를 확보할 수 있는 광량 톨러런스를 구하는 것도 가능하다.

광량 톨러런스란, 기준마크(SM)나 웨이퍼마크(WM)의 촬상의 계측에 있어서, 촬상수단(60)의 수광량이 계측에 적절한지 어떤지의 판정기준이다. 광량 톨러런스를 설정해서 기준마크 등의 위치계측시에 수광량이 이 광량 톨러런스의 범위 내가 되도록 수광시간이나 조명강도의 조정을 행함으로써, 수광시간을 조정하기 위해 필요한 시간의 단축이 가능하게 된다.

본 실시형태에 있어서, 촬상수단(60)과 기준마크(SM)를 위치맞춤하는 처리 (도 1B의 스텝 S101 내지 S106)는 제 1실시형태와 마찬가지로 실행된다.

도 1E는 도 1B의 스텝 S106에 후속하는 제 4실시형태의 구체적인 처리의 흐름을 설명하는 플로차트이다. 우선, 스텝 S401에 있어서, 위치계측수단(9)을 사용해서, 도 2D에 나타내는 기준마크(SM)의 촬상신호의 각 직사각형 마크의 위치(M1) 내지 (M4)를 계측하고, 스텝 S402에 있어서, 이 계측결과에 근거해서, 각 직사각형 마크 간의 스팬 (dMl)((=M2-Ml)), (dM2)((=M3-M2)), (dM3)((=M4-M3)), (dM4)((=M4-M1))를 구한다.

여기서, 각 직사각형 마크 간의 스팬(dM1) 내지 (dM4)의 변동은, 앞의 실시형태에서도 설명한 바와 같이, 조명장치(2)의 광원의 깜박거림이나 촬상수단(60)의 전기적 특성 등의 요인으로 일어나는 것이다.

스텝 S403에 있어서, 이와같이 구한 마크스팬(dM1) 내지 (dM4)의 변동량(표준편차 등)을 광속의 파장, 촬상수단(60)의 수광시간, 조명강도를 변화시키면서, 촬상평가수단 (12)에 의해 순차적으로 연산시킨다. 이 결과는, 제 2실시형태에서 설명한 바와 같이, 도 4B와 같은 데이타테이블에 정리되어 데이타베이스(15)에 격납된다. 도 4B는, 위치계측에 사용되는 광속의 파장을 λi로 하고, 수광량을 Hi(조명 강도(I), 촬상수단(60)의 수광시간(Tc)에 의해 정해짐)로 바꾸었을 경우의 마크스팬(dM1) 내지 (dM4)의 계측결과와 그 때의 표준편차와의 관계를 테이블 형식으로 정리한 도면이다.

스텝 S404에 있어서, 스텝 S403의 연산결과에 근거해서 최적의 광량 톨러런스를 결정한다. 최적의 광량 톨러런스를 결정하는 구체적인 처리로서는, 예를 들면, 도 4A에 나타내는 바와 같이, 횡축에 수광량, 세로축에 마크스팬의 표준편차를 취하고, 허용 표준편차 σai를 부여하는 수광량을 광량 톨러런스의 하한으로 한다. 도 4A에 있어서, 사선으로 나타내는 부분은 허용 표준편차 σai 이하의 변동량을 부여하는 수광량의 범위가 된다. 이 범위가 광량 톨러런스이다. 일반적으로 수광량은 촬상수단(60)이나 A/D변환수단(7)의 다이나믹 레인지 내에서 가능한 한 커야 하지만, 직사각형 마크의 위치계측정밀도에 악영향을 주지 않는 범위내(광량 톨러런스내)라면 작아도 된다.

도 4A는 소정의 파장(λi)에 관해서 표준편차와 수광량의 관계를 나타내는 도면이며, 상술의 처리를 파장절환수단(10)에 의해 설정가능한 조명파장의 각각에 관해서 실행하고, 각 파장마다 마크스팬(dM1) 내지 (dM4)의 표준편차가 허용표준편 차 이하가 되는 것을 조건으로 해서 광량 톨러런스를 구한다(S401 내지 S404).

실제로 얼라인먼트마크를 계측할 때는, 계측시의 조명파장에 따라서, 위에서 설명한 바와 같이 해서 구한 광량 톨러런스 내의 수광량(Hi)으로 절환함으로써, 조명광의 깜박거림 등의 영향을 배제할 수가 있고, 촬상수단(60)의 수광광량에 관해서 허용할 수 있는 S/N비를 확보할 수 있도록 조정할수 있다. 따라서, 위치계측 조명광의 파장을 절환할 때에도 파장 또는 파장에 대응한 광원에 의하지 않고 S/N비가 양호한 화상을 얻을 수 있다. 또, 수광량은 조사되는 광속의 강도와 촬상수단(60)의 수광시간에 의해 정해지기 때문에, 제어유닛(16)은 어느 한편 혹은 양쪽 모두의 파라미터를 조정함으로써, 상술의 광량 톨러런스의 조건을 만족하도록 조명수단(2) 및/또는 촬상수단(60)을 조정한다.

또, 본 실시형태에서는, 기준마크(SM)의 직사각형 마크의 스팬의 변동량에 근거해서 광량 톨러런스를 결정했지만, 웨이퍼 상의 웨이퍼마크(WM)의 직사각형 마크의 스팬에 근거해서 광량 톨러런스를 결정하는 것도 가능하다. 이 경우, 웨이퍼 상의 웨이퍼마크(WM)를 사용하는 동시에, 다수의 웨이퍼(W)에 대해서 본 실시형태의 처리를 적용함으로써, 웨이퍼마다 웨이퍼표면 상태나 마크 형상이 변화하고 있어도, 각각의 웨이퍼에 대한 광량 톨러런스를 결정하는 것이 가능하게 된다. 웨이퍼 상의 마크마다 광량 톨러런스를 구해도 되지만, 웨이퍼상의 대표적인 마크(예를 들면, 1개의 샘플 쇼트 영역에 대응해서 배치된 마크)에 의해 광량 톨러런스를 구하고, 다른 마크에 관해서는 상기 대표 마크에 관해서 구한 광량 톨러런스를 사용하면, 광량 톨러런스를 구하는 처리 시간을 단축할 수 있다. 또, 로트 내의 제 1웨 이퍼에 관해서 구한 광량 톨러런스를 이후의 동일 로트 내의 웨이퍼에 관해서 사용하는 것도 가능하다.

이와 같이, 조명파장마다 미리 구한 광량 톨러런스의 조건을 만족하도록 수광량을 조정함으로써, 보다 고정밀도의 얼라인먼트마크의 위치계측이 가능해진다. 또, 웨이퍼 상의 마크의 촬상데이터에 근거해서 광량 톨러런스를 결정함으로써, 실제의 웨이퍼에 최적의 광량 톨러런스를 결정할 수가 있다.

본 발명의 의하면, 상술한 바와 같은 정밀도 열화를 억제한 고정밀도의 위치계측기술을 제공할 수 있다.

<디바이스 제조방법의 실시형태>

다음에, 상기의 노광장치를 이용한 반도체디바이스의 제조프로세스를 설명한다. 도 6은 반도체디바이스의 전체적인 제조프로세스의 플로를 나타내는 도면이다. 스텝 1(회로설계)에서는 반도체디바이스의 회로설계를 행한다. 스텝 2(마스크 제작)에서는 설계한 회로패턴에 근거해서 마스크를 제작한다. 동시에, 스텝 3(웨이퍼 제조)에서는 실리콘 등의 재료를 사용해서 웨이퍼를 제조한다. 스텝 4(웨이퍼 프로세스)는 전공정이라 불리우고, 상기 마스크와 웨이퍼를 사용해서, 리소그래피기술에 의해 웨이퍼 상에 실제의 회로를 형성한다. 다음의 스텝 5(조립)는 후공정으로 불리우고, 스텝 3에서 제작된 웨이퍼를 사용해서 반도체칩화하는 공정이며, 어셈블리공정(다이싱, 본딩), 팩키징공정(칩 밀봉) 등의 조립공정을 포함한다. 스텝 6(검사)에서는 스텝 5에서 제작된 반도체디바이스의 동작 확인 테스트, 내구성 테스트 등의 검사를 행한다. 이러한 공정을 거쳐 반도체디바이스가 완성되고, 이것을 출하 (스텝 7)한다.

도 7은 상기 웨이퍼프로세스의 상세한 플로를 나타내는 도면이다. 스텝 11 (산화)에서는 웨이퍼의 표면을 산화시킨다. 스텝 12(CVD)에서는 웨이퍼 표면에 절연막을 성막한다. 스텝 13(전극 형성)에서는 웨이퍼 상에 전극을 증착에 의해 형성한다. 스텝 14(이온 주입)에서는 웨이퍼에 이온을 주입한다. 스텝 15(레지스트 처리)에서는 웨이퍼에 감광제를 도포한다. 스텝 16(노광)에서는 상기의 노광장치에 의해 회로패턴을 웨이퍼에 전사한다. 스텝 17(현상)에서는 노광된 웨이퍼를 현상 한다. 스텝 18(에칭)에서는 현상한 레지스트상 이외의 모든 부분을 제거한다. 스텝 19 (레지스트 박리)에서는 에칭이 끝나 불필요해진 레지스트를 없앤다. 이러한 스텝을 반복해서 행함으로써, 웨이퍼 상에 다중으로 회로패턴을 형성한다.

본 발명에 의하면, 상술한 바와 같은 정밀도 열화를 억제한 고정밀도의 위치계측기술을 제공할 수 있다.

본 발명의 명백하고 광범위하게 서로 다른 수많은 실시행태를 그 정신 및 범위로부터 일탈하는 일 없이 만들 수 있지만, 본 발명은 특허청구범위에 한정된 것을 제외하고는 상기한 구체적이고 바람직한 실시형태에 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다.

Claims

마크의 위치를 계측하는 위치계측장치로서,

촬상수단;

상기 촬상수단에 의해 촬상된 화상데이터의 변동량(variation)을 구하는 연산수단; 및

다른 수광량에서 상기 촬상수단에 의해 얻어진 복수의 화상데이터에 관해서 상기 연산수단에 의해 각각 구한 변동량에 근거해서, 상기 촬상수단의 수광량에 관한 파라미터를 설정하는 설정수단;

을 구비한 것을 특징으로 하는 위치계측장치.
제 1항에 있어서,

상기 연산수단은 상기 변동량으로서 상기 화상데이터의 표준편차 및 범위의 어느 한 쪽을 구하는 것을 특징으로 하는 위치계측장치.
제 1항에 있어서,

상기 설정수단은 상기 파라미터로서 축적시간 및 수광량 톨러런스의 어느 한쪽을 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측장치.
제 1항에 있어서,

상기 설정수단은 상기 변동량이 최소가 되도록 상기 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측장치.
제 1항에 있어서,

상기 설정수단은 상기 변동량이 허용치 이하가 되도록 상기 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측장치.
제 1항에 있어서,

상기 설정수단은 상기 변동량이 허용치 이하가 되도록 상기 파라미터로서 상기 촬상수단의 수광량 톨러런스를 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측장치
제 1항에 있어서,

상기 연산수단은 상기 화상데이터에 근거해서 마크의 각 부분 간의 스팬을 추출하는 추출수단을 포함하고, 상기 연산수단은 상기 변동량으로서 상기 추출수단에 의해 추출된 복수의 스팬과 상기 복수의 스팬에 각각 대응하는 복수의 기준스팬 사이의 차이의 변동량을 구하는 것을 특징으로 하는 위치계측장치.
제 1항에 있어서,

상기 연산수단은 상기 화상데이터에 근거해서 마크의 각 부분의 위치를 추출하는 추출수단을 포함하고, 상기 연산수단은 상기 변동량으로서 상기 추출수단에 의해 추출된 복수의 위치와 상기 복수의 위치에 각각 대응하는 복수의 기준위치 사이의 차이의 변동량을 구하는 것을 특징으로 하는 위치계측장치.
제 1항에 있어서,

파장 가변의 조명수단을 더 구비하고, 상기 설정수단은 상기 조명수단의 파장마다 상기 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측장치.
기판에 패턴을 노광하는 노광장치로서,

제 1항에 기재된 위치계측장치; 및

상기 위치계측장치에 의해 계측된 위치에 근거해서 상기 기판에 패턴을 노광하는 노광수단;

을 구비한 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 10항에 있어서,

상기 위치계측장치에 의해 상기 기판 상의 마크의 위치를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 10항에 있어서,

상기 기판을 지지 및 이동시키는 스테이지를 더 구비하고, 상기 위치계측장치에 의해 상기 스테이지상의 마크의 위치를 계측하는 것을 특징으로 하는 노광장 치.
제 10항에 있어서,

상기 기판을 지지 및 이동시키는 스테이지를 더 구비하고, 상기 화상데이터는 상기 촬상수단에 의해 상기 스테이지 상의 기준면을 촬상해서 얻어진 것인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 10항에 있어서,

상기 연산수단은 상기 화상데이터에 근거해서 마크의 각 부분 간의 스팬을 추출하는 추출수단을 포함하고, 상기 연산수단은 상기 변동량으로서 상기 추출수단에 의해 추출된 복수의 스팬과 상기 복수의 스팬에 각각 대응하는 복수의 기준스팬 사이의 차이의 변동량을 구하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 10항에 있어서,

상기 연산수단은 상기 화상데이터에 근거해서 마크의 각 부분의 위치를 추출하는 추출수단을 포함하고, 상기 연산수단은 상기 변동량으로서 상기 추출수단에 의해 추출된 복수의 위치와 상기 복수의 위치에 각각 대응하는 복수의 기준위치 사이의 차이의 변동량을 구하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 14항에 있어서,

상기 마크는 상기 기판 상의 마크인 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 14항에 있어서,

상기 기판을 지지 및 이동시키는 스테이지를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 노광장치.
제 10항에 기재된 노광장치를 사용해서 기판에 패턴을 노광하는 노광공정; 및

상기 노광된 기판을 현상하는 공정;

을 포함하는 것을 특징으로 하는 디바이스 제조방법.
마크의 위치를 계측하는 위치계측방법으로서,

촬상수단을 사용해서 화상데이터를 촬상하는 촬상공정;

상기 촬상공정에 있어서 얻어진 화상데이터의 변동량을 구하는 연산공정; 및

상기 촬상공정에 있어서 다른 수광량에서 얻어진 복수의 화상데이터에 관해서 상기 연산공정에 있어서 각각 구한 변동량에 근거해서, 상기 촬상수단의 수광량에 관한 파라미터를 설정하는 설정공정;

구비한 것을 특징으로 하는 위치계측방법.
제 19항에 있어서,

상기 연산공정에 있어서 상기 변동량으로서 상기 화상데이터의 표준편차 및 범위의 어느 한 쪽을 구하는 것을 특징으로 하는 위치계측방법.
제 19항에 있어서,

상기 설정공정에 있어서 상기 파라미터로서 축적시간 및 수광량 톨러런스의 어느 한 쪽을 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측방법.
제 19항에 있어서,

상기 설정공정에 있어서 상기 변동량이 최소가 되도록 상기 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측방법.
제 19항에 있어서,

상기 설정공정에 있어서 상기 변동량이 허용치 이하가 되도록 상기 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측방법.
제 19항에 있어서,

상기 설정공정에 있어서 상기 변동량이 허용치 이하가 되도록 상기 파라미터로서 상기 촬상수단의 수광량 톨러런스를 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측방법.
제 19항에 있어서,

상기 연산공정은 상기 화상데이터에 근거해서 마크의 각 부분 간의 스팬을 추출하는 추출공정을 포함하고, 또한 상기 변동량으로서 상기 추출공정에 있어서 추출된 복수의 스팬과 상기 복수의 스팬에 각각 대응하는 복수의 기준스팬 사이의 차이의 변동량을 구하는 것을 특징으로 하는 위치계측방법.
제 19항에 있어서,

상기 연산공정은 상기 화상데이터에 근거해서 마크의 각 부분의 위치를 추출하는 추출공정을 포함하고, 또한 상기 추출공정에 있어서 추출된 복수의 위치와 상기 복수의 위치에 각각 대응하는 복수의 기준위치 사이의 차이의 변동량을 구하는 것을 특징으로 하는 위치계측방법.
제 19항에 있어서,

상기 설정공정은 파장 가변의 조명수단의 파장마다 상기 파라미터를 설정하는 것을 특징으로 하는 위치계측방법.