7587359 位置合わせ装置、マークの位置を求める方法、プログラム、リソグラフィ装置、および物品製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-12

(45)【発行日】2024-11-20

(54)【発明の名称】位置合わせ装置、マークの位置を求める方法、プログラム、リソグラフィ装置、および物品製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 9/00 20060101AFI20241113BHJP

   G06T 1/00 20060101ALI20241113BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20241113BHJP

   G06T 5/40 20060101ALI20241113BHJP

【ＦＩ】

G03F9/00 H

G06T1/00 305Z

G06T7/00 610Z

G06T5/40

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020108077

(22)【出願日】2020-06-23

(65)【公開番号】P2022003373

(43)【公開日】2022-01-11

【審査請求日】2023-06-14

(73)【特許権者】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003281

【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中森 貴也

【審査官】今井 彰

(56)【参考文献】

【文献】特開２００２－３１３７１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１９５５８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１３４４００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１１５８１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－０５８１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００３５５７９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ ７／２０－７／２４、９／００－９／０２

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

Ｇ０６Ｔ ５／００、７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板に形成されたマークを検出することにより前記基板の位置合わせを行う位置合わせ装置であって、
前記基板を保持して移動するステージと、
前記ステージによって保持された前記基板に形成された前記マークを撮像して前記マークの画像を得る撮像部と、
前記画像を処理して前記マークの位置を求める処理を行う処理部と、を有し、
前記処理部は、
前記撮像部により前記マークを撮像して得られた複数の第１画像のそれぞれに対してコントラスト強調処理を行い、前記複数の第１画像のそれぞれよりも階調が粗い第２画像を得て、
複数の前記第２画像を積算して生成された、前記第２画像よりも階調が細かい第３画像に基づいて前記マークの位置を求める、
ことを特徴とする位置合わせ装置。

【請求項2】

前記コントラスト強調処理は、前記複数の第１画像のそれぞれについて、ヒストグラムにおける輝度領域を拡張するヒストグラム拡張処理であることを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項3】

前記ヒストグラム拡張処理は、前記複数の第１画像のそれぞれについて、
最大画素値および最小画素値を求め、
前記最大画素値がそれよりも大きい値に変換され、前記最小画素値がそれよりも小さい値に変換される輝度変換式を求め、
各画素の画素値を前記輝度変換式に従って変換する処理を含む、ことを特徴とする請求項２に記載の位置合わせ装置。

【請求項4】

前記コントラスト強調処理は、前記複数の第１画像のそれぞれについて、ヒストグラムのレベルを平坦化するヒストグラム平坦化処理である、ことを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項5】

前記第１画像は、前記ステージを止めた状態で前記撮像部により撮像して得られる、ことを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項6】

複数の前記第２画像は、前記撮像部により前記マークを複数回撮像して得られた前記複数の第１画像のそれぞれに対してコントラスト強調処理を行うことにより得られる、ことを特徴とする請求項１に記載の位置合わせ装置。

【請求項7】

基板に形成されたマークの位置を求める方法であって、
前記基板の前記マークを撮像して得られた複数の第１画像のそれぞれに対してコントラスト強調処理を行い、前記複数の第１画像のそれぞれよりも階調が粗い第２画像を得る工程と、
複数の前記第２画像を積算して生成された、前記第２画像よりも階調が細かい第３画像を得る工程と、
前記第３画像に基づいて前記マークの位置を求める工程と、
を有することを特徴とする方法。

【請求項8】

コンピュータに請求項７に記載の方法の各工程を実行させるためのプログラム。

【請求項9】

請求項１乃至６のいずれか１項に記載の位置合わせ装置を備え、
前記位置合わせ装置のステージによって保持された基板に、原版のパターンを転写するように構成されている、ことを特徴とするリソグラフィ装置。

【請求項10】

請求項９に記載のリソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された基板を加工する工程と、を有し、前記加工された基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置合わせ装置、マークの位置を求める方法、プログラム、リソグラフィ装置、および物品製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

半導体デバイス製造用の露光装置等のリソグラフィ装置において、原版に描画された回路パターンを基板に露光する際、原版と基板とを精密に位置合わせ（以下、アライメント）する必要がある。

【0003】

アライメントは通常、計測光学系（以下、アライメントスコープ）によって、基板上に形成されたアライメント用マークおよびパターンを観察し、撮像したパターンの画像信号を処理することによって行われる。パターン位置計測のための画像信号処理には、パターンマッチングが広く用いられている。パターンマッチングは、計測対象の画像信号とテンプレートパターンとの間で相関度演算を行い、最も相関度の高いマッチング点を求める手法である。

【0004】

一方、露光前に基板に塗布されるフォトレジストの厚みや塗布むら、露光前の半導体製造プロセスによっては、位置計測の対象とするパターンをアライメントスコープで精度よく観察することが困難となる場合がある。アライメントスコープの観察精度が低下する原因としては、撮像されるパターンの画像信号のコントラストの低下が挙げられる。ここで、コントラストが低下した状態とは、画像の輝度分布が、利用している階調の範囲内で、ある輝度の周辺に偏っていることをいう。コントラストが低いパターン画像信号を用いた位置計測においては、画像のエッジの情報量が少なく、コントラストが良いパターン画像信号を用いた場合に比べて、パターンマッチングの位置計測精度が著しく低下する場合がある。パターンマッチングによる位置計測精度が低下することにより、基板と原版のアライメント精度が低下しうる。

【0005】

この場合、パターン画像信号のコントラストを信号処理によって向上させることにより、位置計測精度を向上させることができる。コントラスト向上のための処理手法として、ヒストグラム拡張が一般的に知られている（特許文献１）。ヒストグラム拡張は、偏った輝度分布を、利用している階調の範囲内で引き延ばす方法であり、信号のコントラスト向上が期待できる。特許文献２では、ヒストグラム平坦化を行うことで、画像のコントラストが低い場合においても、演算の精度を低下させずにアライメントを行う手法が提案されている。また、ヒストグラム拡張には、画像信号の階調が粗くなる問題点があるが、特許文献３においては、ヒストグラムの拡張範囲を限定して、ヒストグラム拡張によって階調が粗くなることを抑制している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開昭６１－４５６６７号公報

【文献】特許第３５０６２００号公報

【文献】特許第４５３２６４０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１および特許文献２では、ヒストグラム拡張を行って画像のコントラストを向上させる際、利用している階調の範囲内で輝度が断続的に分布するようになり、演算に利用可能な階調を実質的に低下させている。上記処理は、演算精度を保ちながら意図的に階調を落としたい場合には有効であるが、演算精度向上に対しては有効ではない。

【0008】

特許文献３では、ヒストグラム拡張の上限および下限を設定して、階調の低下を抑制している。一方、ヒストグラム拡張範囲に制限を設けるため、画像信号のコントラストを最大限向上させているとは言えない。

【0009】

本発明は、例えば、マーク位置計測の精度の向上に有利な位置合わせ装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の一側面によれば、基板に形成されたマークを検出することにより前記基板の位置合わせを行う位置合わせ装置であって、前記基板を保持して移動するステージと、前記ステージによって保持された前記基板に形成された前記マークを撮像して前記マークの画像を得る撮像部と、前記画像を処理して前記マークの位置を求める処理を行う処理部と、を有し、前記処理部は、前記撮像部により前記マークを撮像して得られた複数の第１画像のそれぞれに対してコントラスト強調処理を行い、前記複数の第１画像のそれぞれよりも階調が粗い第２画像を得て、複数の前記第２画像を積算して生成された、前記第２画像よりも階調が細かい第３画像に基づいて前記マークの位置を求める、ことを特徴とする位置合わせ装置が提供される。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、例えば、マーク位置計測の精度の向上に有利な位置合わせ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】露光装置の構成を示す図。

【図2】アライメント処理のフローチャート。

【図3】コントラスト強調処理のフローチャート。

【図4】コントラスト強調処理を説明する図。

【図5】ヒストグラム拡張処理を説明する図。

【図6】コントラスト強調処理のフローチャート。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

【0014】

＜第１実施形態＞
本発明の一側面は、基板に形成されたマークを検出することにより基板の位置合わせを行う位置合わせ装置に関する。本発明に係る位置合わせ装置は、露光装置やインプリント装置等のリソグラフィ装置における原版と基板との位置合わせに適用されうるが、加工装置、検査装置、顕微鏡等の他の装置にも適用可能である。以下では、本発明に係る位置合わせ装置が露光装置に適用された例を説明する。

【0015】

図１は、第１実施形態における露光装置１００の構成を示す図である。露光装置１００は、基板Ｗを保持する基板チャックＷＣと、基板チャックＷＣを支持して基板Ｗを所定の位置にアライメントする基板ステージＷＳとを備える。露光装置１００は、更に、原版Ｒのパターンを基板Ｗに転写するための露光光を射出する照明光学系ＩＬと、露光光を基板Ｗ上に投影する投影光学系ＰＯとを備える。原版Ｒには回路パターンが描画されており、原版Ｒは、不図示の原版ステージによって支持されている。露光装置１００は、更に、基板Ｗと原版Ｒの位置を計測するアライメント検出系Ａを備える。アライメント検出系Ａは、基板ステージＷＳによって保持された基板Ｗに形成されたマークを撮像してマークの画像を得る撮像部を含みうる。

【0016】

アライメント処理装置ＡＰは、アライメント検出系Ａ（撮像部）により得られた画像を処理してマークの位置を求める処理を行う処理部として機能する。アライメント処理装置ＡＰは、後述の位置検出処理を実行して基板Ｗに形成されたマークのパターンＰの位置を検出する。制御装置ＣＰは、露光処理を統括的に制御する。アライメント処理装置ＡＰおよび制御装置ＣＰはそれぞれ、ＣＰＵとメモリとを含むコンピュータによって実現されうる。なお、アライメント処理装置ＡＰと制御装置ＣＰは、独立した装置構成ではなくてもよい。例えば、アライメント処理装置ＡＰの機能は、制御装置ＣＰが担う構成であってもよい。

【0017】

一例において、アライメント処理装置ＡＰがアライメント検出系Ａを用いて原版Ｒと基板Ｗの相対的な位置を検出し、その検出結果に基づいて基板ステージＷＳを制御することにより、アライメントが行われる。その後、制御装置ＣＰは、照明光学系ＩＬを制御して露光光を射出し、原版Ｒに描画されたパターンを、投影光学系ＰＯを通して基板ステージＷＳに載置された基板Ｗ上に露光する。

【0018】

次に、アライメント検出系Ａによる原版Ｒと基板Ｗのアライメントについて説明する。光源ＬＳからの照明光は、ビームスプリッタＢＳによって反射し、基板Ｗに形成されたマークのパターンＰを照明する。パターンＰからの回折光は、結像光学系ＬＯによって所定の倍率に拡大され、センサＳ上にパターンＰの像を形成する。センサＳは形成された像を画像信号に光電変換し、アライメント処理装置ＡＰに入力する。アライメント処理装置ＡＰは、後述の位置検出処理によってパターンＰの位置を計測する。以上のパターン位置計測を基板Ｗ上の複数点にわたって行い、計測したパターン位置情報を基に、基板ステージＷＳの位置を原版Ｒに対して合わせる。

【0019】

次に、本実施形態の位置計測処理フローについて説明する。図２は、実施形態におけるアライメント処理のフローチャートである。Ｓ１０２で、制御装置ＣＰは、不図示の基板搬送装置を制御して、基板Ｗを基板ステージＷＳ上に搬入する。Ｓ１０３で、制御装置ＣＰは、パターンＰのプリアライメント位置（予め制御装置ＣＰにおけるメモリに記憶されている）まで基板ステージＷＳを移動する。Ｓ１０４で、アライメント処理装置ＡＰは、基板ステージＷＳを止めた状態でアライメント検出系Ａを制御して、基板ＷのマークのパターンＰの領域を含む同一位置を複数回撮像する。この複数回の撮像により得られた複数の画像を、「パターン画像群１」とよぶ。パターン画像群１は、例えばアライメント処理装置ＡＰのメモリに格納される。

【0020】

Ｓ１０５で、アライメント処理装置ＡＰは、パターン画像群１に対してコントラスト強調処理を実行するか否かを判定する。例えば、コントラスト強調処理を実行するか否かの設定値がデフォルトで規定されており、その設定値はユーザによる操作によって変更されうる。コントラスト強調処理を実行する場合は、Ｓ１０６で、アライメント処理装置ＡＰはパターン画像群１に対してコントラスト強調処理を実行する。コントラスト強調処理によって得られた画像を、「パターン画像３」とよぶ。パターン画像３は、例えばアライメント処理装置ＡＰのメモリに格納される。なお、コントラスト強調処理を実行しない場合は、アライメント処理装置ＡＰは、パターン画像群１から所定の１枚の画像を選択する、または、パターン画像群１のうちの所定の複数枚を合成することにより、パターン画像３を得る。

【0021】

Ｓ１０７で、アライメント処理装置ＡＰは、パターン画像３に対して、予めアライメント処理装置ＡＰのメモリに記憶されているテンプレートを用いてパターンマッチング（テンプレートマッチング）処理を実行する。パターンマッチング処理は、基板ＷのマークのパターンＰの理想形状が離散的な複数の特徴点で表されたテンプレートを用いて、パターン画像３内でパターンＰの位置を探索し、パターンＰの位置を求める処理である。具体的には、相関度（類似度）が最大となる位置が探索され、その位置がプリアライメント位置（計測値）として決定される。求められたパターンＰのプリアライメント位置の情報は、制御処理装置ＣＰに転送される。

【0022】

Ｓ１０８で、制御処理装置ＣＰは、プリアライメント位置の情報に基づいて、基板ステージＷＳを、ファインアライメント計測を行う位置に移動する。その後、Ｓ１０９で、アライメント処理装置ＡＰは、基板Ｗのファインアライメントを実行し、算出されるパターンＰの位置情報から、基板Ｗの位置情報を求める。

【0023】

以上のアライメント処理の終了後、制御装置ＣＰは、ファインアライメントにより算出された基板Ｗの位置情報と、原版Ｒの位置情報とに基づいて、基板ステージＷＳを移動し、露光を行う。

【0024】

なお、本発明におけるコントラスト強調処理およびパターンマッチング処理は、上記のようにプリアライメント位置の算出処理においてのみ行われるとは限らない。コントラスト強調処理およびパターンマッチング処理は、ファインアライメントにおいて行われてもよい。また、プリアライメントは必ずしも行われる必要はなく、プリアライメントを行わずにファインアライメントが行われてもよい。

【0025】

また、本実施形態における位置計測演算は、必ずしも画像のパターンマッチング処理でなくともよく、パターン画像の位置計測を行うことができる位置計測演算であればよい。例えば、コントラスト強調処理が行われた画像を、非計測方向（例えば位置計測方向と直交する方向）に積算して得られる一次元信号に対して、一次元信号パターンとのマッチングにより位置計測演算を行ってもよい。

【0026】

次に、図３のフローチャートを参照して、Ｓ１０６におけるコントラスト強調処理を説明する。Ｓ２０２で、アライメント処理装置ＡＰは、Ｓ１０４で得られたパターン画像群１のうち、後述のヒストグラム拡張処理が済んでいるパターン画像の枚数をカウントする。Ｓ２０３で、アライメント処理装置ＡＰは、Ｓ２０２でカウントされた画像枚数から、パターン画像群１の全てにヒストグラム拡張処理を実行したか否かを判定する。

【0027】

ヒストグラム拡張処理が実行されていないパターン画像がある場合は、Ｓ２０４で、アライメント処理装置ＡＰは、そのうちの１枚のパターン画像内の最大画素値および最小画素値を算出する。Ｓ２０５で、アライメント処理装置ＡＰは、算出された最大画素値および最小画素値に基づいて、パターン画像のヒストグラム拡張を行う。

【0028】

その後、Ｓ２０２で再度、アライメント処理装置ＡＰは、ヒストグラム拡張処理済みのパターン画像の枚数をカウントし、パターン画像群１の全てに対してヒストグラム拡張処理が行われるまで上記処理を繰り返す。これにより、パターン画像群１に対してヒストグラム拡張処理が行われた画像群であるパターン画像群２が生成される。

【0029】

Ｓ２０３でパターン画像群１の全てに対してヒストグラム拡張処理が実行されたと判定された後、Ｓ２０６で、アライメント処理装置ＡＰは、パターン画像群２を合成して合成画像を生成する。合成画像の生成は、例えば、パターン画像群２の全ての画像の各画素の画素値を積算することにより行われうる。あるいは、合成画像の生成は、パターン画像群２のうちの所定の複数枚の画像の各画素の画素値を積算することにより行われてもよい。

【0030】

上記の例において、コントラスト強調処理は、パターン画像群１のそれぞれについてヒストグラムにおける輝度領域を拡張するヒストグラム拡張処理である。図４には、本実施形態のコントラスト強調処理であるヒストグラム拡張処理によって、パターン画像群１（またはそのうちの複数枚の画像）から、高コントラストのパターン画像３を生成する工程における、画像ヒストグラムの変化が示されている。ヒストグラム拡張が行われる前の複数枚（図４ではＮ枚）のパターン画像群１はそれぞれコントラストが低く、輝度分布がある輝度に偏ったヒストグラムになっている。例えば、Ｎ＝５で、画像の階調は０～２５５の８ｂｉｔ階調とし、各画像の画素１の画素値がそれぞれ１９，１９，２３，１８，１８であり、画素２の画素値がそれぞれ１９，２２，１７，２２，１９であるとする。また、５枚の画像の最大画素値はそれぞれ４３，４３，４４，４４，４５であり、最小画素値はそれぞれ８，９，９，９，７であるとする。各画像の同一画素で画素値がばらつく理由は、撮像時に生じるノイズが原因である。

【0031】

Ｎ枚のパターン画像群１の各々に対してヒストグラム拡張処理を行うと、ヒストグラムが引き延ばされ、コントラストが向上したＮ枚のパターン画像群２が生成される。一方、個々の画像のヒストグラムは、輝度が断続的に分布しており、階調が粗くなっている。上記具体例においては、後述の線形変換によるヒストグラム拡張を行うと、５枚のパターン画像群２の画素１の画素値はそれぞれ、例えば８０，７５，１０２，１８，６５となり、画素２の画素値はそれぞれ８０，９７，５８，９４，８０となる。１枚目の画素１、画素２の画素値はヒストグラム拡張前、ヒストグラム拡張後で同じになる。したがって、ヒストグラム拡張後の輝度は断続的に分布するようになり、階調が粗くなる。一方、ノイズの影響で２枚目以降は異なる画素値をとる。最後に、Ｎ枚のヒストグラム拡張処理実行後のパターン画像群を積算することで、コントラストが高く、階調が細かいパターン画像３が得られる。

【0032】

上記具体例においては、パターン画像群２の画素１の平均値は７９であり、画素２の平均値は８２となり、１枚目では同じ画素値であった画素同士が異なる画素値になる。上記２画素同士の例について、全画素で同じことが言える。積算後の各画素の画素値は、積算後の同一画素における画素値の、ノイズによるばらつきを反映しており、積算前には同じ画素値であった画素同士が、積算後に異なる画素値をとるようになるため、コントラストが高く、階調が細かい画像が生成される。

【0033】

なお、上記の例では複数の画像の数を表すＮを５としたが、これは説明を簡単にするための例示にすぎない。

【0034】

次に、図３のＳ２０４、Ｓ２０５に示すヒストグラム拡張処理について、画素値を直接、線形変換する方法を例にとって説明する。

【0035】

まず、入力された画像の注目領域の、最大画素値と最小画素値が算出される。次に、例えば、算出された最大画素値が当該画像の階調の最大値に、算出された最小画素値が当該画像の階調の最小値に変換される輝度変換式が求められる。そして、当該画像の各画素の画素値が、算出された輝度変換式に従って変換される。ただし、変換後の最大画素値と最小画素値は、利用している階調の最大値と最小値を必ずしもとらなくてよい。最大画素値がそれよりも大きい値に変換され、最小画素値がそれよりも小さい値に変換される輝度変換式が求められればよい。

【0036】

図５の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）には、輝度変換式によって、入力画像の輝度が変換される様子が示されている。図５において、（Ａ）は入力画像のヒストグラム、（Ｂ）はヒストグラム拡張処理後の出力画像のヒストグラムであり、横軸は輝度、縦軸はある輝度が画像内に出現する頻度を示している。（Ｃ）は、入力画像と出力画像の輝度値を対応付ける輝度変換式の特性を示すグラフであり、縦軸が入力画像の輝度値、横軸が出力画像の輝度値に対応する。

【0037】

なお、上記したヒストグラム拡張処理はコントラスト強調処理の一例であり、本発明は上記のヒストグラム拡張処理に限定するものではない。上記ヒストグラム拡張処理に代えて、ヒストグラムのレベルを平坦化するヒストグラム平坦化処理が用いられてもよい。

【0038】

＜第２実施形態＞
上述の第１実施形態では、二次元信号のパターンマッチング処理が行われることを前提としていたが、第２実施形態では、一次元信号のパターンマッチング処理が行われることを前提とする。そのため、第２実施形態では、図２のＳ１０４において、基板ＷのマークのパターンＰの画像を複数枚撮像する替わりに、単一の画像（以下「パターン画像４」）を撮像する処理が行われる。また、図２のＳ１０６のコントラスト強調処理として、図３に示す処理の替わりに、図６のフローチャートに示す処理が行われる。本実施形態では、単一のパターン画像４から計測方向の一次元信号を生成し、パターンＰのＸＹ位置を計測することで、原版Ｒと基板Ｗとのアライメントが行われる。なお、本実施形態におけるヒストグラム拡張処理は、第１実施形態で説明したヒストグラム拡張処理において、処理対象を二次元の画像信号から一次元信号に置き換えた処理である。

【0039】

図６のフローチャートを参照して、本実施形態におけるＳ１０６のコントラスト強調処理を説明する。この処理においては、パターンＰの第１方向およびそれと直交する第２方向（例えば、Ｘ方向およびＹ方向）それぞれの、位置計測用の一次元信号を生成し、それぞれの一次元信号に対してヒストグラム拡張処理が行われる。以下では、ここで生成される一次元信号の方向（Ｘ方向／Ｙ方向）を「信号生成方向」という。

【0040】

Ｓ３０２で、アライメント処理装置ＡＰは、Ｓ１０４で得られたパターン画像４の信号生成方向（第１方向、例えばＸ方向）に関して、所定の画素範囲内におけるヒストグラム拡張処理済みの画素列数をカウントする。Ｓ３０３で、アライメント処理装置ＡＰは、Ｓ３０２でカウントされたヒストグラム拡張処理済みの画素列数が規定数に達したか否かを判定する。

【0041】

カウントされたヒストグラム拡張処理済みの画素列数が規定数に達していない場合は、Ｓ３０４およびＳ３０５におけるヒストグラム拡張処理が実行される。Ｓ３０４では、アライメント処理装置ＡＰは、所定の画素範囲内における、ヒストグラム拡張処理を行っていない１列の画素列（注目画素列）内の最大画素値および最小画素値を算出する。Ｓ３０５で、アライメント処理装置ＡＰは、算出された最大画素値および最小画素値に基づいて、注目画素列のヒストグラム拡張を行う。

【0042】

その後、Ｓ３０２で再度、アライメント処理装置ＡＰは、ヒストグラム拡張処理済みの画素列数をカウントし、規定数の画素列に対してヒストグラム拡張処理が行われるまで上記処理を繰り返す。これにより、撮像により得られたパターン画像４の所定の画素範囲内に対して第１方向（Ｘ方向）の画素列ごとにヒストグラム拡張処理が行われた画像信号群であるパターン画像信号群５が生成される。

【0043】

なお、ヒストグラム拡張処理の内容は第１実施形態と同様であり、第１方向（Ｘ方向）の複数の画素列および第２方向（Ｙ方向）の複数の画素列のそれぞれについて、Ｓ３０４で最大画素値および最小画素値が求められる。次に、最大画素値がそれよりも大きい値に変換され、最小画素値がそれよりも小さい値に変換される輝度変換式が求められる。その後、各画素の画素値が輝度変換式に従って変換される。また、上記ヒストグラム拡張処理に代えて、ヒストグラムのレベルを平坦化するヒストグラム平坦化処理が用いられてもよい。

【0044】

Ｓ３０３でパターン画像４の所定の画素範囲内に対してヒストグラム拡張処理が実行されたと判定された後、Ｓ３０６が実行される。Ｓ３０６では、アライメント処理装置ＡＰは、パターン画像信号群５を非信号生成方向（第２方向、例えばＹ方向）に積算して、信号生成方向の一次元の画像信号である第１画像信号（「パターン画像信号６」という。）を生成する。

【0045】

その後、Ｓ３０７で、アライメント処理装置ＡＰは、全ての信号生成方向（Ｘ方向およびＹ方向）に対して信号の生成が完了したか否かを判定する。全ての信号生成方向に対して信号生成が終了していなければ、Ｓ３０８で、アライメント処理装置ＡＰは、信号生成方向を変更して、上記処理（Ｓ３０２～Ｓ３０６）を、全ての信号生成方向の信号生成が終了するまで繰り返す。以上により、最終的に、Ｘ方向およびＹ方向の位置計測用の一次元信号が生成される。これにより、ヒストグラム拡張処理が行われた第２方向（Ｙ方向）の複数の画素列の画像信号が第１方向（Ｘ方向）に積算されて得た一次元の画像信号である第２画像信号が生成される。

【0046】

その後、第１実施形態で説明したように、処理はＳ１０７に進む。Ｓ１０７では、第１画像信号および第２画像信号に基づいてマークの位置を求める処理が行われる。

【0047】

なお、Ｓ３０６で行う非信号生成方向への一次元信号群の積算は、必ずしもＳ３０３で既定の画素列数に達したことを判定した後に行われなくてもよい。例えば、Ｓ３０５でヒストグラム拡張された画素列を逐次積算して生成した信号を、最終的な計測信号としてもよい。

【0048】

＜物品製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係る物品製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品製造方法は、基板に塗布された感光剤に上記の露光装置を用いて潜像パターンを形成する工程（基板を露光する工程）と、かかる工程で潜像パターンが形成された基板を現像する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。

【0049】

（他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

【0050】

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

【符号の説明】

【0051】

１００：露光装置、Ｗ：基板、Ｒ：原版、ＷＣ：基板チャック、ＷＳ：基板ステージ、Ａ：アライメント検出系、ＩＬ：照明光学系、ＰＯ：投影光学系、ＢＳ：ビームスプリッタ、ＬＳ：光源、ＡＰ：アライメント処理装置、ＣＰ：制御処理装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】