JP2023086568A - 計測装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】計測対象物の位置を高精度に計測できるようノイズに対するロバスト性を向上させるために有利な技術を提供する。【解決手段】計測対象物の位置情報を計測する計測装置が提供される。計測装置は、前記計測対象物を撮像して画像を生成するスコープと、前記画像に基づいて前記計測対象物の位置情報を求めるプロセッサとを備え、前記プロセッサは、前記スコープによって生成された複数の画像から、統計的手法を用いて複数の画像成分を生成し、前記生成された複数の画像成分を出力し、前記複数の画像成分に基づく処理を行い、前記処理の結果に基づいて、前記位置情報を決定する。【選択図】 図１１

Description

本発明は、計測装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。

半導体デバイス等の物品を製造するためのリソグラフィ工程において、インプリント装置および露光装置等のリソグラフィ装置が使用されうる。リソグラフィ装置は、基板のショット領域に原版のパターンを転写しうる。インプリント装置では、基板のショット領域の上に配置されたインプリント材に型を接触させ、該インプリント材を硬化させることによって該ショット領域の上に該インプリント材の硬化物からなるパターンが形成される。露光装置では、感光材が塗布された基板のショット領域に原版のパターンを投影することによって該感光材に該原版のパターンの潜像が形成される。該潜像は、現像工程によって物理的なパターンに変換される。このようなリソグラフィ装置では、基板のショット領域と原版とのアライメントを高精度に行うために、基板のマークと原版のマークとの相対位置を高精度に計測する技術が要求される。

特許文献１には、機械学習を用いてアライメント補正値を推定する方法が開示されている。

特許第４６０１４９２号公報

基板に形成すべきパターンの微細化が進むにつれて、位置計測のさらなる高精度化が求められている。

しかし、計測対象物の画像にはさまざまな要因によって発生したノイズが混入し、これが高精度な位置計測の妨げになっている。

本発明は、計測対象物の位置を高精度に計測できるようノイズに対するロバスト性を向上させるために有利な技術を提供する。

本発明の一側面によれば、計測対象物の位置情報を計測する計測装置であって、前記計測対象物を撮像して画像を生成するスコープと、前記画像に基づいて前記計測対象物の位置情報を求めるプロセッサと、を備え、前記プロセッサは、前記スコープによって生成された複数の画像から、統計的手法を用いて複数の画像成分を生成し、前記生成された複数の画像成分を出力し、前記複数の画像成分に基づく処理を行い、前記処理の結果に基づいて、前記位置情報を決定する、ことを特徴とする計測装置が提供される。

本発明によれば、計測対象物の位置を高精度に計測できるようノイズに対するロバスト性を向上させるために有利な技術を提供することができる。

インプリント装置の動作を例示する図。 インプリント装置の構成を例示する図。 物品製造システムの構成を例示する図。 アライメントマーク像およびアライメント波形を例示する図。 アライメントマークの位置を算出する方法を例示する図。 モアレ計測システムを説明する図。 アライメントマークの画像データから得られる信号波形を例示する図。 アライメントマークの画像データから得られる信号波形を例示する図。 アライメントマークの非対称性を例示する図。 複数のアライメントマークの非対称性を例示する図。 アライメント画像に対する処理を例示する図。 アライメント画像に対する処理を説明する図。 アライメントにおいて補正を施す処理を例示する図。 露光装置の構成を例示する図。 計測装置の構成を例示する図。 位置装置における照明開口絞りの構成を例示する図。 アライメントマークの構成を例示する図。 アライメントマークの画像データから得られる信号波形（計測方向）の光学パラメータの依存性を説明する図。 アライメントマークの画像データから得られる信号波形（非計測方向）の、光学パラメータの依存性を説明する図。 アライメントサンプルショット領域のアライメントマークの画像データから得られる信号波形を例示する図。 物品製造方法を説明する図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第１実施形態＞
以下、第１実施形態においては、リソグラフィ装置の例としてインプリント装置を説明するが、インプリント装置と露光装置とは、基板のショット領域と原版とのアライメント技術に関しては、共通する部分が多い。よって、以下で説明されるアライメント技術は、露光装置にも適用可能である。そこで、第２実施形態として露光装置について説明する。

図２（ａ）には、第１実施形態に係るインプリント装置ＩＭＰの構成が模式的に示されている。インプリント装置ＩＭＰは、基板Ｓのショット領域の上のインプリント材ＩＭと型Ｍのパターン領域ＭＰとを接触させた状態でインプリント材ＩＭを硬化させ、その後にインプリント材ＩＭの硬化物と型Ｍとを分離するインプリント処理を行う。このインプリント処理によって、基板Ｓの上にインプリント材ＩＭの硬化物からなるパターンが形成される。

インプリント材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物でありうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。インプリント材は、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。

本明細書および図面においては、水平面をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向が示される。一般には、基板Ｓはその表面が水平面（ＸＹ平面）と平行になるように基板保持部１０２の上に置かれる。よって以下では、基板Ｓの表面に沿う平面内で互いに直交する方向をＸ軸およびＹ軸とし、Ｘ軸およびＹ軸に垂直な方向をＺ軸とする。また、以下では、ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向という。また、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転はそれぞれ、θＸ、θＹ、θＺで示される。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板および型の少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。

インプリント装置ＩＭＰは、基板Ｓを保持する基板保持部１０２、基板保持部１０２を駆動することによって基板Ｓを駆動する基板駆動機構１０５、基板保持部１０２を支持するベース１０４、基板保持部１０２の位置を計測する位置計測部１０３を備えうる。基板駆動機構１０５は、例えば、リニアモータ等のモータを含みうる。インプリント装置ＩＭＰは、アライメント時に基板駆動機構１０５が基板Ｓ（基板保持部１０２）を駆動するために要する基板駆動力（アライメント負荷）を検出するセンサ１５１を備えうる。基板Ｓの上のインプリント材ＩＭと型Ｍのパターン領域ＭＰとが接触した状態でなされるアライメントにおける基板駆動力は、例えば、基板Ｓと型Ｍとの間に作用するせん断力に相当する。せん断力は、主に、基板Ｓおよび型Ｍの平面方向に働く力である。アライメント時における基板駆動力は、例えば、アライメント時における基板駆動機構１０５のモータに供給される電流の大きさに相関を有し、センサ１５１は、該電流の大きさに基づいて基板駆動力を検出することができる。センサ１５１は、パターンの形成において型Ｍが受ける影響（せん断力）を計測するセンサの一例である。また、後述する制御部１１０が基板駆動機構１０５に対して出す駆動要求（指令値）をステージ制御値と呼ぶ。

インプリント装置ＩＭＰは、型（モールド）Ｍを保持する型保持部１２１、型保持部１２１を駆動することによって型Ｍを駆動する型駆動機構１２２、型駆動機構１２２を支持する支持構造体１３０を含みうる。型駆動機構１２２は、例えば、ボイスコイルモータ等のモータを含みうる。インプリント装置ＩＭＰは、離型力（分離負荷）および／または押圧力を検出するセンサ１５２を備えうる。離型力は、基板Ｓの上のインプント材ＩＭの硬化物と型Ｍとを分離するために要する力である。押圧力は、基板Ｓの上のインプリント材ＩＭに原版Ｍを接触させるために原版Ｍが押圧される力である。離型力および押圧力は、主に、基板Ｓおよび型Ｍの平面方向と垂直な方向に働く力である。離型力および押圧力は、例えば、型駆動機構１２２のモータに供給される電流の大きさに相関を有し、センサ１５２は、該電流の大きさに基づいて分離力および押圧力を検出することができる。センサ１５２は、パターンの形成において型Ｍが受ける影響（離型力および／または押圧力）を計測するセンサの一例である。また、後述する制御部１１０が型駆動機構１２２に対して出す駆動要求（指令値）もステージ制御値と呼ぶ。

基板駆動機構１０５および型駆動機構１２２は、基板Ｓと型Ｍとの相対位置および相対姿勢を調整する駆動機構を構成する。該駆動機構による基板Ｓと型Ｍとの相対位置の調整は、基板Ｓの上のインプリント材に対する型の接触、および、硬化したインプリント材（硬化物のパターン）からの型の分離のための駆動を含む。基板駆動機構１０５は、複数の自由度（例えば、Ｘ、Ｙ、θＺの３軸、好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺの６軸）を持つ駆動機構でありうる。型駆動機構１２２も、複数の自由度（例えば、Ｚ、θＸ、θＹの３軸、好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺの６軸）を持つ駆動機構でありうる。

インプリント装置ＩＭＰは、型Ｍを搬送する型搬送機構１４０および型クリーナ１５０を備えうる。型搬送機構１４０は、例えば、型Ｍを型保持部１２１に搬送したり、型Ｍを型保持部１２１から原版ストッカ（不図示）または型クリーナ１５０等に搬送したりするように構成されうる。型クリーナ１５０は、型Ｍを紫外線や薬液等によってクリーニングする。

型保持部１２１は、型Ｍの裏面（基板Ｓに転写すべきパターンが形成されたパターン領域ＭＰとは反対側の面）の側に圧力制御空間ＣＳを形成する窓部材１２５を含みうる。インプリント装置ＩＭＰは、圧力制御空間ＣＳの圧力（以下、キャビティ圧と呼ぶ）を制御することによって、図２（ｂ）に模式的に示されるように、型Ｍのパターン領域ＭＰを基板Ｓに向かって凸形状に変形させる変形機構１２３を備えうる。また、インプリント装置ＩＭＰは、アライメントスコープ１０６、硬化部１０７、撮像部１１２、光学部材１１１を備えうる。

インプリント装置ＩＭＰは、アライメントスコープ１０６を備えるる。アライメントスコープはアライメント計測器とよばれてもよい。アライメントスコープ１０６は、基板Ｓ（第１部材）のアライメントマーク（以下、単に「マーク」ともいう。）と型Ｍ（第２部材）のアライメントマークを照明し、両者のアライメントマークによって形成される光学像を撮像することにより画像データを生成しうる。アライメントスコープ１０６あるいは制御部１１０は、撮像によって得られた画像データを処理することによってマーク間の相対位置の情報を検出しうる。アライメントスコープ１０６は、観察すべきアライメントマークの位置に応じて不図示の駆動機構によって位置決めされうる。以下では、アライメントスコープ１０６による撮像によって生成された画像データは、アライメント画像ともいう。また、アライメントスコープ１０６を用いて計測された結果は、アライメント計測値ともいう。

アライメントスコープ１０６によって観察されるアライメント画像の一例は、第１マークおよび第２マークそれぞれの反射光によって形成される光学像を撮像することにより生成された画像データでありうる。アライメント画像の他の一例は、第１マークと第２マークとによって形成される光学像であるモアレ（干渉縞）を撮像することにより生成された画像データでありうる。

硬化部１０７は、インプリント材ＩＭを硬化させるためのエネルギー（例えば、紫外光等の光）を、光学部材１１１を介してインプリント材ＩＭに照射し、これによりインプリント材ＩＭを硬化させる。撮像部１１２は、光学部材１１１および窓部材１２５を介して基板Ｓ、型Ｍ、およびインプリント材ＩＭを撮像する。撮像部１１２による撮像で得られた画像データは、スプレッド画像とも呼ばれる。

インプリント装置ＩＭＰは、基板Ｓの上にインプリント材ＩＭを配置するディスペンサ１０８を備えうる。ディスペンサ１０８は、例えば、インプリント材ＩＭの配置を示すドロップレシピに従ってインプリント材ＩＭが基板Ｓの上に配置されるようにインプリント材ＩＭを吐出する。インプリント装置ＩＭＰは、基板駆動機構１０５、型駆動機構１２２、変形機構１２３、型搬送機構１４０、型クリーナ１５０、アライメントスコープ１０６、硬化部１０７、撮像部１１２、ディスペンサ１０８等を制御する制御部１１０を備えうる。実施形態において、制御部１１０は、アライメントスコープ１０６によって生成された画像に対する画像処理を実行するプロセッサおよびメモリを含みうる。メモリは、各部の制御を実行するためのプログラム、画像処理を実行するためのプログラム、および各種データを記憶する。制御部１１０は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラム１１３が組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。

図３には、半導体デバイス等の物品を製造するための物品製造システム１００１の構成が例示されている。物品製造システム１００１は、例えば、１または複数のリソグラフィ装置（インプリント装置ＩＭＰおよび／または露光装置）を含みうる。また、物品製造システム１００１は、１または複数の検査装置１００５（例えば、重ね合わせ検査装置、異物検査装置）と、１または複数の処理装置１００６（エッチング装置、成膜装置）とを含みうる。更に、物品製造システム１００１は、位置合わせエラー量を算出するエラー量算出装置１００７も含みうる。これらの装置は、ネットワーク１００２を介して外部システムの１つである制御装置１００３と接続され、制御装置１００３によって制御されうる。制御装置１００３の一例としては、ＭＥＳ、ＥＥＣ等がある。エラー量算出装置１００７は、例えば、ＦＰＧＡなどのＰＬＤ、又は、ＡＳＩＣ、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。一例において、エラー量算出装置１００７は、ＥｄｇｅＳｅｒｖｅｒと呼ばれるサーバ等でありうる。他の例において、エラー量算出装置１００７は、インプリント装置ＩＭＰまたは露光装置の制御部、または、制御装置１００３等に組み込まれてもよい。インプリント装置ＩＭＰまたは露光装置等のリソグラフィ装置とエラー量算出装置１００７とを含むシステムは、リソグラフィシステムとして理解されてもよい。

インプリント装置ＩＭＰのアライメントスコープ１０６および制御部（プロセッサ）１１０は、計測対象物の位置情報を計測あるいは検出する計測装置を構成しうる。他の観点において、インプリント装置ＩＭＰは、計測対象物の位置情報を計測あるいは検出する計測装置を含む。計測装置は、例えば、アライメントマークを構成する回折格子の解説方向、すなわち計測方向である第１方向における計測対象物の位置情報を計測することができる。計測装置は更に、第１方向とは異なる第２方向（非計測方向）（例えば、第１方向に対して直交する方向）における計測対象物の位置情報も計測するように構成されうる。プロセッサは、画像データに基づいて計測対象物の仮位置情報を求め、更に、位置合わせに関する補正値を求め、該補正値でもって仮位置情報を補正することにより、位置情報を決定しうる。計測装置は、特徴量に基づいて補正値を得るためのモデルを更に備えうる。また、計測装置は、該モデルを機械学習によって生成する機械学習部を更に備えうる。

リソグラフィ方法は、計測対象物の位置情報を計測する計測方法、基板のショット領域と型とのアライメント誤差を計測する計測方法、および、基板のショット領域と型とのアライメントを行うアライメント方法を含みうる。リソグラフィ方法において、検査対象物の画像データから補正値としての位置合わせエラー量が求められる。ここで、検査対象物は、マーク（の光学像）、または、第１マークと第２マークとによって形成される光学像（例えば、モアレ）でありうる。

図１には、リソグラフィ方法の一実施形態として、インプリント装置ＩＭＰを含むインプリントシステムにおいて実行されるリソグラフィ方法が示されている。図１に示される動作は、制御部１１０によって制御されうる。

工程Ｓ１０１では、不図示の基板搬送機構によって基板Ｓが搬送元（例えば、前処理装置とインプリント装置ＩＭＰとの中継部）から基板保持部１０２の上に搬送される。工程Ｓ１０２～Ｓ１０６では、基板Ｓの複数のショット領域のうちから選択されたショット領域に対するインプリント処理（パターンの形成）が実行される。工程Ｓ１０２では、基板Ｓの複数のショット領域のうちインプリント対象のショット領域の上にディスペンサ１０８によってインプリント材ＩＭが配置される。この処理は、基板駆動機構１０５によって基板Ｓを駆動しながらディスペンサ１０８からインプリント材ＩＭを吐出することによってなされうる。

工程Ｓ１０３では、インプリント対象のショット領域の上のインプリント材ＩＭに型Ｍのパターン領域ＭＰが接触するように型駆動機構１２２および基板駆動機構１０５の少なくとも一方によって基板Ｓと型Ｍとが相対的に駆動される。一例においては、インプリント対象のショット領域の上のインプリント材ＩＭに型Ｍのパターン領域ＭＰが接触するように型駆動機構１２２によって型Ｍが駆動される。インプリント材ＩＭに型Ｍのパターン領域ＭＰを接触させる処理において、変形機構１２３によって型Ｍのパターン領域ＭＰが基板Ｓに向かって凸形状に変形されうる。この際、キャビティ圧が制御され、その値が蓄積される。また、インプリント材ＩＭに型Ｍのパターン領域ＭＰを接触させる処理において撮像部１１２による撮像が実行され、撮像された画像（スプレッド画像）が蓄積される。

工程Ｓ１０４では、基板Ｓのショット領域と型Ｍのパターン領域ＭＰとのアライメントがなされうる。アライメントは、アライメントスコープ１０６を使ってショット領域のアライメントマークと型Ｍのアライメントマークとの相対位置を計測しながら、該相対位置が目標相対位置の許容範囲に収まるようになされうる。アライメントでは、型駆動機構１２２および基板駆動機構１０５の少なくとも一方によって基板Ｓと型Ｍとが相対的に駆動されうる。アライメントにおいて、後述するアライメント補正が用いられる。例えば、ショット領域のアライメントマークと型Ｍのアライメントマークとの目標駆動量は、アライメントマーク像から計測したアライメントマーク位置と後述する位置合わせエラー量算出方法により算出される位置合わせエラー量に基づいて決定される。この位置合わせエラー量の目標相対位置への反映は、アライメント中の全ての計測相対位置に行ってもよいし、相対位置が事前に設定した距離以下になった最終段階のみに行ってもよい。位置合わせエラー量の算出で用いる学習済みのモデルは、事前にエラー量算出装置等から取得される。更に、位置合わせエラー量の異常が検出された場合は、後述する処理が別途行われうる。また、エラー量算出装置において位置合わせエラー量算出のためのモデルを算出するために、工程Ｓ１０４におけるアライメントマーク像の観察画像、または該観察画像から得られるデータが蓄積されて、エラー量算出装置に送信される。

ここで、アライメントマークの位置を計測する方法の一例について説明する。図４（ａ）には、Ｘ方向の位置を計測するためのアライメントマーク像４０１が示され、図４（ｂ）には、アライメントマーク像４０１から得られるアライメント波形４０６が示されている。基板Ｓは、図４（ａ）のアライメントマーク像を生成するアライメントマークと、このアライメントマークを９０度回転させたＹ方向の位置を計測するためのアライメントマークとを有しうる。

型Ｍも同様に２種類のアライメントマークを備えている。工程Ｓ１０４では、これらのアライメントマーク位置４０２を計測することにより、基板Ｓと型Ｍとの相対位置（Ｘ方向およびＹ方向）を算出する。他の例において、基板Ｓと型Ｍにアライメントマークとして回折格子を形成し、それらを重ねることで発生する干渉縞であるモアレをアライメントマーク像として観察してもよい。この例では、簡易な光学系でアライメントスコープ１０６を構成することができる。

図５には、アライメントスコープ１０６を使ってアライメントマークの位置を算出する方法の一例が示されている。以下では、図４（ａ）のアライメントマーク像４０１を例として、アライメントマーク位置４０２を計測する方法が説明される。アライメントマーク位置４０２は、アライメントマークの計測方向（図４（ａ）の場合、Ｘ方向）におけるアライメントマーク像の中心位置である。この例では、計測方向４０４はＸ方向であり、非計測方向４０５はＹ方向である。

工程Ｓ５０１で、制御部１１０は、アライメントスコープ１０６によりアライメントマークを撮像することによってアライメントマーク像４０１を取得する。工程Ｓ５０２では、制御部１１０は、アライメントマーク像４０１に基づいてアライメント波形４０６を生成（算出）する。例えば、デジタル画像として得られたアライメントマーク像４０１の計測領域４０３を構成する複数の画素のうち計測方向４０４（Ｘ方向）におけるそれぞれの位置で非計測方向４０５（Ｙ方向）におけるそれぞれの画素値が積算される。これにより、アライメント波形４０６が生成される。

工程Ｓ５０３では、制御部１１０は、アライメント波形４０６に基づいてアライメントマーク位置４０２を算出する。算出方法の一例としては、アライメント波形４０６の重心位置をアライメントマーク位置４０２とする方法がある。別例として、フーリエ変換等によりアライメント波形の位相を算出することによりアライメントマーク位置を算出する方法、あるいは、パターンマッチング法を用いてアライメントマーク位置を算出する方法などがある。

図１に戻って、工程Ｓ１０５では、硬化部１０７によってインプリント材ＩＭを硬化させるためのエネルギーが基板Ｓと型Ｍのパターン領域ＭＰとの間のインプリント材ＩＭに照射される。これによってインプリント材ＩＭが硬化し、インプリント材ＩＭの硬化物が形成される。工程Ｓ１０６では、インプリント材ＩＭの硬化物と型Ｍのパターン領域ＭＰとが分離されるように、型駆動機構１２２および基板駆動機構１０５の少なくとも一方によって基板Ｓと型Ｍとが相対的に駆動される。一例においては、インプリント材ＩＭの硬化物と型Ｍのパターン領域ＭＰとが分離されるように、型駆動機構１２２によって型Ｍが駆動される。インプリント材ＩＭの硬化物と型Ｍのパターン領域ＭＰとが分離される際も、型Ｍのパターン領域ＭＰが基板Ｓに向かって凸形状に変形されうる。また、撮像部１１２による撮像が実行され、撮像された画像に基づいてインプリント材ＩＭと型Ｍとの分離の状態が観察されうる。

工程Ｓ１０７では、制御部１１０は、基板Ｓの全てのショット領域に対して工程Ｓ１０２～Ｓ１０６のインプリント処理を実行したかどうかを判断する。そして、制御部１１０は、基板Ｓの全てのショット領域に対して工程Ｓ１０２～Ｓ１０６のインプリント処理を実行した場合には工程Ｓ１０８に進み、未処理のショット領域が存在する場合には工程Ｓ１０２に戻る。この場合、未処理のショット領域のうち選択されたショット領域に対して工程Ｓ１０２～Ｓ１０６のインプリント処理が実行される。

工程Ｓ１０８では、不図示の基板搬送機構によって基板Ｓが基板保持部１０２から搬送先（例えば、後処理装置との中継部）に搬送される。図１に示される動作は、複数の基板で構成されるロットが処理される場合には、該複数の基板のそれぞれに対して実行される。

インプリント装置では、基板上のショット領域に高精度にパターンを形成するために、型のパターン部とショット領域との位置合わせ（アライメント）の誤差を低減することが重要である。本実施形態では、アライメントマーク像から算出したアライメントマーク位置の誤差の大きさを「位置合わせエラー量」（または単に「エラー量」）と呼ぶ。位置合わせエラー量は、例えば、アライメント計測値（Ａ）と、基板Ｓの下地レイヤーの検査マークとその上にインプリント装置ＩＭＰによって形成されたレイヤーの検査マークとの重ね合わせずれ量（Ｂ）との差（Ａ－Ｂ）を得ることにより求めることができる。アライメントマーク位置の誤差は、アライメントマーク像４０１にノイズが生じたことによって得られた不正確なアライメント波形から位置を算出していることにより発生しうる。ノイズは、様々な要因で発生しうる。以下、このノイズ発生についていくつかの具体例を説明する。

図６はモアレ計測システムの概念図である。図６（ｄ）には、基板Ｓのショット領域に設けられた第１マークと型Ｍに設けられた第２マークとによって形成される光学像であるモアレ縞に基づいて基板Ｓのショット領域と型Ｍとの相対位置情報を計測する原理が示されている。図６（ｄ）には、基板Ｓのショット領域に設けられた第１マーク３ａと型Ｍに設けられた第２マーク２ａとが示されている。アライメントスコープ１０６は、マークを照明する照明光学系を有し、該照明光学系は、瞳面Ｐを有する。ＩＬ１、ＩＬ２、ＩＬ３、ＩＬ４は、瞳面Ｐに形成される極からの照明光を示している。

基板Ｓのショット領域と型ＭとのＸ方向における相対位置の計測には、照明光ＩＬ１、ＩＬ２が使用される。図６（ａ）に例示されるように、Ｘ方向における相対位置の計測においては、Ｘ方向における相対位置の計測には使用されない照明光ＩＬ３、ＩＬ４が第１マーク３ａ、第２マーク２ａのエッジで散乱光を発生させうる。この散乱光は、フレアとなってモアレ縞信号（モアレ縞画像データ）に混入しうる。図６（ｃ）には、図６（ａ）におけるモアレ縞信号のＸ方向における信号強度分布（アライメントスコープ１０６の撮像素子の受光面上の光強度分布）が例示されている。第１マーク３ａ、第２マーク２ａのエッジからの散乱光によって信号強度分布における左端側および右端側のピークが大きいことが分かる。４周期あるモアレ縞信号のうち左端側および右端側の２周期は散乱光の影響を受けてしまい、これにより相対位置の計測精度が影響を受ける。Ｙ方向における相対位置の計測についても同様であり、Ｙ方向における相対位置の計測に使用されない照明光ＩＬ１、ＩＬ２が第１マーク３ｂ、第２マーク２ｂのエッジで散乱光を発生させうる。そして、この散乱光がフレア光となってモアレ縞信号に混入しうる。以上は、計測方向における光強度分布がフレアの影響を受けうることを説明するものであるが、同様の原理によって、非計測方向における光強度分布も、フレアの影響を受けて変化しうる。そして、非計測方向における光強度分布の変化は、計測方向についての相対位置または位置の計測精度を低下させうる。

図７（ａ）、図８（ａ）には、アライメントスコープ１０６を使って得られた画像データを構成する複数の画素のうち計測方向（Ｘ方向）における位置が等しい画素のそれぞれの信号値の積算値を算出することによって得られた信号波形が例示されている。図７（ａ）、図８（ａ）の信号波形は、計測方向についての信号波形として理解することができる。図７（ｂ）、図８（ｂ）には、アライメントスコープ１０６を使って得られた画像データを構成する複数の画素のうち非計測方向（Ｙ方向）における位置が等しい画素のそれぞれの信号値の積算値を算出することによって得られた信号波形が例示されている。図７（ｂ）、図８（ｂ）の信号波形は、非計測方向についての信号波形として理解することができる。図８（ａ）、（ｂ）の例は、図７（ａ）、（ｂ）の例に比べて、フレア光の影響が大きい。図８（ａ）に例示された計測方向における信号波形は、図７（ａ）に例示された計測方向における信号波形よりも歪が大きく、そのために計測方向における計測結果に誤差９０１が生じうる。また、図８（ｂ）に例示された非計測方向における信号波形は、図７（ｂ）に例示された非計測方向における信号波形よりも、歪が大きく、信号値のばらつきが大きいことを示している。つまり、非計測方向における信号波形は、計測方向における信号波形、即ち計測方向における計測結果に対して相関を有することが分かる。したがって、非計測方法に関する画像データの特徴量を求め、該特徴量に基づいて、該画像データから得られる計測方向における計測対象物の仮位置情報を補正することにより計測対対象物の位置情報を高精度に決定することができる。

図９および図１０を参照して、アライメントスコープ１０６の光学パラメータおよび段差構造とアライメント精度との関係性の例を説明する。図９（ａ）には、一例におけるアライメントマークＡＭ例のＺ方向から見た平面図が示されている。ここで、計測方向はＸ方向であり、この場合、アライメントマークＡＭは、Ｙ方向に延びる１本のマークとして表されている。図９（ｂ）および図９（ｃ）には、このアライメントマークＡＭのＸＺ平面に沿う断面図が示されている。アライメントマークＡＭは、例えば、ＳｉＯ２等の絶縁材料の中にタングステン等の金属材料が埋め込まれた構造を持ちうる。また、アライメントマークＡＭの上部には、感光材料であるレジスト２０００が塗布されている。このアライメントマークに光を照射して反射光を得ることによってアライメントマーク像を撮像することができる。

半導体プロセスの中で、基板表面を平坦化する技術として、ＣＭＰ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｍａｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）を使用する場合がある。その場合、そのプロセスによって、アライメントマークＡＭは、削られることでミクロ的にはその形状が変化しうる。図９（ｂ）には、アライメントマークＡＭの表面形状が理想的な形状に削られた状態（所謂、ディッシング）が示されている。ここで、アライメントマークＡＭは、Ｙ方向に延びる中心線Ｃに関して対称な削られ方をしている。しかし、実際のＣＭＰ工程では、研磨条件（研磨方向、研磨材料等）により、理想的な状態から逸脱することがある。図９（ｃ）には、その研磨状態が理想から外れた状態が示されている。ここでは、中心線Ｃに関して非対称に削られ、最下位置がＸ方向の中心からΔＸずれている。

図１０（ａ）には、別の例におけるアライメントマークＡＭのＺ方向から見た平面図が示されている。図９（ａ）のアライメントマークＡＭはＹ方向に延びる１本のマークであったが、図１０（ａ）のアライメントマークＡＭはＹ方向に延びる複数のマークである。図１０（ａ）の例では、アライメントマークＡＭは、Ｙ方向に延びる４本のマークである。図１０（ｂ）および図１０（ｃ）には、図９（ｂ）および図９（ｃ）と同様の、アライメントマークＡＭのＸＺ平面に沿う断面図が示されている。図１０（ｂ）および図１０（ｃ）の例では、先述したディッシング現象に加え、マークではない部分（マークとマークの間）も削られた状態（所謂、エロージョン）が発生している。図１０（ｂ）には、そのような現象が、４本のマークのＸ方向の中心を通るＹ方向に延びる中心線Ｃに関して対称に発生している場合が示されている。一方、図１０（ｃ）には、中心線Ｃに関して非対称なエロージョンが発生した状態が示されている。このエロージョン現象の発生量は、複数本あるアライメントマークＡＭの密度（例えば線幅、ピッチ）、材料、研磨条件（例えば研磨方向、研磨材料）等によって異なりうる。

このように、様々な要因によってアライメントマーク像にノイズが重畳し、これによってアライメント誤差が生じうる。一方で、全てのノイズが誤差を発生させるとは限らない。誤差を生じやすいノイズと生じにくいノイズが存在する。これは、装置が持つ機構や処理装置、処理方法の特性によって発生するものであって、その一つとして計測方法の特性が挙げられる。

これに対し、例えば、アライメント波形をフーリエ変換等の周波数解析によって各周波数の振幅と位相の値に変換し、特定の周波数の位相のみに基づいてマーク位置を算出する計測方法が考えられる。このような計測方法は、計測周波数以外のノイズには頑健であるが、計測周波数のノイズに対しては目視では確認できないような小さなノイズでも敏感に反応する場合がある。

多種多様のノイズが混在する中で、アライメント誤差に影響を与えているノイズだけを特定することは、効率的にアライメント精度を向上させることができる。例えば、特定のノイズの大きさに応じてアライメント誤差の補正を行うことや、アライメント誤差の要因となっている機構、処理装置、プロセスの調整作業や監視、交換、設計の改善を行うことが可能になる。

図１１および図１２を参照して、本実施形態におけるアライメント画像に対する処理を説明する。

工程Ｓ２０１で、制御部１１０は、重ね合わせ検査装置による基板Ｓの計測により得られた基板Ｓにおける１つのショット領域の計測値を取得する（図１２のａ２０１）。ここで取得される情報は、基板上の各ショット領域に属する、少なくとも１点における重ね合わせ精度の計測結果である。計測値とは、例えば、基板の下地レイヤー（の重ね合わせ検査マーク）とインプリントされたレイヤー（の重ね合わせ検査マーク）の重ね合わせずれ量を示す。重ね合わせ検査装置の計測値とインプリント装置での最終計測値（ショット領域のアライメントマークと型Ｍのアライメントマークとの相対位置）との差分を算出することにより、位置合わせエラー量が求められる。

工程Ｓ２０２で、制御部１１０は、重ね合わせ検査装置で計測され基板Ｓの１つのショット領域におけるアライメントマーク像の画像データを取得する（図１２のａ２０２）。アライメントマーク像は前述した工程Ｓ１０４で取得されたアライメントマーク像であり、工程Ｓ１０４の終了後の任意のタイミングでインプリント装置からエラー量算出装置に送信されうる。

ここでは、計測対象のアライメントマークおよび／または計測条件、が異なる複数のアライメントマーク像と、それに対応する位置合わせエラー量を取得することが予定されている。そこで工程Ｓ２０３では、制御部１１０は、その予定された画像データの取得が終了したかを判定する。取得すべき画像データがまだ残っている場合、処理はＳ２０１へ戻り他の画像データを取得するために処理を繰り返す。予定された画像データの取得が終了した場合、処理は工程Ｓ２０３へ進む。上記の「異なる複数のアライメントマーク像」とは、複数の基板それぞれのアライメントマークの像でありうるがそれに限られない。「異なる複数のアライメントマーク像」は、例えば、１枚の基板における異なるショット領域それぞれのアライメントマークの像、あるいは、１つのショット領域における異なる座標それぞれに存在するアライメントマークの像であってもよい。また、光量や波長が相異なる複数の計測条件のそれぞれでアライメントマークの撮像及び位置計測を行うことにより「異なる複数のアライメントマーク像」が取得されてもよい。また、「異なる複数のアライメントマーク像」は、インプリントシーケンスにおける任意のタイミングで取得されてもよい。そのようなタイミングとしては、例えば、インプリント材の硬化直前や硬化後などが考えられる。外部の重ね合わせ検査装置で計測される基板Ｓはインプリント材が硬化された後の状態であるから、硬化後の状態のものを用いることで、インプリント材が硬化する際に生じる変動を排除することができる。

この工程を経て、アライメントマーク画像群（Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３，…，Ｘ_ｎ）（ｎは取得した画像枚数）と、エラー量（Ｅ_１，Ｅ_２，Ｅ_３，…，Ｅ_ｎ）が取得される。ここでは、幅ｗ［ｐｉｘｅｌ］、高さｈ［ｐｉｘｅｌ］のアライメントマーク像の画像を、Ｘ＝（ｘ_ｌ１，ｘ_１２，…，ｘ_ｈｗ）のような各画素値を一つの要素として持つベクトルとして表している。

工程Ｓ２０４で、制御部１１０は、取得したすべてのアライメントマーク像から、統計的手法を用いて複数の画像成分（およびその大きさを示す情報）を生成する（図１２のａ２０４）。画像成分は、画像中の特徴的な成分（シグナル、規則的なノイズなど）を含みうる。統計的手法の一例として、主成分分析がある。統計的手法の他の例としては、オートエンコーダ、独立成分分析等の、複数のデータを用いた統計的な分析手法、次元削減手法がある。以下では、主成分分析を用いて複数の画像成分を生成する方法を説明する。主成分分析を用いることにより、アライメントマーク画像群は以下のように変換される。
（Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３，…，Ｘ_ｎ）
＝Ｃ_１（ｙ_１１，ｙ_１２，ｙ_１３，…，ｙ_１ｎ）
＋Ｃ_２（ｙ_２１，ｙ_２２，ｙ_２３，…，ｙ_２ｎ）
＋Ｃ_３（ｙ_３１，ｙ_３２，ｙ_３３，…，ｙ_３ｎ）
＋ …
＋Ｃ_ｍ（ｙ_ｍ１，ｙ_ｍ２，ｙ_ｍ３，…，ｙ_ｍｎ）
ここで、Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，…，Ｃ_ｍは、Ｘ_１，Ｘ_２，Ｘ_３，…Ｘ_ｎと同じ大きさのベクトルであり、画像として扱うことができる。Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，…，Ｃ_ｍはそれぞれ直交する。ｙ_１１，ｙ_１２，ｙ_１３，…はスカラ値である。

上式は、Ｘ_ｐを、画像成分Ｃ_ｑと、画像成分の大きさｙ_ｑｐに分解することを表している。アライメントマーク像にいくつかのノイズが存在している場合、それぞれのノイズが画像成分Ｃ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，…，Ｃ_ｍの一つとして現れていることが期待される。ｍは分解した画像成分の個数を表し、最大値はｎである。ｐ，ｑは任意の数である。

主成分分析では、ｑが大きくなるほど画像成分の大きさ（ｙ_ｑ１，ｙ_ｑ２，ｙ_ｑ３，…，ｙ_ｑｎ）の分散が小さくなり、ｙ_ｑｐが持つ情報量が小さくなる。また、画像成分Ｃ_１から順番に求めることができる。もし、情報量が小さすぎるため、後述の相関関係の導出も不要であると判断した場合は、Ｃ_ｑの算出を途中で打ち切ってもよい。

工程Ｓ２０５で、制御部１１０は、生成された複数の画像成分（およびその大きさを示す情報）を出力する。出力されたデータは、制御部内のメモリまたは外部記憶装置に記憶される、および／または、不図示の表示部によって表示されてもよい。その後、工程Ｓ２０６で、出力された複数の画像成分に基づく処理が行われる。複数の画像成分に基づく処理は、ユーザにより、表示されたデータに基づいて、アライメント誤差を生じさせているノイズを特定する作業を含みうる。

あるいは、複数の画像成分に基づく処理は、制御部１１０によって実行される、アライメント誤差を生じさせているノイズを特定する処理を含みうる。以下、そのような処理の内容について具体例を示す。

制御部１１０は、複数の画像成分それぞれの大きさと、計測誤差に関する値との相関を求める。具体的には、制御部１１０は、画像成分の大きさ（ｙ_ｑ１，ｙ_ｑ２，ｙ_ｑ３，…，ｙ_ｑｎ）と、計測誤差に関する値である、それぞれの大きさに対応するエラー量（Ｅ_１，Ｅ_２，Ｅ_３，…，Ｅ_ｎ）との相関係数を算出する（図１２のａ２０５）。制御部１１０は、その後、求めた相関係数に基づいて複数の画像成分のそれぞれが計測誤差に与える影響を評価する処理を行うことができる。例えば、制御部１１０は、所定値（例えば０．６）より高い相関係数をもつ画像成分Ｃ_ｑを、計測誤差に影響を与えているノイズ成分（アライメント誤差を生じさせているノイズ成分）として特定することができる。

代替として、いくつかの画像成分の組み合わせ（Ｃ_ｑ，Ｃ_ｒ，…）の大きさとエラー量の重相関係数を求めてもよい。そして、該係数が所定値より高い画像成分の組み合わせを求め、その組み合わせに含まれる画像成分を、計測誤差に大きな影響を与えているノイズ成分として特定してもよい。

上述の例では、重ね合わせ検査装置を用いてエラー量を求め、該エラー量に基づいて、アライメント誤差を生じさせているノイズ成分を特定した。このかわりに、アライメント計測値などの装置データからエラー量を求め、該エラー量に基づいて、アライメント誤差を生じさせているノイズ成分を特定することも可能である。

上述の例では、アライメントマーク像の主成分分析により複数の画像成分を生成する手法を説明した。代替として、アライメントマーク像から得られる信号波形（図４のアライメント波形４０６）に対して主成分分析等の統計的手法を適用し、複数の信号波形成分を生成してもよい。

また、上述の例では、全ショット領域の重ね合わせ検査装置の計測値とアライメントマーク像を取得して、それらのデータから主成分分析を行うことを説明したが、これに限定されない。例えば、半導体露光装置やインプリント装置では、基板上の複数のショット領域のうちの所定数のアライメントサンプルショット領域でアライメント計測を行い、その結果の統計処理によりショット配列情報（線形成分、高次成分等を含む。）を求める、いわゆるグローバルアライメント方式が採用されている。また、生産性向上のため、重ね合わせ検査装置で測定するショット領域も基板上の全ショット領域ではなく、所定数の検査サンプルショット領域で行う場合が多い。更に、上述のアライメントサンプルショット領域と検査サンプルショット領域は一致しない場合もある。そのため、前述したアライメント画像と重ね合わせ検査装置の計測値と一対一となるデータを取得することができない。しかしそうした場合は、検査サンプルショット領域の計測結果から基板全体のショット配列を算出し、アライメントサンプルショット領域での重ね合わせ検査装置の計測値の予測値を算出してもよい。これにより、アライメントマーク画像と重ね合わせ検査装置の計測値に相当するデータを取得することができる。したがって、前述の主成分分析を行うことが可能となる。

以上の工程Ｓ２０１～Ｓ２０６が、計測誤差に影響を与えるノイズ成分を含む画像成分を特定するための事前処理である。この事前処理の後、工程Ｓ２０７で、スコープにより計測対象物を撮像し、上記した複数の画像成分に基づく処理の結果に基づいて、計測対象物の位置情報を求める計測処理が実行される。

（アライメントの補正方法）
前述したように、制御部１１０は、取得した画像に基づいて計測対象物の仮位置情報を求め、計測誤差に関する値（位置合わせエラー量）に基づく補正値により仮位置情報を補正することにより、位置情報を決定する。以下、特定したノイズ成分を用いてアライメントの補正を行う方法について説明する。本実施形態では、主成分分析によって複数の画像成分を生成し、線形回帰によってエラー量との相関が最も高い画像成分の大きさからエラー量を予測し、予測したエラー量に基づいてアライメント補正を行う手法を説明する。複数の画像成分を生成する手法としては上述したような他の手法を使用してもよい。また、エラー量の予測には、ＳＶＭ、勾配ブースティング、ニューラルネットワークなどを使用した機械学習による回帰手法を使用してもよい。また、相関が高い成分をいくつか選択することや、重相関係数が最も高くなる画像成分の組み合わせを使用するなど、複数の画像成分を使用してエラー量を予測してもよい。

一例において、画像の特徴量に基づいて補正値を得るためのモデルが作成される。その作成手順は基本的に前述の図１１の例と同様である。工程Ｓ２０５で出力されたＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，…，Ｃ_ｍが、メモリに保存される。また、工程Ｓ２０５の後、制御部１１０は、エラー量（Ｅ_１，Ｅ_２，Ｅ_３，…，Ｅ_ｎ）と最も相関が高い成分Ｃ_ｑの（ｙ_ｑ１，ｙ_ｑ２，ｙ_ｑ３，…，ｙ_ｑｎ）に対して、以下のような回帰式を立てる。
（Ｅ'_１，Ｅ'_２，Ｅ'_３，…，Ｅ'_ｎ）＝ａ×（ｙ_ｑ１，ｙ_ｑ２，ｙ_ｑ３，…，ｙ_ｑｎ）＋ｂ

その後、制御部１１０は、最小二乗法により、ＥとＥ'の誤差が最小になるようなａ，ｂを求め、求めた値をメモリに保存する。

モデルの生成は、例えば、エラー量算出装置１００７がモデル生成装置として機能して機械学習によって行うことができる。具体例を挙げると次のとおりである。まず、インプリント装置ＩＭＰによって基板の複数のショット領域に同じ条件で新たなレイヤー（パターン）を形成する。そして、外部の重ね合わせ検査装置によって、各ショット領域の下地レイヤー（の重ね合わせ検査マーク）と新たに形成されたレイヤー（の重ね合わせ検査マーク）との重ね合わせずれ量を計測する。次いで、エラー量算出装置１００７は、計測された各ショット領域の重ね合わせずれ量を取得し、重ね合わせずれ量と当該ショット領域に新たにレイヤーを形成した際の最終計測値との差分を位置合わせエラー量として算出する。そして、エラー量算出装置１００７は、新たにレイヤーを形成する際に使用した各ショット領域のマーク画像の特徴量をモデルの入力データとし、算出された位置合わせエラー量を教師データとして用いて機械学習をする。このとき、入力データおよび／または教師データに異常値が存在している場合には、そのデータを除外して機械学習を行うことが好ましい。

次に、図１３を参照して、前述した工程Ｓ１０４（アライメント）において実行される処理を説明する。この処理では、作成されたモデルを用いて位置合わせエラー量および／または確信度を算出する処理が行われる。

工程Ｓ１３０１では、制御部１１０は、メモリに保存されたエラー量算出のためのモデルを取得する。なお、モデルの取得は、次の工程Ｓ１３０２の直前である必要はなく、前述した工程Ｓ１０２の前等でもよい。

工程Ｓ１３０２では、制御部１１０は、工程Ｓ１０４において撮像したアライメントマーク像の情報（特徴量）を取得する。工程Ｓ１３０３では、制御部１１０は、工程Ｓ１３０１で取得したモデルと、工程Ｓ１３０２で取得した特徴量とを用いて、位置合わせエラー量を算出する。本実施形態では、制御部１１０は、取得した画像Ｘ_０、工程Ｓ２０５で出力されたＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３，…，Ｃ_ｍに対して、Ｘ_０＝Ｃ_１ｙ_１０＋Ｃ_２ｙ_２０＋Ｃ_３ｙ_３０＋…＋Ｃ_ｍｙ_ｍ０となるようなｙ_１０，…，ｙ_ｍ０を求める。その後、制御部１１０は、前述のノイズを特定する処理において選択した最大の相関係数をもつ画像成分Ｃ_ｑに対するｙ_ｑ０を使用して、予測エラー量Ｅ'を算出する。予測エラー量Ｅ'は、次式で表される。
ａ×ｙ_ｑ０＋ｂ＝Ｅ'

この予測エラー量に対して後処理を加えることにより、補正量を調整することができる。例えば、あらかじめ上限値と下限値を設定して値を一定値以内に収めることや、α倍してスケールを変換することができる。

工程Ｓ１３０４で、制御部１１０は、算出した位置合わせエラー量または位置合わせエラー量に基づき算出された値を、アライメント計測の補正量として用いる。

また、学習手段として、変数を確率として扱うことで不確かさを考慮した推論を行うベイズ推定を用いることで、エラー量予測の確信度を求めることができる。確信度は、推定した位置合わせエラー量が高精度であると確信することができる度合いを表す指標（情報）であり、確からしさおよび／または信頼度として理解されてもよい。ベイズ推定を用いた予測モデルの例としては、ガウス過程回帰や一般化線形モデル、階層ベイズモデルなどが挙げられる。ベイズ推定モデルを使用する場合は、モデルは特徴量を入力して位置合わせエラー量の確率分布を出力する関数であり、学習によって内部変数の最適化が行われる。得られたエラー量の確率分布の期待値をエラー量の推論値として用いることができ、確率分布の分散を確信度として用いることができる。

この確信度または確信度に基づき算出された値を用いてアライメントにおける異常検知を行うことができる。例として、確信度が予め設定された閾値を下回ったときに異常として検知する方法がある。この異常検知を受けて、制御部１１０は通常のアライメントとは異なる制御を行うことができる。

この通常のアライメントとは異なる制御について具体例をあげて説明する。基板のショット領域ごとに、ショット領域内に配置されている１個以上のアライメントマークの計測値を使用して、原版と基板との相対位置を目標相対位置に位置合わせする制御を考える。ここで、ショット領域におけるアライメントマークの設計上のｘ方向の位置をｘ_１，ｘ_２，…、ｙ方向の位置ｙ_１，ｙ_２，…とする。また、ｘ方向のアライメント計測値をｄ_ｘ１、ｄ_ｘ２，…、ｙ方向のアライメント計測値をｄ_ｙ１、ｄ_ｙ２，…とする。これらを使用して、以下の評価式Ｖが最小になるような目標相対位置ｓ_ｘ，ｓ_ｙ，θ_ｘ，θ_ｙ，β_ｘ，β_ｙを求める。ただし、ｎはアライメントマークの数である。

ここで、ｓ_ｘ，ｓ_ｙは目標相対位置のシフト成分、θ_ｘ，θ_ｙは回転成分、β_ｘ，β_ｙは伸び成分を表す。制御部１１０は、これらの成分をもとに、原版と基板の少なくとも一方の位置制御を行う。

このとき、ｄ_ｘ１，ｄ_ｘ２，ｄ_ｙ１，ｄ_ｙ２，…に極端に大きい異常値が含まれていると、相対位置の各成分は異常値の影響を強く受けてしまい、正確な値を算出できなくなってしまう。そこで、制御部１１０は、ショット領域内のアライメントマークの確信度を算出する。ここで、あるマークの確信度が閾値を下回っていた場合、そのマークの計測値を使用せずに残りのマークの計測値で相対位置の算出を行うことで異常値の影響を受けない相対位置の算出が可能になる。あるいは、確信度に応じて各マークの計測値に重みｗを乗算することを含む次式により目標相対位置を求めることで、閾値を設けずに異常値の影響を小さくすることができる。

また、異常が発見されたときにアライメント制御の時間を延長し、確信度が上昇した場合に正常なアライメントを行うことも可能である。これは、インプリント材がパターン部に十分に充填されていないことによってアライメントマーク像が正常に形成されず、異常として検知された場合に有効である。このような場合は、時間が経過するとインプリント材が充填されることがあり、アライメントマーク像が正常に形成されるとともにマークの確信度も上昇する。

（計測条件の調整方法）
一例において、制御部１１０は、複数の画像成分それぞれの大きさに基づいて、計測装置を調整するための調整パラメータを決定または調整するように構成されうる。ここで、調整パラメータは、計測対象物の位置姿勢、スコープが発生する照明光の波長、照明σ値、ＮＡ、スコープを構成する光学部品の位置姿勢のうちの少なくともいずれか１つを含みうる。以下に具体例を示す。

上記のノイズ成分が特定された場合、アライメント補正を行う以外に、そのノイズ成分の主要因を取り除くことにより、高精度な計測が可能になる。例えば、干渉性の高い光源（波長）が使用されることにより、アライメント計測器内の光学部品等で、干渉縞が発生する場合がある。この干渉縞が計測信号に重畳された場合、計測値の騙されが発生しうるため、この光源（波長）はノイズ成分として特定されうる。こうした場合、例えば、広帯域な波長を選択する、半導体レーザーの場合、駆動電流を変調し波長を広帯域化する等の、干渉性を落す手法が考えられる。また、干渉縞を発生させている光学部品に駆動系を構成して傾ける等、計測値には効かない方向に干渉縞の方向を変更することで、計測騙されが軽減され、より高精度な計測が可能となる。また、アライメントマークの表面形状が歪んでいることにより計測騙されが発生している場合、ショット領域内の別のアライメントマークを計測に使用することで改善が見込める。さらに、インプリント装置のパラメータだけでなく、インプリントの前の工程における材料等、研磨条件（研磨方向、研磨材料等）を変更することができる。

これらの調整方法は、例えば、工程Ｓ２０５で出力された画像成分やその大きさなどの情報を制御装置１００３に送信し、各装置にパラメータ変更の指令を送ることにより実現されうる。制御装置１００３は、受信した情報に基づいて自動で指令値を決定してもよいし、ユーザからの指示に従って指令値を決定してもよい。あるいは、上記の調整方法は、該情報を外部に送信し、外部計算機によって求められたパラメータを各装置で使用することにより実現されうる。また、該情報を表示し、作業者が値に応じてパラメータを変更することもできる。また、画像成分やその大きさを監視し、量産時の品質維持を行うこともできる。例として、変化が発生した時に外部に通知を行う方法がある。

＜第２実施形態＞
図１４には、第２実施形態に係る露光装置ＥＰの構成が模式的に示されている。露光装置ＥＰは、照明装置１８００、レチクル１０３１（原版）を載置するレチクルステージＲＳ、投影光学系１０３２、基板１４０３を載せる基板ステージＷＳ、計測装置１８０２、演算処理部１４００を備えうる。基板ステージＷＳ上には基準プレート１０３９が配置される。制御部１８０３は、照明装置８００、レチクルステージＲＳ、基板ステージＷＳ、計測装置１８０２と電気的に接続され、これらを制御する。制御部１８０３は、本実施形態では、計測装置１８０２が基板１４０３の表面高さ位置の計測値の補正演算および制御も行いうる。制御部１８０３は、例えば、ＦＰＧＡなどのＰＬＤ、又は、ＡＳＩＣ、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。例えば、制御部１８０３は、プロセッサ１８０３ａと、プログラムおよびデータを記憶する記憶部１８０３ｂとを含みうる。

照明装置１８００は、光源ユニット１８１０と照明光学系１８０１とを含み、転写用の回路パターンが形成されたレチクル１０３１を照明する。照明光学系１８０１は、レチクル１０３１を均一に照明する機能や、偏向照明機能を有しうる。光源ユニット１８１０は、例えば、レーザーを使用する。レーザーは、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザーなどを使用することができるが、光源の種類はエキシマレーザーに限定されない。例えば、波長約１５７ｎｍのＦ２レーザーや波長２０ｎｍ以下のＥＵＶ（Ｅｘｔｒｅｍｅ ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ）光を使用してもよい。

照明光学系１８０１は、光源ユニット１８１０から射出した光束を用いて被照明面を照明する光学系であり、本実施形態では、光束を露光に最適な所定の形状の露光スリットに成形し、レチクル１０３１を照明する。照明光学系１８０１は、レンズ、ミラー、オプティカルインテグレータ、絞り等を含みうる。これらは例えば、光源側から、コンデンサレンズ、ハエの目レンズ、開口絞り、コンデンサレンズ、スリット、結像光学系の順で配置される。

レチクル１０３１は、例えば、石英製で、その上には転写されるべき回路パターンが形成され、レチクルステージＲＳに支持及び駆動されている。レチクル１０３１から発せられた回折光は、投影光学系１０３２を通り、基板１４０３上に投影される。レチクル１０３１と基板１４０３とは、光学的に共役の関係に配置される。レチクル１０３１と基板１４０３を縮小倍率比の速度比で走査することによりレチクル１０３１のパターンが基板１４０３上に転写される。なお、露光装置ＥＰには、不図示の光斜入射系のレチクル検出装置が設けられており、レチクル１０３１は、レチクル検出装置によって位置が検出され、所定の位置に配置されうる。

レチクルステージＲＳは、不図示のレチクルチャックを介してレチクル１０３１を支持し、不図示の移動機構に接続されている。移動機構は、リニアモータなどで構成され、複数の自由度（例えば、Ｘ、Ｙ、θＺの３軸、好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺの６軸）を持ち、レチクルステージＲＳを駆動することでレチクル１０３１を移動させることができる。

投影光学系１０３２は、物体面からの光束を像面に結像する機能を有し、本実施形態では、レチクル１０３１に形成されたパターンを経た回折光を基板１４０３上に結像する。投影光学系１０３２には、複数のレンズ素子からなる光学系、複数のレンズ素子と少なくとも一枚の凹面鏡とを有する光学系（カタディオプトリック光学系）、複数のレンズ素子と少なくとも一枚のキノフォーム等の回折光学素子とを有する光学系等が使用できる。

基板１４０３は、被処理体であり、フォトレジストが基板上に塗布されている。なお、本実施形態では、基板１４０３は、計測装置１８０２によって基板１４０３上のマーク１０３９の位置が検出される被検出体である。また、基板１４０３は、不図示の面位置検出装置によって基板１４０３の面位置が検出される被検出体である。なお、基板１４０３は、液晶基板やその他の被処理体であってもよい。

基板ステージＷＳは、不図示の基板チャックによって基板１４０３を支持する。基板ステージＷＳは、レチクルステージＲＳと同様に、リニアモータ等で構成され、複数の自由度（例えば、Ｘ、Ｙ、θＺの３軸、好ましくは、Ｘ、Ｙ、Ｚ、θＸ、θＹ、θＺの６軸）を持ち、基板１４０３を移動させる。また、レチクルステージＲＳの位置と基板ステージＷＳの位置は、例えば、６軸のレーザー干渉計１０８１などにより監視され、ステージ制御部１８０４により、両者は一定の速度比率で駆動される。

図１５には、計測装置１８０２の構成例が示されている。計測装置１８０２は、光ファイバ１０６１から射出された光を基板１４０３に照明する照明系と、基板１４０３上に設けられたマーク１０７２の像を結像する結像系とを含みうる。照明系は、照明光学系１０６２、１０６３、１０６５、照明開口絞り１０６４、ミラーＭ２、リレーレンズ１０６７、偏光ビームスプリッタ１０６８、λ／４板１０７０、対物光学系１０７１を含みうる。結像系は、対物光学系１０７１、λ／４板１０７０、検出開口絞り１０６９、偏光ビームスプリッタ１０６８、結像光学系１０７４を含み、マーク１０７２からの反射光を撮像センサ１０７５に結像するように構成されている。計測装置１８０２は、レーザー干渉計１０８１によって計測された基板ステージＷＳの位置情報と、マーク１０７２について検出した信号波形とに基づいて、マーク１０７２の座標位置を求める。

計測装置１８０２において、光ファイバ１０６１から射出された光は、照明光学系１０６２、１０６３を通り、基板１４０３と共役な位置に配置された照明開口絞り１０６４に到達する。このとき、照明開口絞り１０６４での光束径は光ファイバ１０６１での光束径よりも十分に小さいものとなる。照明開口絞り１０６４を通過した光は、照明光学系１０６５、ミラーＭ２、リレーレンズ１０６７を通って偏光ビームスプリッタ１０６８に導かれる。偏光ビームスプリッタ１０６８において、Ｙ方向に平行なＰ偏光の光が透過され、Ｘ方向に平行なＳ偏光の光が反射される。このため、偏光ビームスプリッタ１０６８を透過したＰ偏光の光は、検出開口絞り１０６９を介してλ／４板１０７０を透過して円偏光に変換され、対物光学系１０７１を通って基板１４０３上に形成されたマーク１０７２をケーラー照明する。

マーク１０７２で反射、回折、散乱された光は、再度、対物光学系１０７１を通った後、λ／４板１０７０を通過して円偏光からＳ偏光に変換され、検出開口絞り１０６９に到達する。ここで、マーク１０７２で反射された光の偏光状態は、マーク１０７２に照射された円偏光の光とは逆回りの円偏光となる。すなわち、マーク１０７２に照射された光の偏光状態が右回りの円偏光の場合、マーク１０７２で反射された光の偏光状態は左回りの円偏光となる。また、検出開口絞り１０６９は、制御部１８０３からの命令で絞り量を変えることにより、マーク１０７２からの反射光の開口数を切り替える。検出開口絞り１０６９を通過した光は、偏光ビームスプリッタ１０６８で反射された後、結像光学系７４を介して撮像センサ７５に導かれる。したがって、偏光ビームスプリッタ１０６８によって基板１４０３への照明光の光路と基板１４０３からの反射光の光路が分離され、基板１４０３上に設けられたマーク１０７２の像が撮像センサ７５上に形成される。

光ファイバ１０６１は、別置きのハロゲンランプ、メタルハライドランプ、プラズマ光源、ＬＥＤ等によって構成される光源１０５０から導光している。この光源１０５０と光ファイバ１０６１との間には、透過させる波長を可変とする波長フィルタ５１が配置されている。波長フィルタ５１は、マーク１０７２を観察した際に得られる画像の品質（例えば、後述するコントラストや計測騙され）に基づいて選択された波長帯を通過させるように構成されている。

照明開口絞り１０６４は、不図示の切替機構（例えば回転機構）を有しており、透過する光源分布の形状を変更可能としている。例えば、照明開口絞り１０６４は、開口部の大きさ（所謂、照明σ値）を選択的に変更でき、変形照明等が可能となっている。また、開口部の形状によっても、後述するようにマーク１０７２の画像の品質を変えることが可能である。照明開口絞り１０６４は、例えば図１６に示すような４つの開口部１０５５ａ、１０５５ｂ、１０５５ｃ、１０５５ｄが円盤に形成されており、円盤が回転することで、これら４つの開口部のうちのいずれかが光軸上に配置される。こうして、光軸上に配置する開口部を選択することにより、照明状態が変更可能である。なお、照明状態を変形させるための機構はこの例で示したものに限定されず、様々が形状や組み合わせによって、同様な効果が得られることは当業者であれば、容易に想到されるであろう。

上記のように、波長、照明開口絞り１０６４、検出開口絞り１０６９等の光学パラメータを変更することで、マーク１０７２の画像の品質を変更可能である。図１７および図１８を参照して、その例について説明する。

図１７は、マーク１０７２の例をＸＹ平面内で示している。マーク１０７２は、Ｘ方向に並ぶ２本のマーク１０５２Ｘ１および１０５２Ｘ２と、Ｙ方向に並ぶ２本のマーク１０５２Ｙ１および１０５２Ｙ２とを含む。計測装置１８０２によるマーク１０７２に対する計測は、ＣＭＰ、エッチング、レジストの塗布ムラ等のプロセス影響によって、計測誤差を発生する可能性がある。特にこのような２方向の計測を行うためのマークの場合、計測方向に限らず、計測方向ではない方向に対しても、後述するマーク形状の非対称性を生じる可能性がある。

図１８（Ａ）は、図１７に示したマーク１０７２のうちの１つのマーク（例えばマーク１０５２Ｘ２）だけに着目し、該マークの断面（ＺＸ断面）を示している。このマークは段差構造１０５４を有し、その上にレジスト１０５３が塗布されている。レジスト１０５３は一般には、基板に対してスピンコートにより液体のレジストが塗布される。マークに液体のレジスト１０５３が塗布されると、段差構造１０５４に対して非対称に塗布されてしまう可能性がある。こうした非対称な状態にレジストが塗布された場合、観察されるアライメント画像も非対称になってしまうため、計測騙されが発生してしまう。

図１８（Ｂ）～（Ｅ）には、マーク画像の信号波形の例が示されている。ここで、横軸はＸ方向の位置を表し、縦軸は信号強度を表している。図１８（Ｂ）は、光学パラメータ（照明光の波長、照明σ値）がそれぞれ所定の値に設定されたときの信号波形である。この信号波形においてはマークエッジにおける信号強度差が小さく、コントラストが低い状態である。このようにコントラストが低い場合、計測精度が低下するため、制御部１８０３は、コントラストを強調させるように光学パラメータを変更する。図１８（Ｃ）は、図１８（Ｂ）の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明光の波長を変更して取得したマーク画像の信号波形である。この信号波形においてはマークエッジにおける信号強度差が増幅されているものの、レジスト１０５３の塗布状態が非対称であるため、左右のマークエッジ間の信号強度が非対称になってしまい、計測誤差が発生する。

図１８（Ｄ）は、図１８（Ｃ）の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明σ値を小さな値に変更して取得したマーク画像の信号波形である。照明σ値を小さくすることで、左右のマークエッジ間の信号強度の対称性を維持したままマークエッジでの信号強度差が増幅されてコントラストが強調されている。この現象は、マーク１０７２のフォーカス位置を変化させることによって調整が可能である。具体的には、マーク１０７２のフォーカス位置を変化させることで、コントラストを強調する量や強調が発生するＸ方向の位置等を変更することができる。したがって、計測装置１８０２は、計測条件（コントラスト、計測騙され等）に応じて最適なフォーカス位置で計測を行うことができる。

図１８（Ｅ）は、図１８（Ｂ）の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明光の波長を大きな値に変更して取得したマーク画像の信号波形である。マークの上にはレジスト１０５３が塗布されているため、段差構造１０５４における凹部と凸部の干渉条件が異なっており、大きくその位相差が発生する場合、凹部の信号強度と凸部の信号強度の関係が変化する。本例の単純な段差マークではなく、実際の半導体プロセスで用いられるマークにおいては、照明光の波長を変更することで発生するコントラストの変化は、より顕著な変化を伴う場合が多い。いずれにしても、マークに応じて波長を変更することで、得られるマーク画像の様子は異なってくる。

図１９（Ａ）は、図１７に示したマーク１０７２におけるマーク１０５２Ｘ１だけに着目して、レジストを塗布したマークの平面図（ＸＹ平面図）である。マークは段差構造１０５４を有し、その上にレジスト１０５３が塗布されている。レジスト１０５３は一般には、基板に対してスピンコートにより液体のレジストが塗布される。マークに液体のレジスト１０５３が塗布されると、段差構造１０５４に対して、計測方向と同様に、非計測方向（この図ではＹ方向）にも非対称に塗布されてしまう可能性がある。こうした非対称な状態にレジストが塗布された場合、観察されるアライメント画像の非計測方向のエッジ形状も非対称になってしまう。この非対称性の程度は計測方向の非対称の程度と類似しており、計測方向の計測誤差の大きさに対応するものとなる。このように、非計測方向を横軸（この図ではＸ軸）方向に積算して得られる信号の強度は、レジストが均一に塗布された場合には一定となるが、不均一に塗布された場合は変化が大きくなる。したがって、非計測方向に積算して得られる信号の強度は、レジストの塗布状態のむら、すなわち非対称性の程度を、よりはっきりと判別できる特徴量であるといえる。

図１９（Ｂ）～（Ｅ）には、マーク画像の非計測方向に積算して得られる信号強度の波形の例が示されている。ここで、縦軸はＹ方向の位置を表し、横軸は信号強度を表している。図１９（Ｂ）は、光学パラメータ（照明光の波長、照明σ値）がそれぞれ所定の値に設定されたときの信号波形である。この信号波形においては信号強度（コントラスト）が低い状態になっている。このように信号強度が低い場合、計測精度が低下するため、制御部１８０３は、信号強度を増加させるように光学パラメータを変更する。図１９（Ｃ）は、図１９（Ｂ）の信号波形が得得られたときの光学パラメータのうち照明光の波長を変更して取得したマーク画像の信号波形である。この信号波形においては信号強度が増幅されているものの、レジストの非対称な塗布状態による信号強度の変化が強調されており、この状態では計測誤差が発生する。

図１９（Ｄ）は、図１９（Ｃ）の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明σ値を小さな値に偏光して取得したマーク画像の信号波形である。照明σ値を小さくすることで、マークエッジの部分で信号強度が協調されコントラストを増加させることができる。この現象は、マーク１０７２のフォーカス位置を変化させることによって調整が可能である。具体的には、マーク１０７２のフォーカス位置を変化させることで、コントラストを強調する量や強調が発生するＸ方向の位置等を変更することができる。したがって、計測装置１８０２は、計測条件（コントラスト、計測騙され等）に応じて最適なフォーカス位置で計測を行うことができる。フォーカス位置が適切に調整された状態ではレジストの非対称性の影響が少なくなり、得られる信号強度の変化が小さくなり、アライメントに適した状態になりうる。

図１９（Ｅ）は、図１９（Ｂ）の信号波形が得られたときの光学パラメータのうち照明光の波長を大きな値に変更して取得したマーク画像の信号波形である。マークの上にはレジスト１０５３が塗布されているため、凹部と凸部の干渉条件が異なっており、大きくその位相差が発生する場合、凹部の信号強度と凸部の信号強度の関係が変化する。図１９（Ｅ）の信号波形は図１９（Ｄ）の信号波形に比べわずかながら変化が大きくなっている。本例の単純な段差マークではなく、実際の半導体プロセスで用いられるマークにおいては、照明光の波長を変更することで発生する非計測方向の信号の変化はより顕著になる場合が多い。いずれにしても、マークに応じて波長を変更することで、得られるマークの画像の様子は異なってくる。

しかし、半導体プロセスでは、様々な要因により、図１８（Ｄ）や図１８（Ｅ）で表現された騙されの少ない条件で測定できない場合や、いずれの光学条件でも図１８（Ｃ）に示す騙されの発生している状態になってしまう場合がある。この場合、アライメント波形の歪み状態から、計測位置誤差を発生するノイズ波形成分を主成分分析により抽出し、更に補正量を算出し、補正を行うことで、高精度なアライメント計測が可能となる。

図２０（ｆ）には、基板１０７３における複数のショット領域１０８０が示されている。複数のショット領域１０８０は、アライメントサンプルショット領域ＳＳ１～ＳＳ５を含む。各アライメントサンプルショット領域にはマーク１０７２が形成されている。一般にレジストはスピンコートにより塗布されるため、図１８（Ａ）に示したレジストの塗布ムラは、基板の中心に対して同心円上に発生する。図２０（ａ）～（ｅ）は、その場合のＸ方向のアライメント信号を示している。図２０（ａ）～（ｅ）の信号波形は個々に見ると非対称であるが、全体としては、Ｙ方向と平行な基板中心線に対して線対称となることがある。しかし、アライメントマークの段差構造だけでなく、アライメントマーク周辺部（実素子領域）の構造、スピンコーターのバラツキ、スピンコートの条件のバラツキ等によって、個々の信号波形は変化するため、全体として線対称になるとは限らない。そこで、前述したように、これら取得されたアライメント画像（信号）に関して重ね合わせ検査装置の計測値（予測値）を比較することで、波形の歪みから補正値を算出し、その後の基板を露光する際に該補正値を用いてアライメントを行うようにしてもよい。

更に、所定の光学条件下でアライメント計測を行い、主成分分析を行って、ノイズ波形成分が検出された場合、光学条件を変更することで、計測誤差を低減することが可能となる。その場合、同一基板、同一マークを複数の光学条件で計測し、画像を取得する。それを複数の基板、複数のマークで行い、同様に主成分分析を実施する。各光学条件でのアライメント計測値と画像、特定の重ね合わせ結果を比較し、主成分分析を行い、ノイズ波形成分が検出されない光学条件を求めることで、最適な光学条件を見出すことも可能となる。

なお、この主成分分析は、いわゆる「テスト基板」で実施し、その結果から以降の「生産用基板」を補正してもよいが、常に「生産用基板」でもこの主成分分析を継続、その都度モデルを修正するようにしてもよい。

また、上記の例では、一次元の波形として説明したが、これに限定されない。二次元画像の場合は、非計測方向の情報に対して主成分分析を行うことも可能であり、特に本例で示した二方向を測定するマークにおいては、有効である。

以上のような装置構成におけるアライメントマークに対しても、第一実施形態におけるアライメントマーク像およびアライメント波形と同様にノイズ成分の特定を行うことができる。

＜物品製造方法の実施形態＞
上記のリソグラフィ装置を使って物品を製造する物品製造方法を説明する。物品製造方法は、上記のリソグラフィ装置によって基板に原版のパターンを転写する転写工程と、転写工程を経た基板を処理する処理工程とを含み、処理工程を経た基板から物品を得る。

以下では、図２１を参照して、リソグラフィ装置の一例であるインプリント装置を使って物品を製造する物品製造方法を説明する。インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

図２１の工程ＳＡでは、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコン基板等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図２１の工程ＳＢでは、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図２１の工程ＳＣでは、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図２１の工程ＳＤでは、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図２１の工程ＳＥでは、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図２１の工程ＳＦでは、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

（他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

ＩＭＰ：インプリント装置、Ｓ：基板、Ｍ：型、１１０：制御部、１０２：基板保持部、１０５：基板駆動機構、１２１：型保持部、１２２：型駆動機構

Claims (16)

1. 計測対象物の位置情報を計測する計測装置であって、
   前記計測対象物を撮像して画像を生成するスコープと、
   前記画像に基づいて前記計測対象物の位置情報を求めるプロセッサと、を備え、
   前記プロセッサは、
   前記スコープによって生成された複数の画像から、統計的手法を用いて複数の画像成分を生成し、
   前記生成された複数の画像成分を出力し、
   前記複数の画像成分に基づく処理を行い、
   前記処理の結果に基づいて、前記位置情報を決定する、
   ことを特徴とする計測装置。
2. 前記プロセッサは、前記複数の画像成分を表示部に出力する、ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
3. 前記処理は、
   前記統計的手法を用いて、前記複数の画像から、前記複数の画像成分と、前記複数の画像成分それぞれの大きさを示す情報とを生成することと、
   前記複数の画像成分それぞれの大きさと、計測誤差に関する値との相関係数を算出することと、
   前記相関係数に基づいて前記複数の画像成分のそれぞれが前記計測誤差に与える影響を評価することと
   を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の計測装置。
4. 前記評価することは、前記複数の画像成分のうち、所定値より高い相関係数をもつ画像成分を、前記計測誤差に影響を与えるノイズ成分を含む画像成分として特定することを含む、ことを特徴とする請求項３に記載の計測装置。
5. 前記プロセッサは、
   前記画像に基づいて前記計測対象物の仮位置情報を求め、
   前記計測誤差に関する値に基づく補正値により前記仮位置情報を補正することにより、前記位置情報を決定する、
   ことを特徴とする請求項３または４に記載の計測装置。
6. 前記画像の特徴量に基づいて前記計測誤差に関する値を得るためのモデルを更に有する、ことを特徴とする請求項５に記載の計測装置。
7. 前記モデルを機械学習によって生成する機械学習部を更に有する、ことを特徴とする請求項６に記載の計測装置。
8. 前記機械学習部は、前記特徴量をモデルの入力データとし、外部の検査装置で計測された計測対象物の位置情報と前記プロセッサで決定された位置情報との差分を教師データとして機械学習を行う、ことを特徴とする請求項７に記載の計測装置。
9. 前記プロセッサは、前記複数の画像成分それぞれの大きさに基づいて、前記計測装置を調整するための調整パラメータを決定する、ことを特徴とする請求項３から８のいずれか１項に記載の計測装置。
10. 前記調整パラメータは、前記計測対象物の位置姿勢、前記スコープが発生する照明光の波長、照明σ値、ＮＡ、前記スコープを構成する光学部品の位置姿勢のうちの少なくともいずれか１つを含む、ことを特徴とする請求項９に記載の計測装置。
11. 前記統計的手法は、主成分分析、オートエンコーダ、および独立成分分析のうちのいずれか１つである、ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の計測装置。
12. 前記計測対象物は、マークである、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の計測装置。
13. 前記計測対象物は、第１部材の第１マークと第２部材との第２マークとによって形成されるモアレ縞であり、前記位置情報は、前記第１マークと前記第２マークとの相対位置情報である、ことを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の計測装置。
14. 計測対象物の位置情報を計測する計測装置であって、
    前記計測対象物を撮像して画像を生成するスコープと、
    前記画像から得られる信号波形に基づいて前記計測対象物の位置情報を求めるプロセッサと、を備え、
    前記プロセッサは、
    前記スコープによって生成された複数の画像から得られる複数の信号波形から、統計的手法を用いて複数の信号波形成分を生成し、
    前記生成された複数の信号波形成分を出力し、
    前記複数の信号波形成分に基づく処理を行い、
    前記処理の結果に基づいて、前記位置情報を決定する、
    ことを特徴とする計測装置。
15. 基板上に原版のパターンを転写するリソグラフィ装置であって、
    前記基板と原版との相対位置を計測するように構成された請求項１から１４のいずれか１項に記載の計測装置を備え、
    前記計測装置の出力に基づいて前記基板と前記原版とのアライメントを実行する、
    ことを特徴とするリソグラフィ装置。
16. 請求項１５に記載のリソグラフィ装置を用いて基板の上にパターンを転写する転写工程と、
    前記転写工程を経た前記基板を処理する処理工程と、を含み、
    前記処理工程を経た前記基板から物品を得ることを特徴とする物品製造方法。

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