JP6960330B2 - 位置合わせ装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、位置合わせ装置、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。

半導体デバイスの微細化（高集積化）に伴い、露光装置もまた、高精度化、高機能化が求められている。特に、原板と基板との位置合わせ（アライメント）精度は、露光装置の性能に直接影響するため高精度化が求められる。また、露光装置はアライメント精度の高精度化に加えて、生産性の観点から、スループット（単位時間内で処理できる基板の枚数）の向上も求められている。

高精度に原板と基板を位置合わせするには、計測対象（例えば基板）に形成されたマーク（アライメントマーク）を最適な条件で撮像部により撮像することが重要である。例えば、計測対象である基板は、事前の処理工程に応じて基板面内における平坦度が変化しうる。そのため、マークを最適な条件で撮像するためには、マークがセンサのベストフォーカス位置にくるようにフォーカス合わせを行う必要がある。従来の露光装置において、フォーカス合わせは例えば次のようにして行われる。まず、撮像により得られた基板のマークの像からコントラストの評価値を算出することを、フォーカス方向（Ｚ方向）に基板をステップ移動させながら各位置で行う。そして、最適な評価値が得られた位置をベストフォーカス位置として決定する（特許文献１）。

アライメントでは、上記のようなフォーカス合わせを行った後、基板上の複数のアライメントマークが撮像され、各マークの像から基板平面方向（ＸＹ方向）の位置が算出される。算出されたマーク位置を統計処理することにより基板上の各ショット位置が求められる。露光装置の露光処理においては、アライメントで求めた基板上の各ショット位置に基づいて、基板または原版の位置が補正される。

複数のアライメントマークを撮像する方法は、例えば次のように行われる。まず、基板上の計測ショット位置に付けられたアライメントマークがセンサで観察できるように、基板を搭載したステージがＸＹ方向に移動し、その後ステージを静止させる。静止中、センサでアライメントマークの像を蓄積し、蓄積が完了したらステージを次の計測ショット位置に移動する。これらの動作を繰り返し、すべての計測ショットでマークを撮像する。センサに蓄積されたマークの像は、アライメント処理装置に転送される。アライメント処理装置は、転送されたマークの像からマークの位置を算出する。これらの画像転送とマーク算出処理は、ステージが次の計測ショットに移動するのと並行して行われることが多い。並列に処理することで、スループットを向上させることができる（特許文献２）。

特開２００９−１９２２７１号公報 特開平１１−３２９９４３号公報

近年のアライメントマークの撮像に用いられるカメラにおいては、センサの高解像度化が著しい。しかし、センサの高解像度化は画像データ量の増大を伴い、そのため、カメラからの画像転送時間が長くなる。そうすると従来の露光装置では、カメラからの画像転送が完了するまでセンサによる蓄積を開始できないため、アライメントマークを撮像するのに要する時間が長くなるという課題がある。

本発明は、例えば、アライメントマークを撮像するのに要する時間の短縮に有利な位置合わせ装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、基板に設けられたマークを検出することにより前記基板の位置合わせを行う位置合わせ装置であって、前記基板を保持して移動可能なステージと、前記ステージによって保持された前記基板上の前記マークを撮像する撮像部と、前記撮像部により撮像された前記マークの像に基づいて前記マークの位置を求める処理部とを有し、前記撮像部は、光電変換により電荷の蓄積を行う撮像素子と、前記撮像素子で蓄積された前記電荷に基づいて得られた少なくとも１フレームの画像データを一時的に記憶するフレームメモリと、前記撮像素子で得られた１フレームの画像データを前記フレームメモリに転送する第１転送部と、前記フレームメモリから読み出された１フレームの画像データを前記処理部に転送する第２転送部とを含み、前記第１転送部のデータ転送速度は前記第２転送部のデータ転送速度よりも速く、前記第１転送部と前記第２転送部とは非同期で動作し、前記撮像部は、前記撮像素子で前記電荷の蓄積が行われ前記第１転送部により前記蓄積により得られた１フレームの画像データの前記フレームメモリへの転送が完了すれば、前記第２転送部による該１フレームの画像データの前記処理部への転送が完了していなくても次の撮像が可能になるように構成されており、前記ステージを移動させながら複数の位置で前記撮像部により前記マークを撮像する際に、前記第１転送部による１フレームの画像データの前記フレームメモリへの転送と並行して、次の撮像のための前記ステージの移動を行うことを特徴とする位置合わせ装置が提供される。

本発明によれば、例えば、マークを撮像するのに要する時間の短縮に有利な位置合わせ装置を提供することができる。

実施形態に係る露光装置の構成を示す図。 アライメントマークの例を示す図。 ベストフォーカスを求める方法を説明する図。 ウエハ上の計測ショットの例を示す図。 第１実施形態の実施例１のフォーカス計測におけるステージとカメラの撮像タイミングを示す図。 第１実施形態の実施例２のフォーカス計測におけるステージとカメラの撮像タイミングを示す図。 第１実施形態の実施例３のアライメント計測におけるステージとカメラの撮像タイミングを示す図。 第１実施形態の実施例４の露光装置の構成を示す図。 第１実施形態の実施例４のフォーカス計測におけるステージとカメラの撮像タイミングを示す図。 第１実施形態の実施例５のフォーカス計測におけるステージとカメラの撮像タイミングを説明する図。 第１実施形態の実施例５のフォーカス計測におけるステージとカメラの撮像タイミングを説明する図。 第２実施形態における位置合わせ方法を示すフローチャート。 第３実施形態における露光方法を示すフローチャート。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎないものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。

本発明の一側面は、基板に設けられたマークを検出することにより基板の位置合わせを行う位置合わせ装置に関する。本発明に係る位置合わせ装置は、露光装置やインプリント装置等のリソグラフィ装置における原版と基板の位置合わせ装置に適用されうるが、加工装置、検査装置、顕微鏡などの他の装置にも適用可能である。以下では、本発明に係る位置合わせ装置が露光装置に適用された例を説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、位置合わせ装置２００を含む露光装置１００の構成を示す図である。露光装置１００は、原版であるレチクルＲと基板であるウエハＷをアライメントした後に、照明系ＩＬでレチクルＲに露光光を照射してレチクルＲのパターンをウエハＷに投影光学系ＰＯを介して転写する装置である。ウエハＷはウエハを保持するチャックＣＨを介してＸＹＺ方向に移動可能なステージＳＴＧに搭載されている。ホスト制御部ＨＰがステージ制御部ＳＴＣ内のステージ処理部ＳＰに対して目標位置の座標を送信すると、ステージ処理部ＳＰは、受信した目標位置の座標にステージＳＴＧを駆動させるべくモータＭＯＴを制御する。ステージＳＴＧの位置は干渉計ＰＭによって高精度に位置計測される。

ウエハＷ上には、ウエハＷのアライメントを行うために複数のアライメントマーク（以下、単に「マーク」ともいう。）が設けられている。アライメントマークは、例えば、図２（Ａ）に示されるアライメントマークＭＡのように、ＸＹ２方向の位置情報を有する。Ｘ方向に対して直交する方向に複数並んだマークからＸ方向の位置情報が計測され、Ｙ方向に対して直交する方向に複数並んだマークからＹ方向の位置情報が計測されうる。なお、Ｘ方向とＹ方向は互いに直交する関係にあるとする。

露光装置１００は、アライメントマークを観察するスコープＳＣを備えている。光源ＬＩから出た光は、ファイバや専用光学系でハーフミラーＭに導かれ、不図示の投影光学系等を介してアライメントマークＭＡを照射する。アライメントマークＭＡの像は、ウエハＷで反射し、ハーフミラーＭを通過して撮像部としてのカメラＣＡＭ内のセンサＳに投影される。センサＳは、光電変換により電荷を蓄積する撮像素子を含み、そのような撮像素子として、例えばＣＭＯＳ撮像素子が用いられる。

また、カメラＣＡＭは、撮像素子で蓄積された電荷に基づいて得られた画像データを一時的に記憶する記憶部であるフレームメモリＦＭＥＭを含む。フレームメモリＦＭＥＭは、複数フレームの画像データを保存可能な容量をもつ。アライメントマークの像を得るために、センサＳで光電変換が行われる。この時、電荷を蓄積する時間は、ホスト制御部ＨＰよりセンサ制御部ＡＭＰによって制御される。また、電荷を蓄積するタイミングは、ステージ処理部ＳＰよりホスト制御部ＨＰに伝えられ、センサ制御部ＡＭＰに指示される。センサＳで光電変換された信号は、センサ制御部ＡＭＰにてＡ／Ｄ変換され、画像データ（以下、単に画像ともいう。）としてフレームメモリ転送部ＴＲ１（第１転送部）によってフレームメモリＦＭＥＭに保存される。センサＳは、画像がフレームメモリＦＭＥＭに保存されたら次の撮像のための電荷蓄積が可能な状態となる。

従来のカメラは、撮像により生成された画像データのカメラ外部にある処理部への転送が完了しないと次の撮像（センサによる次の電荷蓄積）を開始することができなかった。一方、本実施形態におけるカメラＣＡＭは、画像データを外部のアライメント処理部ＡＰに転送する前にフレームメモリＦＭＥＭに一時的に記憶する。本実施形態のカメラＣＡＭによれば、撮像により生成された画像データのアライメント処理部への転送が完了していなくても、フレームメモリＦＭＥＭへの転送が完了すれば、次の撮像を開始することができる。そのため、従来と比べて短い時間で次の撮像に移行できる。

撮像（電荷蓄積）はホスト制御部ＨＰによって制御されうる。カメラＣＡＭは、フレームメモリＦＭＥＭへの転送が完了し次の撮像が可能になったことをホスト制御部ＨＰに通知する通知部ＭＴＲを備えてもよい。通知部ＭＴＲは、カメラＣＡＭとホスト制御部ＨＰとの間に専用の信号線を用意することで実現できる。これにより、ホスト制御部ＨＰは、通知部ＭＴＲからの通知に基づいて、カメラＣＡＭによる次の撮像の開始のタイミングを制御することができる。なお、撮像可能タイミングは、センサ蓄積時間とフレームメモリ転送部ＴＲ１の画像転送時間をあらかじめ特定しておき、それに基づいて決定してもよい。

フレームメモリＦＭＥＭは複数の画像を保存することが可能なため、仮に前回保存した画像が残っていても、フレームメモリＦＭＥＭ内の別の領域に画像を保存することで、センサＳは再び蓄積可能な状態になる。また、フレームメモリＦＭＥＭは、その記憶可能領域がなくなった場合には最も古い画像データを最新の画像データで上書きするリングバッファにより構成されていてもよい。

フレームメモリＦＭＥＭから読み出された画像は、カメラ転送部ＴＲ２（第２転送部）によってアライメント処理部ＡＰに転送される。フレームメモリ転送部ＴＲ１は、フレームメモリＦＭＥＭは、例えばカメラ内の電子回路基板上に搭載され、フレームメモリ転送部ＴＲ１も、その電子回路基板上に、例えばデータバスとして構成されうる。一方、カメラ転送部ＴＲ２は、例えば産業用カメラによく用いられているＣａｍｅｒａＬｉｎｋ、イーサネット（登録商標）、あるいは、ＵＳＢ（登録商標）といった規格に従う通信回線を含む。フレームメモリ転送部ＴＲ１は、カメラ転送部ＴＲ２よりも通信距離が短いため高周波のデータ転送クロックで制御できる。そのため、フレームメモリ転送部ＴＲ１のデータ転送速度はカメラ転送部ＴＲ２のデータ転送速度よりも速くすることができる。また、フレームメモリ転送部ＴＲ１による画像転送とカメラ転送部ＴＲ２による画像転送とは非同期に行える。そのため、カメラ転送部ＴＲ２が画像を転送している最中でも、センサＳで蓄積した次の画像をフレームメモリ転送部ＴＲ１でフレームメモリＦＭＥＭに転送することができる。

アライメント処理部ＡＰは、カメラＣＡＭにより撮像されたマークの像に基づいてマークの位置を求める処理部である。例えば、ステージを移動させながら複数の位置でカメラＣＡＭによりマークを撮像し、アライメント処理部ＡＰにより各位置でのステージの位置合わせ状態を評価することができる。アライメント処理部ＡＰは、入力された画像に基づいてアライメントマークの評価値を算出する。ここでいう評価値としては、例えば、Ｚ方向のフォーカス計測の場合はコントラスト値や線幅、アライメントマーク部の光量などがある。また、ＸＹ方向のアライメント計測の場合の評価値は、検出されるマーク位置となる。画像は、ウエハ上に設定された計測ショットでのアライメントマークを撮像することにより取得される。

図３は、ある計測ショットのアライメントマーク位置におけるベストフォーカスを計測する方法を説明する図である。この計測は、センサＳとステージＳＴＧとの間の距離を段階的に変化させるようにステージＳＴＧをステップ移動させながらＺ１〜Ｚ６の各ステップ位置でマークを撮像し、各ステップ位置でのマークの像のフォーカス状態を評価することにより行われる。

はじめに、アライメントマークＭＡがセンサＳで観察可能なＸＹ位置にある状態で、ウエハＷの表面をＺ位置Ｚ１に合わせる。ウエハＷの表面がＺ位置Ｚ１に合ったら、光源ＬＩをハーフミラーＭを介してアライメントマークＭＡに照明し、アライメントマークＭＡの像をセンサＳで蓄積する。蓄積が完了したら、ウエハ表面のＺ位置をＺ２へ移動させる。その後、Ｚ位置Ｚ２でのアライメントマークＭＡの像をセンサＳで蓄積する。この処理を、Ｚ位置Ｚ１〜Ｚ６で繰り返し行い、指定したすべてのＺ位置におけるアライメントマークＭＡの画像を取得する。取得した画像はアライメント処理部ＡＰに転送され、各画像のコントラストが算出される。ベストフォーカス付近の画像は図２（Ａ）のように鮮明にマーク像が撮像されるため、コントラストが高くなる。一方、デフォーカスしたＺ位置での画像は図２（Ｂ）のように不鮮明なマーク像が撮像されるため、コントラストが低くなる。このため、図３（Ｂ）のように、横軸をＺ位置、縦軸をコントラストとしてコントラストをプロットすると、ベストフォーカス位置をピークとしたカーブを描くことができる。このカーブから重心計算などの手法を用いて、ベストフォーカス位置が算出されうる。図３（Ｂ）では、Ｚ位置Ｚ４付近がベストフォーカスとなる。本実施形態では、アライメント処理部ＡＰで算出した各Ｚ位置のコントラストを検出部ＤＰに転送し、検出部ＤＰにてベストフォーカス位置を算出する。なお、検出部ＤＰは、アライメント処理部ＡＰあるいはホスト制御部ＨＰに含まれていてもよい。検出部ＤＰで算出したベストフォーカス位置の情報はホスト制御部ＨＰに転送される。ホスト制御部ＨＰは、このベストフォーカス位置の情報に基づいて計測ショットでのＺ位置を制御してアライメント計測を行う。

（実施例１）
図４、図５を用いて、フォーカス計測においてアライメントマークを撮像する際のステージ駆動パターンとカメラの撮像タイミングを詳細に述べる。本実施形態において、ウエハＷには、所定の相異なる位置に計測ショット領域Ｓ１〜Ｓ４が設定されており、各計測ショット領域にアライメントマークが配置されている。図４の例は、カメラＣＡＭの撮像位置にウエハＷの所定の初期位置ＳＴＲ１が位置している状態から、計測ショット領域Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を順次、カメラＣＡＭの撮像位置に位置させるようにステージＳＴＧを駆動するようすを表している。以下では、撮像位置を計測ショット領域Ｓ１〜Ｓ４のうちＳ１からＳ２に移動してＳ２でフォーカス計測を行い、フォーカス計測終了後に、Ｓ２からＳ３に移動するまでの一連の流れを説明する。図５（Ａ）は、Ｘステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｘｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＸステージの目標位置までの残差が図５（Ｂ）に示されており、縦軸が残差ｄＰｘｍ、横軸が時間Ｔである。図５（Ｃ）は、Ｙステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｙｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＹステージの目標位置までの残差が図５（Ｄ）に示されており、縦軸が残差ｄＰｙｍ、横軸が時間Ｔである。図５（Ｅ）はＺステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｚｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＺステージの位置が図５（Ｆ）に示されており、縦軸が位置ｄＺ、横軸が時間Ｔである。最後に、図５（Ｇ）は、カメラの撮像タイミングとアライメント処理部ＡＰ、検出部ＤＰでの計測タイミングを示している。具体的には、図５（Ｇ）には以下が示される。
・センサＳの蓄積期間（ｃｈａｒｇｅ ｔｅｒｍ）、
・センサＳからセンサ制御部ＡＭＰでＡ／Ｄ変換しフレームメモリ転送部ＴＲ１を介してフレームメモリＦＭＥＭに画像が保存されるまでのフレームメモリ転送期間（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍ（ＴＲ１））、
・フレームメモリＦＭＥＭからカメラ転送部ＴＲ２を介してアライメント処理部ＡＰに画像が転送されるまでの画像転送期間（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍ（ＴＲ２））、
・アライメント処理部ＡＰにて画像からコントラストを算出する期間と検出部ＤＰにて各Ｚ位置でのコントラストからベストフォーカス位置を算出する処理の処理期間（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｒｍ）。

Ｓ１からＳ２にステージが移動する際には、ステージは目標位置に到達するまでＸＹ方向に駆動する。目標位置でステージ駆動を停止すると、ステージが停止した衝撃により、残差が生じる。ＸＹそれぞれの残差が±ｔｏｌｕｍｘ、±ｔｏｌｕｍｙの範囲に収束すると、撮像可能状態となる。撮像開始タイミングをＳＯＣとする。Ｚステージはあらかじめ最初の目標位置Ｚ１に駆動しておく。なお、最初の目標位置Ｚ１への駆動はＸＹステージの駆動と並行して行ってもよい。

撮像可能状態となったら、目標位置Ｚ１におけるマークの像のセンサ蓄積を蓄積期間ｃｔ１で行う。蓄積期間ｃｔ１でのステージＺ位置は干渉計ＰＭで位置計測される。蓄積期間ｃｔ１が終わったら、転送期間ｆｔ１で、フレームメモリＦＭＥＭに画像を転送するのと並行して、Ｚステージを次の目標位置Ｚ２に駆動する。

フレームメモリＦＭＥＭへの画像転送が完了した時点でセンサＳは蓄積可能な状態となるため、Ｚステージが目標位置Ｚ２に到達したら、目標位置Ｚ２におけるマークの像のセンサ蓄積を蓄積期間ｃｔ２で行う。ここで、蓄積期間完了後のＺステージ駆動（ステップ移動）は、画像のフレームメモリＦＭＥＭへの転送期間内に行われる。とりわけ、そのステップ移動は、画像のフレームメモリＦＭＥＭへの転送期間と同じにするとよい。そうすることで、フレームメモリＦＭＥＭへの転送が完了したと同時に次の蓄積を開始できるため、効率的に撮像処理を行うことができる。蓄積期間ｃｔ２でのステージＺ位置も同じように干渉計ＰＭで位置計測される。

蓄積期間ｃｔ２が終わったら、転送期間ｆｔ２でフレームメモリＦＭＥＭに画像を転送するのと並行して、Ｚステージを次の目標位置Ｚ３に駆動する。以下、同様に、目標位置Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６にて、蓄積期間ｃｔ３、ｃｔ４、ｃｔ５、ｃｔ６でのセンサによる電荷の蓄積、転送期間ｆｔ３、ｆｔ４、ｆｔ５、ｆｔ６でのフレームメモリＦＭＥＭへの画像転送が行われる。前述したように、各蓄積期間ｃｔ１〜ｃｔ６のステージＺ位置は干渉計ＰＭで位置計測される。目標位置Ｚ６でのセンサ蓄積期間ｃｔ６が完了した撮像完了タイミングＥＯＣで、ＸＹステージを駆動し、次の目標位置であるＳ３に向かう。フレームメモリＦＭＥＭに保存された画像は、順次、カメラ転送期間ｔｔ１〜ｔｔ６の間にアライメント処理部ＡＰに転送される。フレームメモリＦＭＥＭは複数の画像を保存できるため、一連の撮像処理をカメラ転送処理よりも短い時間間隔で繰り返し実行することができる。

算出期間ｐｔ１〜ｐｔ６で、アライメント処理部ＡＰは、転送された画像からコントラストを算出する。その後、検出部ＤＰは、算出期間ｐｔｔにてｐｔ１〜ｐｔ６の期間でそれぞれ算出されたコントラストと各蓄積期間ｃｔ１〜ｃｔ６で干渉計ＰＭにより計測したステージのＺ位置情報からベストフォーカス位置を算出する。このような処理を全計測ショットで行い、ホスト制御部ＨＰは各計測ショットのベストフォーカス位置に基づいて、計測ショットでのＺ位置を制御してアライメント計測を行う。なお、ベストフォーカス位置を算出する際に、干渉計ＰＭにより計測したステージのＺ位置情報を用いたが、簡易的に行う場合には、Ｚ位置の目標位置から算出してもよい。ただし、露光装置では高精度にフォーカス位置を算出する必要があるため、干渉計ＰＭにより計測したステージのＺ位置情報を用いることが好ましい。

以上、第１実施形態の実施例１について述べた。従来、カメラにより撮像により生成された画像データのカメラ外部にある処理部への転送が完了しないと次の撮像（センサによる次の電荷蓄積）を開始することができなかった。これに対し、本実施形態におけるカメラＣＡＭは、上述したように、画像データを外部のアライメント処理部ＡＰに転送する前にフレームメモリＦＭＥＭに一時的に記憶する。本実施形態のカメラＣＡＭによれば、撮像により生成された画像データのアライメント処理部への転送が完了していなくても、フレームメモリＦＭＥＭへの転送が完了すれば、次の撮像を開始することができる。そこで、この実施例１では、ステージを移動させながら複数の位置でマークを撮像する際に、画像データのフレームメモリＦＭＥＭへの転送と並行して、次の撮像のためのステージの移動を行う。これにより、フレームメモリＦＭＥＭへの転送期間よりも短い間隔で複数の撮像を行うことができる。その結果、図５の例でいうと、撮像開始タイミングＳＯＣから撮像完了タイミングＥＯＣまでの時間を短くすることができる。

（実施例２）
次に、図６を用いて、第１実施形態の実施例２について述べる。実施例２では、フォーカス計測時のＺステージの駆動をスキャンで行うことが特徴となる。実施例１のＺステージの駆動はステップ移動により行う分、各位置での計測を精度よく行うことができるのに対し、Ｚステージは精度は劣るものの高速に計測を行うことができる。Ｚステージの駆動方法以外は実施例１と同じである。図６（Ａ）は、Ｚステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｚｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＺステージの位置が図６（Ｂ）に示されており、縦軸が位置ｄＺ、横軸が時間Ｔである。図６（Ｃ）には、カメラの撮像タイミングのうち、センサ蓄積期間（ｃｈａｒｇｅ ｔｅｒｍ）が示されている。

撮像開始タイミングＳＯＣになるとステージのＺ駆動を開始する。ステージが等速期間ＳＴＴに入ったら、センサ蓄積期間ｃｔ１〜ｃｔ６でセンサ蓄積を行う。各蓄積期間ｃｔ１〜ｃｔ６のステージＺ位置は干渉計ＰＭで計測される。ステージが最終目標位置Ｚ６に到達したらスキャン駆動を停止する。実施例１と同じように、アライメント処理部ＡＰに画像を転送し、各蓄積期間ｃｔ１〜ｃｔ６で取得した画像からコントラストを算出したら、検出部ＤＰでベストフォーカス位置を算出する。スキャン駆動をしているので、蓄積期間中にステージＺ位置が変化することになる。ベストフォーカス位置を算出する際には、蓄積期間中に取得した複数のステージＺ位置の平均位置を用いる。つまり、コントラストとステージＺ位置の各期間での平均位置に基づいて、ベストフォーカス位置を算出する。

以上、第１実施形態の実施例２について述べた。この実施例２では、ステージをスキャン駆動することで、蓄積後のステージ駆動制御が不要なため、実施例１よりも撮像処理時間が短くなる（撮像開始タイミングＳＯＣから撮像完了タイミングＥＯＣまでの時間が短くなる）。

（実施例３）
実施例１，２ではベストフォーカス位置を求める処理について説明したが、ここでは、基板の相異なる位置に設けられた複数のマークを検出してアライメント計測を行う場合について説明する。この実施例では、それら複数のマークのうちの第１マークの撮像を行い、該撮像により得られた第１マークの画像データがフレームメモリに転送される転送期間中に、上記複数のマークのうちの第２マークの撮像を行うためのステージの移動を開始する。以下、図４、図７を用いて、具体例を説明する。ここでは、図４のウエハＷ上に設定された計測ショット領域Ｓ１〜Ｓ４のうち、Ｓ１からＳ２に撮像位置を移しＳ２でのアライメント計測を行い、その後、Ｓ２からＳ３に撮像位置を移すまでの一連の流れを説明する。

アライメント計測では、アライメントマーク位置の計測精度を上げるために、同じ位置で複数回アライメントマークを撮像し、算出された複数のアライメントマーク位置を平均する方法がありうる。ここでは、アライメントマークを２回連続で撮像する場合について説明する。

図７（Ａ）は、Ｘステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｘｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＸステージの目標位置までの残差が図７（Ｂ）に示されており、縦軸が残差ｄＰｘｍ、横軸が時間Ｔである。図７（Ｃ）は、Ｙステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｙｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＹステージの目標位置までの残差が図７（Ｄ）に示されており、縦軸が残差ｄＰｙｍ、横軸が時間Ｔである。図７（Ｅ）は、カメラの撮像タイミングと、アライメント処理部ＡＰ、検出部ＤＰでの計測タイミングを示す。具体的には、図７（Ｅ）には以下が示される。
・センサＳの蓄積期間（ｃｈａｒｇｅ ｔｅｒｍ）、
・センサＳからセンサ制御部ＡＭＰでＡ／Ｄ変換しフレームメモリ転送部ＴＲ１を介してフレームメモリＦＭＥＭに画像が保存されるまでのフレームメモリ転送期間（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍ（ＴＲ１））、
・フレームメモリＦＭＥＭからカメラ転送部ＴＲ２を介してアライメント処理部ＡＰに画像が転送されるまでのカメラ転送期間（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍ（ＴＲ２））、
・アライメント処理部ＡＰにて画像からアライメントマーク位置を算出する処理の処理期間（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｒｍ）。

Ｓ１からＳ２にステージを移動させる際、目標位置に到達するまでＸＹ方向に駆動する。目標位置でステージ駆動を停止すると、ステージが停止した衝撃により、残差が生じる。ＸＹそれぞれの残差が±ｔｏｌｕｍｘ、±ｔｏｌｕｍｙの範囲に収束すると、撮像可能状態となる。撮像開始タイミングをＳＯＣとする。Ｚステージは前述のフォーカス計測で求めたベストフォーカス位置に駆動しているものとする。撮像可能状態となったら、アライメントマーク像のセンサ蓄積を蓄積期間ｃｔｂ１で行う。蓄積期間ｃｔｂ１でのステージＸＹ位置は干渉計ＰＭで位置計測される。蓄積期間ｃｔｂ１が終わったら、転送期間ｆｔｂ１でフレームメモリＦＭＥＭに画像を転送する。フレームメモリＦＭＥＭへの画像転送が完了した時点でセンサＳは蓄積可能な状態となるため、２回目のアライメントマーク像のセンサ蓄積を蓄積期間ｃｔ２で行う。蓄積期間ｃｔｂ２でのステージＸＹ位置は干渉計ＰＭで位置計測される。蓄積期間ｃｔｂ２が完了したタイミングＥＯＣでＸＹステージを駆動し、次の目標位置であるＳ３に向かう。これと並行して、蓄積期間ｃｔｂ２で撮像された画像は転送期間ｆｔｂ２でフレームメモリＦＭＥＭに転送される。フレームメモリＦＭＥＭに保存された画像は、順次カメラ転送期間ｔｔｂ１、ｔｔｂ２の間にアライメント処理装置に転送される。フレームメモリＦＭＥＭは複数の画像を保存できるため、カメラ転送が完了を待つことなく、センサ蓄積を行うことができる。つまり、センサ蓄積処理をカメラ転送処理よりも短い時間間隔で繰り返し実行することができる。算出期間ｐｔｂ１、ｐｔｂ２でアライメント処理装置に転送された画像からアライメントマーク位置を算出する。その後、算出期間ｐｔｂｔにてｐｔ１、ｐｔ２の期間で算出したアライメントマーク位置を平均し、各蓄積期間で求めたステージＸＹ位置情報でアライメントマーク位置を補正することで最終的なアライメントマーク位置を算出する。

以上のような処理を全計測ショットで行い、ホスト制御部ＨＰは各計測ショットのアライメントマーク位置を用いてグローバルアライメントを実行する。グローバルアライメントではウエハＷ上の各ショットの位置が算出され、各ショット位置に基づいて、レチクルＲのパターンがウエハＷに露光される。

以上の処理では、複数のマークのうちの第１マークの撮像を複数回行う。その後、その複数回の撮像うちの最終回の撮像により得られた第１マークの画像データがフレームメモリに転送される転送期間中に、複数のマークのうちの第２マークの撮像を行うためのステージの移動を開始する。

以上、第１実施形態の実施例３について述べた。この実施例３では、フレームメモリＦＭＥＭを含むカメラＣＡＭを用いて、センサ蓄積とセンサ蓄積中のステージＸＹ位置計測といった一連の撮像処理をカメラ転送処理よりも短い時間間隔で繰り返し実行する。これにより、各計測ショットにおいて複数回アライメントマークを撮像する処理時間を短縮できる。

（実施例４）
次に、図８と図９を用いて、本発明第１実施形態の実施例４について述べる。本実施例における位置合わせ装置２００’を含む露光装置１００’は、スコープＳＣ’のカメラＣＡＭ’内に、アライメント処理部ＡＰと、アライメント処理部ＡＰから評価値を検出部ＤＰに転送するカメラ転送部ＴＲ２を有している。また、フレームメモリＦＭＥＭからアライメント処理部ＡＰに画像を転送する画像転送部ＴＲ３を有する。この画像転送部ＴＲ３はフレームメモリ転送部ＴＲ１と同じくカメラ内部の電子回路基板上に形成されたデータバスでありうる。これにより、フレームメモリＦＭＥＭからアライメント処理部ＡＰまでの画像転送時間を短くすることができる。また、カメラ転送部ＴＲ２では評価値を転送するので画像よりも比較的転送時間を短くすることができる。カメラＣＡＭ’には、画像から評価値を算出するために必要なパラメータを保存するパラメータ保持部ＭＰを備えており、撮像前にホスト制御部ＨＰからパラメータ保持部ＭＰにパラメータが送られる。パラメータとしては、例えば、フォーカス計測の場合は計測領域のウィンドウやコントラスト算出アルゴリズムの種類やコントラスト計測に係るパラメータがある。アライメント計測の場合は、アライメント計測領域のウィンドウやテンプレートマッチングによって位置を算出するためのテンプレートなどがある。

実施例３に示す位置合わせ装置２００’でのフォーカス計測におけるアライメントマーク像を撮像する際のステージ駆動パターンとカメラの撮像タイミングを詳細に述べる。ここでは、図４のウエハＷ上に設定された計測ショットＳ１〜Ｓ４のうち、Ｓ１からＳ２にステップ駆動してＳ２でのフォーカス計測を行い、フォーカス計測終了後に、Ｓ２からＳ３にステップ駆動するまでの一連の流れを説明する。図９（Ａ）は、Ｘステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｘｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＸステージの目標位置までの残差が図９（Ｂ）に示されており、縦軸が残差ｄＰｘｍ、横軸が時間Ｔである。図９（Ｃ）は、Ｙステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｙｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＹステージの目標位置までの残差が図９（Ｄ）に示されており、縦軸が残差ｄＰｙｍ、横軸が時間Ｔである。図９（Ｅ）はＺステージの移動速度パターンを示しており、縦軸が速度Ｖｚｍ、横軸が時間Ｔである。そのときのＺステージの位置が図９（Ｆ）に示されており、縦軸が位置ｄＺ、横軸が時間Ｔである。最後に、図９（Ｇ）は、カメラの撮像タイミングとアライメント処理部ＡＰ、検出部ＤＰでの計測タイミングを示している。具体的には、図９（Ｇ）には以下が示される。
・センサＳの蓄積期間（ｃｈａｒｇｅ ｔｅｒｍ）、
・センサＳからセンサ制御部ＡＭＰでＡ／Ｄ変換しフレームメモリ転送部ＴＲ１を介してフレームメモリＦＭＥＭに画像が保存されるまでのフレームメモリ転送期間（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍ（ＴＲ１））、
・フレームメモリＦＭＥＭから画像転送部ＴＲ３を介してアライメント処理部ＡＰに画像が転送されるまでの画像転送期間（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍ（ＴＲ３））、
・カメラ転送部ＴＲ２を介して検出部ＤＰに評価値であるコントラストのデータが転送されるまでのカメラ転送期間（ｔｒａｎｓｆｅｒ ｔｅｒｍ（ＴＲ２））、
・アライメント処理部ＡＰにて画像からコントラストを算出する期間と検出部ＤＰにて各Ｚ位置でのコントラストからベストフォーカス位置を算出する処理の処理期間（ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｔｅｒｍ）。

Ｓ１からＳ２にステージが駆動する際には、目標位置に到達するまでＸＹ方向に駆動する。目標位置でステージ駆動を停止すると、ステージが停止した衝撃により、残差が生じる。ＸＹそれぞれの残差が±ｔｏｌｕｍｘ、±ｔｏｌｕｍｙの範囲に収束すると、撮像可能状態となる。撮像開始タイミングをＳＯＣとする。Ｚステージはあらかじめ最初の目標位置Ｚ１に駆動しておく。なお、最初の目標位置Ｚ１への駆動はＸＹステージの駆動と並行して行ってもよい。撮像可能状態ＳＯＣとなったら、目標位置Ｚ１におけるアライメントマーク像のセンサ蓄積を蓄積期間ｃｔｃ１で行う。蓄積期間ｃｔｃ１でのステージＺ位置は干渉計ＰＭで位置計測される。蓄積期間ｃｔｃ１が終わったら、転送期間ｆｔｃ１で、フレームメモリＦＭＥＭに画像を転送するのと並行して、Ｚステージを次の目標位置Ｚ２に駆動する。

フレームメモリＦＭＥＭへの画像転送が完了した時点でセンサＳは蓄積可能な状態となるため、Ｚステージが目標位置Ｚ２に到達したら、目標位置Ｚ２におけるマークの像のセンサ蓄積を蓄積期間ｃｔｃ２で行う。蓄積期間ｃｔｃ２でのステージＺ位置も同じように干渉計ＰＭで位置計測される。蓄積期間ｃｔｃ２が終わったら、転送期間ｆｔｃ２で、フレームメモリＦＭＥＭに画像を転送するのと並行して、Ｚステージを次の目標位置Ｚ３に駆動する。以下、同様に、目標位置Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５、Ｚ６にて、蓄積期間ｃｔｃ３、ｃｔｃ４、ｃｔｃ５、ｃｔｃ６での電荷の蓄積、転送期間ｆｔｃ３、ｆｔｃ４、ｆｔｃ５、ｆｔｃ６でのフレームメモリＦＭＥＭへの画像転送が行われる。前述したように各蓄積期間ｃｔｃ１〜ｃｔｃ６のステージＺ位置は干渉計ＰＭで位置計測される。目標位置Ｚ６でのセンサ蓄積期間ｃｔｃ６が完了した撮像完了タイミングＥＯＣで、ＸＹステージを駆動し、次の目標位置であるＳ３に向かう。フレームメモリＦＭＥＭに保存された画像は、順次、画像転送期間ａｔｃ１〜ａｔｃ６でアライメント処理部ＡＰに転送される。アライメント処理部ＡＰは、画像を受け取ったら順次算出期間ｐｔｃ１〜ｐｔｃ６でコントラストを算出する。全Ｚ位置でのコントラストが算出されたらカメラ転送期間ｄｔｃの間に検出部ＤＰに転送される。検出部ＤＰは、ｐｔｃ１〜ｐｔｃ６の期間に算出されたコントラストを取得したら、算出したコントラストと各蓄積期間ｃｔｃ１〜ｃｔｃ６で計測したステージのＺ位置情報からベストフォーカス位置を算出する。このような処理を全計測ショットで行い、ホスト制御部ＨＰは各計測ショットのベストフォーカス位置に基づいて、計測ショット領域でのＺ位置を制御してアライメント計測を行う。

以上、第１実施形態の実施例４について述べた。この実施例４では、アライメント処理部ＡＰをカメラＣＡＭ’に含めることで、アライメント処理部ＡＰへの画像転送処理を実施例１の構成よりも短縮できる。

（実施例５）
次に、図１０と図１１を用いて、第１実施形態の実施例５について述べる。実施例１では、蓄積期間完了後のＺステージ駆動をフレームメモリ転送期間と同等か、もしくは、短くなるように駆動速度を制御することを述べた。この場合、図１０（Ａ）のようにステージ駆動速度の変化（加速度）が急峻だと図１０（Ｂ）に示すように停止した後に偏差が生じる懸念がある。偏差が生じている期間ｓｔと図１０（Ｃ）に示す蓄積期間ｃｔｄ２が重なると、撮像対象物がぶれてしまい、精度よく計測できない。

そこで、ステップ移動にかかる時間とセンサＳによる電荷の蓄積期間との合計時間がフレームメモリＦＭＥＭからアライメント処理部ＡＰへの画像データの転送期間を超えない範囲で、そのステップ移動にかかる時間を最大化するとよい。例えば、図１１（Ａ）に示すように、ステージ駆動速度の変化（加速度）を抑え、ステージ駆動偏差が生じないようにＺステージ駆動を制御する。このときのＺステージ駆動期間は、図１１（Ｂ）に示すｚｔ１の期間になる。Ｚステージ駆動期間ｚｔ１は、図１１（Ｃ）に示すカメラ転送期間ｔｔｄ１’に要する時間よりも短くなる範囲内で、Ｚステージ駆動を制御する。Ｚステージ駆動完了後に、次のＺ位置での蓄積を蓄積期間ｃｔｄ２’で行う。

以上、第１実施形態の実施例５について述べた。この実施例５では、Ｚステージ駆動偏差が生じないようにＺステージ駆動を制御し、その際のＺステージ駆動時間が、カメラ転送期間に要する時間よりも短くなる範囲内で行うことで、精度を確保して計測することができる。

以上、本発明の第１実施形態について述べた。本実施形態では、ウエハアライメントにおけるフォーカス計測とアライメント計測について説明したが、レチクルアライメントやステージ上のマークを計測する場合においても、実施してもよい。また、計測対象としてアライメントマークを挙げて説明したが、アライメントマーク像に限らず、ウエハ上の回路パターンや、ゴミ、欠陥など撮像対象は問わない。本実施形態では、フレームメモリＦＭＥＭを構成したカメラを用いて、ステージ制御とセンサ蓄積、フレームメモリへの画像転送といった一連の撮像処理を、カメラ転送処理よりも短い時間間隔で繰り返し実行することで、撮像処理時間を短縮できる。

＜第２実施形態＞
次に、図１２のフローチャートに基づいて、第２実施形態に係る位置合わせ方法について説明する。図１２に示されたフローは、ホスト制御部ＨＰ、カメラＣＡＭ、アライメント処理部ＡＰ、検出部ＤＰ、ステージ処理部ＳＰの並列処理のフローである。ここでは、図４のウエハ上のアライメントマークＳ１からＳ２へ移動してフォーカス計測後Ｓ３へ移動する際の処理の流れを例に挙げて説明する。

ホスト制御部ＨＰは、ステージ処理部ＳＰへＳ２のマーク座標を送り、Ｓ２の位置へ移動することを指示する（ＨＰＳ００１）。ステージ処理部ＳＰは、目標位置であるＳ２のマーク座標へのステージ駆動を開始し（ＳＰＳ００１）、ステージ駆動完了まで待つ（ＳＰＳ００２）。ステージ駆動が完了したら、ステージ処理部ＳＰはマーク像の蓄積許可をホスト制御部ＨＰに送信する（ＳＰＳ００３）。

ホスト制御部ＨＰは、マーク像蓄積許可を受信すると（ＨＰＳ００２）、マーク像の蓄積開始通知をカメラＣＡＭに送信する（ＨＰＳ００３）。ホスト制御部ＨＰからステージ処理部ＳＰに対しても蓄積開始通知が送信され、ステージ処理部ＳＰは干渉計を用いて蓄積期間中のステージＺ位置計測を開始する（ＳＰＳ００４）。カメラＣＡＭは蓄積開始通知を受信したら（ＣＳ００１）、センサ蓄積を開始し、マーク像蓄積完了通知が送信されるまで、センサ蓄積を行う（ＣＳ００２）。ホスト制御部ＨＰからマーク像蓄積完了通知が送信されたら（ＨＰＳ００４）、カメラＣＡＭはセンサ蓄積を完了し、画像をフレームメモリＦＭＥＭに転送する（ＣＳ００３）。ホスト制御部ＨＰからステージ処理部ＳＰに対しても蓄積終了通知が送信され、ステージ処理部ＳＰは干渉計での蓄積期間中のステージＺ位置計測を終了し、ホスト制御部ＨＰにステージＺ位置情報を送信する（ＳＰＳ００５）。フレームメモリＦＭＥＭへの転送完了後、カメラＣＡＭは保存完了通知をホスト制御部ＨＰに通知する。ホスト制御部ＨＰは、カメラＣＡＭにおけるＣＳ００３とＣＳ００４と並行して、フォーカス計測で計測する全Ｚ位置において蓄積が完了したかどうかを確認する（ＨＰＳ００５）。ここで、全Ｚ位置において蓄積が完了していない場合は、次のＺ目標位置へ移動するためにＳＰへＺ目標位置の座標を指示する（ＨＰＳ００６）。ホスト制御部ＨＰから指示を受けたステージ処理部ＳＰは、指示されたＺ目標位置の座標にステージのＺ駆動を開始する（ＳＰＳ００６）。ステージのＺ駆動が完了したら（ＳＰＳ００７）、ステージ処理部ＳＰはマーク像の蓄積許可をホスト制御部ＨＰに送信する（ＳＰＳ００３）。一方、ホスト制御部ＨＰはステージ処理部ＳＰのＳＰＳ００６とＳＰＳ００７と並行して、カメラＣＡＭからの保存完了通知を待つ（ＨＰＳ００７）。保存完了通知を受けたら、ホスト制御部ＨＰはステージ処理部ＳＰからのマーク像蓄積完了通知を待つ（ＨＰＳ００２）。

上記のＨＰＳ００２〜ＨＰＳ００７、ＣＳ００１〜ＣＳ００４、ＳＰＳ００３〜ＳＰ００７の処理は、全Ｚ位置での撮像が行われるまで繰り返される。カメラＣＡＭのＣＳ００１〜ＣＳ００４の処理と並行して、カメラＣＡＭ内では保存完了通知が発生した回数だけ、画像をアライメント処理部ＡＰに転送する処理が行われる。フレームメモリＦＭＥＭに画像がある場合は（ＣＳ００５）、画像をフレームメモリＦＭＥＭからアライメント処理部ＡＰに転送する（ＣＳ００６）。アライメント処理部ＡＰへの画像転送が完了したらカメラＣＡＭからアライメント処理部ＡＰに転送完了通知を送信する（ＣＳ００７）。アライメント処理部ＡＰは、転送完了通知を受信したら（ＡＰＳ００１）、転送された画像から評価値であるコントラストを算出する（ＡＰＳ００２）。全Ｚ位置でのコントラストが算出されたら（ＡＰＳ００３）、算出したすべてのコントラストは検出部ＤＰに送信される（ＡＰＳ００４）。ＡＰＳ００１〜ＡＰＳ００３の処理は、各Ｚ位置で撮像した画像に対して実行される。

最終Ｚ位置での処理が完了したら（ＨＰＳ００５）、ホスト制御部ＨＰは次のアライメントマーク位置への移動をステージ処理部ＳＰに指示する（ＨＰＳ００８）。指示を受けたステージ処理部ＳＰは次の目標位置へのステージの移動を開始する（ＳＰＳ００８）。

ホスト制御部ＨＰは検出部ＤＰにベストフォーカス位置への算出を指示する（ＨＰＳ００９）。ＨＰＳ００９で指示する際に、ホスト制御部ＨＰは検出部ＤＰに各Ｚ位置のコントラストに対応する干渉計で計測したステージＺ位置情報を送信する。検出部ＤＰは、各Ｚ位置のコントラストと干渉計で計測したステージＺ位置情報からベストフォーカス位置を算出する（ＤＰＳ００１）。算出後、検出部ＤＰはベストフォーカス位置をホスト制御部ＨＰに通知する（ＤＰＳ００２）。ホスト制御部ＨＰは検出部ＤＰからベストフォーカス位置を取得する（ＨＰＳ０１０）。その後、次以降のアライメントマークにおいても同様の処理が行われる。

以上、第２実施形態について述べた。以上で説明した方法によって、撮像処理をカメラ転送処理よりも短い時間間隔で繰り返し実行することで、撮像処理に要する時間を短縮できる。

＜第３実施形態＞
図１の露光装置１００による露光方法を、図１３に基づいて説明する。露光装置のシーケンスがスタートすると、まず、ステージにウエハが搬入される（Ｓ００１）。露光装置１００は、ステージに搬入されたウエハに対して、プリアライメント（Ｓ００２）、グローバルアライメント（Ｓ００３）の順番でアライメント処理を行う。プリアライメントは、ウエハ上に形成された２か所のアライメントマークを低倍率のスコープを備えた位置検出装置で観察してその位置を計算する。その後、大まかなウエハシフト、ウエハ倍率、及び、ウエハローテーションを求めてグローバルアライメントを行うために必要なアライメントを行う。グローバルアライメントは、ウエハ上に形成された複数のアライメントマークを高倍率のスコープを備えた位置検出装置で観察する。各計測ショットにおけるアライメントマークのフォーカス位置を算出後、ＸＹ方向のアライメントマーク位置計算し、計算したアライメントマーク位置を統計処理してウエハ上の各ショット位置を高精度に求める。プリアライメントやグローバルアライメントの位置合わせ装置には、本発明の位置合わせ装置を用いることができる。露光装置１００は、グローバルアライメントで求めたショット位置に基づいて、露光処理を行う（Ｓ００４）。露光装置１００は、全ショットの露光が完了したらウエハを搬出（Ｓ００５）し、次のウエハを搬入する（Ｓ００１）。全ウエハの露光処理が終了したら（Ｓ００６）、シーケンスを終了する。

以上、第３実施形態について述べた。第３実施形態では、本発明の位置合わせ装置を用いてアライメントすることで、より高速にアライメントすることができるため、スループットの向上が期待できる。

＜物品製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態における物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、上記のリソグラフィ装置（露光装置やインプリント装置、描画装置など）を用いて基板に原版のパターンを転写する工程と、かかる工程でパターンが転写された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

ＳＴＧ：ステージ、ＳＣ：スコープ、ＣＡＭ：カメラ、ＦＭＥＭ：フレームメモリ、ＴＲ１：フレームメモリ転送部、ＴＲ２：カメラ転送部、Ｓ：センサ、ＡＰ：アライメント処理部、ＤＰ：検出部

Claims (13)

1. 基板に設けられたマークを検出することにより前記基板の位置合わせを行う位置合わせ装置であって、
   前記基板を保持して移動可能なステージと、
   前記ステージによって保持された前記基板上の前記マークを撮像する撮像部と、
   前記撮像部により撮像された前記マークの像に基づいて前記マークの位置を求める処理部と、を有し、
   前記撮像部は、
   光電変換により電荷の蓄積を行う撮像素子と、
   前記撮像素子で蓄積された前記電荷に基づいて得られた少なくとも１フレームの画像データを一時的に記憶するフレームメモリと、
   前記撮像素子で得られた１フレームの画像データを前記フレームメモリに転送する第１転送部と、
   前記フレームメモリから読み出された１フレームの画像データを前記処理部に転送する第２転送部と、を含み、
   前記第１転送部のデータ転送速度は前記第２転送部のデータ転送速度よりも速く、前記第１転送部と前記第２転送部とは非同期で動作し、
   前記撮像部は、前記撮像素子で前記電荷の蓄積が行われ前記第１転送部により前記蓄積により得られた１フレームの画像データの前記フレームメモリへの転送が完了すれば、前記第２転送部による該１フレームの画像データの前記処理部への転送が完了していなくても次の撮像が可能になるように構成されており、
   前記ステージを移動させながら複数の位置で前記撮像部により前記マークを撮像する際に、前記第１転送部による１フレームの画像データの前記フレームメモリへの転送と並行して、次の撮像のための前記ステージの移動を行う
   ことを特徴とする位置合わせ装置。
2. 前記ステージを移動させながら複数の位置で前記撮像部により前記マークを撮像し、前記処理部により各位置での前記ステージの位置合わせ状態を評価することを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
3. 前記撮像素子と前記ステージとの間の距離を段階的に変化させるように前記ステージをステップ移動させながら各ステップ位置で前記撮像部により前記マークを撮像し、前記処理部により各ステップ位置での前記マークの像のフォーカス状態を前記位置合わせ状態として評価することを特徴とする請求項２に記載の位置合わせ装置。
4. 前記ステップ移動を、前記第１転送部による前記フレームメモリへの１フレームの画像データの転送期間内に行うことを特徴とする請求項３に記載の位置合わせ装置。
5. 前記ステップ移動にかかる時間を、前記第１転送部による前記フレームメモリへの１フレームの画像データの転送期間と同じにすることを特徴とする請求項４に記載の位置合わせ装置。
6. 前記ステップ移動にかかる時間と前記撮像素子による電荷の蓄積期間との合計時間が前記第２転送部による前記フレームメモリから前記処理部への１フレームの画像データの転送期間を超えない範囲で、前記ステップ移動にかかる時間を最大化することを特徴とする請求項３に記載の位置合わせ装置。
7. 前記基板の相異なる位置に設けられた複数のマークを検出する場合、前記複数のマークのうちの第１マークの前記撮像部による撮像を行い、該撮像により得られた前記第１マークの画像データが前記第１転送部によって前記フレームメモリに転送される転送期間中に、前記複数のマークのうちの第２マークの前記撮像部による撮像を行うための前記ステージの移動を開始することを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
8. 前記基板の相異なる位置に設けられた複数のマークを検出する場合、前記複数のマークのうちの第１マークの前記撮像部による撮像を複数回行い、該複数回の撮像うちの最終回の撮像により得られた第１マークの画像データが前記第１転送部によって前記フレームメモリに転送される転送期間中に、前記複数のマークのうちの第２マークの前記撮像部による撮像を行うための前記ステージの移動を開始することを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。
9. 前記第１転送部は、前記撮像素子と同じ回路基板上に実装される専用データバスを含み、
   前記第２転送部は、通信規格に準拠したデータバスを含む、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
10. 前記撮像部による撮像を制御する制御部を更に有し、
    前記撮像部は、前記次の撮像が可能になったことを前記制御部に通知する通知部を含み、
    前記制御部は、前記通知部からの前記通知に基づいて、前記撮像部による前記次の撮像の開始のタイミングを制御する
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
11. 前記フレームメモリは、記憶可能領域がなくなった場合に最も古い画像データを最新の画像データで上書きするリングバッファを含む、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の位置合わせ装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の位置合わせ装置を備え、
    前記位置合わせ装置の前記ステージによって保持された基板に、原版のパターンを転写するように構成されていることを特徴とするリソグラフィ装置。
13. 請求項１２に記載のリソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
    を有し、
    前記加工された基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。

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