JP2003254710A - 面位置検出装置及び方法並びに露光装置と該露光装置を用いたデバイスの製造方法 - Google Patents

面位置検出装置及び方法並びに露光装置と該露光装置を用いたデバイスの製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハ毎、ショット毎に走査スピードを変えた
場合においても高精度な高さ位置の検出を可能とする。 【解決手段】パターン構造を有する領域を、物体面上の
部分の面位置を測定する測定手段に対して相対走査しな
がら、該領域内の計測ポイントの面位置を該測定手段を
用いて検出する装置において、領域の面位置を検出する
のに先立って、該領域に適用される相対走査の速度に応
じて、計測ポイントに対する測定手段の計測範囲が予め
設定された範囲となるように該測定手段の駆動パラメー
タを決定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、面位置検出装置及
び方法に関し、特に走査方式で面位置を検出する面位置
検出装置及び方法に関する。また、特に、露光装置等に
おいて、投影光学系の光軸方向に関するウエハ表面の位
置や傾きを走査に連動して検出するのに好適な面位置検
出装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、超ＬＳＩの高集積化に応じて回路
パターンの微細化が進んでいる。これに伴って半導体露
光装置の縮小投影レンズ系は、より高ＮＡ化されてお
り、回路パターンの転写工程におけるレンズ系の許容深
度がより狭くなっている。又、縮小投影レンズ系により
露光するべき被露光領域の大きさも大型化される傾向に
ある。こうしたなか、最近ではステッパ方式と同等のレ
ンズを使いながら露光領域とＮＡを大きくすることが可
能なスキャン方式の露光装置のニーズが高まっている。
【０００３】スキャン方式の露光装置では被露光領域全
体に亙って良好な回路パターンの転写を可能にする為
に、ウエハ表面の縮小投影レンズ系の焦平面、即ちレチ
クルの回路パターン像に対して、転写対象であるウエハ
表面の位置と傾きをスキャン動作に同期しながら高精度
に検出し、オートフォーカス・オートレベリングの補正
駆動をスキャン露光中連続的に行って、ウエハ表面を投
影光学系の最良結像面に逐次合わせ込む方法が用いられ
ている。
【０００４】これらの装置におけるウエハの高さ及び面
位置検出方法としては、例えばウエハ表面に光束を斜め
方向から入射させ、ウエハ表面からの反射光の反射点の
位置ずれをセンサ上への反射光の位置ずれとして検出す
る検出光学系を用いる方法や、エアーマイクロセンサや
静電容量センサなどのギャップセンサを用いてウエハ表
面の複数箇所の面位置を検出し、その結果に基づいてウ
エハ表面位置を求める方法、等が知られている。
【０００５】さらに上記検出方法においては、高ＮＡ化
に伴ってより狭くなった縮小投影レンズ系の許容深度内
に確実にウエハの被露光領域（ショット）全体を位置付
ける為に、検出点（或は反射点）下の局所的なパターン
段差（トポグラフィー）の影響で誤ったウエハ表面（フ
ォーカス設定面）を検出しない様に、各ショット領域内
の複数地点に検出点を設定し、各検出点における検出値
と最適フォーカス設定面との差を計測オフセットとして
厳密に管理することが行なわれている。
【０００６】こうした計測オフセットの使用・運用方法
としては、計測オフセットをパイロットウエハにて計測
し、ジョブで管理する方法や、処理ウエハの生産ロット
の変わり目に先頭ウエハを使用して計測オフセットを求
め、これを当該ロットの処理中に使用する方法がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】スリットスキャン方式
の露光装置において走査スピードは、目的の露光線幅が
良好に結像する露光量条件（ベスト露光量）に対して、
装置の照度（マスキングブレードで区切られた露光スリ
ット内の照度）とウエハ表面のレジスト感度から算出さ
れる。
【０００８】装置の照度は、レーザ出力やレーザ発振周
波数によってコントロールすることが可能で、プロセス
ばらつきに対してベスト露光量が一定となるように設定
されている。ここで、プロセスばらつきとは、ウエハ表
面のレジスト塗付むらや、後工程のベイク工程（ウエハ
表面の酸化）において高速拡散炉内の温度むらに起因し
てベスト露光量がウエハ内で変化する現象を指す。
【０００９】また、走査スピードと装置の照度との間に
は、任意のウエハ表面のレジスト感度に対してレーザ出
力やレーザ発振周波数が高い場合が最も高速度で、レー
ザ出力やレーザ発振周波数が低くなるに従って低速度に
なる関係がある。
【００１０】即ち、従来の走査スピードはプロセスばら
つきを考慮してレーザ出力やレーザ発振周波数によって
ベスト露光量をコントロールすることにより、固定の走
査スピードを、同一ジョブ、又は同一ロットで管理で
き、前述した計測オフセットはパイロットウエハや生産
ロットの先頭ウエハにおいて求めておいて、これをロッ
ト処理中に使用していた。
【００１１】しかし、この場合に算出される走査スピー
ドは、プロセスばらつきに対して選択可能な速度のう
ち、最も低い走査スピードとなる為、スループットの点
で課題がある。特にＤＲＡＭのような一回の生産ロット
規模が大きい場合にその影響が顕著となる。
【００１２】また、ＡｒＦレーザやＦ2レーザ等、低出
力なレーザ露光光源を用いた場合には走査スピードに対
して装置の照度が相対的に不足する。このため、プロセ
スばらつきに対してレーザ出力やレーザ発振周波数によ
ってベスト露光量をコントロールした場合、走査スピー
ドの高速化が難しくスループットの向上は困難となる。
【００１３】逆に、高スループット化の為に走査スピー
ドを高速化した場合も、同様に走査スピードに対して装
置の照度が相対的に不足するため、プロセスばらつきに
対してレーザ出力やレーザ発振周波数によってベスト露
光量をコントロールできず、走査スピードの高速化がで
きない。
【００１４】これらの対策として、プロセスばらつきに
対するベスト露光量のコントロールを、ショット毎、ウ
エハ毎に走査スピードを変更することで行い、装置の照
度を最大限に利用することが考えられる。しかしなが
ら、このとき、スキャン動作に同期しながらウエハ表面
の位置や傾きを検出する際の計測時間（計測開始時刻か
ら計測終了時刻まで）は一定に設定されている為、ショ
ット毎、ウエハ毎に走査スピードが変更されるとスキャ
ン計測領域がショット毎、ウエハ毎に異なってくること
になる。
【００１５】このことは、前述の計測オフセットを、従
来のようにパイロットウエハにて計測して、ジョブで管
理する方法や、処理ウエハの生産ロットの変わり目に先
頭ウエハを使用して計測オフセットを求めてロット処理
に使用する方法によって運用した場合に、スキャン計測
領域の大きさが計測オフセットを求めた時と露光時とで
異なる結果をもたらす。このため、最適フォーカス設定
面に対する計測オフセット誤差が発生し、補正精度低下
の問題となる。
【００１６】逆に走査スピード毎に計測オフセットを求
めれば、最適フォーカス設定面に対して計測オフセット
誤差は発生しないが、計測オフセットを求める機会が頻
繁になり、スループットが著しく低下してしまう問題に
なる。
【００１７】本発明は上記の如き課題に鑑みてなされた
ものであり、ウエハ毎、ショット毎に走査スピードを変
えた場合においても計測オフセットを用いて高精度な面
位置の検出を可能とすることを目的とする。また本発明
の他の目的は、装置の照度を有効活用して高スループッ
トを実現可能とすることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明による面位置検出装置は、以下の構成を備え
る。すなわち、物体面上の部分の面位置を測定する測定
手段と、パターン構造を有する領域を前記測定手段に対
して相対走査しながら該領域内の計測ポイントの面位置
を該測定手段を用いて検出する検出手段と、前記検出手
段による前記領域の面位置の検出に先立って、該領域に
適用される相対走査の速度に応じて、前記計測ポイント
に対する前記測定手段の計測領域が予め設定された範囲
となるように該測定手段の駆動パラメータを決定する決
定手段とを備える。
【００１９】また、上記の目的を達成するための本発明
による面位置検出方法は、物体面上の部分の面位置を測
定する測定手段を用い、パターン構造を有する領域を前
記測定手段に対して相対走査しながら該領域内の計測ポ
イントの面位置を該測定手段を用いて検出する検出工程
と、前記検出工程による前記領域の面位置の検出に先立
って、該領域に適用される相対走査の速度に応じて、前
記計測ポイントに対する前記測定手段の計測領域が予め
設定された範囲となるように該測定手段の駆動パラメー
タを決定する決定工程とを備える。
【００２０】更に、上記の目的を達成するための本発明
による露光装置は、ウエハ上の部分の面位置を測定する
測定手段と、パターン構造を有する前記ウエハ上のショ
ット領域を前記測定手段に対して相対走査しながら、該
領域内の計測ポイントの面位置を該測定手段を用いて検
出する検出手段と、前記検出手段による前記領域の面位
置の検出に先立って、該領域に適用される相対走査の速
度に応じて、前記計測ポイントに対する前記測定手段の
計測領域が予め設定された範囲となるように該測定手段
の駆動パラメータを決定する決定手段と、前記決定手段
で決定されたパラメータに従って前記測定手段を駆動し
ながらショット領域中の面位置を測定し、露光処理を実
行する露光手段とを備える。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、添付の図面を参照しながら
本発明の実施の形態を説明する。
【００２２】＜実施形態１＞図１は実施形態１による面
位置検出方法を用いるスリット・スキャン方式の投影露
光装置の部分概略図である。
【００２３】図１において１は縮小投影レンズ系であ
り、その光軸は図中ＡＸで示されている。またその像面
は図中Ｚ方向と垂直な関係にある。２はレチクルであ
り、３はレチクルステージである。レチクル２はレチク
ルステージ３上に保持され、レチクル２のパターンは縮
小投影レンズ系１の倍率で１／４乃至１／２、或は１／
５に縮小投影され、その像面に像を形成する。
【００２４】４は表面にレジストが塗布されたウエハで
あり、先の露光工程で形成された同一のパターン構造を
有する多数個の被露光領域（ショット）が配列されてい
る。５はウエハを載置するステージで、ウエハ４をウエ
ハステージ５に吸着・固定するチャック、Ｘ軸方向とＹ
軸方向に各々水平移動可能なＸＹステージ、投影レンズ
１の光軸（ＡＸ）方向であるＺ軸方向への移動やＸ軸、
Ｙ軸の回りに回転可能なレベリングステージ、Ｚ軸の回
りに回転可能な回転ステージにより構成されており、レ
チクルパターン像をウエハ上の被露光領域に合致させる
ための６軸補正系を構成している。
【００２５】図１における１０〜１９はウエハ４の表面
位置及び傾きを検出するために設けた面位置検出装置の
検出光学系の各要素を示している。１０は光源であり、
白色ランプ、または相異なる複数のビーク波長を持つ高
輝度発光ダイオードの光を照射する様に構成された照明
ユニットよりなっている。１１はコリメータレンズであ
り光源１０からの光束を断面の強度分布がほほ均一の平
行光束として射出している。１２はプリズム形状のスリ
ット部材であり一対のプリズムを互いの斜面が相対する
様に貼り合わせており、この貼り合わせ面に複数の開口
（本実施形態では、例として９つのピンホールを設けて
ある）をクロム等の遮光膜を利用して設けている。
【００２６】１３は両テレセントリック系の光学系で、
スリット部材１２の複数のピンホールを通過した独立の
９つの光束をミラー１４を介してウエハ４面上の９つの
測定点に導光している。図１では３光束のみ図示してい
るが各光束は紙面垂直方向に各々３光束もっている。こ
のときレンズ系１３に対してピンホールの形成されてい
る平面とウエハ４の表面を含む平面とはシャインプルー
フの条件（Scheinmpflug's condition）を満足するよう
に設定している。面位置検出装置の光照射部は以上の１
０〜１４を含んで構成される。
【００２７】本実施形態において光照射部からの各光束
のウエハ４の面上への入射角Φ（ウエハ面にたてた垂線
即ち光軸となす角）はΦ＝７０°以上である。ウエハ４
の面上には図３に示す様に、同一パターン構造を有する
複数個の被露光領域（ショット）が配列されている（図
３では矩形で示されている）。レンズ系１３を通過した
９つの光束は図２に示す様にパターン領域の互いに独立
した各測定点に入射・結像している（図２では、３つの
光束が省略され、６つの光束が示されている）。また９
つの測定点がウエハ４の面内で互いに独立して観察され
るようにＸ方向（スキャン方向５ａ）からＸＹ平面内で
θ°（例えば２２．５°）回転させた方向より光束を入
射させている。
【００２８】再び図１に戻り、面位置検出装置の、ウエ
ハ４からの反射光束を検出する側、即ち１５〜１９の各
構成を含んで形成される受光部について説明する。
【００２９】１６は両テレセントリック系の受光光学系
であり、ウエハ４の面からの９つの反射光束をミラー１
５を介して受光している。受光光学系１６内に設けたス
トッパー絞り１７は９つの各測定点に対して共通に設け
られており、ウエハ４上に存在する回路パターンによっ
て発生する高次の回折光（ノイズ光）をカットしてい
る。両テレセントリック系の受光光学系１６を通過した
光束は、その光軸が互いに平行となっており、補正光学
系群１８の９個の個別の補正レンズにより光電変換素子
群１９の検出面に互いに同一の大きさのスポット光とな
る様に再結像させられる。
【００３０】またこの受光部の１６〜１８の構成は、ウ
エハ４の面上の各測定点と光電変換素子群１９の検出面
とが、互いに共役となるように倒れ補正を行っている。
このため、各測定点の局所的な傾きにより検出面でのピ
ンホール像の位置が変化することはなく、各測定点の光
軸方向ＡＸでの高さ変化に応答して検出面上でピンホー
ル像が変化するように構成されている。
【００３１】本実施形態では、光電変換素子群１９は９
個の例えば１次元ＣＣＤラインセンサにより構成されて
いるものとするが、２次元の位置検出素子を複数配置し
て構成した場合にも同一の効果を得ることが出来る。
【００３２】次に、図１を参照してスリット・スキャン
方式の露光システムについて説明する。図１に示す様に
レチクル２はレチクルステージ３に吸着・固定された
後、投影レンズ１の光軸ＡＸと垂直な面内で図１に示す
矢印３ａ（Ｘ軸方向）方向に一定速度でスキャンすると
ともに、矢印３ａと直交する方向（Ｙ軸方向：紙面に垂
直）には常に目標座標位置を維持してスキャンする様に
補正駆動される。
【００３３】このレチクルステージのＸ方向及びＹ方向
の位置情報は、図１のレチクルステージに固定されたＸ
Ｙバーミラー２０へ外部から（即ちレチクル干渉系（Ｘ
Ｙ）２１から）複数のレーザビームが照射されることに
より常時計測されている。
【００３４】露光照明光学系６はエキシマレーザ等のパ
ルス光を発生する光源を使用し不図示のビーム整形光学
系、オプティカルインテグレイダー、コリメータ及びミ
ラー等の部材で構成され、遠紫外領域のパルス光を効率
的に透過或いは反射する材料で形成されている。なお、
ビーム整形光学系は入射ビームの断面形状とその寸法を
所望の形に整形するためのものである。また、オプティ
カル・インテグレータは光束の配光特性を均一にしてレ
チクル２を均一照度で照明するためのものである。
【００３５】露光照明光学系６内の不図示のマスキング
ブレードによりチップサイズに対応して矩形の照明領域
が設定され、その照明領域で部分照明されたレチクル２
上のパターンが投影レンズ１を介してレジストが塗布さ
れたウエハ４上に投影される。
【００３６】図１に示すメイン制御部２７はレチクル２
のスリット像をウエハ４の所定領域にＸＹ面内の位置
（Ｘ，Ｙの位置及びＺ軸の回りの回転θ）とＺ方向の位
置（Ｘ，Ｙ各軸の回りの回転α，β及びＺ軸上の高さ
Ｚ）を調整しながら、レチクルとウエハを投影光学系に
対し同期させて走査させるとともに縮小投影光学系１を
介してレチクル２上のパターンをウエハ上に投影露光す
るスキャン露光を行う様に全系をコントロールしてい
る。
【００３７】即ちレチクル上のパターンのＸＹ面内での
位置合わせはレチクル干渉計２１とウエハステージ干渉
計２４の位置データと不図示のアライメント顕微鏡から
得られるウエハの位置データから制御データを算出し、
レチクル位置制御系２２及びウエハ位置制御系２５をコ
ントロールすることにより実現している。
【００３８】レチクルステージ３を図１の矢印３ａの方
向に走査する場合、ウエハステージ５は図１の矢印５ａ
の方向に投影レンズの縮小倍率分だけ補正されたスピー
ドで走査される。レチクルステージ３の走査スピードは
露光照明光学系６内の不図示のマスキングブレードのス
キャン（走査）方向の幅とウエハ４の表面に塗布された
レジストの感度からスループットが有利となるように決
定される。
【００３９】図４（ａ）〜（ｃ）は各ショットを走査す
る場合のショット４１と投影光学系１によってウエハ４
上に投影されるスリット（露光スリット）４０と、前記
ウエハ４の面上の６つの測定点（スポット）との位置関
係の変化の様子を示す。スポットは露光スリット４０の
中心から走査方向にずれた位置に３個ずつと、さらに図
示しないが露光スリット４０の中に３個の計９個が設定
されている。露光スリット４０の中に位置するスポット
はスリット上アクイジション計測用スポットである。そ
して、ウエハを図４中で右から左に向かって走査すると
き（この場合スリット４０は左から右へ向かって走査す
る）はスポットＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３の３チャンネル
で、ウエハを左から右に向かって走査するときはスポッ
トＣＬ１、ＣＬ２、ＣＬ３の３チャンネルでウエハの高
さ（Ｚ方向の位置）を各スポット毎に走査方向の複数の
計測点（Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、…）で計測する。それらの
計測データは、その後、ウエハをさらに走査して各計測
点が露光スリット４０の中心に来たときのフォーカス補
正の為のデータとして用いられる。即ち、フォーカス補
正は、各計測点のフォーカスを先読みして行なわれる。
【００４０】図５は各ショット４１を走査する場合の、
計測開始直後の時刻Ｔ０におけるスポットＣＲ１、ＣＲ
２、ＣＲ３の測定領域を示し、図６（ａ）、（ｂ） は
異なる走査スピード（Ｓ１，Ｓ２）で走査した際にスポ
ットＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３が所定の計測時間中（時刻
Ｔ０〜時刻Ｔ１）にスキャン計測した測定領域Ｌ１１、
Ｌ２１、Ｌ３１、及びＬ１２、Ｌ２２、Ｌ３２を示す。
走査スピードが異なる（Ｓ１＞Ｓ２）ために、測定領域
が異なる様子が示されている。
【００４１】図７は本実施形態により、各ショットを図
６のように異なる走査スピード（Ｓ１＞Ｓ２）で走査す
る場合において、走査スピードに連動して計測開始時刻
Ｔ０と計測終了時刻Ｔ１、Ｔ２を変更することにより、
スポットＣＲ１、ＣＲ２、ＣＲ３を用いてスキャン計測
される測定領域Ｌ１１、Ｌ２１、Ｌ３１の同位置性を保
証する様子を示す。尚、計測開始時刻Ｔ０は走査スピー
ドに連動して、スキャン計測中の測定領域が常に同位置
となるようにショット毎に再計算されているのは言うま
でもない。
【００４２】一方、レチクル上のパターンのＺ軸方向の
位置合わせ、即ち像面への位置合わせはウエハ４の高さ
データを検出する面位置検出制御部２６の演算結果をも
とに、ウエハ位置制御系２５を介してウエハステージ内
のレベリングステージを制御することにより行ってい
る。即ちスキャン方向に対してスリット近傍に配置され
たウエハ高さ測定用の３つのスポット光（ＣＲ１〜３或
いはＣＬ１〜３）による高さデータからスキャン方向と
垂直方向の傾き及び光軸ＡＸ方向の高さを計算し、露光
位置での最適像面位置への補正量を求め、補正を行って
いる。
【００４３】図１の露光装置では、ウエハの露光に先立
ち、サンプルショット（図３の斜線を付したショット３
１）にて光源１０の照度一定の元でウエハをスキャン
し、各検出ポイントにおける反射光を光電変換素子群１
９（ＣＣＤセンサ）で受光することにより調光データ
（例えば信号ピーク）をスキャン測定（プリスキャン）
する。そして、得られたデータからスキャン露光中のフ
ォーカス計測に最適なピーク値となる設定電流値を計測
位置ごとに算出、記憶して、各ショットの露光処理にお
いて順次計測位置の反射率に応じた設定電流で照明する
ことにより測定すべき波形の形状（ピーク）を反射率に
よらず一定とする。
【００４４】このようにスキャン計測に先立って事前に
各検出ポイントにおける最適光量またはゲインを測定し
ておき、スキャン計測時は各検出ポイントごとに事前に
求めた最適光量または最適ゲインを設定（調光）するこ
とにより、スキャン計測時の調光を速やかに行なって各
検出ポイントのスキャン計測時間を一定化することがで
き、スキャンと面位置計測を同期させることができる。
従って、オフセット補正を正しく行なうことができ、高
精度な面位置検出を実現することができる。
【００４５】さらに、各検出ポイントの表面状態の相違
によるフォーカス計測値の相違を補正するための計測オ
フセット値も予め測定しておき、各ショットの露光処理
において順次得られる各計測位置での計測値を補正す
る。
【００４６】ウエハ４の被露光領域のＺ方向の位置、即
ち像面位置に対する位置（Ｚ）および傾き（α,β）の
ずれを検出するためにはウエハ４の表面を正確に計測す
るとともに照明領域形状と被露光領域のパターン構造
（実際の段差）との関係も考慮しなければならない。
【００４７】前者の表面を正確に計測するという目的に
対して光学方式の検出系を用いた場合、ウエハ４のレジ
スト表面で反射した光とウエハ４の基板面で反射した光
との干渉の影響等による検出誤差の要因が考えられる。
その影響は広い意味でのパターン構造である基板面の材
質により変化し、Ａｌなどの高反射の配線材料では無視
できない量となる。また静電容量センサをウエハ面位置
検出センサとして使用した場合においては、高速素子や
発光ダイオードの基板として使用するＧａＡｓウエハで
は誘電体であるがため、Ｓｉウエハとは異なり大きな計
測オフセットを持つことが知られている。
【００４８】図１の装置では、各検出ポイントの表面状
態の相違によるフォーカス計測値の相違を補正するため
の計測オフセット値を求める為に、図３の斜線（クロス
ハッチ）を付した複数のサンプルショット（３２〜３
９）領域においてプリスキャン測定（実際にスキャンさ
せながら各被露光領域内の複数箇所の面位置を検出す
る）を行う。そして、スキャン露光中の面位置検出値
（面位置データ）を最適露光像面位置までの距離に補正
するための補正値（即ち、パターン構造に依存する誤
差）を、上記プリスキャンで測定された面位置検出値
（面位置データ）を用いて算出する。
【００４９】尚、図３におけるサンプルショット配置は
一例であり、サンプルショット数、ショット位置はこれ
に限定されるものではない。
【００５０】補正値の算出が完了した後、スキャン露光
中においては、各面位置を検出する検出ポイントでの面
位置検出値を検出ポイントのパターン構造に対応した補
正値で補正し、補正された面位置検出値に基づいて、被
露光領域を露光像面に合わせ露光を行なう。
【００５１】以下、実施形態１による面位置検出及びそ
の補正方法を図８のフローチャートを用いて説明する。
なお、図１の露光装置において、光源１０として発光ダ
イオード（ＬＥＤ）を用い、受光部としては一次元ＣＣ
Ｄセンサを用いる。
【００５２】スタート指令を受けると、ステップＳ１０
１からステップＳ１０２へ進み、ウエハをステージ上に
搬入し、チャックに吸着固定する。そして、ステップＳ
１０３で、基準とするスキャン計測領域の大きさを、所
定の走査スピードと所定のＣＣＤ蓄積時間を基にして次
式、 基準のスキャン計測領域サイズ（全長）＝計測スポット
サイズ＋（走査スピード×ＣＣＤ蓄積時間） によって求め、メイン制御部２７に記憶する。
【００５３】次に、ステップＳ１０４において、図３の
サンプルショット３１にて所定のスピードで走査させな
がら図５で示すような被露光領域内の複数の計測ポイン
ト（Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、…）において調光を行ない記憶
する。このとき、所定のスピードで走査させながら行な
う調光は、ＣＣＤ蓄積時間を２段階以上変化させて、少
なくとも２つ以上の調光結果を記憶する。なお、調光に
おいては複数回の走査が行われるので、各走査において
ＣＣＤ蓄積時間を変化させる。
【００５４】次いで、パターン構造（被露光領域内の実
際の段差、基板の材質）に依存する計測誤差要因をスキ
ャン露光中の面位置検出値から補正するための計測オフ
セット値の計測を行なう。最終的な補正値或いは補正量
は、この計測オフセット値を含んたものとなる。
【００５５】まず、チップの被露光域内の表面形状（複
数の面位置）を測定するために、ステップＳ１０５で図
３に示すような複数のサンプルショット（３２〜３９）
にて所定のスピードで走査させながら各被露光領域内の
複数箇所の面位置を検出する。この時の走査スピードと
蓄積時間は、上述した基準のスキャン計測領域サイズの
算出に用いた走査スピードと蓄積時間である。その後、
測定された面位置検出値（面位置データ）を用いて、ス
キャン露光中の面位置検出値を最適露光像面位置までの
距離に補正するための補正値（パターン構造に依存する
誤差）をステップＳ１０６にて算出し、ステップＳ１０
７でメイン制御部２７に記憶する。ステップＳ１０７で
は、各検出ポイントと補正量とを対にして記憶する。
【００５６】ステップＳ１０８では、これから露光走査
する被露光領域に対する走査スピード（走査スピード
は、エネルギ量等の客先の仕様等により予め設定されて
いる）と、ステップＳ１０３で記憶した基準のスキャン
計測領域サイズから最適なＣＣＤ蓄積時間を算出し、各
検出ポイント毎に適切な計測開始時間及び計測終了時間
を設定する。すなわち、計測開始時間はＭ０等の検出位
置にスポットが到達する時刻であり、計測終了時間は計
測開始時間に算出されたＣＣＤ蓄積時間を加えた時刻で
ある。また、ステップＳ１０９において、ステップＳ１
０４で記憶したＣＣＤ蓄積時間変化に対する調光値の変
化から、上記算出したＣＣＤ蓄積時間に対する最適な調
光値を決定する。
【００５７】以上により、露光領域毎に走査スピードが
変化した場合においても、再調光に要する時間を増やす
ことなく一定の最適光量を設定でき、且つ、常に各検出
ポイントでの面位置計測のための測定領域を同期させる
ことができる。従って、フォーカス計測値のオフセット
管理をする上で位置との同位置性を確保して、フォーカ
ス計測値のオフセット補正を高精度に行い、高スループ
ットな高解像度のパターン転写を可能にすることができ
る。
【００５８】ステップＳ１１０では、ステップＳ１０９
で設定された調光値でスキャン露光を行なう。このスキ
ャン露光中の、各面位置を検出する各検出ポイントにお
いてステップＳ１０８で設定した計測開始時間から計測
終了時間までに計測された面位置検出値は、各検出ポイ
ントのパターン構造に対応した補正値（ステップＳ１０
７で記憶された補正値）で補正される。そして、この補
正された面位置検出値に基づいて、被露光領域を露光像
面に合わせ露光が行われる。以上のステップＳ１０８〜
Ｓ１０９はショット毎に実行されることになる。
【００５９】ここで、ステップＳ１０３〜ステップＳ１
０７のプリスキャン測定で求められた調光データ、補正
値は、パターン構造（被露光領域内の実際の段差、基板
の材質）に依存する。従って、同一ロットもしくは同一
工程を経たウエハ同士ではパターン構造が同一と考えら
れるので、最初の少なくとも一枚で求めた調光データ、
及び補正値を、以後のウエハに適用することが可能であ
る。このような処理を図９Ａ、図９Ｂを用いて説明す
る。
【００６０】図９Ａ、図９Ｂは、最初の所定枚数のウエ
ハについてプリスキャン測定を行ない、以降のウエハに
ついてその測定結果を用いて露光処理を行なう処理を示
すフローチャートである。
【００６１】図９Ａ、図９Ｂに示されるフローチャート
では、処理対象のｎ枚のウエハのうちの最初のｊ枚につ
いては上述のプリスキャン測定を行ないながら露光処理
を実行する。即ち、ステップＳ２０２で０にセットされ
たカウンタｉを用いて、このカウンタｉがｊ以上となる
まで、ステップＳ１０２〜Ｓ１１２が繰り返し実行され
る。
【００６２】ｊ枚のウエハについて処理を終えると、ス
テップＳ２０５において、ｊ枚のウエハについて得られ
たプリスキャンデータを統計処理（例えば平均化）し
て、残りのウエハについて適用するプリスキャンデータ
を設定する。そして、ステップＳ２０６以降の処理で、
残りのウエハについて、ステップＳ２０５で求めたプリ
スキャンデータを用いた露光処理が実行される。
【００６３】即ち、ステップＳ２０６でカウンタを１つ
増加させ、ステップＳ２０７で次のウエハを搬入し、ウ
エハステージにチャックする。ステップＳ１０８’〜Ｓ
１１０’では、上述のステップＳ１０８〜Ｓ１１０と同
様の処理を行なうが、用いられるプリスキャンデータは
ステップＳ２０５で設定されたものとなる。そして、ウ
エハ上の全てのショットを露光し終えたならば（ステッ
プＳ２０８）、チャックを解除して当該ウエハを搬出す
る（ステップＳ２０９）。これらステップＳ２０６から
Ｓ２０９までの上述の処理を、残りの全てのウエハにつ
いて実行する（ステップＳ２１０）。
【００６４】図９Ａ、図９Ｂに示したフローチャートの
様なシーケンスによって、大幅なスループット向上が期
待できる。
【００６５】＜実施形態２＞実施形態２では、図１の装
置において、光源１０として発光ダイオード（ＬＥＤ）
を、受光部として高速サンプリングが可能なＰＳＤセン
サを用い、連続した複数回の計測値を平均化して一計測
値とする、所謂時間平均型センサを用いる場合を説明す
る。
【００６６】図１０は実施形態２による露光処理を示す
フローチャートである。スタート指令を受けつけると、
ステップＳ３０１からステップＳ３０２へ進み、ウエハ
をステージ上に搬入し、チャックに吸着固定する。
【００６７】次に、ステップＳ３０３で基準とするスキ
ャン計測領域の大きさを、所定のスピードと所定の平均
化回数、及びＰＳＤセンサのサンプリングクロック［H
z］を用いて次式、 基準のスキャン計測領域サイズ（全長）＝計測スポット
サイズ＋（走査スピード×（平均化回数／サンプリング
クロック）） によって求め、メイン制御部２７に記憶する。
【００６８】ステップＳ３０４では、図３のサンプルシ
ョット３１において所定のスピードで走査させながら、
図５で示すような被露光領域４１内の複数の計測ポイン
ト（Ｍ０、Ｍ１、Ｍ２、…）において調光を行ない記憶
する。この調光では、実施形態１と同様に、最適な光量
やゲインが決定される。
【００６９】次いで、ステップＳ３０５に進み、パター
ン構造（被露光領域内の実際の段差、基板の材質等）に
依存する計測誤差要因をスキャン露光中の面位置検出値
から補正するための計測オフセット値（補正値）の計測
を行なう。
【００７０】まず、チップの被露光域内の表面形状（複
数の面位置）を測定するために、ステップＳ３０５で図
３に示すような、斜線の複数のサンプルショット（３２
〜３９）領域にて、所定のスピードで走査させながら各
被露光領域内の複数箇所の面位置を検出する。このとき
の走査スピード及び平均化回数は、上述の基準のスキャ
ン計測領域サイズを決定する際に用いた走査スピードと
平均化回数である。そして、ステップＳ３０６におい
て、この測定された面位置検出値（面位置データ）を用
いて、スキャン露光中に測定される面位置検出値を最適
露光像面位置までの距離に補正するための補正値（パタ
ーン構造に依存する誤差）を算出し、ステップＳ３０７
でメイン制御部２７に記憶する。
【００７１】ステップＳ３０８では、これから露光走査
する被露光領域に対する走査ピードと、ステップＳ１０
３で記憶した基準のスキャン計測領域サイズから、当該
走査するスピードに対応した計測開始時刻と最適な平均
化回数を算出して設定する。また、ステップＳ３０４で
記憶した調光データを設定する。なお、ステップＳ１０
８と同様に、各計測ポイントＭ０…にスポットが到達す
る時刻を走査スピードから算出して、計測開始時刻が設
定される。
【００７２】ステップＳ３０９にてスキャン露光を行な
う間、各面位置を検出する各検出ポイントにおいてステ
ップＳ３０８で設定した計測開始時間と平均化回数によ
って面位置を計測する。そして、この露光中に計測した
面位置の計測値を、各検出ポイントのパターン構造に対
応して設定された補正値（ステップＳ３０７で設定され
た補正値）を用いて補正し、補正された面位置検出値に
基づいて、被露光領域を露光像面に合わせ露光を実行す
る。
【００７３】ここで、ステップＳ３０３〜ステップＳ３
０６のプリスキャン測定で求められた調光データ、補正
値は、パターン構造（被露光領域内の実際の段差、基板
の材質）に依存する。従って、同一ロットもしくは同一
工程を経たウエハ同士ではパターン構造が同一と考えら
れるので、最初の少なくとも一枚ので求めた調光デー
タ、及び補正値を、以後のウエハに適用することが可能
であり、それにより大幅なスループットの向上が期待で
きることは言うもでもない。なお、この場合の処理は、
上記実施形態１（図９Ａ、図９Ｂ）に準ずるものである
ので説明を省略する。
【００７４】＜実施形態３＞実施形態２ではＰＳＤセン
サを用いたが、これに限定されるものではなく、エアー
マイクロセンサや静電容量センサなど、所謂時間平均型
センサ全般に適用できるものであり、非光学式センサを
使用しても高精度で高スループットな面位置検出が可能
である。実施形態３では静電容量センサを用いた面位置
検出処理について説明する。
【００７５】静電容量センサを使用した場合の露光装置
の一構成例を図１１に示す。図１１は、上述した面位置
検出方法を用いるスリット・スキャン方式の投影露光装
置の部分概略図であり、図１と共通の構成には同一の参
照番号を付してある。図１１において、５０および５１
はウエハ４の表面位置及び傾きを検出するために設けら
れた静電容量センサであり、紙面垂直方向に各々３つの
センサを露光スリットに対してスキャン方向の前後に配
置している。従って、測定ポイントは図４のＣＬ１〜Ｃ
Ｌ３、ＣＲ１〜ＣＲ３に示す６ヶ所であり、露光スリッ
トとの位置関係も図４に示したとおりである。
【００７６】図１２は面位置計測に静電容量センサを用
いた場合の処理を説明するフローチャートである。図１
２に示すように、スタート指令を受け付けるとステップ
Ｓ４０１からステップＳ４０２へ進み、ウエハをステー
ジ上に搬入・チャックに吸着固定する。
【００７７】ステップＳ４０３で基準とするスキャン計
測領域の大きさを、所定のスピードと所定の平均化回
数、及び静電容量センサのサンプリングクロック［Hz］
に基づいて次式、 基準のスキャン計測領域サイズ（全長）＝計測スポット
サイズ＋（走査スピード×（平均化回数／サンプリング
クロック）） によって求めてメイン制御部２７に記憶する。
【００７８】ここで、静電容量センサによる表面位置及
び傾き検出値は、高精度化の目的から所定回数の平均値
を使用しているが、所定時間内の平均値を使用してもよ
く、その場合は以下の式、 基準のスキャン計測領域サイズ＝計測スポットサイズ＋
（走査スピード×（平均化時間／サンプリングクロッ
ク）） を用いればよい。
【００７９】次いで、パターン構造（被露光領域内の実
際の段差、基板の材質）に依存する計測誤差要因をスキ
ャン露光中の面位置検出値から補正するための計測オフ
セット値（補正値）の計測を行なう。
【００８０】まず、チップの被露光域内の表面形状（複
数の面位置）を測定するために、ステップＳ４０４で図
３に示す複数のサンプルショット３２〜３９の領域にて
所定のスピードで走査させながら、静電容量センサによ
り各被露光領域内の複数箇所の面位置を検出する。この
ときの走査スピードと平均化回数は上述した、基準のス
キャン計測領域サイズを求める際に用いた走査スピード
と平均化回数である。
【００８１】その後、ステップＳ４０５において、上記
ステップＳ４０５で測定された面位置検出値（面位置デ
ータ）を用いて、スキャン露光中に計測された面位置検
出値を最適露光像面位置までの距離に補正するための補
正値（パターン構造に依存する誤差）を算出し、ステッ
プＳ４０６でメイン制御部２７に記憶する。
【００８２】以上のようにしてプリスキャンデータを取
得したならば、ステップＳ４０７において、これから露
光走査する被露光領域に対する走査スピードとステップ
Ｓ４０３で記憶した基準のスキャン計測領域サイズとか
ら、走査するスピードに対して計測開始時刻（ステップ
Ｓ１０８と同様に、各計測ポイントＭ０…にスポットが
到達する時刻を走査スピードから算出して、計測開始時
刻が設定される）と最適な平均化回数を算出して設定す
る。
【００８３】ステップＳ４０８ではスキャン露光を実行
する。このスキャン露光中、静電容量センサを用いて、
面位置を検出する各検出ポイントにおいてステップＳ４
０７で設定した計測開始時間から平均化回数終了までに
計測した面位置検出値を、各検出ポイントのパターン構
造に対応した前記補正値で補正し、補正された面位置検
出値に基づいて、被露光領域を露光像面に合わせ露光を
行う。
【００８４】ここで、ステップＳ４０３〜ステップＳ４
０５のプリスキャン測定で求められた補正値は、パター
ン構造（被露光領域内の実際の段差、基板の材質）に依
存する。従って、同一ロットもしくは同一工程を経たウ
エハ同士ではパターン構造が同一と考えられるので、最
初の少なくとも一枚ので求めた調光データ、及び補正値
を、以後のウエハに適用することが可能であり、それに
より大幅なスループット野向上が期待できることは言う
もでもない。また、その処理手順は、図９Ａ、図９Ｂに
準ずるものであり、図９Ａ、図９Ｂから当業者には明ら
かであろう。
【００８５】なお、走査スピードに連動して平均化回数
を変更する以外に、平均化時間を変更しても同等の効果
が得られることは前述の通りである。
【００８６】＜実施形態４＞上記各実施形態では、スキ
ャン計測領域を所定の走査速度とＣＣＤ蓄積時間等を用
いて決定したが、実施形態４では図１に不図示の外部入
力端末（コンソール）から基準のスキャン計測領域サイ
ズを設定する例を示す。
【００８７】図１３は実施形態４による露光処理を説明
するフローチャートである。図１３において、図１と異
なるのは、ステップＳ５０３で外部入力装置によりスキ
ャン計測領域のおき差を設定している点である。
【００８８】これにより、コンソールのグラフィック画
面上で変更可能なスキャン計測領域サイズを任意に選
択、或いは指定でき、既知のショット内パターンに対し
て信頼性の高い計測領域でのフォーカス計測が可能にな
り、高精度で高スループットな面位置検出が可能とな
る。
【００８９】以上説明したように、上記実施形態によれ
ばウエハ毎、ショット毎に露光照度を変更して、走査ス
ピードが変わっても計測ポイントの同位置性が保たれる
ため計測オフセットの取り直しを必要とせず、また計測
オフセットの精度を悪化する危険性もない。従って、ウ
エハ内のレジスト感度むらに起因するショット毎の露光
照度バラツキに対して、最適な走査スピードを常に選択
してもフォーカス計測値の高精度なオフセット補正を行
なうことができ、常に高スループットな面位置検出が可
能となる。
【００９０】＜実施形態５＞次に上記説明した露光装置
を利用したデバイスの製造方法の実施形態を説明する。
図１４は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半導体チッ
プ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マイクロマ
シン等）の製造フローを示す。
【００９１】ステップＳ１（回路設計）では半導体デバ
イスの回路設計を行う。ステップＳ２（マスク製作）で
は設計した回路パターンを形成したマスクを制作する。
一方、ステップＳ３（ウエハ製造）ではシリコン等の材
料を用いてウエハを製造する。ステップＳ４（ウエハプ
ロセス）では前工程 と呼ばれ、上記用意したマスクと
ウエハを用いて、リソグラフィー技術によってウエハ上
に実際の回路を形成する。次にステップＳ５（組み立
て）は後工程と呼ばれ、ステップＳ４によって作製され
たウエハを用いて半導体チップ化する工程であり、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）等の工程を含む。ステップＳ
６（検査）ではステップＳ５で作製された半導体デバイ
スの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査を行う。こ
うした工程を経て半導体デバイスが完成し、これが出荷
（ステップＳ７）される。
【００９２】図１５は上記ウエハプロセスの詳細なフロ
ーを示す。ステップＳ１１（酸化）ではウエハの表面を
酸化させる。ステップＳ１２（ＣＶＤ）ではウエハ表面
に絶縁膜を形成する。ステップＳ１３（電極形成）では
ウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップＳ１
４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち込む。ス
テップＳ１５（レジスト処理）ではウエハに感光剤を塗
布する。ステップＳ１６（露光）では上記説明した露光
装置によってマスクの回路パターンをウエハに焼付露光
する。ステップＳ１７（現像）では露光したウエハを現
像する。ステップＳ１８（エッチング）では現像したレ
ジスト像以外の部分を削り取る。ステップＳ１９（レジ
スト剥離）ではエッチングが済んで不要となったレジス
トを取り除く。これらのステップを繰り返し行うことに
よって、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００９３】以上のような実施形態５の製造方法に、実
施形態１乃至３で説明した露光装置を用いれば、スルー
プットを向上しつつ、計測オフセットを用いた面位置計
測を正確に行うことができる。
【００９０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ウエハ毎、ショット毎に走査スピードを変えた場合にお
いても計測オフセットを用いて高精度な面位置の検出を
行うことが可能である。また本発明によれば、装置の照
度を有効活用して高スループットを実現することが可能
である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態によるスリット・スキャン方式の投影
露光装置の一例を示す部分的概略図である。
【図２】検出光学系による面位置検出における露光スリ
ットと各測定点の位置関係を示す説明図である。
【図３】ウエハ上の被露光領域（ショット）の配列状態
と、プリスキャンにより調光、及び被露光領域内の表面
状態の計測を行なうサンプルショットの選択例を示す平
面図である。
【図４】スキャン計測時のショット、スリット及びスポ
ットの関係を示す説明図である。
【図５】スキャン計測開始時のショット、及びスポット
位置の関係を示す説明図である。
【図６】スキャンスピードの違いにより、計測した領域
が変化する様子を示す示す図である。
【図７】図６に示したスキャンスピードの違いによる計
測領域の変化を、計測時間によって吸収する様子を説明
する図である。
【図８】実施形態１による面位置検出方法を用いたオフ
セットの測定及び各ショットでの露光時の面位置補正駆
動のシーケンス概略例を示すフローチャートである。
【図９Ａ】実施形態１による面位置検出方法を用いたウ
エハ処理のシーケンス例を示すフローチャートである。
【図９Ｂ】実施形態１による面位置検出方法を用いたウ
エハ処理のシーケンス例を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態２による面位置検出方法を用いたオ
フセットの測定及び各ショットでの露光時の面位置補正
駆動のシーケンス概略例を示すフローチャートである。
【図１１】面位置検出に静電容量センサを用いたスリッ
ト・スキャン方式の投影露光装置の一例を示す部分的概
略図である。
【図１２】実施形態３による面位置検出方法を用いたオ
フセットの測定及び各ショットでの露光時の面位置補正
駆動のシーケンス概略例を示すフローチャートである。
【図１３】実施形態４による面位置検出方法を説明する
フローチャートである。
【図１４】半導体デバイスの製造フローを示す図であ
る。
【図１５】ウエハプロセスの詳細なフローを示す図であ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１８ Ｆターム(参考） 2F063 AA02 AA37 BA26 BA30 CA11 DA01 DA05 DC08 HA01 LA16 2F065 AA06 AA35 BB02 CC19 DD06 FF01 GG02 GG07 GG23 GG24 HH06 HH12 JJ02 JJ03 JJ16 JJ25 JJ26 LL28 LL30 LL46 LL59 2F069 AA02 AA77 BB15 DD15 GG06 GG09 NN26 5F046 BA05 DA05 DA14 DB05 DC10

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 物体面上の部分の面位置を測定する測定
    手段と、 パターン構造を有する領域を前記測定手段に対して相対
    走査しながら該領域内の計測ポイントの面位置を該測定
    手段を用いて検出する検出手段と、 前記検出手段による前記領域の面位置の検出に先立っ
    て、該領域に適用される相対走査の速度に応じて、前記
    計測ポイントに対する前記測定手段の計測領域が予め設
    定された範囲となるように該測定手段の駆動パラメータ
    を決定する決定手段とを備えることを特徴とする面位置
    検出装置。
  2. 【請求項２】 前記測定手段は、物体の面上に光束を斜
    めに照射する投光部と、該物体の面上からの前記光束の
    反射光を受光する時間蓄積型センサとを用いて、当該面
    上の該光束が照射された部分の面位置を測定するもので
    あり、 前記決定手段は、前記測定手段による計測の開始時間と
    終了時間を前記駆動パラメータとして決定することを特
    徴とする請求項１に記載の面位置検出装置。
  3. 【請求項３】 前記測定手段は、物体の面上に光束を斜
    めに照射する投光部と、該物体の面上からの前記光束の
    反射光を受光する時間平均型センサとを用いて、当該面
    上の該光束が照射された部分の面位置を測定するもので
    あり、 前記決定手段は、前記時間平均型センサの平均化回数を
    前記駆動パラメータとして決定することを特徴とする請
    求項１に記載の面位置検出装置。
  4. 【請求項４】 前記測定手段は、非光学式の時間平均型
    センサにより、物体面上の部分の面位置を測定するもの
    であり、 前記決定手段は、前記時間平均型センサの平均化回数を
    前記駆動パラメータとして決定することを特徴とする請
    求項１に記載の面位置検出装置。
  5. 【請求項５】 前記測定手段の計測領域を、所定の走査
    速度と所定の蓄積時間に基づいて設定する設定手段を更
    に備えることを特徴とする請求項２に記載の面位置検出
    装置。
  6. 【請求項６】 前記測定手段の計測領域を、所定の走査
    速度と所定の平均化回数に基づいて設定する設定手段を
    更に備えることを特徴とする請求項３に記載の面位置検
    出装置。
  7. 【請求項７】 前記測定手段の計測領域をマニュアルに
    て設定する設定手段を更に備えることを特徴とする請求
    項２または３に記載の面位置検出装置。
  8. 【請求項８】 所定の領域をプリスキャンして、前記投
    光部からの照射光を変化させながらその受光結果を記憶
    する調光手段を更に備え、 前記決定手段は、さらに、前記計測の開始時間と終了時
    間によって決まる蓄積時間と前記調光手段で記憶された
    受光結果とに基づいて前記測定手段を最適化することを
    特徴とする請求項２に記載の面位置検出装置。
  9. 【請求項９】 前記最適化は、前記投光部の駆動電流及
    び／または前記蓄積型センサからの信号のゲインを調整
    して行なうことを特徴とする請求項８に記載の面位置検
    出装置。
  10. 【請求項１０】 前記パターン構造を有する所定の領域
    を所定の速度で相対走査しながら前記測定手段による計
    測を実施し、前記投光部による照明を最適化することを
    特徴とする請求項３に記載の面位置検出装置。
  11. 【請求項１１】 前記領域に適用すべき相対走査の速度
    を決定する手段を更に備えることを特徴とする請求項１
    に記載の面位置検出装置。
  12. 【請求項１２】 前記決定手段は、前記パターン構造を
    有する領域毎に実行されることを特徴とする請求項１乃
    至１１のいずれかに記載の面位置検出装置。
  13. 【請求項１３】 前記調光手段は、ロット中の所定数の
    物体について実行され、 前記決定手段は、前記パターン構造を有する領域毎に実
    行されることを特徴とする請求項８に記載の面位置検出
    装置。
  14. 【請求項１４】 物体面上の部分の面位置を測定する測
    定手段を用い、パターン構造を有する領域を前記測定手
    段に対して相対走査しながら該領域内の計測ポイントの
    面位置を該測定手段を用いて検出する検出工程と、 前記検出工程による前記領域の面位置の検出に先立っ
    て、該領域に適用される相対走査の速度に応じて、前記
    計測ポイントに対する前記測定手段の計測領域が予め設
    定された範囲となるように該測定手段の駆動パラメータ
    を決定する決定工程とを備えることを特徴とする面位置
    検出方法。
  15. 【請求項１５】 前記測定手段は、物体の面上に光束を
    斜めに照射する投光部と、該物体の面上からの前記光束
    の反射光を受光する時間蓄積型センサとを備え、当該面
    上の該光束が照射された部分の面位置を測定するもので
    あり、 前記決定工程は、前記測定手段による計測の開始時間と
    終了時間を前記駆動パラメータとして決定することを特
    徴とする請求項１４に記載の面位置検出方法。
  16. 【請求項１６】 前記測定手段は、物体の面上に光束を
    斜めに照射する投光部と、該物体の面上からの前記光束
    の反射光を受光する時間平均型センサとを用いて、当該
    面上の該光束が照射された部分の面位置を測定するもの
    であり、 前記決定工程は、前記時間平均型センサの平均化回数を
    前記駆動パラメータとして決定することを特徴とする請
    求項１４に記載の面位置検出方法。
  17. 【請求項１７】 前記測定手段は、非光学式の時間平均
    型センサにより、物体面上の部分の面位置を測定するも
    のであり、 前記決定工程は、前記時間平均型センサの平均化回数を
    前記駆動パラメータとして決定することを特徴とする請
    求項１４に記載の面位置検出方法。
  18. 【請求項１８】 前記投光部と前記蓄積型センサによる
    計測領域を、所定の走査速度と所定の蓄積時間に基づい
    て設定する設定工程を更に備えることを特徴とする請求
    項１５に記載の面位置検出方法。
  19. 【請求項１９】 前記投光部と前記時間平均型センサの
    計測領域を、所定の走査速度と所定の平均化回数に基づ
    いて設定する設定工程を更に備えることを特徴とする請
    求項１６に記載の面位置検出方法。
  20. 【請求項２０】 前記測定手段における計測領域をマニ
    ュアルにて設定する設定工程を更に備えることを特徴と
    する請求項１５または１６に記載の面位置検出方法。
  21. 【請求項２１】 所定の領域をプリスキャンして、前記
    投光部からの照射光を変化させながらその受光結果を記
    憶する調光工程を更に備え、 前記決定工程は、さらに、前記計測の開始時間と終了時
    間によって決まる蓄積時間と前記調光工程で記憶された
    受光結果とに基づいて前記測定手段による測定を最適化
    することを特徴とする請求項１５に記載の面位置検出方
    法。
  22. 【請求項２２】 前記最適化は、前記投光部の駆動電流
    及び／または前記蓄積型センサからの信号のゲインを調
    整して行なうことを特徴とする請求項２１に記載の面位
    置検出方法。
  23. 【請求項２３】 前記パターン構造を有する所定の領域
    を所定の速度で相対走査しながら前記測定手段による計
    測を実施し、前記投光部による照明を最適化することを
    特徴とする請求項１６に記載の面位置検出方法。
  24. 【請求項２４】 前記領域に適用すべき相対走査の速度
    を決定する工程を更に備えることを特徴とする請求項１
    ４に記載の面位置検出方法。
  25. 【請求項２５】 前記決定工程は、前記パターン構造を
    有する領域毎に実行されることを特徴とする請求項１４
    乃至２４のいずれかに記載の面位置検出方法。
  26. 【請求項２６】 前記調光工程は、ロット中の所定数の
    物体について実行され、 前記決定工程は、前記パターン構造を有する領域毎に実
    行されることを特徴とする請求項２１に記載の面位置検
    出方法。
  27. 【請求項２７】 ウエハ上の部分の面位置を測定する測
    定手段と、 パターン構造を有する前記ウエハ上のショット領域を前
    記測定手段に対して相対走査しながら、該領域内の計測
    ポイントの面位置を該測定手段を用いて検出する検出手
    段と、 前記検出手段による前記領域の面位置の検出に先立っ
    て、該領域に適用される相対走査の速度に応じて、前記
    計測ポイントに対する前記測定手段の計測領域が予め設
    定された範囲となるように該測定手段の駆動パラメータ
    を決定する決定手段と、 前記決定手段で決定されたパラメータに従って前記測定
    手段を駆動しながらショット領域中の面位置を測定し、
    露光処理を実行する露光手段とを備えることを特徴とす
    る露光装置。
  28. 【請求項２８】 請求項２７に記載の露光装置を用いて
    露光転写したパターンを現像し、これをもとに回路パタ
    ーンを形成することを特徴とするデバイスの製造方法。
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