JP6465565B2 - 露光装置、位置合わせ方法およびデバイス製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、露光装置、位置合わせ方法およびデバイス製造方法に関する。

露光装置は、半導体デバイスや液晶表示デバイスなどの製造工程に含まれるリソグラフィ工程において、原版（レチクルなど）のパターンを介して基板（表面にレジスト層が形成されたウエハなど）を露光する装置である。このような露光装置では、実際の露光に先立ち、パターン像の照射領域と、基板上に予め設定されている露光領域とを合わせる、いわゆる位置合わせが行われる。位置合わせ方法としては、例えばメカプリアライメントと呼ばれる第１位置合わせ工程と、第１位置合わせ工程よりも高精度な、例えばテレビプリアライメントと呼ばれる第２位置合わせ工程とを順に実施する方法がある。このうち、第１位置合わせ工程に適用し得る具体的なものとして、特許文献１は、基板の外周領域に存在する切り欠き部の形状を複数のリニアイメージセンサを用いて検出し、検出結果が所定範囲内になるように位置合わせを行う方法を開示している。一方、第２位置合わせ工程に適用し得る具体的なものとして、特許文献２は、基板上に予め露光されているマークを検出して位置合わせを行う方法を開示している。特許文献２には、さらに、マークの検出ができなかった場合についての対処についても記載されている。

特公平０５−０３０３０４号公報 特開２００５−１６７００２号公報

特に第１位置合わせ工程において、特許文献１に開示されている方法では、リニアイメージセンサで検出する位置に異物（ゴミやレジストのはみ出し等）や欠けがあると、検出結果が所定範囲内にならず、位置合わせができない場合がある。この場合、露光装置は、第１位置合わせ工程で一連の工程を一旦停止することになるため、生産性が低下する。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、例えば、生産性の点で有利な露光装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、基板にパターンを露光する露光装置であって、基板の形状を検出する第１検出部と、第１検出部の検出結果に基づいて、基板の位置合わせを行う第１位置合わせ部と、基板に形成されたマークを検出する第２検出部と、第２検出部の検出結果に基づいて、基板の位置合わせを行う第２位置合わせ部と、第１位置合せ部により位置合わせされた基板を第２位置合わせ部に搬送する搬送部と、制御部と、を備え、制御部は、搬送部により第２位置合わせ部に搬送された基板のマークが第２検出部の第１視野で検出できる範囲に入るように定められた第１条件で基板の位置合わせを行い、第１条件での位置合わせが正常に行われなかった場合、搬送部により第２位置合わせ部に搬送された基板のマークが第２検出部の第１視野よりも広い第２視野で検出できる範囲に入るように定められた第２条件で基板の位置合わせを行うように第１位置合わせ部を制御し、第１位置合わせ部による基板の位置合わせが第１条件で正常に行われた場合、第１視野でマークを検出し、第１位置合わせ部による基板の位置合わせが第２条件で行われた場合、第２視野でマークを検出するように第２検出部を制御することを特徴とする。

本発明によれば、例えば、生産性の点で有利な露光装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る露光装置の構成を示す図である。 一実施形態における第１処理工程を示すフローチャートである。 一実施形態における第２処理工程を示すフローチャートである。 従来の第１および第２処理工程を示すフローチャートである。 従来の第１位置合わせ部における検出を説明するための図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。

まず、本発明の一実施形態に係る露光装置の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る露光装置１の構成を示す概略図である。露光装置１は、例えば、半導体デバイスの製造工程におけるリソグラフィ工程で使用されるものであり、ステップ・アンド・リピート方式にて、レチクルＲに形成されているパターンの像をウエハＷ上（基板上）に露光（転写）する投影型露光装置とし得る。なお、図１では、後述する投影光学系７０の光軸に平行にＺ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で露光時のレチクルＲとウエハＷとの走査方向にＹ軸を取り、Ｙ軸に直交する非走査方向にＸ軸を取っている。

露光装置１は、まず、照明系９０と、レチクルステージ８０と、投影光学系７０と、ウエハステージ２１とを備える。照明系９０は、不図示の光源（レーザー光源）から出射された光を調整してレチクルＲを照明する。レチクルＲは、ウエハＷ上に転写されるべきパターン（例えば回路パターン）が形成された、例えば石英ガラス製の原版である。レチクルステージ８０は、レチクルＲを保持してＸ、Ｙの各軸方向に可動である。投影光学系７０は、レチクルＲを通過した光を所定の倍率（例えば１／２）でウエハＷ上に投影する。ウエハＷは、表面上にレジスト（感光剤）が塗布された、例えば単結晶シリコンからなる基板である。ウエハステージ（基板保持部）２１は、ウエハＷを保持してＸ、Ｙ、Ｚ（それぞれの回転方向であるωｘ、ωｙ、ωｚを含む場合もある）の各軸方向に可動である。

また、露光装置１は、第１位置合わせ部１００と第２位置合わせ部２００との２種類の位置合わせ部を備える。さらに、露光装置１は、インラインやＦＯＵＰ等のインターフェース４０から第１位置合わせ部１００へウエハＷを搬送する第１搬送機構５０と、第１位置合わせ部１００から第２位置合わせ部２００へウエハＷを搬送する第２搬送機構（搬送部）６０とを備える。

第１位置合わせ部１００は、後述の第２位置合わせ部２００が行う位置合わせの精度よりも粗い精度でウエハＷの位置を所望の位置に合わせる、いわゆるメカプリアライメントを行う。以下、第１位置合わせ部１００による位置合わせ工程を「第１位置合わせ工程」という。第１位置合わせ部１００は、画像処理部を含む第１制御部１０と、第１駆動部１１と、第１検出部１２とを含む。第１駆動部（第２の基板保持部）１１は、ウエハＷを保持してその姿勢を可変とし、例えば、ＸＹ平面内でウエハＷを回転させ得る。第１検出部１２は、例えばリニアイメージセンサであり、ウエハＷの形状、特に外周領域に形成されている例えばノッチなどの切り欠き部の形状を検出可能とする。第１制御部１０は、第１検出工程として第１検出部１２にウエハＷの形状を検出させ、検出結果を画像処理し、当該画像処理結果に基づいて第１駆動部１１にウエハＷの姿勢を適宜変化させることで所望の位置とする。

第２位置合わせ部２００は、投影光学系７０から出射された露光光（投影光）が照射される照射領域と、ウエハＷ上に予め設定されている露光対象（処理対象）となるパターン領域（ショット領域）とを合わせる。具体的には、第２位置合わせ部２００は、第１位置合わせ部１００が行う位置合わせの精度よりも微細な精度で、ウエハＷ上に予め形成されているマーク（アライメントマーク）３１を検出して合わせる、いわゆるテレビプリアライメントを行う。以下、第２位置合わせ部２００による位置合わせ工程を「第２位置合わせ工程」という。第２位置合わせ部２００は、第２駆動部としてのウエハステージ２１に加え、第２制御部２０と、第２検出部２２と、画像処理部２３とを含む。第２検出部２２は、例えばアライメントスコープであり、マーク３１を検出し得るとともに、検出時の視野を可変とする。第２制御部２０は、第２検出工程としてマーク３１を第２検出部２２に検出させ、検出結果を画像処理部２３に画像処理させ、当該画像処理結果に基づいてウエハステージ２１にウエハＷの位置を適宜変化させることで所望の位置とする。なお、上記説明では、第１位置合わせ部１００は第１検出部１２を、また、第２位置合わせ部２００は第２検出部２２をそれぞれ含む構成としているが、各位置合わせ部１００、２００と各検出部１２、２２とは、それぞれ独立した構成要素と考えてもよい。

また、第２検出工程は、さらに、マーク３１を検出し、粗い精度で位置合わせを行う第２Ａ工程と、第２Ａ工程で検出されたマーク３１を対象として、より微細な精度で位置合わせを行う第２Ｂ工程とを含む。第２Ａ工程と第２Ｂ工程との切り替えは、第２検出部２２の視野（または倍率）を切り替えることで行われる。具体的には、第２検出部２２は、第２Ａ工程を行うときは広い視野（中倍視野または低倍視野）で検出し、第２Ｂ工程を行うときは狭い視野（高倍視野）にて検出を行う。このうち、第２Ａ工程では、第２検出部２２は、まずは中倍視野で検出を行い、マーク３１が検出ができなかった場合に、中倍視野よりも広い視野である低倍視野に切り替えて検出を行う。これは、はじめに中倍視野で検出した方が、このときマーク３１の検出ができれば低倍視野での検出を省略することができることになるので、マーク３１の総検出時間を短縮し、結果的にスループットを向上させることができるためである。ただし、この場合には、中倍視野での検出を可能とするために、第２搬送機構６０が第１位置合わせ部１００からウエハＷを搬出して第２位置合わせ部２００へ搬入するまでの精度（メカプリアライメント精度）が、中倍視野に入る精度でなければならない。

さらに、露光装置１は、制御部３０を有する。制御部３０は、例えばコンピューターなどで構成され、露光装置１の各構成要素に回線を介して接続されて、プログラムなどに従って各構成要素の動作および調整などを制御し得る。特に、制御部３０は、第１制御部１０とに第１通信回線１２０ａを介して、第２制御部２０とに第２通信回線１２０ｂを介して、それぞれ電気的に接続され、第１位置合わせ部１００および第２位置合わせ部２００の動作を制御するとともに、各検出結果を受信する。なお、制御部３０は、露光装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、露光装置１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。

露光装置１は、露光処理を開始するまでの間に、上記のように第１位置合わせ部１００と第２位置合わせ部２００とにおける２つの位置合わせ工程を行う。まず、第１搬送機構５０は、インターフェース４０から搬入されたウエハＷを第１位置合わせ部１００へ搬送し、第１位置合わせ部１００は、当該ウエハＷを対象として第１位置合わせ工程を行う。次に、第２搬送機構６０は、第１位置合わせ部１００にて第１位置合わせ工程が完了したウエハＷを、第２位置合わせ部２００の一構成要素としてのウエハステージ２１へ搬送する。次に、第２位置合わせ部２００は、当該ウエハＷを対象として第２位置合わせ工程を行う。そして、露光装置１は、第２位置合わせ工程が完了したウエハＷに対して露光（露光工程）を行う。

次に、各位置合わせ部１００、２００を用いた位置合わせ工程（位置合わせ方法）を含む本実施形態における処理工程について説明する。まず、本実施形態における処理工程の特徴を明確にするために、比較例として従来の露光装置における処理工程について説明する。図４は、従来の露光装置における処理工程（処理シーケンス）を示すフローチャートである。従来、処理工程としては、１ｓｔ露光（１回目の露光等）に対応する第１処理工程と、２ｎｄ露光（重ね合わせ露光等）に対応する第２処理工程との２種類が存在し、図４（ａ）が第１処理工程、図４（ｂ）が第２処理工程をそれぞれ示す。なお、比較のしやすさを考慮し、従来の露光装置の構成要素のうち、本実施形態に係る露光装置１の構成要素に対応するものには同一の符号を付す。

まず、第１処理工程について、制御部３０は、第１位置合わせ部１００において、第１検出工程として、第１検出部１２にウエハＷに予め形成されているノッチを検出させる（ステップＳ３０１）。次に、制御部３０は、ステップＳ３０１での検出結果に基づいて第１位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ３０２）。次に、制御部３０は、ステップＳ３０２にて第１位置合わせ工程が正常に完了したかどうかを判断する（ステップＳ３０３）。ここで、制御部３０は、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、次に、搬送工程として、第２搬送機構６０によりウエハＷをウエハステージ２１に搬送させる（ステップＳ３０４）。そして、制御部３０は、露光工程を実施させ（ステップＳ３０５）、第１処理工程を終了する。なお、第１処理工程の段階では、ウエハＷ上にはマーク３１が存在していないため、第２位置合わせ工程は、実施されない。一方、制御部３０は、ステップＳ３０３にて、第１位置合わせ工程が正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、露光装置１を停止させ（ステップＳ３０６）、第１処理工程を強制停止させる。

ここで、ステップＳ３０３での第１位置合わせ工程が正常に完了しないという状況について説明する。図５は、第１位置合わせ部１００において、ウエハＷのノッチ幅に基づいてＹ軸方向の位置合わせを行うことを想定した場合のウエハＷの平面図である。第１検出部１２は、検出領域１２ａにおけるノッチ幅を検出する。図５（ａ）は、ノッチに異物が付着しておらず、Ｙ軸方向の位置合わせが正常に完了した状態を示す図である。このときの検出結果であるノッチ幅をａとする。次に、図５（ｂ）は、ノッチに異物が付着しており、Ｙ軸方向の位置合わせを開始したときの状態を示す図である。このとき、異物の付着に起因して、検出結果としてのノッチ幅がｂ１（＜ａ）となるため、制御部３０（第１制御部１０）は、幅量が同一であるノッチ幅ｂ２の位置を検出したと誤認識する。これにより、制御部３０（第１制御部１０）は、Ｙ軸方向のずれ量を誤ったずれ量Ｌｂと算出し、ずれ量Ｌｂを補正するために、Ｙ軸方向プラス側にウエハＷが移動するよう、第１駆動部１１を駆動させる。そして、図５（ｃ）は、誤ったずれ量Ｌｂを補正した後の状態を示す図である。ノッチには当初の異物が付着したままであるので、再度第１検出部１２が検出すると、検出結果としてのノッチ幅がｃ（＞ａ）となる。それに伴い、制御部３０は、今度はＹ軸方向のずれ量をＬｃと算出し、前回と同様に、ずれ量Ｌｃを補正するために、Ｙ軸方向マイナス側にウエハＷが移動するよう第１駆動部１１を駆動させる。すなわち、ウエハＷを移動させた後の位置は、図５（ｂ）に示す位置に戻ることになる。このように、ノッチに異物が付着することに起因して、図５（ｂ）と図５（ｃ）とに示す状態を繰り返し、正常な検出ができないようなことが、ここでいう第１位置合わせ工程が正常に完了しない状況に相当する。

次に、第２処理工程について、制御部３０は、第１検出工程として、第１位置合わせ部１００においてノッチを検出させ（ステップＳ４０１）、ステップＳ４０１での検出結果に基づいて第１位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ４０２）。次に、制御部３０は、ステップＳ４０２にて第１位置合わせ工程が正常に完了したかどうかを判断する（ステップＳ４０３）。ここで、制御部３０は、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、搬送工程として、第２搬送機構６０によりウエハＷをウエハステージ２１に搬送させる（ステップＳ４０４）。次に、制御部３０は、第２検出工程としての第１マーク検出工程（第２Ａ工程）として、第２位置合わせ部２００において、第２検出部２２に、中倍視野でウエハＷ上に存在するマーク３１を検出させる（ステップＳ４０５）。このとき、ステップＳ４０２の第１位置合わせ工程が正常に完了しているので、基本的にはマーク３１の検出は成功する。しかしながら、例えば、ウエハＷをウエハステージ２１に搬送するときに生じた搬送誤差などに起因し、第１マーク検出工程が正常に完了しない場合がある。そこで、制御部３０は、次に、ステップＳ４０５にて正常に第１マーク検出工程が完了したかどうかを判断する（ステップＳ４０６）。ここで、制御部３０は、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ４０５での検出結果に基づいて第２位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ４０７）。そして、制御部３０は、ステップＳ４０７にて第２位置合わせ工程が正常に完了したかどうかを判断し（ステップＳ４０８）、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、露光工程を実施させ（ステップＳ４０９）、第２処理工程を終了する。

一方、制御部３０は、ステップＳ４０６にて第１マーク検出工程が正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ４１０に移行する。次に、制御部３０は、第２検出工程としての第２マーク検出工程（第２Ｂ工程）として、第２位置合わせ部２００において、第２検出部２２に低倍視野でウエハＷ上に存在するマーク３１を検出させる（ステップＳ４１０）。次に、制御部３０は、ステップＳ４１０にて第２マーク検出工程が正常に完了したかどうかを判断する（ステップＳ４１１）。ここで、制御部３０は、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ４１１での検出結果に基づいて、ステップＳ４０７での第２位置合わせ工程を実施させる。さらに、制御部３０は、ステップＳ４０３、Ｓ４０８、Ｓ４１１のそれぞれの判断工程にて、正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、露光装置１を停止させ（ステップＳ４１２）、第２処理工程を強制停止させる。

このように、従来の露光装置における第１処理工程および第２処理工程ともに、第１位置合わせ工程や第２位置合わせ工程にて位置合わせが正常に完了しなかった場合には、処理シーケンスは、強制停止する。強制停止の対象となったウエハＷについては、露光装置１が自動的に装置外に搬出するか、または、露光装置１が停止し、オペレータが手動で装置外に搬出する。すなわち、従来の露光装置では、位置合わせ工程が正常に終了しないことは、生産性の低下に直結する。そこで、本実施形態では、位置合わせ工程を含む処理工程を以下のようにすることで、生産性の低下を抑える。

次に、本実施形態における処理工程について説明する。図２は、本実施形態における第１処理工程（第１処理シーケンス）を示すフローチャートである。なお、ここでいう第１処理工程は、上記の従来の露光装置における第１処理工程と同様に、１ｓｔ露光（１回目の露光等）に対応するものである。なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０５の各工程は、図４に示す従来の露光装置におけるステップＳ３０１〜Ｓ３０５に対応しているため、説明を省略する。ここでは、制御部３０は、ステップＳ１０３にて、第１位置合わせ工程が正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、第１位置合わせ工程で採用される具体的な条件を変更するかどうかを判断する（ステップＳ１０６）。ここで、「条件」とは、単に位置合わせ精度（検出精度）のみならず、検出原理自体などをも含む広義の検出条件をいう。また、条件を変更するかしないかについては、予めオペレータにより設定されているものとし、制御部３０は、ステップＳ１０６にてその設定内容を確認することになる。

まず、制御部３０は、ステップＳ１０６にて条件を変更すると判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０２にて採用された条件（第１条件）とは異なる第２条件で第１位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ１０７）。次に、制御部３０は、ステップＳ１０７にて第１位置合わせ工程が正常に完了したかどうかを判断し（ステップＳ１０８）、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４の搬送工程に移行する。一方、制御部３０は、ステップＳ１０７にて正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１０９に移行する。次に、制御部３０は、第１および第２条件とはそれぞれ異なる第３条件で第１位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ１０９）。次に、制御部３０は、ステップＳ１０９にて第１位置合わせ工程が正常に完了したかどうかを判断し（ステップＳ１１０）、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４の搬送工程に移行する。一方、制御部３０は、ステップＳ１１０にて正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ１１１に移行する。次に、制御部３０は、第１ないし第３条件とはそれぞれ異なる第４条件で第１位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ１１１）。次に、制御部３０は、ステップＳ１１１にて第１位置合わせ工程が正常に完了したかどうかを判断し（ステップＳ１１２）、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４の搬送工程に移行する。一方、制御部３０は、ステップＳ１１２にて正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、露光装置１を停止させ（ステップＳ１１３）、第１処理工程を強制停止させる。さらに、制御部３０は、ステップＳ１０６の判断工程にて、第１位置合わせ工程で採用される具体的な条件を変更しないと判断した場合も（Ｎｏ）、露光装置１を停止させ（ステップＳ１１３）、第１処理工程を強制停止させる。

ここで、上記の第１ないし第４条件としては、具体的には、以下のように設定し得る。まず、第１条件としては、例えば、従来の露光装置における第１位置合わせ工程で行われているものと同様のものを採用し得る。これに対して、第２条件としては、例えば、不図示の計測部が、第１位置合わせ部１００においてノッチに存在している異物の形状を計測し、その形状に合わせて位置合わせを行う方法を採用し得る。次に、第３条件としては、例えば、位置合わせ精度を、第２位置合わせ工程で行われ得る検出の中倍視野に入る限界の範囲として位置合わせを行う方法を採用し得る。そして、第４条件としては、例えば、位置合わせ精度を、第２位置合わせ工程で行われ得る検出の低倍視野に入る限界の範囲として位置合わせを行う方法を採用し得る。なお、第１処理工程では第２位置合わせ工程は実施しないので、これらの条件としては、次回の第２処理工程において第２位置合わせ部２００がマーク３１の検出を容易とするよう、可能な限り精度を保つような方法を選択することが望ましい。なお、上記説明では、第１処理工程中、第４条件までの第１位置合わせ工程を実施するものとしているが、さらに、別の条件を採用した第１位置合わせ工程を追加してもよいし、またはいずれかの条件の第１位置合わせ工程を減らしてもよい。

図３は、本実施形態における第２処理工程（第２処理シーケンス）を示すフローチャートである。なお、ここでいう第２処理工程は、上記の従来の露光装置における第２処理工程と同様に、２ｎｄ露光（重ね合わせ露光等）に対応するものである。また、ステップＳ２０１〜Ｓ２０３の各工程は、図４に示す従来の露光装置におけるステップＳ４０１〜Ｓ４０３に対応しているため、説明を省略する。ここでは、制御部３０は、ステップＳ２０３にて、第１位置合わせ工程が正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、搬送工程として、第２搬送機構６０によりウエハＷをウエハステージ２１に搬送させる（ステップＳ２０４）。一方、制御部３０は、ステップＳ２０３にて、正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、第１位置合わせ工程で採用される具体的な条件を変更するかどうかを判断する（ステップＳ２０５）。ここで、制御部３０は、条件を変更すると判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０２にて採用された条件（第１条件）とは異なる第４条件で第１位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ２０６）。第２処理工程では、第１処理工程とは異なり、第１位置合わせ工程としての条件変更は１回のみとする。また、ステップＳ２０６で採用され得る条件は、図２に示す第１処理工程におけるステップＳ１１１と同様の条件とする。これは、第２処理工程では、第２位置合わせ工程を実施するため、第１位置合わせ工程での精度を維持する必要がないためである。次に、制御部３０は、ステップＳ２０６にて第１位置合わせ工程が正常に完了したかどうかを判断し（ステップＳ２０７）、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２０４の搬送工程に移行する。一方、制御部３０は、ステップＳ２０７にて正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、露光装置１を停止させ（ステップＳ２１８）、第２処理工程を強制停止させる。さらに、制御部３０は、ステップＳ２０５の判断工程にて、第１位置合わせ工程で採用される具体的な条件を変更しないと判断した場合も（Ｎｏ）、露光装置１を停止させ（ステップＳ２１８）、第２処理工程を強制停止させる。

ステップＳ２０４の搬送工程が終了後、制御部３０は、第１位置合わせ部１００の第１制御部１０から第１位置合わせ工程での検出結果を取得し、内部の記憶装置に保存する（ステップＳ２０８）。

次に、制御部３０は、第２検出工程に先立ち、ステップＳ２０８で取得した第１位置合わせ工程での検出結果を参照し、その検出結果が所定範囲内にあるかどうかを判断する（ステップＳ２０９）。ここで、「所定範囲」とは、第２検出工程にてウエハＷ上に存在するマーク３１を検出し得る最も狭い視野（最も高い倍率）、すなわちこの例では中倍視野で、正常に検出が完了すると判断される範囲をいう。そして、制御部３０は、第１位置合わせ工程が第１条件による検出で完了している場合には、中倍視野でマーク３１の検出が可能である（Ｙｅｓ）と判断する。そして、制御部３０は、第２検出工程としての第１マーク検出工程（第２Ａ工程）として、第２位置合わせ部２００において、第２検出部２２に中倍視野でマーク３１を検出させる（ステップＳ２１０）。次に、制御部３０は、ステップＳ２１０にて第１マーク検出工程が正常に完了したかどうかを判断する（ステップＳ２１１）。ここで、制御部３０は、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１０での検出結果に基づいて第２位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ２１２）。

一方、制御部３０は、ステップＳ２０９にて、第１位置合わせ工程が第１条件以外の条件（第４条件）による検出で完了している場合、すなわち検出結果が上記所定範囲にない場合には、中倍視野でマーク３１の検出が不可能である（Ｎｏ）と判断する。この場合、制御部３０は、次に、第２検出工程としての第２マーク検出工程（第２Ｂ工程）として、第２位置合わせ部２００において、第２検出部２２に低倍視野でマーク３１を検出させる（ステップＳ２１３）。次に、制御部３０は、ステップＳ２１３にて第２マーク検出工程が正常に完了したかどうかを判断する（ステップＳ２１４）。ここで、制御部３０は、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１３での検出結果に基づいて第２位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ２１２）。また、制御部３０は、ステップＳ２１１にて第１マーク検出工程が正常に完了しないと判断した場合にも（Ｎｏ）、ステップＳ２１３に移行する。

一方、制御部３０は、ステップＳ２１４にて、第２マーク検出工程が正常に完了しないと判断した場合には（Ｎｏ）、ステップＳ２１２に移行する。次に、制御部３０は、第２検出工程としての第３マーク検出工程（第２Ｃ工程）として、第２位置合わせ部２００において、ウエハステージ２１を移動させつつ、第２検出部２２に低倍視野でマーク３１を模索（検出領域を変更）させる（ステップＳ２１５）。ステップＳ２１３の第２マーク検出工程でマーク３１を検出できないという状況は、マーク３１が低倍視野から大きく外れているのではなく、わずかに外れている場合が多い。そこで、制御部３０は、低倍視野の周囲を模索範囲として、ウエハステージ２１を移動させる。なお、模索範囲は、ステップＳ２０２またはＳ２０６での第１位置合わせ工程における検出結果から決定される。次に、制御部３０は、ステップＳ２１５にて第３マーク検出工程が正常に完了したかどうかを判断する（ステップＳ２１６）。ここで、制御部３０は、正常に完了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、ステップＳ２１５での検出結果に基づいて第２位置合わせ工程を実施させる（ステップＳ２１２）。

一方、制御部３０は、ステップＳ２１６にて、第３マーク検出工程が正常に完了しないと判断した場合は（Ｎｏ）、露光装置１を停止させ（ステップＳ２１９）、第２処理工程を強制停止させる。そして、第２位置合わせ工程としてのステップＳ２１２から露光工程としてのステップＳ２１８までの各工程は、図４に示す従来の露光装置におけるステップＳ４０７〜Ｓ４０９に対応しているため、説明を省略する。

なお、上記説明では、第２処理工程中、制御部３０は、ステップＳ２０３にて、第１位置合わせ工程が正常に完了しないと判断した場合には、１回のみ第１位置合わせ工程で採用される具体的な条件を変更するものとしている。これは、第２処理工程に含まれる第１位置合わせ工程にかかる総時間を短縮する上でも望ましいのであるが、第１処理工程と同様に、複数回第１位置合わせ工程で採用される具体的な条件を変更してもよい。また、上記説明では、第２処理工程中、第２位置合わせ工程に先立ち第３マーク検出工程まで変更するものとしているが、さらに、別のマーク検出工程を追加してもよいし、またはいずれかのマーク検出工程を減らしてもよい。例えば、ステップＳ２０７での第１マーク検出工程が正常に完了しない場合には、ステップＳ２１３での第２マーク検出工程に移行する前に、さらに第３マーク検出工程のようにマーク３１の模索を含む工程を含み得る。この場合、制御部３０は、第２位置合わせ部２００において、ウエハステージ２１を移動させつつ、第２検出部２２に、中倍視野でマーク３１を模索させればよい。

このように、従来の露光装置では、第１位置合わせ工程において異物等の存在に起因して特定の精度での位置合わせができなかった場合には、装置が停止し、生産性の低下を招くことが考えられた。これに対して、露光装置１では、その場合でも第１位置合わせ工程内で条件を変更し再度位置合わせ工程を行うので、装置が即座に停止することがなく、生産性の低下を抑えることができる。さらに、露光装置１では、第２位置合わせ工程を開始するときに、第１位置合わせ工程で得られた検出結果に基づいて、第２位置合わせ工程における位置合わせ条件を決定するので、第２位置合わせ工程における総検出時間を短縮させることができる。第２位置合わせ工程における総検出時間の短縮も、結果的に露光装置１の生産性の向上に寄与する。

以上のように、本実施形態によれば、生産性の点で有利な露光装置を提供することができる。

なお、上記説明では、第１位置合わせ工程および第２位置合わせ工程を露光装置１全体の制御を統括する制御部３０が制御（管理）し、各位置合わせ部１００、２００におけるそれぞれの制御を第１制御部１０および第２制御部２０が制御するものとしている。しかしながら、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、制御部３０は、位置合わせを実行せよとの指令のみを第１制御部１０および第２制御部２０に送信し、第１制御部１０および第２制御部２０が第１位置合わせ工程および第２位置合わせ工程に含まれるすべての制御を実行してもよい。例えば、図３におけるステップＳ２０８では、制御部３０が、第１位置合わせ工程での検出結果を第１制御部１０から取得し、第２制御部２０に送信するものとしている。これに対して、第１制御部１０および第２制御部２０が、一連の位置合わせ工程を制御部３０を介さずに実行する場合には、これに換えて、第１制御部１０が第１位置合わせ工程での検出結果を直接的に第２制御部２０に送信する構成としてもよい。なお、この場合には、図３のステップＳ２０９において、第２制御部２０が、第２検出工程に先立ち、第１位置合わせ工程での検出結果を参照し、中倍視野でウエハＷ上に存在するマーク３１の検出が可能かどうかを判断することになる。

また、図３におけるステップＳ２０８に関連し、制御部３０が第１位置合わせ工程での検出結果を第１制御部１０から取得するタイミングは、第１位置合わせ工程が終了した後で、第２位置合わせ工程が開始するまでの間であればよい。したがって、制御部３０は、上記説明ではステップＳ２０４の搬送工程が終了した後に第１位置合わせ工程での検出結果を取得するものとしているが、搬送工程と同時に取得しても、または搬送工程前に取得してもよい。

（デバイスの製造方法）
次に、本発明の一実施形態のデバイス（半導体デバイス、液晶表示デバイスなど）の製造方法について説明する。半導体デバイスは、ウエハに集積回路を作る前工程と、前工程で作られたウエハ上の集積回路チップを製品として完成させる後工程を経ることにより製造される。前工程は、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたウエハを露光する工程と、ウエハを現像する工程を含む。後工程は、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディング）と、パッケージング工程（封入）を含む。液晶表示デバイスは、透明電極を形成する工程を経ることにより製造される。透明電極を形成する工程は、透明導電膜が蒸着されたガラス基板に感光剤を塗布する工程と、前述の露光装置を使用して感光剤が塗布されたガラス基板を露光する工程と、ガラス基板を現像する工程を含む。本実施形態のデバイス製造方法によれば、従来よりも高品位のデバイスを製造することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１ 露光装置
１２ 第１検出部
２０ 第２制御部
２２ 第２検出部
１００ 第１位置合わせ部
２００ 第２位置合わせ部

Claims (11)

1. 基板にパターンを露光する露光装置であって、
   前記基板の形状を検出する第１検出部と、
   前記第１検出部の検出結果に基づいて、前記基板の位置合わせを行う第１位置合わせ部と、
   前記基板に形成されたマークを検出する第２検出部と、
   前記第２検出部の検出結果に基づいて、前記基板の位置合わせを行う第２位置合わせ部と、
   前記第１位置合せ部により位置合わせされた前記基板を前記第２位置合わせ部に搬送する搬送部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記搬送部により前記第２位置合わせ部に搬送された前記基板の前記マークが前記第２検出部の第１視野で検出できる範囲に入るように定められた第１条件で前記基板の位置合わせを行い、前記第１条件での前記位置合わせが正常に行われなかった場合、前記搬送部により前記第２位置合わせ部に搬送された前記基板の前記マークが前記第２検出部の前記第１視野よりも広い第２視野で検出できる範囲に入るように定められた第２条件で前記基板の位置合わせを行うように前記第１位置合わせ部を制御し、
   前記第１位置合わせ部による前記基板の位置合わせが前記第１条件で正常に行われた場合、前記第１視野で前記マークを検出し、前記第１位置合わせ部による前記基板の位置合わせが前記第２条件で行われた場合、前記第２視野で前記マークを検出するように前記第２検出部を制御することを特徴とする露光装置。
2. 前記制御部は、前記第２検出部が前記第２視野で前記マークを検出できないとき、前記第２検出部が前記第２視野よりも広い第３視野で前記マークを検出した結果に基づいて前記基板の位置合わせを行うように前記第２位置合わせ部を制御することを特徴とする請求項１に記載の露光装置。
3. 前記基板を保持して移動する基板保持部をさらに備え、
   前記制御部は、前記第２検出部が前記第２視野で前記マークを検出できないとき、前記基板を保持している前記基板保持部を移動させることで、前記第２検出部の検出領域を変更することを特徴とする請求項１又は２に記載の露光装置。
4. 基板にパターンを露光する露光装置であって、
   前記基板の形状を検出する第１検出部と、
   前記第１検出部の検出結果に基づいて、前記基板の位置合わせを行う第１位置合わせ部と、
   前記基板に形成されたマークを検出する第２検出部と、
   前記第２検出部の検出結果に基づいて、前記基板の位置合わせを行う第２位置合わせ部と、
   前記第１位置合せ部により位置合わせされた前記基板を前記第２位置合わせ部に搬送する搬送部と、
   制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記搬送部により前記第２位置合わせ部に搬送された前記基板の前記マークが前記第２検出部の第１倍率で検出できる範囲に入るように定められた第１条件で前記基板の位置合わせを行い、前記第１条件での前記位置合わせが正常に行われなかった場合、前記搬送部により前記第２位置合わせ部に搬送された前記基板の前記マークが前記第２検出部の前記第１倍率よりも低い第２倍率で検出できる範囲に入るように定められた第２条件で前記基板の位置合わせを行うように前記第１位置合わせ部を制御し、
   前記第１位置合わせ部による前記基板の位置合わせが前記第１条件で正常に行われた場合、前記第１倍率で前記マークを検出し、前記第１位置合わせ部による前記基板の位置合わせが前記第２条件で行われた場合、前記第２倍率で前記マークを検出するように前記第２検出部を制御することを特徴とする露光装置。
5. 前記制御部は、前記第２検出部が前記第２倍率で前記マークを検出できないとき、前記第２検出部が前記第２倍率よりも低い第３倍率で前記マークを検出した結果に基づいて前記基板の位置合わせを行うように前記第２位置合わせ部を制御することを特徴とする請求項４に記載の露光装置。
6. 前記基板を保持して移動する基板保持部を、さらに備え、
   前記制御部は、前記第２検出部が前記第２倍率で前記マークを検出できないとき、前記基板を保持している前記基板保持部を移動させることで、前記第２検出部の検出領域を変更することを特徴とする請求項４又は５に記載の露光装置。
7. 前記第１位置合わせ部は、前記基板を保持する第２の基板保持部を備え、前記第１検出部は、前記第２の基板保持部に保持されている前記基板の前記形状を検出することを特徴とする請求項３又は６に記載の露光装置。
8. 前記搬送部は、前記第２の基板保持部から前記基板保持部に前記基板を搬送し、前記基板が前記搬送部により搬送されて前記基板保持部により保持されたとき、前記第１位置合わせ部による前記基板の位置合わせは完了していることを特徴とする請求項７に記載の露光装置。
9. 所定の位置に基板を合わせる位置合わせ方法であって、
   前記基板の形状を検出する第１検出工程と、
   前記第１検出工程で得られた検出結果に基づいて、前記基板の位置合わせを行う第１位置合わせ工程と、
   前記基板に形成されているマークを検出する第２検出工程と、
   前記第２検出工程で得られた検出結果に基づいて、前記基板の位置合わせを行う第２位置合わせ工程と、
   前記第２検出工程において前記マークを検出する位置に前記第１位置合わせ工程で位置合わせされた前記基板を搬送する搬送工程と、を含み、
   前記第１位置合わせ工程では、前記搬送工程において搬送された前記基板の前記マークが前記基板に形成されたマークを検出する第２検出部の第１視野で検出できる範囲に入るように定められた第１条件で前記基板の位置合わせを行い、前記第１条件での前記位置合わせが正常に行われなかった場合、前記搬送工程において搬送された前記基板の前記マークが前記第２検出部の前記第１視野よりも広い第２視野で検出できる範囲に入るように定められた第２条件で前記基板の位置合わせを行い、
   前記第２検出工程では、前記第１位置合わせ工程において前記基板の位置合わせが前記第１条件で正常に行われた場合、前記第１視野で前記マークを検出し、前記第１位置合わせ工程において前記第１位置合わせ部による前記基板の位置合わせが前記第２条件で行われた場合、前記第２視野で前記マークを検出することを特徴とする位置合わせ方法。
10. 所定の位置に基板を合わせる位置合わせ方法であって、
    前記基板の形状を検出する第１検出工程と、
    前記第１検出工程で得られた検出結果に基づいて、前記基板の位置合わせを行う第１位置合わせ工程と、
    前記基板に形成されているマークを検出する第２検出工程と、
    前記第２検出工程で得られた検出結果に基づいて、前記基板の位置合わせを行う第２位置合わせ工程と、
    前記第２検出工程において前記マークを検出する位置に前記第１位置合わせ工程で位置合わせされた前記基板を搬送する搬送工程と、を含み、
    前記第１位置合わせ工程では、前記搬送工程において搬送された前記基板の前記マークが前記基板に形成されたマークを検出する第２検出部の第１倍率で検出できる範囲に入るように定められた第１条件で前記基板の位置合わせを行い、前記第１条件での前記位置合わせが正常に行われなかった場合、前記搬送工程において搬送された前記基板の前記マークが前記第２検出部の前記第１倍率よりも低い第２倍率で検出できる範囲に入るように定められた第２条件で前記基板の位置合わせを行い、
    前記第２検出工程では、前記第１位置合わせ工程において前記基板の位置合わせが前記第１条件で正常に行われた場合、前記第１倍率で前記マークを検出し、前記第１位置合わせ工程において前記第１位置合わせ部による前記基板の位置合わせが前記第２条件で行われた場合、前記第２倍率で前記マークを検出することを特徴とする位置合わせ方法。
11. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の露光装置を用いて基板を露光する工程と、前記工程で露光された前記基板を現像する工程と、
    を含み、前記基板からデバイスを製造することを特徴とするデバイスの製造方法。

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