JP6774031B2 - レイアウト方法、マーク検出方法、露光方法、計測装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 - Google Patents

レイアウト方法、マーク検出方法、露光方法、計測装置、露光装置、並びにデバイス製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、レイアウト方法、マーク検出方法、露光方法、計測装置、露光装置、並びにデバイス製造方法に係り、さらに詳しくは、基板上に形成される複数のマークのレイアウト方法、基板上に形成された複数のマークを検出するマーク検出方法、マーク検出方法を用いる露光方法、基板上に形成された複数のマークの位置情報を計測する計測装置、計測装置を備えた露光装置、並びに露光方法又は露光装置を用いるデバイス製造方法に関する。
半導体素子等を製造するリソグラフィ工程では、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）上に多層の回路パターンを重ね合わせて形成するが、各層間での重ね合わせ精度が悪いと、半導体素子等は所定の回路特性を発揮することができず、場合によっては不良品ともなる。このため、通常、ウエハ上の複数のショット領域の各々に予めマーク（アライメントマーク）を形成しておき、露光装置のステージ座標系上におけるそのマークの位置（座標値）を検出する。しかる後、このマーク位置情報と新たに形成されるパターン（例えばレチクルパターン）の既知の位置情報とに基づいて、ウエハ上の１つのショット領域をそのパターンに対して位置合わせするウエハアライメントが行われる。
ウエハアライメントの方式として、スループットとの兼ね合いから、ウエハ上のいくつかのショット領域（サンプルショット領域又はアライメントショット領域とも呼ばれる）のみのアライメントマークを検出し、ウエハ上のショット領域の配列を統計的手法で算出するエンハンスト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）が主流となっている。ＥＧＡにより高精度にウエハ上のショット領域の配列を求めるためには、サンプルショット領域の数を増やしてより多くのアライメントマークを検出する必要がある。
スループットを極力低下させずに、多くのアライメントマークを検出する手法として、例えば、複数のマーク検出系（アライメント検出系）を用いて複数のマークを一度に検出することが考えられる。しかるに、ウエハのショットマップ（ウエハ上に形成されたショット領域の配列に関するデータ）は、様々であり、ショット領域のサイズ及びマークの配置も様々である。したがって、種々のショットマップに対応できるように、相互の間隔が可変となるように複数のアライメント検出系のうちの一部のアライメント検出系を可動にした露光装置が知られている（例えば特許文献１参照）。
しかるに、可動のアライメント検出系は、固定のアライメント検出系に比べて、設計上の制約が多く、コスト面でも不利であった。
米国特許第８，４３２，５３４号明細書
第１の態様によれば、２以上のＮ個のマーク検出系によって基板上に配置された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、所定のレイアウト方法に従って複数のマークが配置された基板を用意することと、前記基板上に配置された前記複数のマークを、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された前記Ｎ個のマーク検出系によって検出することと、を、含み、前記レイアウト方法は、コンピュータによって、前記基板上に前記第１方向及び前記所定面内でこれに交差する第２方向に関して規定される複数の区画領域とともに配置される前記複数のマークの配置を決定することを含み、前記レイアウト方法に従い、前記第１方向に離れた少なくとも２つのマークが属する複数の組が、前記基板上に前記区画領域の前記第１方向の長さの間隔で前記第１方向に沿って繰り返し配置され、かつ前記Ｎ個のマーク検出系により検出可能となるように、前記複数の組のそれぞれに属するマーク同士が、前記Ｎ個のマーク検出系の前記第１方向の配置と、前記長さとに基づいて定められる所定の間隔で、前記第１方向に互いに離間して配置されている、マーク検出方法が、提供される。
第２の態様によれば、２以上のＮ個のマーク検出系によって基板上に配置された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、所定のレイアウト方法に従って複数のマークが配置された基板を用意することと、前記基板上に配置された前記複数のマークを、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された前記Ｎ個のマーク検出系によって検出することと、を、含み、前記基板上に第１方向及び前記第１方向と交差する第２方向に関して規定された複数の区画領域のそれぞれに形成される少なくとも１つのマークの配置は、前記Ｎ個のマーク検出系により検出可能となるように、前記Ｎ個のマーク検出系それぞれの検出位置と、前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて決定されているマーク検出方法が、提供される。
第３の態様によれば、２以上のＮ個のマーク検出系によって基板上に配置された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、所定のレイアウト方法に従って複数のマークが配置された基板を用意することと、前記基板上に配置された前記複数のマークを、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された前記Ｎ個のマーク検出系によって検出することと、を、含み、前記基板上に第１方向及び前記第１方向と交差する第２方向に関して規定された複数の区画領域のそれぞれに形成される少なくとも１つのマークの配置は、前記Ｎ個のマーク検出系により検出可能となるように、前記Ｎ個のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と、前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて決定されているマーク検出方法が、提供される。
第４の態様によれば、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された２以上のＮ個のマーク検出系を用いて、基板上に所定の位置関係で形成された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、前記Ｎが偶数の場合、前記Ｎ個のマーク検出系を、互いに異なる２つ１組のマーク検出系から成るＮ／２組に組分けし、前記基板上に前記第１方向及び前記所定面内でこれに交差する第２方向に形成された複数の区画領域とともに予め形成された複数のマークのうち、前記区画領域の前記第１方向の長さの間隔で前記第１方向に沿って繰り返し配置され、各組のマーク検出系相互の前記第１方向の距離を、前記区画領域の前記第１方向の長さで除した余りの間隔分前記第１方向に離れて配置された少なくとも２つのマークがそれぞれ属する複数組のマークから選択された２つのマークを、各組のマーク検出系をそれぞれ用いて並行して検出する並行検出をＮ／２回行い、前記Ｎが奇数の場合、前記Ｎ個のマーク検出系のうちの所定の１つを除く（Ｎ−１）個のマーク検出系を、互いに異なる２つ１組のマーク検出系から成る（Ｎ−１）／２組に組分けし、各組のマーク検出系をそれぞれ用いて、前記複数組のマークから選択された２つのマークの検出を（Ｎ−１）／２回行うとともに、前記所定の１つの前記マーク検出系を用いて前記基板上の１つのマークを検出するマーク検出方法が、提供される。
第５の態様によれば、基板上に形成された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、前記基板上には、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に複数の区画領域が規定されるとともに、前記複数の区画領域のそれぞれには、前記複数のマーク検出系のそれぞれの検出位置と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて配置された少なくとも１つのマークが形成され、前記複数のマーク検出系のそれぞれの検出位置と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系を用いたマーク検出動作が制御されるマーク検出方法が、提供される。
第６の態様によれば、基板上に形成された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、前記基板上には、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に複数の区画領域が規定されるとともに、前記複数の区画領域のそれぞれには、前記複数のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて配置された少なくとも１つのマークが形成され、前記複数のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と、前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系を用いたマーク検出動作が制御されるマーク検出方法が、提供される。
第７の態様によれば、第１ないし第６の態様のいずれかに係るマーク検出方法を用いて、前記基板上に形成された前記複数のマークのうちの少なくとも一部のマークを検出することと、前記マークの検出結果に基づいて、前記基板を移動して、前記複数の区画領域をエネルギビームで露光することと、を含む露光方法が、提供される。
第８の態様によれば、第７の態様に係る露光方法を用いて前記基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
第９の態様によれば、基板上に複数の区画領域とともに形成された複数のマークを、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された２以上のＮ個のマーク検出系を用いて検出するマーク検出方法に適した複数のマークのレイアウト方法であって、第４ないし第６の態様のいずれかに係るマーク検出方法により複数のマークを検出できるように、前記基板上に複数の区画領域とともに複数のマークを予め配置するレイアウト方法が、提供される。
第１０の態様によれば、基板上に所定の位置関係で形成された複数のマークの位置情報を計測する計測装置であって、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置され、それぞれ前記マークを検出する２以上のＮ個のマーク検出系と、前記基板を保持して前記所定面内で移動するステージと、前記ステージの少なくとも前記所定面内の位置情報を計測する位置計測系と、前記位置計測系の計測情報に基づいて、前記ステージの移動を制御するとともに、前記複数のマークのうちの計測対象マークを検出する前記マーク検出系の検出結果と、その検出時の前記位置計測系の計測情報と、に基づいて、前記計測対象マークの前記所定面内での位置情報を計測する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記Ｎ個のマーク検出系の検出中心相互の前記第１方向の距離と、前記基板上に前記第１方向及び前記所定面内でこれに交差する第２方向に形成された複数の区画領域それぞれの前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数の区画領域それぞれに配置された複数のマークのうち、２つ以上のマークを並行して検出可能な前記マーク検出系の組を決定し、決定した前記マーク検出系の組を用いて、前記２つ以上のマークを前記計測対象マークとして並行して検出する計測装置が、提供される。
第１１の態様によれば、基板上に所定の位置関係で形成された複数のマークの位置情報を計測する計測装置であって、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置されるとともに、計測ビームを前記基板に対して前記所定面内で相対的に移動させつつ、前記基板上の前記マークを検出する複数のマーク検出系と、前記基板を保持して前記所定面内で移動するステージと、前記ステージの少なくとも前記所定面内の位置情報を計測する位置計測系と、前記位置計測系の計測情報に基づいて、前記ステージの移動を制御するとともに、前記複数のマークのうちの計測対象マークを検出する前記マーク検出系の検出結果と、その検出時の前記位置計測系の計測情報とに基づいて、前記計測対象マークの前記所定面内での位置情報を計測する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記基板上に前記第１方向及び前記所定面内でこれに交差する第２方向に形成された複数の区画領域のうち、前記第１方向に離れた２つの区画領域にそれぞれに配置されたマークを、前記計測対象のマークとして、前記複数のマーク検出系のうち２つを用いて検出するに際し、前記２つのマーク検出系の検出中心相互の前記第１方向の距離を、１つの前記区画領域の前記第１方向の長さで除した余りに基づいて、前記２つのマーク検出系それぞれからの計測ビームで前記格子マークを走査する検出動作を制御する計測装置が、提供される。
第１２の態様によれば、基板上に形成された複数のマークを検出する計測装置であって、複数のマーク検出系と、制御装置と、を備え、前記基板上には、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に複数の区画領域が規定されるとともに、前記複数の区画領域のそれぞれには、少なくとも１つのマークが形成され、前記複数の区画領域のそれぞれに形成された少なくとも１つのマークは、前記複数のマーク検出系のそれぞれの検出位置と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系により検出可能となる位置関係で前記基板上に配置され、前記制御装置は、前記複数のマーク検出系のそれぞれの検出位置と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系を用いるマーク検出動作を制御する計測装置が、提供される。
第１３の態様によれば、基板上に形成された複数のマークを検出する計測装置であって、複数のマーク検出系と、制御装置と、を備え、前記基板上には、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に複数の区画領域が規定されるとともに、前記複数の区画領域のそれぞれには、少なくとも１つのマークが形成され、前記複数の区画領域のそれぞれに形成された少なくとも１つのマークは、前記複数のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系により検出可能となる位置関係で前記基板上に配置され、前記制御装置は、前記複数のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系を用いるマーク検出動作を制御する計測装置が、提供される。
第１４の態様によれば、基板上に所定の位置関係で形成された複数のマークのうちの少なくとも一部の複数のマークの位置情報を計測する第１０ないし第１３の態様のいずれかに係る計測装置と、前記基板上の複数の区画領域にエネルギビームを照射してパターンを生成するパターン生成装置と、を備える露光装置が、提供される。
第１５の態様によれば、第１４の態様に係る露光装置を用いて前記基板を露光することと、露光された前記基板を現像することと、を含むデバイス製造方法が、提供される。
マーク検出方法が適用される一実施形態に係る露光装置の構成を概略的に示す図である。 ウエハステージを示す平面図である。 図１の露光装置が備える干渉計の配置を示す平面図である。 図１の露光装置が備える５つのアライメント系をウエハステージとともに示す平面図である。 一実施形態に係る露光装置の制御系を中心的に構成する主制御装置の入出力関係を示すブロック図である。 Pri-BCHKの前半の処理が行われている状態を示す図である。 アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いた、３つのファーストアライメントショット領域に付設された３つのアライメントマークの検出を説明するための図である。 図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、それぞれ図７の３つのアライメントマークの具体的な検出手順を説明するための図（その１、その２）である。 アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのセカンドアライメントショット領域に付設された５つのアライメントマークの検出を説明するための図である。 図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、それぞれ図９の５つのアライメントマークの具体的な検出手順を説明するための図（その１、その２）である。 図９の５つのアライメントマークの具体的な検出手順を説明するための図（その３）である。 Pri-BCHK後半の処理が行われている状態を示す図である。 図１３（Ａ）、図１３（Ｂ）は、それぞれウエハをＹ軸方向にのみ移動させて行われるアライメント計測に好適なウエハ上のアライメントマークのレイアウトの一例について説明するための図（その１、その２）である。 図１４（Ａ）、図１４（Ｂ）は、それぞれウエハをＹ軸方向及びＸ軸方向に移動させて行われるアライメント計測に好適なウエハ上のアライメントマークのレイアウトの一例について説明するための図（その１、その２）である。 ウエハをＹ軸方向及びＸ軸方向に移動させて行われるアライメント計測に好適なウエハ上のアライメントマークのレイアウトの他の一例について説明するための図である。 ５つのアライメント系の別の組分けを採用した場合のアライメント計測に好適なウエハ上のアライメントマークのレイアウトの一例を説明するための図である。 アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のうち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２を、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗで除したときの余りｄ１、ｄ２が、共に０の場合の、ウエハ上のアライメントマークのレイアウトの一例について説明するための図である。 図１８（Ａ）〜図１８（Ｆ）は、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4として、回折光干渉方式のアライメント系を用いる場合のマークの検出について説明するための図である。 図１９（Ａ）は、ＦＩＡ系から成るアライメント系ＡＬ２1とアライメント系ＡＬ２4とによって並行検出されるマークＷＭ２とマークＷＭ３とが、余りｄ２で決定される設計上の位置にある場合の、マークＷＭ２、ＷＭ３と、アライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２4それぞれの検出中心との位置関係の一例を示す図、図１９（Ｂ）は、マークＷＭ２とマークＷＭ３とが、余りｄ２で決定される設計上の位置からずれている場合の、マークＷＭ２、ＷＭ３と、アライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２4それぞれの検出中心との位置関係の一例を示す図、である。 図２０（Ａ）は、回折干渉方式のアライメント系から成るアライメント系ＡＬ２1とアライメント系ＡＬ２4とによって並行検出されるマークＷＭ２とマークＷＭ３とが、余りｄ２で決定される設計上の位置にある場合の、マークＷＭ２、ＷＭ３に対する計測ビームの走査範囲を説明するための図、図２０（Ｂ）は、マークＷＭ２とマークＷＭ３とが、余りｄ２で決定される設計上の位置からずれている場合の、マークＷＭ２、ＷＭ３上の計測ビームに対する走査範囲を説明するための図である。 図２１（Ａ）は、回折干渉方式のアライメント系から成るアライメント系によって、ウエハ上のマークを検出する他の一例を説明するための図であって、ウエハ上のアライメントマークのレイアウトの一例をアライメント系の配置とともに示す図、図２１（Ｂ）は、図２１（Ａ）のウエハ上のマークの検出方法について説明するための図である。 半導体素子などの電子デバイスの製造における、リソグラフィ工程を示す図である。
以下、一実施形態について、図１〜図１６に基づいて説明する。
本実施形態では、マーク検出方法を、露光装置に適用する場合について説明する。図１には、一実施形態に係るマーク検出方法が適用される露光装置１００の構成が概略的に示されている。露光装置１００は、ステップ・アンド・スキャン方式の投影露光装置、いわゆるスキャナである。後述するように、露光装置１００は投影光学系ＰＬを備えている。以下においては、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸと平行な方向をＺ軸方向、これに直交する面内でレチクルＲとウエハＷとが相対走査される走査方向をＹ軸方向、Ｚ軸及びＹ軸に直交する方向をＸ軸方向とし、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸回りの回転（傾斜）方向をそれぞれθｘ、θｙ、及びθｚ方向として説明を行う。
露光装置１００は、照明系１０、レチクルステージＲＳＴ、投影ユニットＰＵ、ウエハステージＷＳＴを有するステージ装置５０、及びこれらの制御系等を備えている。図１では、ウエハステージＷＳＴ上にウエハＷが載置されている。
照明系１０は、レチクルブラインド（マスキングシステムとも呼ばれる）で設定（制限）されたレチクルＲ上のスリット状の照明領域ＩＡＲを、照明光（露光光）ＩＬによりほぼ均一な照度で照明する。照明系１０の構成は、例えば米国特許出願公開第２００３／００２５８９０号明細書などに開示されている。ここで、照明光ＩＬとして、一例として、ＡｒＦエキシマレーザ光（波長１９３ｎｍ）が用いられている。
レチクルステージＲＳＴ上には、そのパターン面（図１における下面）に回路パターンなどが形成されたレチクルＲが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージＲＳＴは、例えばリニアモータ等を含むレチクルステージ駆動系１１（図１では不図示、図５参照）によって、ＸＹ平面内で微小駆動可能であるとともに、走査方向（図１における紙面内左右方向であるＹ軸方向）に所定の走査速度で駆動可能となっている。
レチクルステージＲＳＴのＸＹ平面内の位置情報（θｚ方向の回転情報を含む）は、レチクルレーザ干渉計（以下、「レチクル干渉計」という）１１６によって、移動鏡１５（又はレチクルステージＲＳＴの端面に形成された反射面）を介して、例えば０．２５ｎｍ程度の分解能で常時検出される。レチクル干渉計１１６の計測値は、主制御装置２０（図１では不図示、図５参照）に送られる。
投影ユニットＰＵ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。投影ユニットＰＵは、鏡筒４０と、鏡筒４０内に保持された投影光学系ＰＬと、を含む。投影光学系ＰＬとしては、例えば、Ｚ軸方向と平行な光軸ＡＸに沿って配列される複数の光学素子（レンズエレメント）から成る屈折光学系が用いられている。投影光学系ＰＬは、例えば両側テレセントリックで、所定の投影倍率（例えば１／４倍、１／５倍又は１／８倍など）を有する。レチクルＲは、投影光学系ＰＬの第１面（物体面）とパターン面がほぼ一致するように配置され、表面にレジスト（感応剤）が塗布されたウエハＷは、投影光学系ＰＬの第２面（像面）側に配置される。このため、照明系１０からの照明光ＩＬによってレチクルＲ上の照明領域ＩＡＲが照明されると、レチクルＲを通過した照明光ＩＬにより、その照明領域ＩＡＲ内のレチクルＲの回路パターンの縮小像（回路パターンの一部の縮小像）が、投影光学系ＰＬを介して、照明領域ＩＡＲに共役な領域（以下、露光領域とも呼ぶ）ＩＡに形成される。そして、レチクルステージＲＳＴとウエハステージＷＳＴとの同期駆動によって、照明領域ＩＡＲ（照明光ＩＬ）に対してレチクルＲを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させるとともに、露光領域ＩＡ（照明光ＩＬ）に対してウエハＷを走査方向（Ｙ軸方向）に相対移動させることで、ウエハＷ上の１つのショット領域（区画領域）の走査露光が行われ、そのショット領域にレチクルＲのパターンが転写される。
ステージ装置５０は、図１に示されるように、ベース盤１２上に配置されたウエハステージＷＳＴ、ウエハステージＷＳＴの位置情報を計測する干渉計システム１１８（図５参照）、及びウエハステージＷＳＴを駆動するステージ駆動系１２４（図５参照）等を備えている。
ウエハステージＷＳＴは、不図示の非接触軸受、例えばエアベアリングなどにより、数μｍ程度のクリアランス（隙間、ギャップ）を介して、ベース盤１２の上方に支持されている。また、ウエハステージＷＳＴは、リニアモータ又は平面モータ等を含む駆動系によって、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定ストロークで駆動可能である共にθｚ方向にも微小駆動可能である。
ウエハステージＷＳＴは、ステージ本体９１と、該ステージ本体９１上に搭載されたウエハテーブルＷＴＢとを含む。ウエハテーブルＷＴＢは、ステージ本体９１上でＺ・レベリング機構（ボイスコイルモータなどを含む）を介してＺ軸方向、θｘ方向、θｙ方向に微小駆動可能である。図５には、ウエハステージＷＳＴを駆動する駆動系と、Ｚ・レベリング機構とを含んで、ステージ駆動系１２４として示されている。ウエハテーブルＷＴＢは、ステージ駆動系１２４によって、ベース盤１２に対し、６自由度方向（Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θｘ、θｙ、及びθｚの各方向）に駆動可能である。なお、例えば磁気浮上型の平面モータ等を用いて、ウエハステージＷＳＴを、６自由度方向に駆動可能に構成しても良い。
ウエハテーブルＷＴＢの上面の中央には、ウエハＷを真空吸着等によって保持するウエハホルダ（不図示）が設けられている。図２に示されるように、ウエハテーブルＷＴＢ上面のウエハホルダ（ウエハＷ）の＋Ｙ側には、計測プレート３０が設けられている。この計測プレート３０には、中央に基準マークＦＭが設けられ、基準マークＦＭのＸ軸方向の両側に一対の空間像計測用スリット板ＳＬが、設けられている。各空間像計測用スリット板ＳＬには、図示は省略されているが、Ｙ軸方向を長手方向とする所定幅（例えば、０．２μｍ）のライン状の開口パターン（Ｘスリット）と、Ｘ軸方向を長手方向とする所定幅（例えば、０．２μｍ）のライン状の開口パターン（Ｙスリット）と、が形成されている。
そして、各空間像計測用スリット板ＳＬに対応して、ウエハテーブルＷＴＢの内部には、レンズ等を含む光学系及び光電子増倍管（フォト・マルチプライヤ・チューブ（ＰＭＴ））等の受光素子が配置され、一対の空間像計測用スリット板ＳＬと、対応する光学系及び受光素子とによって、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書などに開示されるものと同様の一対の空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂ（図５参照）が構成されている。空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂの計測結果（受光素子の出力信号）は、信号処理装置（不図示）により所定の信号処理が施されて、主制御装置２０に送られる（図５参照）。
ウエハテーブルＷＴＢの−Ｙ端面，−Ｘ端面には、図２に示されるように、干渉計システム１１８で用いられる反射面１７ａ，反射面１７ｂが形成されている。
また、ウエハテーブルＷＴＢの＋Ｙ側の面には、図２に示されるように、米国特許第８，０５４，４７２号明細書に開示されるＣＤバーと同様の、Ｘ軸方向に延びるフィデューシャルバー（以下、「ＦＤバー」と略述する）４６が取り付けられている。ＦＤバー４６の上面には、複数の基準マークＭが形成されている。各基準マークＭとしては、後述するアライメント系によって検出可能な寸法の２次元マークが用いられている。なお、符号ＬＬは、ウエハテーブルＷＴＢのＸ軸方向に関するセンターラインを示す。
露光装置１００では、図４に示されるように、投影光学系ＰＬの光軸ＡＸを通るＹ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＶ上で、光軸ＡＸから−Ｙ側に所定距離隔てた位置に検出中心を有するプライマリアライメント系ＡＬ１が配置されている。図４に示されるように、プライマリアライメント系ＡＬ１を挟んで、Ｘ軸方向の一側と他側には、基準軸ＬＶに関してほぼ対称に検出中心が配置されるセカンダリアライメント系ＡＬ２1，ＡＬ２2と、ＡＬ２3，ＡＬ２4とがそれぞれ設けられている。プライマリアライメント系ＡＬ１及びセカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4は、不図示のメインフレームの下面に固定されている。以下においては、プライマリアライメント系及びセカンダリアライメント系を、適宜、アライメント系と略記する。なお、検出中心は、検出位置と呼ぶこともできる。
アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、例えば画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられている。アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれからの撮像信号は、不図示の信号処理系を介して主制御装置２０に供給される（図５参照）。
干渉計システム１１８は、図３に示されるように、反射面１７ａ又は１７ｂにそれぞれ干渉計ビーム（測長ビーム）を照射し、反射面１７ａ又は１７ｂからの反射光を受光して、ウエハステージＷＳＴのＸＹ平面内の位置を計測するＹ干渉計１６と、３つのＸ干渉計１２６〜１２８とを備えている。Ｙ干渉計１６は、基準軸ＬＶに関して対称な一対の測長ビームＢ４1，Ｂ４2を含む少なくとも３つのＹ軸に平行な測長ビームを反射面１７ａ、及び後述する移動鏡４１に照射する。また、Ｘ干渉計１２６は、図３に示されるように、光軸ＡＸと基準軸ＬＶとに直交するＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＨに関して対称な一対の測長ビームＢ５1，Ｂ５2を含む少なくとも３つのＸ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに照射する。また、Ｘ干渉計１２７は、プライマリアライメント系ＡＬ１の検出中心にて基準軸ＬＶと直交するＸ軸に平行な直線（以下、基準軸と呼ぶ）ＬＡを測長軸とする測長ビームＢ６を含む少なくとも２つのＸ軸に平行な測長ビームを反射面１７ｂに照射する。また、Ｘ干渉計１２８は、Ｘ軸に平行な測長ビームＢ７を反射面１７ｂに照射する。
干渉計システム１１８の上記各干渉計からの位置情報は、主制御装置２０に供給される。主制御装置２０は、Ｙ干渉計１６及びＸ干渉計１２６又は１２７の計測結果に基づいて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸ，Ｙ位置に加え、ウエハテーブルＷＴＢのθｘ方向の回転（すなわちピッチング）、θｙ方向の回転（すなわちローリング）、及びθｚ方向の回転（すなわちヨーイング）も算出することができる。
また、図１に示されるように、ステージ本体９１の−Ｙ側の側面に、凹形状の反射面を有する移動鏡４１が取り付けられている。移動鏡４１は、図２からわかるように、Ｘ軸方向の長さがウエハテーブルＷＴＢの反射面１７ａよりも、長く設計されている。
干渉計システム１１８（図５参照）は、移動鏡４１に対向して配置された一対のＺ干渉計４３Ａ，４３Ｂをさらに備えている（図１及び図３参照）。Ｚ干渉計４３Ａ，４３Ｂは、それぞれ２つのＹ軸に平行な測長ビームＢ１，Ｂ２を移動鏡４１に照射し、該移動鏡４１を介して測長ビームＢ１，Ｂ２のそれぞれを、例えば投影ユニットＰＵを支持するフレーム（不図示）に固定された固定鏡４７Ａ，４７Ｂに照射する。そして、それぞれの反射光を受光して、測長ビームＢ１，Ｂ２の光路長を計測する。この計測結果より、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴの４自由度（Ｙ，Ｚ，θｙ，θｚ）方向の位置を算出する。
なお、干渉計システム１１８に代えて、あるいは干渉計システム１１８とともにエンコーダシステムを用いてウエハステージＷＳＴ（ウエハテーブルＷＴＢ）の全位置情報を計測することとしても良い。なお、図４において、符号ＵＰは、ウエハステージＷＳＴ上にあるウエハのアンロードが行われるアンローディングポジションを示し、符号ＬＰは、ウエハステージＷＳＴ上への新たなウエハのロードが行われるローディングポジションを示す。
この他、本実施形態の露光装置１００では、投影ユニットＰＵの近傍に、ウエハＷ表面のＺ位置を多数の検出点で検出するための照射系９０ａ及び受光系９０ｂから成る多点焦点位置検出系（以下、「多点ＡＦ系」と略述する）ＡＦが設けられている（図５参照）。多点ＡＦ系ＡＦとしては、例えば米国特許第５，４４８，３３２号明細書等に開示されるものと同様の構成の斜入射方式の多点ＡＦ系が採用されている。なお、多点ＡＦ系ＡＦの照射系９０ａ及び受光系９０ｂを、例えば米国特許第８，０５４，４７２号明細書などに開示されるように、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の近傍に配置し、ウエハアライメント時にウエハＷをＹ軸方向に１回スキャンするだけで、ウエハＷのほぼ全面でＺ軸方向の位置情報（面位置情報）を計測する（フォーカスマッピングを行う）ようにしても良い。この場合、ウエハテーブルＷＴＢのＺ位置を、このフォーカスマッピング中に計測する面位置計測系を設けることが望ましい。
図５には、露光装置１００の制御系を中心的に構成する主制御装置２０の出力関係がブロック図にて示されている。主制御装置２０は、マイクロコンピュータ（又はワークステーション）から成り、露光装置１００の全体を統括的に制御する。
上述のようにして構成された露光装置１００では、例えば米国特許第８，０５４，４７２号明細書の実施形態中に開示されている手順と同様の手順（但し、露光装置１００はエンコーダシステムを備えていないので、エンコーダシステムに関する処理は含まれない）に従って、アンローディングポジションＵＰ（図４参照）でのウエハＷのアンロード、ローディングポジションＬＰ（図４参照）での新たなウエハＷのウエハテーブルＷＴＢ上へのロード、計測プレート３０の基準マークＦＭとプライマリアライメント系ＡＬ１とを用いたプライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインチェック前半の処理、干渉計システムの原点の再設定（リセット）、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いたウエハＷのアライメント計測、空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂを用いたプライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインチェック後半の処理、並びにアライメント計測の結果求められるウエハ上の各ショット領域の位置情報と、最新のアライメント系のベースラインと、に基づく、ステップ・アンド・スキャン方式でのウエハＷ上の複数のショット領域の露光などの、ウエハステージＷＳＴを用いた一連の処理が、主制御装置２０によって実行される。
ここで、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いたウエハＷのアライメント計測（及びアライメント系のベースラインチェック）について説明する。ウエハＷのロード後、主制御装置２０は、図６に示されるように、ウエハステージＷＳＴを、計測プレート３０上の基準マークＦＭがプライマリアライメント系ＡＬ１の検出視野内に位置決めされる位置（すなわち、プライマリアライメント系のベースライン計測（Pri-BCHK）の前半の処理を行う位置）へ移動させる。このとき、主制御装置２０は、干渉計システム１１８のＹ干渉計１６及びＸ干渉計１２７を用いて、ウエハテーブルＷＴＢ（ウエハステージＷＳＴ）のＸＹ平面内の位置情報を計測しつつ、ウエハステージＷＳＴを駆動（位置制御）する。そして、主制御装置２０は、プライマリアライメント系ＡＬ１を用いて基準マークＦＭを検出するPri-BCHKの前半の処理を行う。
次に、図７に示されるように、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを白抜き矢印方向（＋Ｙ方向）へ移動させる。そして、主制御装置２０は、図７中に星マークを付して示されるように、３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3を用いて、３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを検出する。この３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出は、主制御装置２０によって、実際には、次のようにして行われる。
まず、主制御装置２０は、図８（Ａ）に示されるように、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３を用いて、それぞれの検出視野内に存在するアライメントマークを、並行して個別に検出する。このとき、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３それぞれが有する光学系の焦点に検出対象のアライメントマークが一致するように（ウエハＷの表面が一致するように）、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３それぞれが有するオートフォーカス機構を制御した状態で、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３を用いたアライメントマークの並行検出を実行する。
次いで、主制御装置２０は、図８（Ｂ）に示されるように、アライメント系ＡＬ１を用いて、検出視野内に存在するアライメントマークを検出する。このときも、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬ１が有する光学系の焦点に検出対象のアライメントマークが一致するように（ウエハＷの表面が一致するように）、アライメント系ＡＬ１が有するオートフォーカス機構を制御した状態で、アライメントマークの検出を実行する。
なお、上述の各アライメント系のオートフォーカス機構の制御に代えて、各アライメント系が有する光学系の焦点に検出対象のアライメントマークが一致するように（ウエハＷの表面が一致するように）、ウエハＷのフォーカス・レベリング制御（Ｚ位置及びθｘ、θｙ方向の位置制御）、又はフォーカス制御（Ｚ位置の制御）を行っても良い。
そして、主制御装置２０は、３つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２2，ＡＬ２3による検出結果を、それぞれの検出時の干渉計システム１１８のＹ干渉計１６及びＸ干渉計１２７の位置情報（すなわちウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ、θｚ位置）と関連付けて、内部メモリに記憶する。
上述の３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出が終了すると、主制御装置２０は、図９に示されるように、ウエハステージＷＳＴを白抜き矢印方向（＋Ｙ方向）へ移動させる。そして、主制御装置２０は、図９中に星マークを付して示されるように、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークを検出する。この５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出は、主制御装置２０によって、実際には、次のようにして行われる。
まず、主制御装置２０は、図１０（Ａ）に示されるように、アライメント系ＡＬ２１、ＡＬ２４を用いて、それぞれの検出視野内に存在するアライメントマークを、並行して個別に検出する。このとき、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬ２１、ＡＬ２４それぞれが有する光学系の焦点に検出対象のアライメントマークが一致するように（ウエハＷの表面が一致するように）、アライメント系ＡＬ２１、ＡＬ２４それぞれが有するオートフォーカス機構を制御した状態（又はウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行った状態）で、アライメント系ＡＬ２１、ＡＬ２４を用いたアライメントマークの並行検出を実行する。
次に、主制御装置２０は、図１０（Ｂ）に示されるように、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３を用いて、それぞれの検出視野内に存在するアライメントマークを、並行して個別に検出する。このとき、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３それぞれが有する光学系の焦点に検出対象のアライメントマークが一致するように（ウエハＷの表面が一致するように）、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３それぞれが有するオートフォーカス機構を制御した状態（又はウエハＷのフォーカス・レベリング制御を行った状態）で、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３を用いたアライメントマークの並行検出を実行する。
次いで、主制御装置２０は、図１１に示されるように、アライメント系ＡＬ１を用いて、検出視野内に存在するアライメントマークを検出する。このときも、主制御装置２０は、アライメント系ＡＬ１が有する光学系の焦点に検出対象のアライメントマークが一致するように（ウエハＷの表面が一致するように）、アライメント系ＡＬ１が有するオートフォーカス機構を制御した状態（又はウエハＷのフォーカス制御を行った状態）で、アライメントマークの検出を実行する。
そして、主制御装置２０は、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の検出結果を、それぞれの検出時の干渉計システム１１８のＹ干渉計１６及びＸ干渉計１２７の位置情報（すなわちウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ、θｚ位置）と関連付けて、内部メモリに記憶する。
上述の５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出が終了すると、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向へ移動させる（図１２中の白抜き矢印参照）。そして、図１２に示されるように、計測プレート３０が投影光学系ＰＬの直下に位置する位置に、ウエハステージＷＳＴが到達すると、主制御装置２０は、その位置でウエハステージＷＳＴを停止させ、Pri-BCHK後半の処理を実行する。ここで、Pri-BCHK後半の処理とは、投影光学系ＰＬによって投影されたレチクルＲ上の一対の計測マークの投影像（空間像）を、計測プレート３０を含む前述した空間像計測装置４５Ａ，４５Ｂを用いて、例えば米国特許出願公開第２００２／００４１３７７号明細書などに開示される方法と同様の一対の空間像計測用スリット板ＳＬをそれぞれ用いたスリットスキャン方式の空間像計測動作にてそれぞれ計測する。そして、その計測結果（ウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ位置に応じた空間像強度）を内部メモリに記憶する処理を意味する。主制御装置２０は、上述のPri-BCHKの前半の処理の結果とPri-BCHKの後半の処理の結果とに基づいて、プライマリアライメント系ＡＬ１のベースラインを算出する。
さらに、主制御装置２０は、ウエハステージＷＳＴを＋Ｙ方向へ移動させ、５つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマーク、及び３つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出を順次実行し、それぞれの検出結果をそれぞれ検出時の干渉計システム１１８のＹ干渉計１６及びＸ干渉計１２７の位置情報（すなわちウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ、θｚ位置）と関連付けて、内部メモリに記憶する。ここで、５つのサードアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出は、前述した５つのセカンドアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出と同様の手順で行われ、３つのフォースアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出は、前述した３つのファーストアライメントショット領域に付設されたアライメントマークの検出と同様の手順で行われる。
主制御装置２０は、このようにして得た合計１６個のアライメントマークの検出結果（２次元位置情報）と対応する干渉計システム１１８のＹ干渉計１６及びＸ干渉計１２７の位置情報（すなわちウエハテーブルＷＴＢのＸ、Ｙ、θｚ位置）とを用いて、例えば米国特許第４，７８０，６１７号明細書などに開示される統計演算を行って、干渉計システム１１８の測長軸で規定される座標系（ウエハテーブルＷＴＢの中心を原点とするＸＹ座標系）上におけるウエハＷ上の全てのショット領域の配列及びスケーリング（ショット倍率）を算出する。さらに、その算出したショット倍率に基づいて、投影光学系ＰＬを構成する特定の可動レンズを駆動する、あるいは投影光学系ＰＬを構成する特定レンズ間に形成された気密室内部の気体の圧力を変更するなどして、投影光学系ＰＬの光学特性を調整する調整装置（不図示）を制御して投影光学系ＰＬの光学特性、例えば投影倍率を調整する。
その後、主制御装置２０は、事前に行われた前述のウエハアライメント（ＥＧＡ）の結果及び最新のアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースラインに基づいて、ステップ・アンド・スキャン方式の露光を行い、ウエハＷ上の複数のショット領域にレチクルパターンを順次転写する。以降、同様の動作が繰り返し行われる。
なお、セカンダリアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4のベースライン計測は、適宜なタイミングで、例えば米国特許第８，０５４，４７２号明細書に開示される方法と同様に、前述の一対のＺ干渉計４３Ａ、４３Ｂ及びＹ干渉計１６の少なくとも一方の計測値に基づいて、ＦＤバー４６（ウエハステージＷＳＴ）のθｚ回転を調整した状態で、アライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、それぞれの視野内にあるＦＤバー４６上の基準マークＭを同時に計測することで行われる。
ここで、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向にのみ移動させて行われる前述のアライメント計測に好適なウエハＷ上のアライメントマークのレイアウトの一例について説明する。
図１３（Ａ）には、ウエハＷ上の５つのセカンドアライメントショット領域を含む１行１１個のショット領域が、取り出して、５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２１〜ＡＬ２４とともに示されている。説明の便宜上、それぞれのショット領域にＳ１〜Ｓ１１の番号を付している。ここでは、ショット領域Ｓ１、Ｓ３、Ｓ６、Ｓ９、Ｓ１１の５つが、セカンドアライメントショット領域であるものとする。
ショット領域Ｓ６には、スキャン方向に直交するクロススキャン方向（ステッピング方向とも呼ばれる）であるＸ軸方向の中央にアライメントマーク（以下、適宜、マークと略記する）ＷＭ１が形成されており、このマークＷＭ１が、アライメント系ＡＬ１の検出中心（検出領域の中心）と一致している位置にウエハＷが位置している状態を、以下では、ウエハＷの基準状態と呼ぶ。なお、アライメントマークは、スクライブライン上に配置されるが、ここでは、説明の便宜上、ショット領域内に配置されているものとして図示している。
ショット領域のＸ軸方向の幅をｗとし、互いに隣接するアライメント系（ＡＬ２１、ＡＬ２２）、（ＡＬ２２、ＡＬ１）、（ＡＬ１、ＡＬ２３）、（ＡＬ２３、ＡＬ２４））の検出中心相互間の距離（間隔）をＤとする。ここでは、一例としてｗ＝２０ｍｍ、Ｄ＝５２ｍｍとして、説明を行う。なお、以下では、適宜、アライメント系について、検出中心相互の間隔という代わりに、単に「間隔」と言う。
なお、検出中心の相互の間隔Ｄは、設計上、予め定められた距離であっても良いし、ウエハテーブルＷＴＢに設けられた計測部材（例えばＦＤバー４６）を用いて計測したものでも良いし、ウエハテーブルＷＴＢに設けられたセンサを用いて計測したものでも良い。
ウエハＷが基準状態にあるときに、アライメント系ＡＬ１検出中心から２Ｄ＝１０４ｍｍ−Ｘ方向に離れた位置に検出中心を有するアライメント系ＡＬ２１によるマークの検出を可能にするためには、図１３（Ａ）に示されるように、ショット領域Ｓ１内に、Ｘ軸方向の中心から−Ｘ方向に距離ｄ２（＝４ｍｍ）ずれた位置に、アライメント系ＡＬ２１の検出対象となるマークＷＭ２が配置されていれば良い。
同様に、ウエハＷが基準状態にあるときに、アライメント系ＡＬ１の検出中心から２Ｄ＝１０４ｍｍ＋Ｘ方向に離れた位置に検出中心を有するアライメント系ＡＬ２４によるマークの検出を可能にするためには、ショット領域Ｓ１１内に、Ｘ軸方向の中心から＋Ｘ方向に距離ｄ２（＝４ｍｍ）ずれた位置に、アライメント系ＡＬ２４の検出対象となるマークＷＭ３が配置されていれば良い。
同様に、ウエハＷが基準状態にあるときに、アライメント系ＡＬ１の検出中心からＤ＝５２ｍｍ−Ｘ方向に離れた位置に検出中心を有するアライメント系ＡＬ２２によるマークの検出を可能にするためには、ショット領域Ｓ３内に、Ｘ軸方向の中心から＋Ｘ方向にｄ１（＝８ｍｍ）ずれた位置に、アライメント系ＡＬ２２の検出対象となるマークＷＭ４が配置されていれば良い。
同様に、ウエハＷが基準状態にあるときに、アライメント系ＡＬ１の検出中心からＤ＝５２ｍｍ＋Ｘ方向に離れた位置に検出中心を有するアライメント系ＡＬ２３によるマークの検出を可能にするためには、ショット領域Ｓ９内に、Ｘ軸方向の中心から−Ｘ方向にｄ１（＝８ｍｍ）ずれた位置に、アライメント系ＡＬ２３の検出対象であるマークＷＭ５が配置されていれば良い。
しかるに、マークＷＭ１〜ＷＭ５は、実際には露光によりウエハＷ上に形成されるものであるため、図１３（Ｂ）に示されるように、各ショット領域にマークＷＭ１〜ＷＭ５の全てが形成される。したがって、各ショット領域に、Ｘ軸方向の中心位置、中心位置から−Ｘ側にｄ１ずれた位置、中心位置から−Ｘ側にｄ２ずれた位置、中心位置から＋Ｘ側にｄ１ずれた位置、中心位置から＋Ｘ側にｄ２ずれた位置の合計５箇所にマークＷＭ１〜ＷＭ５があれば、ウエハＷが基準状態を維持したまま、すなわち所定の位置に停止したまま、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4により、５つのセカンドアライメントショット領域のマークを検出することが可能である。
上述の実施形態中の説明では、ここでの説明と同様、ショット領域内の５箇所にマークＷＭ１〜ＷＭ５が存在することを前提に、ウエハステージＷＳＴをＹ軸方向にのみ駆動して、各位置決め位置で、５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２1〜ＡＬ２4の３つ又は５つの検出視野内に検出対象となるアライメントマークが当然に位置するものとしていた。
しかるに、別の観点から考えると、相互の間隔がＤ１＝４Ｄ（＝２０８ｍｍ）であるアライメント系ＡＬ２１とアライメント系ＡＬ２４とによるマークの並行検出では、１つのショット領域内のマークＷＭ２と、別のショット領域内のマークＷＭ３を検出する。マークＷＭ２とマークＷＭ３は、図１４（Ａ）に拡大して示されるように、各ショット領域Ｓ内にＸ軸方向に間隔ｄ１（＝８ｍｍ）離れて形成された２つのマークである。
また、相互の間隔がＤ２＝２Ｄ（＝１０４ｍｍ）であるアライメント系ＡＬ２２とアライメント系ＡＬ２３とによるマークの並行検出では、１つのショット領域内のマークＷＭ４と、別のショット領域内のマークＷＭ５を検出する。マークＷＭ４とマークＷＭ５は、図１４（Ａ）に拡大して示されるように、各ショット領域Ｓ内のＸ軸方向に互いに２ｄ１＝１６ｍｍ離れた位置に形成された２つのマークである。
しかるに、図１４（Ｂ）に示されるように、隣接する２つのショット領域（便宜上、ショット領域ＳＡとショット領域ＳＢとする）のうち、丸で囲んで示されている、一方のショット領域ＳＡ内のマークＷＭ１と、他方のショット領域ＳＢ内のマークＷＭ３とのＸ軸方向の間隔は、２ｄ１＝１６ｍｍである。図示は省略されているが、ショット領域ＳＡ内のマークＷＭ１と、ショット領域ＳＡにショット領域ＳＢとは反対側で隣接する別のショット領域内のマークＷＭ２とのＸ軸方向の間隔も、２ｄ１＝１６ｍｍである。
したがって、基準状態を維持することなく、ウエハＷを、Ｘ軸方向に所定距離移動することで、アライメント系ＡＬ２２とアライメント系ＡＬ２３により、いずれかのショット領域内のマークＷＭ３（又はＷＭ２）と別のショット領域内のマークＷＭ１とを、並行して検出することが可能になる。すなわち、検出に際して、ウエハＷをＹ軸方向のみならず、Ｘ軸方向についても移動することで、各ショット領域には、マークＷＭ１、ＷＭ２、ＷＭ３のみが形成されていれば良くなる。換言すれば、各ショット領域には、マークＷＭ２に対して、Ｘ軸方向に間隔ｄ１＝８ｍｍ離れたマークＷＭ３と、マークＷＭ２に対して、Ｘ軸方向に間隔ｄ２＝４ｍｍ離れたマークＷＭ１が形成されていれば良い。
ここで、間隔ｄ１、ｄ２と、アライメント系ＡＬ２１、ＡＬ２４相互の間隔Ｄ１＝４Ｄ＝２０８ｍｍ、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３相互の間隔Ｄ２＝２Ｄ＝１０４ｍｍと、ショット領域のＸ軸方向の長さｗ（＝２０ｍｍ）との関係を考えると、
Ｄ１＝１０ｗ＋ｄ１、及びＤ２＝５ｗ＋ｄ２の関係が成立することがわかる。
これより、ｄ１は、Ｄ１をｗで除したときの余りであり、ｄ２は、Ｄ２をｗで除したときの余りであることがわかる。
ところで、前述したアライメントシーケンスでは、アライメント系ＡＬ１は、単独で、１つのマークを検出するのであるから、いずれのマークを検出対象としても何ら問題はない。
上では、マークＷＭ２と、マークＷＭ２に対して、Ｘ軸方向にそれぞれ間隔ｄ１、ｄ２離れたマークＷＭ１、ＷＭ３の合計３つのマークがショット領域内に設けられている場合について説明したが、これに限らず、ショット領域内にＸ軸方向に間隔ｄ１離れた２つのマークと、Ｘ軸方向に間隔ｄ２離れた２つのマークとが設けられていても良い。
例えば、図１５に示されるように、各ショット領域Ｓ内に互いにｄ２離間した２つのマークＷＭ３、ＷＭ４と、互いにｄ１離間した２つのマークＷＭ５、ＷＭ１との合計４つのマークが設けられていても良い。この場合、相互の間隔がＤ１＝４Ｄ＝２０８ｍｍであるアライメント系ＡＬ２１とアライメント系ＡＬ２４とによるマークの並行検出では、いずれかのショット領域内のマークＷＭ５（又はＷＭ４）と、別のショット領域内のマークＷＭ１を検出し、相互の間隔がＤ２＝２Ｄ＝１０４ｍｍであるアライメント系ＡＬ２２とアライメント系ＡＬ２３とによるマークの並行検出では、いずれかのショット領域内のマークＷＭ４と、別のショット領域内のマークＷＭ５を検出し、アライメント系ＡＬ１によりいずれかのショット領域のいずれかのマーク、例えばマークＷＭ３を検出することが可能になる。
これまでの説明からわかるように、先に説明したマークＷＭ２、マークＷＭ３及びマークＷＭ１の３つのマークのみを、各ショット領域内に設ける例は、前述した図１４（Ａ）、図１５のような場合の特殊なケース、すなわち可能な限りショット領域内のマーク数を少なくしたケースであることがわかる。
これまでの説明は、上述したアライメント系（ＡＬ２１、ＡＬ２４）、（ＡＬ２２、ＡＬ２３）、ＡＬ１の３組（アライメント系ＡＬ１は１つであるが、ここでは組としている）で、マークの検出を行うことを前提としていた。しかし、アライメント系ＡＬ２４、あるいはアライメント系ＡＬ２１が、単独でマークを検出することとしても良い。これらの場合の５つのアライメント系ＡＬ１、ＡＬ２１〜ＡＬ２４の組み分けは、アライメント系（ＡＬ２１、ＡＬ１）、（ＡＬ２２、ＡＬ２３）、ＡＬ２４、あるいはアライメント系（ＡＬ２２、ＡＬ２３）、（ＡＬ１、ＡＬ２４）、ＡＬ２１とすることができる。
これらの組分けの場合、並行検出を行う２つのアライメント系のＸ軸方向の間隔は、いずれもＤ２＝２Ｄ＝１０４ｍｍとなる。
かかる場合には、いずれのアライメント系の組を用いる並行検出においても、Ｘ軸方向に２ｄ１＝１６ｍｍ離れた２つ１組のマークが検出対象となる。例えば図１６に示されるように、ショット領域ＳＡ内のマークＷＭ１と、隣接するショット領域ＳＢ内のマークＷＭ３とのＸ軸方向の間隔は、２ｄ１である。この場合、各ショット領域には、Ｘ軸方向の間隔がｄ２＝４ｍｍである、一組のマークＷＭ１とマークＷＭ３（又はＷＭ２）が設けられていれば良い。この場合も、Ｄ２＝５ｗ＋ｄ２の関係が成立し、ｄ２は、並行検出に用いられる各組のアライメント系相互の間隔Ｄ２をｗで除したときの余りであることがわかる。
以上説明したように、露光装置１００で行われるアライメント計測（マーク検出方法）によると、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4を用いて、ウエハＷ上にＸ軸方向に並ぶ複数のアライメントマークを、複数回、例えば３回に分けて検出するので、１回の検出では１つのアライメント系を用いたアライメントマークの検出又は２つのアライメント系を用いたアライメントマークの並行検出が行われる。より具体的には、５つのアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のうち、所定の１つのアライメント系、例えばアライメント系ＡＬ１を除く４つのアライメント系ＡＬ２1〜ＡＬ２4を、互いに異なる２つ１組のアライメント系から成る２組（例えばアライメント系ＡＬ２１、ＡＬ２４と、アライメント系ＡＬ２２、ＡＬ２３）に組分けし、各組のアライメント系をそれぞれ用いて、ウエハＷ上の複数のアライメントマークから選択された２つのアライメントマークを並行して検出する並行検出を２回行うとともに、アライメント系ＡＬ１を用いてウエハＷ上の１つのアライメントマークを検出する。この場合において、ウエハＷ上には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に２次元配列された複数のショット領域が形成されるとともに、複数のアライメントマークが形成されている。複数のアライメントマークは、ショット領域のＸ軸方向の長さの間隔でＸ軸方向に沿って繰り返し配置され、各組のアライメント系相互のＸ軸方向の距離（間隔）を、ショット領域のＸ軸方向の長さで除した余りだけＸ軸方向に互いに離れて配置された少なくとも２つのマークがそれぞれ属する複数組のアライメントマークを含む。そして、この複数組のアライメントマークの中から２つのアライメントマークが各組のアライメント検出系それぞれの検出の対象として選択される。
したがって、露光装置１００で行われるアライメント計測（マーク検出方法）によると、複数（５つ）のアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれとして、固定のアライメント系を採用することが可能である。この結果、複数のアライメント系の少なくとも１つとして可動のアライメント系を採用する場合と比べて、コストの低減及び露光装置内部のスペース効率の向上が可能となる。後者のスペース効率の向上の一例としては、例えばアライメント系が有する光学系の大口径化が可能となるので、開口数Ｎ．Ａ．の大きな光学系を採用したり、光学系の内部に結像特性等の調整機構を内蔵したりすることが可能になる。
これに加えて、１度に、多くても２つのアライメント系によるマークの検出しか行われないので、ウエハ表面の凹凸、あるいはアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4間のフォーカス誤差（又は焦点合わせの精度）等の影響を殆ど受けることがない高精度なマーク検出（アライメント計測）を行うことが可能になる。
また、露光装置１００では、上述した高精度なマークの検出結果に基づいて、ウエハステージＷＳＴを駆動して、ステップ・アンド・スキャン方式で、ウエハＷ上の複数のショット領域に対して露光が行われるので、高精度な露光（重ね合わせ精度の良好な露光）が可能となる。
また、複数のアライメント系相互のＸ軸方向の間隔と、ショット領域のＸ軸方向の長さとを考慮して、ウエハＷ上のアライメントマークのＸ軸方向の配置を定めるレイアウト方法が採用されているので、最小限の個数、具体的には、並行検出に用いる２つ１組のアライメント系のＸ軸方向の間隔が、各組で等しい場合には、２つ、異なる間隔Ｄ１、Ｄ２を含む場合には、３つのアライメントマークを、各ショット領域内に配置すれば足りるようになる。
なお、上述したウエハ上のマークのレイアウト方法は、例えば米国特許第８，４３２，５３４号明細書、米国特許第８，０５４，４７２号明細書などに開示されている、固定のアライメント系と、可動のアライメント系とを含む複数のアライメント系を備える露光装置などの露光対象となるウエハに対しても好適に適用できる。これらの露光装置でも、可動のアライメント系の位置を、一旦ショットマップに合わせて調整した後は、その位置を固定したまま、ウエハ上の複数のアライメントマークを、ウエハ（ウエハステージ）を、ＸＹ平面内で移動しつつ、複数のアライメント系を用いて効率的に検出することが可能になる。なお、アライメント系の位置の調整とは、アライメント系を構成する部材（例えば少なくとも１つの光学部材）を動かして、そのアライメント系の検出中心（検出領域）のＸＹ平面内での位置を調整することを含む。
なお、上記実施形態では、アライメント系が５つ設けられた場合について説明したが、これに限らず、アライメント系は、２つ以上であれば、幾つ設けられていても良い。例えば、アライメント系が７つ（又は９つ）、例えばＸ軸方向に等間隔Ｄで設けられている場合、７つ（又は９つ）のアライメント系のうちの所定の１つを除く６つ（又は８つ）のアライメント系を、互いに異なる２つ１組のアライメント系から成る３組（又は４組）に組分けし、各組のアライメント系をそれぞれ用いて、前述した複数組のアライメントマークから選択された２つのアライメントマークを並行して検出する並行検出を３回（又は４回）行うとともに、所定の１つのアライメント系を用いてウエハ上の１つのマークを検出することとすれば良い。
これより明らかなように、Ｎ個（Ｎは奇数）のアライメント系がＸ軸方向に所定間隔で設けられている場合、Ｎ個のアライメント系のうちの所定の１つを除く（Ｎ−１個）のアライメント系を、互いに異なる２つ１組のアライメント系から成る（Ｎ−１）／２組に組分けし、各組のアライメント系をそれぞれ用いて、前述した複数組のアライメントマークから選択された２つのマークを並行して検出する並行検出を（Ｎ−１）／２回行うとともに、所定の１つのアライメント系を用いてウエハ上の１つのマークを検出することとすれば良い。
なお、Ｎが偶数の場合は、Ｎが奇数の場合において、所定の１つのアライメント系が無い場合に相当するので、Ｎが奇数の場合における、その所定の１つのアライメント系による検出を省略した場合と同じ手順でマークの検出が行われる。すなわち、Ｎが偶数の場合には、ウエハ上にショット領域のＸ軸方向の長さの間隔でＸ軸方向に沿って繰り返し配置された複数組のアライメントマークから選択された２つのマークを、互いに異なる２つ１組のアライメント系をそれぞれ用いて並行して検出する並行検出をＮ／２回行えば良い。
なお、上記実施形態では、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のうち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２を、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗで除したときの余りｄ１、ｄ２が、共に０（零）でない場合（すなわち、間隔Ｄ１，Ｄ２が、幅ｗの整数倍でない場合）について説明したが、余りｄ１、ｄ２の少なくとも一方は、０であっても良い。すなわち、間隔Ｄ１，Ｄ２が、幅ｗの整数倍であっても良い。
例えば、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のうち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２が、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗで割り切れる場合には、一例として図１７に示されるように、各ショット領域ＳにマークＷＭが、１つのみ、各ショット領域Ｓ内の同一位置に形成されていれば足りる。この場合、上記実施形態において、あるショット領域（区画領域）と、それとは別のショット領域とで、それぞれのショット領域内の異なる位置にあるマークを並行して検出可能であったのとは異なり、あるショット領域（区画領域）と、それとは別のショット領域とで、それぞれのショット領域内の同じ位置にあるマークを並行して検出することになる。
要は、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ（Ｄ１、Ｄ２など）と、ショット領域のＸ軸方向の幅ｗとに基いて配置された複数のショット領域（区画領域）のそれぞれに配置されたマークを、並行検出可能なアライメント系の組を決めて、アライメント系の数Ｎが奇数の場合、Ｎが偶数の場合のそれぞれで、上述したように各組のアライメント系をそれぞれ用いて、前述した複数組のアライメントマークから選択された２つのマークを並行して検出する並行検出を（Ｎ−１）／２回、又はＮ／２回行えば良い。並行検出を（Ｎ−１）／２回行う場合には、これに加えて所定の１つのアライメント系を用いてウエハ上の１つのマークを検出する。
なお、上記実施形態では、各アライメント系として、画像処理方式のＦＩＡ（Field Image Alignment）系が用いられる場合について例示したが、これに限らず、格子マークが形成されたウエハを移動しつつ、その格子マークに対して計測光（計測ビーム）を照射し、格子マークから発生する複数の回折光同士の干渉光を検出することで、格子マークの位置情報を検出する回折光干渉方式のアライメント系を用いても良い。回折光干渉方式のアライメント系については、例えば米国特許第７，３１９，５０６号明細書に、詳細に開示されている。
なお、回折光干渉方式のアライメント系を採用する場合、検出中心（検出位置）は計測ビームの照射位置で規定することができ、検出中心の相互の間隔Ｄは、計測ビームの照射位置の相互の間隔で規定することができる。回折光干渉方式のアライメント系を採用する場合も、検出中心の相互の間隔Ｄは、設計上、予め定められた距離であっても良いし、ウエハテーブルＷＴＢに設けられた計測部材（例えばＦＤバー４６）を用いて計測されたものであっても良いし、ウエハテーブルＷＴＢに設けられたセンサを用いて計測されたものであっても良い。
図１８（Ａ）には、ウエハＷ上の１行１１個のショット領域Ｓ１〜Ｓ１１が、取り出して、図１３（Ａ）の５つのアライメント系と同一の配置で設けられた、回折光干渉方式のアライメント系から成るアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4とともに示されている。また、図１８（Ｂ）には、図１８（Ａ）の１つのショット領域の一部が拡大して示されている。図１８（Ｂ）からわかるように、マークＷＭ１〜ＷＭ５のそれぞれとして、Ｘ軸方向を周期方向とする一次元格子マークが用いられている。この場合、マークＷＭ（ＷＭ１〜ＷＭ５）の位置情報を検出するためには、図１８（Ｃ）に概念的に示されるように、計測ビームＬＢに対してマークＷＭ（ウエハ）をマークＷＭの周期方向（Ｘ軸方向）に相対移動しつつ、マークＷＭから発生する複数の回折光を、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4で検出することとなる。なお、図１８（Ｃ）では、図示の便宜上から、固定のマークＷＭに対して、計測ビームＬＢが移動しているように示されているが、実際には、計測ビームＬＢの照射位置が固定で、マークＷＭ（ウエハ）が白矢印と反対方向に移動する。
この場合も、Ｄ１／ｗ＝１０＋ｄ１（＝８ｍｍ）、Ｄ２／ｗ＝５＋ｄ２（＝４ｍｍ）の関係が成立する。したがって、この場合も、前述と同様の３組のアライメント系（（ＡＬ２１、ＡＬ２４）、（ＡＬ２２、ＡＬ２３）、ＡＬ１）によるマークＷＭ１〜ＷＭ５の検出（位置情報の計測）が可能である。
なお、マークＷＭとしては、Ｘ軸方向を周期方向とする格子マークに限らず、図１８（Ｄ）に示されるように、Ｘ軸に対して＋４５度傾斜した方向を周期方向とする一次元マークＷＭａと、Ｘ軸に対して−４５度傾斜した方向を周期方向とする一次元マークＷＭｂとから成る二次元マークを用いても良い。この場合も、計測時には、ウエハをＸ軸方向に移動させつつアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4によってその二次元マークから発生する回折光を検出すれば良い。また、図１８（Ｅ）及び図１８（Ｄ）にそれぞれ示されるように、計測ビームに対してウエハをＹ軸方向に移動させつつ、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4によってマークの検出動作ができるように、一次元格子マーク、２次元格子マークを配置しても良い。いずれの場合であっても、前述と同様の３組のアライメント系（（ＡＬ２１、ＡＬ２４）、（ＡＬ２２、ＡＬ２３）、ＡＬ１）によるマークＷＭ１〜ＷＭ５の検出（位置情報の計測）が可能である。
なお、図１８（Ｂ）のように一次元格子マークを用いる場合には、格子マークのＸ軸方向の中心位置を、その格子マークのＸ軸方向の位置として、ｄ１、ｄ２に基づきＷＭ１〜ＷＭ５を配置しても良いし、格子マークのＸ軸方向のいずれか一方のエッジの位置を、その格子マークのＸ軸方向の位置として、ｄ１、ｄ２に基づきＷＭ１〜ＷＭ５を配置しても良い。また、図１８（Ｄ）のように２次元格子マークを用いる場合には、Ｘ軸方向に関する格子マークＷＭａとＷＭｂとの境界を、その格子マークのＸ軸方向の位置として、ｄ１、ｄ２に基づきＷＭ１〜ＷＭ５を配置しても良いし、格子マークのいずれか一方のエッジの位置を、その格子マークのＸ軸方向の位置として、ｄ１、ｄ２に基づきＷＭ１〜ＷＭ５を配置しても良い。
また、計測ビームＬＢの照射位置を変更しながらマーク検出を行う回折光干渉方式のアライメント系を採用しても良い。この場合、ウエハを停止させた状態で計測ビームＬＢを移動させて、計測ビームＬＢと格子マークとの相対移動を行っても良いし、計測ビームＬＢとウエハの両方を移動させて、計測ビームと格子マークとの相対移動を行っても良い。
なお、計測ビームとアライメントマークとを相対的な移動を伴うアライメント系は、格子マークを用いる回折光干渉方式のアライメント系に限られない。
なお、上記実施形態では、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のうち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２を、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗで除したときの余りｄ１、ｄ２に従って、マークＷＭ１〜ＷＭ５相互の位置関係が設定されている、すなわちマークＷＭ１〜ＷＭ５それぞれが、余りｄ１、ｄ２によって定まる位置に形成されている場合について説明した。しかしながら、画像方式のアライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の場合、検出領域（検出視野）内に検出対象のマークが入るならば、そのマークの検出は可能である。したがって、このことを考慮して、マークの位置を設計上定めても良い。すなわち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２と、１つのショット領域のＸ軸方向の幅ｗと、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれの検出視野の大きさと、マークの大きさと、に基づいて、マークＷＭ１〜ＷＭ５相互の位置関係を設定しても良い。すなわち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２を、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗで除したときの余りｄ１、ｄ２と、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4のそれぞれの検出視野の大きさと、マークの大きさと、に基づいて、マークＷＭ１〜ＷＭ５相互の位置関係を設定しても良い。例えば、アライメント系ＡＬ２1とアライメント系ＡＬ２4とによって並行検出されるマークＷＭ２とマークＷＭ３とが、余りｄ２で決定される設計上の位置にある場合には、並行検出時には、図１９（Ａ）に示されるように、マークＷＭ２、ＷＭ３（図中では十字で示されている）の中心は、アライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２4それぞれの検出中心（図中では黒丸で示されている）にほぼ一致する。しかしながら、例えば、マークＷＭ２とマークＷＭ３とが、余りｄ２で決定される設計上の位置からずらしている場合には、例えば図１９（Ｂ）に示されるように、アライメント系ＡＬ２1とアライメント系ＡＬ２4とによって並行検出されるマークＷＭ２、ＷＭ３の中心位置は、アライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２4の検出中心から幾分ずれるが、このずれ量は既知であり、マークがアライメント系の検出視野内からはみ出さない限り、マークＷＭ２、ＷＭ３の中心位置の計測は可能である。なお、アライメント系の検出視野内であれば、検出中心に対してＸ軸方向に限らず、Ｙ軸方向その他のいずれの方向に位置ずれしていても良い。
なお、図１９（Ａ）、図１９（Ｂ）で、中央は、対比のため、アライメント系ＡＬ１によって単独で検出されるマークＷＭ１のアライメント系ＡＬ１の検出中心との関係を示す。
回折干渉方式のアライメント系の場合にも、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２と、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗとに基づいて、マークＷＭ１〜ＷＭ５相互の位置関係を設定すれば良い。すなわち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心（ビームの照射位置）相互の間隔Ｄ１、Ｄ２を、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗで除したときの余りｄ１、ｄ２に従って、マークＷＭ１〜ＷＭ５相互の位置関係を設定すれば良い。したがって、例えば、アライメント系ＡＬ２1とアライメント系ＡＬ２4とによって並行検出されるマークＷＭ２とマークＷＭ３とが、余りｄ２で決定される設計上の位置にある場合には、並行検出時には、アライメント系ＡＬ２１の検出中心とマークＷＭ２との位置関係と、アライメント系ＡＬ２４の検出中心とマークＷＭ３の位置関係をほぼ一致させることができ、図２０（Ａ）に示されるように、マークＷＭ２、ＷＭ３のいずれにおいても、アライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２4それぞれの計測ビームＬＢによって、周期方向の全領域が走査される。このことを、図２０（Ａ）では、それぞれのマークの中心に対して、計測ビームＬＢの走査開始点と走査終了点が左右対称であることによって示している。
しかしながら、例えば、マークＷＭ２とマークＷＭ３とを、余りｄ２で決定される設計上の位置からずらしても良い。例えば図２０（Ｂ）では、アライメント系ＡＬ２1で検出されるマークＷＭ２は、余りｄ２で決定される位置から＋Ｘ方向にずらして配置され、アライメント系ＡＬ２4によって検出されるマークＷＭ３は、余りｄ２で決定される位置から−Ｘ方向にずらして配置されている。この場合、図２０（Ｂ）に示されるように、アライメント系ＡＬ２1の計測ビームＬＢとマークＷＭ２との位置関係は、アライメント系ＡＬ２4の計測ビームＬＢとマークＷＭ３との位置関係は異なっているが、並行検出に用いられるアライメント系ＡＬ２1、ＡＬ２4のそれぞれの計測ビームが、位置計測に必要な距離を、マークＷＭ２、ＷＭ３に対して走査可能であれば、それらのマークの位置計測は可能である。したがって、マークＷＭ２とマークＷＭ３を、余りｄ２で決定される位置からずらしても良い。すなわち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２と、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗと、マークの大きさ、及び計測ビームとマーク（ウエハ）との相対移動距離などに基づいて、マークＷＭ１〜ＷＭ５相互の位置関係を設定しても良い。すなわち、並行検出に用いられる各組の２つのアライメント系の検出中心相互の間隔Ｄ１、Ｄ２を、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗで除したときの余りｄ１、ｄ２、マークの大きさ、及び計測ビームとマーク（ウエハ）との相対移動距離などに基づいて、マークＷＭ１〜ＷＭ５相互の位置関係を設定しても良い。
なお、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）は、中央は、対比のため、アライメント系ＡＬ１によって単独で検出されるマークＷＭ１に対する計測ビームＬＢの走査の様子を示す。
なお、図２０（Ａ）、図２０（Ｂ）に示されているように、計測ビームで格子マーク（例えば、ＷＭ２、ＷＭ３）を走査する場合、計測ビームが、周期方向両側のマークのエッジを通過することが望ましいが、片側のエッジを計測ビームが通過するだけでもマークの位置計測は可能である。また、マークの周期方向一側のエッジを跨ぐように計測ビームが照射されている状態から走査が開始され、他側のエッジを跨ぐように計測ビームが照射されている状態で走査が終了した場合に、マークの位置計測が可能な場合もある。また、マークの周期方向一側のエッジを跨ぐように計測ビームが照射されている状態から走査が開始され、他側のエッジに計測ビームが照射されることなく走査が終了した場合、あるいはマークの周期方向一側のエッジに計測ビームが照射されることなく走査が開始され、他側のエッジを跨ぐように計測ビームが照射されている状態で走査が終了した場合に、マークの位置計測が可能な場合がある。
なお、４５度傾斜マークの場合、Ｘ軸に対して＋４５度傾斜したマークＷＭａ、Ｘ軸に対して−４５度傾斜したマークＷＭｂのそれぞれが、位置計測に必要な距離を計測ビームＬＢに対して走査可能であれば、余りｄ１、ｄ２から決まる位置から、マークの配置をずらしても良い。
なお、図２０においては、計測ビームＬＢが格子マーク上を＋Ｘ方向に移動するように、計測ビームＬＢとウエハＷとが相対移動しているが、計測ビームＬＢが格子マーク上を−Ｘ方向に移動するように、計測ビームＬＢとウエハＷとが相対移動しても良い。また並行検出の１つの組の検出動作は、計測ビームＬＢが格子マーク上を＋Ｘ方向に移動するように、計測ビームＬＢとウエハＷとを相対移動し、他の組の検出動作は、計測ビームＬＢが格子マーク上を−Ｘ方向に移動するように、計測ビームＬＢとウエハＷとを相対移動させても良い。
なお、上述の実施形態において、「並行検出」とは、１つの組に含まれている複数のアライメント系の検出動作期間が完全に一致している場合だけでなく、１つの組に含まれる、１つのアライメント系の（例えばＡＬ２２）の検出動作期間の一部と、別のアライメント系（例えばＡＬ２３）の検出動作期間の一部とが重複している場合も含む。
また、「並行検出」を行わなくても良い。すなわち、１つの組に含まれる、１つのアライメント系の（例えばＡＬ２２）の検出動作が終了した後に、別のアライメント系（例えばＡＬ２３）の検出動作を行うようにしても良い。
また、上述の実施形態においては、２つのアライメント系の検出中心相互の間隔（Ｄ１、Ｄ２）を、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗで除したときの余りｄ１、ｄ２、が零でない場合、その余りｄ１、ｄ２に基づいて複数のアライメントマークを各ショット領域内に配置しているが、２つのアライメント系の検出中心相互の間隔（Ｄ１、Ｄ２）と、それぞれショット領域のＸ軸方向の幅ｗとに基づいて、アライメント系のマーク検出動作を制御しても良い。すなわち、余りｄ１、ｄ２に基づいてアライメント系を用いた検出動作を制御しても良い。この場合、例えば、余りｄ１、ｄ２に基づいて複数のアライメントマークＷＭ２、ＷＭ３、ＷＭ４、ＷＭ５を設けなくても良い。
例えば、上述の回折光干渉方式のアライメント系を用いる場合、図２１（Ａ）にショット領域Ｓ１〜Ｓ１１を代表的に取り上げて示されるように、各ショット領域Ｓｉに格子マークＷＭ１’（図２１（Ａ）の円Ｃ内の拡大図参照）のみを設け、余りｄ１、ｄ２に基づいて、計測ビームＬＢで格子マークを走査する検出動作を制御しても良い。検出動作の制御は、計測ビームＬＢの照射が開始されるタイミング（計測ビームＬＢの照射が開始されるウエハＷ上の位置）、計測ビームＬＢの照射が終了するタイミング（計測ビームＬＢの照射が終了するウエハＷ上の位置）、計測ビームＬＢがウエハＷ上を走査する距離（ウエハＷの移動距離）、及び計測ビームと格子マーク（ウエハＷ）との相対速度の少なくとも１つを制御することを含む。
例えば、図２１（Ｂ）に示されるように、ウエハＷを−Ｘ方向に移動しながら、アライメント系ＡＬ２4でショット領域Ｓ１１のアライメントマークＷＭ１’を検出し、アライメント系ＡＬ２1でショット領域Ｓ１のアライメントマークＷＭ１’を検出する場合、例えば、ショット領域Ｓ１１のアライメントマークＷＭ１’の−Ｘ側にアライメント系ＡＬ２4の計測ビームが照射されている状態（図２１（Ｂ）の(B1)参照）からウエハＷを−Ｘ方向に移動し、アライメント系ＡＬ２4の計測ビームがショット領域Ｓ１１のアライメントマークＷＭ１’上を通過し（図２１（Ｂ）の(B2)参照）、さらにアライメント系ＡＬ２１の計測ビームがショット領域Ｓ１のアライメントマークＷＭ１’上を通過し、アライメント系ＡＬ２１の計測ビームがショット領域Ｓ１のアライメントマークＷＭ１’の＋Ｘ側に照射されている状態（図２１（Ｂ）の(B3)参照）までの検出動作を、余りｄ２に基づいて制御することができる。
なお、図２１（Ｂ）の検出動作を実施する場合、アライメント系ＡＬ２4の計測ビームによるマークＷＭ１’の走査開始から、アライメント系ＡＬ２1の計測ビームによるマークＷＭ１’の走査が終了するまでの期間においてウエハＷの移動速度は一定でも良いし、変更しても良い。例えば、余りｄ２より、計測ビームによりマークが走査されるタイミングを制御できるので、計測ビームによりマークが走査される期間のウエハの移動速度（Ｖｄとする）を、いずれのアライメント系のビームもマークを走査していない期間（例えば、アライメント系ＡＬ２4のビームよるマーク走査終了後、アライメント系ＡＬ２１の計測ビームによるマーク走査開始までの期間）のウエハＷの移動速度（Ｖndとする）よりも小さくしても良い。また、図２１（Ｂ）のような検出動作を実施する場合、アライメント系ＡＬ２4のビームによるマーク走査期間と、アライメント系ＡＬ２１の計測ビームによるマーク走査期間の一部が重複しても良い。
また図２１（Ｂ）のような検出動作を実施する場合、ウエハＷを−Ｘ方向に移動しながら、アライメント系ＡＬ２4でショット領域Ｓ１１のアライメントマークＷＭ１’を検出し、アライメント系ＡＬ２1でショット領域Ｓ１のアライメントマークＷＭ１’を検出した後に、ウエハＷを＋Ｘ方向に移動しながら、アライメント系ＡＬ２2でショット領域Ｓ３のアライメントマークＷＭ１’を検出し、アライメント系ＡＬ２3でショット領域Ｓ９のアライメントマークＷＭ１’の検出を行っても良い。この場合は、アライメント系ＡＬ２１、ＡＬ２2、ＡＬ２3、ＡＬ２4、による、ショット領域Ｓ１，Ｓ３，Ｓ９，Ｓ１１の各アライメントマークＷＭ１’の検出動作を、余りｄ１，ｄ２に基づいて制御すれば良い。
なお、上記実施形態では、複数のアライメント系の検出中心相互の間隔が、等間隔である場合について説明したが、必ずしも等間隔でなくても良い。例えば、ＦＩＡから成るアライメント系の場合、間隔のばらつきがそれぞれの検出視野のサイズより小さい程度であれば、特に問題がないことは、これまでの説明から明らかである。
また、検出に際して、ウエハＷをＸ軸方向についてステップ移動するＸステップの回数を増やすことで、マークの計測点数増やしても良い。すなわちアライメントショットの数を増やしても良い。例えば、ウエハＷ上のすべてのショット領域をアライメントショット領域としても良い。また、Ｘステップによって、ショット領域内でのマークの複数点計測を実行しても良い。
また、アライメントマークのショット領域内でのＹ軸方向の位置は上述の実施形態に限定されない。例えば、ショット領域の−Ｙ方向側のエッジ近傍に配置されていても良い。
また、上述の実施形態のアライメント系で検出されるアライメントマークは、重ね合わせ検査装置（Overlay検査装置）で用いられるマークであっても良い。
また、上記実施系形態では、一度に２つのアライメント系を用いて、異なるショット領域内の、異なる位置にあるマークを並行して計測する場合について説明したが、３つ以上のアライメント系を用いてマークの並行検出が可能であれば、そのようなマーク検出動作を行っても良いし、複数のアライメント系の全てでマークの並行検出が可能であれば、そのようなマーク検出動作を行なっても良い。例えば、上記実施形態において、ウエハのフラットネスが良好な場合には、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4の全てでマークの並行検出を行なうこととしても良い。
また、上記実施形態は、マルチレンズ光学系（マルチカラムタイプの光学系を含む）を有する露光装置において、それぞれのレンズの像面に最も近い位置にある先玉レンズを少なくとも含む一部のレンズを介して、マークを検出するＴＴＬアライメント系にも、適用可能である。かかるＴＴＬアライメント系については、例えば、米国特許第５，１５１，７５０号明細書、米国特許第６，２４２，７５４号明細書等に開示されている。
また、上記実施形態において、アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4で検出される複数のマークは、その検出結果に基づいて露光が行われる層の１つ前の層に形成された複数のマークであっても良いし、それよりも下層に形成されている複数のマークであっても良い。
また、上記実施形態においては、複数のマーク検出系（アライメント系ＡＬ１，ＡＬ２1〜ＡＬ２4）は、露光装置１００に搭載されているが、露光装置１００の外部に配置された計測装置に複数のマーク検出系を搭載し、上述したようなマーク検出動作を行っても良い。露光装置１００の外部に配置された計測装置は、例えば、米国特許４，８６１，１６２号明細書等に開示されている。
また、上述の実施形態において、各ショット領域に形成されるマーク（例えば、ＷＭ１、ＷＭ２、ＷＭ３、ＷＭ４、ＷＭ５）は、各ショット領域のスクライブライン上に形成されていてもよく、ショット領域の長さｗは、スクラブイブラインを含んでいても良い。
なお、露光装置でウエハステージの位置情報を計測する計測装置として、干渉計システムに代えて、あるいは、干渉計システムとともにエンコーダシステムを用いる場合、例えば、ウエハテーブル（ウエハステージ）上に格子部（スケール）を設け、これに対向してエンコーダヘッドをウエハステージの外部に配置する構成のエンコーダシステムに限らず、例えば米国特許出願公開第２００６／０２２７３０９号明細書などに開示されているように、ウエハステージにエンコーダヘッドを設け、これに対向してウエハステージの外部に格子部（例えば２次元格子又は２次元に配置された１次元の格子部）を配置する構成のエンコーダシステムを採用しても良い。いずれのエンコーダシステムでも、エンコーダヘッドとして、一次元ヘッドに限らず、Ｘ軸方向及びＹ軸方向を計測方向とする２次元ヘッドは勿論、Ｘ軸方向及びＹ軸方向の一方とＺ軸方向を計測方向とするセンサヘッドを用いても良い。後者のセンサヘッドとしては、例えば米国特許第７，５６１，２８０号明細書に開示されている変位計測センサヘッドを用いることができる。あるいは、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸の直交３軸方向を計測方向とする３次元ヘッドを用いても良い。
また、上述の実施形態では、露光装置が、液体（水）を介さずにウエハＷの露光を行うドライタイプである場合について説明したが、これに限らず、例えば欧州特許出願公開第１４２０２９８号明細書、国際公開第２００４／０５５８０３号、米国特許第６,９５２,２５３号明細書などに開示されているように、投影光学系とウエハとの間に照明光の光路を含む液浸空間を形成し、投影光学系及び液浸空間の液体を介して照明光でウエハを露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。また、例えば米国特許第８，０５４，４７２号明細書に開示される、液浸露光装置などにも、上記実施形態を適用することができる。
また、上記実施形態では、露光装置が、ステップ・アンド・スキャン方式等の走査型露光装置である場合について説明したが、これに限らず、ステッパなどの静止型露光装置に上記実施形態を適用しても良い。また、ショット領域とショット領域とを合成するステップ・アンド・スティッチ方式の縮小投影露光装置、プロキシミティー方式の露光装置、又はミラープロジェクション・アライナーなどにも上記実施形態は適用することができる。さらに、例えば米国特許第６，５９０，６３４号明細書、米国特許第５，９６９，４４１号明細書、米国特許第６，２０８，４０７号明細書などに開示されているように、複数のウエハステージを備えたマルチステージ型の露光装置にも上記実施形態を適用できる。また、例えば米国特許第７，５８９，８２２号明細書などに開示されているように、ウエハステージとは別に、計測部材（例えば、基準マーク、及び／又はセンサなど）を含む計測ステージを備える露光装置にも上記実施形態は適用が可能である。
また、上記実施形態の露光装置における投影光学系は縮小系のみならず等倍及び拡大系のいずれでも良いし、投影光学系ＰＬは屈折系のみならず、反射系及び反射屈折系のいずれでも良いし、その投影像は倒立像及び正立像のいずれでも良い。また、前述の照明領域及び露光領域はその形状が矩形であるものとしたが、これに限らず、例えば円弧、台形、あるいは平行四辺形などでも良い。
なお、上記実施形態の露光装置の光源は、ＡｒＦエキシマレーザに限らず、ＫｒＦエキシマレーザ（出力波長２４８ｎｍ）、Ｆ2レーザ（出力波長１５７ｎｍ）、Ａｒ2レーザ（出力波長１２６ｎｍ）、Ｋｒ2レーザ（出力波長１４６ｎｍ）などのパルスレーザ光源、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）などの輝線を発する超高圧水銀ランプなどを用いることも可能である。また、ＹＡＧレーザの高調波発生装置などを用いることもできる。この他、例えば米国特許第７,０２３,６１０号明細書に開示されているように、真空紫外光としてＤＦＢ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（又はエルビウムとイッテルビウムの両方）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用いても良い。
また、上記実施形態では、露光装置の照明光ＩＬとしては波長１００ｎｍ以上の光に限らず、波長１００ｎｍ未満の光を用いても良いことは言うまでもない。例えば、近年、７０ｎｍ以下のパターンを形成するために、ＳＯＲやプラズマレーザを光源として、軟Ｘ線領域（例えば５〜１５ｎｍの波長域）のＥＵＶ（Extreme Ultraviolet）光を発生させるとともに、この露光波長（例えば１３．５ｎｍ）の下で設計されたオール反射縮小光学系、及び反射型マスクを用いたＥＵＶ露光装置の開発が行われている。この装置においては、円弧照明を用いてマスクとウエハを同期走査してスキャン露光する構成が考えられるので、かかる装置にも上記実施形態を好適に適用することができる。この他、電子線又はイオンビームなどの荷電粒子線を用いる露光装置にも、上記実施形態は適用できる。
また、上述の実施形態においては、光透過性の基板上に所定の遮光パターン（又は位相パターン・減光パターン）を形成した光透過型マスク（レチクル）を用いたが、このレチクルに代えて、例えば米国特許第６，７７８，２５７号明細書に開示されているように、露光すべきパターンの電子データに基づいて、透過パターン又は反射パターン、あるいは発光パターンを形成する電子マスク（可変成形マスク、アクティブマスク、あるいはイメージジェネレータとも呼ばれ、例えば非発光型画像表示素子（空間光変調器）の一種であるＤＭＤ（Digital Micro-mirror Device）などを含む）を用いても良い。
また、例えば干渉縞をウエハ上に形成することによって、ウエハ上にライン・アンド・スペースパターンを形成する露光装置（リソグラフィシステム）にも上記実施形態を適用することができる。
さらに、例えば米国特許第６，６１１，３１６号明細書に開示されているように、２つのレチクルパターンを投影光学系を介してウエハ上で合成し、１回のスキャン露光によってウエハ上の１つのショット領域をほぼ同時に二重露光する露光装置にも上記実施形態を適用することができる。
なお、上記実施形態でパターンを形成すべき物体（エネルギビームが照射される露光対象の物体）はウエハに限られるものではなく、ガラスプレート、セラミック基板、フィルム部材、あるいはマスクブランクスなど、他の物体でも良い。
露光装置の用途としては半導体製造用の露光装置に限定されることなく、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、有機ＥＬ、薄膜磁気ヘッド、撮像素子（ＣＣＤ等）、マイクロマシン及びＤＮＡチップなどを製造するための露光装置にも広く適用できる。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上記実施形態を適用できる。
半導体素子などの電子デバイスは、図２２に示されるように、ウエハ上にレジスト（感応材）を塗布し、前述した実施形態の露光装置（パターン形成装置）により、パターンが形成されたレチクル（マスク）を用いてウエハ（感応物体）を露光するとともに、露光されたウエハを現像するリソグラフィステップを経て製造される。この場合、高集積度のデバイスを生産性良く製造することができる。
なお、半導体デバイスの製造プロセスが、リソグラフィステップの他に、デバイスの機能・性能設計を行うステップ、この設計ステップに基づいたレチクル（マスク）を製作するステップ、デバイス組み立てステップ（ダイシング工程、ボンディング工程、パッケージ工程を含む）、検査ステップ等を含んでも良い。
なお、これまでの記載で引用した露光装置などに関する全ての公報、国際公開、米国特許出願公開明細書及び米国特許明細書の開示を援用して本明細書の記載の一部とする。
本発明のレイアウト方法及びマーク検出方法、並びに計測装置は、複数のマーク検出系によるマークの検出に適している。また、本発明の露光方法及び露光装置は、基板上にパターンを生成するのに適している。また、本発明のデバイス製造方法は、マイクロデバイスの製造に適している。
ＡＬ１、ＡＬ２１〜ＡＬ２４…アライメント系、Ｓ、ＳＡ、ＳＢ…ショット領域、ＩＬ…照明光、Ｗ…ウエハ、ＷＭ１〜ＷＭ５…マーク。

Claims (38)

  1. ２以上のＮ個のマーク検出系によって基板上に配置された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、
    所定のレイアウト方法に従って複数のマークが配置された基板を用意することと、
    前記基板上に配置された前記複数のマークを、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された前記Ｎ個のマーク検出系によって検出することと、を、含み、
    前記レイアウト方法は、
    コンピュータによって、前記基板上に前記第１方向及び前記所定面内でこれに交差する第２方向に関して規定される複数の区画領域とともに配置される前記複数のマークの配置を決定することを含み、
    前記レイアウト方法に従い、前記第１方向に離れた少なくとも２つのマークが属する複数の組が、前記基板上に前記区画領域の前記第１方向の長さの間隔で前記第１方向に沿って繰り返し配置され、かつ前記Ｎ個のマーク検出系により検出可能となるように、前記複数の組のそれぞれに属するマーク同士が、前記Ｎ個のマーク検出系の前記第１方向の配置と、前記長さとに基づいて定められる所定の間隔で、前記第１方向に互いに離間して配置されている、マーク検出方法。
  2. 請求項１に記載のマーク検出方法において、
    前記所定の間隔は、
    前記Ｎが偶数の場合に、前記Ｎ個のマーク検出系が互いに異なる２つ１組に組分けされたＮ／２組、又は、前記Ｎが奇数の場合に前記Ｎ個のマーク検出系のうちの所定の１つを除く残りの（Ｎ−１）個のマーク検出系が互いに異なる２つ１組に組分けされた（Ｎ−１）／２組のうちの各組のマーク検出系相互間の前記第１方向の距離を、前記長さで除した余りに相当する間隔であるマーク検出方法。
  3. 請求項２に記載のマーク検出方法において、
    前記各組のマーク検出系相互の前記第１方向の距離が、互いに異なる距離Ｄ１とＤ２とを含む場合、
    前記各組に属するマークには、前記距離Ｄ１及びＤ２を、前記長さでそれぞれ除した余りの間隔ｄ１及びｄ２分、前記第１方向に離れた２つ１組のマークが２組含まれるマーク検出方法。
  4. 請求項３に記載のマーク検出方法において、
    前記２組のマークは、１つのマークを共通とするマーク検出方法。
  5. ２以上のＮ個のマーク検出系によって基板上に配置された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、
    所定のレイアウト方法に従って複数のマークが配置された基板を用意することと、
    前記基板上に配置された前記複数のマークを、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された前記Ｎ個のマーク検出系によって検出することと、を、含み、
    前記基板上に第１方向及び前記第１方向と交差する第２方向に関して規定された複数の区画領域のそれぞれに形成される少なくとも１つのマークの配置は、前記Ｎ個のマーク検出系により検出可能となるように、前記Ｎ個のマーク検出系それぞれの検出位置と、前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて決定されているマーク検出方法。
  6. ２以上のＮ個のマーク検出系によって基板上に配置された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、
    所定のレイアウト方法に従って複数のマークが配置された基板を用意することと、
    前記基板上に配置された前記複数のマークを、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された前記Ｎ個のマーク検出系によって検出することと、を、含み、
    前記基板上に第１方向及び前記第１方向と交差する第２方向に関して規定された複数の区画領域のそれぞれに形成される少なくとも１つのマークの配置は、前記Ｎ個のマーク検出系により検出可能となるように、前記Ｎ個のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と、前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて決定されているマーク検出方法。
  7. 請求項６に記載のマーク検出方法において、
    前記位置関係は、前記Ｎ個のマーク検出系の検出位置相互の、前記第１方向の距離を含むマーク検出方法。
  8. 請求項５〜７のいずれか一項に記載のマーク検出方法において、
    前記少なくとも１つのマークは、前記第１方向に離れた複数のマークを含み、
    前記第１方向に離れた前記複数のマークが形成される位置は、前記複数の区画領域のそれぞれでほぼ同じであるマーク検出方法。
  9. 請求項８に記載のマーク検出方法において、
    前記Ｎ個のマーク検出系は、第１マーク検出系と第２マーク検出系を含み、
    前記レイアウト方法に従い、前記複数の区画領域のうちの１つの区画領域に形成された複数のマークの１つが前記第１マーク検出系で検出でき、かつ前記１つの区画領域から前記第１方向に離れた別の区画領域に形成された複数のマークの１つが前記第２マーク検出系で検出できるように、前記複数の区画領域のそれぞれに形成される複数のマークの配置が決定されるマーク検出方法。
  10. 請求項９に記載のマーク検出方法において、
    前記レイアウト方法に従い、前記第１マーク検出系を用いた検出と並行して前記第２マーク検出系を用いた検出ができるように、前記複数の区画領域のそれぞれに形成される複数のマークの配置が決定されるマーク検出方法。
  11. 請求項９又は１０に記載のマーク検出方法であって、
    前記レイアウト方法に従い、前記第１マーク検出系で検出される前記マークの、前記１つの区画領域内での前記第１方向の位置が、前記第２マーク検出系で検出される前記マークの、前記別の区画領域内での前記第１方向の位置と異なるように、前記複数の区画領域のそれぞれに形成される複数のマークの配置が決定されるマーク検出方法。
  12. 請求項９〜１１のいずれか一項に記載のマーク検出方法において、
    前記レイアウト方法に従い、前記第１マーク検出系の検出位置と前記第２マーク検出系の検出位置の前記第１方向の距離を、前記長さで除した余りに基づいて、前記Ｎ個のマーク検出系により検出可能となるように、前記複数の区画領域それぞれに形成される複数のマークの配置が決定されるマーク検出方法。
  13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のマーク検出方法において、
    前記マークは、回折格子マークであるマーク検出方法。
  14. 所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された２以上のＮ個のマーク検出系を用いて、基板上に所定の位置関係で形成された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、
    前記Ｎが偶数の場合、前記Ｎ個のマーク検出系を、互いに異なる２つ１組のマーク検出系から成るＮ／２組に組分けし、前記基板上に前記第１方向及び前記所定面内でこれに交差する第２方向に形成された複数の区画領域とともに予め形成された複数のマークのうち、前記区画領域の前記第１方向の長さの間隔で前記第１方向に沿って繰り返し配置され、各組のマーク検出系相互の前記第１方向の距離を、前記区画領域の前記第１方向の長さで除した余りの間隔分前記第１方向に離れて配置された少なくとも２つのマークがそれぞれ属する複数組のマークから選択された２つのマークを、各組のマーク検出系をそれぞれ用いて並行して検出する並行検出をＮ／２回行い、
    前記Ｎが奇数の場合、前記Ｎ個のマーク検出系のうちの所定の１つを除く（Ｎ−１）個のマーク検出系を、互いに異なる２つ１組のマーク検出系から成る（Ｎ−１）／２組に組分けし、各組のマーク検出系をそれぞれ用いて、前記複数組のマークから選択された２つのマークの検出を（Ｎ−１）／２回行うとともに、前記所定の１つの前記マーク検出系を用いて前記基板上の１つのマークを検出するマーク検出方法。
  15. 基板上に形成された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、
    前記基板上には、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に複数の区画領域が規定されるとともに、前記複数の区画領域のそれぞれには、前記複数のマーク検出系のそれぞれの検出位置と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて配置された少なくとも１つのマークが形成され、
    前記複数のマーク検出系のそれぞれの検出位置と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系を用いたマーク検出動作が制御されるマーク検出方法。
  16. 基板上に形成された複数のマークを検出するマーク検出方法であって、
    前記基板上には、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に複数の区画領域が規定されるとともに、前記複数の区画領域のそれぞれには、前記複数のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて配置された少なくとも１つのマークが形成され、
    前記複数のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と、前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系を用いたマーク検出動作が制御されるマーク検出方法。
  17. 請求項１〜１６のいずれか一項に記載のマーク検出方法を用いて、前記基板上に形成された前記複数のマークのうちの少なくとも一部のマークを検出することと、
    前記マークの検出結果に基づいて、前記基板を移動して、前記複数の区画領域をエネルギビームで露光することと、を含む露光方法。
  18. 請求項１７に記載の露光方法を用いて前記基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、
    を含むデバイス製造方法。
  19. 基板上に複数の区画領域とともに形成された複数のマークを、所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置された２以上のＮ個のマーク検出系を用いて検出するマーク検出方法に適した複数のマークのレイアウト方法であって、
    請求項１４〜１６のいずれか一項に記載のマーク検出方法により複数のマークを検出できるように、前記基板上に複数の区画領域とともに複数のマークを予め配置するレイアウト方法。
  20. 基板上に所定の位置関係で形成された複数のマークの位置情報を計測する計測装置であって、
    所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置され、それぞれ前記マークを検出する２以上のＮ個のマーク検出系と、
    前記基板を保持して前記所定面内で移動するステージと、
    前記ステージの少なくとも前記所定面内の位置情報を計測する位置計測系と、
    前記位置計測系の計測情報に基づいて、前記ステージの移動を制御するとともに、前記複数のマークのうちの計測対象マークを検出する前記マーク検出系の検出結果と、その検出時の前記位置計測系の計測情報とに基づいて、前記計測対象マークの前記所定面内での位置情報を計測する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記Ｎ個のマーク検出系の検出中心相互の前記第１方向の距離と、前記基板上に前記第１方向及び前記所定面内でこれに交差する第２方向に形成された複数の区画領域それぞれの前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数の区画領域それぞれに配置された複数のマークのうち、２つ以上のマークを並行して検出可能な前記マーク検出系の組を決定し、
    決定した前記マーク検出系の組を用いて、前記２つ以上のマークを前記計測対象マークとして並行して検出する計測装置。
  21. 基板上に所定の位置関係で形成された複数のマークの位置情報を計測する計測装置であって、
    所定面内の第１方向に沿って検出中心が所定間隔で配置されるとともに、計測ビームを前記基板に対して前記所定面内で相対的に移動させつつ、前記基板上の前記マークを検出する複数のマーク検出系と、
    前記基板を保持して前記所定面内で移動するステージと、
    前記ステージの少なくとも前記所定面内の位置情報を計測する位置計測系と、
    前記位置計測系の計測情報に基づいて、前記ステージの移動を制御するとともに、前記複数のマークのうちの計測対象マークを検出する前記マーク検出系の検出結果と、その検出時の前記位置計測系の計測情報とに基づいて、前記計測対象マークの前記所定面内での位置情報を計測する制御装置と、を備え、
    前記制御装置は、前記基板上に前記第１方向及び前記所定面内でこれに交差する第２方向に形成された複数の区画領域のうち、前記第１方向に離れた２つの区画領域にそれぞれに配置されたマークを、前記計測対象のマークとして、前記複数のマーク検出系のうち２つを用いて検出するに際し、前記２つのマーク検出系の検出中心相互の前記第１方向の距離を、１つの前記区画領域の前記第１方向の長さで除した余りに基づいて、前記２つのマーク検出系それぞれからの計測ビームで前記格子マークを走査する検出動作を制御する計測装置。
  22. 基板上に形成された複数のマークを検出する計測装置であって、
    複数のマーク検出系と、
    制御装置と、を備え、
    前記基板上には、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に複数の区画領域が規定されるとともに、前記複数の区画領域のそれぞれには、少なくとも１つのマークが形成され、前記複数の区画領域のそれぞれに形成された少なくとも１つのマークは、前記複数のマーク検出系のそれぞれの検出位置と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系により検出可能となる位置関係で前記基板上に配置され、
    前記制御装置は、前記複数のマーク検出系のそれぞれの検出位置と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系を用いるマーク検出動作を制御する計測装置。
  23. 基板上に形成された複数のマークを検出する計測装置であって、
    複数のマーク検出系と、
    制御装置と、を備え、
    前記基板上には、第１方向及び前記第１方向に交差する第２方向に複数の区画領域が規定されるとともに、前記複数の区画領域のそれぞれには、少なくとも１つのマークが形成され、前記複数の区画領域のそれぞれに形成された少なくとも１つのマークは、前記複数のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系により検出可能となる位置関係で前記基板上に配置され、
    前記制御装置は、前記複数のマーク検出系の検出位置の前記第１方向における位置関係と前記区画領域の前記第１方向の長さとに基づいて、前記複数のマーク検出系を用いるマーク検出動作を制御する計測装置。
  24. 請求項２３に記載の計測装置において、
    前記位置関係は、前記複数のマーク検出系の検出位置相互の、前記第１方向の距離を含む計測装置。
  25. 請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の計測装置において、
    前記制御装置の制御により、前記複数のマーク検出系を用いて、前記複数の区画領域のうちの１つの区画領域に形成されたマークの検出と、前記１つの区画領域から前記第１方向に離れた別の区画領域に形成されたマークの検出を行う計測装置。
  26. 請求項２５に記載の計測装置において、
    前記１つの区画領域に形成されたマークの検出と、前記別の区画領域に形成されたマークの検出を並行して行う計測装置。
  27. 請求項２５又は２６に記載の計測装置において、
    前記複数のマーク検出系は、第１マーク検出系と第２マーク検出系とを含み、
    前第１、および第２マーク検出系のそれぞれの検出位置は前記第１方向に離れており、
    前記第１マーク検出系を用いて前記１つの区画領域に形成されたマークの検出を行い、
    前記第２マーク検出系を用いて前記別の区画領域に形成されたマークの検出を行う計測装置。
  28. 請求項２７に記載の計測装置において、
    前記第１マーク検出系の検出位置と前記第２マーク検出系の検出位置の前記第１方向の距離は、前記長さの非整数倍である計測装置。
  29. 請求項２７又は２８に記載の計測装置において、
    前記第１マーク検出系で検出されるマークの前記１つの区画領域内での位置は、前記第２マーク検出系で検出されるマークの前記別の区画領域内での位置と異なる計測装置。
  30. 請求項２７〜２９のいずれか一項に記載の計測装置において、
    前記複数のマーク検出系は、さらに第３マーク検出系を含み、
    前記第３マーク検出系の検出位置は、前記第１マーク検出系の検出位置、および前記第２マーク検出系の検出位置から、前記第１方向に離れており、
    前記１つの区画領域および前記別の区画領域から前記第１方向に離れたさらに別の区画領域に形成されたマークが前記第３マーク検出系を用いて検出する計測装置。
  31. 請求項３０に記載の計測装置において、
    前記第１及び第２マーク検出系を用いたマーク検出と、前記第３マーク検出系によるマーク検出の一方の検出終了後に、他方の検出を開始する計測装置。
  32. 請求項２２〜３１のいずれか一項に記載の計測装置において、
    前記複数の区画領域のそれぞれに形成される少なくとも１つのマークは、回折格子マークであり、
    前記複数のマーク検出系のそれぞれは、前記回折格子マークに計測ビームを照射するとともに、前記回折格子マークからの回折光を受光する計測装置。
  33. 請求項３２に記載の計測装置において、
    前記制御装置による前記マーク検出動作の制御は、前記回折格子マークに照射される計測ビームと前記基板との相対移動の制御を含む計測装置。
  34. 請求項３３に記載の計測装置において、
    前記相対移動の制御は、前記基板の位置の制御、又は前記基板の移動速度の制御、又はその両方を含む計測装置。
  35. 請求項３３又は３４に記載の計測装置において、
    前記制御装置による前記マーク検出動作の制御は、前記計測ビームの照射位置の制御、又は前記計測ビームの照射のタイミングの制御、又はその両方を含む計測装置。
  36. 請求項３３〜３５のいずれか一項に記載の計測装置において、
    前記制御装置による前記マーク検出動作の制御は、前記計測ビームの照射が開始される前記基板上の位置、前記計測ビームの照射が終了する前記基板上の位置、前記計測ビームが前記基板上を走査する距離、及び前記計測ビームと前記基板との相対速度の少なくとも１つを制御することを含む計測装置。
  37. 基板上に所定の位置関係で形成された複数のマークのうちの少なくとも一部の複数のマークの位置情報を計測する請求項２０〜３６のいずれか一項に記載の計測装置と、
    前記基板上の複数の区画領域にエネルギビームを照射してパターンを生成するパターン生成装置と、を備える露光装置。
  38. 請求項３７に記載の露光装置を用いて前記基板を露光することと、
    露光された前記基板を現像することと、
    を含むデバイス製造方法。
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