JP2000275010A

JP2000275010A - 位置計測方法および該位置計測法を用いた半導体露光装置

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Publication number: JP2000275010A
Application number: JP11084052A
Authority: JP
Inventors: Shinichiro Koga; 慎一郎古賀
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-03-26
Filing date: 1999-03-26
Publication date: 2000-10-06
Anticipated expiration: 2019-03-26
Also published as: US6538260B1; JP4046884B2

Abstract

(57)【要約】【課題】アライメントマーク段差やレジスト塗布の不均
一等の要因で生じたマーク波形形状の変化から発生する
計測誤差を軽減する事を目的とした位置計測方法および
該位置計測法を用いた半導体露光装置。【解決手段】アライメントマークの位置検出において、
該マークの波形を位置に応じた割合で補正した後、該マ
ークの位置を決定する一致度算出工程を行うことを特徴
とする位置計測方法および該位置計測法を用いた半導体
露光装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は位置計測方法および
該位置計測法を用いた半導体露光装置に関するもので、
特に電子回路パターンを半導体基板上に投影露光する半
導体露光装置において精密な位置合わせに用いるウエハ
上のアライメントマーク位置計測や、ウエハとマスク、
マスクと装置基準位置、装置部品などの相対位置合わせ
などに適用可能な位置計測方法および該位置計測法を用
いた半導体露光装置に好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】物体位置の精密な計測は、工作機械やロ
ボットなど様々な分野で利用されており、さらなる精度
向上が求められている。近年の半導体素子はＤＲＡＭに
代表されるように集積度がますます高くなっており、半
導体露光装置により半導体素子上に形成するパターン寸
法はさらに微細なものへと進んでいる。このような背景
から半導体露光装置の必須の技術であるレチクルとウエ
ハの位置計測を行って位置合わせを行う工程において
も、さらなる精度向上が重要な課題となっている。

【０００３】以下、半導体露光装置および該露光装置で
用いられるウエハの位置合わせ方法の従来例について述
べる。

【０００４】図２は半導体露光装置の概要図の一形態を
示したものである。

【０００５】同図においてＲは原板であるレチクル、Ｗ
は基板であるウエハ、１は投影光学系である。また、Ｇ
は位置合わせ用光学系、２は位置合わせ用照明手段、３
はビームスプリッタ、４と５は結像光学系、６は撮像装
置、７はＡ／Ｄ変換装置、８は積算装置、９は位置計測
装置、１０はステージ駆動手段、１１は２次元に移動可
能なＸＹステージである。

【０００６】図２ではＸ方向の位置を計測する位置合わ
せ光学系Ｇのみを示したが、同装置にはＸ方向と同様に
Ｙ方向の位置を計測する不図示の位置合わせ光学系も搭
載されている。図２に示した半導体露光装置はレチクル
ＲとウエハＷの相対的な位置検出して位置合わせした
後、不図示の露光照明光源から露光光を照射し、レチク
ルＲ上に形成されている電子回路パターンを投影光学系
１を介してＸＹステージ１１上に載置したウエハＷに投
影露光する。

【０００７】次に、図２の装置におけるマスクとウエハ
の位置合わせについて説明する。

【０００８】非露光光を照射する位置合わせ照明装置２
から照射された光束は、ビームスプリッタ３、レチクル
Ｒ、および投影光学系１を介して、ウエハ上に形成され
た位置合わせ用マーク（以降アライメントマークと称す
る）を照明する。図３はアライメントマークを示したも
ので、同一形状の矩形パターンが複数個配置されてい
る。アライメントマークから反射した光束は、再度投影
光学系１、レチクルＲを通ってビームスプリッタ３で反
射し、結像光学系５を介して撮像装置６の撮像面上にア
ライメントマークの像Ｗ_Mを形成する。撮像装置６は形
成されたマークの像Ｗ_Mを光電変換し、該光電変換され
た信号がＡ／Ｄ変換装置７において２次元のディジタル
信号列に変換される。８は積算装置で、Ａ／Ｄ変換装置
７でディジタル信号化したウエハマーク像に対し、図３
に示すように処理ウインドウＷ_Pを設定する。積算装置
８はさらに該ウインドウ内においてＹ方向に積算処理を
行い、２次元画像信号を１次元のマーク波形Ｓ（ｘ）に
変換する。図２の９は位置計測装置で、積算装置８から
出力した１次元のマーク波形Ｓ（ｘ）を用いてアライメ
ントマークの位置を計測する。

【０００９】以上の手順を繰り返して計測したウエハ上
複数個の点の位置情報や、予め不図示の方法により求め
た撮像装置５とレチクルＲとの相対的な位置情報に基づ
き、ステージ駆動手段１０によりＸＹステージ１１を移
動して、マスクとウエハの位置合わせを行なう。

【００１０】次に、位置計測装置９におけるアライメン
トマーク位置計測方法について説明する。

【００１１】図４はアライメントマーク位置の計測方法
の従来の実施形態を示したものである。図４では説明を
簡単にするため、アライメントマークを１つの矩形パタ
ーンで構成した場合について述べる。アライメントマー
クが複数本の矩形パターンで構成されている場合は、同
様の処理を繰り返せばよい。

【００１２】図４の一致度算出工程Ｓ１０２はマークの
中心らしさ（一致度）を算出する工程で、予め設定して
あるマーク位置計測範囲に対し繰り返し計算を行う。例
えば、図５に示す様にマーク波形Ｓ（ｘ）₁に対し、一
致度算出工程Ｓ１０２を繰り返して行うと、一致度ｒ
（ｘ）₁を求めることができる。

【００１３】続いて、従来の一致度算出工程として２つ
の実施形態について祥述する。

【００１４】従来の第１の実施形態は、マーク波形と予
め設定してあるテンプレート波形の一致度をテンプレー
ト位置を移動しながら算出し、一致度が最大となるとな
るテンプレート位置をマーク位置とする方法である。以
下、本方法をテンプレートマッチング法と呼ぶ。一致度
はマーク波形とテンプレート波形の差分から計算され
る。マーク波形上の位置ｘにおける一致度ｒ（ｘ）は式

【００１５】

【数１】

【００１６】や、式

【００１７】

【数２】

【００１８】で求めることができる。（１）、（２）で
Ｓ（ｘ）はマーク波形、Ｔ（ｘ）はテンプレート波形、
ｗは一致度を算出する波形幅で、テンプレートの幅でも
ある。

【００１９】従来の第２の実施形態はマーク波形をある
位置において対称に折り返した左右マーク波形の一致度
を折り返し位置を移動しながら算出し、一致度が最大と
なる折り返し位置をマーク中心位置とする方法である。
以下、本方法を折り返し法と呼ぶ。一致度は左右マーク
波形の差分から算出することができる。マーク波形上の
位置ｘにおける一致度ｒ（ｘ）は式

【００２０】

【数３】

【００２１】や、式

【００２２】

【数４】

【００２３】で求めることができる。

【００２４】図４の最大一致度位置算出工程Ｓ１０３は
Ｓ１０２の一致度算出工程で算出した一致度が最大とな
る位置を求め、マーク中心位置とする工程である。一致
度が最大となる位置は、各位置ｘでの一致度に対し重心
計算や２次関数近似等を行うことにより、センサの分解
能以下の精度で求めることができる。例えば、（５）式
は重心計算式を用いいてマーク中心位置Ｍ_cを求める手
法である。

【００２５】

【数５】

【００２６】式の中で、ｓｓからｓｅは予め設定済の重
心計算に用いる一致度の範囲である。

【００２７】以上、位置計測装置９で行うアライメント
マーク位置計測方法について述べた。説明はウエハの位
置計測について行ったが、該従来の位置計測方法はマス
ク（またはレチクル）、ステージなどの半導体露光装置
の部品やユニットの位置計測にも適用可能である。ま
た、レチクル（またはマスク）と装置基準位置、装置部
品間などの相対位置合わせにも適用することができる。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体露光装
置等で用いる位置合わせ用のマークであるアライメント
マークには半導体製造過程で発生するマーク段差の不均
一や、マーク上に塗布されるフォトレジストの膜厚不均
一等の要因により、撮像装置に入力されるマーク波形
（検出波形）に形状の変形が生じ、計測誤差が発生する
という問題点があった。

【００２９】例えば、アライメントマーク段差やレジス
ト塗布の不均一等により、図５のように形状に変形が生
じたマーク波形Ｓ（ｘ）₂が入力された場合、一致度ｒ
（ｘ）₂も変化し、一致度が最大と計算される位置に誤
差が発生してしまう。従来、波形形状の変形による計測
誤差は実用的に大きな問題となる量ではなかった。しか
しながら位置合わせ精度向上への要望が大きくなるにつ
れ、該波形形状の変形による位置計測誤差を軽減する必
要性が高まっている。

【００３０】以上の事実に鑑みて、本発明は、アライメ
ントマーク段差やレジスト塗布の不均一等の要因で生じ
たマーク波形の形状の変化から発生する計測誤差を軽減
する事を目的としている。

【００３１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明の位置計
測方法は、被検出物体上に形成されたマークの位置を計
測する位置計測方法において、該マークから得られるマ
ーク波形と基準波形との波形差に応じて該マーク波形と
該基準波形の一方又は両方を補正した後、位置検出を行
うことを特徴としている。

【００３２】請求項２の発明は請求項１の発明におい
て、補正後に該マーク波形と該基準波形の差分が最小に
なるように、波形内の各位置に対する補正量を定める補
正関数のパラメータを計算して補正量を決定し、該決定
された補正量で該マーク波形または該基準波形のいずれ
か、または両方を補正することを特徴としている。

【００３３】請求項３の発明は請求項２の発明におい
て、該基準波形が予め設定してあるテンプレート波形で
あることを特徴としている。

【００３４】請求項４の発明は請求項２の発明におい
て、該基準波形が該マークから得られる左右波形の一方
であることを特徴としている。

【００３５】請求項５の発明は請求項３又は４の発明に
おいて、該補正関数のパラメータを最小自乗法によって
決定することを特徴としている。

【００３６】請求項６の発明は請求項５の発明におい
て、該補正関数が直線を表わす式で示されることを特徴
としている。

【００３７】請求項７の発明は請求項５又は６の発明に
おいて、補正後の該マーク波形と該基準波形について、
両者の一致度を計算し、最大一致度の得られる位置から
該マークの位置を検出することを特徴としている。

【００３８】請求項８の発明は請求項７の発明におい
て、該一致度計算を該補正後の該基準波形との相関係数
を求めて計算することを特徴としている。

【００３９】請求項９の発明の半導体露光装置は、ウエ
ハ上のアライメントマークの位置を検出して位置合わせ
を行いレチクル上のパターンを該ウエハ上に転写する半
導体露光装置において、該アライメントマークを撮像し
て得られるマーク波形と基準波形との波形差に応じて該
マーク波形と該基準波形の一方又は両方を補正した後、
位置検出を行うことを特徴としている。

【００４０】請求項１０の発明は請求項９の発明におい
て、補正後に該マーク波形と該基準波形の差分が最小に
なるように、波形内の各位置に対する補正量を定める補
正関数のパラメータを計算して補正量を決定し、該決定
された補正量で該マーク波形または該基準波形のいずれ
か、または両方を補正することを特徴としている。

【００４１】請求項１１の発明は請求項１０の発明にお
いて、該補正関数のパラメータを最小自乗法によって決
定することを特徴としている。

【００４２】請求項１２の発明は請求項１１の発明にお
いて、該補正関数が直線を表わす式で示されることを特
徴としている。

【００４３】請求項１３の発明は請求項１１又は１２の
発明において、該補正後の該マーク波形と該基準波形の
一致度を算出する一致度算出工程を、該基準波形の位置
を移動しながら行い、一致度が最大となる位置を該アラ
イメントマーク位置とする事を特徴としている。

【００４４】請求項１４の発明は請求項１３の発明にお
いて、該一致度の算出を該マーク波形と該基準波形の相
関係数を計算して求めることを特徴としている。

【００４５】請求項１５の発明は請求項９から１４のい
ずれか１項の発明において、該基準波形がテンプレート
であることを特徴としている。

【００４６】請求項１６の発明は請求項９から１４のい
ずれか１項の発明において、該基準波形が該マーク波形
をある位置において対称に折り返した左右マーク波形ど
ちら一方である事を特徴としている。

【００４７】

【発明の実施の形態】本発明をテンプレートマッチング
法へ適用した後述の実施形態の場合は、各テンプレート
位置毎にマーク波形（検出波形）とテンプレート波形
（基準波形）の差が最小となるようにマーク波形または
テンプレート波形のいずれか、または両方の値をそれぞ
れの位置に応じた割合で補正する波形補正工程を行った
後、一致度算出工程を行う。

【００４８】これは波形をそれぞれの位置に応じた割合
で補正するのは、段差やレジスト塗布の不均一等による
マーク波形の変形が、位置により徐々に変化していく場
合が多いからである。

【００４９】図６は補正の様子を示したものである。マ
ーク波形Ｓ（ｘ）₂とテンプレートＴ（ｘ）の差分を位
置ｘに関して関数近似し、マーク波形とテンプレート波
形の差が近似した誤差となるように、つまりマーク波形
Ｓ（ｘ）₂を近似関数の量だけ補正したＳ（ｘ）'₂を作
成する。

【００５０】本発明を折り返し法への適用した後述の実
施形態の場合は、各折り返し位置毎に、左右マーク波形
の差が最小となるように左右マーク波形のどちらかまた
は両方の各値をそれぞれの位置に応じた割合で補正する
波形補正工程を行った後、一致度算出工程を行う事が特
徴である。折り返し法では左右いずれかのマーク波形が
基準波形である。各位置での左右マーク波形の差はそれ
ぞれの位置に対して関数近似され、左右マーク波形の差
が該関数近似した誤差となるように左右マーク波形のど
ちらかまたは両方の各値を補正する。

【００５１】波形補正後の一致度算出工程において、テ
ンプレートマッチング法においてはマーク波形とテンプ
レート波形の差分から、折り返し法においては左右マー
ク波形の差分から一致度を算出することについては前述
した。本発明では一致度を算出工程に相関係数を導入す
る事により、さらにマーク波形内のレベル差および傾き
を補正する効果を持たせることができる。

【００５２】相関係数の計算は算出時間は増えるもの
の、それぞれの値に応じた割合で波形を補正する効果が
ある。具体的にはテンプレートマッチング法において
は、マーク波形とテンプレート波形の相関係数から一致
度を算出し、折り返し法においては左右マーク波形の相
関係数から一致度を算出する。

【００５３】このように、一致度算出工程の前にマーク
波形のレベル差および傾きをそれぞれの位置に応じた割
合で補正することにより、アライメントマークの段差や
レジスト塗布の不均一等の要因で生じるマーク波形の形
状変化により発生する計測誤差の軽減を実現することが
できる。

【００５４】以下の実施形態の位置計測方法および該位
置計測法を用いた半導体露光装置の基本構成は、従来の
実施形態で説明した半導体露光装置と同一でよい。従っ
て、半導体露光装置の構成および、半導体露光装置にお
けるマスクとウエハの位置合わせ方法については、従来
の実施形態で述べたので説明を省略し、本発明を適用し
た半導体露光装置におけるアライメントマークの位置計
測について説明する。

【００５５】図１は本発明のアライメントマーク位置計
測方法にテンプレートマッチング法を用いた実施形態で
ある。

【００５６】図１のＳ１０１は波形補正工程で、各テン
プレート位置毎にマーク波形とテンプレート波形の差が
最小となるようにマーク波形またはテンプレート波形の
いずれかまたは両方の各値をそれぞれの位置に応じた割
合で補正することが特徴である。例えば、各位置でのマ
ーク波形とテンプレート波形の差を、予め設定された誤
差関数によりそれぞれの位置に対して最小自乗近似法等
を用いて関数近似し、マーク波形とテンプレート波形の
差が該関数近似した差となるように、マーク波形または
テンプレート波形のいずれかまたは両方の各値を補正す
る。

【００５７】図７はマーク波形とテンプレート波形の差
をそれぞれの位置に対して直線で近似した補正方法を説
明したものである。図７で縦軸はマーク波形とテンプレ
ート波形の差、横軸は位置を示しており、テンプレート
との波形の差がある直線に近似できる分布を示している
ことが分かる。

【００５８】本実施形態では、図７に示した分布を直線ｙ＝Ａｘ＋Ｂ（６）で近似する。

【００５９】最小自乗法を用いると、直線の係数Ａ及び
Ｂは以下の式で求める事ができる。

【００６０】

【数６】

【００６１】

【数７】

【００６２】ここでＤ（ｋ）は、各位置ｘにおけるマー
ク波形とテンプレート波形の差Ｄ（ｋ）＝Ｓ（ｘ＋ｋ）−Ｔ（ｋ）（９）である。

【００６３】本実施形態ではマーク波形とテンプレート
波形の差を補正するため、マーク波形とテンプレート波
形の差が（６）式で近似した誤差となるようにマーク波
形を補正することを特徴としている。つまり、各位置ｘ
において、マーク波形の値から、近似直線の値を引いた
補正後のマーク波形をＳ’（ｘ）とすると、Ｓ’（ｘ）
の算出式は以下の通りとなる。

【００６４】Ｓ’（ｘ＋ｋ）＝Ｓ（ｘ＋ｋ）−｛Ａｋ＋Ｂ｝（１０）（１０）式では説明を簡単にするため、マーク波形とテ
ンプレート波形の差を直線で近似する例について述べた
が、マーク波形形状の変化の状態により２次関数や三角
関数等の他の関数で近似しても構わない。また（１０）
式ではマーク波形の値を補正する実施形態について述べ
たが、マーク波形のかわりにテンプレート波形を補正し
ても構わないし、マーク波形とテンプレート波形の両方
に半分づつ補正を行っても構わない。

【００６５】補正を行った後はＳ１０２の一致度算出工
程で、マーク波形Ｓ’（ｘ）に対し予め設定してあるマ
ーク位置計測範囲でマークの中心らしさ（一致度）を繰
り返し算出し、一致度ｒ（ｘ）の変化を計算する。

【００６６】図１のＳ１０３は最大一致度位置算出工程
で、従来の実施形態と同様である。従来の実施形態で
は、マーク波形とテンプレート波形の差分から一致度を
算出していたが、本発明は補正後のマーク波形及びテン
プレート波形を用いることが違いとなっている。さらに
本発明では、以下に示すマーク波形とテンプレート波形
の相関係数を導入して一致度ｒ（ｘ）を算出してもよ
い。

【００６７】

【数８】

【００６８】ここで、Ｓ_ave（ｘ）およびＴ_ave（ｘ）
は、（１２）、（１３）式に示すマーク波形およびテン
プレート波形の平均値である。

【００６９】

【数９】

【００７０】相関係数で一致度を算出する方法は算出時
間が増えるものの、それぞれの値に応じた割合で波形を
補正する効果があるため、より一層の補正効果を実現す
ることができる。

【００７１】以上、実施形態１におけるアライメントマ
ークの位置計測方法について説明した。本実施形態では
ウエハの位置計測と該計測値を用いてのウエハとレチク
ルの位置合わせへの適用について述べたが、本発明はレ
チクル（またはマスク）、ステージなどの半導体露光装
置の部分やユニットの位置計測にも適用可能である。従
って、本発明の位置計測方法はレチクル（またはマス
ク）と装置基準位置、装置部品間などの相対位置合わせ
にも適用することができる。

【００７２】実施形態２はマーク位置計測方法として折
り返し法を用いた半導体露光装置に本発明を適用したも
のである。実施形態１と同様に半導体露光装置の構成、
および半導体露光装置におけるマスクとウエハの位置合
わせ方法については、従来の実施形態と同一なので説明
を省略する。

【００７３】以下、実施形態１と同様に図１に基づき、
本実施形態におけるマーク位置計測方法について説明す
る。

【００７４】図１のＳ１０１は波形補正工程で、各折り
返し位置毎に左右マーク波形の差が最小となるように左
右マーク波形のどちらか、または両方の各値をそれぞれ
の位置に応じた割合で補正することが特徴である。即ち
折り返し法では左右いずれかのマーク波形が基準波形と
なる。各位置での左右マーク波形の差は予め定められた
誤差関数でそれぞれの位置に対して関数近似され、左右
マーク波形の差が該関数近似した差となるように、左右
マーク波形のどちらか、または両方の各値を補正する。

【００７５】図７は左右マーク波形の差をそれぞれの位
置に対して直線に近似して補正する様子を説明したもの
である。図７で縦軸は左右マーク波形の差、横軸は位置
を示し、左右マーク波形の差がある直線で近似できる分
布を示すことが分かる。

【００７６】本実施形態では、図７に示した分布を直線ｙ＝Ａｘ＋Ｂ（１４）で近似する。

【００７７】最小自乗法を用いると、直線の係数Ａ及び
Ｂは以下の式で求める事ができる。

【００７８】

【数１０】

【００７９】ここでＤ（ｋ）は、各位置ｘにおける左右
マーク波形の差Ｄ（ｋ）＝Ｓ（ｘ−ｋ）−Ｓ（ｘ＋ｋ）（１７）である。

【００８０】本発明では左右マーク波形の差を補正する
ため、左右マーク波形の差が（１４）式で近似した誤差
となるようにマーク波形を補正することを特徴としてい
る。つまり、各位置ｘにおいて左マーク波形の値から近
似直線の値を引いて補正後のマーク波形Ｓ’（ｘ）とす
ると、Ｓ’（ｘ）の算出式は以下の通りとなる。但し、
以下の補正は左マーク波形のみに行うこととする。

【００８１】Ｓ’（ｘ＋ｋ）＝Ｓ（ｘ＋ｋ）−｛Ａｋ＋Ｂ｝（１８）（１８）式では、説明を簡単にするため、左右マーク波
形の差を直線で近似する例について述べたが、マーク波
形の変化の状態により２次関数や三角関数等の他の関数
で近似しても構わない。

【００８２】また、（１８）式では左マーク波形の値を
補正する実施形態について述べたが、左マーク波形のか
わりに右マーク波形を補正しても構わないし、左右マー
ク波形の両方に半分づつの補正を行ってもよい。

【００８３】補正を行った後はＳ１０２の一致度算出工
程で、マーク波形Ｓ’（ｘ）に対し予め設定してあるマ
ーク位置計測範囲でマークの中心らしさ（一致度）を繰
り返し算出し、一致度ｒ（ｘ）の変化を計算する。

【００８４】図１のＳ１０３は最大一致度位置算出工程
で、従来例の実施形態と同様である。実施形態１と同様
に、相関係数を用いて一致度を算出すると、さらに精度
の向上を達成することが可能である。

【００８５】以上が実施形態２におけるアライメントマ
ーク位置計測方法である。

【００８６】実施形態２も実施形態１と同様に、ウエハ
の位置計測と該計測値を用いたウエハとレチクルの位置
合わせへの適用について述べた。さらに本発明はレチク
ル（またはマスク）、ステージなどの半導体露光装置の
部分やユニットの位置計測にも適用可能である。従っ
て、本発明の位置計測方法はレチクル（またはマスク）
と装置基準位置、装置部品間などの相対位置合わせにも
適用することができる。

【００８７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明の位置計測方
法および該位置計測法を用いた半導体露光装置では、ア
ライメントマークの位置計測を行う際に、マーク検出波
形と基準波形との波形差に応じて、このマーク検出波形
と基準波形の一方又は両方を補正する。補正することに
よってアライメントマーク段差やレジスト塗布の不均一
等の要因で生じるマーク波形形状の変化から発生する計
測誤差を軽減する効果を実現することができ、位置合わ
せ精度を大幅に改善することができる。このため半導体
の製造の歩留りを向上することができ、高集積化の達成
を容易にした。

【００８８】また請求項８，１４の発明の如く補正した
マーク波形の処理過程で相関処理を加えることでさらに
精度を向上することが可能であり、前述の位置合わせ精
度の向上に寄与することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したアライメントマーク位置計
測方法を示す図、

【図２】半導体露光装置の概略図、

【図３】アライメントマークの説明図、

【図４】アライメントマーク位置計測方法の従来の実
施形態を示す図、

【図５】マーク波形の例を説明する図、

【図６】波形補正方法の説明図、

【図７】波形補正方法の説明図

【符号の説明】

１投影光学系２位置合わせ用照明手段３ビームスプリッタ４結像光学系５結像光学系６撮像装置７Ａ／Ｄ変換装置８積算装置９位置計測装置１０ステージ駆動手段１１ＸＹステージ１０１波形補正工程１０２一致度算出工程１０３最大一致度位置算出工程

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2F065 BB27 CC18 CC19 CC20 EE11 FF04 FF61 HH03 JJ03 JJ26 LL06 LL46 MM03 PP01 PP12 PP22 PP23 QQ03 QQ13 QQ17 QQ18 QQ29 QQ36 RR02 RR10 5F046 BA03 EA03 EA09 EB01 ED02 FA10 FC04 FC06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被検出物体上に形成されたマークの位置を
計測する位置計測方法において、該マークから得られる
マーク波形と基準波形との波形差に応じて該マーク波形
と該基準波形の一方又は両方を補正した後、位置検出を
行うことを特徴とする位置計測方法。
【請求項２】補正後に該マーク波形と該基準波形の差分
が最小になるように、波形内の各位置に対する補正量を
定める補正関数のパラメータを計算して補正量を決定
し、該決定された補正量で該マーク波形または該基準波
形のいずれか、または両方を補正することを特徴とする
請求項１記載の位置計測方法。
【請求項３】該基準波形が予め設定してあるテンプレー
ト波形であることを特徴とする請求項２記載の位置計測
方法。
【請求項４】該基準波形が該マークから得られる左右波
形の一方であることを特徴とする請求項２記載の位置計
測方法。
【請求項５】該補正関数のパラメータを最小自乗法によ
って決定することを特徴とする請求項３又は４記載の位
置計測方法。
【請求項６】該補正関数が直線を表わす式で示されるこ
とを特徴とする請求項５記載の位置計測方法。
【請求項７】補正後の該マーク波形と該基準波形につい
て、両者の一致度を計算し、最大一致度の得られる位置
から該マークの位置を検出することを特徴とする請求項
５又は６記載の位置計測方法。
【請求項８】該一致度計算を該補正後の該基準波形との
相関係数を求めて計算することを特徴とする請求項７記
載の位置計測方法。
【請求項９】ウエハ上のアライメントマークの位置を検
出して位置合わせを行いレチクル上のパターンを該ウエ
ハ上に転写する半導体露光装置において、該アライメン
トマークを撮像して得られるマーク波形と基準波形との
波形差に応じて該マーク波形と該基準波形の一方又は両
方を補正した後、位置検出を行うことを特徴とする半導
体露光装置。
【請求項１０】補正後に該マーク波形と該基準波形の差
分が最小になるように、波形内の各位置に対する補正量
を定める補正関数のパラメータを計算して補正量を決定
し、該決定された補正量で該マーク波形または該基準波
形のいずれか、または両方を補正することを特徴とする
請求項９記載の半導体露光装置。
【請求項１１】該補正関数のパラメータを最小自乗法に
よって決定することを特徴とする請求項１０記載の半導
体露光装置。
【請求項１２】該補正関数が直線を表わす式で示される
ことを特徴とする請求項１１記載の半導体露光装置。
【請求項１３】該補正後の該マーク波形と該基準波形の
一致度を算出する一致度算出工程を、該基準波形の位置
を移動しながら行い、一致度が最大となる位置を該アラ
イメントマーク位置とする事を特徴とする請求項１１又
は１２記載の半導体露光装置。
【請求項１４】該一致度の算出を該マーク波形と該基準
波形の相関係数を計算して求めることを特徴とする請求
項１３記載の半導体露光装置。
【請求項１５】該基準波形がテンプレートであることを
特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載の半導
体露光装置。
【請求項１６】該基準波形が該マーク波形をある位置に
おいて対称に折り返した左右マーク波形どちら一方であ
る事を特徴とする請求項９〜１４のいずれか１項に記載
の半導体露光装置。