JP2006012907A - 露光装置、搬送方法及び露光方法並びにデバイス製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】安価、高精度、かつ高スループットに、物体を搬送して受け渡すことができる搬送方法を提供する。
【解決手段】プリアライメント装置４５では、マーク５０Ｍの位置情報と、ウエハＷの位置情報とを非同時に検出する。このようにすれば、マーク５０Ｍの位置情報を検出する検出系と、ウエハＷの位置情報を検出する検出系との少なくとも一部を共通化することができるようになるため、その分だけ、装置コスト及び発熱量を低減することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、露光装置、搬送方法及び露光方法並びにデバイス製造方法に係り、特に、パターンを、投影光学系を介して物体上に転写する露光装置、物体が移動体上の所定の位置に保持されるように前記物体を搬送して前記移動体に受け渡す搬送方法及び該搬送方法を用いた露光方法並びに該露光方法を用いたデバイス製造方法に関する。

半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程では、マスク又はレチクル（以下、「レチクル」と総称する）に形成されたパターンを、投影光学系を介してレジスト等が塗布されたウエハ又はガラスプレート等の基板（以下、「ウエハ」と総称する）上に転写する露光装置、例えばステップ・アンド・リピート方式の縮小投影露光装置（いわゆるステッパ）や、このステッパに改良を加えたステップ・アンド・スキャン方式の走査型投影露光装置（いわゆるスキャニング・ステッパ）等の逐次移動型の投影露光装置が主として用いられている。

このような露光装置においては、ウエハ上に既に形成されているショット領域と、次に転写形成するショット領域との相対位置を最適化すべく、アライメント検出系を用いたウエハアライメントが行われており、そのウエハアライメントに先立って、ウエハ上にすでに形成されたウエハアライメント用のマークが、その検出系の捕捉範囲内（検出視野）に入るように、ウエハの位置及び回転を調整するいわゆるプリアライメントが行われている。

このプリアライメントにおいては、光源から発せられる照明光によってウエハを裏面（ショット領域が形成されていない面）から照明し、ＣＣＤカメラ等の撮像素子を有する検出光学系によりウエハの外形を例えば３箇所（そのうち１箇所は、ノッチ又はオリエンテーションフラット（以下、「ノッチ」と略述する）が含まれるようにする必要がある）検出し、その検出結果からウエハの中心位置及び回転に関する情報を算出し、その算出結果に基づいて、ウエハの中心位置及び回転がある程度調整されたうえで、ローディングポジションでのウエハのステージへの受け渡し等が行われる（例えば、特許文献１参照）。さらに、ステージがアライメント検出系の下方に移動した後、いわゆるサーチアライメントやウエハアライメントが行われ、このウエハアライメントの結果に基づいて、ステージが投影光学系を介した転写位置（即ち、ウエハの露光位置）に移動し、露光が行われる。

ところで、スループットを考慮すると、ローディングポジションと転写位置（又はアライメント位置）との間隔は短ければ短いほど良い。しかしながら、このローディングポジションと転写位置との間隔には制約がある。すなわち、ステージに対するウエハの受け渡し精度を考慮すると、プリアライメント時のウエハの姿勢を維持した状態でウエハを受け渡すために、プリアライメントが行われる位置とローディングポジションとをできるだけ近づけて配置する必要があるが、このような配置を採用すると、ローディングポジションの上方に配置される、プリアライメントを行う際にウエハのエッジを検出するために用いられる複数の光源や光学系と、転写位置の上方に配置される投影光学系とを、互いに干渉せずに設けるために、ローディングポジションと転写位置との間隔をある程度とらざるをえないのである。

このような背景から、ウエハを搬入する搬入アームにマークを形成しておき、搬入アームにウエハを保持させた状態で、そのマークとウエハとの相対位置関係を予め検出しておき、ウエハをロードする直前にはマークの位置情報だけを検出し、検出されたマークの位置情報と上記相対位置関係とに基づいてウエハの位置を推定し、その推定位置に基づいてウエハの受け渡し位置を調整する新方式のプリアライメントを行う技術が提案されている。この技術を採用すれば、ローディングポジションと転写位置とを接近させてスループットを飛躍的に向上させることができるようになるとともに、プリアライメント用の光源等を投影光学系から遠ざけることができるので、光源から発生する熱が投影光学系の光学特性に与える影響を低減することが可能となり、それらが露光装置内における転写位置近傍の雰囲気ガスの流れの障害とならないようにすることもできる。

しかしながら、上記技術を何の工夫もなく採用すると、プリアライメントの際にウエハの外形を検出するための検出光学系だけでなく、搬入アーム上のマークを検出するための検出光学系も新たに必要となって装置コストが増大し、却って全体的に発生する熱量が増大してしまう虞があった。
特開平７−２８８２７６号公報

上記事情の下になされた本発明は、第１の観点からすると、パターンを、投影光学系（ＰＬ）を介して物体（Ｗ）上に転写する露光装置（１００）であって、前記物体を保持可能で、前記物体の受け渡し位置と前記投影光学系を介したパターンの転写位置との間を移動可能な移動体（ＷＳＴ）と；前記物体を保持して前記受け渡し位置近傍に搬送可能で、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面に略平行な面を有し、その面上に少なくとも１つのマーク（５０Ｍ）が形成されている搬送部材（５０）と；前記搬送部材によって前記物体が前記受け渡し位置近傍に搬送される前に、前記搬送部材に前記物体が保持されている所定状態で前記２次元平面内に関する前記マークの位置情報を検出し、その検出とは非同時に、前記所定状態での前記２次元平面内に関する前記物体の位置情報を検出する第１検出系（４５）と；前記第１検出系での検出がなされた後において、前記物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内に関する前記マークの位置情報を検出する第２検出系（４２）と；前記第１検出系及び前記第２検出系の検出結果に基づいて、前記物体の受け渡し時の前記２次元平面内に関する前記移動体と前記搬送部材との相対位置と、前記移動体に保持された物体の位置情報との少なくとも一方を調整する調整装置（２０）と；を備える露光装置である。

これによれば、搬送部材が物体を保持したときに、第１検出系によって、搬送部材上に形成されたマークの位置情報と、移動体に受け渡されるまではマークとの相対位置が変化しない物体の位置情報とを検出しておき、搬送部材から移動体への物体の受け渡し位置の近傍では、第２検出系によって、マークの位置情報のみを検出する。このようにすれば、物体の受け渡し位置近傍では、例えばその物体の外縁などを計測してその物体の位置情報を直接検出せずとも、受け渡し位置近傍に位置したときのマークの位置情報を検出するだけで、物体の位置情報を推定することができるようになる。したがって、本発明によれば、物体の外形等からその物体の位置情報を検出する大掛かりな検出系を受け渡し位置近傍に備える必要がなくなるので、受け渡し位置と転写位置（又はアライメント位置）との間隔を短縮して、移動体の移動時間を短くすることができるため、スループットを向上させることができる。

また、本発明では、第１検出系では、マークの位置情報と、物体の位置情報とを非同時に検出する。このようにすれば、マークの位置情報を検出する検出系と、物体の位置情報を検出する検出系との少なくとも一部を共通化することができるようになるため、共通化された分だけ、装置コスト及び発熱量を低減することができるので、安価かつ高精度な露光を実現することができる。

本発明は、第２の観点からすると、物体（Ｗ）が移動体（ＷＳＴ）上の所定の位置に保持されるように前記物体を搬送して前記移動体に受け渡す搬送方法であって、所定の２次元平面の略平行な面を有し、その面上に少なくとも１つのマーク（５０Ｍ）が形成された搬送部材（５０）に前記物体を保持させる第１工程と；前記搬送部材によって前記物体が前記受け渡し位置近傍に搬送される前に、前記搬送部材に前記物体が保持されている所定状態で前記２次元平面内に関する前記マークの位置情報を検出し、その検出とは非同時に、前記所定状態での前記２次元平面内に関する前記物体の位置情報を検出する第２工程と；前記第２工程の後に、前記搬送部材により前記物体を前記移動体への受け渡し位置に搬送する第３工程と；前記第３工程の後に、前記物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内における前記マークの位置情報を検出する第４工程と；前記第２工程及び前記第４工程の検出結果に基づいて、前記物体の受け渡し時の前記２次元平面内における前記移動体と前記搬送部材との相対位置と、前記移動体に保持された前記物体の位置情報との少なくとも一方を調整して、前記搬送部材から前記移動体上に前記物体を受け渡す第５工程と；を含む搬送方法である。

これによれば、搬送部材が物体を保持したときに、搬送部材上に形成されたマークの位置情報と、その搬送部材上に保持された物体の位置情報とを前もって検出しておく（第２工程）。そして、搬送部材から移動体への物体の受け渡し位置近傍では、マークの位置情報のみを検出する（第４工程）。このように、マークの位置情報と、移動体に受け渡されるまではそのマークとの相対位置が変化しない物体の位置情報とを検出しておけば、物体の受け渡し位置近傍で、例えば物体の外縁などを計測してその物体の位置情報を直接検出せずとも、受け渡し位置近傍に位置したときのそのマークの位置情報を検出するだけで、物体の位置情報を推定することができる。このようにすれば、物体の外形等からその物体の位置情報を検出する大掛かりな検出系を受け渡し位置近傍に備える必要がなくなるので、受け渡し位置と転写位置との間隔を短縮して、移動体の移動時間を短くすることができるため、スループットを向上させることができる。

また、本発明では、第２工程では、マークの位置情報と、物体の位置情報を非同時に検出する。このようにすれば、マークの位置情報を検出する検出系の少なくとも一部と、物体の位置情報を検出する検出系の少なくとも一部とを共通化することができるようになるため、共通化された分だけ、発熱量及び装置コストを低減することができるので、安価かつ高精度に物体を搬送し、受け渡すことができる。

本発明は、第３の観点からすると、パターンを、投影光学系を介して物体上に転写する露光方法であって、本発明の搬送方法を用いて、前記物体の受け渡し位置と前記投影光学系を介したパターンの転写位置との間を移動可能な移動体に物体を受け渡す工程と；前記移動体に保持された物体に、前記パターンを転写する工程と；を含む露光方法である。かかる場合には、本発明の搬送方法を用いて物体の搬送が行われるため、安価で、高スループットで、かつ高精度な露光を実現することができる。

本発明は、第４の観点からすると、リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、前記リソグラフィ工程では、本発明の露光方法を用いるデバイス製造方法である。かかる場合には、本発明の露光方法によって露光が行われるため、露光精度を維持しつつ、スループットを、安価な方法で向上させることができるので、高集積度のデバイスの生産性を向上させることができる。

以下、本発明の一実施形態について、図１〜図１９（Ｂ）に基づいて説明する。

図１には、本発明の一実施形態に係る露光装置１００の一部（特に露光装置本体）の縦断面図が概略的に示されている。この露光装置１００は、クリーンルーム内に設置された本体チャンバ１４と、図１における該本体チャンバ１４の紙面左側に隣接するように設置された搬送チャンバ１５とを備えている。本体チャンバ１４及び搬送チャンバ１５は、互いの開口１４Ａ，１５Ａを介して内部空間が連結されている。

本体チャンバ１４内には、露光装置本体の大部分が収納されている。露光装置本体は、不図示の照明系の少なくとも一部、マスクとしてのレチクルＲを保持するレチクルステージＲＳＴ、投影光学系ＰＬ、物体としてのウエハＷを保持可能な移動体としてのウエハステージＷＳＴ、アライメント検出系ＡＳ及びこれらの制御系としての主制御装置２０等を含んで構成されている。主制御装置２０は本体チャンバ１４及び搬送チャンバ１５の外部に配置されている。

露光装置本体は、前記投影光学系ＰＬを中心に構成されている。そこで、以下では、図１における紙面内上下方向、すなわち投影光学系ＰＬの光軸ＡＸの方向をＺ軸方向（紙面下側を正とする）とし、図１における紙面内左右方向をＹ軸方向（紙面左側を正とする）とし、図１における紙面直交方向をＸ軸方向（紙面手前側を正とする）として説明を行う。

投影光学系ＰＬの−Ｚ側（上方）に位置するレチクルステージＲＳＴは、レチクルＲを、例えば真空吸着又は静電吸着等により吸着保持する。そのレチクルＲに描かれた回路パターン等が、不図示の照明系からの露光光ＩＬにより照明され、ほぼ均一な照度の照明領域が形成される。レチクルステージＲＳＴは、そのＸＹ平面内の位置情報が不図示の干渉計等により検出されており、検出された位置情報に基づいて、主制御装置２０の指示の下、例えば不図示のリニアモータ等によって、照明系の光軸（後述する投影光学系ＰＬの光軸ＡＸに一致）に垂直なＸＹ平面（Ｚ軸回りの回転を含む）内で少なくとも微小駆動可能に構成されている。

投影光学系ＰＬは、レチクルステージＲＳＴの図１における下方に配置されている。投影光学系ＰＬとしては、例えば両側テレセントリックで所定の縮小倍率（例えば１／４又は１／５）を有する屈折光学系が使用されている。このため、露光光ＩＬによってレチクルＲの照明領域が照明されると、このレチクルＲを通過した露光光ＩＬにより、投影光学系ＰＬを介してその照明領域内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（倒立像）が、投影光学系ＰＬの下方（＋Ｚ側）に配置されたウエハステージＷＳＴに吸着保持されたウエハＷ上のその照明領域と共役な露光領域に形成される。

ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）等を含む不図示のウエハステージ駆動部により、ウエハベース１７上をＸＹ平面内（Ｚ軸回りの回転方向θｚ方向を含む）及びＺ軸方向に移動可能であり、ＸＹ平面に対する傾斜方向（Ｘ軸回りの回転方向（θｘ方向）及びＹ軸回りの回転方向（θｙ方向））にも微小駆動可能となっている。また、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内での位置（Ｚ軸回りの回転（θｚ回転）を含む）は、複数の測長軸を有するウエハレーザ干渉計（以下、「ウエハ干渉計」と略述する）１８によって、例えば０．５〜１ｎｍ程度の分解能で常時検出されている。ウエハ干渉計１８によって検出されたウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）は主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの位置情報（又は速度情報）に基づいて、不図示のウエハステージ駆動部を介してウエハステージＷＳＴの位置（又は速度）を制御する。この制御により、ウエハステージＷＳＴは、図１に示されるように、実線で示される投影光学系ＰＬ直下の露光位置（投影光学系ＰＬを介したパターンの転写位置）から、２点鎖線（仮想線）で示されるウエハＷの受け渡し位置、すなわちローディングポジションまで少なくとも移動可能である。

図１に示されるように、ウエハステージＷＳＴの中央部近傍には、点線で示されるセンタテーブルＣＴが配設されている。ウエハステージＷＳＴからのウエハロード、ウエハアンロード時には、不図示の駆動機構により駆動されることで、センタテーブルＣＴがウエハＷの中央部を下方から吸着保持した状態で上下動することが可能となっている。なお、センタテーブルＣＴは、その先端に形成された、真空吸着あるいは静電吸着による円板状の吸着部によってウエハＷを吸着保持するものとする。このセンタテーブルＣＴの駆動も、主制御装置２０の指示の下で行われる。

投影光学系ＰＬの＋Ｙ側側面近傍には、オフアクシス方式のアライメント検出系ＡＳが設けられている。このアライメント検出系ＡＳとしては、例えばディジタル画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系のセンサが用いられている。このアライメント検出系ＡＳの撮像結果は、主制御装置２０に出力されている。

主制御装置２０は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ（ランダム・アクセス・メモリ）等から成るいわゆるマイクロコンピュータ（又はワークステーション）を含んで構成され、装置全体を統括して制御する。また、主制御装置２０には、例えばキーボード，マウス等のポインティングデバイス等を含んで構成される入力装置及びＣＲＴディスプレイ（又は液晶ディスプレイ）等の表示装置、ハードディスクから成る記憶装置が、外付けで接続されている。これらの入力装置、表示装置、記憶装置はいずれも不図示としている。

上記露光装置本体の構成要素を有する露光装置１００は、ウエハＷをウエハステージＷＳＴに搬送する搬送系と、その搬送系により搬送されるウエハＷのプリアライメントを行うプリアライメント系とをさらに備えている。露光装置１００においては、本体チャンバ１４内に、ウエハＷの搬送系の一部である搬送部材としてのロードスライダ５０と、プリアライメント系の一部である第２検出系としてのマーク検出系４２とが設けられている。

ロードスライダ５０は、ウエハＷを真空吸着又は静電吸着等により保持可能である。ロードスライダ５０は、ウエハＷを保持したまま、後述する搬送機構により、本体チャンバ１４と搬送チャンバ１５との間を、開口１４Ａ，１５Ａを通過して、Ｙ軸方向に移動可能に構成されている。搬送チャンバ１５内でウエハＷを受け取ったロードスライダ５０は、−Ｙ方向に移動して、図１に示されるように、本体チャンバ１４内のウエハステージＷＳＴのローディングポジション上方に移動する。そして、ロードスライダ５０と、ローディングポジションに位置するウエハステージＷＳＴに設けられたセンタテーブルＣＴとの協調動作により、ウエハステージＷＳＴへのウエハＷのロードが実現される。

また、ロードスライダ５０には、光をＺ軸方向に透過させる光透過部（図１では不図示）が設けられている。その光透過部の−Ｚ側の表面上には、例えばクロム蒸着により、ＸＹ平面内の２次元位置（回転含む）検出用のマークとしてのマーク５０Ｍが形成されている。ロードスライダ５０及びマーク５０Ｍの詳細については後述する。

このマーク検出系４２は、ローディングポジション上方に位置するロードスライダ５０のマーク５０Ｍに対向するように配置されている。マーク検出系４２は、マーク５０Ｍを含むＸＹ平面内の領域を撮像するために、その領域を照明する光源と、２次元ＣＣＤカメラ等とを備えている。マーク検出系４２では、その光源からの照明光に対する反射光を２次元ＣＣＤカメラ等で受光し、いわゆる落射照明式でマーク５０Ｍを撮像する。マーク検出系４２は、投影光学系ＰＬ等の露光装置本体を支持する不図示の構造体に固定されているので、投影光学系ＰＬ等との位置関係は一定であり、その撮像視野の原点のＸＹ平面内の位置は、常に一定である。したがって、ＸＹ座標系とカメラの撮像視野によって規定される座標系、すなわちカメラ座標系とは常に一定の関係にある。マーク検出系４２によるマーク５０Ｍの撮像結果（ディジタル２次元画像データ）は、主制御装置２０に送られる。

図２には、プリアライメント系を含むウエハＷの搬送系を中心とした露光装置１００の一部の横断面図が概略的に示されている。ウエハＷの搬送系は、フロントオープニングユニファイドポッド（Front Opening Unified Pod：以下、「ＦＯＵＰ」と略述する）２７からウエハＷを取り出すロードロボット９２と、該ロードロボット９２からロードスライダ５０へのウエハＷの受け渡しの中継を行い、その中継の間にウエハＷに対するプリアライメントを行うプリアライメントステージ５２と、該プリアライメントステージ５２上に搭載されたターンテーブル５１と、前述のロードスライダ５０と、該ロードスライダ５０をＹ軸方向に駆動するＹ駆動機構６０と、露光済みのウエハＷをウエハステージＷＳＴからアンロードするためのアンロードスライダ６２と、該アンロードスライダ６２からウエハＷを受け取るアンロードロボット９３とを含んで構成されている。

ＦＯＵＰ２７は、例えば特開平８−２７９５４６号公報に開示された搬送コンテナと同様のものであり、一方の面のみに開口部が設けられ、該開口部を開閉する扉（蓋）を有する開閉型のコンテナ（密閉型のウエハカセット）である。このＦＯＵＰ２７の中には、ウエハＷが複数枚上下方向に所定間隔を隔てて収納されている。このＦＯＵＰ２７は、不図示のＦＯＵＰ搬送装置により、図２に示される位置にセッティングされる。このセッティングにより、搬送チャンバ１５に配設されたＦＯＵＰ２７用の開口１５Ｂが上記ＦＯＵＰ２７の開口部と連結される。そして、その開口部の扉が開かれた状態では、該開口部及び開口１５Ｂを介してＦＯＵＰ２７内部のウエハＷを搬送チャンバ１５内に搬入可能となっている。

前記ロードロボット９２は、アームの先端にウエハＷを吸着保持して搬送可能な、水平多関節ロボットであり、主に、ＦＯＵＰ２７からプリアライメントステージ５２へのウエハＷの搬送、アンロードロボット９３からの露光済みのウエハの回収を行う。ロードロボット９２の姿勢制御は、主制御装置２０の指示の下、ロードロボット９２の関節等に組み込まれた不図示の回転モータ等の駆動により行われる。

前記プリアライメントステージ５２は、ＸＹ平面内を移動可動なステージである。このプリアライメントステージ５２は、Ｙ軸方向に関し、ロードスライダ５０へのウエハＷの受け渡しが可能な位置と、ロードロボット９２によるウエハＷの受け渡しが可能な位置との間の移動が少なくとも可能となるように構成されている。プリアライメントステージ５２の制御は、主制御装置２０の指示の下、図１に示されるリニアモータ等の駆動機構の駆動により行われる。図２では、ロードスライダ５０へのウエハＷの受け渡しが可能な位置にあるプリアライメントステージ５２が示されている。

前記ターンテーブル５１は、このプリアライメントステージ５２の−Ｚ側の表面上略中央部に配設されており、上下動可能で、かつウエハＷを保持してＺ軸に平行な回転軸を中心に自転可能なテーブルである。このターンテーブル５１の−Ｚ側の端面には、真空吸着あるいは静電吸着等により、ウエハＷを吸着保持するための円板状のウエハ吸着保持面が設けられており、ターンテーブル５１の自転により、この吸着保持面に吸着保持されたウエハＷを回転させることが可能である。この回転は、主制御装置２０の指示の下、不図示の駆動機構の駆動により行われる。

なお、プリアライメントステージ５２のＸＹ位置、ターンテーブル５１の回転位置及びウエハ吸着保持面（ウエハ）の高さなどに関する情報は、不図示の位置検出センサや、該プリアライメントステージ５２、ターンテーブル５１を駆動するモータの駆動量をモニタするセンサ等によって検出され、主制御装置２０に送られている。主制御装置２０は、その情報に基づいて、プリアライメントステージ５２のＸＹ位置、ターンテーブル５１の位置（回転位置、Ｚ位置）を制御する。

ロードスライダ５０は、図２に示されるように、搬送チャンバ１５の開口１５Ａ及び本体チャンバ１４の開口１４Ａを通り、搬送チャンバ１５側から本体チャンバ１４側にまたがってＹ軸方向に延びるＹ駆動機構６０に接続されている。ロードスライダ５０は、主制御装置２０の指示の下、Ｙ駆動機構６０の駆動により、搬送チャンバ１５と本体チャンバ１４との間をＹ軸方向に移動（スライド）可能であり、搬送チャンバ１５に移動してターンテーブル５１上に保持されたウエハＷを受け取り、−Ｙ側に移動して、ローディングポジション上方にウエハＷを搬送する。図１、図２においては、ローディングポジション上方、すなわちマーク検出系４２によりマーク５０Ｍを検出可能な位置にロードスライダ５０が位置している様子が示されている。

図３（Ａ）には、ロードスライダ５０の上面図が示されている。図３（Ａ）に示されるように、ロードスライダ５０では、Ｘ軸方向に延びるアーム部の−Ｘ側端部近傍に、光透過部５０Ａが形成されており、その光透過部５０Ａの−Ｚ側表面の略中央部に、マーク５０Ｍが形成されている。さらに、ロードスライダ５０では、載置する物体を吸着保持するための吸着機構がそれぞれ設けられた一対の指部が設けられている。この一対の指部は、アーム部の一端と他端に連結されており、安定した状態でウエハＷを搬送することができるように、−Ｚ側から見て互いにウエハＷの中心を挟んだ状態でウエハＷを吸着保持することができるように構成されている。ロードスライダ５０では、ターンテーブル５１や、センタテーブルＣＴとのウエハＷの受け渡しを行う必要があるため、この一対の指部の間隔は、ターンテーブル５１やセンタテーブルＣＴの円板状の吸着保持面の直径よりも大きくなるように設定されている。

また、後述するように、プリアライメント系では、ウエハＷの中心位置及び回転量を算出すべく、ウエハＷの少なくとも３箇所のエッジ位置を検出するために、ロードスライダ５０上に保持されたウエハＷの外縁の一部を、−Ｚ側から撮像する。図３（Ａ）では、後述するプリアライメント装置４５によって撮像対象となるウエハＷの５つのエッジを含む領域が、それぞれ領域ＶＡ〜ＶＥとして、またアーム上のマーク５０Ｍを含む領域が５０Ａ（ＶＦ）として示されている。すなわち、ウエハＷの中心に対して、＋Ｙ方向を６時方向とし、＋Ｘ方向を３時方向とすると、６時（領域ＶＡ）、７時半（領域ＶＢ）、４時半（領域ＶＣ）、３時（領域ＶＤ）、１時半（領域ＶＥ）の方向のウエハＷのエッジを含む領域が撮像対象の領域となる。この撮像は、いわゆる透過照明で行われるため、ロードスライダ５０の一対の指部は、それぞれ透過照明領域（領域ＶＡ〜ＶＥ）を、避けるように配設されている。なお、このように撮像対象となる領域は、上述したように計５箇所であるが、実際には、ウエハＷのノッチが６時方向である場合には、６時、７時半、４時半の３つの領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣが撮像され、ウエハＷのノッチが３時方向である場合には、３時、４時半、１時半の３つの領域ＶＤ，ＶＣ，ＶＥが撮像されるようになる。すなわち、同一のウエハに対して、５箇所の領域がすべて撮像されることはない。以下では、上記領域ＶＡ〜ＶＦを、撮像領域ＶＡ〜ＶＦとも呼ぶものとする。

図３（Ｂ）の斜視図に示されるように、ロードスライダ５０におけるアーム部と各指部との間の連結部は、Ｚ軸方向にある程度の幅を有しており、アーム部と各指部との高さが異なるように設計されている。このアーム部と指部とのＺ軸方向の間隔は、ウエハＷの厚みよりも十分に広くなるように規定され、アーム部と各指部とを連結する連結部同士のＸ軸方向の間隔は、ウエハＷの直径よりも十分に広くなるように規定されている。したがって、ロードスライダ５０を、Ｙ軸方向から見れば、アーム部と各指部とそれらの連結部とでウエハＷを囲むような空間が形成されているように見える。これにより、ロードスライダ５０は、Ｙ駆動機構６０による駆動で、例えばターンテーブル５１上に保持されたウエハＷに干渉することなくＹ軸方向に移動することができるようになる。

図３（Ｃ）には、マーク５０Ｍ周辺の拡大図が示されている。図３（Ｃ）に示されるように、マーク５０Ｍは、Ｘ軸方向を配列方向とするライン・アンド・スペース（Ｌ／Ｓ）パターン（Ｘパターン）と、Ｙ軸方向を配列方向とするＬ／Ｓパターン（Ｙパターン）とを含んでいる。このうち、Ｘパターンは互いにＹパターンを挟むように２つ配置されているが、２つのＹパターンがＸパターンを挟むように配置されていても良い。各Ｌ／Ｓパターンにおけるライン部はクロム部となっており、光を透過させるスペース部とは、マーク５０Ｍを撮像したときの撮像結果（グレイ画像）における輝度が異なるようになる。そこで、マーク５０Ｍを撮像し、その撮像結果における、Ｘパターンに対応する部分の輝度分布に関するいわゆる鏡映対称性（反転対称性）が最大となる位置をＸパターンのＸ位置とし、Ｙパターンに対応する部分の輝度分布に関する鏡映対称性（反転対称性）が最大となる位置をＹパターンのＹ位置として検出することができる。マーク５０Ｍでは、Ｘパターン及びＹパターンの少なくとも一方は、ある程度の距離を置いて少なくとも２つ形成されているため、マーク５０ＭのＺ軸回りの回転によって、２つのＸパターン（またはＹパターン）によって検出される位置が異なったものとなる。したがって、この２つのＸパターンの位置の中間の位置をマーク５０Ｍの位置として検出することができ、２つのパターンの位置の差とその２つのパターンの間隔とに基づいて、マーク５０ＭのＺ軸回りの回転量（すなわちロードスライダ５０のＺ軸回りの回転量）も検出することができるようになる。なお、マーク５０Ｍでは、各Ｌ／Ｓパターンのライン部が光透過部で、スペース部がクロム部となっていても良い。

図２に戻り、前記アンロードスライダ６２は、ロードスライダ５０の下方（＋Ｚ側）を、Ｙ軸方向に移動（スライド）可能に構成されている。このアンロードスライダ６２は、露光が終了したウエハＷをウエハステージＷＳＴからアンロードする際に、ウエハＷを保持して上昇したセンタテーブルＣＴからウエハＷを真空吸着等による吸着により受け取って、＋Ｙ側に移動し、ウエハＷの受け渡し位置に移動する。このアンロードスライダ６２の駆動も、主制御装置２０の指示の下、不図示の駆動機構の駆動により行われる。

前記アンロードロボット９３は、その受け渡し位置で、アンロードスライダ６２からウエハＷを受け取り、例えばロードロボット９２にウエハＷを受け渡す水平多関節ロボットである。このアンロードロボット９３の姿勢制御も、主制御装置２０の指示の下、アンロードロボット９３の関節等に組み込まれた不図示の回転モータ等の駆動により行われる。

すなわち、本実施形態では、ロードロボット９２、ロードスライダ５０、プリアライメントステージ５２（ターンテーブル５１を含む）、Ｙ駆動機構６０、アンロードスライダ６２、アンロードロボット９３などにより、ウエハＷの搬送系が構成されている。

図４には、プリアライメント系の構成を概略的に示す斜視図が示されている。図４では、ロードロボット９２とのウエハＷの受け渡し位置（これを「第１位置」とする）にあるプリアライメントステージ５２が２点鎖線（仮想線）で示され、ロードスライダ５０とのウエハＷの受け渡し位置（これを「第２位置」とする）にあるプリアライメントステージ５２が実線で示されている。

第１位置から第２位置までのプリアライメントステージ５２の移動領域の上方には、プリアライメント系の一部を搭載する天板４６が設けられている。なお、図４では、図の錯綜を避けるため、天板４６が、実際の配設位置よりも上方（−Ｚ側）に図示されている。また、上記Ｙ駆動機構６０は、天板４６とプリアライメントステージ５２との間まで延びており、ロードスライダ５０は、プリアライメントステージ５２が第２位置にあるときに、その位置（点線で示される位置）まで＋Ｙ側にスライドしてターンテーブル５１上に保持されたウエハＷを受け取ることが可能となっている。

このプリアライメント系には、各種光学系が設けられている。まず、プリアライメントステージ５２が第１位置にあるときに、ターンテーブル５１上に保持されたウエハＷの外縁の一部を＋Ｚ側から照明する照明装置８１Ｇ（例えばＬＥＤ等）が設けられている。この照明装置８１Ｇは、天板４６に吊り下げ支持されたＬ字状部材の先端に配設されている。このＬ字状部材は、ウエハＷを載置したプリアライメントステージ５２のＸＹ平面内（特にＹ軸方向）の移動及びターンテーブル５１の上昇の際にウエハＷと干渉することがないように配置されている。天板４６上には、この照明装置８１Ｇからの照明光を、天板４６に形成された不図示の光透過部を介して、ウエハＷの上方で受光するラインセンサ８３Ａ，８３Ｂが設けられている。これにより、第１位置にあるプリアライメントステージ５２のターンテーブル５１上に保持されたウエハＷのエッジを、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂで検出することが可能となる。その検出結果は、主制御装置２０に送られる。

そして、プリアライメントステージ５２が第２位置にあるときに、例えば、ターンテーブル５１（又はロードスライダ５０）に保持されたウエハＷにおける図３（Ａ）に示される撮像領域ＶＡ〜ＶＥに対応する外縁を＋Ｚ側からそれぞれ照明する５つの照明装置８１Ａ〜８１Ｅ（例えばＬＥＤ等）が設けられている。このうち、照明装置８１Ａを除く照明装置８１Ｂ〜８１Ｅは、天板４６に吊り下げ支持されたＬ字状部材の先端部に支持されている。各Ｌ字状部材は、ターンテーブル５１がウエハＷを保持したままプリアライメントステージ５２が第２位置に進入することができるように、かつ、Ｙ駆動機構６０の駆動によりロードスライダ５０が第２位置に進入することができるように配置されている。照明装置８１Ａは、プリアライメントステージ５２の第１位置から第２位置への移動を確保するために、天板４６から吊り下げ支持されずに、プリアライメントステージ５２上に設けられている。なお、この照明装置８１Ａの配設位置は、プリアライメントステージ５２上に限られるものではなく、例えば、図２に示される配設位置に退避／進入可能に天板４６に回転可能に吊り下げ支持されたＬ字状部材の端部に配設されるようにしても良い。このようにすれば、プリアライメントステージ５２が、第１位置と第２位置との間を移動する際には、その部材を回転させて照明装置８１Ａを退避させておくことができ、プリアライメントステージ５２が第２位置に移動した後で、照明装置８１Ａを、＋Ｚ側から領域ＶＡを照明可能な位置に進入させるようにすることができるようになる。

図４には、前述のように、第２位置上方に進入したロードスライダ５０が２点鎖線（仮想線）で示されている。ロードスライダ５０は、この位置で、ターンテーブル５１よりウエハＷを受け取る。プリアライメント系では、ロードスライダ５０が、ウエハＷを受け取った後、ロードスライダ５０上のマーク５０Ｍ付近を＋Ｚ側から照明する照明装置８１Ｆが設けられている。照明装置８１Ｆは、天板４６に吊り下げ支持されたＬ字状部材の先端に支持されている。マーク５０Ｍ近傍は前述のように光透過部５０Ａとなっているため、照明装置８１Ｆからの照明光は、ロードスライダ５０を透過し、天板４６に至る。なお、天板４６上には、照明装置８１Ａ〜８１Ｆからの照明光を透過させる光透過部４６Ａ〜４６Ｆが設けられている。

この光透過部４６Ａ〜４６Ｆが配設された天板４６上には、第１検出系としてのプリアライメント装置４５が配設されている。プリアライメント装置４５は、前述の撮像領域ＶＡ〜ＶＦを撮像するための撮像装置を含む光学系を有している。このプリアライメント装置４５の光学系の詳細な構成については後述する。

照明装置８１Ａ〜８１Ｆ（例えばＬＥＤ等）によってウエハＷを＋Ｚ側から照明し、プリアライメント装置４５によって−Ｚ側から撮像領域ＶＡ〜ＶＥを撮像すれば、その撮像結果において、ウエハＷに相当する部分は暗部として、ウエハＷでない部分は明部として撮像されるようになる。このようにすれば、その撮像結果からコントラストを際立たせた状態でウエハＷの外形を精度良く認識することができるようになる。なお、天板４６に撮像領域ＶＡ〜ＶＦを照明する光源を設け、その光源から発せられた照明光を−Ｚ側に反射させるプリズムを、照明装置８１Ａ〜８１Ｆの代わりに配設し、そのプリズムからの反射光によってウエハＷ及びマーク５０Ｍを下方から照明するようにしても良い。

図５には、撮像領域ＶＡ〜ＶＦを撮像するプリアライメント装置４５の光学系の構成が示されている。図５に示されるように、この光学系は、撮像領域ＶＡ〜ＶＦの上に配置されたミラー５５ａ〜５５ｆと、３台のＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃとを備えている。照明装置８１Ａ〜８１Ｆ（図４）から発せられ、撮像領域ＶＡ〜ＶＦをそれぞれ通過した光ＤＬ１〜ＤＬ６は、それぞれミラー５５ａ〜５５ｆによって折り曲げられる。そのうち、撮像領域ＶＢを通過しミラー５５ｂによって折り曲げられた光ＤＬ２は、ミラー５６ｂによってさらに折り曲げられており、撮像領域ＶＥを通過してミラー５５ｅによって折り曲げられた光ＤＬ５は、ミラー５６ｅによってさらに折り曲げられる。

前述のように、同一のウエハＷに対し実際に撮像するウエハのエッジは３箇所で良い。例えば、ウエハＷのノッチの向きが６時である場合には、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣを撮像すれば良く、ウエハＷのノッチの向きが３時である場合には、領域ＶＣ，ＶＤ，ＶＥを撮像すれば良い。そこで、プリアライメント装置４５では、それぞれＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂの撮像面（受光面）に入射する光の光路上に、不図示の駆動機構により退避／挿入可能なミラー５０ａ，５０ｂを備えている。ミラー５０ａを退避した場合には、ミラー５５ａによって折り曲げられた光ＤＬ１がそのままＣＣＤカメラ４０ａで受光されるようになり、ミラー５０ａを挿入した場合には、ミラー５５ｄによって折り曲げられた光ＤＬ４がミラー５０ａに反射されて、ＣＣＤカメラ４０ａで受光されるようになる。また、ミラー５０ｂを退避した場合には、ミラー５５ｂ，５６ｂによって折り曲げられた光ＤＬ２がＣＣＤカメラ４０ｂで受光されるようになり、ミラー５０ｂを挿入した場合には、ミラー５５ｅ，５６ｅによって折り曲げられた光ＤＬ５がミラー５０ｂで反射されて、ＣＣＤカメラ４０ｂで受光されるようになる。

このミラー５０ａ，５０ｂの挿入／退避は、主制御装置２０の指示によって行われる。すなわち、ウエハＷのノッチ方向が６時である場合には、主制御装置２０は、ミラー５０ａ，５０ｂを退避することにより、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂによって領域ＶＡ，ＶＢの撮像結果が得られるように、ウエハＷのノッチ方向が３時である場合には、ミラー５０ａ，５０ｂを挿入することにより、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂによって領域ＶＤ，ＶＥの撮像結果が得られるように、プリアライメント装置４５に指示する。

さらに、本実施形態では、ウエハの外形に対応する領域ＶＡ〜ＶＥの撮像と、ロードスライダ５０上のマーク５０Ｍを含む領域（この領域を図５に示される領域ＶＦとする）の撮像とを、同時には行わず、異なるタイミングで非同時に行うものとする。そこで、プリアライメント装置４５では、それぞれＣＣＤカメラ４０ｃの受光面（撮像面）に入射する光の光路上に退避／挿入可能なミラー５０ｃをさらに備えている。このミラー５０ｃを退避した場合には、ミラー５５ｆによって折り曲げられた光ＤＬ６がＣＣＤカメラ４０ｃで受光されるようになり、ミラー５０ｃを挿入した場合には、ミラー５５ｃによって折り曲げられた光がミラー５０ｃで折り曲げられて、ＣＣＤカメラ４０ｃで受光されるようになる。ミラー５０ｃの光路上に対する退避／挿入は、主制御装置２０の指示によって行われる。主制御装置２０は、ウエハＷの外形の撮像を行う際には、ミラー５０ｃを挿入し、マーク５０Ｍの計測を行う際には、ミラー５０ｃを退避させるよう指示する。なお、上述において、上記照明装置８１Ａ〜８１Ｆのうち、計測しない領域を照射する照明装置については消灯させておくものとする。

プリアライメント装置４５を上述のような構成とすれば、ウエハＷの５箇所のエッジ及びマーク５０Ｍ、計６箇所の撮像をするための撮像装置をＣＣＤカメラ３台に削減することができる。

なお、本実施形態の露光装置１００のプリアライメント装置４５の光学系の構成は、図５のような構成以外にも適宜変更が可能である。ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃなどの光学系の配置は、図５に示されるような配置には限られず、設計変更が可能であり、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃに至るまでの各ミラーによる照明光の反射回数にも制限はない。また、領域ＶＡ〜ＶＥを撮像するＣＣＤカメラが領域毎に備えられていても良く、すべての領域ＶＡ〜ＶＦを１台のＣＣＤカメラで撮像するようになっていても良い。要は、ウエハＷのエッジ部分の撮像と、マーク５０Ｍとの撮像とを非同時に行うことにより、マーク５０Ｍを撮像するＣＣＤカメラと、ウエハＷのエッジ部分を撮像するＣＣＤカメラとを共通とすることができるような構成となっていれば良い。

なお、プリアライメント装置４５の光学系を図５に示されるように構成した場合、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃによって撮像される画像は、実際の物体と相似な正立像（正像）か、実際の物体とは反転した像となるいわゆる鏡像のいずれか一方となる。撮像結果が正像となるか鏡像となるかは、ＣＣＤカメラ４０ａ〜４０ｃに受光されるまでのミラーの反射回数が複数回（正像となる）であるか奇数回（鏡像となる）であるかによって決まる。例えば、領域ＶＡを撮像する場合、ＣＣＤカメラ４０ａに受光されるまでの光ＤＬ１の反射回数は１回となるので、その撮像結果（画像）は鏡像となり、領域ＶＤを撮像する場合、ＣＣＤカメラ４０ａに受光されるまでの光ＤＬ４の反射回数は２回となるので、その撮像結果（画像）は正像となる。

図６には、本実施形態におけるウエハの搬送系及びプリアライメント系に関連する制御系のブロック図が示されている。図６に示されるように、ウエハの搬送系及びプリアライメント系の制御系は、主制御装置２０を中心に構成されており、主制御装置２０より紙面左側に検出（撮像）に用いられる構成要素が示され、紙面右側には搬送動作やプリアライメントの結果によるウエハＷの調整動作に用いられる構成要素が配置されている。各構成要素の機能（構成及び個々の動作）はすでに説明したとおりである。なお、図６においては、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂがラインセンサ８３としてまとめられており、照明装置８１Ａ〜８１Ｇが照明装置８１としてまとめられている。

このように構成されたプリアライメント系では、プリアライメント装置４５（ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ）及びマーク検出系４２の撮像結果から、ウエハＷのエッジやマーク５０Ｍの位置情報を検出する必要がある。しかしながら、プリアライメント装置４５の個々のＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの撮像視野や、マーク検出系４２の撮像視野によって規定される座標系は、ＸＹ座標系と完全に一致するわけではなく、それぞれの取り付け具合によって若干のずれが生じる。図７には、本実施形態におけるプリアライメントに関連する各種座標系が示されている。プリアライメントにおいては、まず、ウエハＷの位置合わせを行うための基準となる座標系を規定する必要がある。プリアライメントは、ウエハステージＷＳＴのウエハＷの位置合わせをウエハＷのエッジの撮像結果に基づいて行うので、この基準の座標系は、プリアライメント装置４５の撮像視野に基づいて決定される。すなわち、例えば、ウエハＷのノッチが６時方向である場合には、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣに対応する撮像視野の位置関係によって規定される座標系をプリアライメントの基準座標系とし、ウエハＷのノッチが３時方向である場合には、領域ＶＣ，ＶＤ，ＶＥに対応する撮像視野の位置関係によって規定される座標系をプリアライメントの基準座標系とする。以下では、この基準座標系をウエハ座標系と呼ぶこととする。

図７では、このウエハ座標系としての座標軸であるＸ_W軸及びＹ_W軸が示されている。もっとも、ＣＣＤカメラ４０，４０ｂ，４０ｃが領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣを撮像する際の個々の撮像視野によって規定されるいわゆる個々のカメラ座標系は、このウエハ座標系に対してそれぞれオフセット成分、回転成分、倍率成分を有している。本実施形態では、後述する露光動作に含まれる較正処理によって、これらの成分が算出される。同様に、ＣＣＤカメラ４０ｃが領域ＶＦを撮像する際のそれぞれの撮像視野によって規定される座標系を「プリ２ＴＡカメラ座標系」と呼び、この座標系のウエハ座標系に対する回転成分をθ_Aとする。同様に、マーク検出系４２の撮像視野によって規定される座標系を「プリ３カメラ座標系」と呼び、この座標系のウエハ座標系に対する回転成分をθ_Bとする。これらの回転成分θ_A，θ_Bの値は予め求められているものとする。以降、本実施形態では、回転量（すなわち角度）を表す変数は、−Ｚ方向に対して右ねじが回る方向を回転方向とする回転量を正とし、反対方向の回転量を負であるものとする。

次に、上記ウエハＷの搬送系における搬送動作について図８（Ａ）〜図１０（Ｄ）を参照して、説明する。この搬送動作は、前述の通り、主制御装置２０の指示の下で行われる。なお、前提として、搬送されるウエハＷは、通常のロット処理のウエハ（プロセスウエハ）であり、そのノッチ方向は６時であるものとし、照明装置８１Ａ〜８１Ｅのうち、実際の照明に用いられる照明装置８１Ａ，８１Ｃ（照明装置８１Ｂは、照明装置８１Ｂの紙面奥側となるため、図示を省略している）だけを図示している。また、以下の搬送動作で行われるウエハＷの受け渡しでは、その受け渡し元でのウエハＷの吸着保持解除動作と、受け渡し先でのウエハＷの吸着保持開始動作は、ウエハＷのたわみ等によって発生するウエハＷの位置ずれが極力発生しないように、常に適切なタイミングで行われているものとする。

まず、図８（Ａ）に示されるように、ＦＯＵＰ２７等からウエハＷを取り出したロードロボット９２が、そのウエハＷを、第１位置に位置するプリアライメントステージ５２の上方に位置させると、ターンテーブル５１が上昇するか又はロードロボット９２が下降することにより、ロードロボット９２からターンテーブル５１へウエハＷが受け渡される。この時点で、ロードスライダ５０は、待機位置（ローディングポジションと、第２位置との間の位置）に位置しているものとする。また、この時点で、アンロードスライダ６２は、ウエハステージＷＳＴからアンロードされたウエハＷをアンロードロボット９３に受け渡すための受け渡し位置に移動しており、図８（Ａ）では図示されていない。ロードロボット９２は、ウエハＷをターンテーブル５１に受け渡した後、＋Ｙ側に退避する。

ウエハＷがターンテーブル５１上に保持されると、図８（Ｂ）に示されるように、プリアライメントステージ５２が第１位置にある状態で、ターンテーブル５１及び保持されたウエハＷを所定の角速度で回転させ、このウエハＷの回転中に、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂを用いてウエハＷのノッチ（又はオリエンテーションフラット）を検出する。主制御装置２０は、その検出結果に基づいて、ウエハＷの回転量θ１と、ターンテーブル５１の中心に対するウエハＷの中心のＸＹ２次元方向の偏心量（ΔＸ１、ΔＹ１）とを検出する。なお、このウエハＷの回転量θ１とウエハＷの中心位置の偏心量（ΔＸ１、ΔＹ１）の求め方は、例えば特開平１０−１２７０９号公報に開示されているので詳細な説明を省略する。図８（Ｂ）に示される工程は、ウエハＷの回転及び位置をラフに調整する「プリ１計測工程」とも呼ばれる。

そして、図８（Ｃ）に示されるように、このウエハＷの回転量θ１とウエハＷの中心位置の偏心量（ΔＸ１、ΔＹ１）とがキャンセルされるように、ウエハＷの位置調整を行う。回転量θ１は、ターンテーブル５１を回転させることにより調整し、偏心量（ΔＸ１、ΔＹ１）は、プリアライメントステージ５２をＸ軸方向、Ｙ軸方向に駆動することにより調整する。この回転調整と偏心調整の順序としては、偏心調整を先に行い、偏心調整後に回転調整を行うのが望ましい。すなわち、プリアライメントステージ５２のＸＹ移動後に、プリアライメントステージ５２が一旦停止し、その後で、ターンテーブル５１の回転動作を行なうのが望ましい。

次に、図８（Ｄ）に示されるように、プリアライメントステージ５２を−Ｙ方向に所定距離（一定距離）だけ移動させる。これにより、プリアライメント装置４５による計測が可能な位置（第２位置）にウエハＷが位置するようになる。そして、ウエハＷの外縁部をプリアライメント装置４５の焦点深度内に位置させるように、ターンテーブル５１の高さを調節する。

そして、図９（Ａ）に示されるように、ターンテーブル５１上に保持されたウエハＷに対し、照明装置８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃにより、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣをそれぞれ照明し、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃによって、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣに対応するウエハＷのエッジをそれぞれ撮像する。このとき、プリアライメント装置４５では、ミラー５０ａ，５０ｂを退避状態とし、ミラー５０ｃについては、挿入状態としている。このようにすれば、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃが、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣを撮像できるようになるからである。主制御装置２０は、送られてきた撮像結果から、ウエハＷの回転量θ２を求める。この求め方については後述する。そして、求められた回転量θ２がキャンセルされるように、ターンテーブル５１を回転し、ウエハＷの向きを所望の向き（すなわちノッチが６時方向を向くような向き）にファイン回転調整する。なお、この図９（Ａ）に示される工程を特に「プリ２ＴＴ計測工程」と呼ぶものとする。なお、ウエハＷのノッチの方向が３時である場合には、プリアライメント装置４５では、ミラー５０ａ，５０ｂ、５０ｃをすべて挿入状態とし、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃが、領域ＶＤ，ＶＥ，ＶＣを撮像できるようにする必要があることは勿論である。

次に、図９（Ｂ）に示されるように、ターンテーブル５１からロードスライダ５０にウエハＷを受け渡す。この受け渡しは、退避位置にあったロードスライダ５０が、Ｙ駆動機構６０の駆動により＋Ｙ方向に進み、ターンテーブル５１上に保持されたウエハＷに干渉することなく通過して、その指部がウエハＷを保持することが可能な位置まで進入した後、ターンテーブル５１が下降することにより実現される。なお、この受け渡し動作と同時に、アンロードロボット９３に対するウエハの受け渡しを終えたアンロードスライダ６２を、退避位置に戻すようにする。なお、この受け渡し動作終了後も、プリアライメントステージ５２はすぐに＋Ｙ側に退避することはなく、しばらくの間、第２位置に留まるものとする。これは、照明装置８１Ａがプリアライメント装置５２上に設けられており、以降の動作で、照明装置８１ＡによりウエハＷを照明する必要があるためである。

次に、図９（Ｃ）に示されるように、ロードスライダ５０に保持されたウエハＷに対し、上述のプリ２ＴＴ計測工程と同様に、照明装置８１Ａ，８１Ｂ，８１Ｃにより、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣを照明し、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃによって、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣに対応するウエハＷのエッジをあらためて撮像する。主制御装置２０は、送られてきた撮像結果から、ウエハ座標系におけるウエハの位置情報（中心位置座標（Ｘ_C、Ｙ_C）及び回転量θ_C）を求める。これらの求め方についても、上記プリ２ＴＴ計測工程と同様に後述する。なお、この図９（Ｃ）に示される工程を、特に、「プリ２ＬＡ計測工程」と呼ぶものとする。

次に、図９（Ｄ）に示されるように、プリアライメント装置４５内のミラー５０ｃを不図示の駆動機構によって退避させ、照明装置８１Ｆにより領域ＶＦを照明し、ＣＣＤカメラ４０ｃによって、透過照明された領域ＶＦを撮像する。主制御装置２０は、送られてきた撮像結果から、プリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報（位置及び回転量）を検出する。この求め方の詳細については後述する。なお、この図９（Ｄ）に示される工程を、特に「プリ２ＴＡ計測工程」と呼ぶものとする。

次に、図１０（Ａ）に示されるように、ウエハＷを保持したロードスライダ５０を所定距離（一定距離）だけ移動させ、ローディングポジションに位置させると同時に、露光済みのウエハＷ’を保持するウエハステージＷＳＴをローディングポジションに移動させる。このときのウエハステージＷＳＴの停止位置は、上記プリ２ＬＡ計測工程において検出されたウエハＷの位置情報と、上記プリ２ＴＡ計測工程において検出されたマーク５０Ｍの位置情報とに基づいて算出された位置ずれ量だけ、設計上のローディングポジションからずれた位置とする。この位置の決定方法の詳細についても後述する。なお、ウエハステージＷＳＴの位置決め完了後所定時間（例えば２０ｍｓ）は、次の図１０（Ｂ）に示される動作は行わないようにする（この理由は後述する）。

次に、図１０（Ｂ）に示されるように、マーク検出系４２が、落射照明により、マーク５０Ｍ周辺の領域ＶＦを撮像し、その撮像結果から、プリ３カメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報（位置及び回転量）を検出する。この求め方の詳細についても後述する。なお、この図１０（Ｂ）に示される工程を、特に「プリ３計測工程」と呼ぶものとする。

そして、ここで、このプリ３計測工程において検出されたマーク５０Ｍの位置情報と、上記プリ２ＬＡ計測工程で検出されたウエハＷの位置情報と、上記プリ２ＴＡ計測工程において検出されたマーク５０Ｍの位置情報とに基づいて、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの後述する動作により推定されるロード位置などから、実際のロード位置との位置ずれを算出しておく。なお、このプリ３計測工程を行うと同時に（並行して）、ウエハステージＷＳＴにおいては、露光済みのウエハＷ’の吸着を解除し、センタテーブルＣＴによりウエハＷを吸着保持しつつ上昇させる動作もあわせて行う（この理由は後述する）。

次に、図１０（Ｃ）に示されるように、露光済みウエハＷ’を保持するアンロードスライダ６２を＋Ｙ側に退避させた後、センタテーブルＣＴをさらに上昇させ、ロードスライダ５０からセンタテーブルＣＴにウエハＷを受け渡し、ロードスライダ５０が所定の待機位置に退避した後、センタテーブルＣＴが下降し、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷが保持されるようになる。なお、この後、アンロードスライダ６２は、アンロードロボット９３との受け渡し位置に移動しており、その図示を省略している。そして、図１０（Ｄ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴは、上記プリ３計測工程で、算出された位置ずれを加味して、ウエハステージＷＳＴを、図１に示されるアライメント検出系ＡＳの下方へ移動させる。この後、アライメント検出系ＡＳを用いていわゆるサーチアライメントが実行されるが、このサーチアライメントにおける、このときのウエハステージＷＳＴの目標移動位置は、上述の位置ずれと、ウエハＷ上に形成されたサーチアライメントマークの設計位置座標とに基づいて決定される。このサーチアライメントに関し、上記目標移動位置の決定以外の処理手順については、例えば特開平２−２７２３０５号公報及びこれに対応する米国特許第５，１５１，７５０号などに詳細に開示されている方法と同様な方法が用いられるので、詳細な説明を省略する。このサーチアライメントの結果、ロードされたウエハＷのサーチアライメントマークの計測位置と設計位置との間の位置ずれ（ΔＸ４、ΔＹ４）と、ウエハＷの回転量θ４とを求めることができる。

そして、上記サーチアライメントや、そのサーチアライメントの結果を考慮して実施されるウエハアライメントの結果、ウエハＷ上の各ショット領域の位置座標が算出され、その算出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴの位置を制御しながら、レチクルＲ上に形成された回路パターンを、ウエハＷ上の各ショット領域に順次露光する。なお、この露光動作時には、レチクルステージＲＳＴをＸＹ平面内のＺ軸回りに回転させることにより、上記ウエハ回転量θ４をキャンセルした状態として露光を行うものとする。

以降、ウエハＷ上のすべてのショット領域に対する露光が終了すると、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示されるウエハＷ’と同様に、アンロードスライダ６２により露光済みのウエハＷがアンロードされる。そして、アンロードスライダ６２が、アンロードロボット９３との受け渡し位置に退避して、ウエハＷをアンロードロボット９３に受け渡すと、さらにそのウエハＷは、アンロードロボット９３からロードロボット９２に受け渡され、ロードロボット９２によってＦＯＵＰ２７に戻されるか、あるいは不図示の搬送系に受け渡され、インラインに接続された不図示のコータ・デベロッパ（以下、「Ｃ／Ｄ」と略述する）に搬送されるようになる。

以上述べたように、露光装置１００におけるウエハＷの搬送動作では、ウエハＷがＦＯＵＰ２７から取り出され、ウエハステージＷＳＴ上にロードされるまでは、上記プリ１計測工程（図８（Ｂ））、プリ２ＴＴ計測工程（図９（Ａ））、プリ２ＬＡ計測工程（図９（Ｃ））、プリ２ＴＡ計測工程（図９（Ｄ））、プリ３計測工程（図１０（Ｂ））という、計５回の計測工程が実施される。本実施形態では、この計測中においては、プリアライメントステージ５２、ウエハステージＷＳＴ、ロードスライダ５０、アンロードスライダ６２などの駆動系をＸＹ平面内に駆動させないようにする。もし、計測中に上記各駆動系を動かすと、その駆動に起因する振動が計測結果に影響を与えるおそれがあるからである。例えば、図９（Ｃ）に示されるように、プリアライメントステージ５２からロードスライダ５０にウエハＷを受け渡した後に、プリ２ＬＡ計測工程が実行されるが、プリ２ＬＡ計測工程実行中は、プリアライメントステージ５２を第１位置に移動させないようにしている。

ただし、本実施形態では、上記各計測中における駆動系のＺ軸方向に関する駆動は認容する。上記各計測工程において検出される情報は、すべてＸＹ平面内の位置情報であり、Ｚ軸方向に発生する振動がそれらの検出精度に与える影響は少ないことが期待されるからである。例えば、本実施形態では、図１０（Ｂ）に示されるプリ３計測工程実行中には、アンロードスライダ６２を停止させているが、ウエハステージＷＳＴのセンタテーブルＣＴを上昇させている。

また、本実施形態では、搬送系の駆動停止後、その系の駆動により発生した振動が十分減衰してから上記各計測工程を行うのが望ましい。例えば、図１０（Ａ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴがローディングポジションに移動してから、そのウエハステージＷＳＴの移動により発生する振動が十分収束したと考えられる２０ｍｓ経過後に、図１０（Ｂ）に示されるようにプリ３計測工程を開始している。このように、質量が大きいために、振動を発生させやすいと考えられる移動体を移動させる場合には、このような整定時間の設定が必要である。

また、本実施形態では、複数存在するウエハの搬送系のうち、ある搬送系を駆動する際には、他の搬送系を駆動するように、搬送動作のスケジューリングを行っている。例えば、前述のように、上記プリ２ＬＡ計測工程中は、プリアライメントステージ５２を動かさないようにしているが、図１０（Ａ）に示されるように、プリアライメントステージ５２を第１位置に戻すタイミングを、ロードスライダ５０がプリ２計測位置に向けて移動する間としている。すなわち、プリアライメントステージ５２の移動と、ロードスライダ５０の移動と並行して行い、次のウエハの搬入に備えるようにして、スループットの向上を図っている。また、図９（Ｂ）に示されるように、アンロードスライダ６２を、アンロードロボット９３との受け渡し位置から待機位置に戻すタイミングは、ロードスライダ５０が、プリアライメントステージ５２からウエハＷを受け取るために移動する間としている。

なお、上述した搬送動作においては、図１０（Ａ）に示されるウエハステージＷＳＴのローディングポジションは、上記プリ２ＬＡ計測工程で検出されたウエハＷの位置情報と、上記プリ２ＴＡ計測工程で検出されたマーク５０Ｍの位置情報とから推定されるが、その推定を行うためには、マーク５０ＭとウエハＷとの相対位置関係を把握することが必要となると一般的には考えられる。しかしながら、プリ２ＴＡカメラ座標系及びプリ３カメラ座標系と、ウエハ座標系との回転成分（θ_A，θ_B）や倍率成分（本実施形態では１倍として規定している）はわかっていても、ウエハ座標系に対する両カメラ座標系の原点の位置座標が未知である場合には、上記プリ２ＬＡ計測工程で及びプリ２ＴＡ計測工程での検出結果だけから、上記相対位置関係を求めるのは困難である。

そこで、本実施形態では、ウエハ座標系におけるプリ２カメラ座標系やプリ３カメラ座標系の原点が未知であっても、ウエハステージＷＳＴのローディングポジションや、ウエハステージＷＳＴにロードされた後のウエハＷの位置情報を精度良く推定することができるプリアライメントの方法を提供する。ここでは、そのプリアライメントの方法を含む露光装置１００における露光動作について説明する。

図１１には、その推定に用いる基準物体としてのウエハ（以下、「工具ウエハ」と略述する）Ｗ_Sの一例が示されている。この工具ウエハＷ_Sは、円形のガラス基板であり、図１１に示されるように、その表面上に、クロム蒸着により、第１基準マークＦＭａ，ＦＭｂ，ＦＭｃ及び第２基準マークＳＭａ，ＳＭｂ，ＳＭｃ，ＳＭｄが形成されている。第１基準マークＦＭａ，ＦＭｂ，ＦＭｃは、ウエハ座標系（Ｘ_W，Ｙ_W）において、工具ウエハＷ_Sの６時方向、７時半方向、４時半方向の外縁部に位置するように、工具ウエハＷ_Sの表面上に描画して形成されている。

第１基準マークＦＭａ，ＦＭｂ，ＦＭｃは、例えば、少なくとも一方向に所定幅を有する少なくとも１つのパターン（例えばラインパターン）を含み、互いの位置関係が明らかでかつ同一直線上にない少なくとも３つの較正用マーク（例えばボックスマーク）が、例えば領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ内にそれぞれ同時に収まるように形成されているマークである。この３つの較正用マークと、工具ウエハＷ_Sの６時、７時半、４時半のエッジ位置との関係は一定となっており、３つの較正用マークの位置が既知であれば、それら３つのエッジ位置を求めることができるようになっている。したがって、工具ウエハＷ_Sに対して図８（Ａ）〜図９（Ｃ）に示されるような搬送動作を行い、プリアライメント装置４５において、領域ＶＡ〜ＶＣを撮像すれば、その撮像結果から、領域ＶＡ〜ＶＣを撮像するプリアライメント装置４５の倍率、回転等の較正を行うことが可能となるとともに、工具ウエハＷ_Sの上記３つのエッジ位置をも求めることができるようになっている。なお、同様に、ターンテーブル５１を９０度回転させ、第１基準マークＦＭａ，ＦＭｂ，ＦＭｃを、３時、４時半、１時半に向けて、領域ＶＣ〜領域ＶＥに対応させれば、残りの撮像領域ＶＤ，ＶＣにおけるプリアライメント装置４５の倍率、回転等の較正を行うことも可能であることは勿論である。なお、第１基準マークを３時、１時半の方向にも設け、上記ターンテーブル５１の回転を不要とするようにしても良い。

第２基準マークＳＭａ，ＳＭｂ，ＳＭｃ，ＳＭｄは、工具ウエハＷ_Sの表面において、Ｘ_W軸又はＹ_W軸に平行な四辺を有し、工具ウエハＷ_Sの中心を中心とする矩形の頂点位置に形成されており、その形状は、２次元Ｌ／Ｓマーク等の様な、その２次元位置を精度良く検出することが可能な２次元位置検出用マークとしての機能を有する形状となっている。したがって、この第２基準マークＳＭａ，ＳＭｂ，ＳＭｃ，ＳＭｄの位置をそれぞれ検出すれば、それらの位置から工具ウエハＷ_sの中心ＯＪの位置や回転量を算出することができる。

上述のように露光装置本体、搬送系及びプリアライメント系が構成され、ウエハ搬送動作が規定された本実施形態の露光装置１００により、較正処理及び露光処理を行う際の動作について、主制御装置２０内のＣＰＵの処理手順を示す図１２〜図１５のフローチャート及び図１６（Ａ）〜図１９（Ｂ）に沿って説明する。

なお、前提として、この露光動作が行われる前に、プリアライメント装置４５における撮像視野ＶＡ〜ＶＥは、ウエハＷがターンテーブル５１またはロードスライダ５０に保持されたときに、そのウエハＷのエッジ（６時、７時半、４時半、３時、１時半のエッジ）がそれぞれ同時に各撮像視野内に入るように調整されているものとし、プリアライメントステージ５２等の各ウエハ搬送系、マーク検出系４２や、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂ、各照明装置８１Ａ〜８１Ｇの取り付け位置も、適切に調整されているものとする。また、ここでは、ウエハ座標系に対するプリ２ＴＡカメラ座標系及びプリ３カメラ座標系のＸ軸方向及びＹ軸方向の倍率成分はともに１であるものとする。

また、後述する各ステップでは、主制御装置２０が、上記搬送系やプリアライメント系等に指示を出すが、その指示伝達経路については上述した通りであるので、詳細な説明は行わないものとする。また、主制御装置２０は、その搬送系やプリアライメント系等からの応答などにより、指示した動作が完了したことが確認されるまで待ち、次のステップに進まないものとする。そして、本実施形態では、ウエハＷは常にノッチの方向を６時としてロードされるものとし、以下では、その方向でロードされるウエハＷの処理に必要な手順について説明するが、ウエハＷのノッチの方向が３時であった場合の手順についても適宜説明するものとする。

まず、図１２のステップ１０９において、プリアライメント系の較正を行うか否かが判断される。ステップ１０９において肯定的な判定がなされた場合には、プリアライメント系の較正を行うサブルーチン１０１に移行する。プリアライメント系の較正は、露光装置１００の据付時やメンテナンス時等に行われるものであり、こうした場合に肯定的な判定がなされる。まだ、較正処理が一度も行われていない場合には、必ず、肯定的な判断がなされる。一方、ステップ１０９において否定的な判定がなされた場合には、露光を行うサブルーチン１０２に移行する。通常のロット処理の場合には、プリアライメント系の較正は行われないので、否定的な判定がなされる。以下では、ステップ１０９における判定が肯定され、サブルーチン１０１に進むものとして、説明を行う。

図１３には、サブルーチン１０１のフローチャートが示されている。図１３に示されるように、まず、ステップ７０１において、ロードロボット９２に対し、工具ウエハＷ_Sの搬入を指示する。ロードロボット９２は、例えばＦＯＵＰ２７に格納されていた工具ウエハＷ_Sを搬送し、図８（Ａ）に示されるようにターンテーブル５１に受け渡す。

ステップ７０３では、プリアライメントステージ５２を第２位置に移動させ、ステップ７０５では、プリアライメント装置４５による領域ＶＡ〜ＶＥの撮像結果を、オペレータが確認できるように、不図示の表示装置にその領域ＶＡ〜ＶＥの画像を表示させるとともに、不図示の入力装置からの入力により、プリアライメントステージ５２及びターンテーブル５１を駆動することができるように、それらの駆動系に対する操作入力を手動に切り換える。これにより、オペレータが、表示装置に表示された領域ＶＡ〜ＶＥの画像を確認しながら、入力装置を介して（すなわち手動で）、プリアライメントステージ５２及びターンテーブル５１をＸＹ平面内で移動あるいは回転させることにより、５つの視野に工具ウエハＷ_Sのエッジが入るように（すなわち第１基準マークが視野内に入るように）、プリアライメントステージ５２及びターンテーブル５１の位置を調整する。図１１に示される工具ウエハＷ_Sでは、第１基準マークが、３つしか形成されていないが、ターンテーブル５１を適宜９０度回転させることにより、すべての視野内に、第１基準マークが入るように、工具ウエハＷ_Sの位置が調整されていることを確認することができる。上記手動による調整が完了した後、オペレータは調整が完了したことを入力装置により入力する。この入力により、プリアライメントステージ５２及びターンテーブル５１の駆動系の入力を自動に切り換える。このように、工具ウエハＷ_Sをロードする際には、工具ウエハＷ_Sがガラスウエハであるために、ウエハのエッジを検出するプリ１計測工程を実行することができないため、プリアライメントステージ５２を速やかに第２位置に移動させて、手動でその位置調整を行う。すなわち、図８（Ｂ）、図８（Ｃ）に示される工程は省略される。

次のステップ７０７では、図９（Ａ）に示されるプリ２ＴＴ計測工程を行う。このとき、工具ウエハＷ_Sは、第１基準マークＦＭａ，ＦＭｂ，ＦＭｃが６時、７時半、４時半に向いているので、プリアライメント装置４５のミラー５０ａ，５０ｂを退避させる。ミラー５０ｃについては、挿入状態とする。このようにすれば、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃが、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣを撮像可能となる。なお、ウエハＷのノッチの方向が３時である場合には、ミラー５０ａ，５０ｂを挿入し、領域ＶＣ，ＶＤ，ＶＥを撮像可能とする。そして、プリアライメント装置４５から送られる、領域ＶＡ，ＶＢ，ＶＣ（又は領域ＶＣ，ＶＤ，ＶＥ）の撮像結果から第１基準マークＦＭａ、ＦＭｂ、ＦＭｃにおける一直線上にない少なくとも３つの較正用マークの位置情報を検出し、３つの較正用マークの位置関係から、個々のカメラ座標系のオフセット成分、回転成分、倍率成分を算出し、不図示の記憶装置に格納する。そして、そのオフセット成分、回転成分、倍率成分を考慮して、工具ウエハＷ_Sの３つのエッジ位置を検出し、その３つのエッジ位置から工具ウエハＷ_Sの回転量θ２を検出する。工具ウエハＷ_Sの回転量θ２も、記憶装置に記憶される。この回転量θ２は、上記ファイン回転調整（ターンテーブル５１の回転）によりキャンセルされる。

次のステップ７０９では、図９（Ｂ）に示されるように、ターンテーブル５１からロードスライダ５０に対する工具ウエハＷ_Sの受け渡しを行なう（第６工程）。このときに、工具ウエハＷ_S上の第１基準マークが、プリアライメント装置４５の撮像視野内に入っているか否かを判断し、入っていない場合には、処理を強制終了するようにしても良い。

工具ウエハＷ_Sのロードスライダ５０への受け渡し完了後、ステップ７１１では、ロードスライダ５０に保持された工具ウエハＷ_Sに対するプリ２ＬＡ計測工程を行う（第７工程）。このときのプリアライメント装置４５等の動作及び工具ウエハＷ_Sのエッジの検出方法については、上記ステップ７０７と同様であるが、ここでは、改めて、個々のカメラ座標系のオフセット成分、回転成分、倍率成分の値が算出されるので、不図示の記憶装置に格納された各成分の値を更新する。また、ここでは、求められた工具ウエハＷ_Sの３つのエッジ位置に基づいて、ウエハ座標系における工具ウエハＷ_Sの位置情報として、その回転量θ３とともに、中心位置座標Ｏ（Ｘ₀，Ｙ₀）を算出する。図１６（Ａ）には、このプリ２ＬＡ計測工程において検出された、ウエハ座標系における工具ウエハＷ_Sの中心位置座標Ｏ（Ｘ₀，Ｙ₀）が模式的に示されている。この中心座標Ｏ（Ｘ₀，Ｙ₀）及び回転量θ３は、不図示の記憶装置に格納される。以降のプリ２ＬＡ計測工程において検出されるウエハの中心位置座標は、すべて、この位置座標Ｏを原点とした位置座標であるものとする。なお、プリ２ＴＴ計測において、工具ウエハＷ_Sは、ファイン回転調整が行われるため、回転量θ３は、通常ほぼ０となる。

次のステップ７１３では、図９（Ｄ）に示されるプリ２ＴＡ計測工程を行う。これにより、プリアライメント装置４５では、ミラー５０ｃを退避させ、ＣＣＤカメラ５０ｃを用いて、マーク５０Ｍを含む撮像領域ＶＦを撮像する。そして、その撮像結果におけるマーク５０ＭのＬ／Ｓパターン（Ｘパターン及びＹパターン）に対応する部分の輝度分布の鏡映対称性などから、プリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報を検出する。このマーク５０Ｍの位置情報の検出について簡単に説明する。

まず、撮像結果としての２次元画像データの各画素（ピクセル）における輝度値のカメラ座標系における各座標軸方向（ここでは、説明を簡単にするためＸ軸方向及びＹ軸方向とする）に関する分散（又は標準偏差）の値を求める。マーク５０Ｍに対応する部分の画像データの分散等は、他の部分よりも大きくなる。このことからマーク５０ＭのＸパターン及びＹパターンに対応する前記画像内の範囲を特定することができる。そして、その範囲に含まれる各画素（ピクセル）の輝度値を、ＸパターンについてはＹ軸方向に加算し、ＹパターンについてはＸ軸方向に加算して、それぞれの加算結果を示す１次元波形を求める。さらに、その１次元波形に対し、例えばディジタルフィルタリング処理の一種であるＳＩＮＣ補間を行い、離散データの波形である上記１次元波形における位置の検出精度を高める。そして、１次元波形に対して走査する所定幅の観察窓を用いた相関演算により、その１次元波形の軸方向位置に対する全体の鏡映（反転）対称性相関度を示す相関度関数やＸパターン（又はＹパターン）、すなわちＬ／Ｓパターンの各ラインの反転対称性相関度を示す相関関数などを求め、各反転対称性相関度の相関度関数同士を乗じてその相関度を示す波形を尖鋭なものとしたり、２次関数フィッティングを施したりして、検出精度を高めつつ、相関度の最大値、すなわち反転対称性（鏡映対称性）が最大となる位置を、Ｘパターン及びＹパターンの位置（すなわちＬ／Ｓ位置）として検出する。

なお、これらのＬ／Ｓ位置の検出方法は、上述したような方法に限られるものではなく、適宜変更が可能である。例えば、ＳＩＮＣ補間を必ずしも行う必要はない。また、上記反転対称性相関度などからマーク５０Ｍの位置情報を求めるのではなく、マーク５０Ｍのテンプレート画像によるテンプレートマッチングにより、マーク５０Ｍの位置情報を検出するようにしても良い。

検出されたＬ／Ｓ位置は、マーク５０ＭについてＸパターンが２つで、Ｙパターンが１つとなる。マーク５０ＭのＹ位置は、このＹパターンの検出位置とすればよく、マーク５０ＭのＸ位置は、２つのＸパターンのそれぞれの検出位置の中間の位置とすればよい。また、マーク５０Ｍの回転量については、例えば２つのＸパターンの検出位置と、Ｘパターンの設計上の距離とを用いた逆正接演算により求めることができる。

なお、このプリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報をｐ（Ｓ_CAx，Ｓ_CAy，θ_CA）とする。Ｓ_CAxはＸ座標であり、Ｓ_CAyはＹ座標であり、θ_CAは回転量である。図１６（Ａ）には、プリ２ＴＡカメラ座標系における位置情報ｐ（Ｓ_CAx，Ｓ_CAy，θ_CA）が模式的に示されている。プリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｐ（Ｓ_CAx，Ｓ_CAy，θ_CA）は、不図示の記憶装置に記憶される。

次のステップ７１５では、図１０（Ａ）に示されるように、ロードスライダ５０を、Ｙ駆動機構６０の駆動により、ローディングポジション上方まで移動させるとともに、ウエハステージＷＳＴをローディングポジションへ移動させる（第８工程）。このときのウエハステージＷＳＴのロード位置は設計上の位置とする。そして、ステップ７１７において、プリ３計測工程を行う（第９工程）。ここでは、マーク検出系４２による撮像により得られた撮像結果に基づいて、プリ３カメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報を検出する。なお、このプリ３カメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報をｑ（Ｓ_CBx，Ｓ_CBy，θ_CB）とする。Ｓ_CBxはＸ座標であり、Ｓ_CByはＹ座標であり、θ_CBは回転量である。図１６（Ｂ）には、プリ３カメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｑ（Ｓ_CBx，Ｓ_CBy，θ_CB）が模式的に示されている。このマーク５０Ｍの位置情報ｑ（Ｓ_CBx，Ｓ_CBy，θ_CB）は、不図示の記憶装置に記憶される。

そして、ステップ７１９において、図１０（Ｃ）に示されるように、工具ウエハＷ_SをウエハステージＷＳＴにロードする。ただし、ここではウエハステージＷＳＴ上に露光済みウエハＷ’はなく、図１０（Ｂ）等に示されるアンロード動作は行われないものとする。工具ウエハＷ_SがセンタテーブルＣＴに完全に受け渡された後、センタテーブルＣＴが下降して、最終的に工具ウエハＷ_SがウエハステージＷＳＴに載置され、真空吸着により吸着保持される。

次のステップ７２１では、図１０（Ｄ）に示されるようにウエハステージＷＳＴを−Ｙ方向に移動させ、アライメント検出系ＡＳの下方に位置させる。そして、ステップ７２３において工具ウエハＷ_S上の第２基準マークＳＭａ，ＳＭｂ，ＳＭｃ，ＳＭｄの位置情報を検出する（第１０工程）。具体的には、ウエハ干渉計１８から得られる位置情報に基づいてウエハステージＷＳＴを駆動制御し、工具ウエハＷ_S上の第２基準マークＳＭａ，ＳＭｂ，ＳＭｃ，ＳＭｄが、アライメント検出系ＡＳの下方に順次位置するように工具ウエハＷ_Sを移動させ、アライメント検出系ＡＳにより第２基準マークＳＭａ，ＳＭｂ，ＳＭｃ，ＳＭｄを撮像する。この撮像結果は、主制御装置２０に供給される。

次のステップ７２３では、第２基準マークＳＭａ〜ＳＭｄの位置情報から、ＸＹ座標系における工具ウエハＷ_Sの中心の位置座標を算出する。この位置座標が、ＸＹ座標系における工具ウエハＷ_Sのロード位置座標である。ここで、算出されたロード位置座標を、ＬＰ（ＬＰ_X，ＬＰ_Y）とし、この点が、ウエハＷのロード時における推定ロード位置の基準点となる。図１６（Ｂ）には、このＸＹ座標系における工具ウエハＷ_Sのロード位置座標ＬＰ（ＬＰ_X，ＬＰ_Y）が示されている。なお、これに合わせて工具ウエハＷ_Sの回転量αを検出するようにしても良い。この回転量αが、ウエハ座標系と、ＸＹ座標系、すなわちウエハ干渉計１８によって規定されるステージ座標系との回転ずれ量となる。算出された情報、ロード位置座標ＬＰ（ＬＰ_X，ＬＰ_Y）やウエハ回転量αは、不図示の記憶装置に記憶される。

そして、ステップ７２５では、工具ウエハＷ_Sをアンロードする。このアンロード動作は前述した通りであるため、詳細な説明を省略する。ステップ７２５終了後は、サブルーチン１０１の処理を終了して、図１２のステップ１０３に進む。

ステップ１０３では、引き続き露光を行うか否かが判断される。この判断が、肯定されれば、サブルーチン１０２に進み、否定されれば処理を終了する。この判断は、不図示の入力装置によるオペレータの指示によってなされる。ここでは、判断が肯定され、サブルーチン１０２に進むものとして話を進める。

図１４には、露光処理サブルーチン１０２のフローチャートが示されている。図１４に示されるように、まず、ステップ８０１において、ロードロボット９２に対し、ウエハＷの搬入を指示する。ロードロボット９２は、図８（Ａ）に示されるように、ＦＯＵＰ２７からウエハＷを取り出し、ターンテーブル５１に受け渡す。なお、このときウエハＷのノッチは、６時方向に向いているものとする。

次のステップ８０３では、図８（Ｂ）に示されるように、プリ１計測工程を行い、ステップ８０４では、図８（Ｃ）に示されるように、プリ１計測工程の算出結果（ΔＸ１，ΔＹ１，θ１）に基づいて、プリアライメントステージ５２のＸＹ移動及びターンテーブル５１の回転により、ウエハＷの位置を略調整する。

次のステップ８０５では、図８（Ｄ）に示されるように、プリアライメントステージ５２を、第２位置に移動させ、ステップ８０７において、図９（Ａ）に示されるように、プリ２ＴＴ計測工程を行う。ウエハＷのノッチは６時に向いているので、プリアライメント装置４５のミラー５０ａ，５０ｂを退避させ、ミラー５０ｃについては、挿入しておく必要がある。なお、このウエハＷはガラスウエハではなく、プロセスのウエハであり、上記第１基準マークＦＭａ，ＦＭｂ，ＦＭｃ等も配設されていないので、上記ステップ７０７における工具ウエハプリ２ＴＴ計測とは、その処理手順が若干異なる。すなわち、ここでは、透過照明によるウエハＷのノッチを含むウエハＷのエッジを撮像結果の輝度分布から検出することにより、回転量θ２を算出し、その回転量θ２をキャンセルするようにターンテーブル５１を回転させる。これにより、前述のように、ウエハＷのファイン回転調整が実現される。

次のステップ８０９では、図９（Ｂ）に示されるように、ターンテーブル５１からロードスライダ５０へのウエハＷの受け渡しが行われる（第１工程）。そして、ステップ８１１では、プリ２ＬＡ計測工程が行われる（第２工程）。このプリ２ＬＡ計測工程は、上記ステップ８０７のプリ２ＴＴ計測工程と同様に実施される。なお、ここで検出されるウエハＷの位置情報、すなわち中心座標及び回転量を、Ｃ（Ｘ_C，Ｙ_C，θ_C）とする。Ｘ_CはＸ座標であり、Ｙ_CはＹ座標であり、θ_Cは回転量であるが、このＸ座標及びＹ座標は、Ｏ（Ｘ₀，Ｙ₀）を原点としたときの座標値であるものとする。図１７（Ａ）には、ウエハ座標系におけるウエハＷの位置情報（中心座標及び回転量）Ｃ（Ｘ_C，Ｙ_C，θ_C）が模式的に示されている。この位置情報Ｃ（Ｘ_C，Ｙ_C，θ_C）は、不図示の記憶装置に記憶される。

次のステップ８１３では、図９（Ｃ）に示されるように、プリ２ＴＡ計測工程を行う（第３工程）。この動作は、上記ステップ７１３と同じである。検出されたプリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報をｐ’（Ｓ_CAx’，Ｓ_CAy’，θ_CA’）とする。Ｓ_CAx’はＸ座標であり、Ｓ_CAy’はＹ座標であり、θ_CA’は回転量である。図１７（Ａ）には、位置情報ｐ’（Ｓ_CAx’，Ｓ_CAy’，θ_CA’）が模式的に示されている。位置情報ｐ’（Ｓ_CAx’，Ｓ_CAy’，θ_CA’）は、不図示の記憶装置に記憶される。

次のステップ８１５では、図９（Ａ）に示されるように、ロードスライダ５０を、Ｙ駆動機構６０の駆動により、ローディングポジション上方まで移動させるとともに、ウエハステージＷＳＴをローディングポジションまで移動させる。なお、ここでは、ロードスライダ５０からウエハＷを受け渡すときのウエハステージＷＳＴの位置を推定し、その推定結果に基づいてＸＹ座標系におけるウエハステージＷＳＴのロード位置を決定する。以下では、その推定方法について詳細に説明する。

上述したように、この時点では、上記ステップ７１１（図１３）における工具ウエハＷ_Sに対するプリ２ＬＡ計測工程と、上記ステップ７１３（図１３）におけるプリ２ＴＡ計測工程とが実施されており、プリ２ＬＡ計測工程でのウエハ座標系における工具ウエハＷ_Sの位置情報Ｏ（Ｘ₀，Ｙ₀）と、プリ２ＴＡ計測工程でのプリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｐ（Ｓ_CAx，Ｓ_CAy，θ_CA）とが求められている（図１６（Ａ）参照）。また、上記ステップ７２３が実行され、ＸＹ座標系における工具ウエハＷ_Sのロード位置ＬＰ（ＬＰ_X，ＬＰ_Y）が求められている（図１６（Ｂ）参照）。

さらに、この時点では、上記ステップ８１１（図１４）におけるウエハＷに対するプリ２ＬＡ計測工程と、上記ステップ８１３（図１４）におけるプリ２ＴＡ計測工程とが実施されており、プリ２ＬＡ計測工程でのウエハ座標系におけるウエハＷの位置情報Ｃ（Ｘ_C，Ｙ_C，θ_C）と、プリ２ＴＡ計測工程でのプリ２ＴＡカメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｐ’（Ｓ_CAx’，Ｓ_CAy’，θ_CA’）とが求められている（図１７（Ａ）参照）。これらの位置情報ｐ，Ｏ，ＬＰ，Ｃ，ｐ’が、ウエハステージＷＳＴのウエハＷの受け渡し位置の推定に用いられる。

ここでは、ウエハＷの位置ずれを、マーク５０Ｍの位置ずれによる平行移動成分とマーク５０Ｍの回転量の差に起因する位置ずれ成分である回転成分とに分けて推定する。まず、ウエハＷの位置ずれの平行成分の推定について説明する。図１８（Ａ）には、プリ２ＬＡ計測工程（ステップ７１１及びステップ８１１）において検出されたウエハ座標系におけるウエハＷの位置情報Ｏ，Ｃ（以下、単に「位置Ｏ」、「位置Ｃ」と呼ぶ）と、プリ２ＴＡ計測工程（ステップ７１３及びステップ８１３）において検出されたマーク５０Ｍの位置情報ｐ，ｐ’（以下、単に「位置ｐ」、「位置ｐ’」と呼ぶ）の位置関係を模式的に示すベクトル図が示されている。図１８（Ａ）では、工具ウエハＷ_Sをロードしたときのプリ２ＬＡ計測工程におけるマーク５０Ｍの位置ｐと、工具ウエハＷ_Sの中心の位置Ｏとの相対位置関係を示すベクトルがベクトルＰとして示されており、ウエハＷをロードしたときのプリ２ＬＡ計測工程におけるマーク５０Ｍの位置ｐ’と、ウエハＷの中心の位置Ｃとの相対位置関係を示すベクトルがベクトルＰ’として示されている。本実施形態では、このベクトルＰ、Ｐ’を基準として、ウエハＷをロードする際のウエハステージＷＳＴの位置の位置ずれの平行移動成分を推定する。

すなわち、マーク５０Ｍの中心と、工具ウエハＷ_Sの中心とがベクトルＰで表される位置関係にあり、その位置関係にあった工具ウエハＷ_Sがロードされた位置が位置ＬＰであったことから、ウエハＷがロードされるであろう位置は、位置ＬＰを基点とした、ベクトルＰ’とベクトルＰとの差のベクトルＰ’−Ｐで表される位置であると推定される。この位置ずれを示すベクトルをベクトルＷ_Aとする。

この平行移動成分の具体的な計算方法について説明する。まず最初に、図１８（Ａ）に示されるように、工具ウエハＷ_Sのロード時のプリ２ＬＡ計測工程で検出されたマーク５０Ｍの位置ｐ（Ｓ_CAx，Ｓ_CAy）と、ウエハＷのロード時にプリ２ＬＡ計測工程で検出されたマーク５０Ｍの位置ｐ’（Ｓ_CAx’，Ｓ_CAy’）との差のベクトルＡ_pのＸ成分及びＹ成分は次式で表される。
Ｓｐ_x＝Ｓ_CAx’−Ｓ_CAx …（１）
Ｓｐ_y＝Ｓ_CAy’−Ｓ_CAy …（２）

ただし、前述のように、位置ｐと位置ｐ’のＸ座標及びＹ座標は、プリ２ＴＡカメラ座標系で求められたものであるため、その位置座標を、次式のようにウエハ座標系の座標値に変換する必要がある。

ここで、Ｓｗｐ_xは、ベクトルＡ_pのＸ成分であり、Ｓｗｐ_yは、ベクトルＡ_pのＹ成分である。また、θ_Aは上述のとおり、ウエハ座標系に対するプリ２ＬＡカメラ座標系の回転成分である。

次に、ベクトルＷ_Aを求める。ベクトルＷ_AのＸ，Ｙ成分を（Ｗ_Ax，Ｗ_Ay）とすると、（Ｗ_Ax，Ｗ_Ay）は、それぞれ次式のように表される。

したがって、ここでは、工具ウエハＷ_Sのロード位置ＬＰを基準とするベクトルＷ_Aを上記式（１）〜（４）を計算して求め、それをウエハステージＷＳＴのローディング位置の位置ずれ量の平行移動成分とし、不図示の記憶装置に格納する。

次に、位置ずれの回転成分を推定する。工具ウエハＷ_Sを保持したときのマーク５０Ｍの位置ｐと、ウエハＷを保持したときのマーク５０Ｍの位置ｐ’とが仮に完全に一致しており、マーク５０Ｍから、ウエハの中心までの距離も同じであったとしても、マーク５０Ｍの回転量が異なれば、工具ウエハＷ_SとウエハＷとの中心位置がずれるようになる。回転成分とは、このマーク５０Ｍの回転によるウエハＷの位置ずれのことをいう。

本実施形態では、プリアライメント装置４５やマーク検出系４２によって、工具ウエハＷ_S搬送時におけるプリ２ＴＡ計測工程でのマーク５０Ｍの回転量θ_CAと、ウエハＷ搬送時におけるプリ２ＴＡ計測工程でのマーク５０Ｍの回転量θ_CA’とがすでに検出されている。そこで、これらのマーク５０Ｍの回転量θ_CA，θ_CA’からウエハＷの位置ずれの回転成分を推定する。

マーク５０Ｍの中心と、工具ウエハＷ_Sの中心とがベクトルＰで表される位置関係にあり、その位置関係にあった工具ウエハＷ_Sがロードされた位置が位置ＬＰであったことから、ウエハＷがロードされるであろう位置は、図１８（Ｂ）に示されるように、位置Ｃを基点とした、マーク５０Ｍの回転量θ_CAとマーク５０Ｍの回転量θ_CA’との差のベクトルで表される位置となるであろうと推定される。そこで、マーク５０Ｍの回転量θ_CAとマーク５０Ｍの回転量θ_CA’との差を、例えば図１８（Ｂ）に示されるθ_p（＝θ_CA’−θ_CA）であるとする。

プリ２ＬＡ計測工程におけるマーク５０Ｍの回転量は、工具ウエハＷ_S又はウエハＷ等がロードスライダ５０に保持される前のロードスライダ５０の姿勢によって決定される。これは、ロードスライダ５０へのウエハの受け渡しがターンテーブル５１の駆動によって行われるため、ロードスライダ５０の姿勢はその間変化せず、マーク５０Ｍの回転量は一定であるとみなせるからである。このことにより、ローディングポジションへ搬送後、この回転量が修正されるとすると、マーク５０Ｍの回転量θ_CA’でのロード位置は、マーク５０Ｍの回転量θ_CAでのロード位置ＬＰから、マーク５０Ｍの中心を回転中心として、θ_pの方向（回転方向）とは、逆方向に回転するようになると考えられる。すなわち、修正すべきウエハＷの中心位置の回転量は、−θ_pであると推定される。なお、図１８（Ｂ）においては、θ_pは、正（反時計回り）であるものとしているが、θ_pは、負（時計回り）である場合もあり、その場合には、−θ_pは、正（反時計回り）となる。

本実施形態では、この修正回転量−θ_pに基づいて、上述のように求められた、マーク５０Ｍの回転成分に伴うウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれベクトルＤｔ₁を次式を用いて算出する。

Ｄｔ_1x，Ｄｔ_1yは、ベクトルＤｔ₁のＸ軸成分及びＹ軸成分である。ここでは、マーク５０ＭとウエハＷとの距離の設計値Ｌと、ウエハ座標系のＸ_W軸に対するマーク５０Ｍ中心と工具ウエハＷ_Sの中心とを結ぶ線分の回転量の設計値θ_Dを用いている。

上述のように算出された、ウエハＷの平行移動成分としてのベクトルＷ_Aと、回転成分Ｄｔ₁とを次式のように加算すれば、ウエハステージＷＳＴのロード位置の位置ずれ量を推定することができる。

ここで、Ｄ_1x，Ｄ_1yは、ベクトルＤ₁のＸ成分及びＹ成分である。なお、ここで、ウエハ座標系と、ＸＹ座標系との回転量αが無視できない場合には、この回転量αにより、このベクトルＤ₁を回転させたベクトルをロード位置の推定に用いるようにしても良い。

主制御装置２０は、この位置ずれベクトルＤ₁を不図示の記憶装置に格納する。本実施形態では、そのベクトルＤ₁に対応する位置を、ウエハステージＷＳＴのロード位置として推定し、その推定ロード位置にウエハステージＷＳＴを移動させて、ウエハＷをロードする。

そして、図１４のステップ８１７において、図１０（Ｂ）に示されるように、プリ３計測工程を行う（第４工程）。マーク検出系４２の撮像結果は、主制御装置２０に送られる。主制御装置２０は、この撮像結果に基づいて、プリ３カメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報（位置及び回転）を、プリ２ＴＡ計測工程と同様にして検出する。プリ３カメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報をｑ’（Ｓ_CBx’，Ｓ_CBy’，θ_CB’）とする。Ｓ_CBx’はＸ座標であり、Ｓ_CBy’はＹ座標であり、θ_CB’は回転量である。なお、この位置情報ｑ’（Ｓ_CBx’，Ｓ_CBy’，θ_CB’）は、不図示の記憶装置に記憶される。図１７（Ａ）には、このステップ８１７におけるプリ３計測工程においてロードスライダ５０のマーク５０Ｍの位置情報ｑ’の一例が示されている。

次のステップ８１９では、図１０（Ｃ）に示されるように、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷをロードする。このときのウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのロード位置をＬＰ’（ＬＰ_x’，ＬＰ_y’）とする。図１７（Ｂ）には、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのロード位置の一例が示されている。なお、ウエハステージＷＳＴ上に露光済みのウエハＷ’が保持されている場合には、このロード動作を行う前に、図１０（Ｂ）に示されるように、ロード前にウエハステージＷＳＴからウエハＷ’をアンロードする。

次のステップ８２１では、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれ量を算出する。ここでも、その位置ずれ量を、マーク５０Ｍの位置ずれによる平行移動成分と、マーク５０Ｍの回転量の差に起因する回転成分とに分けてそれぞれ推定するものとする。

図１９（Ａ）には、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれ量の推定方法を模式的に示すベクトル図が示されている。図１９（Ａ）では、工具ウエハＷ_Sをロードするときのプリ３カメラ座標系におけるマーク５０Ｍの位置情報ｑ（以下、「位置ｑ」と略述する）と、工具ウエハＷ_SのローディングポジションＬＰとの相対位置関係を示すベクトルがベクトルＱとして示されている。本実施形態では、ベクトルＱを基準として、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのロード位置の位置ずれの平行移動成分を推定する。

まず、平行移動成分の推定方法について説明する。上記ステップ８１９におけるウエハステージＷＳＴのロード位置は、ローディングポジションＬＰ（すなわちベクトルＱ）に、ベクトルＷ_Aを加算した位置（ＬＰ’）となっている。しかしながら、工具ウエハＷ_Sをロードする際のプリ３計測工程によって検出されたマーク５０Ｍの位置ｑ（Ｓ_CBx，Ｓ_CBy）と、ウエハＷをロードする際のプリ３計測によって検出されたマーク５０Ｍの位置情報ｑ’（Ｓ_CBx’，Ｓ_CBy’）（以下、「位置ｑ’」と略述する）とのずれにより、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷのローディングポジションは、当初に予定していた位置からそのずれ分だけずれることとなる。したがって、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれの平行移動成分は、工具ウエハＷ_Sのロード時にマーク検出系４２によって検出されたマーク５０Ｍの位置ｑ（Ｓ_CAx，Ｓ_CAy）と、ウエハＷのロード時にマーク検出系４２によって検出されたマーク５０Ｍの位置ｑ’（Ｓ_CAx’，Ｓ_CAy’）との差のベクトルＡ_qとなる。このベクトルＡ_qの各座標軸成分Ｓｑ_x，Ｓｑ_yは以下の式（７）、式（８）で表される。
Ｓｑ_x＝Ｓ_CBx’−Ｓ_CBx …（７）
Ｓｑ_y＝Ｓ_CBy’−Ｓ_CBy …（８）
しかし、前述のように、ベクトルＡ_qの各成分は、プリ３カメラ座標系で求められたものであり、各成分を、次式のようにウエハ座標系の位置座標に変換しておく必要がある。

ここで、Ｓｗｑ_xは、ベクトルＡ_pのＸ成分であり、Ｓｗｑ_yは、ベクトルＡ_pのＹ成分である。また、θ_Aは上述のとおり、ウエハ座標系に対するプリ２ＬＡカメラ座標系の回転成分である。したがって、主制御装置２０は、このベクトルＡ_qを、平行移動成分の位置ずれ量として不図示の記憶装置に記憶する。

次に、位置ずれの回転成分の推定を行う。本実施形態では、マーク検出系４２によって、工具ウエハＷ_Sを搬入する際のプリ３計測工程におけるマーク５０Ｍの回転量θ_CB、ウエハＷを搬入する際のプリ３計測工程におけるマーク５０Ｍの回転量θ_CB’が検出されている。そこで、これらマーク５０Ｍの回転量から、ウエハＷの中心位置の位置ずれの回転成分を推定する。

また、図１９（Ｂ）には、位置ｑでのマーク５０Ｍの回転θ_CBと位置ｑ’でのマーク５０Ｍの回転θ_CB’との差を示す回転量θ_qの一例が示されている。本実施形態では、位置ｑ及び位置ｑ’によって検出されるマーク５０Ｍの回転量の差が、ロードスライダ５０に保持された後のマーク５０Ｍの回転ずれとなる。プリ３計測工程におけるマーク５０Ｍの回転量は、工具ウエハＷ_S又はウエハＷ等がロードスライダ５０に保持された後のロードスライダ５０の姿勢によって決定される。この場合、位置ｑ’でのマーク５０Ｍの向きと位置ｑでのマーク５０Ｍの回転の差がθ_q（＝θ_CB’−θ_CB）であるとすると、その結果修正すべきウエハの方向の回転ずれは、そのまま＋θ_qとなる。すなわち、ウエハの中心の推定位置の修正回転量は、＋θ_qとなる。

本実施形態では、この修正回転量＋θ_qに基づいて、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれの回転成分を算出するように、マーク５０ＭとウエハＷとの距離をＬ（設計値）とし、ウエハ座標系のＸ_W軸に対するマーク５０Ｍに対する工具ウエハＷ_Sの中心の回転成分の設計値をθ_Dとすると、回転成分を示すベクトルＤｔ₂は、次式のようになる。

ここで、Ｄｔ_2x，Ｄｔ_2yは、ベクトルＤｔ₂のＸ成分及びＹ成分である。上記式（９）、式（１０）より、最終的なウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれベクトルＤ₂は、次式のようになる。

ここで、Ｄ_2x，Ｄ_2yは、ベクトルＤ₂のＸ成分及びＹ成分である。主制御装置２０は、この位置ずれベクトルＤ₂を不図示の記憶装置に格納する。なお、ここで、ウエハ座標系と、ＸＹ座標系との回転量αが無視できない場合には、この回転量αにより、このベクトルＤ₂を回転させたベクトルを求め、これを記憶装置に格納するようにしても良い。

また、ロード後のウエハＷの回転量θも、θ＝（θ_C＋θ_q−θ_p）という計算式で推定することができる。ここでは、この回転量θも算出して合わせて不図示の記憶装置に記憶する。なお、θ_Cは、プリ２ＬＡ計測によって計測されたウエハＷの回転成分である。

次のステップ８２３ではサーチアライメントを行う。ここでは、ウエハＷ上に形成されたサーチアライメントマークを、アライメント検出系ＡＳの下方に位置させるように、ウエハステージＷＳＴをＸＹ平面内で移動させるが、このときのウエハステージＷＳＴの移動先は、サーチアライメントマークの設計上の位置座標に、ウエハＷの位置ずれベクトルＤ₂（又はそのベクトルを回転量αだけ回転させたベクトル）と、ウエハ回転量θとで補正することによって得られる位置とする。そして、ここでは、アライメント検出系ＡＳの撮像結果から算出されたサーチアライメントマークの実測位置情報と、設計上の位置情報との差から、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置情報（位置ずれ量（ΔＸ４、ΔＹ４）、回転量θ４）が求められる。

図１５に進み、ステップ８２５では、ウエハアライメントを行う。すなわち、サーチアライメントの結果（ΔＸ４，ΔＹ４，θ４）を考慮して、ウエハＷ上の複数のサンプルショット領域に付設されたアライメントマークの位置を不図示のアライメント検出系ＡＳにより計測し、その計測結果に基づいて、統計処理方法により全てのショット領域の配列座標を算出する、いわゆるＥＧＡ演算を行う。これにより、ウエハＷ上の全てのショット領域のＸＹ座標系上における配列座標が算出される。この処理については、例えば特開昭６１−４４４２９号公報などに開示されているので、詳細な説明を省略する。

次のステップ８２７では、ショット領域の配列番号を示すカウンタｊに１をセットし、最初のショット領域を露光対象領域とする。

そして、ステップ８２９では、ＥＧＡ演算にて算出された露光対象領域の配列座標に基づいて、不図示の照明系からの露光光ＩＬによってレチクルＲのパターン領域を照明し、露光を行う。これにより、レチクルＲのパターンが投影光学系ＰＬを介してウエハＷ上の露光対象領域に縮小転写される。

ステップ８３１では、カウンタ値ｊを参照し、全てのショット領域に露光が行われたか否かを判断する。ここでは、ｊ＝１、すなわち、最初のショット領域に対して露光が行なわれたのみであるので、ステップ８３１での判断は否定され、ステップ８３３に進む。

ステップ８３３では、カウンタｊの値をインクリメント（ｊ←ｊ＋１）して、次のショット領域を露光対象領域とし、ステップ８２９に戻る。以下、ステップ８３１での判断が肯定されるまで、ステップ８２９→ステップ８３１→ステップ８３３の処理、判断が繰り返される。

ウエハＷ上の全てのショット領域へのパターンの転写が終了すると、ステップ８３１での判断が肯定され、ステップ８３５に移行する。

ステップ８３５では、ウエハＷのアンロードを行う。ウエハＷは、アンロードスライダ６２によりアンロードされ、アンロードロボット９３によってＦＯＵＰ２７に戻されるか、不図示の搬送系により、インラインに接続されたＣ／Ｄに搬送される。ステップ８３５終了後は、サブルーチン１０２を終了し、図１２のステップ１０４に進む。ステップ１０４では、ロット内のすべてのウエハＷの露光が終了したか否かが判断される。この判断が否定されるとサブルーチン１０２に戻り、肯定されると処理を終了する。すなわち、ロット内のすべてのウエハの露光が終了するまでサブルーチン１０２が繰り返し実行され、すべてのウエハＷの露光が完了すると露光動作を終了する。

本実施形態では、上記ステップ８１５においてウエハステージＷＳＴを位置ずれ量Ｄ₁によって推定された推定ロード位置に移動させてから、上記ステップ８１７においてプリ３計測工程を行い、その結果求められたウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの位置ずれ量Ｄ₂についてはサーチアライメントマークの設計位置座標を補正することによりその位置ずれを吸収するようにしたが、これには限られない。例えば、ウエハステージＷＳＴを推定ロード位置に移動させる前に、プリ３計測工程を行い、位置ずれ量Ｄ₁＋Ｄ₂を求め、その位置ずれ量によって推定された推定ロード位置に、ウエハステージＷＳＴを移動させてウエハＷをロードするようにしても良い。また、ウエハＷのロード時のウエハステージＷＳＴの位置を常に同一のロード位置（すなわち原点Ｏ）として、位置ずれ量Ｄ₁＋Ｄ₂を考慮して、サーチアライメントマークの位置座標の補正を行うようにしても良い。ウエハステージＷＳＴのロード位置の推定値を平行移動成分Ｗ_Aだけで推定ロード位置を決定し、回転成分Ｄｔ₁については、回転成分Ｄｔ₂と同様に、サーチアライメントマークの位置座標の補正に含まれるようにしても良い。このときには位置ずれ量の回転成分ベクトルは、図２０に示されるベクトルＤｔ_LPとなる。このベクトルＤｔ_LPの算出式は次式のようになる。

ここで、Ｄｔ_LPxはＸ成分であり、Ｄｔ_LPyはＹ成分である。このときのサーチアライメントマークの位置座標の補正ベクトルは、Ａ_q＋Ｄｔ_LPとすれば良い。

なお、本実施形態では、上記ステップ８１５やステップ８２１が第５工程に相当することとなる。

以上詳細に述べたように、本実施形態の露光装置によれば、ロードスライダ５０がウエハＷを保持したときには、第１検出系としてのプリアライメント装置４５によって、ロードスライダ５０上に形成されたマーク５０ＭとウエハＷとのそれぞれの位置情報を検出しておき、ロードスライダ５０からウエハステージＷＳＴにウエハＷを受け渡すローディングポジション近傍では、第２検出系としてのマーク検出系４２によって、マーク５０Ｍの位置情報のみを検出する。すなわち、マーク５０ＭとウエハＷとの相対位置に関する情報を予め検出しておけば、ウエハＷのローディングポジション近傍では、例えばウエハＷの外縁などを計測してウエハＷの位置情報を直接検出せずとも、ローディングポジション近傍に位置したときのそのマーク５０Ｍの位置情報を検出するだけで、ウエハＷの位置情報を推定することができるようになる。このようにすれば、ウエハＷの外形等からそのウエハＷの位置情報を検出する大掛かりな検出系をローディングポジション近傍に備える必要がなくなるので、ローディングポジションと露光位置との間隔を短くすることができるようになり、ウエハステージＷＳＴの移動距離を短くすることができるため、スループットに有利となる。

また、本実施形態では、プリアライメント装置４５では、マーク５０Ｍの位置情報と、ウエハＷの位置情報とを非同時に検出する。このようにすれば、マーク５０Ｍの位置情報を撮像する撮像装置と、ウエハＷの位置情報を撮像する撮像装置をＣＣＤカメラ４０ａ〜４０ｃの３台に共通化し、共通化された分だけ、装置コスト及び発熱量を低減することができるので、安価かつ高精度な露光を実現することができる。

また、本実施形態では、上述したプリアライメント方法により、ウエハステージＷＳＴのロード位置座標及びウエハＷ上のマーク、すなわちサーチアライメントマークの位置座標等の少なくとも一方を調整したが、これによれば、同一の座標系（プリ２ＬＡカメラ座標系、プリ３カメラ座標系及びウエハ座標系（ＸＹ座標系））における位置情報の差分によってのみ、ウエハＷの位置を推定するので、ウエハ座標系とプリ２ＴＡカメラ座標系及びプリ３カメラ座標系との位置関係が一部未知であるか否かに関わらず、ウエハＷのプリアライメントを実現することができる。このように、異なる座標系の下でそれぞれ検出されたロードスライダ５０と、ロードスライダ５０によって搬送されるウエハＷについて、ロードスライダ５０のマーク５０Ｍの位置情報を検出するための座標系と、ウエハＷの位置情報を検出するための座標系とにずれがある場合に、搬送終了後のウエハＷの位置を推定する場合には、通常、各座標系の位置関係を完全に計測して求めたうえで、マーク５０ＭとウエハＷとの相対位置関係を計測する。しかしながら、上記実施形態では、工具ウエハＷ_Sを用い、ロードスライダ５０により工具ウエハＷ_Sが搬送されている間に検出されたロードスライダ５０のマーク５０Ｍの位置情報ｐと、工具ウエハＷ_Sの位置情報Ｏと、搬送終了後でのロードスライダ５０のマーク５０Ｍの位置情報ｑを検出しておき、ロードスライダ５０によりウエハＷが搬送されている間に検出されたロードスライダ５０のマーク５０Ｍの位置情報ｐ’と、ウエハＷの位置情報Ｃとを別々に検出し、搬送終了後でのロードスライダの位置情報ｑ’を検出しておけば、各座標系の位置関係を完全に把握することなく、搬送終了後のウエハＷの位置を精度良く推定することができるのである。このようにすれば、ウエハ座標系におけるプリ２ＴＡカメラ座標系及びプリ３カメラ座標系との位置関係を完全に求める必要がなくなるため、露光装置１００の調整時間を短縮することが可能となる。

なお、上記実施形態では、工具ウエハＷ_Sを用いて、各カメラ座標系に関する較正を厳密に行わずに、ウエハＷのプリアライメントを高精度に行う方法であったが、これに限らず、ウエハ座標系と各カメラ座標系との関係が既知であれば、マーク５０ＭとウエハＷとの相対位置関係を直接求めて、ウエハＷのロード位置を推定するようにしても良いことは勿論である。なお、この場合にも、ウエハＷの推定ロード位置やサーチアライメントマークの位置座標の補正量は、平行成分と回転成分とに分けてそれぞれ推定するのが望ましい。

なお、上記実施形態における計算式は、説明を簡略化するため、プリアライメント系における撮像結果がすべて正像であるものとして説明したが、上述したように、実際には、撮像結果が、鏡像であるものも含まれているので、その場合には、座標変換における回転行列の回転方向や位置座標の反転などを考慮する必要がある。

また、上記実施形態では、ロードスライダ５０上に形成されたマーク５０Ｍを図３（Ｃ）に示されるようなＸ軸方向及びＹ軸方向のＬ／Ｓパターンを有するマーク５０Ｍとしたが、本発明では、これらマークの形状は限定されず、ボックスマークや、十字マークや、井桁マーク、田の字マークその他あらゆる形状の２次元位置検出用のマークを適用することができる。要は、撮像視野内に含まれるような２次元位置（回転含む）の検出用マークであれば良い。

また、このようなマークは１つだけでも良く、３つ以上あっても良い。また、形状及び大きさの少なくとも一方が互いに異なる複数のマークがロードスライダ５０上の異なる位置にそれぞれ設けられていることとしても良い。この場合には、ロードスライダ５０の搬送精度の再現性の幅に対してマーク検出系４２，プリアライメント装置４５の撮像視野が比較的狭いものであっても、それらがロードスライダ５０上のいずれかのマークを検出する確率が向上するので、そのマークの検出結果からロードスライダ５０の位置情報を精度良く検出することができる。例えば、各マークの縦横のアスペクト比を算出すれば、検出されたのがどのマークであるかを認識することができる。また、前述の十字マーク、井桁マーク、田の字マークを適宜異なる位置に形成するようにしても良い。また、複数のマークをマトリクス状に配置するようにしても良い。

また、上記実施形態では、マーク５０Ｍをロードスライダ５０の−Ｘ側端部近傍に配設したが、これに限らず、アーム部の略中央部に配設するようにしても良いし、＋Ｘ側端部に配設するようにしても良い。

また、上記実施形態では、ウエハステージＷＳＴ上のウエハＷの残存回転量、すなわちサーチアライメントで検出された回転量θ４を、レチクルステージＲＳＴの回転で補正したが、レチクルステージＲＳＴのθｚの回転範囲が小さくその回転量θ４を十分にキャンセルできない場合には、例えばセンタテーブルＣＴをθｚ方向に回転可能とし、センタテーブルＣＴのθｚの回転、あるいはレチクルステージＲＳＴとセンタテーブルＣＴの回転により、回転ずれ量θ４をキャンセルするようにしても良い。また、ウエハステージＷＳＴそのものを回転させるようにしても良い。なお、センタテーブルＣＴ、ウエハステージＷＳＴ及びレチクルステージＲＳＴの少なくとも１つを回転させる代わりに、あるいはこれと組み合わせて、ロード前にロードスライダ５０を微小回転させても良い。

また、上記実施形態では、センタテーブルＣＴの上下動によってウエハのロード及びアンロードを行うものとしたが、例えばセンタテーブルＣＴは固定としてウエハステージＷＳＴの一部（ウエハホルダなど）を上下動させても良い。さらに、上記実施形態では、センタテーブルＣＴが３本のピンを有するものとしても良い。また、上記実施形態ではウエハステージＷＳＴにセンタテーブルＣＴを設けるものとしたが、必ずしもセンタテーブルＣＴを設けなくても良く、センタテーブルＣＴを用いないでウエハのロード及びアンロードを行う露光装置にも本発明を適用することができる。例えば特開平１１−２８４０５２号公報などに開示されているように、ウエハホルダの２箇所を切り欠いてロードスライダ又はアンロードスライダが進入する空隙を設け、この空隙内でロードスライダ又はアンロードスライダを上下動させてウエハＷのロード及びアンロードを行う方式を採用しても構わない。この露光装置では、ロードスライダ５０、ウエハステージＷＳＴ、及びレチクルステージＲＳＴの少なくとも１つを回転させることでウエハＷの回転ずれ量をキャンセルすれば良い。

また、上記実施形態では、ロードスライダ５０をＹ軸方向のみに可動としたが、ロードスライダ５０は、Ｘ軸方向、Ｚ軸方向及びθｚ方向の位置を調整可能となっていても良い。この場合には、ウエハステージＷＳＴの位置調整及びセンタテーブルＣＴ等の回転等を行わなくても、ウエハの受け渡しに先立ってロードスライダ５０をその基準位置からＸ軸及びＹ軸方向とθｚ方向にそれぞれ微動することで、前述のウエハＷの位置ずれ量及び回転ずれ量をキャンセルするようにしても良い。ロードスライダ５０で調整するかウエハステージＷＳＴ等で調整するかは、それらの位置決め精度の優劣を考慮して選択すれば良い。

また、上記実施形態で説明したように、ロードスライダ上のマークは落射照明系及び透過照明系のどちらでも検出することができるが、ウエハの外形は、ウエハの裏面から照明を当てることによって検出するのが望ましい。上記実施形態では、マークとウエハの外形とを同時に撮像しないため、一方の照明系が、他方の撮像結果に悪影響を及ぼさないようにできるという効果も生ずる。

また、上記実施形態では、第１位置と第２位置との間にまたがる天板４６としたが、両位置上方の天板を、独立して配設された複数の天板に代えても良い。

また、上記実施形態におけるロードスライダ５０は、撮像装置ＶＡ〜ＶＥの撮像領域を避けるような形状となっている必要があるが、画像処理精度が高く、ウエハの外形も落射照明によって精度良く検出可能であるときには、ロードスライダは、その撮像領域を避ける形状となっていなくても良い。また、ロードスライダの光に対する反射特性を、ウエハの反射特性と著しく異なるようにすれば、ロードスライダの指部が、プリアライメント装置４５の撮像領域ＶＡ〜ＶＥに収まるような形状となっていても良い。要は、ロードスライダ５０の形状が上記実施形態に限定されるものでなく任意で構わない。搬送部材としては、その形状、構造は、上記実施形態のロードスライダ５０には限定されず、例えば、ウエハを吊り下げながら搬送する形態のものであっても良い。

また、上記実施形態では、ノッチ付のウエハを処理する場合について説明したが、ＯＦ付のウエハを処理する場合にも本発明を適用することができることは言うまでもない。

また、上記実施形態では、ウエハのプリアライメントを行う際に、ウエハの外形を３箇所検出するとしたが、ウエハの位置ずれ量及び回転ずれ量が精度良く算出できるのであれば、ウエハの外形をある程度広い撮像範囲（ノッチ等を必ず含む範囲）で１箇所だけ検出するだけでも良いし、領域ＶＡ〜ＶＥのすべてのエッジを検出するようにしても良い。この場合にも、ウエハの外形を撮像する撮像装置と、マーク５０Ｍを撮像する撮像装置とを共通化することができる。

なお、この工具ウエハＷ_Sについても、図１１（Ｃ）に示されるようなものから、適宜変更が可能である。例えば、第１基準マーク及び第２基準マークの他にウエハＷの位置が大幅にずれたときの検出用マーク、いわゆる大ずれマークや、第１基準マークを検出するためのユニークなマーク等の補助的なパターンが設けられていても良い。第１基準マーク及び第２基準マークの形状も適宜変更が可能であり、例えばＬ／Ｓパターンの組合せであっても良い。また、工具ウエハがガラスウエハである必要はなく、プロセスのウエハと同様のウエハであっても良い。この場合、第１基準マーク及び第２基準マークはなくても良い。これらのマークがない場合には、後述するような較正処理におけるプリアライメント装置４５のウエハ座標系に対する撮像視野ＶＡ〜ＶＣにおける個々のカメラ座標系のオフセット成分、回転成分及び倍率成分等の計測は行えなくなるが、この計測は、本実施形態で述べる較正処理とは、別に行っても良い。この場合の計測は、図１１に示されるような工具ウエハＷ_Sを用いて行っても良いことは勿論である。本実施形態では、工具ウエハＷ_Sとして、ロードされた後のウエハの中心位置が、例えばアライメント検出系ＡＳなどによって測定可能であるものを用いれば良い。

また、上記実施形態では、ウエハのアンロード動作については、特に何も規定していない。アンローディングポジションについては、ローディングポジションと同じ位置であっても良いし、別の位置であっても良い。いずれにしても、アンロード時は、プリアライメントを行う必要がないので、搬出アームやウエハが投影光学系ＰＬに干渉しない限り、アンローディングポジションを転写位置に近づけることができる。また、上記実施形態では、プリアライメント装置４５がＣＣＤカメラ４０ａ〜４０ｃを備えるものとしたが、ウエハの外形やロードスライダ５０のマーク５０Ｍの検出に用いるセンサは撮像装置に限られるものではなく、例えば光量センサなどを用いても良い。このことはマーク検出系４２についても同様である。さらに、上記実施形態では、プリ１計測工程を行うものとしたが、例えばウエハの中心とターンテーブル５１の回転中心とのずれ量を比較的小さくしてウエハをターンテーブル５１に保持できるときは、プリ１計測工程を行わなくても良い。

また、上記実施形態では、照明装置をウエハＷの下方に配置し、撮像装置をウエハＷの上方に配置したが、これは逆であっても構わない。

また、上記実施形態では、露光装置１００が１つのウエハステージを備えるものとしたが、例えば国際公開ＷＯ９８／２４１１５号やＷＯ９８／４０７９１号などに開示されているような、２つのウエハステージを備える露光装置にも本発明を適用することができる。なお、ウエハがローディングされたウエハステージはローディングポジションから、前述の転写位置に先立ってアライメント位置に移動されることが多いので、アライメント検出系ＡＳの配置をも考慮してローディングポジションを決定することが好ましい。

また、上記実施形態では、照明装置８１Ｂ〜８１Ｆ等が、天板４６から支持された別々のＬ字状の部材に配設されているものとしたが、ターンテーブル５１のＹ軸方向の軌道を挟むように天板４６から支持されたＹ軸方向に延びる一対のＬ字状部材に照明装置８１Ｂ〜８１Ｆを配設するようにしても良い。

また、上記実施形態では、ラインセンサ８３Ａ，８３Ｂ、プリアライメント装置５２のＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃ、マーク検出系４２を別々に設置したが、天板４６上に引き回し光学系を配設して、例えばＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃにラインセンサ８３Ａ，８３Ｂと、マーク検出系４２のＣＣＤカメラなどを共通化するようにしても良い。

また、プリ１計測工程を必ず第１位置で行う必要はなく、第２位置において、ターンテーブル５１を回転させ、ＣＣＤカメラ４０ａ，４０ｂ，４０ｃの少なくとも２つをラインセンサとして用いて、プリ１計測工程に相当する動作を行うようにしても良い。

また、上記実施形態は、ウエハＷのアライメントに関するものであったが、レチクルＲの位置合わせについても適用可能であることは勿論であり、ウエハホルダなど、露光装置の部品を自動で交換する際にも適用することが可能である。

上記実施形態の露光装置は、ステップ・アンド・スキャン方式、ステップ・アンド・リピート方式、ステップ・アンド・スティッチ方式のいずれかの縮小投影露光装置とすることができる。また、プロキシミティ方式などの露光装置、あるいはミラープロジェクション・アライナー、及びフォトリピータにも本発明を適用することができる。

また、本発明は、露光光源には限定されない。露光光ＩＬを発する不図示の照明系の光源としては、ＫｒＦエキシマレーザ光源（発振波長２４８ｎｍ）などの遠紫外光、ＡｒＦエキシマレーザ光源（発振波長１９３ｎｍ）、あるいはＦ₂レーザ光源（発振波長１５７ｎｍ）などの真空紫外光など発するものを用いることができる。また、紫外域の輝線（ｇ線、ｉ線等）を発生させる超高圧水銀ランプを用いることも可能である。さらには、Ａｒ₂レーザ光源（出力波長１２６ｎｍ）などの他の真空紫外光源を用いても良い。また、例えば、真空紫外光として上記各光源から出力されるレーザ光源に限らず、ＤＦＢ（Distributed Feedback、分布帰還）半導体レーザ又はファイバーレーザから発振される赤外域、又は可視域の単一波長レーザ光を、例えばエルビウム（Ｅｒ）（又はエルビウムとイッテルビウム（Ｙｂ）の両方）がドープされたファイバーアンプで増幅し、非線形光学結晶を用いて紫外光に波長変換した高調波を照明光として照射する光源を用いても良い。また、ＥＵＶ光、Ｘ線、あるいは電子線及びイオンビームなどの荷電粒子線を露光ビームとして用いる露光装置に本発明を適用しても良い。さらに、例えば国際公開ＷＯ９９／４９５０４号などに開示される、投影光学系ＰＬとウエハＷとの間に液体が満たされる液浸型露光装置に本発明を適用しても良い。

また、上記実施形態では、本発明が半導体製造用の露光装置に適用された場合について説明したが、これに限らず、例えば、角型のガラスプレートに液晶表示素子パターンを転写する液晶用の露光装置や、薄膜磁気ヘッド、撮像素子、マイクロマシン、有機ＥＬ、ＤＮＡチップなどを製造するための露光装置などにも本発明は広く適用できる。

なお、複数のレンズから構成される照明光学系、投影光学系を露光装置本体に組み込み、光学調整をするとともに、多数の機械部品からなるレチクルステージやウエハステージを露光装置本体に取り付けて配線や配管を接続し、更に総合調整（電気調整、動作確認等）をすることにより、上記実施形態の露光装置を製造することができる。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。

また、半導体素子などのマイクロデバイスだけでなく、光露光装置、ＥＵＶ露光装置、Ｘ線露光装置、及び電子線露光装置などで使用される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。ここで、ＤＵＶ（遠紫外）光やＶＵＶ（真空紫外）光などを用いる露光装置では一般的に透過型レチクルが用いられ、レチクル基板としては石英ガラス、フッ素がドープされた石英ガラス、螢石、フッ化マグネシウム、又は水晶などが用いられる。

さらに、露光装置以外の検査装置、加工装置などの装置であっても、搬送後の物体の位置決め精度が要求される装置であれば、本発明の搬送方法を好適に適用することができる。

《デバイス製造方法》
次に、上述した露光装置１００をリソグラフィ工程で使用したデバイスの製造方法の実施形態について説明する。

図２１には、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）の製造例のフローチャートが示されている。図２１に示されるように、まず、ステップ２０１（設計ステップ）において、デバイスの機能・性能設計（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、ステップ２０２（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、ステップ２０３（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。

次に、ステップ２０４（ウエハ処理ステップ）において、ステップ２０１〜ステップ２０３で用意したマスクとウエハを使用して、後述するように、リソグラフィ技術等によってウエハ上に実際の回路等を形成する。次いで、ステップ２０５（デバイス組立てステップ）において、ステップ２０４で処理されたウエハを用いてデバイス組立てを行う。このステップ２０５には、ダイシング工程、ボンディング工程、及びパッケージング工程（チップ封入）等の工程が必要に応じて含まれる。

最後に、ステップ２０６（検査ステップ）において、ステップ２０５で作成されたデバイスの動作確認テスト、耐久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２２には、半導体デバイスにおける、上記ステップ２０４の詳細なフロー例が示されている。図２２において、ステップ２１１（酸化ステップ）においてはウエハの表面を酸化させる。ステップ２１２（ＣＶＤステップ）においてはウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ２１３（電極形成ステップ）においてはウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ステップ２１４（イオン打ち込みステップ）においてはウエハにイオンを打ち込む。以上のステップ２１１〜ステップ２１４それぞれは、ウエハ処理の各段階の前処理工程を構成しており、各段階において必要な処理に応じて選択されて実行される。

ウエハプロセスの各段階において、上述の前処理工程が終了すると、以下のようにして後処理工程が実行される。この後処理工程では、まず、ステップ２１５（レジスト形成ステップ）において、ウエハに感光剤を塗布する。引き続き、ステップ２１６（露光ステップ）において、上記実施形態の露光装置１００を用いてマスクの回路パターンをウエハに転写する。次に、ステップ２１７（現像ステップ）においては露光されたウエハを現像し、ステップ２１８（エッチングステップ）において、レジストが残存している部分以外の部分の露出部材をエッチングにより取り去る。そして、ステップ２１９（レジスト除去ステップ）において、エッチングが済んで不要となったレジストを取り除く。

これらの前処理工程と後処理工程と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。

以上説明した本実施形態のデバイス製造方法を用いれば、露光工程（ステップ２１６）において上記実施形態の露光装置１００及び露光方法が用いられるので、スループットを向上させることができ、高精度な露光を実現することができる。この結果、高集積度のデバイスの生産性（歩留まりを含む）を向上させることが可能になる。

以上説明したように、本発明の露光装置は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適しており、本発明に係る搬送方法は、物体が移動体上の所定の位置に保持されるようにその物体を搬送して移動体に受け渡すのに適しており、本発明の露光方法は、半導体素子、液晶表示素子等を製造するためのリソグラフィ工程に適しており、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの生産に適している。

本発明の一実施形態に係る露光装置の縦断面図である。 本発明の一実施形態に係る露光装置の横断面図である。 図３（Ａ）は、ロードスライダの構造を示す上面図であり、図３（Ｂ）は、ロードスライダの構造を示す斜視図であり、図３（Ｃ）はロードスライダ上のマークの一例を示す図である。 プリアライメント系の構成を示す斜視図である。 プリアライメント装置の光学系の構成を示す斜視図である。 制御系の構成を示すブロック図である。 各座標系の関係を示す図である。 図８（Ａ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その１）であり、図８（Ｂ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その２）であり、図８（Ｃ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その３）であり、図８（Ｄ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その４）である。 図９（Ａ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その５）であり、図９（Ｂ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その６）であり、図９（Ｃ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その７）であり、図９（Ｄ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その８）である。 図１０（Ａ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その９）であり、図１０（Ｂ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その１０）であり、図１０（Ｃ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その１１）であり、図１０（Ｄ）は、ウエハの搬送手順を概略的に示す図（その１２）である。 較正用基準ウエハの一例を示す図である。 本発明の一実施形態の露光動作を示すフローチャートである。 図１２のサブルーチン１０１を示すフローチャートである。 図１２のサブルーチン１０２を示すフローチャート（その１）である。 図１２のサブルーチン１０２を示すフローチャート（その２）である。 図１６（Ａ）は、プリアライメント時の工具ウエハの中心位置とロードスライダのマークの位置との関係を示す図であり、図１６（Ｂ）は、ローディング時のロードスライダのマークの位置と、工具ウエハの中心位置との関係を示す図である。 図１７（Ａ）は、プリアライメント時のウエハの中心位置と、ロードスライダのマークの位置との関係を示す図であり、図１７（Ｂ）は、ローディング時のロードスライダのマークの位置と、ウエハステージＷＳＴのローディングポジションの推定位置との関係を示す図である。 図１８（Ａ）は、本発明の一実施形態のウエハステージの受け渡し位置の推定方法を模式的に示すベクトル図であり、図１８（Ｂ）は、ウエハの位置ずれの平行成分を概略的に示す図である。 図１９（Ａ）は、プリアライメント時のロードスライダでのマークの回転量とローディング時のマークの回転量との差の一例を示す図であり、図１９（Ｂ）は、マーク５０Ｍの回転量とローディング時のマークの回転量との差の一例を示す図である。 ウエハの位置ずれの全体の回転成分を概略的に示す図である。 本発明に係るデバイス製造方法の実施形態を説明するためのフローチャートである。 図２１のステップ２０４の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

２０…主制御装置、４２…撮像装置（第２検出系）、４５…プリアライメント装置（第１検出系）、５０…ロードスライダ（搬送部材）、５０Ｍ…マーク、５１…ターンテーブル、５２…プリアライメントステージ、６０…Ｙ駆動機構、８１Ａ〜８１Ｇ…照明装置、８３Ａ、８３Ｂ…ラインセンサ、１００…露光装置、ＰＬ…投影光学系、ＲＳＴ…レチクルステージ、Ｗ…ウエハ（物体）、ＷＳＴ…ウエハステージ（移動体）。

Claims (8)

1. パターンを、投影光学系を介して物体上に転写する露光装置であって、
   前記物体を保持可能で、前記物体の受け渡し位置と前記投影光学系を介したパターンの転写位置との間を移動可能な移動体と；
   前記物体を保持して前記受け渡し位置近傍に搬送可能で、前記投影光学系の光軸方向に直交する２次元平面に略平行な面を有し、その面上に少なくとも１つのマークが形成されている搬送部材と；
   前記搬送部材によって前記物体が前記受け渡し位置近傍に搬送される前に、前記搬送部材に前記物体が保持されている所定状態で前記２次元平面内に関する前記マークの位置情報を検出し、その検出とは非同時に、前記所定状態での前記２次元平面内に関する前記物体の位置情報を検出する第１検出系と；
   前記第１検出系での検出がなされた後において、前記物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内に関する前記マークの位置情報を検出する第２検出系と；
   前記第１検出系及び前記第２検出系の検出結果に基づいて、前記物体の受け渡し時の前記２次元平面内に関する前記移動体と前記搬送部材との相対位置と、前記移動体に保持された物体の位置情報との少なくとも一方を調整する調整装置と；を備える露光装置。
2. 前記第１検出系は、撮像素子による検出対象の撮像結果により、検出対象の位置情報を検出する検出系であり、
   前記マークを撮像する撮像素子と、前記物体を撮像する撮像素子とが共通化されていることを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 物体が移動体上の所定の位置に保持されるように前記物体を搬送して前記移動体に受け渡す搬送方法であって、
   所定の２次元平面の略平行な面を有し、その面上に少なくとも１つのマークが形成された搬送部材に前記物体を保持させる第１工程と；
   前記搬送部材によって前記物体が前記受け渡し位置近傍に搬送される前に、前記搬送部材に前記物体が保持されている所定状態で前記２次元平面内に関する前記マークの位置情報を検出し、その検出とは非同時に、前記所定状態での前記２次元平面内に関する前記物体の位置情報を検出する第２工程と；
   前記第２工程の後に、前記搬送部材により前記物体を前記移動体への受け渡し位置に搬送する第３工程と；
   前記第３工程の後に、前記物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内における前記マークの位置情報を検出する第４工程と；
   前記第２工程及び前記第４工程の検出結果に基づいて、前記物体の受け渡し時の前記２次元平面内における前記移動体と前記搬送部材との相対位置と、前記移動体に保持された前記物体の位置情報との少なくとも一方を調整する第５工程と；を含む搬送方法。
4. 前記第２工程では、
   撮像素子による検出対象の撮像結果により、検出対象の位置情報を検出するための検出系であって、前記マークを撮像する撮像素子と、前記物体を撮像する撮像素子とが共通化された検出系を用いて前記マーク及び前記物体の位置情報を検出することを特徴とする請求項３に記載の搬送方法。
5. 前記第１工程に先立って、
   前記移動体に保持された位置を計測可能な基準物体を前記搬送部材に保持させる第６工程と；
   前記搬送部材に前記基準物体が保持されている所定状態で前記２次元平面内における前記マークの位置情報を検出し、その検出とは非同時に、前記所定状態での前記２次元平面内に関する前記基準物体の位置情報を検出する第７工程と；
   前記搬送部材により前記基準物体を前記移動体への受け渡し位置に搬送する第８工程と；
   前記基準物体が前記移動体に受け渡される前の前記２次元平面内における前記マークの位置情報を検出する第９工程と；
   前記移動体に保持された後の前記２次元平面内における前記基準物体の位置情報を検出する第１０工程と；をさらに含み、
   前記第５工程では、
   前記第２工程及び前記第４工程の検出結果に加え、前記第７工程、前記第９工程、及び前記第１０工程の検出結果を考慮しつつ、前記物体の受け渡し時の前記搬送部材と前記移動体との相対位置と、前記移動体に保持された前記物体の位置情報との少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項３又は４に記載の搬送方法。
6. 前記第５工程では、
   前記第２工程と前記第７工程との検出結果の差と、前記第４工程と前記第９工程との検出結果の差と、前記第１０工程の検出結果とに基づいて、前記物体の受け渡し時の前記搬送部材と前記移動体との相対位置と、前記移動体に保持された前記物体の位置情報との少なくとも一方を調整することを特徴とする請求項５に記載の搬送方法。
7. パターンを、投影光学系を介して物体上に転写する露光方法であって、
   請求項３〜６のいずれか一項に記載の搬送方法を用いて、前記物体の受け渡し位置と前記投影光学系を介したパターンの転写位置との間を移動可能な移動体に物体を受け渡す工程と；
   前記移動体に保持された物体に、前記パターンを転写する工程と；を含む露光方法。
8. リソグラフィ工程を含むデバイス製造方法であって、
   前記リソグラフィ工程では、請求項７に記載の露光方法を用いるデバイス製造方法。
   

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