本發(fā)明涉及測量裝置、光刻系統(tǒng)及曝光裝置、以及管理方法、重迭測量方法及組件制造方法，特別涉及測量在基板上形成的多個標記的位置信息的測量裝置以及具備具有載置結(jié)束了用該測量裝置進行的多個標記的位置信息的測量的基板的基板載臺的曝光裝置與所述測量裝置的光刻系統(tǒng)、及具備所述測量裝置的曝光裝置、以及管理基板上多個區(qū)劃區(qū)域的排列的變動的管理方法、以基板為測量對象的重迭測量方法、及使用所述光刻系統(tǒng)或曝光裝置的組件制造方法。

背景技術(shù)：

在制造半導體組件等的光刻步驟中，在晶圓或玻璃板片等的基板(以下，統(tǒng)稱為晶圓)上重迭形成多層的電路圖案，但當在各層間的重迭精度不良時，半導體組件等即無法發(fā)揮既定電路特性，有時可能成為不良品。因此，一般在晶圓上的多個照射(shot)區(qū)域的各個預先形成標記(對準標記)，檢測該標記在曝光裝置的載臺坐標系上的位置(坐標值)。之后，根據(jù)此標記位置信息與新形成的圖案(例如標線片圖案)的已知的位置信息，進行將晶圓上的1個照射區(qū)域相對該圖案的定位的晶圓對準。

作為晶圓對準的方式，為兼顧產(chǎn)量，主流是僅檢測晶圓上若干個照射區(qū)域(亦稱取樣照射區(qū)域或?qū)收丈鋮^(qū)域)的對準標記，以統(tǒng)計方式算出晶圓上照射區(qū)域的排列的全晶圓增強型對準(ega)。

然而，當在光刻步驟中對晶圓上進行重迭曝光時，經(jīng)過光阻涂布、顯影、蝕刻、cvd(化學汽相沉積)、cmp(化學機械研磨)等過程處理步驟的晶圓，有可能因該過程而在前層的照射區(qū)域的排列中產(chǎn)生變形，該變形即有可能成為重迭精度降低的原因。有鑒于此，近來的曝光裝置具備不僅具有修正晶圓的1次成分還修正因過程產(chǎn)生的照射排列的非線性成分等的格子(grid)修正功能等(例如，參照專利文獻1)。

一直以來，例如通過針對刻有標記的基準晶圓，使用格子(grid)管理用的專用標線片進行重迭曝光來進行因裝置引起的晶圓格子變動的管理。此處，所謂晶圓格子，是指將依據(jù)照射分區(qū)圖(關(guān)于晶圓上形成的照射(shot)區(qū)域的排列的數(shù)據(jù))排列的晶圓上的照射區(qū)域的中心加以鏈接形成的格子。在本說明書中也將晶圓格子簡稱為「格子」、或記載為「照射區(qū)域(或照射)的排列」。

本來，針對所有照射分區(qū)圖，就每一照射分區(qū)圖進行格子管理是較理想的，但如此一來將需要無數(shù)片標線片與無數(shù)片晶圓，因此使用基準晶圓及上述專用標線片。

然而，能刻于基準晶圓的標記無論多么細微仍有其限度、且是離散的，因此用曝光裝置用戶的制品照射分區(qū)圖來進行晶圓格子的管理是困難的。此外，使用基準晶圓的格子管理，一般是根據(jù)以下的前提(假定)，伴隨著某種妥協(xié)。

格子的誤差是依存于坐標，同一場所具有相同誤差。若是在測量了標記的位置、并進行了格子誤差修正的點附近的話，被認為誤差也小。

掃描速度或掃描加速度等的誤差，不會導致格子誤差的產(chǎn)生。假設，即使導致格子誤差的產(chǎn)生，由于該誤差并非在每次掃描時變化，因此僅調(diào)整一次即可，無需定期進行維修保養(yǎng)。

在先技術(shù)文獻

[專利文獻1]美國申請公開第2002/0042664號說明書

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明第1實施方式提供一種測量裝置，測量形成在基板的多個標記的位置信息，其特征在于包括：載臺，保持所述基板且能夠移動；驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動所述載臺；絕對位置測量系統(tǒng)，在所述載臺設置具有格子部的測量面與對所述測量面照射光束的讀頭部中的一方，來自所述讀頭部的光束照射于所述測量面且接收所述光束從所述測量面返回的返回光束而能夠取得所述載臺的位置信息；標記檢測系統(tǒng)，檢測形成在所述基板的標記；以及控制裝置，控制由所述驅(qū)動系統(tǒng)進行的所述載臺的移動，使用所述標記檢測系統(tǒng)分別檢測形成在所述基板的所述多個標記，并根據(jù)所述多個標記各自的檢測結(jié)果與所述多個標記各自的檢測時使用所述絕對位置測量系統(tǒng)所得到的所述載臺的位置信息，求出所述多個標記各自的絕對位置坐標。

本發(fā)明第2實施方式提供一種光刻系統(tǒng)，其具備：第1實施方式的測量裝置；以及曝光裝置，具有載置由所述測量裝置測量所述多個標記的位置信息結(jié)束后的所述基板的基板載臺，對于載置于所述基板載臺上的所述基板，進行測量所述基板上的多個標記中被選擇的部分標記的位置信息的對準測量以及用能量束使所述基板曝光的曝光。

本發(fā)明第3實施方式提供一種組件制造方法，包含：使用第2實施方式的光刻系統(tǒng)使基板曝光；以及使曝光后的所述基板顯影。

本發(fā)明第4實施方式提供一種曝光裝置，具備第1實施方式的測量裝置，將使用所述測量裝置取得多個標記的位置信息的基板用能量束曝光。

本發(fā)明第5實施方式提供一種組件制造方法，包含：使用第4實施方式的曝光裝置使基板曝光；以及使曝光后的所述基板顯影。

本發(fā)明第6實施方式提供一種管理方法，管理在基板上配置成矩陣狀的多個區(qū)劃區(qū)域的排列的變動，其特征在于包括：通過曝光裝置將形成在掩模的圖案及標記依序轉(zhuǎn)印至基板上，在所述基板上與所述標記一起形成多個區(qū)劃區(qū)域；將形成有所述多個區(qū)劃區(qū)域的所述基板，搭載于設置于具有格子部的測量面與對所述測量面照射光束的讀頭部中的一方且能在既定平面內(nèi)移動的載臺，使用絕對位置測量系統(tǒng)一邊測量所述載臺的位置信息、一邊使用標記檢測系統(tǒng)分別檢測與所述基板上的所述多個區(qū)劃區(qū)域的分別對應的所述多個標記，根據(jù)所述多個標記各自的檢測結(jié)果與所述多個標記各自的檢測時的所述絕對位置測量系統(tǒng)的測量信息，求出與所述基板上的所述多個區(qū)劃區(qū)域分別對應的所述多個標記的在所述既定平面內(nèi)的絕對位置坐標，其中，所述絕對位置測量系統(tǒng)在設置于所述載臺的具有格子部的測量面經(jīng)由讀頭部照射光束并接收所述光束的來自所述測量面的返回光束而能測量包含所述載臺的在所述既定平面內(nèi)的絕對位置坐標的位置信息；以及根據(jù)所求出的所述多個標記的絕對位置坐標求出所述多個區(qū)劃區(qū)域的排列信息。

本發(fā)明第7實施方式提供一種重迭測量方法，通過第1層的曝光與將所述第1層作為底層的第2層的曝光以多個既定位置關(guān)系形成有第1標記像與對應的第2標記像的組的基板作為測量對象，其特征在于包括：將測量對象的所述基板搭載于設置具有格子部的測量面與對所述測量面照射光束的讀頭部中的一方的載臺，一邊使用位置測量系統(tǒng)測量所述載臺的位置信息、一邊使用標記檢測系統(tǒng)分別檢測所述基板上的所述多個組的所述第1標記像與所述第2標記像，并根據(jù)所述多個組的所述第1標記像與所述第2標記像各自的檢測結(jié)果與各自的標記像的檢測時的所述位置測量系統(tǒng)的測量信息，求出所述基板上的所述多個組的所述第1標記像與所述第2標記像的各自在所述既定平面內(nèi)的絕對位置坐標，其中，所述位置測量系統(tǒng)對所述測量面經(jīng)由所述讀頭部照射多個光束并接收所述多個光束各自的從所述測量面的返回光束，能夠測量包含所述載臺的所述既定平面內(nèi)的絕對位置坐標的至少3自由度方向的位置信息；以及根據(jù)相互成組的所述第1標記像與所述第2標記像的所述絕對位置坐標求出重迭誤差。

附圖說明

圖1是概略顯示第1實施方式的測量裝置的構(gòu)成的立體圖。

圖2(a)是省略了圖1的測量裝置的一部分的主視圖(從－y方向所見的圖)、圖2(b)是以通過標記檢測系統(tǒng)的光軸ax1的xz平面為剖面的省略了測量裝置的一部分的剖面圖。

圖3是以通過標記檢測系統(tǒng)的光軸ax1的yz平面為剖面的省略了測量裝置的一部分的剖面圖。

圖4(a)是顯示第1位置測量系統(tǒng)的讀頭部的立體圖、圖4(b)是第1位置測量系統(tǒng)的讀頭部的俯視圖(從+z方向所見的圖)。

圖5是用以說明第2位置測量系統(tǒng)的構(gòu)成的圖。

圖6是以第1實施方式的測量裝置的控制系為中心構(gòu)成的控制裝置的輸入輸出關(guān)系的方塊圖。

圖7是對應處理一批晶圓時的控制裝置的處理算法的流程圖。

圖8是概略顯示第2實施方式的光刻系統(tǒng)的整體構(gòu)成的圖。

圖9是概略顯示圖8所示的曝光裝置的構(gòu)成的圖。

圖10是顯示曝光裝置所具備的曝光控制裝置的輸入輸出關(guān)系的方塊圖。

圖11是概略顯示將使用測量裝置100的因曝光裝置引起的晶圓格子的管理方法適用于光刻系統(tǒng)1000時的處理流程的圖。

圖12是概略顯示將使用測量裝置100的重迭測量方法適用于光刻系統(tǒng)1000時的處理流程的圖。

圖13是概略顯示變形例的光刻系統(tǒng)的整體構(gòu)成的圖。

符號說明

10：滑件；10a：凹部；12：平臺；14：除振裝置；16：底座；18：空氣軸承；20：驅(qū)動系統(tǒng)；20a：第1驅(qū)動裝置；20b：第2驅(qū)動裝置；22a，22b：可動子；23a，23b：可動子；24：可動載臺；25a，25b：固定子；26a，26b：固定子；28a，28b：x軸線性馬達；29a，29b：y軸線性馬達；30：第1位置測量系統(tǒng)；32：讀頭部；33：編碼器系統(tǒng)；35a～35d：激光干涉儀；37x：x讀頭；37ya、37yb：y讀頭；40：測量單元；48：除振裝置；50：第2位置測量系統(tǒng)；52a、52b：讀頭部；58x1、58x2：xz讀頭；58y1、58y2：yz讀頭；60：控制裝置100：測量裝置；100a、100b：測量裝置；200：曝光裝置；300：c/d；330：調(diào)溫部；1000：光刻系統(tǒng)；ax1：光軸；mds：標記檢測系統(tǒng)；rg1：光柵；rg2a、rg2b：光柵；w：晶圓；wh：晶圓保持具；wst：晶圓載臺。

具體實施方式

第1實施方式

以下，針對第1實施方式根據(jù)圖1～圖7加以說明。圖1是概略顯示第1實施方式的測量裝置100的構(gòu)成的立體圖。圖1所示的測量裝置100實際上是由腔室與被收容在該腔室內(nèi)部的構(gòu)成部分所構(gòu)成，但在本實施方式中，關(guān)于腔室的說明予以省略。在本實施方式中，如后所述，設有標記檢測系統(tǒng)mds，以下，將標記檢測系統(tǒng)mds的光軸ax1的方向設為z軸方向，在與其正交的面內(nèi)，將后述可動載臺以長行程移動的方向設為y軸方向、與z軸及y軸正交的方向設為x軸方向、并將繞x軸、y軸、z軸的旋轉(zhuǎn)(傾斜)方向分別設為θx、θy及θz方向，以此進行說明。此處，標記檢測系統(tǒng)mds具有側(cè)視(例如從+x方向所見)l字狀的外形，在其下端(先端)設有圓筒狀的鏡筒部41，在鏡筒部41的內(nèi)部收納有由具有z軸方向的光軸ax1的多個透鏡組件構(gòu)成的光學系統(tǒng)(折射光學系統(tǒng))。在本說明書中，為了便于說明，將鏡筒部41內(nèi)部的折射光學系統(tǒng)的光軸ax1稱為標記檢測系統(tǒng)mds的光軸ax1。

在圖2(a)中以局部省略方式顯示了圖1的測量裝置100的主視圖(從－y方向所見的圖)，在圖2(b)中以局部省略方式顯示了以通過光軸ax1的xz平面為剖面的測量裝置100的剖面圖。另外，在圖3中也以局部省略方式顯示了以通過光軸ax1的yz平面為剖面的測量裝置100的剖面圖。

測量裝置100如圖1所示具備：具有與光軸ax1正交的xy平面大致平行的上面的平臺12、配置在平臺12上能保持晶圓w相對平臺12于x軸及y軸方向以既定行程可動且能于z軸、θx、θy及θz方向微幅移動(微幅變位)的晶圓滑動件(以下，簡稱滑動件)10、驅(qū)動滑件10的驅(qū)動系統(tǒng)20(在圖1中未圖示，參照圖6)、測量滑件10相對平臺12于x軸、y軸、z軸、θx、θy及θz的各方向(以下，稱6自由度方向)的位置信息的第1位置測量系統(tǒng)30(在圖1中未圖示，參照圖3、圖6)、具有檢測被搭載(被保持)在滑件10的晶圓w上的標記的標記檢測系統(tǒng)mds的測量單元40、測量標記檢測系統(tǒng)mds(測量單元40)與平臺12的相對位置信息的第2位置測量系統(tǒng)50(在圖1中未圖示，參照圖6)、以及一邊控制由驅(qū)動系統(tǒng)20進行的滑件10的驅(qū)動一邊取得第1位置測量系統(tǒng)30的測量信息及第2位置測量系統(tǒng)50的測量信息并使用標記檢測系統(tǒng)mds求出被保持在滑件10的晶圓w上的多個標記的位置信息的控制裝置60(在圖1中未圖示，參照圖6)。

平臺12由俯視矩形(或正方形)的長方體構(gòu)件構(gòu)成，其上面被加工成極高的平坦度，形成滑件10移動時的引導面。作為平臺12的材料使用也被稱為零膨脹材料的低熱膨脹率的材料、例如因鋼(invar)型合金、極低膨脹鑄鋼、或極低膨脹玻璃陶瓷等。

在平臺12，在－y側(cè)的面的x軸方向中央部的1處、+y側(cè)的面的x軸方向兩端部的各1處的合計3處，形成有底部開口的切口狀的空處12a。在圖1顯示了該3處的空處12a中的形成在－y側(cè)的面的空處12a。在各個空處12a的內(nèi)部配置有除振裝置14。在設置于地面f上的俯視矩形的底座16的與xy平面平行的上面，通過3個除振裝置14，平臺12被3點支承為其上面與xy平面大致平行。另外，除振裝置14的數(shù)量不限于3個。

如圖3所示滑件10在底面四角以各個軸承面與滑件10的下面大致成同一面的狀態(tài)安裝有各1個、合計4個空氣靜壓軸承(空氣軸承)18，通過從此4個空氣軸承18朝向平臺12噴出的加壓空氣的軸承面與平臺12的上面(引導面)之間的靜壓(間隙內(nèi)壓力)，將滑件10在平臺12的上面隔著既定間隙(空隙、gap)、例如隔著數(shù)μm程度的間隙懸浮支承。在本實施方式中，滑件10的材料為使用作為零膨脹材料的一種的零膨脹玻璃(例如，首德(schott)公司的zerodur(商品名)等)。

在滑件10的上部形成有內(nèi)徑稍微大于晶圓w直徑的俯視圓形的既定深度的凹部10a，在凹部10a內(nèi)部配置有與晶圓w直徑大致相同直徑的晶圓保持具wh。作為晶圓保持具wh雖可使用真空夾頭、靜電夾頭、或機械式夾頭等，作為一例使用銷夾頭(pinchuck)方式的真空夾頭。以晶圓w上面與滑件10的上面成大致同一面的狀態(tài)，晶圓w被晶圓保持具wh吸附保持。在晶圓保持具wh形成有多個吸引口，該多個吸引口通過未圖示的真空配管系統(tǒng)連接于真空泵11(參照圖6)。真空泵11的開啟停止(onoff)等受控制裝置60控制。此外，也可將滑件10與晶圓保持具wh中的任一方、或雙方稱為「第1基板保持構(gòu)件」。

另外，在滑件10設有經(jīng)由形成在晶圓保持具wh的例如3個圓形開口上下動作，與晶圓搬送系統(tǒng)70(圖1中未圖示，參照圖6)協(xié)同動作將晶圓裝載于晶圓保持具wh上并將晶圓自晶圓保持具wh上卸除的上下動構(gòu)件(未圖示)。驅(qū)動上下動構(gòu)件的驅(qū)動裝置13受控制裝置60控制(參照圖6)。

在本實施方式中，作為晶圓保持具wh，舉一例而言，使用可吸附直徑300mm的300毫米晶圓的尺寸。另外，在晶圓搬送系統(tǒng)70具有將晶圓保持具wh上的晶圓從上方以非接觸方式吸引保持的非接觸保持構(gòu)件、例如具有伯努利(bernoulli)夾頭等的情況下，無須在滑件10設置上下動構(gòu)件，也無需在晶圓保持具wh形成用于上下動構(gòu)件的圓形開口。

如圖2(b)及圖3所示，在滑件10下面較晶圓w大一圈的區(qū)域，水平(與晶圓w表面平行)配置有二維光柵(以下，僅稱光柵)rg1。光柵rg1包含以x軸方向為周期方向的反射型衍射光柵(x衍射光柵)和以y軸方向為周期方向的反射型衍射光柵(y衍射光柵)。x衍射光柵及y衍射光柵的格子線的間距(pitch)，例如設定為1μm。

除振裝置14是能動型振動分離系系統(tǒng)(即avis(activevibrationisolationsystem))，具備加速度計、變位傳感器(例如靜電容容量傳感器等)、及致動器(例如音圈馬達等)、以及具有空氣阻尼器的功能的空氣避震器(airmount)等。除振裝置14能通過空氣避震器(空氣阻尼器)使較高頻的振動衰減，并通過致動器除振(制振)。因此，除振裝置14能回避振動在平臺12與底座16之間的傳遞。另外，也可使用油壓式阻尼器來取代空氣避震器(空氣阻尼器)。

此處，之所以在空氣避震器之外另設置致動器，是因空氣避震器的氣體室內(nèi)的氣體的內(nèi)壓高，控制響應僅能確保20hz程度，因此在需要高響應的控制的情況下，需按照未圖示的加速度計等的輸出來控制致動器的緣故。但，地面振動等的微振動由空氣避震器來消除。

除振裝置14的上端面連接于平臺12。對空氣避震器可經(jīng)由未圖示的氣體供應口供應氣體(例如壓縮空氣)，空氣避震器根據(jù)充填在內(nèi)部的氣體量(壓縮空氣的壓力變化)在z軸方向以既定行程(例如，1mm程度)伸縮。因此，通過使用3個除振裝置14分別具有的空氣避震器對平臺12的3處從下方個別的使之上下動，即能任意地調(diào)整平臺12及在其上被懸浮支承的滑件10分別于z軸方向、θx方向及θy方向的位置。此外，除振裝置14的致動器不僅能將平臺12驅(qū)動于z軸方向，也能驅(qū)動于x軸方向及y軸方向。另外，往x軸方向及y軸方向的驅(qū)動量，較往z軸方向的驅(qū)動量小。3個除振裝置14連接于控制裝置60(參照圖6)。另外3個除振裝置14的各個不限于x軸方向、y軸方向及z軸方向，也可以例如在6自由度方向具備移動平臺12的致動器?？刂蒲b置60根據(jù)由第2位置測量系統(tǒng)50測量的標記檢測系統(tǒng)mds(測量單元40)與平臺12的相對的位置信息，恒定實時控制3個除振裝置14的致動器，以使固定后述第1位置測量系統(tǒng)30的讀頭部32的平臺12的6自由度方向位置，相對標記檢測系統(tǒng)mds維持于所希望的位置關(guān)系。另外，也可對3個除振裝置14的各個進行前饋控制。例如，控制裝置60可根據(jù)第1位置測量系統(tǒng)30的測量信息，對3個除振裝置14的各個進行前饋控制。關(guān)于控制裝置60對除振裝置14的控制，留待后敘。

如圖6所示，驅(qū)動系統(tǒng)20包含將滑件10往x軸方向驅(qū)動的第1驅(qū)動裝置20a、以及將滑件10與第1驅(qū)動裝置20a一體地往y軸方向驅(qū)動的第2驅(qū)動裝置20b。

由圖1及圖3可知，在滑件10的－y側(cè)的側(cè)面，在x軸方向以既定間隔固定有由磁石單元(或線圈單元)構(gòu)成、側(cè)面視為倒l字狀的一對可動子22a。在滑件10的+y側(cè)側(cè)面，如圖3所示，在x軸方向以既定間隔固定有由磁石單元(或線圈單元)構(gòu)成的一對可動子22b(不過，+x側(cè)的可動子22b未圖示)。一對可動子22a與一對可動子22b系左右對稱配置，彼此具有相同的結(jié)構(gòu)。

可動子22a、22b，如圖1～圖3所示，以非接觸方式被支承在構(gòu)成俯視矩形框狀的可動載臺24的一部分的、在y軸方向相隔既定距離配置且分別延伸于x軸方向的一對板構(gòu)件24a、24b的與xy平面實質(zhì)平行的上面上。即，在可動子22a、22b的下面(與板構(gòu)件24a、24b分別相對的面)分別設有空氣軸承(未圖示)，通過這些空氣軸承對板構(gòu)件24a、24b產(chǎn)生的懸浮力(加壓空氣的靜壓)，可動子22a、22b被可動載臺24從下方以非接觸方式支承。另外，固定有各一對可動子22a、22b的滑件10的自重，如前所述，通過4個空氣軸承18對平臺12產(chǎn)生的懸浮力加以支承。

在一對板構(gòu)件24a、24b各自的上面，如圖1～圖3所示，由線圈單元(或磁石單元)構(gòu)成的固定子26a、26b配置在x軸方向的兩端部以外的區(qū)域。

通過一對可動子22a與固定子26a間的電磁相互作用，產(chǎn)生將一對可動子22a驅(qū)動于x軸方向的驅(qū)動力(電磁力)及驅(qū)動于y軸方向的驅(qū)動力(電磁力)，通過一對可動子22b與固定子26b間的電磁相互作用，產(chǎn)生將一對可動子22b驅(qū)動于x軸方向的驅(qū)動力(電磁力)及驅(qū)動于y軸方向的驅(qū)動力(電磁力)。即，通過一對可動子22a與固定子26a構(gòu)成產(chǎn)生x軸方向及y軸方向的驅(qū)動力的xy線性馬達28a，通過一對可動子22b與固定子26b構(gòu)成產(chǎn)生x軸方向及y軸方向的驅(qū)動力的xy線性馬達28b，通過xy線性馬達28a與xy線性馬達28b構(gòu)成將滑件10以既定行程驅(qū)動于x軸方向、并微幅驅(qū)動于y軸方向的第1驅(qū)動裝置20a(參照圖6)。第1驅(qū)動裝置20a可通過使xy線性馬達28a與xy線性馬達28b分別產(chǎn)生的x軸方向驅(qū)動力的大小相異，將滑件10驅(qū)動于θz方向。第1驅(qū)動裝置20a由控制裝置60控制(參照圖6)。在本實施方式中，根據(jù)與后述第2驅(qū)動裝置一起由第1驅(qū)動裝置20a構(gòu)成將滑件10驅(qū)動于y軸方向的粗微動驅(qū)動系統(tǒng)的關(guān)系，第1驅(qū)動裝置20a不僅會產(chǎn)生x軸方向的驅(qū)動力、也會產(chǎn)生y軸方向的驅(qū)動力，但第1驅(qū)動裝置20a不一定必須要產(chǎn)生y軸方向的驅(qū)動力。

可動載臺24具有一對板構(gòu)件24a、24b，與在x軸方向相隔既定距離配置并分別延伸于y軸方向的一對連結(jié)構(gòu)件24c、24d。在連結(jié)構(gòu)件24c、24d的y軸方向兩端部分別形成有高低差部。并在連結(jié)構(gòu)件24c、24d各個的－y側(cè)的高低差部上載置板構(gòu)件24a的長邊方向一端部與另一端部的狀態(tài)下，連結(jié)構(gòu)件24c、24d與板構(gòu)件24a成一體化。另外，在連結(jié)構(gòu)件24c、24d各個的+y側(cè)的高低差部上載置板構(gòu)件24b的長邊方向一端部與另一端部的狀態(tài)下，連結(jié)構(gòu)件24c、24d與板構(gòu)件24b成一體化(參照圖2(b))。即，以此方式，一對板構(gòu)件24a、24b通過一對連結(jié)構(gòu)件24c、24d而連結(jié)，構(gòu)成矩形框狀的可動載臺24。

如圖1及圖2(a)所示，在底座16上面的x軸方向兩端部近旁，固定有延伸于y軸方向的一對線性導件27a、27b。在位于+x側(cè)的一線性導件27a的內(nèi)部，收納有由在上面及－x側(cè)的面的近旁于y軸方向大致全長的線圈單元(或磁石單元)構(gòu)成的y軸線性馬達29a的固定子25a(參照圖2(b))。與線性導件27a的上面及－x側(cè)的面相對配置有由剖面l字狀的磁石單元(或線圈單元)構(gòu)成與固定子25a一起構(gòu)成y軸線性馬達29a的可動子23a。在與線性導件27a的上面及－x側(cè)的面非分別相對的可動子23a的下面及+x側(cè)的面，分別固定有對相對的面噴出加壓空氣的空氣軸承。其中，特別是固定在可動子23a的+x側(cè)的面的空氣軸承，使用真空預壓型空氣軸承。此真空預壓型空氣軸承通過軸承面與線性導件27a的－x側(cè)的面間的加壓空氣的靜壓與真空預壓力的平衡，將可動子23a與線性導件27a間的x軸方向間隙(空隙、gap)維持于固定值。

在可動子23a的上面上，在y軸方向相隔既定間隔固定有多個、例如由2個長方體構(gòu)件構(gòu)成的x導件19。在2個x導件19的每一個個以非接觸方式卡合與x導件19一起構(gòu)成單軸導件裝置的剖面倒u字狀的滑動構(gòu)件21。在滑動構(gòu)件21的與x導件19相對的3個面，分別設有空氣軸承。

2個滑動構(gòu)件21，如圖1所示，分別固定在連結(jié)構(gòu)件24c的下面(－z側(cè)的面)。

位于－x側(cè)的另一線性導件27b，在內(nèi)部收納有由線圈單元(或磁石單元)構(gòu)成的y軸線性馬達29b的固定子25b，為左右對稱，并與線性導件27a為相同構(gòu)成(參照圖2(b))。與線性導件27b的上面及+x側(cè)的面相對，配置有左右對稱且由與可動子23a為相同剖面l字狀的磁石單元(或線圈單元)構(gòu)成并與固定子25b一起構(gòu)成y軸線性馬達29b的可動子23b。與線性導件27b的上面及+x側(cè)的面分別相對，在可動子23b的下面及－x側(cè)的面，分別固定有空氣軸承，特別是作為固定在可動子23b的－x側(cè)的面的空氣軸承，使用真空預壓型空氣軸承。通過該真空預壓型空氣軸承，將可動子23b與線性導件27b間的x軸方向的間隙(空隙、gap)維持于固定值。

在可動子23b的上面與連結(jié)構(gòu)件24d的底面之間，與所述同樣地設有2個由x導件19與以非接觸方式卡合于該x導件19的滑動構(gòu)件21構(gòu)成的單軸導件裝置。

可動載臺24，經(jīng)由+x側(cè)與－x側(cè)的各2個(合計4個)單軸導件裝置被可動子23a、23b從下方支承，能在可動子23a、23b上移動于x軸方向。因此，通過所述第1驅(qū)動裝置20a將滑件10驅(qū)動于x軸方向時，該驅(qū)動力的反作用力作用于設置固定子26a、26b的可動載臺24，可動載臺24即往與滑件10相反的方向依據(jù)動量守恒定律而移動。即，因?qū)?0的x軸方向驅(qū)動力的反作用力而引起的振動的發(fā)生，可通過可動載臺24的移動加以防止(或有效抑制)。即，可動載臺24在滑件10往x軸方向的移動時發(fā)揮作為配衡質(zhì)量的功能。不過，并非一定使可動載臺24發(fā)揮作為配衡質(zhì)量的功能。另外，滑件10因相對可動載臺24僅于y軸方向微幅移動，因此雖未特別設置，但也可設置用于防止(或有效抑制)因相對可動載臺24將滑件10驅(qū)動于y軸方向的驅(qū)動力所引起的振動發(fā)生的配衡質(zhì)量。

y軸線性馬達29a通過可動子23a與固定子25a間的電磁相互作用產(chǎn)生將可動子23a驅(qū)動于y軸方向的驅(qū)動力(電磁力)，y軸線性馬達29b則通過可動子23b與固定子25b間的電磁相互作用產(chǎn)生將可動子23b驅(qū)動于y軸方向的驅(qū)動力(電磁力)。

y軸線性馬達29a、29b產(chǎn)生的y軸方向的驅(qū)動力，經(jīng)由+x側(cè)與－x側(cè)的各2個單軸導件裝置作用于可動載臺24。據(jù)此，與可動載臺24一體地滑件10被驅(qū)動于y軸方向。即，在本實施方式中，以可動載臺24、4個單軸導件裝置、與一對y軸線性馬達29a、29b構(gòu)成將滑件10驅(qū)動于y軸方向的第2驅(qū)動裝置20b(參照圖6)。

在本實施方式中，一對y軸線性馬達29a、29b與平臺12是物理上的分離，并通過3個除振裝置14在振動上也分離。另外，也可將一對y軸線性馬達29a、29b的固定子25a、25b分別設置的線性導件27a、27b作成能相對底座16往y軸方向移動，以在滑件10的y軸方向驅(qū)動時發(fā)揮作為配衡質(zhì)量的功能。

測量單元40，如圖1所示，具有在－y側(cè)的面形成有底部開口的缺口狀的空處42a的單元本體42、以基端部插入該空處42a內(nèi)的狀態(tài)連接于單元本體42的所述標記檢測系統(tǒng)mds、以及將標記檢測系統(tǒng)mds前端的鏡筒部41連接于單元本體42的連接機構(gòu)43。

連接機構(gòu)43包含將鏡筒部41經(jīng)由未圖示的安裝構(gòu)件在背面?zhèn)?+y側(cè))加以支承的支承板44、以及將支承板44在各個的一端部加以支承而另一端部固定在單元本體42底面的一對支承臂45a、45b。

在本實施方式中，對應于被保持在滑件10上的晶圓上面涂布有感應劑(抗蝕劑)，作為標記檢測系統(tǒng)mds使用不會使抗蝕劑感光的波長的檢測光束。作為標記檢測系統(tǒng)mds例如使用不會使晶圓上涂布的抗蝕劑感光的寬帶檢測光束照射于對象標記，使用攝影組件(ccd等)拍攝由來自該對象標記的反射光在受光面成像的對象標記的像與未圖標的指針(設在內(nèi)部的指針板上的指針圖案)的像，并使用輸出該等攝影信號的圖像處理方式的fia(fieldimagealignment)系統(tǒng)。來自標記檢測系統(tǒng)mds的攝影信號系經(jīng)由信號處理裝置49(圖1中未圖示，參照圖6)被供應至控制裝置60(參照圖6)。標記檢測系統(tǒng)mds具有調(diào)整光學系統(tǒng)的焦點位置的對準自動對焦(alignmentautofocus)功能。

在鏡筒部41與支承板44之間，如圖1所示，配置有概略等腰三角形狀的讀頭安裝構(gòu)件51。在讀頭安裝構(gòu)件51形成有在圖1的y軸方向貫通的開口部，鏡筒部41經(jīng)由插入在此開口部內(nèi)的安裝構(gòu)件(未圖示)，安裝(固定)在支承板44。另外，讀頭安裝構(gòu)件51的背面也被固定于支承板44。以此方式，鏡筒部41(標記檢測系統(tǒng)mds)與讀頭安裝構(gòu)件51與支承板44，經(jīng)由一對支承臂45a、45b與單元本體42成一體化。

在單元本體42的內(nèi)部，配置有對從標記檢測系統(tǒng)mds作為檢測信號輸出的攝影信號進行處理以算出對象標記相對檢測中心的位置信息，將其輸出至控制裝置60的所述信號處理裝置49等。在設于底座16上從－y側(cè)所見呈門型的支承架46上，單元本體42經(jīng)由多個、例如3個除振裝置48從下方被3點支承。各除振裝置48是主動型振動分離系統(tǒng)(所謂的avis(activevibrationisolationsystem))，具備加速度計、變位傳感器(例如靜電容量傳感器等)、及致動器(例如音圈馬達等)、以及空氣阻尼器或油壓式阻尼器等的機械式阻尼器等，除振裝置48能通過機械式阻尼器使較高頻的振動衰減，并能通過致動器進行除振(制振)。因此，各除振裝置48能回避較高頻的振動在支承架46與單元本體42之間傳遞。

另外，作為標記檢測系統(tǒng)mds不限于fia系統(tǒng)，例如可取代fia系統(tǒng)而使用對對象標記照射同調(diào)的(coherent)檢測光，使從該對象標記產(chǎn)生的2個衍射光(例如同次數(shù)的衍射光、或往同方向衍射的衍射光)干涉并加以檢測后輸出檢測信號的衍射光干涉型的對準檢測系統(tǒng)?；蛘?，也可與fia系統(tǒng)一起使用衍射光干涉型的對準系統(tǒng)，同時檢測2個對象標記。另外，作為標記檢測系統(tǒng)mds也可使用在使滑件10往既定方向移動的期間，對對象標記在既定方向掃描測量光的光束掃描型對準系統(tǒng)。另外在本實施方式中，雖然標記檢測系統(tǒng)mds具有對準自動對焦功能，但取代于此或除此之外，測量單元40也可以具備焦點位置檢測系統(tǒng)、例如與美國專利第5,448,332號說明書等所公開的具有相同構(gòu)成的斜入射方式的多點焦點位置檢測系統(tǒng)。

第1位置測量系統(tǒng)30如圖2(b)及圖3所示具有配置在平臺12上面形成的凹部內(nèi)被固定于平臺12的讀頭部32。讀頭部32其上面相對于滑件10的下面(光柵rg1的形成面)。在讀頭部32的上面與滑件10的下面之間形成有既定間隙(空隙、gap)、例如數(shù)mm程度的間隙。

第1位置測量系統(tǒng)30，如圖6所示，具備編碼器系統(tǒng)33、與激光干涉儀系統(tǒng)35。編碼器系統(tǒng)33從讀頭部32對滑件10下面的測量部(光柵rg1的形成面)設多條光束、并可接收來自滑件10下面的測量部的多條返回光束(例如，來自光柵rg1的多條衍射光束)，取得滑件10的位置信息。編碼器系統(tǒng)33包含測量滑件10的x軸方向位置的x線性編碼器33x、以及測量滑件10的y軸方向位置的一對y線性編碼器33ya、33yb。在編碼器系統(tǒng)33使用與例如美國專利第7,238,931號說明書、及美國專利申請公開第2007/288,121號說明書等所公開的編碼器讀頭(以下，適當?shù)暮喎Q為讀頭)相同構(gòu)成的衍射干涉型讀頭。另外，讀頭包含光源及受光系統(tǒng)(含光檢測器)、以及光學系統(tǒng)，在本實施方式中，只要其中的至少光學系統(tǒng)是與光柵rg1相對配置在讀頭部32的箱體內(nèi)部即可，光源及受光系統(tǒng)的至少一方可配置在讀頭部32的箱體外部。

圖4(a)是讀頭部32的立體圖、圖4(b)則是從+z方向所見的讀頭部32的上面的俯視圖。編碼器系統(tǒng)33通過1個x讀頭37x測量滑件10的x軸方向的位置，通過一對y讀頭37ya、37yb測量y軸方向的位置(參照圖4(b))。即，通過使用光柵rg1的x衍射光柵測量滑件10的x軸方向位置的x讀頭37x構(gòu)成所述x線性編碼器33x，通過使用光柵rg1的y衍射光柵測量滑件10的y軸方向位置的一對y讀頭37ya、37yb構(gòu)成一對y線性編碼器33ya、33yb。

如圖4(a)及圖4(b)所示，x讀頭37x從與通過讀頭部32中心的x軸平行的直線lx上、與通過讀頭部32中心的y軸平行的直線cl為等距離的2點(參照圖4(b)的白圓)，將測量光束lbx1、lbx2(圖4(a)中以實線所示)照射于光柵rg1上的同一照射點。測量光束lbx1、lbx2的照射點即x讀頭37x的檢測點(參照圖4(b)中的符號dp)，其x軸方向及y軸方向的位置與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心一致。

此處，測量光束lbx1、lbx2通過來自光源的光束被未圖示的偏光分束器偏光分離，當測量光束lbx1、lbx2照射于光柵rg1時，這些測量光束lbx1、lbx2在x衍射光柵衍射的既定次數(shù)、例如1次衍射光束(第1衍射光束)分別經(jīng)由未圖示的透鏡、四分的一波長板而被反射鏡折返，因通過二次四分的一波長板使其偏光方向旋轉(zhuǎn)90度，通過原來的光路而再次射入到偏光分束器并被合成為同軸后，通過將測量光束lbx1、lbx2的1次衍射光束彼此的干涉光以未圖示的光檢測器受光，測量滑件10的x軸方向的位置。

如圖4(b)所示，一對y讀頭37ya、37yb的各個配置在直線cl的+x側(cè)、－x側(cè)。如圖4(a)及圖4(b)所示，y讀頭37ya在直線lya上從距直線lx的距離相等的2點(參照圖4(b)的白圓)對光柵rg1上的共通照射點照射如圖4(a)中分別以虛線所示的測量光束lbya1、lbya2。測量光束lbya1、lbya2的照射點即y讀頭37ya的檢測點在圖4(b)中用符號dpya表示。

y讀頭37yb，關(guān)于直線cl從與y讀頭37ya的測量光束lbya1、lbya2的射出點對稱的2點(參照圖4(b)的白圓)，將測量光束lbyb1、lbyb2照射于光柵rg1上的共通照射點dpyb。如圖4(b)所示，y讀頭37ya、37yb各自的檢測點dpya、dpyb配置在與x軸平行的直線lx上。

測量光束lbya1、lbya2也是同一光束經(jīng)偏光分束器予以偏光分離的，這些測量光束lbya1、lbya2經(jīng)y衍射光柵的既定次數(shù)、例如1次衍射光束(第2衍射光束)彼此的干涉光，與上述同樣地通過被未圖示的光檢測器進行光電檢測，測量滑件10的y軸方向的位置。針對測量光束lbyb1、lbyb2，也與測量光束lbya1、lbya2同樣地1次衍射光束(第2衍射光束)彼此的干涉光通過被未圖示的光檢測器進行光電檢測，測量滑件10的y軸方向的位置。

此處，控制裝置60將滑件10的y軸方向的位置，根據(jù)2個y讀頭37ya、37yb的測量值的平均來加以決定。因此，在本實施方式中，將檢測點dpya、dpyb的中點dp作為實質(zhì)的測量點測量滑件10的y軸方向的位置。中點dp與測量光束lbx1、lbx2在光柵rg1上的照射點一致。

即，在本實施方式中，關(guān)于滑件10的x軸方向及y軸方向的位置信息的測量，具有共通的檢測點，該檢測點通過控制裝置60根據(jù)以第2位置測量系統(tǒng)50測量的標記檢測系統(tǒng)mds(測量單元40)與平臺12的相對位置信息，恒實時控制3個除振裝置14的致動器，以使其與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心在xy平面內(nèi)的位置一致。因此，在本實施方式中，控制裝置60通過使用編碼器系統(tǒng)33，在測量滑件10上載置的晶圓w上的對準標記時，恒能在標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心下方(滑件10的背面?zhèn)?進行滑件10的xy平面內(nèi)的位置信息的測量。另外，控制裝置60根據(jù)一對y讀頭37ya、37yb的測量值的差，測量滑件10的θz方向的旋轉(zhuǎn)量。

激光干涉儀35可將測長光束射入到滑件10的下面的測量部(形成有光柵rg1的面)、并接收其返回光束(例如，來自形成光柵rg1的面的反射光)以取得滑件10的位置信息。如圖4(a)所示，激光干涉儀系統(tǒng)35將4條測長光束lbz1、lbz2、lbz3、lbz4射入到滑件10的下面(形成有光柵rg1的面)。激光干涉儀系統(tǒng)35具備分別照射這些4條測長光束lbz1、lbz2、lbz3、lbz4的激光干涉儀35a～35d(參照圖6)。在本實施方式中，由激光干涉儀35a～35d構(gòu)成4個z讀頭。

在激光干涉儀系統(tǒng)35，如圖4(a)及圖4(b)所示，4條測長光束lbz1、lbz2、lbz3、lbz4以檢測點dp為中心從具有與x軸平行的2邊及與y軸平行的2邊的正方形的各頂點相當?shù)?點，與z軸平行的射出。在這種情況下，測長光束lbz1、lbz4的射出點(照射點)是在直線lya上且距直線lx為等距離，其余的測長光束lbz2、lbz3的射出點(照射點)則在直線lyb上且距直線lx為等距離。在本實施方式中，形成有光柵rg1的面，又兼作為來自激光干涉儀系統(tǒng)35的各測長光束的反射面?？刂蒲b置60使用激光干涉儀系統(tǒng)35測量滑件10的z軸方向的位置、θx方向及θy方向的旋轉(zhuǎn)量的信息。另外，由上述說明可知，滑件10在z軸、θx及θy的各方向，雖然相對平臺12不會被所述驅(qū)動系統(tǒng)20積極的驅(qū)動，但由于被配置在底面4角的4個空氣軸承18懸浮支承在平臺12上，因此，實際上，就z軸、θx及θy的各方向，滑件10在平臺12上其位置會變化。即，滑件10實際上在z軸、θx及θy的各方向相對平臺12是可動的。尤其是滑件10的θx及θy的各方向的變位，會產(chǎn)生編碼器系統(tǒng)33的測量誤差(阿貝誤差)?？紤]到這一點，通過第1位置測量系統(tǒng)30(激光干涉儀系統(tǒng)35)測量滑件10的z軸、θx及θy的各方向的位置信息。

另外，為進行滑件10的z軸方向位置、θx方向及θy方向的旋轉(zhuǎn)量信息的測量，只要使光束射入形成有光柵rg1的面上的相異3點即可，因此z讀頭、例如激光干涉儀只要有3個即可。此外，也可在滑件10的下面設置用以保護光柵rg1的保護玻璃使來自編碼器系統(tǒng)33的各測量光束通過保護玻璃的表面而阻止來自激光干涉儀系統(tǒng)35的各測長光束的通過的波長選擇濾波器。

由以上說明可知，控制裝置60通過第1位置測量系統(tǒng)30的編碼器系統(tǒng)33及激光干涉儀系統(tǒng)35的使用，測量滑件10的6自由度方向的位置。在這一情況下，在編碼器系統(tǒng)33，測量光束在空氣中的光路長極短且大致相等，因此幾乎可忽視空氣波動的影響。從而，通過編碼器系統(tǒng)33能夠高精度地測量滑件10的在xy平面內(nèi)(亦含θz方向)的位置信息。另外，編碼器系統(tǒng)33在x軸方向、及y軸方向的實質(zhì)的光柵rg1上的檢測點、以及激光干涉儀系統(tǒng)35在z軸方向的滑件10下面上的檢測點，分別與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心在xy平面內(nèi)一致，因此，因檢測點與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心在xy平面內(nèi)的偏移引起的所謂的阿貝誤差的發(fā)生將會被抑制至實質(zhì)上可忽視的程度。因此，控制裝置60通過使用第1位置測量系統(tǒng)30，沒有因檢測點與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心在xy平面內(nèi)的偏差引起的阿貝誤差，能夠高精度地測量滑件10的x軸方向、y軸方向及z軸方向的位置。

然而，關(guān)于標記檢測系統(tǒng)mds的與光軸ax1平行的z軸方向，在晶圓w的表面的位置，并非以編碼器系統(tǒng)33測量滑件10的xy平面內(nèi)的位置信息，即光柵rg1的配置面與晶圓w的表面的z位置并非一致。因此，在光柵rg1(即滑件10)相對xy平面傾斜的情況下時，當根據(jù)編碼器系統(tǒng)33的各編碼器的測量值進行滑件10的定位時，其結(jié)果，將會因光柵rg1的配置面與晶圓w的表面的z位置的差δz(即使用編碼器系統(tǒng)33的檢測點與使用標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心(檢測點)的z軸方向的位置偏移)而產(chǎn)生反應光柵rg1相對xy平面的傾斜的定位誤差(一種阿貝誤差)。不過，此定位誤差(位置控制誤差)可使用差δz與縱搖(pitching)量θx、橫搖(rolling)量θy以簡單的運算加以求出，將此作為偏位(offset)，根據(jù)將編碼器系統(tǒng)33(的各編碼器)的測量值修正了此偏位量的修正后的位置信息，進行滑件10的定位，即不會受上述一種阿貝誤差的影響。或者，取代修正編碼器系統(tǒng)33(的各編碼器)的測量值，而根據(jù)上述偏位，來修正應定位滑件10的目標位置等用以移動滑動件的一個或多個信息。

另外，在光柵rg1(即滑件10)相對xy平面傾斜的情況下，為避免因該傾斜引起的定位誤差的產(chǎn)生也可移動讀頭部32。即，在以第1位置測量系統(tǒng)30(例如干涉儀系統(tǒng)35)測量到光柵rg1(亦即滑件10)相對xy平面是傾斜的情況下，可根據(jù)使用第1位置測量系統(tǒng)30取得的位置信息，移動保持讀頭部32的平臺12。如上所述，平臺12可使用除振裝置14進行移動。

另外，在光柵rg1(即滑件10)相對xy平面傾斜的情況下，也可修正根據(jù)因該傾斜引起的定位誤差，使用標記檢測系統(tǒng)mds取得的標記的位置信息。

如圖1、圖2(a)及圖2(b)所示，第2位置測量系統(tǒng)50具有分別設置在所述讀頭安裝構(gòu)件51的長邊方向一端部與另一端部下面的一對讀頭部52a、52b與相對于讀頭部52a、52b配置的標尺(scale)構(gòu)件54a、54b。標尺構(gòu)件54a、54b的上面被設定為與被保持在晶圓保持具wh的晶圓w表面同一高度。在各標尺構(gòu)件54a、54b的上面形成有反射型的二維光柵rg2a、rg2b。二維光柵(以下，簡稱為光柵)rg2a、rg2b都包含以x軸方向為周期方向的反射型衍射光柵(x衍射光柵)與以y軸方向為周期方向的反射型衍射光柵(y衍射光柵)。x衍射光柵及y衍射光柵的格子線的間距(pitch)設定為例如1μm。

標尺構(gòu)件54a、54b由熱膨脹率低的材料例如所述零膨脹材料構(gòu)成，如圖2(a)及圖2(b)所示，分別經(jīng)由支承構(gòu)件56固定在平臺12上。在本實施方式中，以光柵rg2a、rg2b與讀頭部52a、52b相隔數(shù)mm程度的間隙相對的方式，決定標尺構(gòu)件54a、54b及支承構(gòu)件56的尺寸。

如圖5所示，固定在讀頭安裝構(gòu)件51的+x側(cè)端部下面的一讀頭部52a，包含被收容在同一箱體內(nèi)部以x軸及z軸方向為測量方向的xz讀頭58x1與以y軸及z軸方向為測量方向的yz讀頭58y1。xz讀頭58x1(更正確地說是xz讀頭58x1發(fā)出的測量光束在光柵rg2a上的照射點)與yz讀頭58y1(更正確地說是yz讀頭58y1發(fā)出的測量光束在二維光柵rg2a上的照射點)配置在同一條與y軸平行的直線上。

關(guān)于與通過標記檢測系統(tǒng)mds的光軸ax1與y軸平行的直線(以下，稱基準軸)lv，另一讀頭部52b與讀頭部52a對稱地配置，其構(gòu)成與讀頭部52a相同。即，關(guān)于基準軸lv讀頭部52b具有與xz讀頭58x1、yz讀頭58y1對稱配置的xz讀頭58x2、yz讀頭58y2，從xz讀頭58x2、yz讀頭58y2的各自照射到光柵rg2b上的測量光束的照射點被設定在同一條與y軸平行的直線上。此處，基準軸lv與所述直線cl一致。

xz讀頭58x1及58x2、以及yz讀頭58y1及58y2的各個，可使用例如與美國專利第7,561,280號說明書所公開的變位測量傳感器讀頭相同構(gòu)成的編碼器讀頭。

讀頭部52a、52b分別使用標尺構(gòu)件54a、54b構(gòu)成測量光柵rg2a、rg2b的x軸方向位置(x位置)及z軸方向位置(z位置)的xz線性編碼器、及測量y軸方向的位置(y位置)及z位置的yz線性編碼器。此處，光柵rg2a、rg2b形成在分別經(jīng)由支承構(gòu)件56固定在平臺12上的標尺構(gòu)件54a、54b的上面，讀頭部52a、52b設置在與標記檢測系統(tǒng)mds一體的讀頭安裝構(gòu)件51。其結(jié)果，讀頭部52a、52b測量平臺12相對標記檢測系統(tǒng)mds的位置(標記檢測系統(tǒng)mds與平臺12的位置關(guān)系)。以下，為了方便起見，將xz線性編碼器、yz線性編碼器與xz讀頭58x1、58x2、yz讀頭58y1、58y2分別使用相同符號，記載為xz線性編碼器58x1、58x2、及yz線性編碼器58y1、58y2(參照圖6)。

在本實施方式中，通過xz線性編碼器58x1與yz線性編碼器58y1，構(gòu)成測量與平臺12相對標記檢測系統(tǒng)mds的x軸、y軸、z軸及θx的各方向相關(guān)的位置信息的4軸編碼器581(參照圖6)。同樣地通過xz線性編碼器58x2與yz線性編碼器58y2，構(gòu)成測量與平臺12相對標記檢測系統(tǒng)mds的x軸、y軸、z軸及θx的各方向相關(guān)的位置信息的4軸編碼器582(參照圖6)。在這一情況下，根據(jù)與由4軸編碼器581、582分別測量的平臺12相對標記檢測系統(tǒng)mds的z軸方向相關(guān)的位置信息，求出(測量)平臺12相對標記檢測系統(tǒng)mds的θy方向的位置信息，根據(jù)與由4軸編碼器581、582分別測量的平臺12相對標記檢測系統(tǒng)mds的y軸方向相關(guān)的位置信息，求出(測量)平臺12相對標記檢測系統(tǒng)mds的θz方向的位置信息。

因此，通過4軸編碼器581與4軸編碼器582，構(gòu)成測量平臺12相對標記檢測系統(tǒng)mds的6自由度方向的位置信息即構(gòu)成測量標記檢測系統(tǒng)mds與平臺12在6自由度方向的相對位置的信息的第2位置測量系統(tǒng)50。通過第2位置測量系統(tǒng)50測量的標記檢測系統(tǒng)mds與平臺12在6自由度方向的相對位置信息，隨時被供應至控制裝置60，控制裝置60根據(jù)此相對位置的信息，實時(realtime)控制3個除振裝置14的致動器，以使第1位置測量系統(tǒng)30的檢測點相對標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心成為希望的位置關(guān)系，具體而言，使第1位置測量系統(tǒng)30的檢測點與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心在xy平面內(nèi)的位置在例如nm程度一致、且滑件10上的晶圓w的表面與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測位置一致。此時，所述直線cl與例如基準軸lv一致。另外，若能將第1位置測量系統(tǒng)30的檢測點相對標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心控制成所希望的位置關(guān)系的話，第2位置測量系統(tǒng)50可不在6自由度的所有方向測量相對位置的信息。

圖6顯示了以本實施方式的測量裝置100的控制系為中心構(gòu)成的控制裝置60的輸入輸出關(guān)系的方塊圖?？刂蒲b置60包含工作站(或微電腦)等，統(tǒng)籌控制測量裝置100的構(gòu)成各部。如圖6所示，測量裝置100具備與圖1所示的構(gòu)成部分一起配置在腔室內(nèi)的晶圓搬送系70。晶圓搬送系70系由例如水平多關(guān)節(jié)型機械人構(gòu)成。

其次，針對在以上述方式構(gòu)成的本實施方式的測量裝置100中，對一批晶圓進行處理時的一連串動作，根據(jù)對應控制裝置60的處理算法的圖7的流程圖加以說明。

作為前提，測量裝置100的測量對象晶圓w是300厘米晶圓，在晶圓w上，通過前層之前的曝光以矩陣狀的配置形成有多個、例如i個(例如i＝98)被稱為照射區(qū)域的區(qū)劃區(qū)域(以下，亦稱照射區(qū)域)，圍繞各照射區(qū)域的切割道(streetline)或各照射區(qū)域內(nèi)部的切割道(一照射區(qū)域取多個芯片的情況下)上，設有多種類的標記、例如搜尋對準用的搜尋對準標記(搜尋標記)、精密對準用的晶圓對準標記(晶圓標記)等。此多數(shù)種類的標記與區(qū)劃區(qū)域一起形成。在本實施方式中，作為搜尋標記及晶圓標記使用二維標記。

另外，測量裝置100可設定由標記檢測系統(tǒng)mds進行的標記檢測條件互異的多個測量模式。作為多個測量模式，舉一例而言，可設定對全晶圓的所有照射區(qū)域檢測各1個晶圓標記的a模式，以及針對批內(nèi)最初的既定片數(shù)晶圓對所有照射區(qū)域檢測多個晶圓標記、并對應于該晶圓標記的檢測結(jié)果針對批內(nèi)剩余的晶圓，就每一照射區(qū)域決定作為檢測對象的晶圓標記并檢測該決定的晶圓標記的b模式。

另外，由測量裝置100的作業(yè)員預先經(jīng)由未圖示的輸入設備輸入對晶圓w進行對準測量所需的信息，將其儲存于控制裝置60的內(nèi)存內(nèi)。此處，作為對準測量所需的信息，包含晶圓w的厚度信息、晶圓保持具wh的平坦度信息、晶圓w上的照射區(qū)域及對準標記的配置的設計信息等的各種信息。此外，測量模式的設定信息，例如通過由作業(yè)員經(jīng)由未圖示的輸入設備預先輸入。

對應圖7的流程圖的處理算法的開始，例如是由作業(yè)員指示測量開始的時。此時，一批晶圓被收納在位于既定位置的晶圓載具內(nèi)。但不限于此，例如在測量裝置100以聯(lián)機(inline)方式連接于基板處理裝置(例如涂布、顯影裝置等)的情況下等，也可以是從該基板處理裝置的控制系接到一批晶圓的搬送開始許可的要求，響應該要求將第一片晶圓搬入至既定交付位置時，開始進行。另外，所謂聯(lián)機方式的連接是指以晶圓(基板)的搬送路徑連接的狀態(tài)，意味著不同的裝置彼此連接，在本說明書中在此意思下，使用「以聯(lián)機方式連接」或「聯(lián)機」的用語。

首先，在步驟s102將顯示批內(nèi)晶圓號碼的計數(shù)器的計數(shù)值i初始化為1(i←1)。

在其次的步驟s104中，將晶圓w裝載于滑件10上。此晶圓w的裝載是在控制裝置60的管理下通過晶圓搬送系統(tǒng)70與滑件10上的上下動構(gòu)件進行。具體而言，通過晶圓搬送系統(tǒng)70將晶圓w從晶圓載具(或交付位置)搬送至位于裝載位置的滑件10的上方，并通過驅(qū)動裝置13將上下動構(gòu)件驅(qū)動上升既定量，據(jù)此將晶圓w交至上下動構(gòu)件。接著，在晶圓搬送系統(tǒng)70從滑件10的上方退出后，通過驅(qū)動裝置13驅(qū)動上下動構(gòu)件下降，據(jù)此將晶圓w載置于滑件10上的晶圓保持具wh上。接著，真空泵11作動(on)，裝載在滑件10上的晶圓w即被晶圓保持具wh真空吸附。另外，在測量裝置100以聯(lián)機方式連接于基板處理裝置的情況下，則從基板處理裝置側(cè)的晶圓搬送系統(tǒng)依序搬入晶圓，載置于交付位置。

在下一步驟s106，調(diào)整晶圓w的z軸方向位置(z位置)。在此z位置調(diào)整的前，通過控制裝置60，根據(jù)由第2位置測量系統(tǒng)50測量的標記檢測系統(tǒng)mds與平臺12在z軸方向、θy方向、θx方向的相對的位置信息，控制3個除振裝置14的空氣避震器的內(nèi)壓(除振裝置14產(chǎn)生的z軸方向的驅(qū)動力)，平臺12被設定為其上面與xy平面平行、z位置位于既定的基準位置。晶圓w的厚度是相同的。因此，在步驟s106，控制裝置60根據(jù)內(nèi)存內(nèi)晶圓w的厚度信息，以晶圓w表面被設定在能以標記檢測系統(tǒng)mds的自動對焦功能調(diào)整光學系的焦點位置的范圍的方式，調(diào)整3個除振裝置14產(chǎn)生的z軸方向的驅(qū)動力，例如空氣避震器的內(nèi)壓(壓縮空氣的量)，將平臺12驅(qū)動于z軸方向，以調(diào)整晶圓w表面的z位置。另外，在測量單元40具備焦點位置檢測系的情況下，也可由控制裝置60根據(jù)焦點位置檢測系的檢測結(jié)果(輸出)進行晶圓表面的z位置調(diào)整。例如，標記檢測系統(tǒng)mds可具備經(jīng)由前端部的光學組件(對物光學組件)檢測晶圓w表面的z軸方向位置的焦點位置檢測系統(tǒng)。此外，可使用除振裝置14移動平臺12，并與平臺12一起移動滑件10來進行依據(jù)焦點位置檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果進行的晶圓w表面的z位置調(diào)整。另外，也可采用不僅是xy平面內(nèi)的方向，也能將滑件10驅(qū)動于z軸方向、θx方向及θy方向的構(gòu)成的驅(qū)動系統(tǒng)20，使用該驅(qū)動系統(tǒng)20移動滑件10。另外，晶圓表面的z位置調(diào)整也可包含晶圓表面的傾斜調(diào)整。為調(diào)整晶圓表面的傾斜使用驅(qū)動系統(tǒng)20而有可能產(chǎn)生因光柵rg1的配置面與晶圓w的表面的z位置的差δz所引起的誤差(一種阿貝誤差)的可能性時，只要實施上述對策的至少一種即可。

在其次的步驟s108，進行晶圓w的搜尋對準。具體而言，例如使用標記檢測系統(tǒng)mds檢測位于相對晶圓w中心大致對稱的周邊部的至少2個搜尋標記?？刂蒲b置60控制由驅(qū)動系統(tǒng)20進行的滑件10的驅(qū)動，一邊將各個搜尋標記定位在標記檢測系統(tǒng)mds的檢測區(qū)域(檢測視野)內(nèi)、一邊取得第1位置測量系統(tǒng)30的測量信息及第2位置測量系統(tǒng)50的測量信息，根據(jù)使用標記檢測系統(tǒng)mds檢測形成在晶圓w的搜尋標記時的檢測信號與第1位置測量系統(tǒng)30的測量信息(及第2位置測量系統(tǒng)50的測量信息)，求出各搜尋標記的位置信息。

更具體而言，控制裝置60根據(jù)從信號處理裝置49輸出的標記檢測系統(tǒng)mds的檢測結(jié)果(從檢測信號求得的標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心(指標中心)與各搜尋標記的相對位置關(guān)系)、各搜尋標記檢測時的第1位置測量系統(tǒng)30的測量值及第2位置測量系統(tǒng)50的測量值，求出2個搜尋標記在基準坐標系統(tǒng)上的位置坐標。此處，基準坐標系統(tǒng)是以第1位置測量系統(tǒng)30的測長軸規(guī)定的正交坐標系。

之后，從2個搜尋標記的位置坐標算出晶圓w的殘留旋轉(zhuǎn)誤差，使滑件10微幅旋轉(zhuǎn)以使此旋轉(zhuǎn)誤差大致為零。據(jù)此，晶圓w的搜尋對準結(jié)束。另外，由于晶圓w實際上在進行了預對準的狀態(tài)被裝載于滑件10上，因此晶圓w的中心位置偏移小至可忽視程度，殘留旋轉(zhuǎn)誤差非常的小。

在其次的步驟s110，判斷設定的測量模式是否為a模式。在此步驟s110中的判斷為肯定時，即已設定為a模式時，進入至步驟s112。

在步驟s112，對全晶圓的對準測量(全照射區(qū)域1點測量，換言之，全照射區(qū)域ega測量)即對98個照射區(qū)域的各個，測量一個晶圓標記。具體而言，控制裝置60和所述搜尋對準時的各搜尋標記的位置坐標的測量同樣地求出晶圓w上的晶圓標記在基準坐標系上的位置坐標即求出照射區(qū)域的位置坐標。不過，在這一情況下，與搜尋對準時不同的是，在照射區(qū)域的位置坐標的算出時，一定使用第2位置測量系統(tǒng)50的測量信息。其理由在于，如前所述，由控制裝置60根據(jù)第2位置測量系統(tǒng)50的測量信息，實時控制3個除振裝置14的致動器，以使第1位置測量系統(tǒng)30的檢測點與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心在xy平面內(nèi)的位置例如在nm級一致，且滑件10上的晶圓w表面與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測位置一致。然而，在晶圓標記的檢測時，因無第1位置測量系統(tǒng)30的檢測點與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心在xy平面內(nèi)的位置以例如nm級一致的補償，因此必須將兩者的位置偏移量作為偏位加以考慮，以算出照射區(qū)域的位置坐標。例如，使用上述偏位，通過修正標記檢測系統(tǒng)mds的檢測結(jié)果或第1位置測量系統(tǒng)30的測量值，能夠修正算出的晶圓w上的晶圓標記在基準坐標系上的位置坐標。

此處，在全照射區(qū)域1點測量時，控制裝置60將滑件10(晶圓w)經(jīng)由驅(qū)動系統(tǒng)20往x軸方向及y軸方向的至少一方的方向移動，將晶圓標記定位在標記檢測系統(tǒng)mds的檢測區(qū)域內(nèi)。即，以步進重復(step&repeat)方式將滑件10在xy平面內(nèi)相對標記檢測系統(tǒng)mds移動，以進行全照射區(qū)域1點測量。

另外，在測量單元40具備焦點位置檢測系統(tǒng)的情況下，與在步驟s106的說明同樣地控制裝置60也可根據(jù)焦點位置檢測系統(tǒng)的檢測結(jié)果(輸出)進行晶圓表面的z位置的調(diào)整。

在步驟s112的對全晶圓的對準測量(全照射區(qū)域1點測量)時，當滑件10在xy平面內(nèi)移動時，隨著此移動，會有偏荷重作用于平臺12，在本實施方式中，控制裝置60按照第1位置測量系統(tǒng)30的測量信息中所含的滑動件的x、y坐標位置，以可抵消偏荷重影響的方式對3個除振裝置14個別地進行前饋控制，個別的控制各個除振裝置14產(chǎn)生的z軸方向的驅(qū)動力。另外，控制裝置60不使用第1位置測量系統(tǒng)30的測量信息而根據(jù)滑件10的已知的動作路徑信息，預測作用于平臺12的偏荷重，并以能抵消偏荷重影響的方式對3個除振裝置14個別的進行前饋控制亦可。另外，在本實施方式中，由于晶圓保持具wh的晶圓保持面(以銷夾頭的多數(shù)個銷的上端面規(guī)定的面)的凹凸信息(以下，稱保持具平坦度信息)預先通過實驗等求出，因此在對準測量(例如全照射區(qū)域1點測量)時，移動滑件10時，控制裝置60根據(jù)該保持具平坦度信息，對3個除振裝置14進行前饋控制，據(jù)以調(diào)整平臺12的z位置，以使包含晶圓w表面的測量對象的晶圓標記的區(qū)域能迅速地位于標記檢測系統(tǒng)mds的光學系統(tǒng)的焦深范圍內(nèi)。另外，可不實施用于抵消上述作用于平臺12的偏荷重影響的前饋控制及根據(jù)保持具平坦度信息進行的前饋控制中的任一方或雙方。

另外，在可進行標記檢測系統(tǒng)mds的倍率調(diào)整的情況下，可在搜尋對準時設定為低倍率、在對準測量時設定為高倍率。此外，在裝載在滑件10上的晶圓w的中心位置偏移、及殘留旋轉(zhuǎn)誤差小至可忽視時，也可省略步驟s108。

在步驟s112中的全照射區(qū)域1點測量中，檢測后述ega運算所使用的基準坐標系中的取樣照射區(qū)域(取樣照射區(qū)域)的位置坐標的實測值。所謂取樣照射區(qū)域是指晶圓w上所有照射區(qū)域中作為后述ega運算所使用的而預先決定的特定的多個(至少3個)照射區(qū)域。另外，在全照射區(qū)域1點測量中，晶圓w上的全照射區(qū)域為取樣照射區(qū)域。在步驟s112后進入至步驟s124。

另一方面，步驟s110中的判斷為否定時即設定為b模式時，移至步驟s114，判斷計數(shù)值i是否小于既定數(shù)k(k是滿足1＜k＜i的自然數(shù)，為預先決定的數(shù)，例如為4)。另外，計數(shù)值i在后述的步驟s128中加入(increment)。并在此步驟s114中的判斷為肯定時，移至步驟s120，進行全照射區(qū)域多點測量。此處，所謂全照射區(qū)域多點測量是指針對晶圓w上的所有照射區(qū)域分別測量多個晶圓標記。作為測量對象的多個晶圓標記預先決定。例如，可將能通過統(tǒng)計運算求出照射區(qū)域形狀(相較于理想格子的形狀誤差)的配置的多個晶圓標記作為測量對象。測量的順序除測量對象標記的數(shù)量不同之外與步驟s112中的全照射區(qū)域1點測量的情形相同，因此省略詳細說明。步驟s120之后，移至步驟s124。

另一方面，在步驟s114中的判斷為否定時，移至步驟s116，判斷計數(shù)值i是否小于k+1。此處，在此步驟s116中的判斷為肯定的是，計數(shù)值i為i≧k且i＜k+1的情形，因此是i＝k的情形。

在步驟s116的判斷為肯定時，進入至步驟s118，根據(jù)到此為止進行了測量的對k－1片(例如k＝4時為3片)晶圓w的晶圓標記的檢測結(jié)果，就每一照射區(qū)域決定應作為測量對象的晶圓標記。具體而言，就每一照射區(qū)域，決定是否一個晶圓標記的檢測足夠還是應檢測多個晶圓標記。若為后者時，則決定以哪一個晶圓標記作為檢測對象。例如，就每一照射區(qū)域求出多個晶圓標記各個的實測位置與設計位置的差(絕對值)，以該差的最大值與最小值的差是否有超過某一閾值來決定就每一照射區(qū)域應檢測多個晶圓標記或一個晶圓標記的檢測即可。若為前者時，以例如包含實測位置與設計位置的差(絕對值)為最大的晶圓標記與最小的晶圓標記的方式，決定應檢測的晶圓標記。在步驟s118后，進入至步驟s122。

另一方面，在步驟s116中的判斷為否定時，移至步驟s122。此處，在步驟s116中被判斷為否定，為計數(shù)值i滿足k+1≦i的情形，一定在之前，計數(shù)值為i＝k，在步驟s118中決定了就每一照射區(qū)域應作為測量對象的晶圓標記。

在步驟s122中，測量在步驟s118中就每一照射區(qū)域所決定的應作為測量對象的晶圓標記。測量的順序除測量對象標記的數(shù)不同外與步驟s112中全照射區(qū)域1點測量的情形相同，因此省略詳細說明。在步驟s122后，移至步驟s124。

由截至目前的說明可知，在b模式時，對批內(nèi)第1片到第k－1片(例如第3片)的晶圓進行全照射區(qū)域多點測量，對從第k片(例如第4片)到第i片(例如第25片)的晶圓則根據(jù)最初的k－1片(例如3片)晶圓的全照射區(qū)域多點測量的結(jié)果，進行就每一照射區(qū)域決定的晶圓標記的測量。

在步驟s124，使用在步驟s112、步驟s120及步驟s122的任一步驟測量的晶圓標記的位置信息，進行ega運算。所謂ega運算，是指上述晶圓標記的測量(ega測量)后，根據(jù)取樣照射區(qū)域的位置坐標的設計值與實測值的差的數(shù)據(jù)，使用最小平方等統(tǒng)計運算求出表現(xiàn)照射區(qū)域的位置坐標、與該照射區(qū)域位置坐標的修正量的關(guān)系的模式的系數(shù)的統(tǒng)計運算。

在本實施方式中，舉一例而言，基于照射區(qū)域的位置坐標的設計值的修正量的算出使用以下模(model)式。

【式1】

此處，dx、dy是離開照射區(qū)域的位置坐標的設計值的x軸方向、y軸方向的修正量，x、y是照射區(qū)域在以晶圓w的中心為原點的晶圓坐標系的設計上的位置坐標。即，上述式(1)涉及各照射區(qū)域在以晶圓中心為原點的晶圓坐標系的設計上的位置坐標x、y的多項式，為表現(xiàn)該位置坐標x、y與該照射區(qū)域的位置坐標的修正量(對準修正成分)dx、dy的關(guān)系的模式。另外，在本實施方式中，由于通過所述搜尋對準來抵消基準坐標系與晶圓坐標系的旋轉(zhuǎn)，因此，以下不特別區(qū)別基準坐標系與晶圓坐標系，以全為基準坐標系來加以說明。

使用模式(1)的話，可從晶圓w的照射區(qū)域的位置坐標x，y求出該照射區(qū)域的位置坐標的修正量。不過，為算出此修正量，必須求出系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…。ega測量后，根據(jù)該取樣照射區(qū)域的位置坐標的設計值與實測值的差的數(shù)據(jù)，使用最小平方法等的統(tǒng)計運算求出上述式(1)的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…。

決定模式(1)的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…后，將在晶圓坐標系的各照射區(qū)域(區(qū)劃區(qū)域)的設計上的位置坐標x、y代入系數(shù)決定后的模式(1)，以求出各照射區(qū)域的位置坐標的修正量dx、dy，即能求出晶圓w上多個照射區(qū)域(區(qū)劃區(qū)域)的真的排列(作為變形成分，不僅包含線性成分還包含非線性成分)。

若在已進行了曝光的晶圓w的情況下，因至此為止的步驟的影響，作為測量結(jié)果所得的檢測信號的波形，不見得對所有晶圓標記都是良好的。當將此種測量結(jié)果(檢測信號的波形)不良的晶圓標記的位置包含在上述ega運算時，該測量結(jié)果(檢測信號的波形)不良的晶圓標記的位置誤差會對系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…的算出結(jié)果帶來不良影響。

因此，在本實施方式，信號處理裝置49僅將測量結(jié)果良好的晶圓標記的測量結(jié)果送至控制裝置60，控制裝置60使用收到測量結(jié)果的所有晶圓標記的位置，實施上述ega運算。另外，上述式(1)的多項式的次數(shù)并無特別限制?？刂蒲b置60使ega運算的結(jié)果與用于該運算的標記相關(guān)的信息，一起對應晶圓的識別信息(例如晶圓號碼、批號)做成對準履歷數(shù)據(jù)文件，儲存在內(nèi)部或外部的記憶裝置。

步驟s124的ega運算結(jié)束后，進至步驟s126，將晶圓w從滑件10上卸下。在控制裝置60的管理下，以和步驟s104中的裝載順序相反的順序，由晶圓搬送系統(tǒng)70與滑件10上的上下動構(gòu)件來進行此卸下。

在其次的步驟s128，將計數(shù)器的計數(shù)值i加1(i←i+1)后，進入至步驟s130，判斷計數(shù)值i是否大于批內(nèi)晶圓的總數(shù)i。在此步驟s130中的判斷為否定時，即判斷未結(jié)束對批內(nèi)所有晶圓的處理，回到步驟s104，直到步驟s130中的判斷成為肯定為止，重復步驟s104～步驟s130的處理(含判斷)。

當步驟s130中的判斷為肯定時，即判斷對批內(nèi)所有晶圓的處理已結(jié)束，而結(jié)束本常規(guī)程序的一連串的處理。

如以上的詳細說明，依據(jù)本實施方式的測量裝置100，測量載置并保持晶圓w的滑件10的6自由度方向的位置信息的第1位置測量系統(tǒng)30至少由標記檢測系統(tǒng)mds檢測晶圓w上的晶圓標記，因此在滑件10移動的范圍，可從讀頭部32持續(xù)對光柵rg1照射測量光束。從而，第1位置測量系統(tǒng)30可在為進行標記檢測而滑件10移動的xy平面內(nèi)的全范圍連續(xù)進行其位置信息的測量。因此，在例如測量裝置100的制造階段(含在半導體制造工廠內(nèi)的裝置啟動階段)，通過第1位置測量系統(tǒng)30的測長軸即求出以光柵rg1的格子規(guī)定的正交坐標系(基準坐標系)的原點，在xy平面內(nèi)即能取得滑件10的絕對坐標位置，進而能求出以第1位置測量系統(tǒng)30測量的滑件10的位置信息與標記檢測系統(tǒng)mds的檢測結(jié)果求出的滑件10上所保持的晶圓w上的標記(不限于搜尋標記、晶圓標記，亦包含其他標記、例如重迭測量標記(registration標記)等)于xy平面內(nèi)的絕對位置。此外，本說明書中所謂「絕對位置坐標」是指在上述基準坐標系上的位置坐標。

另外，依據(jù)本實施方式的測量裝置100，由于能測量晶圓上的標記的xy平面內(nèi)的位置坐標，因此能對以例如掃描機(scanner)或步進機(stepper)等的曝光裝置，使用與矩形的圖案區(qū)域一起形成有與圖案區(qū)域的位置關(guān)系為已知的對準標記的制品標線片，對裸晶圓以步進掃描方式或步進重復方式進行曝光，該曝光后的晶圓上的對準標記像的絕對坐標，由測量裝置100加以測量，即能在不使用基準晶圓的情形下，進行晶圓格子的變動(例如，相較于設計上晶圓格子的變動)的管理。另外，關(guān)于因裝置引起的晶圓格子變動的管理，待后詳述。

另外，依據(jù)本實施方式的測量裝置100，控制裝置60一邊控制由驅(qū)動系統(tǒng)20進行的滑件10的移動、一邊使用第1位置測量系統(tǒng)30及第2位置測量系統(tǒng)50，取得滑件10相對平臺12的位置信息以及標記檢測系統(tǒng)mds與平臺12的相對位置信息，并使用標記檢測系統(tǒng)mds求取形成在晶圓w的多個標記的位置信息。因此，通過測量裝置100的使用，能以良好精度求出形成在晶圓w的多個標記的位置信息。

另外，根據(jù)本實施方式的測量裝置100，控制裝置60隨時取得以第2位置測量系統(tǒng)50測得的測量信息(平臺12與標記檢測系統(tǒng)mds的相對位置信息)經(jīng)由3個除振裝置14(的致動器)實時(realtime)控制平臺12的6自由度方向的位置，以使標記檢測系統(tǒng)mds的檢測中心與檢測滑件10相對平臺12于6自由度方向的位置信息的第1位置測量系統(tǒng)的測量點的位置關(guān)通過nm等級維持于所希望的關(guān)系。另外，控制裝置60一邊控制由驅(qū)動系統(tǒng)20進行的滑件10的驅(qū)動、一邊取得由第1位置測量系統(tǒng)30測得的測量信息(滑件10相對于平臺12的位置信息)及以第2位置測量系統(tǒng)50測得的測量信息(平臺12與標記檢測系統(tǒng)mds的相對位置信息)，根據(jù)使用標記檢測系統(tǒng)mds檢測形成在晶圓w的標記時的檢測信號、使用標記檢測系統(tǒng)mds檢測形成在晶圓w的標記時所得到的第1位置測量系統(tǒng)30的測量信息、以及使用標記檢測系統(tǒng)mds檢測形成在晶圓w的標記時所得的第2位置測量系統(tǒng)50的測量信息，求出多個晶圓標記的位置信息。因此，通過測量裝置100的使用，能以良好精度求出形成在晶圓w的多個標記的位置信息。

另外，例如，在不進行使用所測量的標記的位置信息進行ega運算，而根據(jù)測量的標記的位置信息進行后述曝光時的晶圓w(晶圓載臺wst)的位置控制的情況下等，例如可不將上述由第2位置測量系統(tǒng)50測得的測量信息用于標記的位置信息的算出。不過，此時，可將使用標記檢測系統(tǒng)mds檢測形成在晶圓w的標記時所得到的第2位置測量系統(tǒng)50的測量信息加以偏位(offset)后使用，來修正例如用于移動晶圓w(晶圓載臺wst)的定位目標值等晶圓w的信息即可。或者，也可考慮上述偏位，來控制曝光時的后述標線片r(標線片載臺rst)的移動。

另外，根據(jù)本實施方式的測量裝置100，在對準測量時，針對晶圓w上的i個(例如98個)照射區(qū)域的各個，測量至少各1個晶圓標記的位置信息，使用此位置信息通過最小平方法等的統(tǒng)計運算，求出上述式(1)的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…。因此，針對晶圓格子(grid)的變形成分，不僅是線性成分、連非線性成分也能正確的加以求出。此處，所謂晶圓格子是指將依據(jù)照射分區(qū)圖(關(guān)于晶圓w上形成的照射區(qū)域的排列的數(shù)據(jù))排列的晶圓w上照射區(qū)域的中心加以鏈接形成的格子。

通過測量裝置100求出的晶圓w的照射區(qū)域的位置坐標的修正量(上述式(1)的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…)，例如可用于通過曝光裝置使晶圓w曝光時相對于曝光位置的晶圓定位。然而，為了通過曝光裝置將經(jīng)測量裝置100測量了位置坐標的修正量的晶圓w加以曝光，必須將該晶圓w在從滑件10卸除后，裝載于曝光裝置的晶圓載臺上?；?0上的晶圓保持具wh與曝光裝置的晶圓載臺上的晶圓保持具，即便是假設使用相同型式的晶圓保持具，也會因晶圓保持具的個體差導致晶圓w的保持狀態(tài)相異。因此，即便是專程通過測量裝置100求出晶圓w的照射區(qū)域的位置坐標修正量(上述式(1)的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…)，也無法將該等系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…的全部直接的加以使用。不過，因每一晶圓保持具的晶圓w的保持狀態(tài)相異而受到影響的，被認為是照射區(qū)域的位置坐標修正量的1次以下的低次成分(線性成分)，2次以上的高次成分幾乎不會受到影響。其理由在于，2次以上的高次成分多被認為主要是因步驟引起的晶圓w的變形為原因而產(chǎn)生的成分，是與晶圓保持具的晶圓保持狀態(tài)系無關(guān)的成分。

依據(jù)上述想法，通過測量裝置100花費時間針對晶圓w求出的高次成分的系數(shù)a3、a4、……、a9、……、及b3、b4、……、b9、……，可直接作為在曝光裝置的晶圓w的位置坐標修正量的高次成分系數(shù)加以使用。因此，在曝光裝置的晶圓載臺上，僅需進行用于求出晶圓w的位置坐標修正量的線性成分的簡單的ega測量(例如3～16個程度的晶圓標記的測量)。由于測量裝置100是與曝光裝置不同的另一裝置，因此不會導致在基板的曝光處理中產(chǎn)量降低的情形，可求出更多基板上的標記的位置信息。

另外，若與使用曝光裝置進行的包含所述簡單的ega測量及曝光的曝光裝置的晶圓處理并行，用測量裝置100對其他晶圓進行對準測量的話，能夠在幾乎不降低晶圓處理的產(chǎn)量的情形下，進行有效率的處理。

另外，在上述實施方式中，雖為簡化說明而將設定a模式與b模式中的任意一個作為測量模式，但不限于此，也可設定對一批內(nèi)的所有晶圓上全照射區(qū)域檢測2個以上的第1數(shù)的晶圓標記的c模式、及對一批內(nèi)的所有晶圓的部分照射區(qū)域、例如針對位于晶圓周邊部的預定的照射區(qū)域檢測2個以上的第2數(shù)的晶圓標記、針對其余的照射區(qū)域則檢測各1個晶圓標記的模式(稱d模式)等。還有，也可設定根據(jù)針對批內(nèi)最先的既定片數(shù)晶圓的晶圓標記的檢測結(jié)果，對批內(nèi)其余的晶圓選擇a模式、c模式、d模式的任意一個的e模式。

另外，作為測量裝置100的測量模式，可針對批內(nèi)所有晶圓測量部分照射區(qū)域、例如9成或8成數(shù)量的照射區(qū)域的一個以上的晶圓標記，針對位于晶圓中央部的照射區(qū)域則測量相隔一個間隔的照射區(qū)域的一個以上的晶圓標記。

另外，在上述實施方式中，雖然針對光柵rg1、rg2a、rg2b的各個以x軸方向及y軸方向為周期方向的情形做了說明，但不限于此，只要第1位置測量系統(tǒng)30、第2位置測量系統(tǒng)50分別具備的格子部(二維光柵)以在xy平面內(nèi)彼此交叉的2方向作為周期方向即可。

另外，上述實施方式中說明的第1位置測量系統(tǒng)30的讀頭部32的構(gòu)成、及檢測點的配置等，當然僅為一例。例如，標記檢測系統(tǒng)mds的檢測點與讀頭部32的檢測中心，在x軸方向及y軸方向的至少一方，其位置可以不一致。此外，第1測量系統(tǒng)30的讀頭部與光柵rg1(格子部)的配置可以是相反的。即，可在滑件10設置讀頭部、在平臺12設置格子部。另外，第1位置測量系統(tǒng)30不一定必須具備編碼器系統(tǒng)33與激光干涉儀系統(tǒng)35，可僅以編碼器系統(tǒng)來構(gòu)成第1位置測量系統(tǒng)30?？墒褂脧淖x頭部對滑件10的光柵rg1照射光束、并接收來自光柵的返回光束(衍射光束)以測量滑件10相對于平臺12的6自由度方向的位置信息的編碼器系統(tǒng)，來構(gòu)成第1位置測量系統(tǒng)。在這一情況下，讀頭部的讀頭構(gòu)成無特別限定。例如，可設置對相對于光柵rg1上的既定點于x軸方向相距同一距離的2點照射檢測光束的一對xz讀頭、與對相對于既定點于y軸方向相距同一距離的2點照射檢測光束的一對yz讀頭，或者，也可設置對在光柵rg1的x軸方向分離的2個點分別照射檢測光束的一對3維讀頭、與對和上述2個點在y軸方向位置相異的點照射檢測光束的xz讀頭或yz讀頭。第1位置測量系統(tǒng)30不一定必須要能測量滑件10相對平臺12于6自由度方向的位置信息，可以是僅能測量例如x、y、θz方向的位置信息。此外，測量滑件10相對平臺12的位置信息的第1位置測量系統(tǒng)，可以是配置在平臺12與滑件10之間。

同樣地在上述實施方式中說明的第2位置測量系統(tǒng)50的構(gòu)成僅為一例。例如，可以是讀頭部52a、52b固定在平臺12側(cè)，而標尺54a、54b與標記檢測系統(tǒng)mds一體地設置。另外，雖然針對第2位置測量系統(tǒng)50具備一對讀頭部52a、52b的情形做了例示，但不限于此，第2位置測量系統(tǒng)50可僅具備一個讀頭部，也可具備3個以上。無論如何，優(yōu)選能夠通過第2位置測量系統(tǒng)50測量平臺12與標記檢測系統(tǒng)mds在6自由度方向的位置關(guān)系。不過，第2位置測量系統(tǒng)50不一定必須要能測量6自由度方向全部的位置關(guān)系。

另外，在上述實施方式中，針對滑件10被多個空氣軸承18懸浮支承在平臺12上，包含將滑件10驅(qū)動于x軸方向的第1驅(qū)動裝置20a、與將滑件10與第1驅(qū)動裝置20a一體驅(qū)動于y軸方向的第2驅(qū)動裝置20b構(gòu)成將滑件10相對平臺12以非接觸狀態(tài)加以驅(qū)動的驅(qū)動系統(tǒng)20的情形做了說明。然而，不限于此，作為驅(qū)動系統(tǒng)20也可采用將滑件10在平臺12上驅(qū)動于6自由度方向的構(gòu)成的驅(qū)動系統(tǒng)。這種驅(qū)動系統(tǒng)，例如可由磁浮型平面馬達構(gòu)成。在這一情況下，無需空氣軸承18。此外，測量裝置100可不與除振裝置14一起另外具備驅(qū)動平臺12的驅(qū)動系統(tǒng)。

除此之外，也可采用能通過磁浮型或氣浮型的平面馬達將滑件10相對平臺12驅(qū)動于例如x、y、θz方向的構(gòu)成，此時，不一定需設置所述第2位置測量系統(tǒng)50。

第2實施方式

接著，針對包含上述測量裝置100的光刻系統(tǒng)的第2實施方式，根據(jù)圖8～圖10加以說明。

如圖8所示，本第2實施方式的光刻系統(tǒng)1000具備彼此聯(lián)機的曝光裝置200、測量裝置100及基板處理裝置300。此處，作為基板處理裝置300系使用涂布、顯影裝置(c/d)，因此，在以下說明中也適當?shù)挠涊d為c/d300。光刻系統(tǒng)1000設置在無塵室內(nèi)。

例如美國專利第6,698,944號說明書等所公開的那樣，一般的光刻系統(tǒng)在曝光裝置與基板處理裝置(c/d)之間配置有在腔室內(nèi)部具有用于將兩者聯(lián)機的晶圓搬送系統(tǒng)的聯(lián)機界面(inlineinterface)部。另一方面，由圖8可知，本第2實施方式的光刻系統(tǒng)1000取代聯(lián)機接口部而在曝光裝置200與c/d300之間配置有測量裝置100。

光刻系統(tǒng)1000所具備的曝光裝置200、c/d300及測量裝置100都具有腔室，腔室彼此相鄰配置。曝光裝置200具有的曝光控制裝置220、與c/d300具有的涂布顯影控制裝置320、與測量裝置100具有的控制裝置60經(jīng)由局域網(wǎng)絡(lan)500彼此連接，與三者間進行通訊。在lan500也連接有記憶裝置400。

曝光裝置200例如是步進掃描方式(step&scan)的投影曝光裝置(掃描機)。圖9中省略部分構(gòu)成顯示曝光裝置200的腔室內(nèi)部。

曝光裝置200如圖9所示具備照明系統(tǒng)iop、保持標線片r的標線片載臺rst、將形成在標線片r的圖案的像投影至涂有感應劑(抗蝕劑)的晶圓w上的投影單元pu、保持晶圓w在xy平面內(nèi)移動的晶圓載臺wst、及這些的控制系統(tǒng)等。曝光裝置200具備投影光學系統(tǒng)pl，此投影光學系統(tǒng)pl具有與所述標記檢測系統(tǒng)mds的光軸ax1平行的z軸方向的光軸ax。

照明系統(tǒng)iop包含光源及經(jīng)由送光光學系統(tǒng)連接于光源的照明光學系統(tǒng)，將以標線片遮簾(遮蔽系統(tǒng))設定(限制)的在標線片r上于x軸方向(圖9中與紙面正交的方向)細長延伸的狹縫狀照明區(qū)域iar，通過照明光(曝光光)il以大致均一的照度加以照明。照明系統(tǒng)iop的構(gòu)成，已公開在例如美國專利申請公開第2003/0025890號說明書等。此處，作為照明光il，舉一例而言，使用arf準分子激光光(波長193nm)。

標線片載臺rst配置在照明系統(tǒng)iop的圖9中的下方。標線片載臺rst可通過例如包含線性馬達等的標線片載臺驅(qū)動系統(tǒng)211(圖9中未圖示，參照圖10)在未圖示的標線片載臺平臺上，在水平面(xy平面)內(nèi)微幅驅(qū)動、且于掃描方向(圖9中紙面內(nèi)左右方向的y軸方向)以既定行程范圍加以驅(qū)動。

在標線片載臺rst上載置在－z側(cè)的面(圖案面)形成有圖案區(qū)域及形成有與該圖案區(qū)域的位置關(guān)系為已知的多個標記的標線片r。標線片載臺rst的xy平面內(nèi)的位置信息(含θz方向的旋轉(zhuǎn)信息)由標線片激光干涉儀(以下，稱「標線片干涉儀」)214經(jīng)由移動鏡212(或在標線片載臺rst的端面形成的反射面)以例如0.25nm程度的解析能力隨時加以檢測。標線片干涉儀214的測量信息被供應至曝光控制裝置220(參照圖10)。另外，上述標線片載臺rst的xy平面內(nèi)的位置信息也可取代標線片激光干涉儀214而用編碼器進行測量。

投影單元pu配置在標線片載臺rst的圖9中的下方。投影單元pu包含鏡筒240、與被保持在鏡筒240內(nèi)的投影光學系統(tǒng)pl。投影光學系統(tǒng)pl例如是兩側(cè)遠心、且具有既定投影倍率(例如1/4倍、1/5倍或1/8倍等)。標線片r以投影光學系統(tǒng)pl的第1面(物體面)與圖案面大致一致的方式配置，表面涂布有抗蝕劑(感應劑)的晶圓w配置在投影光學系統(tǒng)pl的第2面(像面)側(cè)。因此，當來自照明系統(tǒng)iop的照明光il照明標線片r上的照明區(qū)域iar時，通過通過標線片r的照明光il，該照明區(qū)域iar內(nèi)的標線片r的電路圖案的縮小像(部分電路圖案的縮小像)即經(jīng)由投影光學系統(tǒng)pl形成在與照明區(qū)域iar共軛的晶圓w上的區(qū)域(以下也稱曝光區(qū)域)ia。并通過標線片載臺rst與晶圓載臺wst的同步驅(qū)動，使標線片r相對照明區(qū)域iar(照明光il)往掃描方向(y軸方向)移動、且使晶圓w相對曝光區(qū)域ia(照明光il)往掃描方向(y軸方向)移動，從而進行晶圓w上的一個照射區(qū)域(區(qū)劃區(qū)域)的掃描曝光，在該照射區(qū)域轉(zhuǎn)印標線片r的圖案。

作為投影光學系統(tǒng)pl使用例如僅由沿與z軸方向平行的光軸ax排列的多片、例如10～20片程度的折射光學組件(透鏡組件)構(gòu)成的折射系統(tǒng)。構(gòu)成此投影光學系統(tǒng)pl的多片透鏡組件中、物體面?zhèn)?標線片r側(cè))的多片透鏡組件為可通過未圖標的驅(qū)動組件、例如壓電組件等變位驅(qū)動于z軸方向(投影光學系統(tǒng)pl的光軸方向)及相對xy面的傾斜方向(亦即θx方向及θy方向)的可動透鏡。并由成像特性修正控制器248(圖9中未圖示，參照圖10)根據(jù)來自曝光控制裝置220的指示，通過獨立調(diào)整對各驅(qū)動組件的施加電壓，個別驅(qū)動各可動透鏡，以調(diào)整投影光學系統(tǒng)pl的各種成像特性(倍率、畸變、像散、慧形像差、像場彎曲等)。另外，也可取代可動透鏡的移動或再加上在鏡筒240內(nèi)部的相鄰特定透鏡組件間設置氣密室，由成像特性修正控制器248控制該氣密室內(nèi)氣體的壓力，或采用可由成像特性修正控制器248切換照明光il的中心波長的構(gòu)成。采用這些構(gòu)成也能進行投影光學系統(tǒng)pl的成像特性的調(diào)整。

晶圓載臺wst通過包含平面馬達或線性馬達等的載臺驅(qū)動系統(tǒng)224(圖9中，為方便起見以方塊表示)在晶圓載臺平臺222上以既定行程驅(qū)動于x軸方向、y軸方向，并微幅驅(qū)動于z軸方向、θx方向、θy方向及θz方向。晶圓w經(jīng)由晶圓保持具(未圖示)以真空吸附等方式被保持在晶圓載臺wst上。在本第2實施方式中，晶圓保持具可吸附保持300mm的晶圓。此外，也可使用取代晶圓載臺wst而具備移動于x軸方向、y軸方向及θz方向的第1載臺、與在該第1載臺上微動于z軸方向、θx方向及θy方向的第2載臺的載臺裝置。另外，也可將晶圓載臺wst與晶圓載臺wst的晶圓保持具中任一方或雙方稱為「第2基板保持構(gòu)件」。

晶圓載臺wst的xy平面內(nèi)的位置信息(旋轉(zhuǎn)信息(包含偏搖量(θz方向的旋轉(zhuǎn)量θz)、縱搖量(θx方向的旋轉(zhuǎn)量θx)、橫搖量(θy方向的旋轉(zhuǎn)量θy)))通過激光干涉儀系統(tǒng)(以下，簡稱為干涉儀系統(tǒng))218經(jīng)由移動鏡216(或形成在晶圓載臺wst的端面的反射面)，以例如0.25nm程度的解析能力隨時檢測。另外，晶圓載臺wst的xy平面內(nèi)的位置信息，也可取代干涉儀系統(tǒng)218而以編碼器系統(tǒng)進行測量。

干涉儀系統(tǒng)218的測量信息被供應至曝光控制裝置220(參照圖10)。曝光控制裝置220根據(jù)干涉儀系統(tǒng)218的測量信息，經(jīng)由載臺驅(qū)動系統(tǒng)224控制晶圓載臺wst的xy平面內(nèi)的位置(包含θz方向的旋轉(zhuǎn))。

另外，圖9中雖然省略，但晶圓w表面的z軸方向的位置及傾斜量，通過例如美國專利第5,448,332號說明書等所公開的由斜入射方式的多點焦點位置檢測系統(tǒng)構(gòu)成的焦點傳感器afs(參照圖10)加以測量。此焦點傳感器afs的測量信息也被供應至曝光控制裝置220(參照圖10)。

另外，在晶圓載臺wst上固定有其表面與晶圓w表面同高度的基準板fp。在此基準板fp的表面，形成有用于對準檢測系統(tǒng)as的基座線測量等的第1基準標記及以后述標線片對準檢測系統(tǒng)檢測的一對第2基準標記等。

在投影單元pu的鏡筒240的側(cè)面，設有檢測形成在晶圓w的對準標記或第1基準標記的對準檢測系統(tǒng)as。作為對準檢測系統(tǒng)as使用例如以鹵素燈等的寬帶光照明標記，并通過對此標記的影像進行圖像處理以測量標記位置的圖像處理方式的成像式對準傳感器(alignmentsensor)的一種的fia(fieldimagealignment)系統(tǒng)。另外，也可取代圖像處理方式的對準檢測系統(tǒng)as或與對準檢測系統(tǒng)as一起使用衍射光干涉型的對準系統(tǒng)。

在曝光裝置200進一步在標線片載臺rst的上方，在x軸方向相隔既定距離設有能同時檢測載置在標線片載臺rst的標線片r上位于同一y位置的一對標線片標記的一對標線片對準檢測系統(tǒng)213(圖9中未圖示，參照圖10)。標線片對準檢測系統(tǒng)213的標記的檢測結(jié)果被供應至曝光控制裝置220。

圖10中以方塊圖顯示了曝光控制裝置220的輸入輸出關(guān)系。如圖10所示，曝光裝置200除上述構(gòu)成各部外，還具備連接在曝光控制裝置220的搬送晶圓的晶圓搬送系統(tǒng)270等。曝光控制裝置220，包含微電腦或工作站等，統(tǒng)籌控制包含上述構(gòu)成各部的裝置整體。晶圓搬送系統(tǒng)270由例如水平多關(guān)節(jié)型機械人構(gòu)成。

回到圖8，雖省略圖示，但c/d300具備例如對晶圓進行感應劑(抗蝕劑)的涂布的涂布部、可進行晶圓的顯影的顯影部、進行預烘烤(pb)及顯影前烘烤(post-exposurebake：peb)的烘烤部、以及晶圓搬送系統(tǒng)(以下，為方便起見，稱c/d內(nèi)搬送系統(tǒng))。c/d30還具備可進行晶圓的調(diào)溫的調(diào)溫部330。調(diào)溫部330一般是冷卻部，例如具備被稱為冷卻板(coolplate)的平坦的板片(調(diào)溫裝置)。冷卻板例如通過冷卻水的循環(huán)等加以冷卻。除此的外，還有采用利用帕耳貼效果的電子冷卻的情形。

記憶裝置400包含連接在lan500的管理裝置與經(jīng)由scsi(smallcomputersysteminterface)等的通訊路連接在該管理裝置的外部記憶組件。

在本第2實施方式的光刻系統(tǒng)1000中，測量裝置100、曝光裝置200及c/d300都具備條形碼讀取器(未圖示)，在晶圓搬送系統(tǒng)70(參照圖6)、晶圓搬送系統(tǒng)270(參照圖10)及c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)(未圖示)各個的晶圓搬送中，以條形碼讀取器適當進行各晶圓的識別信息、例如晶圓號碼、批號等的讀取。以下，為簡化說明，關(guān)于使用條形碼讀取器的各晶圓的識別信息的讀取的說明，予以省略。

在光刻系統(tǒng)1000中通過曝光裝置200、c/d300及測量裝置100(以下，也適當?shù)姆Q3個裝置100、200、300)的各個，連續(xù)處理多數(shù)片晶圓。在光刻系統(tǒng)1000中，為謀求系統(tǒng)整體的最大產(chǎn)量，即，例如以其他裝置的處理時間完全重迭于處理最需時間的裝置的處理時間的方式，決定整體的處理順序。

以下，說明以光刻系統(tǒng)1000連續(xù)處理多數(shù)片晶圓時的動作流程。

首先，通過c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)(例如水平多關(guān)節(jié)型機械人)從配置在c/d300的腔室內(nèi)的晶圓載具取出第1片晶圓(w1)，將其搬入涂布部。據(jù)此，涂布部開始抗蝕劑的涂布。當抗蝕劑的涂布結(jié)束時，c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)將晶圓w1從涂布部取出而搬入到烘烤部。據(jù)此，在烘烤部開始晶圓w1的加熱處理(pb)。接著，當晶圓的pb結(jié)束時，通過c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)將晶圓w1從烘烤部取出并搬入到調(diào)溫部330內(nèi)。據(jù)此，通過調(diào)溫部330內(nèi)部的冷卻板開始晶圓w1的冷卻。通過曝光裝置200內(nèi)不會產(chǎn)生影響的溫度，一般來說例如以20～25℃的范圍所決定的曝光裝置200的空調(diào)系統(tǒng)的目標溫度作為目標溫度來進行此冷卻。一般而言，在搬入調(diào)溫部330內(nèi)的時間點，晶圓溫度系統(tǒng)相對目標溫度在±0.3[℃]的范圍內(nèi)，通過調(diào)溫部330調(diào)溫至目標溫度±10[mk]的范圍。

接著，當在調(diào)溫部330內(nèi)結(jié)束冷卻(調(diào)溫)時，該晶圓w1即被c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)載置到設在c/d300與測量裝置100之間的第1基板搬送部上。

在c/d300內(nèi)，依序進行與上述相同的一連串對晶圓的抗蝕劑涂布、pb、冷卻及伴隨這些一連串處理的上述晶圓的搬送動作，晶圓依序被載置到第1基板搬送部上。另外，實際上通過在c/d300的腔室內(nèi)分別設置2個以上的涂布部及c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)，能夠進行對多片晶圓的平行處理，從而能縮短曝光前處理所需的時間。

在測量裝置100中，將通過c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)依序載置于第1基板搬送部上的曝光前的晶圓w1通過晶圓搬送系統(tǒng)70與滑件10上的上下動構(gòu)件的共同作業(yè)以先前于第1實施方式中說明的順序裝載至滑件10上。裝載后，由測量裝置100進行在設定的測量模式下的晶圓對準測量，由控制裝置60求出晶圓w的照射區(qū)域的位置坐標修正量(上述式(1)的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…)。

控制裝置60將求出的位置坐標的修正量(上述式(1)的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…)、在該修正量的算出使用了標記位置信息的晶圓標記的信息、測量模式的信息及檢測信號良好的所有晶圓標記的信息等的履歷信息與晶圓w1的識別信息(晶圓號、批號)關(guān)聯(lián)起來作成對準履歷數(shù)據(jù)(檔案)，儲存于記憶裝置400內(nèi)。

之后，將結(jié)束了對準測量的晶圓w1由晶圓搬送系統(tǒng)70載置于設在曝光裝置200的腔室內(nèi)部的測量裝置100附近的第2基板搬送部的裝載側(cè)基板載置部。此處，在第2基板搬送部設有裝載側(cè)基板載置部與卸除側(cè)基板載置部。

之后，在測量裝置100中對第2片以下的晶圓以和晶圓w1相同的順序，反復進行對準測量、對準履歷數(shù)據(jù)(檔案)的作成、晶圓的搬送。

被載置于所述裝載側(cè)基板載置部的晶圓w1被晶圓搬送系統(tǒng)270搬送至曝光裝置200內(nèi)部的既定待機位置。不過，第1片晶圓w1不在待機位置待機，而立即通過曝光控制裝置220裝載于晶圓載臺wst上。由曝光控制裝置220以和所述在測量裝置100進行的同樣方式使用晶圓載臺wst上的未圖示的上下動構(gòu)件與晶圓搬送系統(tǒng)270來進行此晶圓的裝載。裝載后，對晶圓載臺wst上的晶圓使用對準檢測系統(tǒng)as進行與所述相同的搜尋對準、及例如以3～16程度的照射區(qū)域作為對準照射區(qū)域的ega方式的晶圓對準。此ega方式的晶圓對準時，曝光裝置200的曝光控制裝置220對儲存在記憶裝置400內(nèi)的對準履歷數(shù)據(jù)文件，把晶圓對準及成為曝光對象的晶圓(對象晶圓)的識別信息(例如晶圓號、批號)作為關(guān)鍵詞進行檢索，以取得該對象晶圓的對準履歷資料。并且，曝光控制裝置220在既定的準備作業(yè)后，依據(jù)所取得的對準履歷數(shù)據(jù)中所含的測量模式的信息，進行下述晶圓對準。

首先，說明包含模式a的信息的情形。在此情況下，從包含在對準履歷數(shù)據(jù)的通過測量裝置100測量了位置信息(在修正量的算出使用了標記的位置信息)的晶圓標記中選擇對應對準照射區(qū)域數(shù)的晶圓標記來作為檢測對象，使用對準檢測系統(tǒng)as檢測該檢測對象的晶圓標記，并根據(jù)該檢測結(jié)果與檢測時晶圓載臺wst的位置(以干涉儀系統(tǒng)218測量的測量信息)求出檢測對象的各晶圓標記的位置信息，使用該位置信息進行ega運算，求出次式(2)的各系數(shù)。

【式2】

然后，曝光控制裝置220將此處求得的系數(shù)(c0、c1、c2、d0、d1、d2)與對準履歷資料中所含的系數(shù)(a0、a1、a2、b0、b1、b2)加以置換，使用與在以包含置換后系數(shù)的次式(3)表示的晶圓中心為原點的晶圓坐標系中的各照射區(qū)域的設計上的位置坐標x、y相關(guān)的多項式，求出各照射區(qū)域的位置坐標的修正量(對準修正成分)dx、dy，根據(jù)此修正量，決定用于修正晶圓格子的在各照射區(qū)域的曝光時用于進行對曝光位置(標線片圖案的投影位置)的定位的目標位置(以下，為求方便，稱定位目標位置)。另外，在本實施方式中不以靜止曝光方式而以掃描曝光方式進行曝光，為了方便稱為定位目標位置。

【式3】

另外，在曝光裝置200中通過搜尋對準，抵消規(guī)定晶圓載臺wst的移動的基準坐標系(載臺坐標系)與晶圓坐標系的旋轉(zhuǎn)，因此無需特別區(qū)分基準坐標系與晶圓坐標系。

其次，說明設定b模式的情形。在此情況下，曝光控制裝置220決定用于依照以與上述a模式的情形相同的順序修正晶圓格子的各照射區(qū)域的定位目標位置。不過在此情況下，在對準履歷資料中包含針對若干個照射區(qū)域的多個晶圓標記與針對其余照射區(qū)域各一個晶圓標記中的檢測信號為良好的晶圓標記作為在修正量的算出時使用的標記的位置信息的晶圓標記。

因此，曝光控制裝置220在上述各照射區(qū)域的定位目標位置的決定外，從針對上述若干個照射區(qū)域的多個晶圓標記中選擇求出照射區(qū)域形狀所需數(shù)量的晶圓標記，使用該等晶圓標記的位置信息(實測值)進行于例如美國專利第6,876,946號說明書所公開的[式7]的模式適用最小平方法的統(tǒng)計運算(亦稱照射區(qū)域內(nèi)多點ega運算)，求出照射區(qū)域形狀。具體而言，求出上述美國專利第6,876,946號說明書所公開的[式7]的模式中的10個參數(shù)中的芯片旋轉(zhuǎn)(θ)、芯片的正交度誤差(w)、以及x方向的芯片定標(rx)及y方向的芯片定標(ry)。另外，關(guān)于照射區(qū)域內(nèi)多點ega運算，由于已詳細公開于上述美國專利，因此省略詳細說明。

接著，曝光控制裝置220依據(jù)該定位目標位置一邊進行晶圓載臺wst的位置控制、一邊對晶圓w1上的各照射區(qū)域以步進掃描(step&scan)方式進行曝光。此處，在使用照射區(qū)域內(nèi)多點ega測量連照射區(qū)域形狀也已求出時，在掃描曝光中，調(diào)整標線片載臺rst與晶圓載臺wst的相對掃描角度、掃描速度比、標線片載臺rst及晶圓載臺wst的至少一方對投影光學系統(tǒng)的相對位置、投影光學系統(tǒng)pl的成像特性(像差)及照明光(曝光光)il的波長中的至少一種，與求到的照射區(qū)域形狀一致地使標線片r的圖案的由投影光學系統(tǒng)pl產(chǎn)生的投影像變形。此處，投影光學系統(tǒng)pl的成像特性(像差)的調(diào)整及照明光il的中心波長的調(diào)整，通過曝光控制裝置220經(jīng)由成像特性修正控制器248進行。

與對上述晶圓載臺wst上的晶圓(此時，系晶圓w1)的ega晶圓對準及曝光的進行并行地由測量裝置100對第2片晶圓(晶圓w2)以所述順序?qū)嵤┰诮?jīng)設定的模式下的晶圓對準測量、對準履歷資料的作成等。

在對晶圓載臺wst上的晶圓(此時，系晶圓w1)的曝光結(jié)束前，測量裝置100的測量處理結(jié)束，該第2片晶圓w2被晶圓搬送系統(tǒng)70載置于裝載側(cè)基板載置部，并通過晶圓搬送系統(tǒng)270搬送至曝光裝置200內(nèi)部的既定待機位置，在該待機位置待機。

而當晶圓w1的曝光結(jié)束時，在晶圓載臺上晶圓w1與晶圓w2更換，針對更換后的晶圓w2進行與所述同樣的晶圓對準及曝光。另外，在對晶圓載臺上的晶圓(此時，系晶圓w1)的曝光結(jié)束前未完成將晶圓w2搬送至待機位置的情況下，晶圓載臺即在保持曝光完成的晶圓的狀態(tài)下在待機位置近旁待機。

與對上述更換后的晶圓w2的晶圓對準并行地由晶圓搬送系統(tǒng)270將曝光完成的晶圓w1搬送至第2基板搬送部的卸除側(cè)基板載置部。

之后，如前所述，晶圓搬送系統(tǒng)70與測量裝置100進行的晶圓對準測量并行地以既定順序反復進行將曝光完成的晶圓從卸除側(cè)基板載置部搬送并載置于第1基板搬送部上的動作以及將測量結(jié)束后的曝光前的晶圓從滑件10上取出及向裝載側(cè)基板載置部搬送的動作。

如前所述，由晶圓搬送系統(tǒng)70搬送并載置于第1基板搬送部上的曝光完成的晶圓被c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)搬入到烘烤部內(nèi)，通過該烘烤部內(nèi)的烘烤裝置進行peb。在烘烤部內(nèi)可同時收容多片晶圓。

另一方面，結(jié)束peb的晶圓被c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)從烘烤部取出，搬入到顯影部內(nèi)，通過該顯影部內(nèi)的顯影裝置開始進行顯影。

當晶圓的顯影結(jié)束時，該晶圓即被c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)從顯影部取出后搬入到晶圓載具內(nèi)的既定收納層。之后，在c/d300內(nèi)對曝光完成的第2片以后的晶圓以和晶圓w1相同的順序反復進行peb、顯影及晶圓的搬送。

如以上的說明的那樣，依據(jù)本第2實施方式的光刻系統(tǒng)1000與曝光裝置200的動作并行地能夠進行使用測量裝置100的晶圓對準測量，且能將全照射區(qū)域作為取樣照射區(qū)域的全照射區(qū)域ega與曝光裝置200的晶圓對準及曝光的動作并行。此外，以全照射區(qū)域ega所得的模式下的高次成分的系數(shù)因在曝光裝置200也能直接采用，因此在曝光裝置200僅需進行以數(shù)個照射區(qū)域為對準照射區(qū)域的對準測量以求出上述模式的低次成分的系數(shù)，通過此低次成分系數(shù)、與以測量裝置100取得的高次成分系數(shù)的使用，即能以和以曝光裝置200求出模式(1)的低次及高次成分系數(shù)時相同的良好精度，算出各照射區(qū)域曝光時的定位目標位置。因此，能在不降低曝光裝置200的產(chǎn)量的情形下，提升曝光時的標線片圖案的像與形成在晶圓上各照射區(qū)域的圖案的重迭精度。

另外，在上述第2實施方式的光刻系統(tǒng)1000中，針對曝光裝置200求出上述模式的1次以下低次成分系數(shù)，使用此低次成分系數(shù)、與以測量裝置100取得的上述模式的2次以上高次成分系數(shù)的情形做了說明。然而，不限于此，例如可將上述模式的2次以下成分的系數(shù)從在曝光裝置200內(nèi)的對準標記的檢測結(jié)果求出，并使用此2次以下成分的系數(shù)與以測量裝置100取得的上述模式的3次以上高次成分系數(shù)?；蛘?，例如也可將上述模式的3次以下成分的系數(shù)從在曝光裝置200內(nèi)的對準標記的檢測結(jié)果求出，并使用此3次以下成分的系數(shù)與通過測量裝置100取得的上述模式的4次以上高次成分系數(shù)。即，可將上述模式的(n－1)次(n為2以上的整數(shù))以下成分的系數(shù)從在曝光裝置200內(nèi)的對準標記的檢測結(jié)果求出，并使用此(n－1)次以下成分的系數(shù)與通過測量裝置100取得的上述模式的n次以上高次成分的系數(shù)。

另外，在于光刻系統(tǒng)1000中，在測量裝置100的測量單元40具備所述多點焦點位置檢測系統(tǒng)的情況下，可以測量裝置100與晶圓對準測量一起進行晶圓w的平坦度測量(亦稱focusmapping)。在這一情況下，通過該平坦度測量結(jié)果的使用，無需通過曝光裝置200進行平坦度測量，即能進行曝光時的晶圓w的聚焦、調(diào)平控制。

另外，在上述第2實施方式中，雖將對象設為300mm晶圓，但不限于此，亦可以是直徑450mm的450mm晶圓。由于能與曝光裝置200分開，另以測量裝置100進行晶圓對準，因此即使是450mm晶圓，也不會招致曝光處理產(chǎn)量的降低，進行例如全點ega測量等。

另外，雖省略圖示，在光刻系統(tǒng)1000中可將曝光裝置200與c/d300加以聯(lián)機，將測量裝置100配置在c/d300的與曝光裝置200相反側(cè)。在這一情況下，測量裝置100可用于例如以抗蝕劑涂布前的晶圓作為對象的與所述相同的對準測量(以下，稱事前測量)?；蛑?，也可將測量裝置100用于對顯影結(jié)束后晶圓的所述重迭偏移測量標記的位置偏移測量(重迭偏移測量)，也可用于事前測量及重迭偏移測量。

晶圓格子的變動管理

其次，將使用測量裝置100的曝光裝置導致的晶圓格子的管理方法適用于光刻系統(tǒng)1000的情形為例進行說明。在圖11中，概略的顯示了在此時的晶圓格子的管理方法中的處理流程。

首先，在步驟s202中，通過曝光裝置200對裸晶圓(為方便起見，稱晶圓w0)使用制品標線片r，以步進掃描(step&scan)方式進行曝光。此處，在標線片r，在其圖案面與矩形的圖案區(qū)域一起在其周圍區(qū)域或圖案區(qū)域內(nèi)部(1照射區(qū)域取多個芯片的情況下)形成有標記(轉(zhuǎn)印至晶圓上即成晶圓標記)等。此處，晶圓w0是未曝光晶圓，其表面以c/d300涂布有抗蝕劑(光阻)。因此，在晶圓w0的曝光時，不進行對準而根據(jù)設計值由曝光控制裝置220進行標線片載臺rst與晶圓載臺wst的驅(qū)動控制。通過此步驟s202的曝光，在晶圓w0表面的光阻層形成配置成矩陣狀的i個(例如98個)矩形的圖案區(qū)域與和各照射區(qū)域的位置關(guān)系對應設計上已知的各照射區(qū)域的標記的轉(zhuǎn)印像(潛像)。

其次，在步驟s204中，將該曝光完成的晶圓w0從晶圓載臺wst卸下，搬入到c/d300的顯影部內(nèi)。具體而言，通過晶圓搬送系統(tǒng)270及晶圓搬送系統(tǒng)70搬送晶圓w0，并將其載置于設在c/d300與測量裝置100之間的第1基板搬送部上。接著，將晶圓w0通過c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)搬入到c/d300的顯影部內(nèi)。

其次，在步驟s206中，通過c/d300的顯影部的顯影裝置使晶圓w0顯影。此顯影后，在晶圓w0上形成配置成矩陣狀的i個(例如98個)的矩形照射區(qū)域與和各照射區(qū)域的位置關(guān)系對應設計上已知的各照射區(qū)域的晶圓標記的光阻像(以下，簡稱為晶圓標記)。

其次，在步驟s208中，將顯影完成的晶圓w0從c/d300取出并裝載于測量裝置100的滑件10上。具體而言，通過c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)將晶圓w0從顯影部取出，載置于第1基板搬送部上。并通過測量裝置100的晶圓搬送系統(tǒng)70將晶圓w0從第1基板搬送部搬送至位于裝載位置的滑件10的上方，并將其裝載于滑件10上。

其次，在步驟s210中，通過控制裝置60對完成顯影的晶圓w0進行所述全照射區(qū)域1點測量，求出各晶圓標記的絕對位置坐標。即，控制裝置60一邊使用第1位置測量系統(tǒng)30(及第2位置測量系統(tǒng)50)測量滑件10的位置信息、一邊使用標記檢測系統(tǒng)mds分別檢測對應i個(例如98個)照射區(qū)域各個的i個晶圓標記，根據(jù)i個晶圓標記各個的檢測結(jié)果與i個晶圓標記各個的檢測時的滑件10的絕對位置坐標(x、y)，求出對應晶圓w0上的i個照射區(qū)域各個的i個晶圓標記的絕對位置坐標(x、y)。此時，控制裝置60根據(jù)由第1位置測量系統(tǒng)30測量的滑件10的θx方向及θy方向的測量值，將第1位置測量系統(tǒng)30的x軸方向及y軸方向阿貝誤差及第2位置測量系統(tǒng)50的x軸方向及y軸方向的測量值作為偏置(offset)求出i個晶圓標記的絕對位置坐標(x、y)。

其次，在步驟s212中，由控制裝置60使用所求出的i個標記的絕對位置坐標，求出晶圓w0上的i個照射區(qū)域的排列(晶圓格子)的變動信息。例如，控制裝置60根據(jù)晶圓標記與照射區(qū)域中心的已知的位置關(guān)系，從i個晶圓標記的絕對位置坐標求出i個照射區(qū)域各個的絕對位置坐標(x、y)的實測值，并根據(jù)此i個照射區(qū)域各個的絕對位置坐標(x、y)的實測值與各照射區(qū)域的位置坐標(x、y)與設計值的差的數(shù)據(jù)，使用最小平方法等的統(tǒng)計運算，求出所述式(1)的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…。此處，將求出的系數(shù)a0、a1、…、b0、b1、…代入到式(1)，將系數(shù)確定后的式(1)作為晶圓格子的變動信息，儲存至內(nèi)部的內(nèi)存(或記憶裝置400)。

或者，控制裝置60根據(jù)晶圓標記與照射區(qū)域中心的已知的位置關(guān)系，從i個晶圓標記的絕對位置坐標求出i個照射區(qū)各個的絕對位置坐標(x、y)的實測值，做成由此i個照射區(qū)域各個的絕對位置坐標(x、y)的實測值與各照射區(qū)域的位置坐標(x、y)與設計值的差的數(shù)據(jù)構(gòu)成的圖表，將此圖表作為晶圓格子的變動信息，儲存于內(nèi)存(或記憶裝置400)。

如此，能隨時求出晶圓格子與設計值的變動量，并管理該變動量。

接下來的步驟s214視需要進行。在步驟s214中，控制裝置60將在步驟s210中求出的晶圓格子與設計值的差異的變動信息、與內(nèi)存(或記憶裝置400)內(nèi)事前儲存的作為基準的晶圓格子的變動信息加以比較，求出從該作為基準的晶圓格子的變動的晶圓格子的變動量。通過此步驟s214的處理，能管理因在不同曝光裝置間的載臺格子的誤差引起的照射區(qū)域排列的誤差、或因同一曝光裝置的不同時點間的載臺格子的誤差引起的照射區(qū)域排列的誤差。

若為前者時，在步驟s214的處理前，通過以和曝光裝置200不同的掃描步進機使用標線片r對與晶圓w0不同的另一裸晶圓，進行與所述步驟s202同樣的曝光，并對該完成曝光的晶圓進行與步驟s204～s212同樣的處理，求出作為基準的晶圓格子的變動信息，儲存于內(nèi)存(或記憶裝置400)內(nèi)。

若為后者時，在步驟s214的處理前，對與晶圓w0不同的另一晶圓進行與步驟s202～s208同樣的處理，求出作為基準的晶圓格子的變動信息，儲存于內(nèi)存(或記憶裝置400)內(nèi)。

由上述說明可知，在本實施方式的管理方法中，無需使用基準晶圓即能管理裝置導致的晶圓格子的變動。因此，能避免使用基準晶圓時產(chǎn)生的如下的不良情形。

即，基準晶圓的運用是在多個曝光裝置輪流使用基準晶圓，因此是一種配合?；鶞示A，一般不是制作一片而是多片，因此必須保證基準晶圓彼此的個體差。另外，基準晶圓有可能破損、或使用后逐漸劣化。再者，在使用基準晶圓的晶圓格子的管理方法中，基準晶圓表面涂布抗蝕劑后進行曝光，之后，在完成必要的處理后剝離抗蝕劑洗凈基準晶圓。在重復此程序后表面有可能產(chǎn)生傷痕。此外，在基準晶圓背面也有可能產(chǎn)生晶圓保持具所具有的夾頭構(gòu)件(pinchuck等)的痕跡，因此而產(chǎn)生基準晶圓吸附變形，導致晶圓格子的變形。

另一方面，不使用基準晶圓，亦有下述優(yōu)點。

a.無需在意基準晶圓空乏及序號，能在要測量晶圓格子的變動時(欲進行修正)時實施測量(修正)。

b.由于能取代基準晶圓而使用裸晶圓，因此能輕松的進行質(zhì)量管理。

c.能以制品照射分區(qū)圖、制品標線片進行晶圓格子的管理。即，可使用附于制品標線片的重迭測量用標記或?qū)蕵擞浌芾砭A格子。其結(jié)果，無需質(zhì)量管理用的專用標線片。另外，由于能通過制品照射分區(qū)圖本身來進行質(zhì)量管理，此外，不僅是能測量依存于場所的誤差，也能測量掃描速度及加速度及其他因制品曝光動作所產(chǎn)生的所有誤差原因而產(chǎn)生的晶圓格子的變動量，因此能根據(jù)此測量結(jié)果進行修正，據(jù)以完全排除先前說明的某種妥協(xié)。

在本第2實施方式的光刻系統(tǒng)1000中，例如在不致使光刻系統(tǒng)1000整體的晶圓處理產(chǎn)量過于降低時，可將顯影完成的晶圓以和所述pb后的曝光前晶圓相同的順序再次裝載于測量裝置100的滑件10上，進行形成在晶圓上的重迭偏移測量標記(例如boxinbox標記等)的位置偏移測量。即，由于測量裝置100可進行晶圓上標記的絕對值測量(在基于第1位置測量系統(tǒng)30的基準坐標系上)，因此不僅適合于晶圓對準測量，而且也適于用于進行作為相對位置測量的一種的重迭偏移測量標記的位置偏移測量的測量裝置。

重迭測量

其次，將使用測量裝置100的重迭測量方法，適用于光刻系統(tǒng)1000的情形為例進行說明。在圖12中，概略顯示了在此時的重迭測量方法中的處理流程。

首先在步驟s302中，在c/d300的涂布部中，對通過與曝光裝置200不同的曝光裝置、例如掃描機或步進機進行了第1層(底層)的曝光的晶圓(設為晶圓w11)進行抗蝕劑(光阻)的涂布。在抗蝕劑涂布前的晶圓w11中，通過底層的曝光與多個、例如與i個(i為例如98)照射區(qū)域一起、以和各個照射區(qū)域?qū)姆绞叫纬捎信c照射區(qū)域的設計上位置關(guān)系為已知的晶圓標記及重迭偏移測量用的第1標記(正確的說是第1標記的光阻像(亦適當?shù)姆Q為第1標記像))。在這一情況下，i個第1標記像的各個的設計上的位置關(guān)系也為已知。

其次，在步驟s304中，將涂布有光阻的晶圓w11經(jīng)過與所述晶圓w1相同的既定處理過程后，裝載于曝光裝置200的晶圓載臺wst上。具體而言，在經(jīng)過于烘烤部的加熱處理(pb)、于調(diào)溫部330的調(diào)溫以及由測量裝置100進行的對準測量(此處，設為a模式的測量)后，晶圓w11被裝載至晶圓載臺wst上。

其次，于步驟s306，由曝光裝置200的曝光控制裝置220對晶圓載臺wst上的晶圓w11使用對準檢測系統(tǒng)as進行與所述相同的搜尋對準、及例如以3～16程度的照射區(qū)域作為對準照射區(qū)域的ega方式的晶圓對準。

其次，在步驟s308中，由曝光控制裝置220根據(jù)晶圓對準的結(jié)果，求出以所述式(3)表示的各照射區(qū)域的位置坐標的修正量(對準修正成分)dx、dy，根據(jù)此修正量決定用于修正晶圓格子的在各照射區(qū)域的曝光時的定位目標位置。

其次，在步驟s310中，由曝光裝置200一邊依據(jù)該定位目標位置進行晶圓載臺wst的位置控制、一邊對晶圓w11上的各照射區(qū)域以步進掃描(step&scan)方式進行第2層(以第1層為底層的上層)的曝光。此時，曝光裝置200使用對應晶圓w11上的第1標記像形成有第2標記的標線片(為方便起見，設為標線片r11)進行曝光。因此，通過此第2層的曝光，對晶圓w11上的i個照射區(qū)域重迭轉(zhuǎn)印標線片r11的圖案區(qū)域并形成以和i個第1標記的位置關(guān)系對應的位置關(guān)系配置的i個第2標記的轉(zhuǎn)印像。

其次，在步驟s312中，結(jié)束第2層曝光的晶圓w11在經(jīng)過與所述完成曝光的晶圓w1相同的處理過程后，被搬入到c/d300的顯影部內(nèi)。具體而言，晶圓w11被晶圓搬送系統(tǒng)270搬送至第2基板搬送部的卸除側(cè)基板載置部，由晶圓搬送系統(tǒng)70從卸除側(cè)基板載置部被搬送至第1基板搬送部上，再由c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)搬入到c/d300的烘烤部內(nèi)，通過該烘烤部內(nèi)的烘烤裝置進行peb。結(jié)束peb后的晶圓w11由c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)從烘烤部取出并將其搬入到顯影部內(nèi)。

其次，在步驟s314中，由顯影部內(nèi)的顯影裝置進行形成有多個第2標記的轉(zhuǎn)印像的晶圓w11的顯影。通過此顯影，在晶圓w11上與i個照射區(qū)域一起、以既定位置關(guān)系形成i個與第1標記像對應的第2標記像的組，而成為重迭測量時作為測量對象的基板。即，以此方式制作重迭測量時作為測量對象的基板(重迭測量對象基板)。此處，作為與第1標記像對應的第2標記像的組，可使用例如由外箱標記與配置在其內(nèi)側(cè)的內(nèi)箱標記構(gòu)成的層迭箱(boxinbox)標記的光阻像等。

其次，在步驟s316中，將完成顯影的晶圓w11(重迭測量對象的基板)通過c/d內(nèi)搬送系統(tǒng)從顯影部取出，載置于第1基板搬送部上。

在其次的步驟s318中，由測量裝置100的控制裝置60將載置在第1基板搬送部上的完成顯影的晶圓w11(重迭測量對象基板)以所述順序裝載至滑件10上，并以下述方式求出i組的第1標記像與第2標記像各個的xy平面內(nèi)的絕對位置坐標。即，控制裝置60一邊將滑件10的位置信息使用第1位置測量系統(tǒng)30(及第2位置測量系統(tǒng)50)加以測量、一邊使用標記檢測系統(tǒng)mds分別檢測晶圓w11上的i組的第1標記像與第2標記像，并根據(jù)i組的第1標記像與第2標記像各個的檢測結(jié)果與各個標記像檢測時的滑件10的絕對位置坐標(x、y)，求出晶圓w11上的i組的第1標記像與第2標記像各個的xy平面內(nèi)的絕對位置坐標。此時，控制裝置60根據(jù)通過第1測量系統(tǒng)30測量的滑件10的θx方向及θy方向的測量值，將第1位置測量系統(tǒng)30在x軸方向及y軸方向的阿貝誤差及第2位置測量系統(tǒng)50在x軸方向及y軸方向的測量值作為偏置，求出i組的第1標記像與第2標記像各個的xy平面內(nèi)的絕對位置坐標。

在其次的步驟s320中，通過控制裝置60根據(jù)彼此成組的第1標記像的絕對位置坐標與第2標記像的絕對位置坐標，求出第1層與第2層的重迭誤差(重迭偏移)。

在其次的步驟s322中，通過控制裝置60根據(jù)i個的第1標記像的絕對位置坐標與i個的第2標記像的絕對位置坐標，例如以下述方式判斷重迭誤差究竟是因第1層的曝光、與第2層的曝光的哪一個為主而產(chǎn)生。即，控制裝置60求出離開第1標記像的絕對位置坐標的設計上的位置坐標的偏移量(δx1i、δy1i)(i＝1～i)、與離開第2標記像的絕對位置坐標的設計上的位置坐標的偏移量(δx2i，δy2i)(i＝1～i)，δx1i、δx2i、針對δy1i、δy2i的各個求出i＝1～i的總和σx1i、σx2i、σy1i、σy2i。控制裝置60在σx1i＞σx2i且σy1i＞σy2i的情況下，即判斷重迭誤差在x軸方向及y軸方向的任一方向都是因第1層的曝光為主而引起，在σx1i＜σx2i且σy1i＜σy2i的情況下，則判斷重迭誤差在x軸方向及y軸方向的任一方向都因第2層的曝光為主而引起。另外，控制裝置60在σx1i＞σx2i且σy1i＜σy2i的情況下，判斷重迭誤差在x軸方向因第1層的曝光為主而產(chǎn)生、且在y軸方向因第2層的曝光為主而引起，在σx1i＜σx2i且σy1i＞σy2i的情況下，判斷重迭誤差在x軸方向通過第2層的曝光為主而引起、且在y軸方向則通過第1層的曝光為主而引起。

另外，上述判斷方法為一例，只要控制裝置60根據(jù)i個的第1標記像的絕對位置坐標與i個的第2標記像的絕對位置坐標，判斷重迭誤差通過第1層的曝光、與第2層的曝光中的哪一個為主而引起的話，其具體的判斷方法不問。

由上述說明可知，依據(jù)本實施方式的重迭測量方法，測量裝置100的控制裝置60可分別測量第1標記像的絕對位置坐標與第2標記像的絕對位置坐標，根據(jù)這些絕對位置坐標，特定出重迭誤差究竟是因底層的曝光為主所引起或是因上層的曝光為主所引起，可以得到以往沒有的優(yōu)異效果。

另外，以上雖針對用于底層曝光的曝光裝置與使用于上層曝光的曝光裝置為不同的情形做了說明，但不限于此，例如即使是通過曝光裝置200進行底層與上層的曝光的情況下，也能通過上述步驟s302～s322的一連串的處理，以高精度管理重迭精度。

另外，在上述步驟s320中，因已求出第1層與第2層的重迭誤差(重迭偏移)，因此步驟s322僅需視需要進行即可。

另外，在圖8的光刻系統(tǒng)1000中，測量裝置100雖僅設置1臺，但亦可如下述變形例那樣設置多臺，例如2臺測量裝置。

變形例

圖11中概略顯示了變形例的光刻系統(tǒng)2000的構(gòu)成。光刻系統(tǒng)2000具備曝光裝置200、c/d300以及與所述測量裝置100相同構(gòu)成的2臺測量裝置100a、100b。光刻系統(tǒng)2000設置在無塵室內(nèi)。

在光刻系統(tǒng)2000中，2臺測量裝置100a、100b并列配置在曝光裝置200與c/d300之間。

光刻系統(tǒng)2000所具備的曝光裝置200、c/d300及測量裝置100a、100b，通過腔室彼此相鄰的方式配置。曝光裝置200的曝光控制裝置220、c/d300的涂布顯影控制裝置320、與測量裝置100a、100b分別具有的控制裝置60經(jīng)由lan500彼此連接，彼此進行通訊。在lan也連接有記憶裝置400。

在此變形例的光刻系統(tǒng)2000中，由于能進行與所述光刻系統(tǒng)1000相同的動作順序的設定，因此能獲得與光刻系統(tǒng)1000同等的效果。

除此之外，在光刻系統(tǒng)2000中也能采用將測量裝置100a、100b的雙方用于以所述pb后的晶圓為對象的對準測量(以下，稱事后測量)以及以抗蝕劑涂布前的晶圓為對象的與所述相同的對準測量(事前測量)的順序。在這一情況下，以某一晶圓為對象的事前測量和與該晶圓不同的晶圓為對象的所述一連串晶圓處理并行進行，因此幾乎不會使系統(tǒng)整體的產(chǎn)量降低。不過，針對最初的晶圓是無法使事前測量的時間與一連串晶圓處理的時間重迭(overlap)。

通過針對同一晶圓上的同一晶圓標記比較在事前測量實測的位置和在事后測量實測的位置，可求出因抗蝕劑涂布引起的晶圓標記的位置測量誤差。因此，對曝光裝置200以同一晶圓為對象的晶圓對準時實測的同一晶圓標記的位置，進行上述因抗蝕劑涂布引起的晶圓標記的位置測量誤差分的修正，即能進行抵消了因抗蝕劑涂布引起的晶圓標記的位置的測量誤差的高精度ega測量。

在這一情況下，無論在事前測量與事后測量的哪一個中，晶圓標記的位置的測量結(jié)果都會因晶圓保持具的保持狀態(tài)而受到影響，因此針對同一晶圓最好是將事前測量及事后測量都采用通過同一測量裝置100a或100b進行的順序。

不過，也可將測量裝置100a及100b中的一方作為事前測量專用、而將另一方作為事后測量專用。在這一情況下，在測量裝置100a及100b各自的啟動時，將基準晶圓搭載于各個的滑件10，一邊通過第1位置測量系統(tǒng)30測量滑件10的位置、一邊通過標記檢測系統(tǒng)mds檢測基準晶圓上的標記，并根據(jù)該檢測結(jié)果，以和所述晶圓w0的情形同樣的方式，將基準晶圓的格子通過測量裝置100a及100b的各個加以求出。在這一情況下，作為基準晶圓可使用例如能通過標記檢測系統(tǒng)mds的分辨率測量的標記(線與空間標記、2維井格標記、及箱狀標記的任一種即可)以特定間距、例如1mm間距在全面以蝕刻等方式形成的晶圓。

并使各個的第1位置測量系統(tǒng)30的坐標系彼此一致，以消除所求出的基準晶圓的格子彼此的差。其理由在于同一基準晶圓的格子本來是相同的，因此所求出的基準晶圓的格子間若有誤差的話，應是規(guī)定測量裝置100a、100b各個的滑件10的移動的基準坐標系彼此之間有誤差的緣故。

在這一情況下，由于基準晶圓系在進行規(guī)定測量裝置的滑件的移動的坐標系彼此之間的校正所需，所需的場面僅在各個測量裝置的啟動時，與習知技術(shù)相較，所需片數(shù)、頻度壓倒性的減少，且于各個測量裝置僅需測量基準晶圓上的標記，無需對基準晶圓進行曝光。即，由于無需進行光抗蝕劑的涂布或剝離，因此也無基準晶圓的損傷。只需將基準晶圓作為標準品謹慎保管即可。此外，在各個測量裝置啟動后，原則無需基準晶圓。

在光刻系統(tǒng)2000中，可取代上述說明的事前測量而進行對顯影結(jié)束后晶圓的所述重迭偏移測量。在這一情況下，可將測量裝置100a及100b中的既定一方作為所述事后測量專用，將另一方作為重迭偏移測量專用。或者針對同一晶圓可采用事后測量及重迭偏移測量通過同一測量裝置100a或100b進行的順序。若為后者，針對同一晶圓可以通過同一測量裝置進一步進行事前測量。

另外，雖省略圖標，但在光刻系統(tǒng)2000中，可將測量裝置100a及100b中的既定一方、例如將測量裝置100a配置在c/d300的與曝光裝置200的相反側(cè)。在這一情況下，若考慮晶圓搬送的流程的話，測量裝置100a適合進行對顯影結(jié)束后晶圓的所述重迭偏移測量。此外，若測量裝置100a、100b間的保持具的保持狀態(tài)的個體差幾乎不會成為問題的話，測量裝置100a可取代重迭偏移測量而用于事前測量也可用于重迭偏移測量及事前測量。

除此之外，也可在曝光裝置200、c/d300之外設置3個以上的測量裝置100，將所有裝置聯(lián)機，并將3個測量裝置100中的2個作為事前測量及事后測量用，將剩余的1個測量裝置作為重迭偏移測量專用。也可將前面2個分別作為事前測量專用、事后測量專用。

另外，在上述第2實施方式及變形例中，針對具備測量裝置100、100a、100b的處理標記檢測系統(tǒng)mds的檢測信號的信號處理裝置49僅將作為標記檢測系統(tǒng)mds的檢測結(jié)果所得的檢測信號的波形良好的晶圓標記的測量結(jié)果送至控制裝置60，由控制裝置60使用該等晶圓標記的測量結(jié)果進行ega運算的結(jié)果，由曝光控制裝置220使用從作為標記檢測系統(tǒng)mds的檢測結(jié)果所得的檢測信號波形良好的多個晶圓標記中選擇的晶圓標記的位置信息的部分位置信息進行ega運算的情形做了說明。但不限于此，信號處理裝置49也可將從作為標記檢測系統(tǒng)mds的檢測結(jié)果所得的檢測信號中除掉波形不良的晶圓標記后其余的晶圓標記的測量結(jié)果送至控制裝置60。此外，也可將作為標記檢測系統(tǒng)mds的檢測結(jié)果所得到的檢測信號是否良好的判斷，取代信號處理裝置而由控制裝置60來進行，在這一情況下，控制裝置60也僅使用該檢測信號被判斷為良好的晶圓標記、或除掉該檢測信號被判斷為不良的晶圓標記后其余的晶圓標記的測量結(jié)果，進行所述ega運算。并且，由曝光控制裝置220使用從以控制裝置60進行的ega運算所用的晶圓標記的測量結(jié)果所選擇的部分晶圓標記的測量結(jié)果，進行所述ega運算較佳。

另外，在上述第2實施方式及變形例中，針對取代聯(lián)機接口部，將測量裝置100、100a、100b配置在曝光裝置200與c/d300間的情形做了例示，但不限于此，測量裝置(100，100a、100b)可以是曝光裝置的一部分。例如，可在曝光裝置200內(nèi)搬入曝光前晶圓的搬入部設置測量裝置。另外，在測量裝置(100，100a、100b)作為曝光裝置200的一部分設在曝光裝置200的腔室內(nèi)的情況下，測量裝置無論具備或不具備腔室都可。此外，將測量裝置(100，100a、100b)作為曝光裝置的一部分的情況下，測量裝置可具備控制裝置，或不具備控制裝置而以曝光裝置的控制裝置加以控制。無論怎樣，測量裝置聯(lián)機于曝光裝置。

另外，在上述實施方式中，針對基板處理裝置為c/d的情形做了說明，但基板處理裝置只要是與曝光裝置及測量裝置聯(lián)機的裝置即可，可以是于基板(晶圓)上涂布感應劑(抗蝕劑)的涂布裝置(coater)、或使曝光后基板(晶圓)顯影的顯影裝置(developer)，也可以是與曝光裝置及測量裝置分別聯(lián)機的涂布裝置(coater)及顯影裝置(developer)。

在基板處理裝置是涂布裝置(coater)的情況下，測量裝置可僅用于所述事后測量、或事前測量及事后測量。在這一情況下，曝光后的晶圓搬入到未對曝光裝置聯(lián)機的顯影裝置。

在基板處理裝置是顯影裝置(developer)的情況下，測量裝置可僅用于所述事后測量、或事后測量及重迭偏移測量。在這一情況下，在其他位置預先涂布抗蝕劑的晶圓被搬入到曝光裝置。

在上述第2實施方式及變形例(以下，稱第2實施方式等)中，針對曝光裝置為掃描步進機(scanningstepper)的情形做了說明，但不限于此，曝光裝置可以是步進機(stepper)等的靜止型曝光裝置，也可以是將照射區(qū)域與照射區(qū)域加以合成的步進接合(step&stitch)方式的縮小投影曝光裝置。進而，例如美國專利第6,590,634號說明書、美國專利第5,969,441號說明書、美國專利第6,208,407號說明書等所公開的那樣，上述第2實施方式等也能適用于具備多個晶圓載臺的多載臺型曝光裝置。此外，曝光裝置不限于所述不經(jīng)由液體(水)進行晶圓w的曝光的干式曝光裝置，也可以是例如歐洲專利申請公開第1420298號說明書、國際公開第2004/055803號、國際公開第2004/057590號、美國專利申請公開第2006/0231206號說明書、美國專利申請公開第2005/0280791號說明書、美國專利第6,952,253號說明書等所記載的經(jīng)由液體使基板曝光的液浸型曝光裝置。另外，曝光裝置不限定于半導體制造用的曝光裝置，也可以是例如在方型玻璃板轉(zhuǎn)印液晶顯示組件圖案的液晶用曝光裝置等。

此外，援引與上述實施方式所引用的曝光裝置等相關(guān)的所有公報、國際公開、美國專利申請公開說明書及美國專利說明書的公開，作為本說明書記載的一部分。

通過構(gòu)成上述實施方式的光刻系統(tǒng)的曝光裝置，經(jīng)由使用形成有圖案的標線片(掩模)使感光物體曝光、并使曝光后的感光物體顯影的光刻步驟制造半導體組件。在這一情況下，能以高效率制造高集成度的組件。

另外，除光刻步驟外，半導體組件的制造程序也可包含進行組件的功能、性能設計的步驟；依據(jù)此設計步驟制作標線片(掩模)的步驟；組件組裝步驟(包含切割步驟、接合步驟、封裝步驟)；檢查步驟等。