KR102556125B1 - 레이아웃 방법, 마크 검출 방법, 노광 방법, 계측 장치, 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

X 축 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치된 복수의 마크 검출계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 를 사용하여 검출하기 위한 복수의 마크의 레이아웃 방법에 따르는 기판 상에는, X 축 방향 및 XY 평면 내에서 이것에 직교하는 Y 축 방향으로 복수의 쇼트 영역 (Si) (i = 1, 2, ……) 이 형성됨과 함께, X 축 방향으로 떨어진적어도 2 개의 마크 (WMj) (j = 1, 2, 3, 4, 5) 가 속하는 조가, 쇼트 영역 (Si) 의 X 축 방향의 길이 (w) 의 간격으로 X 축 방향을 따라 반복하여 배치되고, 각 조에 속하는 마크끼리는, 복수의 마크 검출계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 X 축 방향의 배치와, 길이 (w) 에 기초하여 정해지는 간격분, X 축 방향으로 서로 이간되어 있다. 이것에 의해, 복수의 마크 검출계를 사용하여, 기판 상의 복수의 마크를 확실하게 검출하는 것이 가능해진다.

Description

레이아웃 방법, 마크 검출 방법, 노광 방법, 계측 장치, 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법{LAYOUT METHOD, MARK DETECTION METHOD, LIGHT EXPOSURE METHOD, MEASUREMENT APPARATUS, LIGHT EXPOSURE APPARATUS, AND METHOD FOR MANUFACTURING DEVICE}
본 발명은, 레이아웃 방법, 마크 검출 방법, 노광 방법, 계측 장치, 노광 장치, 그리고 디바이스 제조 방법에 관한 것이며, 한층 더 상세하게는, 기판 상에 형성되는 복수의 마크의 레이아웃 방법, 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법, 마크 검출 방법을 사용하는 노광 방법, 기판 상에 형성된 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 계측 장치, 계측 장치를 구비한 노광 장치, 그리고 노광 방법 또는 노광 장치를 사용하는 디바이스 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 소자 등을 제조하는 리소그래피 공정에서는, 웨이퍼 또는 유리 플레이트 등의 기판 (이하, 웨이퍼라고 총칭한다) 상에 다층의 회로 패턴을 중첩하여 형성하지만, 각 층간에서의 중첩 정밀도가 나쁘면, 반도체 소자 등은 소정의 회로 특성을 발휘할 수 없어, 경우에 따라서는 불량품으로도 된다. 이 때문에, 통상적으로, 웨이퍼 상의 복수의 쇼트 영역의 각각에 미리 마크 (얼라인먼트 마크) 를 형성해 두고, 노광 장치의 스테이지 좌표계 상에 있어서의 그 마크의 위치 (좌표치) 를 검출한다. 그런 후, 이 마크 위치 정보와 새롭게 형성되는 패턴 (예를 들어 레티클 패턴) 의 이미 알려진 위치 정보에 기초하여, 웨이퍼 상의 1 개의 쇼트 영역을 그 패턴에 대해 위치 맞춤하는 웨이퍼 얼라인먼트가 실시된다.
웨이퍼 얼라인먼트의 방식으로서, 스루풋과의 균형에서, 웨이퍼 상의 몇 개의 쇼트 영역 (샘플 쇼트 영역 또는 얼라인먼트 쇼트 영역이라고도 불린다) 만의 얼라인먼트 마크를 검출하고, 웨이퍼 상의 쇼트 영역의 배열을 통계적 수법으로 산출하는 인헨스드·글로벌·얼라인먼트 (EGA) 가 주류가 되고 있다. EGA 에 의해 고정밀도로 웨이퍼 상의 쇼트 영역의 배열을 구하기 위해서는, 샘플 쇼트 영역의 수를 늘려 보다 많은 얼라인먼트 마크를 검출할 필요가 있다.
스루풋을 최대한 저하시키지 않고, 많은 얼라인먼트 마크를 검출하는 수법으로서 예를 들어, 복수의 마크 검출계 (얼라인먼트 검출계) 를 사용하여 복수의 마크를 한 번에 검출하는 것이 생각된다. 그런데, 웨이퍼의 쇼트 맵 (웨이퍼 상에 형성된 쇼트 영역의 배열에 관한 데이터) 은, 여러 가지이고, 쇼트 영역의 사이즈 및 마크의 배치도 다양하다. 따라서, 여러 가지의 쇼트 맵에 대응할 수 있도록, 상호의 간격이 가변이 되도록 복수의 얼라인먼트 검출계 중의 일부의 얼라인먼트 검출계를 가동으로 한 노광 장치가 알려져 있다 (예를 들어 특허문헌 1 참조).
그런데, 가동의 얼라인먼트 검출계는, 고정의 얼라인먼트 검출계에 비해, 설계 상의 제약이 많아, 비용면에서도 불리했다.
미국 특허 제8,432,534호 명세서
제 1 양태에 의하면, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치된 2 이상의 N 개의 마크 검출계를 사용하여 검출하기 위한, 기판 상에 형성되는 복수의 마크의 레이아웃 방법으로서, 상기 기판 상에는, 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 형성 됨과 함께, 상기 제 1 방향으로 떨어진 적어도 2 개의 마크가 속하는 조가, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이의 간격으로 상기 제 1 방향을 따라 반복하여 배치되고, 상기 각 조에 속하는 마크끼리는, 상기 N 개의 마크 검출계의 상기 제 1 방향의 배치와, 상기 길이에 기초하여 정해지는 간격분, 상기 제 1 방향으로 서로 이간되어 있는 레이아웃 방법이 제공된다.
제 2 양태에 의하면, 2 이상의 N 개의 마크 검출계를 사용하여 검출하기 위한, 기판 상에 형성되는 복수의 마크의 레이아웃 방법으로서, 상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정 됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 적어도 1 개의 마크의 배치를, 상기 N 개의 마크 검출계 각각의 검출 위치와, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여 결정하는 레이아웃 방법이 제공된다.
제 3 양태에 의하면, 2 이상의 N 개의 마크 검출계를 사용하여 검출하기 위한, 기판 상에 형성되는 복수의 마크의 레이아웃 방법으로서, 상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정 됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 적어도 1 개의 마크의 배치를, 상기 N 개의 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향에 있어서의 위치 관계와, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여 결정하는 레이아웃 방법이 제공된다.
제 4 양태에 의하면, 제 1 내지 제 3 양태 중 어느 하나에 관련된 레이아웃 방법을 사용하여 기판 상에 형성된 복수의 마크를, 상기 N 개의 마크 검출계를 사용하여 검출하는 마크 검출 방법이 제공된다.
제 5 양태에 의하면, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치된 2 이상의 N 개의 마크 검출계를 사용하여, 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서, 상기 N 이 짝수인 경우, 상기 N 개의 마크 검출계를, 서로 상이한 2 개 1 조의 마크 검출계로 이루어지는 N/2 조로 조편성하고, 상기 기판 상에 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향으로 형성된 복수의 구획 영역과 함께 미리 형성된 복수의 마크 중, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이의 간격으로 상기 제 1 방향 을 따라 반복하여 배치되고, 각 조의 마크 검출계 상호의 상기 제 1 방향의 거리를, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이로 나눈 나머지의 간격분 상기 제 1 방향으로 떨어져 배치된 적어도 2 개의 마크가 각각 속하는 복수조의 마크에서 선택된 2 개의 마크를, 각 조의 마크 검출계를 각각 사용하여 병행하여 검출하는 병행 검출을 N/2 회 실시하고, 상기 N 이 홀수인 경우, 상기 N 개의 마크 검출계 중 소정의 1 개를 제외한 (N - 1 개) 의 마크 검출계를, 서로 상이한 2 개 1 조의 마크 검출계로 이루어지는 (N - 1)/2 조로 조편성하고, 각 조의 마크 검출계를 각각 사용하여, 상기 복수조의 마크에서 선택된 2 개의 마크의 검출을 (N - 1)/2 회 실시함과 함께, 상기 소정의 1 개의 상기 마크 검출계를 사용하여 상기 기판 상의 1 개의 마크를 검출하는 마크 검출 방법이 제공된다.
제 6 양태에 의하면, 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서, 상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에는, 적어도 1 개의 마크가 형성되고, 상기 복수의 마크 검출계의 각각의 검출 위치와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계를 사용한 마크 검출 동작이 제어되는 마크 검출 방법이 제공된다.
제 7 양태에 의하면, 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서, 상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에는, 적어도 1 개의 마크가 형성되고, 상기 복수의 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향에 있어서의 위치 관계와, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계를 사용한 마크 검출 동작이 제어되는 마크 검출 방법이 제공된다.
제 8 양태에 의하면, 제 4 내지 제 7 양태 중 어느 하나에 관련된 마크 검출 방법을 사용하여, 상기 기판 상에 형성된 상기 복수의 마크 중 적어도 일부의 마크를 검출하는 것과, 상기 마크의 검출 결과에 기초하여, 상기 기판을 이동하여, 상기 복수의 구획 영역을 에너지 빔으로 노광하는 것을 포함하는 노광 방법이 제공된다.
제 9 양태에 의하면, 제 8 양태에 관련된 노광 방법을 사용하여 상기 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
제 10 양태에 의하면, 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 계측 장치로서, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치되고, 각각 상기 마크를 검출하는 2 이상의 N 개의 마크 검출계와, 상기 기판을 유지하여 상기 소정면 내에서 이동하는 스테이지와, 상기 스테이지의 적어도 상기 소정면 내의 위치 정보를 계측하는 위치 계측계와, 상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 스테이지의 이동을 제어함과 함께, 상기 복수의 마크 중 계측 대상 마크를 검출하는 상기 마크 검출계의 검출 결과와, 그 검출 시의 상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 계측 대상 마크의 상기 소정면 내에서의 위치 정보를 계측하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 2 개의 상기 마크 검출계를 사용하여, 상기 기판 상의 어느 구획 영역과, 그것과는 다른 구획 영역에서, 각각의 구획 영역 내의 상이한 위치의 마크를 상기 계측 대상 마크로서 병행하여 검출하는 계측 장치가 제공된다.
제 11 양태에 의하면, 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 계측 장치로서, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치되고, 각각 상기 마크를 검출하는 2 이상의 N 개의 마크 검출계와, 상기 기판을 유지하여 상기 소정면 내에서 이동하는 스테이지와, 상기 스테이지의 적어도 상기 소정면 내의 위치 정보를 계측하는 위치 계측계와, 상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 스테이지의 이동을 제어함과 함께, 상기 복수의 마크 중 계측 대상 마크를 검출하는 상기 마크 검출계의 검출 결과와, 그 검출 시의 상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 계측 대상 마크의 상기 소정면 내에서의 위치 정보를 계측하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 N 개의 마크 검출계의 검출 중심 상호의 상기 제 1 방향의 거리와, 상기 기판 상에 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향으로 형성된 복수의 구획 영역 각각의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 구획 영역 각각에 배치된 복수의 마크 중, 2 개 이상의 마크를 병행하여 검출 가능한 상기 마크 검출계의 조를 결정하고, 결정한 상기 마크 검출계의 조를 사용하여, 상기 2 개 이상의 마크를 상기 계측 대상 마크로서 병행하여 검출하는 계측 장치가 제공된다.
제 12 양태에 의하면, 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 계측 장치로서, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치됨과 함께, 계측 빔을 상기 기판에 대해 상기 소정면 내에서 상대적으로 이동시키면서, 상기 기판 상의 상기 마크를 검출하는 복수의 마크 검출계와, 상기 기판을 유지하여 상기 소정면 내에서 이동하는 스테이지와, 상기 스테이지의 적어도 상기 소정면 내의 위치 정보를 계측하는 위치 계측계와, 상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 스테이지의 이동을 제어함과 함께, 상기 복수의 마크 중 계측 대상 마크를 검출하는 상기 마크 검출계의 검출 결과와, 그 검출 시의 상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 계측 대상 마크의 상기 소정면 내에서의 위치 정보를 계측하는 제어 장치를 구비하고, 상기 제어 장치는, 상기 기판 상에 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향으로 형성된 복수의 구획 영역 중, 상기 제 1 방향으로 떨어진 2 개의 구획 영역에 각각에 배치된 마크를, 상기 계측 대상의 마크로서, 상기 복수의 마크 검출계 중 2 개를 사용하여 검출하는데 있어서, 상기 2 개의 마크 검출계의 검출 중심 상호의 상기 제 1 방향의 거리를, 1 개의 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이로 나눈 나머지에 기초하여, 상기 2 개의 마크 검출계 각각으로부터의 계측 빔으로 상기 격자 마크를 주사하는 검출 동작을 제어하는 계측 장치가 제공된다.
제 13 양태에 의하면, 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 계측 장치 로서, 복수의 마크 검출계와 제어 장치를 구비하고, 상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에는, 적어도 1 개의 마크가 형성되고, 상기 제어 장치는, 상기 복수의 마크 검출계의 각각의 검출 위치와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계를 사용하는 마크 검출 동작을 제어하는 계측 장치가 제공된다.
제 14 양태에 의하면, 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 계측 장치 로서, 복수의 마크 검출계와 제어 장치를 구비하고, 상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에는, 적어도 1 개의 마크가 형성되고, 상기 제어 장치는, 상기 복수의 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향에 있어서의 위치 관계와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계를 사용하는 마크 검출 동작을 제어하는 계측 장치가 제공된다.
제 15 양태에 의하면, 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크 중 적어도 일부의 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 제 10 내지 제 14 양태 중 어느 하나에 관련된 계측 장치와, 상기 기판 상의 복수의 구획 영역에 에너지 빔을 조사하여 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치를 구비하는 노광 장치가 제공된다.
제 16 양태에 의하면, 제 15 양태에 관련된 노광 장치를 사용하여 상기 기판을 노광하는 것과, 노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는 디바이스 제조 방법이 제공된다.
도 1 은, 마크 검출 방법이 적용되는 일 실시 형태에 관련된 노광 장치의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2 는, 웨이퍼 스테이지를 나타내는 평면도이다.
도 3 은, 도 1 의 노광 장치가 구비하는 간섭계의 배치를 나타내는 평면도이다.
도 4 는, 도 1 의 노광 장치가 구비하는 5 개의 얼라인먼트계를 웨이퍼 스테이지와 함께 나타내는 평면도이다.
도 5 는, 일 실시 형태에 관련된 노광 장치의 제어계를 중심적으로 구성하는 주제어 장치의 입출력 관계를 나타내는 블록도이다.
도 6 은, Pri-BCHK 의 전반의 처리가 실시되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 7 은, 얼라인먼트계 (AL1, AL22, AL23) 를 사용한, 3 개의 퍼스트 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 3 개의 얼라인먼트 마크의 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도 8(A) 및 도 8(B) 는, 각각 도 7 의 3 개의 얼라인먼트 마크의 구체적인 검출 순서를 설명하기 위한 도면 (제 1, 제 2) 이다.
도 9 는, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 를 사용하여, 5 개의 세컨드 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 5 개의 얼라인먼트 마크의 검출을 설명하기 위한 도면이다.
도 10(A) 및 도 10(B) 는, 각각 도 9 의 5 개의 얼라인먼트 마크의 구체적인 검출 순서를 설명하기 위한 도면 (제 1, 제 2) 이다.
도 11 은, 도 9 의 5 개의 얼라인먼트 마크의 구체적인 검출 순서를 설명하기 위한 도면 (제 3) 이다.
도 12 는, Pri-BCHK 후반의 처리가 실시되어 있는 상태를 나타내는 도면이다.
도 13(A), 도 13(B) 는, 각각 웨이퍼를 Y 축 방향으로만 이동시켜 실시되는 얼라인먼트 계측에 바람직한 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 레이아웃의 일례에 대해 설명하기 위한 도면 (제 1, 제 2) 이다.
도 14(A), 도 14(B) 는, 각각 웨이퍼를 Y 축 방향 및 X 축 방향으로 이동시켜 실시되는 얼라인먼트 계측에 바람직한 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 레이아웃의 일례에 대해 설명하기 위한 도면 (제 1, 제 2) 이다.
도 15 는, 웨이퍼를 Y 축 방향 및 X 축 방향으로 이동시켜 실시되는 얼라인먼트 계측에 바람직한 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 레이아웃의 다른 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 16 은, 5 개의 얼라인먼트계의 다른 조편성을 채용했을 경우의 얼라인먼트 계측에 바람직한 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 레이아웃의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 17 은, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 중, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 를, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 로 나누었을 때의 나머지 d1, d2 가, 모두 0 인 경우의, 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 레이아웃의 일례에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 18(A) ∼ 도 18(F) 는, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 로서, 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계를 사용하는 경우의 마크의 검출에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 19(A) 는, FIA 계로 이루어지는 얼라인먼트계 (AL21) 와 얼라인먼트계 (AL24) 에 의해 병행 검출되는 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 가, 나머지 d2 로 결정되는 설계 상의 위치에 있는 경우의, 마크 (WM2, WM3) 와 얼라인먼트계 (AL21, AL24) 각각의 검출 중심과의 위치 관계의 일례를 나타내는 도면, 도 19(B) 는, 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 가, 나머지 d2 로 결정되는 설계 상의 위치로부터 어긋나 있는 경우의, 마크 (WM2, WM3) 와 얼라인먼트계 (AL21, AL24) 각각의 검출 중심의 위치 관계의 일례를 나타내는 도면이다.
도 20(A) 는, 회절 간섭 방식의 얼라인먼트계로 이루어지는 얼라인먼트계 (AL21) 와 얼라인먼트계 (AL24) 에 의해 병행 검출되는 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 가, 나머지 d2 로 결정되는 설계 상의 위치에 있는 경우의, 마크 (WM2, WM3) 에 대한 계측 빔의 주사 범위를 설명하기 위한 도면, 도 20(B) 는, 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 가, 나머지 d2 로 결정되는 설계 상의 위치로부터 어긋나 있는 경우의, 마크 (WM2, WM3) 상의 계측 빔에 대한 주사 범위를 설명하기 위한 도면이다.
도 21(A) 는, 회절 간섭 방식의 얼라인먼트계로 이루어지는 얼라인먼트계에 의해, 웨이퍼 상의 마크를 검출하는 다른 일례를 설명하기 위한 도면으로서, 웨이퍼 상의 얼라인먼트 마크의 레이아웃의 일례를 얼라인먼트계의 배치와 함께 나타내는 도면, 도 21(B) 는, 도 21(A) 의 웨이퍼 상의 마크의 검출 방법에 대해 설명하기 위한 도면이다.
도 22 는, 반도체 소자 등의 전자 디바이스의 제조에 있어서의, 리소그래피 공정을 나타내는 도면이다.
이하, 일 실시 형태에 대해, 도 1 ∼ 도 16 에 기초하여 설명한다.
본 실시 형태에서는, 마크 검출 방법을, 노광 장치에 적용하는 경우에 대해 설명한다. 도 1 에는, 일 실시 형태에 관련된 마크 검출 방법이 적용되는 노광 장치 (100) 의 구성이 개략적으로 나타나 있다. 노광 장치 (100) 는, 스텝·앤드·스캔 방식의 투영 노광 장치, 이른바 스캐너이다. 후술하는 바와 같이, 노광 장치 (100) 는 투영 광학계 (PL) 를 구비하고 있다. 이하에 있어서는, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 과 평행한 방향을 Z 축 방향, 이것에 직교하는 면 내에서 레티클 (R) 과 웨이퍼 (W) 가 상대 주사되는 주사 방향을 Y 축 방향, Z 축 및 Y 축에 직교하는 방향을 X 축 방향으로 하고, X 축, Y 축, 및 Z 축 둘레의 회전 (경사) 방향을 각각 θx, θy, 및 θz 방향으로서 설명을 실시한다.
노광 장치 (100) 는, 조명계 (10), 레티클 스테이지 (RST), 투영 유닛 (PU), 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 갖는 스테이지 장치 (50), 및 이들의 제어계 등을 구비하고 있다. 도 1 에서는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 웨이퍼 (W) 가 재치되어 있다.
조명계 (10) 는, 레티클 블라인드 (마스킹 시스템이라고도 불린다) 로 설정 (제한) 된 레티클 (R) 상의 슬릿상의 조명 영역 (IAR) 을, 조명광 (노광광) (IL) 에 의해 거의 균일한 조도로 조명한다. 조명계 (10) 의 구성은, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2003/0025890호 명세서 등에 개시되어 있다. 여기서, 조명광 (IL) 으로서 일례로서, ArF 엑시머 레이저광 (파장 193 nm) 이 이용되고 있다.
레티클 스테이지 (RST) 상에는, 그 패턴면 (도 1 에 있어서의 하면) 에 회로 패턴 등이 형성된 레티클 (R) 이, 예를 들어 진공 흡착에 의해 고정되어 있다. 레티클 스테이지 (RST) 는, 예를 들어 리니어 모터 등을 포함하는 레티클 스테이지 구동계 (11) (도 1 에서는 도시 생략, 도 5 참조) 에 의해, XY 평면 내에서 미소 구동 가능함과 함께, 주사 방향 (도 1 에 있어서의 지면 내 좌우 방향인 Y 축 방향) 으로 소정의 주사 속도로 구동 가능하게 되어 있다.
레티클 스테이지 (RST) 의 XY 평면 내의 위치 정보 (θz 방향의 회전 정보를 포함한다) 는, 레티클 레이저 간섭계 (이하, 「레티클 간섭계」 라고 한다) (116) 에 의해, 이동경 (15) (또는 레티클 스테이지 (RST) 의 단면에 형성된 반사면) 을 통하여, 예를 들어 0.25 nm 정도의 분해능으로 상시 검출된다. 레티클 간섭계 (116) 의 계측치는, 주 제어 장치 (20) (도 1 에서는 도시 생략, 도 5 참조) 에 보내진다.
투영 유닛 (PU) 은, 레티클 스테이지 (RST) 의 도 1 에 있어서의 하방에 배치되어 있다. 투영 유닛 (PU) 은, 경통 (40) 과 경통 (40) 내에 유지된 투영 광학계 (PL) 를 포함한다. 투영 광학계 (PL) 로서는, 예를 들어, Z 축 방향과 평행한 광축 (AX) 을 따라 배열되는 복수의 광학 소자 (렌즈 엘리먼트) 로 이루어지는 굴절 광학계가 이용되고 있다. 투영 광학계 (PL) 는, 예를 들어 양측 텔레센트릭에서, 소정의 투영 배율 (예를 들어 1/4 배, 1/5 배 또는 1/8 배 등) 을 갖는다. 레티클 (R) 은, 투영 광학계 (PL) 의 제 1 면 (물체면) 과 패턴면이 거의 일치하도록 배치되고, 표면에 레지스트 (감응제) 가 도포된 웨이퍼 (W) 는, 투영 광학계 (PL) 의 제 2 면 (이미지면) 측에 배치된다. 이 때문에, 조명계 (10) 로부터의 조명광 (IL) 에 의해 레티클 (R) 상의 조명 영역 (IAR) 이 조명되면, 레티클 (R) 을 통과한 조명광 (IL) 에 의해, 그 조명 영역 (IAR) 내의 레티클 (R) 의 회로 패턴의 축소 이미지 (회로 패턴의 일부의 축소 이미지) 가, 투영 광학계 (PL) 를 통하여, 조명 영역 (IAR) 에 공액인 영역 (이하, 노광 영역이라고도 부른다) (IA) 에 형성된다. 그리고, 레티클 스테이지 (RST) 와 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 동기 구동에 의해, 조명 영역 (IAR) (조명광 (IL)) 에 대해 레티클 (R) 을 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴과 함께, 노광 영역 (IA) (조명광 (IL)) 에 대해 웨이퍼 (W) 를 주사 방향 (Y 축 방향) 으로 상대 이동시킴으로써, 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 쇼트 영역 (구획 영역) 의 주사 노광이 실시되고, 그 쇼트 영역에 레티클 (R) 의 패턴이 전사된다.
스테이지 장치 (50) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 베이스반 (12) 상에 배치된 웨이퍼 스테이지 (WST), 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 위치 정보를 계측하는 간섭계 시스템 (118) (도 5 참조), 및 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동하는 스테이지 구동계 (124) (도 5 참조) 등을 구비하고 있다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 도시 생략된 비접촉 베어링, 예를 들어 에어 베어링 등에 의해, 수 ㎛ 정도의 클리어런스 (간극, 갭) 를 개재하여, 베이스반 (12) 의 상방에 지지되어 있다. 또, 웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 리니어 모터 또는 평면 모터 등을 포함하는 구동계에 의해, X 축 방향 및 Y 축 방향으로 소정 스트로크로 구동 가능함과 함께 θz 방향으로도 미소 구동 가능하다.
웨이퍼 스테이지 (WST) 는, 스테이지 본체 (91) 와, 그 스테이지 본체 (91) 상에 탑재된 웨이퍼 테이블 (WTB) 을 포함한다. 웨이퍼 테이블 (WTB) 은, 스테이지 본체 (91) 상에서 Z·레벨링 기구 (보이스 코일 모터 등을 포함한다) 를 통하여 Z 축 방향, θx 방향, θy 방향으로 미소 구동 가능하다. 도 5 에는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동하는 구동계와, Z·레벨링 기구를 포함하여, 스테이지 구동계 (124) 로서 나타나 있다. 웨이퍼 테이블 (WTB) 은, 스테이지 구동계 (124) 에 의해, 베이스반 (12) 에 대해, 6 자유도 방향 (X 축, Y 축, Z 축, θx, θy, 및 θz 의 각 방향) 으로 구동 가능하다. 또한, 예를 들어 자기 부상형의 평면 모터 등을 사용하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를, 6 자유도 방향으로 구동 가능하게 구성해도 된다.
웨이퍼 테이블 (WTB) 의 상면의 중앙에는, 웨이퍼 (W) 를 진공 흡착 등에 의해 유지하는 웨이퍼 홀더 (도시 생략) 가 형성되어 있다. 도 2 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 테이블 (WTB) 상면의 웨이퍼 홀더 (웨이퍼 (W)) 의 ＋Y 측에는, 계측 플레이트 (30) 가 형성되어 있다. 이 계측 플레이트 (30) 에는, 중앙에 기준 마크 (FM) 가 형성되고, 기준 마크 (FM) 의 X 축 방향의 양측에 1 쌍의 공간 이미지 계측용 슬릿판 (SL) 이 형성되어 있다. 각 공간 이미지 계측용 슬릿판 (SL) 에는, 도시는 생략되어 있지만, Y 축 방향을 길이 방향으로 하는 소정폭 (예를 들어, 0.2 ㎛) 의 라인상의 개구 패턴 (X 슬릿) 과, X 축 방향을 길이 방향으로 하는 소정폭 (예를 들어, 0.2 ㎛) 의 라인상의 개구 패턴 (Y 슬릿) 이 형성되어 있다.
그리고, 각 공간 이미지 계측용 슬릿판 (SL) 에 대응하여, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 내부에는, 렌즈 등을 포함하는 광학계 및 광 전자 증배관 (포토·멀티플라이어·튜브 (PMT)) 등의 수광 소자가 배치되고, 1 쌍의 공간 이미지 계측용 슬릿판 (SL) 과, 대응하는 광학계 및 수광 소자에 의해, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2002/0041377호 명세서 등에 개시되는 것과 동일한 1 쌍의 공간 이미지 계측 장치 (45A, 45B) (도 5 참조) 가 구성되어 있다. 공간 이미지 계측 장치 (45A, 45B) 의 계측 결과 (수광 소자의 출력 신호) 는, 신호 처리 장치 (도시 생략) 에 의해 소정의 신호 처리가 실시되어, 주 제어 장치 (20) 에 보내진다 (도 5 참조).
웨이퍼 테이블 (WTB) 의 -Y 단면, -X 단면에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 간섭계 시스템 (118) 에서 사용되는 반사면 (17a), 반사면 (17b) 이 형성되어 있다.
또, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 ＋Y 측의 면에는, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 미국 특허 제8,054,472호 명세서에 개시되는 CD 바와 동일한, X 축 방향으로 연장되는 피듀셜바 (이하, 「FD 바」 라고 약술한다) (46) 가 장착되어 있다. FD 바 (46) 의 상면에는, 복수의 기준 마크 (M) 가 형성되어 있다. 각 기준 마크 (M) 로서는, 후술하는 얼라인먼트계에 의해 검출 가능한 치수의 2 차원 마크가 이용되고 있다. 또한, 부호 LL 은, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X 축 방향에 관한 센터라인을 나타낸다.
노광 장치 (100) 에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 투영 광학계 (PL) 의 광축 (AX) 을 통과하는 Y 축에 평행한 직선 (이하, 기준축이라고 부른다) (LV) 상에서, 광축 (AX) 으로부터 -Y 측으로 소정 거리 떨어진 위치에 검출 중심을 갖는 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 가 배치되어 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 를 사이에 두고, X 축 방향의 일측과 타측에는, 기준축 (LV) 에 관해서 거의 대칭으로 검출 중심이 배치되는 세컨더리 얼라인먼트계 (AL21, AL22) 와 (AL23, AL24) 가 각각 형성되어 있다. 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 및 세컨더리 얼라인먼트계 (AL21 ∼ AL24) 는, 도시 생략된 메인프레임의 하면에 고정되어 있다. 이하에 있어서는, 프라이머리 얼라인먼트계 및 세컨더리 얼라인먼트계를, 적절히, 얼라인먼트계로 약기한다. 또한, 검출 중심은, 검출 위치라고 부를 수도 있다.
얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 각각으로서, 예를 들어 화상 처리 방식의 FIA (Field Image Alignment) 계가 이용되고 있다. 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 각각으로부터의 촬상 신호는, 도시 생략된 신호 처리계를 통하여 주 제어 장치 (20) 에 공급된다 (도 5 참조).
간섭계 시스템 (118) 은, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 반사면 (17a) 또는 (17b) 에 각각 간섭계 빔 (측장 빔) 을 조사하여, 반사면 (17a) 또는 (17b) 로부터의 반사광을 수광하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 XY 평면 내의 위치를 계측하는 Y 간섭계 (16) 와, 3 개의 X 간섭계 (126 ∼ 128) 를 구비하고 있다. Y 간섭계 (16) 는, 기준축 (LV) 에 관해서 대칭인 1 쌍의 측장 빔 (B41, B42) 을 포함하는 적어도 3 개의 Y 축에 평행한 측장 빔을 반사면 (17a), 및 후술하는 이동경 (41) 에 조사한다. 또, X 간섭계 (126) 는, 도 3 에 나타내는 바와 같이, 광축 (AX) 과 기준축 (LV) 에 직교하는 X 축에 평행한 직선 (이하, 기준축이라고 부른다) (LH) 에 관해서 대칭인 1 쌍의 측장 빔 (B51, B52) 을 포함하는 적어도 3 개의 X 축에 평행한 측장 빔을 반사면 (17b) 에 조사한다. 또, X 간섭계 (127) 는, 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 의 검출 중심에서 기준축 (LV) 과 직교하는 X 축에 평행한 직선 (이하, 기준축이라고 부른다) (LA) 을 측장축으로 하는 측장 빔 (B6) 을 포함하는 적어도 2 개의 X 축에 평행한 측장 빔을 반사면 (17b) 에 조사한다. 또, X 간섭계 (128) 는, X 축에 평행한 측장 빔 (B7) 을 반사면 (17b) 에 조사한다.
간섭계 시스템 (118) 의 상기 각 간섭계로부터의 위치 정보는, 주 제어 장치 (20) 에 공급된다. 주 제어 장치 (20) 는, Y 간섭계 (16) 및 X 간섭계 (126 또는 127) 의 계측 결과에 기초하여, 웨이퍼 테이블 (WTB) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 X, Y 위치에 더하여, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 θx 방향의 회전 (즉 피칭), θy 방향의 회전 (즉 롤링), 및 θz 방향의 회전 (즉 요잉) 도 산출할 수 있다.
또, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 스테이지 본체 (91) 의 -Y 측의 측면에, 오목 형상의 반사면을 갖는 이동경 (41) 이 장착되어 있다. 이동경 (41) 은, 도 2 로부터 알 수 있는 바와 같이, X 축 방향의 길이가 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 반사면 (17a) 보다, 길게 설계되어 있다.
간섭계 시스템 (118) (도 5 참조) 은, 이동경 (41) 에 대향하여 배치된 1 쌍의 Z 간섭계 (43A, 43B) 를 추가로 구비하고 있다 (도 1 및 도 3 참조). Z 간섭계 (43A, 43B) 는, 각각 2 개의 Y 축에 평행한 측장 빔 (B1, B2) 을 이동경 (41) 에 조사하고, 그 이동경 (41) 을 통하여 측장 빔 (B1, B2) 의 각각을, 예를 들어 투영 유닛 (PU) 을 지지하는 프레임 (도시 생략) 에 고정된 고정경 (47A, 47B) 에 조사한다. 그리고, 각각의 반사광을 수광하여, 측장 빔 (B1, B2) 의 광로 길이를 계측한다. 이 계측 결과로부터, 주 제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 의 4 자유도 (Y, Z, θy, θz) 방향의 위치를 산출한다.
또한, 간섭계 시스템 (118) 대신에, 혹은 간섭계 시스템 (118) 과 함께 인코더 시스템을 사용하여 웨이퍼 스테이지 (WST) (웨이퍼 테이블 (WTB)) 의 전체 위치 정보를 계측하는 것으로 해도 된다. 또한, 도 4 에 있어서, 부호 UP 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 있는 웨이퍼의 언로드가 실시되는 언로딩 포지션을 나타내고, 부호 LP 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 상에 대한 새로운 웨이퍼의 로드가 실시되는 로딩 포지션을 나타낸다.
이 외에, 본 실시 형태의 노광 장치 (100) 에서는, 투영 유닛 (PU) 의 근방에, 웨이퍼 (W) 표면의 Z 위치를 다수의 검출점에서 검출하기 위한 조사계 (90a) 및 수광계 (90b) 로 이루어지는 다점 초점 위치 검출계 (이하, 「다점 AF 계」라고 약술한다) (AF) 가 형성되어 있다 (도 5 참조). 다점 AF 계 AF 로서는, 예를 들어 미국 특허 제5,448,332호 명세서 등에 개시되는 것과 동일한 구성의 사입사 방식의 다점 AF 계가 채용되고 있다. 또한, 다점 AF 계 AF 의 조사계 (90a) 및 수광계 (90b) 를, 예를 들어 미국 특허 제8,054,472호 명세서 등에 개시되는 바와 같이, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 근방에 배치하고, 웨이퍼 얼라인먼트 시에 웨이퍼 (W) 를 Y 축 방향으로 1 회 스캔하는 것만으로, 웨이퍼 (W) 의 거의 전체면에서 Z 축 방향의 위치 정보 (면위치 정보) 를 계측 (포커스 매핑을 실시한다) 하도록 해도 된다. 이 경우, 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 Z 위치를, 이 포커스 매핑 중에 계측하는 면위치 계측계를 형성하는 것이 바람직하다.
도 5 에는, 노광 장치 (100) 의 제어계를 중심적으로 구성하는 주 제어 장치 (20) 의 출력 관계가 블록도로 나타나 있다. 주 제어 장치 (20) 는, 마이크로 컴퓨터 (또는 워크스테이션) 로 이루어지고, 노광 장치 (100) 의 전체를 통괄적으로 제어한다.
상기 서술한 바와 같이 하여 구성된 노광 장치 (100) 에서는, 예를 들어 미국 특허 제8,054,472호 명세서의 실시 형태 중에 개시되어 있는 순서와 동일한 순서 (단, 노광 장치 (100) 는 인코더 시스템을 구비하고 있지 않기 때문에, 인코더 시스템에 관한 처리는 포함되지 않는다) 에 따라, 언로딩 포지션 (UP) (도 4 참조) 에서의 웨이퍼 (W) 의 언로드, 로딩 포지션 (LP) (도 4 참조) 에서의 새로운 웨이퍼 (W) 의 웨이퍼 테이블 (WTB) 상에 대한 로드, 계측 플레이트 (30) 의 기준 마크 (FM) 와 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 를 사용한 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 의 베이스 라인 체크 전반의 처리, 간섭계 시스템의 원점의 재설정 (리셋트), 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 를 사용한 웨이퍼 (W) 의 얼라인먼트 계측, 공간 이미지 계측 장치 (45A, 45B) 를 사용한 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 의 베이스 라인 체크 후반의 처리, 그리고 얼라인먼트 계측의 결과 구해지는 웨이퍼 상의 각 쇼트 영역의 위치 정보와, 최신의 얼라인먼트계의 베이스 라인에 기초하는, 스텝·앤드·스캔 방식에서의 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역의 노광 등의, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 사용한 일련의 처리가, 주 제어 장치 (20) 에 의해 실행된다.
여기서, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 를 사용한 웨이퍼 (W) 의 얼라인먼트 계측 (및 얼라인먼트계의 베이스 라인 체크) 에 대해 설명한다. 웨이퍼 (W) 의 로드 후, 주 제어 장치 (20) 는, 도 6 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를, 계측 플레이트 (30) 상의 기준 마크 (FM) 가 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 의 검출 시야 내에 위치 결정되는 위치 (즉, 프라이머리 얼라인먼트계의 베이스 라인 계측 (Pri-BCHK) 의 전반의 처리를 실시하는 위치) 로 이동시킨다. 이 때, 주 제어 장치 (20) 는, 간섭계 시스템 (118) 의 Y 간섭계 (16) 및 X 간섭계 (127) 를 사용하여, 웨이퍼 테이블 (WTB) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 XY 평면 내의 위치 정보를 계측하면서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동 (위치 제어) 한다. 그리고, 주 제어 장치 (20) 는, 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 를 사용하여 기준 마크 (FM) 를 검출하는 Pri-BCHK 의 전반의 처리를 실시한다.
다음으로, 도 7 에 나타내는 바와 같이, 주 제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 흰색 화살표 방향 (＋Y 방향) 으로 이동시킨다. 그리고, 주 제어 장치 (20) 는, 도 7 중에 별 마크를 부여하여 나타내는 바와 같이, 3 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL22, AL23) 를 사용하여, 3 개의 퍼스트 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크를 검출한다. 이 3 개의 퍼스트 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출은, 주 제어 장치 (20) 에 의해, 실제로는, 다음과 같이 하여 실시된다.
먼저, 주 제어 장치 (20) 는, 도 8(A) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 를 사용하여, 각각의 검출 시야 내에 존재하는 얼라인먼트 마크를, 병행하여 개별적으로 검출한다. 이 때, 주 제어 장치 (20) 는, 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 각각이 갖는 광학계의 초점에 검출 대상의 얼라인먼트 마크가 일치하도록 (웨이퍼 (W) 의 표면이 일치하도록), 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 각각이 갖는 오토포커스 기구를 제어한 상태로, 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 를 사용한 얼라인먼트 마크의 병행 검출을 실행한다.
이어서, 주 제어 장치 (20) 는, 도 8(B) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트계 (AL1) 를 사용하여, 검출 시야 내에 존재하는 얼라인먼트 마크를 검출한다. 이 때도, 주 제어 장치 (20) 는, 얼라인먼트계 (AL1) 가 갖는 광학계의 초점에 검출 대상의 얼라인먼트 마크가 일치하도록 (웨이퍼 (W) 의 표면이 일치하도록), 얼라인먼트계 (AL1) 가 갖는 오토포커스 기구를 제어한 상태로, 얼라인먼트 마크의 검출을 실행한다.
또한, 상기 서술한 각 얼라인먼트계의 오토포커스 기구의 제어 대신에, 각 얼라인먼트계가 갖는 광학계의 초점에 검출 대상의 얼라인먼트 마크가 일치하도록 (웨이퍼 (W) 의 표면이 일치하도록), 웨이퍼 (W) 의 포커스·레벨링 제어 (Z 위치 및 θx, θy 방향의 위치 제어), 또는 포커스 제어 (Z 위치의 제어) 를 실시해도 된다.
그리고, 주 제어 장치 (20) 는, 3 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL22, AL23) 에 의한 검출 결과를, 각각의 검출 시의 간섭계 시스템 (118) 의 Y 간섭계 (16) 및 X 간섭계 (127) 의 위치 정보 (즉 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X, Y, θz 위치) 와 관련지어, 내부 메모리에 기억한다.
상기 서술한 3 개의 퍼스트 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출이 종료하면, 주 제어 장치 (20) 는, 도 9 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 흰색 화살표 방향 (＋Y 방향) 으로 이동시킨다. 그리고, 주 제어 장치 (20) 는, 도 9 중에 별 마크를 부여하여 나타내는 바와 같이, 5 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 를 사용하여, 5 개의 세컨드 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크를 검출한다. 이 5 개의 세컨드 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출은, 주 제어 장치 (20) 에 의해, 실제로는, 다음과 같이 하여 실시된다.
먼저, 주 제어 장치 (20) 는, 도 10(A) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트계 (AL21 ∼ AL24) 를 사용하여, 각각의 검출 시야 내에 존재하는 얼라인먼트 마크를, 병행하여 개별적으로 검출한다. 이 때, 주 제어 장치 (20) 는, 얼라인먼트계 (AL21 ∼ AL24) 각각이 갖는 광학계의 초점에 검출 대상의 얼라인먼트 마크가 일치하도록 (웨이퍼 (W) 의 표면이 일치하도록), 얼라인먼트계 (AL21 ∼ AL24) 각각이 갖는 오토포커스 기구를 제어한 상태 (또는 웨이퍼 (W) 의 포커스·레벨링 제어를 실시한 상태) 로, 얼라인먼트계 (AL21 ∼ AL24) 를 사용한 얼라인먼트 마크의 병행 검출을 실행한다.
다음으로, 주 제어 장치 (20) 는, 도 10(B) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 를 사용하여, 각각의 검출 시야 내에 존재하는 얼라인먼트 마크를, 병행하여 개별적으로 검출한다. 이 때, 주 제어 장치 (20) 는, 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 각각이 갖는 광학계의 초점에 검출 대상의 얼라인먼트 마크가 일치하도록 (웨이퍼 (W) 의 표면이 일치하도록), 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 각각이 갖는 오토포커스 기구를 제어한 상태 (또는 웨이퍼 (W) 의 포커스·레벨링 제어를 실시한 상태) 로, 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 를 사용한 얼라인먼트 마크의 병행 검출을 실행한다.
이어서, 주 제어 장치 (20) 는, 도 11 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트계 (AL1) 를 사용하여, 검출 시야 내에 존재하는 얼라인먼트 마크를 검출한다. 이 때도, 주 제어 장치 (20) 는, 얼라인먼트계 (AL1) 가 갖는 광학계의 초점에 검출 대상의 얼라인먼트 마크가 일치하도록 (웨이퍼 (W) 의 표면이 일치하도록), 얼라인먼트계 (AL1) 가 갖는 오토포커스 기구를 제어한 상태 (또는 웨이퍼 (W) 의 포커스 제어를 실시한 상태) 로, 얼라인먼트 마크의 검출을 실행한다.
그리고, 주 제어 장치 (20) 는, 5 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 검출 결과를, 각각의 검출 시의 간섭계 시스템 (118) 의 Y 간섭계 (16) 및 X 간섭계 (127) 의 위치 정보 (즉 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X, Y, θz 위치) 와 관련지어, 내부 메모리에 기억한다.
상기 서술한 5 개의 세컨드 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출이 종료하면, 주 제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 ＋Y 방향으로 이동시킨다 (도 12 중의 흰색 화살표 참조). 그리고, 도 12 에 나타내는 바와 같이, 계측 플레이트 (30) 가 투영 광학계 (PL) 의 바로 아래에 위치하는 위치에, 웨이퍼 스테이지 (WST) 가 도달하면, 주 제어 장치 (20) 는, 그 위치에서 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 정지시켜, Pri-BCHK 후반의 처리를 실행한다. 여기서, Pri-BCHK 후반의 처리란, 투영 광학계 (PL) 에 의해 투영된 레티클 (R) 상의 한 쌍의 계측 마크의 투영 이미지 (공간 이미지) 를, 계측 플레이트 (30) 를 포함하는 전술한 공간 이미지 계측 장치 (45A, 45B) 를 사용하여, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2002/0041377호 명세서 등에 개시되는 방법과 동일한 1 쌍의 공간 이미지 계측용 슬릿판 (SL) 을 각각 사용한 슬릿 스캔 방식의 공간 이미지 계측 동작으로 각각 계측한다. 그리고, 그 계측 결과 (웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X, Y 위치에 따른 공간 이미지 강도) 를 내부 메모리에 기억하는 처리를 의미한다. 주 제어 장치 (20) 는, 상기 서술한 Pri-BCHK 의 전반의 처리 결과와 Pri-BCHK 의 후반의 처리 결과에 기초하여, 프라이머리 얼라인먼트계 (AL1) 의 베이스 라인을 산출한다.
또한, 주 제어 장치 (20) 는, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 ＋Y 방향으로 이동시켜, 5 개의 서드 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크, 및 3 개의 포스 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출을 순차 실행하고, 각각의 검출 결과를 각각 검출 시의 간섭계 시스템 (118) 의 Y 간섭계 (16) 및 X 간섭계 (127) 의 위치 정보 (즉 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X, Y, θz 위치) 와 관련지어, 내부 메모리에 기억한다. 여기서, 5 개의 서드 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출은, 전술한 5 개의 세컨드 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출과 동일한 순서로 실시되고, 3 개의 포스 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출은, 전술한 3 개의 퍼스트 얼라인먼트 쇼트 영역에 부설된 얼라인먼트 마크의 검출과 동일한 순서로 실시된다.
주 제어 장치 (20) 는, 이와 같이 하여 얻은 합계 16 개의 얼라인먼트 마크의 검출 결과 (2 차원 위치 정보) 와 대응하는 간섭계 시스템 (118) 의 Y 간섭계 (16) 및 X 간섭계 (127) 의 위치 정보 (즉 웨이퍼 테이블 (WTB) 의 X, Y, θz 위치) 를 사용하여, 예를 들어 미국 특허 제4,780,617호 명세서 등에 개시되는 통계 연산을 실시하여, 간섭계 시스템 (118) 의 측장축으로 규정되는 좌표계 (웨이퍼 테이블 (WTB) 의 중심을 원점으로 하는 XY 좌표계) 상에 있어서의 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트 영역의 배열 및 스케일링 (쇼트 배율) 을 산출한다. 또한, 그 산출한 쇼트 배율에 기초하여, 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 특정의 가동 렌즈를 구동하거나, 혹은 투영 광학계 (PL) 를 구성하는 특정 렌즈간에 형성된 기밀실 내부의 기체의 압력을 변경하는 등하여, 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성을 조정하는 조정 장치 (도시 생략) 를 제어하여 투영 광학계 (PL) 의 광학 특성, 예를 들어 투영 배율을 조정한다.
그 후, 주 제어 장치 (20) 는, 사전에 실시된 전술한 웨이퍼 얼라인먼트 (EGA) 의 결과 및 최신의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 베이스 라인에 기초하여, 스텝·앤드·스캔 방식의 노광을 실시하고, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역에 레티클 패턴을 순차 전사한다. 이후, 동일한 동작이 반복하여 실시된다.
또한, 세컨더리 얼라인먼트계 (AL21 ∼ AL24) 의 베이스 라인 계측은, 적절한 타이밍에서, 예를 들어 미국 특허 제8,054,472호 명세서에 개시되는 방법과 마찬가지로, 전술한 1 쌍의 Z 간섭계 (43A, 43B) 및 Y 간섭계 (16) 의 적어도 일방의 계측치에 기초하여, FD 바 (46) (웨이퍼 스테이지 (WST)) 의 θz 회전을 조정한 상태로, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 를 사용하여, 각각의 시야 내에 있는 FD 바 (46) 상의 기준 마크 (M) 를 동시에 계측함으로써 실시된다.
여기서, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Y 축 방향으로만 이동시켜 실시되는 전술한 얼라인먼트 계측에 바람직한 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크의 레이아웃의 일례에 대해 설명한다.
도 13(A) 에는, 웨이퍼 (W) 상의 5 개의 세컨드 얼라인먼트 쇼트 영역을 포함하는 1 행 11 개의 쇼트 영역이 꺼내어져, 5 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 와 함께 나타나 있다. 설명의 편의 상, 각각의 쇼트 영역에 S1 ∼ S11 의 번호를 부여하고 있다. 여기서는, 쇼트 영역 (S1, S3, S6, S9, S11) 의 5 개가, 세컨드 얼라인먼트 쇼트 영역인 것으로 한다.
쇼트 영역 (S6) 에는, 스캔 방향으로 직교하는 크로스 스캔 방향 (스텝핑 방향이라고도 불린다) 인 X 축 방향의 중앙에 얼라인먼트 마크 (이하, 적절히, 마크로 약기한다) (WM1) 가 형성되어 있고, 이 마크 (WM1) 가, 얼라인먼트계 (AL1) 의 검출 중심 (검출 영역의 중심) 과 일치하고 있는 위치에 웨이퍼 (W) 가 위치하고 있는 상태를, 이하에서는, 웨이퍼 (W) 의 기준 상태라고 부른다. 또한, 얼라인먼트 마크는, 스크라이브라인 상에 배치되지만, 여기서는, 설명의 편의 상, 쇼트 영역 내에 배치되어 있는 것으로서 도시하고 있다.
쇼트 영역의 X 축 방향의 폭을 w 로 하고, 서로 인접하는 얼라인먼트계 (AL21, AL22), (AL22, AL1), (AL1, AL23), (AL23, AL24) 의 검출 중심 상호간의 거리 (간격) 를 D 로 한다. 여기서는, 일례로서 w = 20 mm, D = 52 mm 로 하여, 설명을 실시한다. 또한, 이하에서는, 적절히, 얼라인먼트계에 대해, 검출 중심 상호의 간격이라고 하는 대신에, 간단히 「간격」 이라고 한다.
또한, 검출 중심의 상호의 간격 D 는, 설계 상, 미리 정해진 거리여도 되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 에 형성된 계측 부재 (예를 들어 FD 바 (46)) 를 사용하여 계측한 것이어도 되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 에 형성된 센서를 사용하여 계측한 것이어도 된다.
웨이퍼 (W) 가 기준 상태에 있을 때, 얼라인먼트계 (AL1) 검출 중심으로부터 2D = 104 mm - X 방향으로 떨어진 위치에 검출 중심을 갖는 얼라인먼트계 (AL21) 에 의한 마크의 검출을 가능하게 하기 위해서는, 도 13(A) 에 나타내는 바와 같이, 쇼트 영역 (S1) 내에, X 축 방향의 중심으로부터 -X 방향으로 거리 d2 (= 4 mm) 어긋난 위치에, 얼라인먼트계 (AL21) 의 검출 대상이 되는 마크 (WM2) 가 배치되어 있으면 된다.
동일하게, 웨이퍼 (W) 가 기준 상태에 있을 때, 얼라인먼트계 (AL1) 의 검출 중심으로부터 2D = 104 mm ＋ X 방향으로 떨어진 위치에 검출 중심을 갖는 얼라인먼트계 (AL24) 에 의한 마크의 검출을 가능하게 하기 위해서는, 쇼트 영역 (S11) 내에, X 축 방향의 중심으로부터 ＋X 방향으로 거리 d2 (= 4 mm) 어긋난 위치에, 얼라인먼트계 (AL24) 의 검출 대상이 되는 마크 (WM3) 가 배치되어 있으면 된다.
동일하게, 웨이퍼 (W) 가 기준 상태에 있을 때, 얼라인먼트계 (AL1) 의 검출 중심으로부터 D = 52 mm - X 방향으로 떨어진 위치에 검출 중심을 갖는 얼라인먼트계 (AL22) 에 의한 마크의 검출을 가능하게 하기 위해서는, 쇼트 영역 (S3) 내에, X 축 방향의 중심으로부터 ＋X 방향으로 d1 (= 8 mm) 어긋난 위치에, 얼라인먼트계 (AL22) 의 검출 대상이 되는 마크 (WM4) 가 배치되어 있으면 된다.
동일하게, 웨이퍼 (W) 가 기준 상태에 있을 때, 얼라인먼트계 (AL1) 의 검출 중심으로부터 D = 52 mm ＋ X 방향으로 떨어진 위치에 검출 중심을 갖는 얼라인먼트계 (AL23) 에 의한 마크의 검출을 가능하게 하기 위해서는, 쇼트 영역 (S9) 내에, X 축 방향의 중심으로부터 -X 방향으로 d1 (= 8 mm) 어긋난 위치에, 얼라인먼트계 (AL23) 의 검출 대상인 마크 (WM5) 가 배치되어 있으면 된다.
그런데, 마크 (WM1 ∼ WM5) 는, 실제로는 노광에 의해 웨이퍼 (W) 상에 형성되는 것이기 때문에, 도 13(B) 에 나타내는 바와 같이, 각 쇼트 영역에 마크 (WM1 ∼ WM5) 의 모두가 형성된다. 따라서, 각 쇼트 영역에, X 축 방향의 중심 위치, 중심 위치로부터 -X 측으로 d1 어긋난 위치, 중심 위치로부터 -X 측으로 d2 어긋난 위치, 중심 위치로부터 ＋X 측으로 d1 어긋난 위치, 중심 위치로부터 ＋X 측으로 d2 어긋난 위치의 합계 5 지점에 마크 (WM1 ∼ WM5) 가 있으면, 웨이퍼 (W) 가 기준 상태를 유지한 채로, 즉 소정의 위치에 정지한 채로, 5 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 에 의해, 5 개의 세컨드 얼라인먼트 쇼트 영역의 마크를 검출하는 것이 가능하다.
상기 서술한 실시 형태 중의 설명에서는, 여기서의 설명과 동일하게, 쇼트 영역 내의 5 지점에 마크 (WM1 ∼ WM5) 가 존재하는 것을 전제로, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 Y 축 방향으로만 구동하여, 각 위치 결정 위치에서, 5 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 3 개 또는 5 개의 검출 시야 내에 검출 대상이 되는 얼라인먼트 마크가 당연히 위치하는 것으로 하고 있었다.
그런데, 다른 관점에서 생각하면, 상호의 간격이 D1 = 4D (= 208 mm) 인 얼라인먼트계 (AL21) 와 얼라인먼트계 (AL24) 에 의한 마크의 병행 검출에서는, 1 개의 쇼트 영역 내의 마크 (WM2) 와 다른 쇼트 영역 내의 마크 (WM3) 를 검출한다. 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 는, 도 14(A) 에 확대하여 나타내는 바와 같이, 각 쇼트 영역 (S) 내에 X 축 방향으로 간격 d1 (= 8 mm) 떨어져 형성된 2 개의 마크이다.
또, 상호의 간격이 D2 = 2D (= 104 mm) 인 얼라인먼트계 (AL22) 와 얼라인먼트계 (AL23) 에 의한 마크의 병행 검출에서는, 1 개의 쇼트 영역 내의 마크 (WM4) 와 다른 쇼트 영역 내의 마크 (WM5) 를 검출한다. 마크 (WM4) 와 마크 (WM5) 는, 도 14(A) 에 확대하여 나타내는 바와 같이, 각 쇼트 영역 (S) 내의 X 축 방향으로 서로 2d1 = 16 mm 떨어진 위치에 형성된 2 개의 마크이다.
그런데, 도 14(B) 에 나타내는 바와 같이, 인접하는 2 개의 쇼트 영역 (편의 상, 쇼트 영역 (SA) 과 쇼트 영역 (SB) 으로 한다) 중, 동그라미로 둘러싸여 나타내고 있는, 일방의 쇼트 영역 (SA) 내의 마크 (WM1) 와, 타방의 쇼트 영역 (SB) 내의 마크 (WM3) 의 X 축 방향의 간격은, 2d1 = 16 mm 이다. 도시는 생략되어 있지만, 쇼트 영역 (SA) 내의 마크 (WM1) 와 쇼트 영역 (SA) 에 쇼트 영역 (SB) 과는 반대측에서 인접하는 다른 쇼트 영역 내의 마크 (WM2) 의 X 축 방향의 간격도, 2d1 = 16 mm 이다.
따라서, 기준 상태를 유지하는 일 없이, 웨이퍼 (W) 를, X 축 방향으로 소정 거리 이동함으로써, 얼라인먼트계 (AL22) 와 얼라인먼트계 (AL23) 에 의해, 어느 쇼트 영역 내의 마크 (WM3) (또는 WM2) 와 다른 쇼트 영역 내의 마크 (WM1) 를, 병행하여 검출하는 것이 가능하게 된다. 즉, 검출에 있어서, 웨이퍼 (W) 를 Y 축 방향 뿐만 아니라, X 축 방향에 대해서도 이동함으로써, 각 쇼트 영역에는, 마크 (WM1, WM2, WM3) 만이 형성되어 있으면 되게 된다. 바꾸어 말하면, 각 쇼트 영역에는, 마크 (WM2) 에 대해, X 축 방향으로 간격 d1 = 8 mm 떨어진 마크 (WM3) 와 마크 (WM2) 에 대해, X 축 방향으로 간격 d2 = 4 mm 떨어진 마크 (WM1) 가 형성되어 있으면 된다.
여기서, 간격 d1, d2 와 얼라인먼트계 (AL21, AL24) 상호의 간격 D1 = 4D = 208 mm, 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 상호의 간격 D2 = 2D = 104 mm 와, 쇼트 영역의 X 축 방향의 길이 w (= 20 mm) 의 관계를 생각하면,
D1 = 10 w ＋ d1, 및 D2 = 5 w ＋ d2 의 관계가 성립하는 것을 알 수 있다.
이것으로부터, d1 은, D1 을 w 로 나누었을 때의 나머지이고, d2 는, D2 를 w 로 나누었을 때의 나머지인 것을 알 수 있다.
그런데, 전술한 얼라인먼트 시퀀스에서는, 얼라인먼트계 (AL1) 는, 단독으로, 1 개의 마크를 검출하는 것이기 때문에, 어느 마크를 검출 대상으로 해도 아무런 문제는 없다.
위에서는, 마크 (WM2) 와 마크 (WM2) 에 대해, X 축 방향으로 각각 간격 d1, d2 떨어진 마크 (WM1, WM3) 의 합계 3 개의 마크가 쇼트 영역 내에 형성되어 있는 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 쇼트 영역 내에 X 축 방향으로 간격 d1 떨어진 2 개의 마크와 X 축 방향으로 간격 d2 떨어진 2 개의 마크가 형성되어 있어도 된다.
예를 들어, 도 15 에 나타내는 바와 같이, 각 쇼트 영역 (S) 내에 서로 d2 이간한 2 개의 마크 (WM3, WM4) 와 서로 d1 이간한 2 개의 마크 (WM5, WM1) 의 합계 4 개의 마크가 형성되어 있어도 된다. 이 경우, 상호의 간격이 D1 = 4D = 208 mm 인 얼라인먼트계 (AL21) 와 얼라인먼트계 (AL24) 에 의한 마크의 병행 검출에서는, 어느 쇼트 영역 내의 마크 (WM5) (또는 WM4) 와 다른 쇼트 영역 내의 마크 (WM1) 를 검출하고, 상호의 간격이 D2 = 2D = 104 mm 인 얼라인먼트계 (AL22) 와 얼라인먼트계 (AL23) 에 의한 마크의 병행 검출에서는, 어느 쇼트 영역 내의 마크 (WM4) 와 다른 쇼트 영역 내의 마크 (WM5) 를 검출하고, 얼라인먼트계 (AL1) 에 의해 어느 쇼트 영역의 어느 마크, 예를 들어 마크 (WM3) 를 검출하는 것이 가능하게 된다.
지금까지의 설명으로부터 알 수 있는 바와 같이, 먼저 설명한 마크 (WM2), 마크 (WM3) 및 마크 (WM1) 의 3 개의 마크만을, 각 쇼트 영역 내에 형성하는 예는, 전술한 도 14(A), 도 15 와 같은 경우의 특수한 케이스, 즉 가능한 한 쇼트 영역 내의 마크수를 적게 한 케이스인 것을 알 수 있다.
지금까지의 설명은, 상기 서술한 얼라인먼트계 (AL21, AL24), (AL22, AL23), AL1 의 3 조 (얼라인먼트계 (AL1) 는 1 개이지만, 여기서는 조로 하고 있다) 에서, 마크의 검출을 실시하는 것을 전제로 하고 있었다. 그러나, 얼라인먼트계 (AL24), 혹은 얼라인먼트계 (AL21) 가, 단독으로 마크를 검출하는 것으로 해도 된다. 이들의 경우의 5 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 조편성은, 얼라인먼트계 (AL21, AL1), (AL22, AL23), AL24, 혹은 얼라인먼트계 (AL22, AL23), (AL1, AL24), AL21 로 할 수 있다.
이들 조편성의 경우, 병행 검출을 실시하는 2 개의 얼라인먼트계의 X 축 방향의 간격은, 모두 D2 = 2D = 104 mm 가 된다.
이러한 경우에는, 어느 얼라인먼트계의 조를 사용하는 병행 검출에 있어서도, X 축 방향으로 2d1 = 16 mm 떨어진 2 개 1 조의 마크가 검출 대상이 된다. 예를 들어 도 16 에 나타내는 바와 같이, 쇼트 영역 (SA) 내의 마크 (WM1) 와 인접하는 쇼트 영역 (SB) 내의 마크 (WM3) 의 X 축 방향의 간격은, 2d1 이다. 이 경우, 각 쇼트 영역에는, X 축 방향의 간격이 d2 = 4 mm 인, 1 조의 마크 (WM1) 와 마크 (WM3) (또는 WM2) 가 형성되어 있으면 된다. 이 경우도, D2 = 5w ＋ d2 의 관계가 성립하고, d2 는, 병행 검출에 사용되는 각 조의 얼라인먼트계 상호의 간격 D2 를 w 로 나누었을 때의 나머지인 것을 알 수 있다.
이상 설명한 바와 같이, 노광 장치 (100) 에서 실시되는 얼라인먼트 계측 (마크 검출 방법) 에 의하면, 5 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 를 사용하여, 웨이퍼 (W) 상에 X 축 방향으로 늘어선 복수의 얼라인먼트 마크를, 복수회, 예를 들어 3 회로 나누어 검출하므로, 1 회의 검출에서는 1 개의 얼라인먼트계를 사용한 얼라인먼트 마크의 검출 또는 2 개의 얼라인먼트계를 사용한 얼라인먼트 마크의 병행 검출이 실시된다. 보다 구체적으로는, 5 개의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 중, 소정의 1 개의 얼라인먼트계, 예를 들어 얼라인먼트계 (AL1) 를 제외한 4 개의 얼라인먼트계 (AL21 ∼ AL24) 를, 서로 상이한 2 개 1 조의 얼라인먼트계로 이루어지는 2 조 (예를 들어 얼라인먼트계 (AL21, AL24) 와 얼라인먼트계 (AL22, AL23) 로 조편성하고, 각 조의 얼라인먼트계를 각각 사용하여, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 얼라인먼트 마크에서 선택된 2 개의 얼라인먼트 마크를 병행하여 검출하는 병행 검출을 2 회 실시함과 함께, 얼라인먼트계 (AL1) 를 사용하여 웨이퍼 (W) 상의 1 개의 얼라인먼트 마크를 검출한다. 이 경우에 있어서, 웨이퍼 (W) 상에는, X 축 방향 및 Y 축 방향으로 2 차원 배열된 복수의 쇼트 영역이 형성됨과 함께, 복수의 얼라인먼트 마크가 형성되어 있다. 복수의 얼라인먼트 마크는, 쇼트 영역의 X 축 방향의 길이의 간격으로 X 축 방향을 따라 반복하여 배치되고, 각 조의 얼라인먼트계 상호의 X 축 방향의 거리 (간격) 를, 쇼트 영역의 X 축 방향의 길이로 나눈 나머지 만큼 X 축 방향으로 서로 떨어져 배치된 적어도 2 개의 마크가 각각 속하는 복수조의 얼라인먼트 마크를 포함한다. 그리고, 이 복수조의 얼라인먼트 마크 중에서 2 개의 얼라인먼트 마크가 각 조의 얼라인먼트 검출계 각각의 검출의 대상으로서 선택된다.
따라서, 노광 장치 (100) 에서 실시되는 얼라인먼트 계측 (마크 검출 방법) 에 의하면, 복수 (5 개) 의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 각각으로서 고정의 얼라인먼트계를 채용하는 것이 가능하다. 이 결과, 복수의 얼라인먼트계의 적어도 1 개로서 가동의 얼라인먼트계를 채용하는 경우와 비교해서, 비용의 저감 및 노광 장치 내부의 스페이스 효율의 향상이 가능해진다. 후자의 스페이스 효율의 향상의 일례로서는, 예를 들어 얼라인먼트계가 갖는 광학계의 대구경화가 가능해지므로, 개구 수 N. A. 가 큰 광학계를 채용하거나, 광학계의 내부에 결상 특성 등의 조정 기구를 내장하거나 하는 것이 가능하게 된다.
이것에 더하여, 1 번에, 많아도 2 개의 얼라인먼트계에 의한 마크의 검출밖에 실시되지 않기 때문에, 웨이퍼 표면의 요철, 혹은 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 간의 포커스 오차 (또는 초점 맞춤의 정밀도) 등의 영향을 거의 받는 일이 없는 고정밀한 마크 검출 (얼라인먼트 계측) 을 실시하는 것이 가능하게 된다.
또, 노광 장치 (100) 에서는, 상기 서술한 고정밀한 마크의 검출 결과에 기초하여, 웨이퍼 스테이지 (WST) 를 구동하여, 스텝·앤드·스캔 방식으로, 웨이퍼 (W) 상의 복수의 쇼트 영역에 대해 노광이 실시되므로, 고정밀한 노광 (중첩 정밀도가 양호한 노광) 이 가능해진다.
또, 복수의 얼라인먼트계 상호의 X 축 방향의 간격과, 쇼트 영역의 X 축 방향의 길이를 고려하여, 웨이퍼 (W) 상의 얼라인먼트 마크의 X 축 방향의 배치를 정하는 레이아웃 방법이 채용되고 있으므로, 최소한의 개수, 구체적으로는, 병행 검출에 사용하는 2 개 1 조의 얼라인먼트계의 X 축 방향의 간격이, 각 조에서 동일한 경우에는, 2 개, 상이한 간격 D1, D2 를 포함하는 경우에는, 3 개의 얼라인먼트 마크를, 각 쇼트 영역 내에 배치하면 충분하게 된다.
또한, 상기 서술한 웨이퍼 상의 마크의 레이아웃 방법은, 예를 들어 미국 특허 제8,432,534호 명세서, 미국 특허 제8,054,472호 명세서 등에 개시되어 있는, 고정의 얼라인먼트계와 가동의 얼라인먼트계를 포함하는 복수의 얼라인먼트계를 구비하는 노광 장치 등의 노광 대상이 되는 웨이퍼에 대해서도 바람직하게 적용할 수 있다. 이들의 노광 장치에서도, 가동의 얼라인먼트계의 위치를, 일단 쇼트 맵에 맞추어 조정한 후는, 그 위치를 고정한 채로, 웨이퍼 상의 복수의 얼라인먼트 마크를, 웨이퍼 (웨이퍼 스테이지) 를, XY 평면 내에서 이동하면서, 복수의 얼라인먼트계를 사용하여 효율적으로 검출하는 것이 가능하게 된다. 또한, 얼라인먼트계의 위치의 조정이란, 얼라인먼트계를 구성하는 부재 (예를 들어 적어도 1 개의 광학 부재) 를 움직여, 그 얼라인먼트계의 검출 중심 (검출 영역) 의 XY 평면 내에서의 위치를 조정하는 것을 포함한다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 얼라인먼트계가 5 개 형성된 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 얼라인먼트계는, 2 개 이상이면, 몇 개 형성되어 있어도 된다. 예를 들어, 얼라인먼트계가 7 개 (또는 9 개), 예를 들어 X 축 방향으로 등간격 D 로 형성되어 있는 경우, 7 개 (또는 9 개) 의 얼라인먼트계 중 소정의 1 개를 제외한 6 개 (또는 8 개) 의 얼라인먼트계를, 서로 상이한 2 개 1 조의 얼라인먼트계로 이루어지는 3 조 (또는 4 조) 로 조편성하고, 각 조의 얼라인먼트계를 각각 사용하여, 전술한 복수조의 얼라인먼트 마크에서 선택된 2 개의 얼라인먼트 마크를 병행하여 검출하는 병행 검출을 3 회 (또는 4 회) 실시함과 함께, 소정의 1 개의 얼라인먼트계를 사용하여 웨이퍼 상의 1 개의 마크를 검출하는 것으로 하면 된다.
이것으로부터 분명한 바와 같이, N 개 (N 은 홀수) 의 얼라인먼트계가 X 축 방향으로 소정 간격으로 형성되어 있는 경우, N 개의 얼라인먼트계 중 소정의 1 개를 제외한 (N - 1 개) 의 얼라인먼트계를, 서로 상이한 2 개 1 조의 얼라인먼트계로 이루어지는 (N - 1)/2 조로 조편성하고, 각 조의 얼라인먼트계를 각각 사용하여, 전술한 복수조의 얼라인먼트 마크에서 선택된 2 개의 마크를 병행하여 검출하는 병행 검출을 (N - 1)/2 회 실시함과 함께, 소정의 1 개의 얼라인먼트계를 사용하여 웨이퍼 상의 1 개의 마크를 검출하는 것으로 하면 된다.
또한, N 이 짝수인 경우에는, N 이 홀수인 경우에 있어서, 소정의 1 개의 얼라인먼트계가 없는 경우에 상당하므로, N 이 홀수인 경우에 있어서의, 그 소정의 1 개의 얼라인먼트계에 의한 검출을 생략했을 경우와 동일한 순서로 마크의 검출이 실시된다. 즉, N 이 짝수인 경우에는, 웨이퍼 상에 쇼트 영역의 X 축 방향의 길이의 간격으로 X 축 방향을 따라 반복하여 배치된 복수조의 얼라인먼트 마크에서 선택된 2 개의 마크를, 서로 상이한 2 개 1 조의 얼라인먼트계를 각각 사용하여 병행하여 검출하는 병행 검출을 N/2 회 실시하면 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 중, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 를, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 로 나누었을 때의 나머지 d1, d2 가, 모두 0 (영) 이 아닌 경우 (즉, 간격 D1, D2 가, 폭 w 의 정수배가 아닌 경우) 에 대해 설명했지만, 나머지 d1, d2 의 적어도 일방은, 0 이어도 된다. 즉, 간격 D1, D2 가, 폭 w 의 정수배여도 된다.
예를 들어, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 중, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 가, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 로 나누어 떨어지는 경우에는, 일례로서 도 17 에 나타내는 바와 같이, 각 쇼트 영역 (S) 에 마크 (WM) 가, 1 개만, 각 쇼트 영역 (S) 내의 동일 위치에 형성되어 있으면 충분하다. 이 경우, 상기 실시 형태에 있어서, 어느 쇼트 영역 (구획 영역) 과, 그것과는 다른 쇼트 영역에서, 각각의 쇼트 영역 내의 상이한 위치에 있는 마크를 병행하여 검출 가능했던 것과는 달리, 어느 쇼트 영역 (구획 영역) 과, 그것과는 다른 쇼트 영역에서, 각각의 쇼트 영역 내의 동일한 위치에 있는 마크를 병행하여 검출하게 된다.
요점은, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D (D1, D2 등) 와, 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 에 기초하여 배치된 복수의 쇼트 영역 (구획 영역) 의 각각에 배치된 마크를, 병행 검출 가능한 얼라인먼트계의 조를 결정하여, 얼라인먼트계의 수 N 이 홀수인 경우, N 이 짝수인 경우의 각각에서, 상기 서술한 바와 같이 각 조의 얼라인먼트계를 각각 사용하여, 전술한 복수조의 얼라인먼트 마크에서 선택된 2 개의 마크를 병행하여 검출하는 병행 검출을 (N - 1)/2 회, 또는 N/2 회 실시하면 된다. 병행 검출을 (N - 1)/2 회 실시하는 경우에는, 이것에 더하여 소정의 1 개의 얼라인먼트계를 사용하여 웨이퍼 상의 1 개의 마크를 검출한다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 각 얼라인먼트계로서 화상 처리 방식의 FIA (Field Image Alignment) 계가 사용되는 경우에 대해 예시했지만, 이것에 한정되지 않고, 격자 마크가 형성된 웨이퍼를 이동하면서, 그 격자 마크에 대해 계측광 (계측 빔) 을 조사하고, 격자 마크로부터 발생하는 복수의 회절광끼리의 간섭광을 검출함으로써, 격자 마크의 위치 정보를 검출하는 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계를 사용해도 된다. 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계에 대해서는, 예를 들어 미국 특허 제7,319,506호 명세서에, 상세하게 개시되어 있다.
또한, 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계를 채용하는 경우, 검출 중심 (검출 위치) 은 계측 빔의 조사 위치로 규정할 수 있고, 검출 중심의 상호의 간격 D 는, 계측 빔의 조사 위치의 상호의 간격으로 규정할 수 있다. 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계를 채용하는 경우도, 검출 중심의 상호의 간격 D 는, 설계 상, 미리 정해진 거리여도 되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 에 형성된 계측 부재 (예를 들어 FD 바 (46)) 를 사용하여 계측된 것이어도 되고, 웨이퍼 테이블 (WTB) 에 형성된 센서를 사용하여 계측된 것이어도 된다.
도 18(A) 에는, 웨이퍼 (W) 상의 1 행 11 개의 쇼트 영역 (S1 ∼ S11) 이 꺼내어져, 도 13(A) 의 5 개의 얼라인먼트계와 동일한 배치로 형성된, 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계로 이루어지는 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 와 함께 나타나 있다. 또, 도 18(B) 에는, 도 18(A) 의 1 개의 쇼트 영역의 일부가 확대되어 나타나 있다. 도 18(B) 로부터 알 수 있는 바와 같이, 마크 (WM1 ∼ WM5) 의 각각으로서 X 축 방향을 주기 방향으로 하는 일차원 격자 마크가 이용되고 있다. 이 경우, 마크 (WM) (WM1 ∼ WM5) 의 위치 정보를 검출하기 위해서는, 도 18(C) 에 개념적으로 나타내는 바와 같이, 계측 빔 (LB) 에 대해 마크 (WM) (웨이퍼) 를 마크 (WM) 의 주기 방향 (X 축 방향) 으로 상대 이동하면서, 마크 (WM) 로부터 발생하는 복수의 회절광을, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 에서 검출하게 된다. 또한, 도 18(C) 에서는, 도시의 편의 상에서, 고정의 마크 (WM) 에 대해, 계측 빔 (LB) 이 이동하고 있는 것처럼 나타내고 있지만, 실제로는, 계측 빔 (LB) 의 조사 위치가 고정이고, 마크 (WM) (웨이퍼) 가 흰색 화살표와 반대 방향으로 이동한다.
이 경우도, D1/w = 10 ＋ d1 (= 8 mm), D2/w = 5 ＋ d2 (= 4 mm) 의 관계가 성립한다. 따라서, 이 경우도, 전술과 동일한 3 조의 얼라인먼트계 ((AL21, AL24), (AL22, AL23), AL1) 에 의한 마크 (WM1 ∼ WM5) 의 검출 (위치 정보의 계측) 이 가능하다.
또한, 마크 (WM) 로서는, X 축 방향을 주기 방향으로 하는 격자 마크에 한정하지 않고, 도 18(D) 에 나타내는 바와 같이, X 축에 대해 ＋45 도 경사진 방향을 주기 방향으로 하는 일차원 마크 (WMa) 와, X 축에 대해 -45 도 경사진 방향을 주기 방향으로 하는 일차원 마크 (WMb) 로 이루어지는 이차원 마크를 사용해도 된다. 이 경우도, 계측 시에는, 웨이퍼를 X 축 방향으로 이동시키면서 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 에 의해 그 이차원 마크로부터 발생하는 회절광을 검출하면 된다. 또, 도 18(E) 및 도 18(D) 에 각각 나타내는 바와 같이, 계측 빔에 대해 웨이퍼를 Y 축 방향으로 이동시키면서, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 에 의해 마크의 검출 동작을 할 수 있도록, 일차원 격자 마크, 2 차원 격자 마크를 배치해도 된다. 어느 경우여도, 전술과 동일한 3 조의 얼라인먼트계 ((AL21, AL24), (AL22, AL23), AL1) 에 의한 마크 (WM1 ∼ WM5) 의 검출 (위치 정보의 계측) 이 가능하다.
또한, 도 18(B) 와 같이 일차원 격자 마크를 사용하는 경우에는, 격자 마크의 X 축 방향의 중심 위치를, 그 격자 마크의 X 축 방향의 위치로서, d1, d2 에 기초하여 WM1 ∼ WM5 를 배치해도 되고, 격자 마크의 X 축 방향의 어느 일방의 에지의 위치를, 그 격자 마크의 X 축 방향의 위치로서, d1, d2 에 기초하여 WM1 ∼ WM5 를 배치해도 된다. 또, 도 18(D) 와 같이 2 차원 격자 마크를 사용하는 경우에는, X 축 방향에 관한 격자 마크 (WMa 와 WMb) 의 경계를, 그 격자 마크의 X 축 방향의 위치로서, d1, d2 에 기초하여 WM1 ∼ WM5 를 배치해도 되고, 격자 마크의 어느 일방의 에지의 위치를, 그 격자 마크의 X 축 방향의 위치로서, d1, d2 에 기초하여 WM1 ∼ WM5 를 배치해도 된다.
또, 계측 빔 (LB) 의 조사 위치를 변경하면서 마크 검출을 실시하는 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계를 채용해도 된다. 이 경우, 웨이퍼를 정지시킨 상태로 계측 빔 (LB) 을 이동시켜, 계측 빔 (LB) 과 격자 마크의 상대 이동을 실시해도 되고, 계측 빔 (LB) 과 웨이퍼의 양방을 이동시켜, 계측 빔과 격자 마크의 상대 이동을 실시해도 된다.
또한, 계측 빔과 얼라인먼트 마크를 상대적인 이동을 수반하는 얼라인먼트계는, 격자 마크를 사용하는 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계에 한정되지 않는다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 중, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 를, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 로 나누었을 때의 나머지 d1, d2 에 따라, 마크 (WM1 ∼ WM5) 상호의 위치 관계가 설정되어 있는, 즉 마크 (WM1 ∼ WM5) 각각이, 나머지 d1, d2 에 의해 정해지는 위치에 형성되어 있는 경우에 대해 설명했다. 그러나, 화상 방식의 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 경우, 검출 영역 (검출 시야) 내에 검출 대상의 마크가 들어온다면, 그 마크의 검출은 가능하다. 따라서, 이 점을 고려하여, 마크의 위치를 설계 상 정해도 된다. 즉, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 와, 1 개의 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 와, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 각각의 검출 시야의 크기와, 마크의 크기에 기초하여, 마크 (WM1 ∼ WM5) 상호의 위치 관계를 설정해도 된다. 즉, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 를, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 로 나누었을 때의 나머지 d1, d2 와, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 각각의 검출 시야의 크기와, 마크의 크기에 기초하여, 마크 (WM1 ∼ WM5) 상호의 위치 관계를 설정해도 된다. 예를 들어, 얼라인먼트계 (AL21) 와 얼라인먼트계 (AL24) 에 의해 병행 검출되는 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 가, 나머지 d2 로 결정되는 설계 상의 위치에 있는 경우에는, 병행 검출 시에는, 도 19(A) 에 나타내는 바와 같이, 마크 (WM2, WM3) (도면 중에서는 십자로 나타내고 있다) 의 중심은, 얼라인먼트계 (AL21, AL24) 각각의 검출 중심 (도면 중에서는 검정 동그라미로 나타내고 있다) 에 거의 일치한다. 그러나, 예를 들어, 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 가, 나머지 d2 로 결정되는 설계 상의 위치로부터 비켜 있는 경우에는, 예를 들어 도 19(B) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트계 (AL21) 와 얼라인먼트계 (AL24) 에 의해 병행 검출되는 마크 (WM2, WM3) 의 중심 위치는, 얼라인먼트계 (AL21, AL24) 의 검출 중심으로부터 약간 어긋나지만, 이 어긋남량은 이미 알려진 것이며, 마크가 얼라인먼트계의 검출 시야 내로부터 비어져 나오지 않는 한, 마크 (WM2, WM3) 의 중심 위치의 계측은 가능하다. 또한, 얼라인먼트계의 검출 시야 내이면, 검출 중심에 대해 X 축 방향으로 한정하지 않고, Y 축 방향 그 밖의 어느 방향으로 위치 어긋남되어 있어도 된다.
또한, 도 19(A), 도 19(B) 에서, 중앙은, 대비를 위해, 얼라인먼트계 (AL1) 에 의해 단독으로 검출되는 마크 (WM1) 의 얼라인먼트계 (AL1) 의 검출 중심과의 관계를 나타낸다.
회절 간섭 방식의 얼라인먼트계의 경우에도, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 와, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 에 기초하여, 마크 (WM1 ∼ WM5) 상호의 위치 관계를 설정하면 된다. 즉, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 (빔의 조사 위치) 상호의 간격 D1, D2 를, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 로 나누었을 때의 나머지 d1, d2 에 따라, 마크 (WM1 ∼ WM5) 상호의 위치 관계를 설정하면 된다. 따라서, 예를 들어, 얼라인먼트계 (AL21) 와 얼라인먼트계 (AL24) 에 의해 병행 검출되는 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 가, 나머지 d2 로 결정되는 설계 상의 위치에 있는 경우에는, 병행 검출 시에는, 얼라인먼트계 (AL21) 의 검출 중심과 마크 (WM2) 의 위치 관계와, 얼라인먼트계 (AL24) 의 검출 중심과 마크 (WM3) 의 위치 관계를 거의 일치시킬 수 있고, 도 20(A) 에 나타내는 바와 같이, 마크 (WM2, WM3) 중 어느 것에 있어서도, 얼라인먼트계 (AL21, AL24) 각각의 계측 빔 (LB) 에 의해, 주기 방향의 전체 영역이 주사된다. 이것을, 도 20(A) 에서는, 각각의 마크의 중심에 대해, 계측 빔 (LB) 의 주사 개시점과 주사 종료점이 좌우 대칭인 것에 의해 나타내고 있다.
그러나, 예를 들어, 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 를, 나머지 d2 로 결정되는 설계 상의 위치로부터 비켜도 된다. 예를 들어 도 20(B) 에서는, 얼라인먼트계 (AL21) 에서 검출되는 마크 (WM2) 는, 나머지 d2 로 결정되는 위치로부터 ＋X 방향으로 비켜 배치되고, 얼라인먼트계 (AL24) 에 의해 검출되는 마크 (WM3) 는, 나머지 d2 로 결정되는 위치로부터 -X 방향으로 비켜 배치되어 있다. 이 경우, 도 20(B) 에 나타내는 바와 같이, 얼라인먼트계 (AL21) 의 계측 빔 (LB) 과 마크 (WM2) 의 위치 관계는, 얼라인먼트계 (AL24) 의 계측 빔 (LB) 과 마크 (WM3) 의 위치 관계는 상이하지만, 병행 검출에 사용되는 얼라인먼트계 (AL21, AL24) 의 각각의 계측 빔이, 위치 계측에 필요한 거리를, 마크 (WM2, WM3) 에 대해 주사 가능하면, 그들의 마크의 위치 계측은 가능하다. 따라서, 마크 (WM2) 와 마크 (WM3) 를, 나머지 d2 로 결정되는 위치로부터 비켜도 된다. 즉, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 와, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 와, 마크의 크기, 및 계측 빔과 마크 (웨이퍼) 의 상대 이동 거리 등에 기초하여, 마크 (WM1 ∼ WM5) 상호의 위치 관계를 설정해도 된다. 즉, 병행 검출에 사용되는 각 조의 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 D1, D2 를, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 로 나누었을 때의 나머지 d1, d2, 마크의 크기, 및 계측 빔과 마크 (웨이퍼) 의 상대 이동 거리 등에 기초하여, 마크 (WM1 ∼ WM5) 상호의 위치 관계를 설정해도 된다.
또한, 도 20(A), 도 20(B) 는, 중앙은, 대비를 위해, 얼라인먼트계 (AL1) 에 의해 단독으로 검출되는 마크 (WM1) 에 대한 계측 빔 (LB) 의 주사의 모습을 나타낸다.
또한, 도 20(A), 도 20(B) 에 나타내고 있는 바와 같이, 계측 빔으로 격자 마크 (예를 들어, WM2, WM3) 를 주사하는 경우, 계측 빔이, 주기 방향 양측의 마크의 에지를 통과하는 것이 바람직하지만, 편측의 에지를 계측 빔이 통과하는 것만으로도 마크의 위치 계측은 가능하다. 또, 마크의 주기 방향 일측의 에지를 넘도록 계측 빔이 조사되고 있는 상태로부터 주사가 개시되고, 타측의 에지를 넘도록 계측 빔이 조사되고 있는 상태로 주사가 종료했을 경우에, 마크의 위치 계측이 가능한 경우도 있다. 또, 마크의 주기 방향 일측의 에지를 넘도록 계측 빔이 조사되고 있는 상태로부터 주사가 개시되고, 타측의 에지에 계측 빔이 조사되는 일 없이 주사가 종료했을 경우, 혹은 마크의 주기 방향 일측의 에지에 계측 빔이 조사되는 일 없이 주사가 개시되고, 타측의 에지를 넘도록 계측 빔이 조사되고 있는 상태로 주사가 종료했을 경우에, 마크의 위치 계측이 가능한 경우가 있다.
또한, 45 도 경사 마크의 경우, X 축에 대해 ＋45 도 경사진 마크 (WMa), X 축에 대해 -45 도 경사진 마크 (WMb) 의 각각이, 위치 계측에 필요한 거리를 계측 빔 (LB) 에 대해 주사 가능하면, 나머지 d1, d2 로부터 정해지는 위치로부터, 마크의 배치를 비켜도 된다.
또한, 도 20 에 있어서는, 계측 빔 (LB) 이 격자 마크 상을 ＋X 방향으로 이동하도록, 계측 빔 (LB) 과 웨이퍼 (W) 가 상대 이동하고 있지만, 계측 빔 (LB) 이 격자 마크 상을 -X 방향으로 이동하도록, 계측 빔 (LB) 과 웨이퍼 (W) 가 상대 이동해도 된다. 또 병행 검출의 1 개의 조의 검출 동작은, 계측 빔 (LB) 이 격자 마크 상을 ＋X 방향으로 이동하도록, 계측 빔 (LB) 과 웨이퍼 (W) 를 상대 이동하고, 다른 조의 검출 동작은, 계측 빔 (LB) 이 격자 마크 상을 -X 방향으로 이동하도록, 계측 빔 (LB) 과 웨이퍼 (W) 를 상대 이동시켜도 된다.
또한, 상기 서술한 실시 형태에 있어서, 「병행 검출」 이란, 1 개의 조에 포함되어 있는 복수의 얼라인먼트계의 검출 동작 기간이 완전히 일치하고 있는 경우 뿐만이 아니고, 1 개의 조에 포함되는, 1 개의 얼라인먼트계 (예를 들어 AL22) 의 검출 동작 기간의 일부와, 다른 얼라인먼트계 (예를 들어 AL23) 의 검출 동작 기간의 일부가 중복되어 있는 경우도 포함한다.
또, 「병행 검출」 을 실시하지 않아도 된다. 즉, 1 개의 조에 포함되는, 1 개의 얼라인먼트계 (예를 들어 AL22) 의 검출 동작이 종료한 후에, 다른 얼라인먼트계 (예를 들어 AL23) 의 검출 동작을 실시하도록 해도 된다.
또, 상기 서술한 실시 형태에 있어서는, 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 (D1, D2) 을, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 로 나누었을 때의 나머지 d1, d2, 가 영이 아닌 경우, 그 나머지 d1, d2 에 기초하여 복수의 얼라인먼트 마크를 각 쇼트 영역 내에 배치하고 있지만, 2 개의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격 (D1, D2) 과, 각각 쇼트 영역의 X 축 방향의 폭 w 에 기초하여, 얼라인먼트계의 마크 검출 동작을 제어해도 된다. 즉, 나머지 d1, d2 에 기초하여 얼라인먼트계를 사용한 검출 동작을 제어해도 된다. 이 경우, 예를 들어, 나머지 d1, d2 에 기초하여 복수의 얼라인먼트 마크 (WM2, WM3, WM4, WM5) 를 형성하지 않아도 된다.
예를 들어, 상기 서술한 회절광 간섭 방식의 얼라인먼트계를 사용하는 경우, 도 21(A) 에 쇼트 영역 (S1 ∼ S11) 을 대표적으로 채택하여 나타내는 바와 같이, 각 쇼트 영역 (Si) 에 격자 마크 (WM1') (도 21(A) 의 원 C 내의 확대도 참조) 만을 형성하고, 나머지 d1, d2 에 기초하여, 계측 빔 (LB) 으로 격자 마크를 주사하는 검출 동작을 제어해도 된다. 검출 동작의 제어는, 계측 빔 (LB) 의 조사가 개시되는 타이밍 (계측 빔 (LB) 의 조사가 개시되는 웨이퍼 (W) 상의 위치), 계측 빔 (LB) 의 조사가 종료하는 타이밍 (계측 빔 (LB) 의 조사가 종료하는 웨이퍼 (W) 상의 위치), 계측 빔 (LB) 이 웨이퍼 (W) 상을 주사하는 거리 (웨이퍼 (W) 의 이동 거리), 및 계측 빔과 격자 마크 (웨이퍼 (W)) 의 상대 속도의 적어도 1 개를 제어하는 것을 포함한다.
예를 들어, 도 21(B) 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 (W) 를 -X 방향으로 이동하면서, 얼라인먼트계 (AL24) 에서 쇼트 영역 (S11) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 를 검출하고, 얼라인먼트계 (AL21) 에서 쇼트 영역 (S1) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 를 검출하는 경우, 예를 들어, 쇼트 영역 (S11) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 의 -X 측에 얼라인먼트계 (AL24) 의 계측 빔이 조사되고 있는 상태 (도 21(B) 의 (B1) 참조) 로부터 웨이퍼 (W) 를 -X 방향으로 이동하고, 얼라인먼트계 (AL24) 의 계측 빔이 쇼트 영역 (S11) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 상을 통과하고 (도 21(B) 의 (B2) 참조), 또한 얼라인먼트계 (AL21) 의 계측 빔이 쇼트 영역 (S1) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 상을 통과하고, 얼라인먼트계 (AL21) 의 계측 빔이 쇼트 영역 (S1) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 의 ＋X 측에 조사되고 있는 상태 (도 21(B) 의 (B3) 참조) 까지의 검출 동작을, 나머지 d2 에 기초하여 제어할 수 있다.
또한, 도 21(B) 의 검출 동작을 실시하는 경우, 얼라인먼트계 (AL24) 의 계측 빔에 의한 마크 (WM1') 의 주사 개시부터, 얼라인먼트계 (AL21) 의 계측 빔에 의한 마크 (WM1') 의 주사가 종료할 때까지의 기간에 있어서 웨이퍼 (W) 의 이동 속도는 일정해도 되고, 변경해도 된다. 예를 들어, 나머지 d2 로부터, 계측 빔에 의해 마크가 주사되는 타이밍을 제어할 수 있으므로, 계측 빔에 의해 마크가 주사되는 기간의 웨이퍼의 이동 속도 (Vd 로 한다) 를, 어느 얼라인먼트계의 빔도 마크를 주사하고 있지 않은 기간 (예를 들어, 얼라인먼트계 (AL24) 의 빔에 의한 마크 주사 종료 후, 얼라인먼트계 (AL21) 의 계측 빔에 의한 마크 주사 개시까지의 기간) 의 웨이퍼 (W) 의 이동 속도 (Vnd 로 한다) 보다 작게 해도 된다. 또, 도 21(B) 와 같은 검출 동작을 실시하는 경우, 얼라인먼트계 (AL24) 의 빔에 의한 마크 주사 기간과 얼라인먼트계 (AL21) 의 계측 빔에 의한 마크 주사 기간의 일부가 중복되어도 된다.
또 도 21(B) 와 같은 검출 동작을 실시하는 경우, 웨이퍼 (W) 를 -X 방향으로 이동하면서, 얼라인먼트계 (AL24) 에서 쇼트 영역 (S11) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 를 검출하고, 얼라인먼트계 (AL21) 에서 쇼트 영역 (S1) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 를 검출한 후에, 웨이퍼 (W) 를 ＋X 방향으로 이동하면서, 얼라인먼트계 (AL22) 에서 쇼트 영역 (S3) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 를 검출하고, 얼라인먼트계 (AL23) 에서 쇼트 영역 (S9) 의 얼라인먼트 마크 (WM1') 의 검출을 실시해도 된다. 이 경우에는, 얼라인먼트계 (AL21, AL22, AL23, AL24) 에 의한, 쇼트 영역 (S1, S3, S9, S11) 의 각 얼라인먼트 마크 (WM1') 의 검출 동작을, 나머지 d1, d2 에 기초하여 제어하면 된다.
또한, 상기 실시 형태에서는, 복수의 얼라인먼트계의 검출 중심 상호의 간격이, 등간격인 경우에 대해 설명했지만, 반드시 등간격이 아니어도 된다. 예를 들어, FIA 로 이루어지는 얼라인먼트계의 경우, 간격의 편차가 각각의 검출 시야의 사이즈보다 작은 정도이면, 특별히 문제가 없는 것은, 지금까지의 설명으로부터 분명하다.
또, 검출에 있어서, 웨이퍼 (W) 를 X 축 방향에 대해 스텝 이동하는 X 스텝의 횟수를 늘림으로써, 마크의 계측 점수 늘려도 된다. 즉 얼라인먼트 쇼트의 수를 늘려도 된다. 예를 들어, 웨이퍼 (W) 상의 모든 쇼트 영역을 얼라인먼트 쇼트 영역으로 해도 된다. 또, X 스텝에 의해, 쇼트 영역 내에서의 마크의 복수점 계측을 실행해도 된다.
또, 얼라인먼트 마크의 쇼트 영역 내에서의 Y 축 방향의 위치는 상기 서술한 실시 형태로 한정되지 않는다. 예를 들어, 쇼트 영역의 -Y 방향측의 에지 근방에 배치되어 있어도 된다.
또, 상기 서술한 실시 형태의 얼라인먼트계에서 검출되는 얼라인먼트 마크는, 중첩 검사 장치 (Overlay 검사 장치) 에서 사용되는 마크여도 된다.
또, 상기 실시 형태에서는, 한 번에 2 개의 얼라인먼트계를 사용하여, 상이한 쇼트 영역 내의, 상이한 위치에 있는 마크를 병행하여 계측하는 경우에 대해 설명했지만, 3 개 이상의 얼라인먼트계를 사용하여 마크의 병행 검출이 가능하면, 그러한 마크 검출 동작을 실시해도 되고, 복수의 얼라인먼트계의 전부에서 마크의 병행 검출이 가능하면, 그러한 마크 검출 동작을 실시해도 된다. 예를 들어, 상기 실시 형태에 있어서, 웨이퍼의 플랫네스가 양호한 경우에는, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 의 전부에서 마크의 병행 검출을 실시하는 것으로 해도 된다.
또, 상기 실시 형태는, 멀티 렌즈 광학계 (멀티 칼럼 타입의 광학계를 포함한다) 를 갖는 노광 장치에 있어서, 각각의 렌즈의 이미지면에 가장 가까운 위치에 있는 대물 렌즈를 적어도 포함하는 일부의 렌즈를 통하여, 마크를 검출하는 TTL 얼라인먼트계에도, 적용 가능하다. 이러한 TTL 얼라인먼트계에 대해서는, 예를 들어, 미국 특허 제5,151,750호 명세서, 미국 특허 제6,242,754호 명세서 등에 개시되어 있다.
또, 상기 실시 형태에 있어서, 얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 에서 검출되는 복수의 마크는, 그 검출 결과에 기초하여 노광이 실시되는 층의 1 개 전의 층에 형성된 복수의 마크여도 되고, 그것보다 하층에 형성되어 있는 복수의 마크여도 된다.
또, 상기 실시 형태에 있어서는, 복수의 마크 검출계 (얼라인먼트계 (AL1, AL21 ∼ AL24) 는, 노광 장치 (100) 에 탑재되어 있지만, 노광 장치 (100) 의 외부에 배치된 계측 장치에 복수의 마크 검출계를 탑재하고, 상기 서술한 바와 같은 마크 검출 동작을 실시해도 된다. 노광 장치 (100) 의 외부에 배치된 계측 장치는, 예를 들어, 미국 특허 4,861,162호 명세서 등에 개시되어 있다.
또, 상기 서술한 실시 형태에 있어서, 각 쇼트 영역에 형성되는 마크 (예를 들어, WM1, WM2, WM3, WM4, WM5) 는, 각 쇼트 영역의 스크라이브라인 상에 형성되어 있어도 되고, 쇼트 영역의 길이 w 는, 스크라이브라인을 포함하고 있어도 된다.
또한, 노광 장치로 웨이퍼 스테이지의 위치 정보를 계측하는 계측 장치로서, 간섭계 시스템 대신에, 혹은, 간섭계 시스템과 함께 인코더 시스템을 사용하는 경우, 예를 들어, 웨이퍼 테이블 (웨이퍼 스테이지) 위에 격자부 (스케일) 를 형성하고, 이것에 대향하여 인코더 헤드를 웨이퍼 스테이지의 외부에 배치하는 구성의 인코더 시스템에 한정하지 않고, 예를 들어 미국 특허 출원 공개 제2006/0227309호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지에 인코더 헤드를 형성하고, 이것에 대향하여 웨이퍼 스테이지의 외부에 격자부 (예를 들어 2 차원 격자 또는 2 차원으로 배치된 1 차원의 격자부) 를 배치하는 구성의 인코더 시스템을 채용해도 된다. 어느 인코더 시스템에서도, 인코더 헤드로서 일차원 헤드에 한정하지 않고, X 축 방향 및 Y 축 방향을 계측 방향으로 하는 2 차원 헤드는 물론, X 축 방향 및 Y 축 방향의 일방과 Z 축 방향을 계측 방향으로 하는 센서 헤드를 사용해도 된다. 후자의 센서 헤드로서는, 예를 들어 미국 특허 제7,561,280호 명세서에 개시되어 있는 변위 계측 센서 헤드를 사용할 수 있다. 혹은, X 축, Y 축 및 Z 축의 직교 3 축 방향을 계측 방향으로 하는 3 차원 헤드를 사용해도 된다.
또, 상기 서술한 실시 형태에서는, 노광 장치가, 액체 (물) 를 개재하지 않고 웨이퍼 (W) 의 노광을 실시하는 드라이 타입인 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 유럽 특허 출원 공개 제1420298호 명세서, 국제 공개 제2004/055803호, 미국 특허 제6,952,253호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 투영 광학계와 웨이퍼의 사이에 조명광의 광로를 포함하는 액침 공간을 형성하고, 투영 광학계 및 액침 공간의 액체를 개재하여 조명광으로 웨이퍼를 노광하는 노광 장치에도 상기 실시 형태를 적용할 수 있다. 또, 예를 들어 미국 특허 제8,054,472호 명세서에 개시되는, 액침 노광 장치 등에도, 상기 실시 형태를 적용할 수 있다.
또, 상기 실시 형태에서는, 노광 장치가, 스텝·앤드·스캔 방식 등의 주사형 노광 장치인 경우에 대해 설명했지만, 이것에 한정되지 않고, 스테퍼 등의 정지형 노광 장치에 상기 실시 형태를 적용해도 된다. 또, 쇼트 영역과 쇼트 영역을 합성하는 스텝·앤드·스티치 방식의 축소 투영 노광 장치, 프록시미티 방식의 노광 장치, 또는 미러 프로젝션·얼라이너 등에도 상기 실시 형태는 적용할 수 있다. 또한, 예를 들어 미국 특허 제6,590,634호 명세서, 미국 특허 제5,969,441호 명세서, 미국 특허 제6,208,407호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 복수의 웨이퍼 스테이지를 구비한 멀티 스테이지형의 노광 장치에도 상기 실시 형태를 적용할 수 있다. 또, 예를 들어 미국 특허 제7,589,822호 명세서 등에 개시되어 있는 바와 같이, 웨이퍼 스테이지와는 별도로, 계측 부재 (예를 들어, 기준 마크, 및/또는 센서 등) 를 포함하는 계측 스테이지를 구비하는 노광 장치에도 상기 실시 형태는 적용이 가능하다.
또, 상기 실시 형태의 노광 장치에 있어서의 투영 광학계는 축소계 뿐만 아니라 등배 및 확대계 중 어느 것이어도 되고, 투영 광학계 (PL) 는 굴절계 뿐만 아니라, 반사계 및 반사 굴절계 중 어느 것이어도 되고, 그 투영 이미지는 도립 이미지 및 정립 이미지 중 어느 것이어도 된다. 또, 전술한 조명 영역 및 노광 영역은 그 형상이 직사각형인 것으로 했지만, 이것에 한정되지 않고, 예를 들어 원호, 사다리꼴, 혹은 평행 사변형 등이어도 된다.
또한, 상기 실시 형태의 노광 장치의 광원은, ArF 엑시머 레이저에 한정하지 않고, KrF 엑시머 레이저 (출력 파장 248 nm), F2 레이저 (출력 파장 157 nm), Ar2 레이저 (출력 파장 126 nm), Kr2 레이저 (출력 파장 146 nm) 등의 펄스 레이저 광원, g 선 (파장 436 nm), i 선 (파장 365 nm) 등의 휘선을 발하는 초고압 수은 램프 등을 사용하는 것도 가능하다. 또, YAG 레이저의 고조파 발생 장치 등을 사용할 수도 있다. 이 외에, 예를 들어 미국 특허 제7,023,610호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 진공 자외광으로서 DFB 반도체 레이저 또는 파이버 레이저로부터 발진되는 적외역, 또는 가시역의 단일 파장 레이저광을, 예를 들어 에르븀 (또는 에르븀과 이테르븀의 양방) 이 도프된 파이버 앰프로 증폭하고, 비선형 광학 결정을 사용하여 자외광으로 파장 변환한 고조파를 사용해도 된다.
또, 상기 실시 형태에서는, 노광 장치의 조명광 (IL) 으로서는 파장 100 nm 이상의 광에 한정하지 않고, 파장 100 nm 미만의 광을 사용해도 되는 것은 말할 필요도 없다. 예를 들어, 최근, 70 nm 이하의 패턴을 형성하기 위해서, SOR 이나 플라즈마 레이저를 광원으로서, 연 X 선 영역 (예를 들어 5 ∼ 15 nm 의 파장역) 의 EUV (Extreme Ultraviolet) 광을 발생시킴과 함께, 이 노광 파장 (예를 들어 13.5 nm) 하에서 설계된 올 반사 축소 광학계, 및 반사형 마스크를 사용한 EUV 노광 장치의 개발이 실시되고 있다. 이 장치에 있어서는, 원호 조명을 사용하여 마스크와 웨이퍼를 동기 주사하여 스캔 노광하는 구성이 생각되므로, 이러한 장치에도 상기 실시 형태를 바람직하게 적용할 수 있다. 이 외에, 전자선 또는 이온 빔 등의 하전 입자선을 사용하는 노광 장치에도, 상기 실시 형태는 적용할 수 있다.
또, 상기 서술한 실시 형태에 있어서는, 광 투과성의 기판 상에 소정의 차광 패턴 (또는 위상 패턴·감광 패턴) 을 형성한 광 투과형 마스크 (레티클) 를 사용했지만, 이 레티클 대신에, 예를 들어 미국 특허 제6,778,257호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 노광해야 할 패턴의 전자 데이터에 기초하여, 투과 패턴 또는 반사 패턴, 혹은 발광 패턴을 형성하는 전자 마스크 (가변 성형 마스크, 액티브 마스크, 혹은 이미지 제너레이터라고도 불리고, 예를 들어 비발광형 화상 표시 소자 (공간 광 변조기) 의 일종인 DMD (Digital Micro-mirror Device) 등을 포함한다) 를 사용해도 된다.
또, 예를 들어 간섭 무늬를 웨이퍼 상에 형성함으로써, 웨이퍼 상에 라인·앤드·스페이스 패턴을 형성하는 노광 장치 (리소그래피 시스템) 에도 상기 실시 형태를 적용할 수 있다.
또한, 예를 들어 미국 특허 제6,611,316호 명세서에 개시되어 있는 바와 같이, 2 개의 레티클 패턴을 투영 광학계를 통하여 웨이퍼 상에서 합성하고, 1 회의 스캔 노광에 의해 웨이퍼 상의 1 개의 쇼트 영역을 거의 동시에 이중 노광하는 노광 장치에도 상기 실시 형태를 적용할 수 있다.
또한, 상기 실시 형태에서 패턴을 형성해야 할 물체 (에너지 빔이 조사되는 노광 대상의 물체) 는 웨이퍼에 한정되는 것이 아니고, 유리 플레이트, 세라믹 기판, 필름 부재, 혹은 마스크 블랭크스 등, 다른 물체여도 된다.
노광 장치의 용도로서는 반도체 제조용의 노광 장치로 한정되는 일 없이, 예를 들어, 각형의 유리 플레이트에 액정 표시 소자 패턴을 전사하는 액정용의 노광 장치, 유기 EL, 박막 자기 헤드, 촬상 소자 (CCD 등), 마이크로 머신 및 DNA 칩 등을 제조하기 위한 노광 장치에도 널리 적용할 수 있다. 또, 반도체 소자 등의 마이크로 디바이스 뿐만이 아니고, 광 노광 장치, EUV 노광 장치, X 선 노광 장치, 및 전자선 노광 장치 등에서 사용되는 레티클 또는 마스크를 제조하기 위해서, 유리 기판 또는 실리콘 웨이퍼 등에 회로 패턴을 전사하는 노광 장치에도 상기 실시 형태를 적용할 수 있다.
반도체 소자 등의 전자 디바이스는, 도 22 에 나타내는 바와 같이, 웨이퍼 상에 레지스트 (감응재) 를 도포하고, 전술한 실시 형태의 노광 장치 (패턴 형성 장치) 에 의해, 패턴이 형성된 레티클 (마스크) 을 사용하여 웨이퍼 (감응 물체) 를 노광함과 함께, 노광된 웨이퍼를 현상하는 리소그래피 스텝을 거쳐 제조된다. 이 경우, 고집적도의 디바이스를 생산성 좋게 제조할 수 있다.
또한, 반도체 디바이스의 제조 프로세스가, 리소그래피 스텝 외에, 디바이스의 기능·성능 설계를 실시하는 스텝, 이 설계 스텝에 기초한 레티클 (마스크) 을 제작하는 스텝, 디바이스 조립 스텝 (다이싱 공정, 본딩 공정, 패키지 공정을 포함한다), 검사 스텝 등을 포함해도 된다.
또한, 지금까지의 기재에서 인용한 노광 장치 등에 관한 모든 공보, 국제 공개, 미국 특허 출원 공개 명세서 및 미국 특허 명세서의 개시를 원용하여 본 명세서의 기재의 일부로 한다.
본 발명의 레이아웃 방법 및 마크 검출 방법은, 복수의 마크 검출계에 의한 마크의 검출에 적합하다.
AL1, AL21 ∼ AL24 : 얼라인먼트계
S, SA, SB : 쇼트 영역
IL : 조명광
W : 웨이퍼
WM1 ∼ WM5 : 마크.

Claims (73)

  1. 2 이상의 N 개의 마크 검출계에 의해 기판 상에 배치된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서,
    소정의 레이아웃 방법에 따라 복수의 마크가 배치된 기판을 준비하는 것과,
    상기 기판 상에 배치된 상기 복수의 마크를, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치된 상기 N 개의 마크 검출계에 의해 검출하는 것을 포함하고,
    상기 레이아웃 방법은,
    상기 기판 상에 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향에 관해서 규정되는 복수의 구획 영역과 함께 배치되는 상기 복수의 마크의 배치를 결정하는 것을 포함하고,
    상기 레이아웃 방법에 따라, 상기 제 1 방향으로 떨어진 적어도 2 개의 마크가 속하는 복수의 조가, 상기 기판 상에 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이의 간격으로 상기 제 1 방향을 따라 반복하여 배치되고, 또한
    상기 N 개의 마크 검출계에 의해 검출 가능해지도록, 상기 복수의 조의 각각에 속하는 마크끼리가, 상기 N 개의 마크 검출계의 상기 제 1 방향의 배치와, 상기 길이의 관계에 기초하여 정해지는 소정의 간격으로, 상기 제 1 방향으로 서로 이간되어 배치되어 있는, 마크 검출 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 소정의 간격은,
    상기 N 이 짝수인 경우에, 상기 N 개의 마크 검출계가 서로 상이한 2 개 1 조로 조편성된 N/2 조, 또는, 상기 N 이 홀수인 경우에 상기 N 개의 마크 검출계 중 소정의 1 개를 제외한 나머지의 (N - 1) 개의 마크 검출계가 서로 상이한 2 개 1 조로 조편성된 (N - 1)/2 조 중 각 조의 마크 검출계 상호간의 상기 제 1 방향의 거리를, 상기 길이로 나눈 나머지에 상당하는 간격인, 마크 검출 방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 각 조의 마크 검출계 상호의 상기 제 1 방향의 거리가, 서로 상이한 거리 D1 과 D2 를 포함하는 경우,
    상기 각 조에 속하는 마크에는, 상기 거리 D1 및 D2 를, 상기 길이로 각각 나눈 나머지의 간격 d1 및 d2 분, 상기 제 1 방향으로 떨어진 2 개 1 조의 마크가 2 조 포함되는, 마크 검출 방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 2 조의 마크는, 1 개의 마크를 공통으로 하는, 마크 검출 방법.
  5. 2 이상의 N 개의 마크 검출계에 의해 기판 상에 배치된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서,
    소정의 레이아웃 방법에 따라 복수의 마크가 배치된 기판을 준비하는 것과,
    상기 기판 상에 배치된 상기 복수의 마크를, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치된 상기 N 개의 마크 검출계에 의해 검출하는 것을 포함하고,
    상기 기판 상에 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향에 관해서 규정된 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 적어도 1 개의 마크의 배치는, 상기 N 개의 마크 검출계에 의해 검출 가능해지도록, 상기 N 개의 마크 검출계 각각의 검출 위치와, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여 결정되고 있는, 마크 검출 방법.
  6. 2 이상의 N 개의 마크 검출계에 의해 기판 상에 배치된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서,
    소정의 레이아웃 방법에 따라 복수의 마크가 배치된 기판을 준비하는 것과,
    상기 기판 상에 배치된 상기 복수의 마크를, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치된 상기 N 개의 마크 검출계에 의해 검출하는 것을 포함하고,
    상기 기판 상에 제 1 방향 및 상기 제 1 방향과 교차하는 제 2 방향에 관해서 규정된 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 적어도 1 개의 마크의 배치는, 상기 N 개의 마크 검출계에 의해 검출 가능해지도록, 상기 N 개의 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향에 있어서의 위치 관계와, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여 결정되고 있는, 마크 검출 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 위치 관계는, 상기 N 개의 마크 검출계의 검출 위치 상호의, 상기 제 1 방향의 거리를 포함하는, 마크 검출 방법.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 적어도 1 개의 마크는, 상기 제 1 방향으로 떨어진 복수의 마크를 포함하고,
    상기 제 1 방향으로 떨어진 상기 복수의 마크가 형성되는 위치는, 상기 복수의 구획 영역의 각각에서 동일한, 마크 검출 방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 N 개의 마크 검출계는, 제 1 마크 검출계와 제 2 마크 검출계를 포함하고,
    상기 레이아웃 방법에 따라, 상기 복수의 구획 영역 중 1 개의 구획 영역에 형성된 복수의 마크 중 1 개를 상기 제 1 마크 검출계에서 검출할 수 있고, 또한 상기 1 개의 구획 영역으로부터 상기 제 1 방향으로 떨어진 다른 구획 영역에 형성된 복수의 마크 중 1 개를 상기 제 2 마크 검출계에서 검출할 수 있도록, 상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 복수의 마크의 배치가 결정되는, 마크 검출 방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 레이아웃 방법에 따라, 상기 제 1 마크 검출계를 사용한 검출과 병행하여 상기 제 2 마크 검출계를 사용한 검출을 할 수 있도록, 상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 복수의 마크의 배치가 결정되는, 마크 검출 방법.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 레이아웃 방법에 따라, 상기 제 1 마크 검출계에서 검출되는 상기 마크의, 상기 1 개의 구획 영역 내에서의 상기 제 1 방향의 위치가, 상기 제 2 마크 검출계에서 검출되는 상기 마크의, 상기 다른 구획 영역 내에서의 상기 제 1 방향의 위치와 상이하도록, 상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 복수의 마크의 배치가 결정되는, 마크 검출 방법.
  12. 제 9 항에 있어서,
    상기 레이아웃 방법에 따라, 상기 제 1 마크 검출계의 검출 위치와 상기 제 2 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향의 거리를, 상기 길이로 나눈 나머지에 기초하여, 상기 N 개의 마크 검출계에 의해 검출 가능해지도록, 상기 복수의 구획 영역 각각에 형성되는 복수의 마크의 배치가 결정되는, 마크 검출 방법.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 마크는 회절 격자 마크인, 마크 검출 방법.
  14. 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치된 2 이상의 N 개의 마크 검출계를 사용하여, 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서,
    상기 N 이 짝수인 경우, 상기 N 개의 마크 검출계를, 서로 상이한 2 개 1 조의 마크 검출계로 이루어지는 N/2 조로 조편성하고, 상기 기판 상에 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향으로 형성된 복수의 구획 영역과 함께 미리 형성된 복수의 마크 중, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이의 간격으로 상기 제 1 방향을 따라 반복하여 배치되고, 각 조의 마크 검출계 상호의 상기 제 1 방향의 거리를, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이로 나눈 나머지의 간격분 상기 제 1 방향으로 떨어져 배치된 적어도 2 개의 마크가 각각 속하는 복수조의 마크에서 선택된 2 개의 마크를, 각 조의 마크 검출계를 각각 사용하여 병행하여 검출하는 병행 검출을 N/2 회 실시하고,
    상기 N 이 홀수인 경우, 상기 N 개의 마크 검출계 중 소정의 1 개를 제외한 (N - 1 개) 의 마크 검출계를, 서로 상이한 2 개 1 조의 마크 검출계로 이루어지는 (N - 1)/2 조로 조편성하고, 각 조의 마크 검출계를 각각 사용하여, 상기 복수조의 마크에서 선택된 2 개의 마크의 검출을 (N - 1)/2 회 실시함과 함께, 상기 소정의 1 개의 상기 마크 검출계를 사용하여 상기 기판 상의 1 개의 마크를 검출하는, 마크 검출 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 각 조의 마크 검출계 상호의 상기 제 1 방향의 거리가, 서로 상이한 거리 D1 과 D2 를 포함하는 경우,
    상기 각 조에 속하는 마크에는, 상기 거리 D1 및 D2 를, 상기 길이로 각각 나눈 나머지의 간격 d1 및 d2 분, 상기 제 1 방향으로 떨어진 2 개 1 조의 마크가 2 조 포함되는, 마크 검출 방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 2 조의 마크는, 1 개의 마크를 공통으로 하는, 마크 검출 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 N 개의 마크 검출계의 각각으로서, 화상 처리 방식의 마크 검출계 또는 회절광 간섭 방식의 마크 검출계가 사용되는, 마크 검출 방법.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 복수의 구획 영역 각각에 배치된 마크 중 적어도 1 개는, 상기 마크 검출계에 의한 검출이 불능이 되지 않을 정도, 설계 상 정해진 위치로부터 어긋난 상기 기판 상의 위치에 형성되어 있는, 마크 검출 방법.
  19. 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서,
    상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에는, 상기 복수의 마크 검출계의 각각의 검출 위치와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여 배치된 적어도 1 개의 마크가 형성되고,
    상기 복수의 마크 검출계의 각각의 검출 위치와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계를 사용한 마크 검출 동작이 제어되는, 마크 검출 방법.
  20. 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 마크 검출 방법으로서,
    상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에는, 상기 복수의 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향에 있어서의 위치 관계와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여 배치된 적어도 1 개의 마크가 형성되고,
    상기 복수의 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향에 있어서의 위치 관계와, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계를 사용한 마크 검출 동작이 제어되는, 마크 검출 방법.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 위치 관계는, 상기 복수의 마크 검출계의 검출 위치 상호의, 상기 제 1 방향의 거리를 포함하는, 마크 검출 방법.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 검출계를 사용하여, 상기 복수의 구획 영역 중 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출과, 상기 1 개의 구획 영역으로부터 상기 제 1 방향으로 떨어진 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출이 실시되는, 마크 검출 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출과, 상기 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출은 병행하여 실시되는, 마크 검출 방법.
  24. 제 22 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 검출계는, 제 1 마크 검출계와 제 2 마크 검출계를 포함하고,
    상기 제 1, 및 제 2 마크 검출계의 각각의 검출 위치는 상기 제 1 방향으로 떨어져 있고,
    상기 제 1 마크 검출계를 사용하여 상기 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출이 실시되고,
    상기 제 2 마크 검출계를 사용하여 상기 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출이 실시되는, 마크 검출 방법.
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 마크 검출계의 검출 위치와 상기 제 2 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향의 거리는, 상기 길이의 비정수배인, 마크 검출 방법.
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 제 1 마크 검출계에서 검출되는 마크의 상기 1 개의 구획 영역 내에서의 위치는, 상기 제 2 마크 검출계에서 검출되는 마크의 상기 다른 구획 영역 내에서의 위치와 상이한, 마크 검출 방법.
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 검출계는, 추가로 제 3 마크 검출계를 포함하고,
    상기 제 3 마크 검출계의 검출 위치는, 상기 제 1 마크 검출계의 검출 위치, 및 상기 제 2 마크 검출계의 검출 위치로부터, 상기 제 1 방향으로 떨어져 있고,
    상기 1 개의 구획 영역 및 상기 다른 구획 영역으로부터 상기 제 1 방향으로 떨어진 또 다른 구획 영역에 형성된 마크가 상기 제 3 마크 검출계를 사용하여 검출되는, 마크 검출 방법.
  28. 제 27 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 마크 검출계를 사용한 마크 검출과, 상기 제 3 마크 검출계에 의한 마크 검출의 일방의 검출 종료 후에, 타방의 검출이 개시되는, 마크 검출 방법.
  29. 제 19 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 적어도 1 개의 마크는, 회절 격자 마크인, 마크 검출 방법.
  30. 제 29 항에 있어서,
    상기 마크 검출 동작의 제어는, 상기 회절 격자 마크에 조사되는 계측 빔과 상기 기판과의 상대 이동의 제어를 포함하는, 마크 검출 방법.
  31. 제 30 항에 있어서,
    상기 상대 이동의 제어는, 상기 기판의 위치의 제어, 또는 상기 기판의 이동 속도의 제어, 또는 그 양방을 포함하는, 마크 검출 방법.
  32. 제 30 항에 있어서,
    상기 마크 검출 동작의 제어는, 상기 계측 빔의 조사 위치의 제어, 또는 상기 계측 빔의 조사의 타이밍의 제어, 또는 그 양방을 포함하는, 마크 검출 방법.
  33. 제 1 항 내지 제 12 항, 및 제 14 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 기재된 마크 검출 방법을 이용하여, 상기 기판 상에 형성된 상기 복수의 마크 중 적어도 일부의 마크를 검출하는 것과,
    상기 마크의 검출 결과에 기초하여, 상기 기판을 이동하여, 상기 복수의 구획 영역을 에너지 빔으로 노광하는 것을 포함하는, 노광 방법.
  34. 제 33 항에 기재된 노광 방법을 이용하여 상기 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  35. 기판 상에 복수의 구획 영역과 함께 형성된 복수의 마크를, 소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치된 2 이상의 N 개의 마크 검출계를 사용하여 검출하는 마크 검출 방법에 적합한 복수의 마크의 레이아웃 방법으로서,
    제 14 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 기재된 마크 검출 방법에 의해 복수의 마크를 검출할 수 있도록, 상기 기판 상에 복수의 구획 영역과 함께 복수의 마크를 미리 배치하는, 레이아웃 방법.
  36. 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 계측 장치로서,
    소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치되고, 각각 상기 마크를 검출하는 2 이상의 N 개의 마크 검출계와,
    상기 기판을 유지하여 상기 소정면 내에서 이동하는 스테이지와,
    상기 스테이지의 적어도 상기 소정면 내의 위치 정보를 계측하는 위치 계측계와,
    상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 스테이지의 이동을 제어함과 함께, 상기 복수의 마크 중 계측 대상 마크를 검출하는 상기 마크 검출계의 검출 결과와, 그 검출 시의 상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 계측 대상 마크의 상기 소정면 내에서의 위치 정보를 계측하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 N 개의 마크 검출계의 검출 중심 상호의 상기 제 1 방향의 거리와, 상기 기판 상에 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향으로 형성된 복수의 구획 영역 각각의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 구획 영역 각각에 배치된 복수의 마크 중, 2 개 이상의 마크를 병행하여 검출 가능한 상기 마크 검출계의 조를 결정하고,
    결정한 상기 마크 검출계의 조를 사용하여, 상기 2 개 이상의 마크를 상기 계측 대상 마크로서 병행하여 검출하는, 계측 장치.
  37. 제 36 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 N 이 짝수인 경우, 상기 N 개의 마크 검출계를, 서로 상이한 2 개 1 조의 마크 검출계로 이루어지는 N/2 조로 조편성하고, 상기 기판 상에 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향으로 형성된 복수의 구획 영역과 함께 미리 형성된 복수의 마크 중, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이의 간격으로 상기 제 1 방향을 따라 반복하여 배치되고, 각 조의 마크 검출계 상호의 상기 제 1 방향의 거리를, 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이로 나눈 나머지의 간격분 상기 제 1 방향으로 떨어져 배치된 적어도 2 개의 마크가 각각 속하는 복수조의 마크에서 선택된 2 개의 마크를, 각 조의 마크 검출계를 각각 사용하여 상기 계측 대상 마크로서 병행하여 검출하는 병행 검출을 N/2 회 실시하고,
    상기 N 이 홀수인 경우, 상기 N 개의 마크 검출계 중 소정의 1 개를 제외한 (N - 1 개) 의 마크 검출계를, 서로 상이한 2 개 1 조의 마크 검출계로 이루어지는 (N - 1)/2 조로 조편성하고, 각 조의 마크 검출계를 각각 사용하여, 상기 복수조의 마크에서 선택된 2 개의 마크를 상기 계측 대상 마크로서 병행하여 검출하는 병행 검출을 (N - 1)/2 회 실시함과 함께, 상기 소정의 1 개의 상기 마크 검출계를 사용하여 상기 기판 상의 1 개의 마크를 상기 계측 대상 마크로서 검출하는, 계측 장치.
  38. 제 37 항에 있어서,
    상기 각 조의 마크 검출계 상호의 상기 제 1 방향의 거리가, 서로 상이한 거리 D1 과 D2 를 포함하는 경우,
    상기 각 조에 속하는 마크에는, 상기 거리 D1 및 D2 를, 상기 길이로 각각 나눈 나머지의 간격 d1 및 d2 분, 상기 제 1 방향으로 떨어진 2 개 1 조의 마크가 2 조 포함되는, 계측 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    상기 2 조의 마크는, 1 개의 마크를 공통으로 하는, 계측 장치.
  40. 제 36 항에 있어서,
    상기 N 개의 마크 검출계의 각각은, 화상 처리 방식의 마크 검출계인, 계측 장치.
  41. 제 40 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 스테이지를 정지한 상태로 상기 마크 검출계를 사용하여 상기 기판 상의 1 개 또는 2 개 이상의 마크를 검출하는, 계측 장치.
  42. 제 36 항에 있어서,
    상기 N 개의 마크 검출계의 각각은, 회절광 간섭 방식의 마크 검출계인, 계측 장치.
  43. 제 42 항에 있어서,
    상기 제어 장치는, 상기 스테이지를 상기 소정면 내에서 적어도 일방향으로 이동하면서, 상기 마크 검출계를 사용하여 상기 기판 상의 1 개 또는 2 개 이상의 격자 마크를 검출하는, 계측 장치.
  44. 제 42 항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 복수의 구획 영역 각각에 배치된 마크의 적어도 1 개는, 상기 마크 검출계에 의한 검출이 불능이 되지 않을 정도, 설계 상 정해진 위치로부터 어긋난 상기 기판 상의 위치에 형성되어 있는, 계측 장치.
  45. 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 계측 장치로서,
    소정면 내의 제 1 방향을 따라 검출 중심이 소정 간격으로 배치됨과 함께, 계측 빔을 상기 기판에 대해 상기 소정면 내에서 상대적으로 이동시키면서, 상기 기판 상의 상기 마크를 검출하는 복수의 마크 검출계와,
    상기 기판을 유지하여 상기 소정면 내에서 이동하는 스테이지와,
    상기 스테이지의 적어도 상기 소정면 내의 위치 정보를 계측하는 위치 계측계와,
    상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 스테이지의 이동을 제어함과 함께, 상기 복수의 마크 중 계측 대상 마크를 검출하는 상기 마크 검출계의 검출 결과와, 그 검출 시의 상기 위치 계측계의 계측 정보에 기초하여, 상기 계측 대상 마크의 상기 소정면 내에서의 위치 정보를 계측하는 제어 장치를 구비하고,
    상기 제어 장치는, 상기 기판 상에 상기 제 1 방향 및 상기 소정면 내에서 이것에 교차하는 제 2 방향으로 형성된 복수의 구획 영역 중, 상기 제 1 방향으로 떨어진 2 개의 구획 영역에 각각에 배치된 마크를, 상기 계측 대상의 마크로서, 상기 복수의 마크 검출계 중 2 개를 사용하여 검출하는데 있어서, 상기 2 개의 마크 검출계의 검출 중심 상호의 상기 제 1 방향의 거리를, 1 개의 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이로 나눈 나머지에 기초하여, 상기 2 개의 마크 검출계 각각으로부터의 계측 빔으로 상기 마크를 주사하는 검출 동작을 제어하는, 계측 장치.
  46. 제 45 항에 있어서,
    상기 검출 동작의 제어는, 상기 계측 빔의 조사가 개시되는 상기 기판 상의 위치, 상기 계측 빔의 조사가 종료하는 상기 기판 상의 위치, 상기 계측 빔이 상기 기판 상을 주사하는 거리, 및 상기 계측 빔과 상기 기판의 상대 속도의 적어도 1 개를 제어하는 것을 포함하는, 계측 장치.
  47. 제 45 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 검출계의 각각은, 상기 기판 상의 격자 마크를 검출하는 회절광 간섭 방식의 마크 검출계인, 계측 장치.
  48. 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 계측 장치로서,
    검출 위치가 고정인 복수의 마크 검출계와,
    제어 장치를 구비하고,
    상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에는, 적어도 1 개의 마크가 형성되고, 상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성된 적어도 1 개의 마크는, 상기 복수의 마크 검출계의 각각의 검출 위치와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계에 의해 검출 가능해지는 위치 관계로 상기 기판 상에 배치되고,
    상기 제어 장치는, 상기 복수의 마크 검출계의 각각의 검출 위치와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계를 사용하는 마크 검출 동작을 제어하는, 계측 장치.
  49. 기판 상에 형성된 복수의 마크를 검출하는 계측 장치로서,
    검출 위치가 고정인 복수의 마크 검출계와,
    제어 장치를 구비하고,
    상기 기판 상에는, 제 1 방향 및 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향으로 복수의 구획 영역이 규정됨과 함께, 상기 복수의 구획 영역의 각각에는, 적어도 1 개의 마크가 형성되고, 상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성된 적어도 1 개의 마크는, 상기 복수의 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향에 있어서의 위치 관계와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계에 의해 검출 가능해지는 위치 관계로 상기 기판 상에 배치되고,
    상기 제어 장치는, 상기 복수의 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향에 있어서의 위치 관계와 상기 구획 영역의 상기 제 1 방향의 길이에 기초하여, 상기 복수의 마크 검출계를 사용하는 마크 검출 동작을 제어하는, 계측 장치.
  50. 제 49 항에 있어서,
    상기 위치 관계는, 상기 복수의 마크 검출계의 검출 위치 상호의, 상기 제 1 방향의 거리를 포함하는, 계측 장치.
  51. 제 48 항에 있어서,
    상기 제어 장치의 제어에 의해, 상기 복수의 마크 검출계를 사용하여, 상기 복수의 구획 영역 중 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출과, 상기 1 개의 구획 영역으로부터 상기 제 1 방향으로 떨어진 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출을 실시하는, 계측 장치.
  52. 제 49 항에 있어서,
    상기 제어 장치의 제어에 의해, 상기 복수의 마크 검출계를 사용하여, 상기 복수의 구획 영역 중 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출과, 상기 1 개의 구획 영역으로부터 상기 제 1 방향으로 떨어진 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출을 실시하는, 계측 장치.
  53. 제 51 항에 있어서,
    상기 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출과, 상기 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출을 병행하여 실시하는, 계측 장치.
  54. 제 52 항에 있어서,
    상기 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출과, 상기 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출을 병행하여 실시하는, 계측 장치.
  55. 제 51 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 검출계는, 제 1 마크 검출계와 제 2 마크 검출계를 포함하고,
    상기 제 1, 및 제 2 마크 검출계의 각각의 검출 위치는 상기 제 1 방향으로 떨어져 있고,
    상기 제 1 마크 검출계를 사용하여 상기 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출을 실시하고,
    상기 제 2 마크 검출계를 사용하여 상기 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출을 실시하는, 계측 장치.
  56. 제 52 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 검출계는, 제 1 마크 검출계와 제 2 마크 검출계를 포함하고,
    상기 제 1, 및 제 2 마크 검출계의 각각의 검출 위치는 상기 제 1 방향으로 떨어져 있고,
    상기 제 1 마크 검출계를 사용하여 상기 1 개의 구획 영역에 형성된 마크의 검출을 실시하고,
    상기 제 2 마크 검출계를 사용하여 상기 다른 구획 영역에 형성된 마크의 검출을 실시하는, 계측 장치.
  57. 제 55 항에 있어서,
    상기 제 1 마크 검출계의 검출 위치와 상기 제 2 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향의 거리는, 상기 길이의 비정수배인, 계측 장치.
  58. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 마크 검출계의 검출 위치와 상기 제 2 마크 검출계의 검출 위치의 상기 제 1 방향의 거리는, 상기 길이의 비정수배인, 계측 장치.
  59. 제 55 항에 있어서,
    상기 제 1 마크 검출계에서 검출되는 마크의 상기 1 개의 구획 영역 내에서의 위치는, 상기 제 2 마크 검출계에서 검출되는 마크의 상기 다른 구획 영역 내에서의 위치와 상이한, 계측 장치.
  60. 제 56 항에 있어서,
    상기 제 1 마크 검출계에서 검출되는 마크의 상기 1 개의 구획 영역 내에서의 위치는, 상기 제 2 마크 검출계에서 검출되는 마크의 상기 다른 구획 영역 내에서의 위치와 상이한, 계측 장치.
  61. 제 55 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 검출계는, 추가로 제 3 마크 검출계를 포함하고,
    상기 제 3 마크 검출계의 검출 위치는, 상기 제 1 마크 검출계의 검출 위치, 및 상기 제 2 마크 검출계의 검출 위치로부터, 상기 제 1 방향으로 떨어져 있고,
    상기 1 개의 구획 영역 및 상기 다른 구획 영역으로부터 상기 제 1 방향으로 떨어진 또 다른 구획 영역에 형성된 마크가 상기 제 3 마크 검출계를 사용하여 검출하는, 계측 장치.
  62. 제 56 항에 있어서,
    상기 복수의 마크 검출계는, 추가로 제 3 마크 검출계를 포함하고,
    상기 제 3 마크 검출계의 검출 위치는, 상기 제 1 마크 검출계의 검출 위치, 및 상기 제 2 마크 검출계의 검출 위치로부터, 상기 제 1 방향으로 떨어져 있고,
    상기 1 개의 구획 영역 및 상기 다른 구획 영역으로부터 상기 제 1 방향으로 떨어진 또 다른 구획 영역에 형성된 마크가 상기 제 3 마크 검출계를 사용하여 검출하는, 계측 장치.
  63. 제 61 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 마크 검출계를 사용한 마크 검출과, 상기 제 3 마크 검출계에 의한 마크 검출의 일방의 검출 종료 후에, 타방의 검출을 개시하는, 계측 장치.
  64. 제 62 항에 있어서,
    상기 제 1 및 제 2 마크 검출계를 사용한 마크 검출과, 상기 제 3 마크 검출계에 의한 마크 검출의 일방의 검출 종료 후에, 타방의 검출을 개시하는, 계측 장치.
  65. 제 48 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 복수의 구획 영역의 각각에 형성되는 적어도 1 개의 마크는, 회절 격자 마크이며,
    상기 복수의 마크 검출계의 각각은, 상기 회절 격자 마크에 계측 빔을 조사함과 함께, 상기 회절 격자 마크로부터의 회절광을 수광하는, 계측 장치.
  66. 제 65 항에 있어서,
    상기 제어 장치에 의한 상기 마크 검출 동작의 제어는, 상기 회절 격자 마크에 조사되는 계측 빔과 상기 기판의 상대 이동의 제어를 포함하는, 계측 장치.
  67. 제 66 항에 있어서,
    상기 상대 이동의 제어는, 상기 기판의 위치의 제어, 또는 상기 기판의 이동 속도의 제어, 또는 그 양방을 포함하는, 계측 장치.
  68. 제 66 항에 있어서,
    상기 제어 장치에 의한 상기 마크 검출 동작의 제어는, 상기 계측 빔의 조사 위치의 제어, 또는 상기 계측 빔의 조사의 타이밍의 제어, 또는 그 양방을 포함하는, 계측 장치.
  69. 제 66 항에 있어서,
    상기 제어 장치에 의한 상기 마크 검출 동작의 제어는, 상기 계측 빔의 조사가 개시되는 상기 기판 상의 위치, 상기 계측 빔의 조사가 종료하는 상기 기판 상의 위치, 상기 계측 빔이 상기 기판 상을 주사하는 거리, 및 상기 계측 빔과 상기 기판의 상대 속도의 적어도 1 개를 제어하는 것을 포함하는, 계측 장치.
  70. 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크 중 적어도 일부의 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 제 36 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 기재된 계측 장치와,
    상기 기판 상의 복수의 구획 영역에 에너지 빔을 조사하여 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치를 구비하는, 노광 장치.
  71. 기판 상에 소정의 위치 관계로 형성된 복수의 마크 중 적어도 일부의 복수의 마크의 위치 정보를 계측하는 제 65 항에 기재된 계측 장치와,
    상기 기판 상의 복수의 구획 영역에 에너지 빔을 조사하여 패턴을 생성하는 패턴 생성 장치를 구비하는, 노광 장치.
  72. 제 70 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
  73. 제 71 항에 기재된 노광 장치를 사용하여 상기 기판을 노광하는 것과,
    노광된 상기 기판을 현상하는 것을 포함하는, 디바이스 제조 방법.
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