JPH08115869A

JPH08115869A - 位置合わせ方法

Info

Publication number: JPH08115869A
Application number: JP6252244A
Authority: JP
Inventors: Takechika Nishi; 健爾西
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1994-10-18
Filing date: 1994-10-18
Publication date: 1996-05-07

Abstract

(57)【要約】【目的】ＥＧＡ方式でアライメントを行う際に、非線
形誤差成分の大きい跳びショットを正確に除去する。【構成】Ｎ個のサンプルショットからｍ番目のサンプ
ルショットを除去してＥＧＡ計算を行ってアライメント
誤差の非線形成分の評価関数Ｄ（ｍ，ｎ）を求め（ステ
ップ１１４〜１１７）、順次非線形成分が最悪となるサ
ンプルショットを除去した残りのサンプルショットにつ
いてステップ１１４〜１１７を繰り返す。更に、ｍの値
を１からＮまで変えて同様の工程を繰り返し、評価関数
Ｄ（ｍ，ｎ）のｎの値が４〜（Ｎ−２）までの平均値Ｔ
（ｍ）が最小となるときのサンプルショットの組合せか
ら跳びショットを選ぶ（ステップ１２４〜１２６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばウエハの各ショ
ット領域上に順次レチクルのパターンを露光する露光装
置において、統計処理により算出した配列座標に基づい
てウエハの各ショット領域を順次露光位置に位置合わせ
する場合に適用して好適な位置合わせ方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体素子又は液晶表示素子等をフォト
リソグラフィ工程で製造する際に、フォトマスク又はレ
チクル等（以下、一例として「レチクル」を使用する）
のパターン像を投影光学系を介して感光材が塗布された
ウエハ上の各ショット領域に投影する投影露光装置が使
用されている。この種の投影露光装置として近年は、ウ
エハを２次元的に移動自在なステージ上に載置し、この
ステージによりウエハを歩進（ステッピング）させて、
レチクルのパターン像をウエハ上の各ショット領域に順
次露光する動作を繰り返す、所謂ステップ・アンド・リ
ピート方式の露光装置、特に、縮小投影型の露光装置
（ステッパー）が多用されている。

【０００３】例えば半導体素子はウエハ上に多数層の回
路パターンを重ねて露光することにより形成されるの
で、２層目以降の回路パターンをウエハ上に投影露光す
る際には、ウエハ上の既に回路パターンが形成された各
ショット領域とレチクルのパターン像との位置合わせ、
即ちウエハとレチクルとの位置合わせ（アライメント）
を精確に行う必要がある。従来のステッパー等における
ウエハの位置合わせは、次のようなエンハンスト・グロ
ーバル・アライメント（以下、「ＥＧＡ」という）方式
で行われていた（例えば特開昭６１−４４４２９号公報
参照）。

【０００４】即ち、ウエハ上には、ウエハマークと呼ば
れる位置合わせ用のマークがそれぞれ付設された複数の
ショット領域（チップパターン）が形成されており、こ
れらショット領域は、予めウエハ上に設定された配列座
標に基づいて規則的に配列されている。しかしながら、
ウエハ上の複数のショット領域の設計上の配列座標値
（ショット配列）に基づいてウエハをステッピングさせ
ても、以下のような要因により、ウエハが精確に位置合
わせされるとは限らない。 (1) ウエハの残存回転誤差（ローテーション）θ (2) ステージ座標系（又はショット配列）の直交度誤差
ｗ (3) ウエハの線形伸縮（スケーリング）Ｒｘ，Ｒｙ (4) ウエハ（中心位置）のオフセット（平行移動）Ｏ
ｘ，Ｏｙ

【０００５】この際、これら４個の誤差量（６個のパラ
メータ）に基づくウエハの座標変換は一次変換式で記述
できる。そこで、ウエハマークが付設された複数のショ
ット領域が規則的に配列されたウエハに対し、このウエ
ハ上の座標系（ｘ，ｙ）を静止座標系としてのステージ
上の座標系（Ｘ，Ｙ）に変換する一次変換モデルを、６
個の変換パラメータａ〜ｆを用いて次のように表現する
ことができる。

【０００６】

【数１】

【０００７】この変換式における６個の変換パラメータ
ａ〜ｆは、以下のようにＥＧＡ方式により求めることが
できる。この場合、ウエハ上の複数の露光対象とするシ
ョット領域（チップパターン）の中から幾つか選び出さ
れたショット領域（以下、「サンプルショット」とい
う）の各々に付随した座標系（ｘ，ｙ）上の設計上の座
標がそれぞれ（ｘ₁，ｙ₁），（ｘ₂，ｙ₂），‥‥，
（ｘ_n，ｙ_n）であるウエハマークに対して所定の基準
位置への位置合わせ（アライメント）を行う。そして、
そのときのステージ上の座標系（Ｘ，Ｙ）での実際の座
標値（ＸＭ₁，ＹＭ₁），（ＸＭ₂，ＹＭ₂），‥‥，
（ＸＭ_n，ＹＭ_n）を計測する。

【０００８】また、選び出されたウエハマークの設計上
の配列座標（ｘ_i，ｙ_i）（ｉ＝１，‥‥，ｎ）を上述
の一次変換モデルに代入して得られる計算上の配列座標
（Ｘ _i，Ｙ_i）とアライメント時の計測された座標（Ｘ
Ｍ_i，ＹＭ_i）との差分（△ｘ，△ｙ）をアライメント
誤差と考える。また、アライメント誤差のｘ成分及びｙ
成分の自乗和、即ち次式のように差分（Ｘ_i−ＸＭ_i）
² のｉに関する積算値と、差分（Ｙ_i−ＹＭ_i）² のｉ
に関する積算値との和で表される量が残留誤差成分であ
る。

【０００９】

【数２】

【００１０】そして、その残留誤差成分を６個の変換パ
ラメータａ〜ｆで順次偏微分し、その値が０となるよう
な方程式をたてて、それら６個の連立方程式を解けば６
個の変換パラメータａ〜ｆが求められる。このように最
小自乗法により、（数１）の６個の変換パラメータａ〜
ｆを求める計算をＥＧＡ計算と呼ぶ。これ以降は、変換
パラメータａ〜ｆを係数とした一次変換式を用いて計算
した配列座標に基づいて、ウエハの各ショット領域の位
置合わせを行うことができる。あるいは、一次変換式で
は近似精度が良好でない場合には、例えば２次以上の高
次式を用いてウエハの位置合わせを行うようにしてもよ
い。

【００１１】上記の如き従来のＥＧＡ方式のアライメン
ト方法においては、複数のサンプルショットの中に、ア
ライメント誤差から線形成分を差し引いて得られる非線
形成分が他のサンプルショットに比べて特に大きい所謂
跳びショットが含まれている場合があった。このような
跳びショットは、ウエハ上のそのサンプルショットに属
するウエハマークの崩れ等に起因する計測エラー、又は
ウエハ上の局所的な非線形歪み、あるいは第１層目のレ
チクルパターンをウエハ上に転写するときのウエハステ
ージの位置決め誤差等により発生するものであるため、
他のショット領域の配列座標を算出する場合にはそのよ
うな跳びショットのアライメントデータ（計測された座
標値）は除外（リジェクト）することが望ましい。

【００１２】そのため、従来は次の〜のようにして
跳びショットを検出し、検出された跳びショットを排除
（リジェクト）してＥＧＡ方式のアライメントを行って
いた。アライメント誤差が所定の基準値以上となるショット
領域を跳びショットとする。例えば図６（ａ）は、露光
対象とするウエハ４１上に分布するサンプルショットの
アライメント誤差の一例を誇張して示し、この図６
（ａ）において、ウエハ４１上の座標系（ｘ，ｙ）上
で、サンプルショットを含む各ショット領域の設計上の
配列座標が定められている。これに対して、ウエハ４１
が載置されるウエハステージの座標系であるステージ座
標系（Ｘ，Ｙ）上で、８個のサンプルショットＳＢ₁〜
ＳＢ₈の座標値（正確にはウエハマークの座標値）が計
測される。

【００１３】そして、８個のサンプルショットＳＢ₁〜
ＳＢ₈のアライメント誤差がそれぞれベクトルＶＢ₁〜
ＶＢ₈で表されている。例えばベクトルＶＢ₁の起点
は、サンプルショットＳＢ₁のステージ座標系（Ｘ，
Ｙ）上での設計上の中心座標を表し、ベクトルＶＢ₁の
終点は、サンプルショットＳＢ₁のステージ座標系
（Ｘ，Ｙ）上での計測された中心座標を表す。この場合
のステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での設計上の中心座標と
は、（数１）に６個のパラメータａ〜ｆの概算値と、ウ
エハ上の座標系での設計値とを代入することにより算出
される。また、６個のパラメータａ〜ｆの概算値とは、
例えば、上述の６個のパラメータを線形伸縮を等方的と
みなし（Ｒｘ＝Ｒｙ）、直交度誤差ｗを０とみなして、
ウエハ４１上の２つの２次元のアライメントマークの位
置をステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上で計測するという所謂
グローバル・アライメントにより求められる。

【００１４】図６（ｂ）は、図６（ａ）の８個のサンプ
ルショットＳＢ₁〜ＳＢ₈のアライメント誤差のベクト
ルの絶対値｜ＶＢ₁|〜｜ＶＢ₈|を示し、この絶対値が所
定の基準値ＶＢ以上となるサンプルショット、即ち２番
目のサンプルショットＳＢ₂が排除される。ＥＧＡ計算を行うことにより、アライメント誤差を線
形成分と非線形成分とに分けて、非線形成分が所定の基
準値以上となるサンプルショットを排除する。

【００１５】図７（ａ）は、ウエハ４１上の８個のサン
プルショットＳＢ₁〜ＳＢ₈のアライメント誤差のベク
トルＶＢ₁〜ＶＢ₈の別の例を示し、図７（ｂ）は、そ
れらサンプルショットＳＢ₁〜ＳＢ₈毎のベクトルＶＢ
₁〜ＶＢ₈の絶対値（アライメント誤差の絶対値）を示
す。この場合、各サンプルショットのウエハ４１上の座
標系での設計上の配列座標値、及びステージ座標系での
計測された座標値に対して、ＥＧＡ計算により（数１）
を最小自乗法的に満たす６個の変換パラメータａ〜ｆの
値を求め、これら６個の変換パラメータａ〜ｆと、設計
上の配列座標値とを（数１）に代入して、各サンプルシ
ョットＳＢ₁〜ＳＢ₈のステージ座標系での線形誤差を
除いた計算上の配列座標値を算出する。最初の計算上の
配列座標から、その線形誤差を除いた計算上の配列座標
値までのベクトルが、アライメント誤差の線形成分のベ
クトルである。

【００１６】そして、図７（ａ）のアライメント誤差の
ベクトルから線形成分のベクトルを差し引くと、図８
（ａ）に示すように、サンプルショットＳＢ₁〜ＳＢ₈
毎にそれぞれ非線形成分のベクトルＶＢＮ₁〜ＶＢＮ₈
が得られる。図８（ｂ）は、サンプルショットＳＢ₁〜
ＳＢ₈毎のアライメント誤差の非線形成分のベクトルの
絶対値｜ＶＢＮ₁|〜｜ＶＢＮ₈|を示し、この非線形成分
の絶対値が所定の基準値より大きいサンプルショット、
例えば８番目のサンプルショットＳＢ₈が排除される。

【００１７】ウエハ上のサンプルショット毎にアライ
メント誤差のベクトルの絶対値の標準偏差を計算し、ア
ライメント誤差のベクトルの絶対値がその標準偏差の所
定倍以上となるサンプルショットを排除する。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来の技術
のうちで、のようにアライメント誤差のベクトルの絶
対値が所定の基準値以上となるサンプルショットを排除
する方法では、例えば図６（ａ）の場合を例に取ると、
全体から見ると方向のバランスが悪いベクトルＶＢ₈で
も、絶対値が小さいために排除されないという不都合が
ある。また、ウエハ４１全体の回転、直交度、又は線形
伸縮（スケーリング）が特に大きい場合は、その所定の
基準値（図６（ｂ）の基準値ＶＢに対応する値）をかな
り大きくしない限り、殆どのサンプルショットが排除の
対象となり、高精度な位置合わせができなくなる。ま
た、排除されるアライメント誤差のベクトルの方向によ
っては、逆に非線形成分が強調されるなど、排除すべき
サンプルショットを間違える場合もあった。

【００１９】次に、のようにＥＧＡ計算を行って線形
成分の補正を行い、得られた非線形成分の絶対値を所定
の基準値と比較する方法では、の場合のように排除す
べきサンプルショットを間違える確率はかなり減少す
る。しかしながら、の方法で計算される線形成分は、
本来排除されるべき跳びショットの座標値を用いて計算
されているため、正確な線形成分が得られていないとみ
なされる。従って、最終的に得られるアライメント誤差
の非線形成分の絶対値（図８（ｂ）の分布に相当するも
の）の値も不正確となり、例えば所定の基準値の近傍で
は排除すべきサンプルショットを間違える恐れがある。

【００２０】また、のようにアライメント誤差の絶対
値の標準偏差に基づいて、排除の基準値を統計学的に変
動値とした場合にも、線形成分を差し引いていないため
に、の場合と同様に排除すべきサンプルショットを間
違える場合がある。更に、の方法をの方法と組み合
わせることも考えられるが、これでも計算の根拠とし
て、排除されるべきサンプルショットのアライメント誤
差が含まれているために、例えばその基準値の近傍で排
除すべきサンプルショットを間違える恐れがあるのは
の方法と同じである。

【００２１】本発明は斯かる点に鑑み、処理対象とする
ウエハ上のサンプルショットの位置を予め実際に計測し
て得られた結果に基づいて、統計処理により変換パラメ
ータを求め、この変換パラメータを用いて算出された計
算上の配列座標に基づいてウエハ上の各ショット領域の
位置合わせを行う位置合わせ方法において、サンプルシ
ョット中のアライメント誤差の非線形成分の大きい跳び
ショットを正確に排除して、高精度に位置合わせするこ
とを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明による位置合わせ
方法は、例えば図１〜図３に示すように、基板（４）上
に設定された第１の座標系（ｘ，ｙ）上の配列座標に基
づいて基板（４）上に配列された複数の被加工領域（Ｅ
Ｓ₁〜ＥＳ_M)の各々を、その基板の移動位置を規定する
第２の座標系（Ｘ，Ｙ）内の所定の加工位置に対して位
置合わせする方法において、複数の被加工領域（ＥＳ₁,
ＥＳ_M)のうち、予め選択されたＮ個（Ｎは６以上の整
数）のサンプル領域（ＳＡ₁〜ＳＡ_N)の第２の座標系
（Ｘ，Ｙ）上での座標位置を計測する第１工程（ステッ
プ１１０）と、この第１工程で計測されたＮ個のサンプ
ル領域（ＳＡ₁〜ＳＡ_N)の座標位置データから、ｍ番目
（ｍの初期値は１）のサンプル領域を除いた（Ｎ−１）
個の座標位置データを統計処理し、それぞれの座標位置
データの非線形誤差成分、及びこれら（Ｎ−１）個の非
線形誤差成分のばらつき（最悪値、又は標準偏差の３倍
等）Ｄ（ｍ，Ｎ−１）を求める第２工程（ステップ１１
４〜１１７）と、この第２工程で求められた非線形誤差
成分の最も大きなサンプル領域を除いて（Ｎ−２）個の
サンプル領域を求める第３工程（ステップ１１８）と、
を有する。

【００２３】更に本発明は、その第３工程で求められた
（Ｎ−２）個のサンプル領域について、残されたサンプ
ル領域の個数が所定の下限値Ｎ_minに達するまでその第
２工程、及び第３工程を繰り返して、それぞれ非線形誤
差成分のばらつきＤ（ｍ，ｎ）（ｎは（Ｎ−２）からＮ
_minまでの整数）を求めた後、このばらつきＤ（ｍ，
ｎ）の平均値Ｔ（ｍ）を求める第４工程（ステップ１１
４〜１２０，１２４）と、そのｍの値を１ずつＮまで増
加させながらそれぞれその第２工程から第４工程までを
繰り返して、非線形誤差成分のばらつきＤ（ｍ，ｎ）、
及びこのばらつきＤ（ｍ，ｎ）の平均値Ｔ（ｍ）を求め
る第５工程（ステップ１１４〜１２４）と、それら第４
工程及び第５工程で求められたＮ個の平均値Ｔ（ｍ）の
中で、最も小さい平均値を与えるｍの値をＭとして、そ
の非線形誤差成分のばらつきＤ（Ｍ，ｎ）が所定の上限
値Ｄ_max以下となるときに残されているｎ個のサンプル
領域を求める第６工程（ステップ１２５，１２６）と、
を有し、この第６工程で残されたｎ個のサンプル領域の
その第１工程で計測された座標位置データを統計処理し
て、基板（４）上の複数の被加工領域（ＥＳ₁〜ＥＳ_M)
の各々の第２の座標系（Ｘ，Ｙ）上の座標位置を算出す
る（ステップ１２７）ものである。

【００２４】

【作用】斯かる本発明は、従来の例えば半導体素子の製
造プロセスにおける跳びショットの発生確率が、通常は
１ウエハ当たり多くても２個以下であることに着目して
なされたものである。そして、基板（４）上の複数の被
加工領域からＮ個のサンプル領域（サンプルショットＳ
Ａ₁〜ＳＡ_N)を選択し、先ず最初の第２工程において、
１番目のサンプル領域の座標位置データを除去して、残
された（Ｎ−１）個の座標位置データの非線形誤差成
分、及びこのばらつきＤ（１，Ｎ−１）を求める。

【００２５】その後、残されたサンプル領域の個数がＮ
_minになるまで、順次２個目、３個目、…のサンプル領
域を除去する際には、それぞれ残されたサンプル領域の
中で非線形誤差成分が最悪値になっているものを除去し
て、非線形誤差成分のばらつきＤ（１，ｎ）（ｎ＝Ｎ−
２，Ｎ−１，…，１）を求め、これらの（Ｎ−２）個の
ばらつきの平均値Ｔ（１）も求める。そのＮ_minの値
は、第１の座標系（ｘ，ｙ）から第２の座標系（Ｘ，
Ｙ）への変換関数のパラメータの個数に応じて定まる値
であり、（数１）のように６個のパラメータを使用する
場合には、サンプル領域の個数が３個（座標データで６
個）になると非線形誤差成分は０になるため、Ｎ_minの
値は４である。

【００２６】次に、再びＮ個のサンプル領域の座標位置
データを揃えて第２工程に移行して、今度は２番目のサ
ンプル領域の座標位置データを除去して、残された（Ｎ
−１）個の座標位置データの非線形誤差成分、及びこの
ばらつきＤ（２，Ｎ−１）を求める。その後、非線形誤
差成分が最悪値になっているものを選択するようにし
て、残されたサンプル領域の個数がＮ_minになるまで、
順次２個目、３個目、…のサンプル領域を除去して、非
線形誤差成分のばらつきＤ（２，ｎ）を求め、これら
（Ｎ−２）個のばらつきの平均値Ｔ（２）も求める。以
下、同様に３番目のサンプル領域〜Ｎ番目のサンプル領
域を除去して同じ動作を繰り返して、非線形誤差成分、
このばらつきＤ（ｍ，ｎ）、及びこられの平均値Ｔ
（ｍ）を求めると、Ｎ通りの組合せが得られる。

【００２７】そして、本発明では、平均値Ｔ（ｍ）（ｍ
＝１〜Ｎ）が最も小さくなるときの変数ｍの値をＭとし
て、最初にＮ個のサンプル領域からＭ番目のサンプル領
域を除去したときに次第に除去されたサンプル領域の組
合せ（これをＭ群とする）を跳びショットとして除去す
る対象とする。この場合、その平均値Ｔ（ｍ）は、Ｎ個
のサンプル領域から２個のサンプル領域を除去した後の
（Ｎ−２）個の非線形誤差成分のばらつきの平均値であ
るため、跳びショットが２個である場合には、これら２
個の跳びショットが除かれているときに平均値Ｔ（ｍ）
は最小となる。従って、本発明によれば、特に跳びショ
ットが２個までの場合には正確に跳びショットを除去で
きる。また、そのＭ群の中でばらつきＤ（Ｍ，ｎ）が所
定の上限値Ｄ_max以下になるときには、残されているサ
ンプル領域の非線形誤差成分の値は小さいため、跳びシ
ョットは除去されているとみなせる。

【００２８】

【実施例】以下、本発明による位置合わせ方法の一実施
例につき図面を参照して説明する。図２は、本実施例の
位置合わせ方法が適用される投影露光装置を示し、この
図２において、照明光学系１からの露光用の照明光ＩＬ
はレチクル２上のパターンを均一な照度分布で照明し、
そのパターンの投影光学系３を介した縮小像は、フォト
レジストが塗布されたウエハ４上の各ショット領域に露
光される。ここでは、投影光学系３の光軸ＡＸに平行に
Ｚ軸を取り、Ｚ軸に垂直な平面内で図２の紙面に平行に
Ｘ軸を取り、図２の紙面に垂直にＹ軸を取る。

【００２９】ウエハ４はウエハホルダ５を介してウエハ
ステージ６上に保持され、ウエハステージ６は、Ｘ方向
及びＹ方向にウエハ４の位置決めを行うＸＹステージ、
Ｚ方向にウエハ４を移動させるＺステージ、回転を行う
θステージ、並びにウエハ４の傾斜角の補正を行うレベ
リングステージ等から構成されている。また、ウエハス
テージ６の上面に固定された２軸用の移動鏡７（図２で
はＸ軸用のみが示されている）により外部の２軸レーザ
干渉計８からのレーザビームが反射され、レーザ干渉計
８によりウエハステージ６のＸ座標、及びＹ座標が常時
計測されている。このようにレーザ干渉計８により計測
される座標（Ｘ，Ｙ）に基づいて定まる座標系を、ステ
ージ座標系、又は静止座標系と呼ぶ。計測された座標
（Ｘ，Ｙ）は装置全体の動作を統轄する主制御系９に供
給され、その計測された座標に基づいて主制御系９は、
ウエハステージ駆動系１０を介してウエハステージ６の
位置決め動作を制御する。

【００３０】一般に、半導体デバイス等は、レチクルの
パターンをウエハ上の各ショット領域に投影露光して現
像等を行うという工程を、１０回〜２０回繰り返すこと
で製造されるため、これから露光するレチクル２のパタ
ーンとそれまでの工程でウエハ４の各ショット領域に形
成されている回路パターンとの位置合わせを正確に行う
必要がある。このため、図２の投影露光装置には、ウエ
ハ４上の各ショット領域に付設されたウエハマークの座
標を検出するための、オフ・アクシス方式で且つ撮像方
式のアライメント系１１、及びＴＴＬ（スルー・ザ・レ
ンズ）方式で、且つレーザ・ステップ・アライメント方
式（ＬＳＡ方式）のアライメント系１５が設けられてい
る。なお、アライメント系１５としては、撮像方式、又
は所謂２光束干渉方式等も使用できるが、本実施例では
一例としてＬＳＡ方式を用いている。同様に、アライメ
ント系１１としては、ＬＳＡ方式等も使用できる。

【００３１】この場合、アライメント系１１中にはＸ
軸、及びＹ軸用の撮像素子が組み込まれ、それら２個の
撮像素子から撮像信号処理系１４に対して、それぞれウ
エハマークを撮像して得られた撮像信号が供給される。
撮像信号処理系１４にはレーザ干渉計８で計測される座
標（Ｘ，Ｙ）も供給されており、撮像信号処理系１４
は、例えば検出対象のＸ軸用のウエハマークの像が所定
の指標マークに合致しているときのＸ座標（Ｙ軸用のウ
エハマークの場合にはＹ座標）を検出して主制御系９に
供給する。これにより、主制御系９は、ウエハ４の計測
対象のショット領域に付設されたウエハマークの座標
（Ｘ，Ｙ）を認識できる。

【００３２】一方、ＴＴＬ方式のアライメント系１５か
ら射出される検出用のレーザビームは、光路折り曲げ用
のミラー１６を経て投影光学系３に入射し、投影光学系
３を通過したレーザビームは、図３（ｂ）に示すよう
に、Ｙ方向に長いスリット状の光スポット１７としてウ
エハ４上に集光される。図２のウエハステージ６を駆動
して、光スポット１７に対してウエハ４上の検出対象の
Ｘ軸用のウエハマークＭｘ_iをＸ方向に横切るように移
動させる。ウエハマークＭｘ_iは、それぞれＹ方向に所
定ピッチで配列されたドット列よりなるパターンをＸ方
向に複数列連ねたものであり、ウエハマークＭｘ_iが光
スポット１７を横切るときに所定の方向に回折光が射出
されることから、ウエハマークＭｘ_iのＸ座標が検出さ
れる。

【００３３】図２に戻り、ウエハ４上の光スポット１７
のウエハマークによる回折光は、投影光学系３及びミラ
ー１６を経てアライメント系１５に戻り、アライメント
系１５からアライメント信号処理系１８に対して、その
回折光を光電変換して得られるアライメント信号が供給
される。アライメント信号処理系１８にはレーザ干渉計
８で計測される座標（Ｘ，Ｙ）も供給されており、アラ
イメント信号処理系１８は、光スポット１７がＸ軸用の
ウエハマークの中心位置にあるときのＸ座標を検出して
主制御系８に供給する。また、Ｙ軸用のアライメント系
（不図示）も設けられており、そのアライメント系、及
びアライメント信号処理系１８によりＹ軸用のウエハマ
ークに対応するＹ座標が検出され、このＹ座標も主制御
系９に供給されている。

【００３４】基本的な動作としては、先ずウエハ４がウ
エハホルダ５上にロードされると、主制御系９はウエハ
ステージ駆動系１０、及びウエハステージ６を介してウ
エハ４をＸＹ平面内で移動させることにより、ウエハ４
上のサンプルショットに付設されたウエハマークをアラ
イメント系１５（又はＹ軸用のアライメント光学系）か
ら光スポットが照射される位置の近傍に設定する。この
場合のウエハ４の位置決め（粗いアライメント）は、例
えばウエハ４上の座標系上で規定されている各ショット
領域の座標に基づいて行われる。その後、ウエハ４をＸ
方向、又はＹ方向に移動させることにより、アライメン
ト信号処理系１８により当該ウエハマークの座標が高精
度に計測される。主制御系９では、そのように計測され
た各サンプルショットのウエハマークの座標を用いて後
述のようにウエハ４上の全てのショット領域のステージ
座標系（Ｘ，Ｙ）での配列座標を算出し、この算出結果
に基づいてステップ・アンド・リピート方式で各ショッ
ト領域にレチクル２のパターン像を露光させる。なお、
アライメント系としては、オフ・アクシス方式のアライ
メント系１１を使用してもよい。

【００３５】次に、本実施例におけるアライメント方法
（位置合わせ方法）につき詳細に説明する。（Ａ）基本的なアライメント方法図３（ａ）は本例のウエハ４のショット配列の一例を示
し、この図３（ａ）において、ウエハ４上にＭ個（図３
（ａ）ではＭ＝６８）のショット領域ＥＳ₁〜ＥＳ_Mが
配列され、各ショット領域ＥＳ_j(ｊ＝１〜Ｍ）にはそれ
ぞれ回路パターンが形成され、且つＸ軸用のウエハマー
クＭｘ_j、及びＹ軸用のウエハマークＭｙ_jが付設され
ている。この場合、ウエハ４上に設定された試料座標系
（ｘ，ｙ）上で各ウエハマークＭｘ_jの中心のｘ座標ｘ
_j、及びＹ軸用の各ウエハマークＭｙ_jのｙ座標ｙ
_jが、設計座標として予め図１の主制御系９の記憶装置
に記憶されている。以下では、ウエハマークＭｘ_jの中
心のｘ座標、及びウエハマークＭｙｊの中心のｙ座標
をショット領域ＥＳ_jの中心の試料座標系でのｘ座標、
及びｙ座標とみなし、ウエハマークの座標をショット領
域の座標とみなす。なお、実際にはウエハマークの中心
座標と対応するショット領域の中心座標との間には所定
のオフセットがあるが、ここでは簡単のためそのオフセ
ットは無視する。

【００３６】このとき、６個の変換パラメータａ〜ｆを
用いて、（数１）の変換式により試料座標系（ｘ，ｙ）
からステージ座標系（Ｘ，Ｙ）への変換関係を定義す
る。そして、それら６個の変換パラメータの値を決定す
るために、それらＭ個のショット領域の中から選ばれた
Ｎ個（４≦Ｎ≦Ｍ）のショット領域、即ちＮ個のサンプ
ルショットＳＡ₁〜ＳＡ_Nについて、図１のアライメン
ト系１５を用いてそれぞれに付設されたＸ軸用のウエハ
マークのＸ座標ＸＭ_i、及びＹ軸用のウエハマークのＹ
座標ＹＭ_i(ｉ＝１〜Ｎ）を計測する。このように計測さ
れた座標（ＸＭ_i，ＹＭ_i)から設計上の配列座標
（ｘ_i，ｙ_i)を差し引いて得られるベクトル（Δｘ_i，
Δｘ_i)がアライメント誤差のベクトルである。

【００３７】次に、各サンプルショットＳＡ_iの設計上
の配列座標（ｘ_i，ｙ_i)を（数１）の座標（ｘ，ｙ）と
して代入することにより、各サンプルショットのステー
ジ座標系（Ｘ，Ｙ）での計算上の配列座標（Ｘ_i，Ｙ_i)
を６個の変換パラメータ、及び設計上の配列座標の関数
として表す。そして、（数２）で表されている、Ｎ個の
サンプルショットのアライメント誤差の自乗和、即ち残
留誤差成分が最小になるように、ＥＧＡ計算により６個
の変換パラメータの値を決定する。

【００３８】その後、決定された６個の変換パラメー
タ、及び各サンプルショットＳＡ_iの設計上の配列座標
（ｘ_i，ｙ_i)を（数１）に代入することにより、各サン
プルショットＳＡ_iの最終的な計算上の配列座標
（Ｘ_i，Ｙ_i)を求める。このときの、計算上の配列座標
（Ｘ_i，Ｙ_i)から設計上の配列座標（ｘ_i，ｙ_i)を差し
引いて得られるベクトルが線形誤差成分のベクトルであ
り、計測された座標（ＸＭ_i，ＹＭ_i)からその計算上の
配列座標（Ｘ_i，Ｙ_i)を差し引いて得られるベクトルが
非線形誤差成分のベクトルである。そして、本例では、
後述のように非線形誤差成分のベクトルの絶対値が大き
いサンプルショットについては、跳びショットとみなし
て除外し、残されたサンプルショットについて計測され
た配列座標に基づいてＥＧＡ計算により６個の変換パラ
メータを定める。その後、（数１）を用いてウエハ上の
全ショット領域の配列座標を算出し、この配列座標に従
ってウエハの各ショット領域を順次露光位置に位置決め
して露光を行う。以下でその跳びショットの除去方法の
具体例について説明する。

【００３９】（Ｂ）跳びショットの除去方法図１のフローチャートを参照して、本例における跳びシ
ョットの除去方法につき説明する。この場合、一例とし
て、ウエハ４上のショット配列を図４（ａ）の配列であ
るとみなし、それらショット領域中から選択された１０
個のショット領域をサンプルショットＳＡ₁〜ＳＡ₁₀と
する。即ち、サンプルショットの個数Ｎは１０である。
また、以下の例ではサンプルショットの個数Ｎは６以上
である。

【００４０】先ず、図１のステップ１１０において、Ｎ
個（Ｎ＝１０）のサンプルショットＳＡ₁〜ＳＡ_Nにつ
いて、ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での座標値を計測し、
ステップ１１１において、Ｎ個の計測された座標値（ア
ライメントデータ）（ＸＭ_i，ＹＭ_i)を用いてＥＧＡ計
算により（数１）の６個の変換パラメータの値を決定す
る。

【００４１】その後、ステップ１１２において、決定さ
れた変換パラメータを（数１）に代入して求めた各サン
プルショットの計算上の配列座標（Ｘ_i，Ｙ_i)（ｉ＝１
〜Ｎ）から設計上の配列座標（ｘ_i，ｙ_i)を差し引い
て、アライメント誤差の線形成分（線形誤差成分）を求
める。そして、計測された座標値（アライメントデー
タ）（ＸＭ_i，ＹＭ_i)から計算上の配列座標（Ｘ_i，Ｙ
_i)を差し引いて、アライメント誤差の非線形成分（非線
形誤差成分）のベクトル（ＸＭ_i−Ｘ_i，ＹＭ_i−Ｙ_i)
を求める。これらＮ個の非線形成分のベクトルの絶対値
の最悪値（最大値）、又はそれらＮ個の非線形成分のベ
クトルの絶対値の標準偏差の３倍（これをＮＬＥ（３
σ）とする）を求め、その最悪値、又はＮＬＥ（３σ）
を非線形成分を示す関数Ｒ（Ｎ）とする。

【００４２】次に、図４（ａ）のＮ個のサンプルショッ
トから順次１つずつサンプルショットを除去していく
が、その準備としてステップ１１３において、初期化の
ために変数ｍを１、変数ｎを（Ｎ−１）、評価関数Ｄ
（Ｎ，Ｎ）を次のようにおく。

【００４３】

【数３】Ｄ（Ｎ，Ｎ）＝Ｒ（Ｎ）／（Ｎ−３）^1/2 この場合、変数ｍはＮ個のサンプルショットから最初に
除去するサンプルショットの順番を示し、変数ｎは残さ
れたサンプルショットの個数を示す。例えば、変数ｍが
１であると、図４（ｂ）に示すように１番目のサンプル
ショットＳＡ₁の計測データ（アライメントデータ）を
除去することを意味している。次にステップ１１４にお
いて、ｍ番目のサンプルショットを除去した残りのｎ個
のサンプルショットのアライメントデータを用いて、Ｅ
ＧＡ計算によって（数１）の６個の変換パラメータの値
を決定する。そして、ステップ１１５において、ｎ個の
アライメントデータの設計値からのずれ（アライメント
誤差）をそれぞれ線形成分と非線形成分とに分離し、ス
テップ１１６において、ｎ個の非線形成分のベクトルの
絶対値の最悪値、又は標準偏差の３倍であるＮＬＥ（３
σ）を関数Ｒ（ｎ）とする。

【００４４】次に、ステップ１１７において、関数Ｒ
（ｎ）を次式に代入してアライメント誤差の非線形成分
（非線形誤差成分）のばらつきの評価関数Ｄ（ｍ，ｎ）
を求める。なお、評価関数Ｄ（ｍ，ｎ）としては、その
他に例えばＲ（ｎ）／（ｎ−３）も使用できる。

【００４５】

【数４】Ｄ（ｍ，ｎ）＝Ｒ（ｎ）／（ｎ−３）^1/2 その後、ステップ１１５で求めたｎ個の非線形成分のベ
クトルの内で最も絶対値の大きい、即ち非線形成分が最
悪値となるサンプルショットのアライメントデータを除
去してから（ステップ１１８）、残りのサンプルショッ
トの個数ｎを（ｎ−１）に設定する（ステップ１１
９）。そして、ステップ１２０で残りのサンプルショッ
トの個数ｎが４以上であるかどうかを判定し、その個数
ｎが４以上であるときにはステップ１１４〜１１８を実
行して、先ほどより１個少ないサンプルショットについ
てＥＧＡ計算を行って、アライメント誤差の線形成分と
非線形成分とを求め、非線形成分のばらつきの評価関数
Ｄ（ｍ，ｎ）を求めた後、非線形成分が最悪値となるサ
ンプルショットを除去する。

【００４６】これを繰り返すことにより、ｍが１の場合
には、非線形成分のばらつきの評価関数Ｄ（１，Ｎ−
１），Ｄ（１，Ｎ−２），Ｄ（１，Ｎ−３），…，Ｄ
（１，４）が求められて記憶される。また、図４（ｃ）
に示すように、例えばサンプルショットＳＡ₁→ＳＡ₃
→ＳＡ₁₀→ＳＡ₆→ＳＡ₄の順にサンプルショットが除
去されるものとすると、このように除去されるサンプル
ショットの順番も記憶される。

【００４７】そして、ステップ１２０でサンプルショッ
トの個数ｎが３になると、ステップ１２１に移行して、
最初に除去するサンプルショットの順序ｍがＮに達した
かどうかが調べられる。順序ｍがＮに達していないとき
には、その順序ｍを（ｍ＋１）として（ステップ１２
２）、残されるサンプルショットの個数ｎの値を（Ｎ−
１）に戻した後（ステップ１２３）、その状態を初期状
態として再びステップ１１４〜１２０の動作を繰り返
す。これにより、非線形成分のばらつきの評価関数Ｄ
（２，Ｎ−１），Ｄ（２，Ｎ−２），…，Ｄ（２，４）
が求められる。更に、除去されるサンプルショットの順
序も記憶される。

【００４８】更に、最初に除去するサンプルショットの
順序ｍの値がＮになるまでステップ１１４〜１２３を繰
り返すことにより、Ｎ通りの非線形成分のばらつきの評
価関数Ｄ（ｍ，ｎ）（ｍ＝１〜Ｎ，ｎ＝（Ｎ−１）〜
４）、及びそのときに除去されるサンプルショットの順
序が求められる。そして、ステップ１２１で順序ｍがサ
ンプルショットの個数Ｎに達したときに、ステップ１２
４に移行して、Ｎ通りの評価関数Ｄ（ｍ，ｎ）につい
て、変数ｎの値が（Ｎ−２）から４までの平均値Ｔ
（ｍ）を求める。即ち、和記号Σが変数ｎについての
（Ｎ−２）から４までの（Ｎ−５）個の和を表すものと
して、次のようになる。

【００４９】

【数５】Ｔ（ｍ）＝ΣＤ（ｍ，ｎ）／（Ｎ−５）その後、これらＮ個の平均値Ｔ（ｍ）（ｍ＝１〜Ｎ）を
比較して、平均値Ｔ（ｍ）が最小値となるときのｍの値
Ｍを求める。このように最初にＭ番目のサンプルショッ
トを除去するときに、順次除去されるサンプルショット
の組合せを「Ｍ群のサンプルショット」と呼ぶ。本実施
例では、次のステップ１２５において、そのＭ群のサン
プルショット中で、評価関数Ｄ（Ｍ，ｎ）が平均値Ｔ
（Ｍ）に所定のばらつきを加算して得た値より小さくな
るときに除去されているサンプルショットを跳びショッ
トとする。即ち、評価関数Ｄ（Ｍ，ｎ）が次式を初めて
満たすときのｎの値ｎ₀を求める。

【００５０】

【数６】Ｔ（Ｍ）｛１＋１／（ｎ−３）^1/2｝≧Ｄ（Ｍ，ｎ）その後、ステップ１２６で、そのＭ群中で、最初に除去
されるＭ番目のサンプルショットから（Ｎ−ｎ₀）番目
に除去されるサンプルショットまでのアライメントデー
タを、跳びショットのデータとして除去する。そして、
ステップ１２７で、残されたｎ₀個のサンプルショット
のアライメントデータを用いて、ＥＧＡ計算で（数１）
の６個の変換パラメータの値を決定し、これら変換パラ
メータとウエハ４上の各ショット領域ＥＳ₁〜ＥＳ_Mの
設計上の配列座標とを（数１）に代入して、各ショット
領域のステージ座標系（Ｘ，Ｙ）での計算上の配列座標
を求め、これら計算上の配列座標に基づいて各ショット
領域の位置決めを行ってそれぞれレチクル２のパターン
像を露光する。その後、ステップ１２８に移行して例え
ば次のウエハへの露光を行う。

【００５１】ここで、（数４）で表される評価関数Ｄ
（ｍ，ｎ）、（数５）の平均値Ｔ（ｍ）、及び（数６）
に現れる閾値Ｔ（Ｍ）｛１＋１／（ｎ−３）^1/2につき
説明する。一般に、ステップ１１０で計測された配列座
標のデータ（アライメントデータ）の設計上の位置から
のずれ（アライメント誤差）は、各サンプルショットに
付設されたウエハマークの配列誤差、アライメント系に
おける計測誤差、ステージ位置ずれ誤差、及びデバイス
によるプロセス誤差からなり、これらの誤差は（数１）
と設計上の位置との誤差である線形誤差成分的な誤差、
又はそれ以外の非線形誤差成分的な誤差の何れかであ
る。しかしながら、ＥＧＡ計算、即ち最小自乗法による
計算により線形誤差成分は取り除かれるので、ここでは
非線形誤差に着目する。

【００５２】非線形誤差はガウス分布的誤差であれば線
形誤差決定時への影響は小さいが、それ以上に大きい跳
びショット的な誤差は線形誤差決定時に大きな影響を及
ぼす。そのため、ガウス分布と考えられる誤差以外の跳
びショットを判別して除去することが必要となる。最小
自乗近似計算では、残されたサンプルショットの個数が
３個（ｎ＝３）のときに非線形誤差が０となるので、算
出された非線形誤差にはサンプルショットの個数ｎに関
して（ｎ−３）^1/2に比例する信頼性があることにな
る。そこで、本実施例ではステップ１１７において、非
線形誤差成分の最悪値、又は標準偏差の３倍（３σ）で
ある関数Ｒ（ｎ）に、残されたサンプルショットの個数
ｎに応じて１／（ｎ−３）^1/2を乗じてやることで、サ
ンプルショットの個数ｎに依らずに非線形誤差成分のば
らつきを表す評価関数Ｄ（Ｍ，ｎ）を求めている。従っ
て、その評価関数Ｄ（ｍ，ｎ）はサンプルショットの個
数ｎに関係なく、非線形誤差成分のばらつきの大きさを
表している。但し、ばらつきの分布がガウス分布でない
場合、例えば１／（ｎ−３）にほぼ比例した信頼性とな
ることもあり、このときには１／（ｎ−３）を用いても
よい。

【００５３】そして、跳びショットの個数は２個以下で
あると仮定して、ステップ１２４において、サンプルシ
ョットの個数ｎについて４〜（Ｎ−２）までの評価関数
Ｄ（ｍ，ｎ）を平均化した平均値Ｔ（ｍ）を求めてい
る。この平均値Ｔ（ｍ）は、ガウス分布の非線形誤差成
分のばらつきをサンプルショットの個数ｎに関して規格
化した定数と考えられる。従って、平均値Ｔ（ｍ）が最
小になるときには（ｍ＝Ｍ）、既に２個の跳びショット
が除去されたと考えられるため、そのＭ群に跳びショッ
トが含まれている確率が最も高い。そのＭ群中から跳び
ショットを特定するために、ステップ１２５において、
Ｍ群の評価関数Ｄ（Ｍ，ｎ）を（数６）のように比較し
ている。

【００５４】図５（ａ）は、図４（ａ）の１０個のサン
プルショットに対して求められたＭ群の評価関数Ｄ
（Ｍ，ｎ）を、残されたサンプルショットの個数ｎに関
して矢印でプロットしたものである。図５（ａ）より、
評価関数Ｄ（Ｍ，ｎ）を単に平均値Ｔ（Ｍ）と比較する
と、跳びショット以外のサンプルショットを跳びショッ
トとみなす確率が高くなる。そこで、サンプルショット
の個数ｎが大きいと、評価関数Ｄ（Ｍ，ｎ）の信頼性が
高いことに鑑みて、図５中で点線２１で表される閾値Ｔ
（Ｍ）｛１＋１／（ｎ−３）^1/2｝によって、その閾値
に非線形誤差成分のばらつきを含め、評価関数Ｄ（Ｍ，
ｎ）がその点線２１以下になったときに、ガウス分布以
上にばらつきの大きい跳びショットが除去されたものと
みなしている。図５（ａ）の例では、残されたサンプル
ショットの個数ｎが８のときに、評価関数Ｄ（Ｍ，ｎ）
が点線２１以下になっているため、残されるサンプルシ
ョットの個数は８個、即ち跳びショットは２個である。

【００５５】次に、図５（ｂ）は、ガウス分布に従う非
線形成分とばらつきを含めた範囲外にサンプルショット
ＳＡ₃及びＳＡ₁₀があることを示し、図５（ｂ）の横軸
は各サンプルショットのＸ方向の非線形誤差成分ＮＬＥ
（Ｘ）、縦軸はその非線形誤差成分ＮＬＥ（Ｘ）での存
在確率ｆである。そして、曲線２２がガウス分布を示
し、平均値Ｔ（Ｍ）及び−Ｔ（Ｍ）を中心とする曲線２
３及び２４がそれぞれサンプルショットの個数に応じた
ばらつきを考慮した存在確率を表す。サンプルショット
ＳＡ₃及びＳＡ₁₀の非線形誤差成分ＮＬＥ（Ｘ）は、曲
線２３及び２４の外側にあるため、跳びショットとして
除去される。

【００５６】また、図５（ａ）はＭ群の評価関数Ｄ
（Ｍ，ｎ）を表すが、ｍの値が１からＮまで変化する毎
にそれぞれ図５（ａ）と同様のグラフが存在し、その中
で平均値Ｔ（ｍ）が最小となるグラフが図５（ａ）であ
る。なお、上述実施例では図１のフローチャートで示す
ように、最初にｍ番目のサンプルショットを除去した
後、次第に非線形誤差成分の大きなサンプルショットを
除去してそれぞれＥＧＡ計算を繰り返して評価関数Ｄ
（ｍ，ｎ）を求めている。これに関して、その実施例の
方法の代わりに、最初にｍ番目のサンプルショットを除
去して（数１）の変換パラメータを算出した後、後は非
線形誤差成分の大きな順に跳びショットとして除去する
方法も考えられる。この方法は計算量が少なくなるとい
う利点があるが、本実施例の方がより正確に跳びショッ
トを検出できる。

【００５７】また、上述実施例では、アライメント系と
してＴＴＬ方式又はオフ・アクシス方式のアライメント
系が使用されているが、その代わりにＴＴＲ（スルー・
ザ・レチクル）方式のアライメント系を使用してもよい
ことは言うまでもない。また、上述実施例では、各サン
プルショットにＸ軸及びＹ軸のウエハマークが各１個ず
つ付設されているが、各サンプルショットに３個以上の
ウエハマークが付設されていてもよい。また、必ずしも
各サンプルショット中の全部のウエハマークの座標をそ
れぞれ計測する必要はない。

【００５８】また、上述実施例は露光装置でウエハのア
ライメントを行う場合に本発明を適用したものである
が、本発明は例えば露光装置による所謂バーニア評価時
にも適用できる。このバーニア評価とは、ウエハ上の多
数のショット領域上に先ずそれぞれ第１のの計測用マー
クを露光した後、２回目の露光によりその第１の計測用
マークの上に重ねて第２の計測用マークを露光し、現像
後にウエハ上の選択されたショット領域（サンプルショ
ット）上で第１の計測マークと第２の計測用マークとの
ずれ量を計測し、このずれ量からショット領域の配列の
規則性（レジストレーション）等の特性を評価する方法
である。この場合にも、最初に選択されたサンプルショ
ットの計測結果に基づいて、本発明を適用して非線形成
分の大きなサンプルショットを除外することにより、よ
り正確に各種特性の評価を行うことができる。

【００５９】このように、本発明は上述実施例に限定さ
れず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の構成を取
り得る。

【００６０】

【発明の効果】本発明によれば、最初にｍ番目のサンプ
ル領域（サンプルショット）をを除去した後、次第に非
線形誤差成分の大きなサンプル領域を除去してそれぞれ
非線形誤差成分を求めているため、正確に跳びショット
を除去できる利点がある。従って、例えばＥＧＡ方式で
アライメントを行う際の線形誤差成分の算出を高精度に
実行でき、アライメント精度が向上する。

【００６１】また、本発明は（Ｎ−２）個のサンプル領
域までのばらつきＤ（ｍ，ｎ）の平均値を求めているた
め、特に跳びショットが２個以下の場合に有効である。
しかしながら、跳びショットが例えば３個の場合には、
サンプルショットが（Ｎ−２）個になるまで順次除去す
るサンプル領域の組合せを変えていく方法をとれば、組
合せの個数はＮ・（Ｎ−１）個と多くなるものの、跳び
ショットの正確な除去が同様に可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による位置合わせ方法の一実施例を示す
フローチャートである。

【図２】実施例の位置合わせ方法が適用される投影露光
装置を示す構成図である。

【図３】（ａ）は実施例で露光対象とされるウエハ上の
サンプルショットの配列例を示す平面図、（ｂ）はウエ
ハマークの検出方法の説明図である。

【図４】実施例で跳びショットを含むサンプルショット
の配列の一例を示す図である。

【図５】（ａ）は図４のショット配列におけるサンプル
ショットの個数ｎに対する非線形誤差成分のばらつきの
評価関数Ｄ（Ｍ，ｎ）の関係を示す図、（ｂ）は非線形
誤差成分のＸ成分に対するサンプルショットの存在確率
を示す図である。

【図６】従来の跳びショットの排除方法の一例の説明図
である。

【図７】従来の跳びショットの排除方法の他の例が適用
されるウエハ上のサンプルショットのアライメント誤差
を示す図である。

【図８】従来の跳びショットの排除方法の他の例を図１
０のウエハに適用した場合の説明図である。

【符号の説明】

２レチクル３投影光学系４ウエハ６ウエハステージ８レーザ干渉計９主制御系１１オフ・アクシス方式のアライメント系１４撮像信号処理系１５ＴＴＬ方式のアライメント系１８アライメント信号処理系ＥＳ₁〜ＥＳ_M ショット領域ＳＡ₁〜ＳＡ_N サンプルショットＭｘ_i，Ｍｙ_i ウエハマーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に設定された第１の座標系上の配
列座標に基づいて前記基板上に配列された複数の被加工
領域の各々を、前記基板の移動位置を規定する第２の座
標系内の所定の加工位置に対して位置合わせする方法に
おいて、前記複数の被加工領域のうち、予め選択されたＮ個（Ｎ
は６以上の整数）のサンプル領域の前記第２の座標系上
での座標位置を計測する第１工程と；前記第１工程で計
測された前記Ｎ個のサンプル領域の座標位置データか
ら、ｍ番目（ｍの初期値は１）のサンプル領域を除いた
（Ｎ−１）個の座標位置データを統計処理し、それぞれ
の座標位置データの非線形誤差成分、及び該（Ｎ−１）
個の非線形誤差成分のばらつきＤ（ｍ，Ｎ−１）を求め
る第２工程と；該第２工程で求められた非線形誤差成分
の最も大きなサンプル領域を除いて（Ｎ−２）個のサン
プル領域を求める第３工程と；該第３工程で求められた
（Ｎ−２）個のサンプル領域について、残されたサンプ
ル領域の個数が所定の下限値Ｎ_minに達するまで前記第
２工程、及び第３工程を繰り返して、それぞれ非線形誤
差成分のばらつきＤ（ｍ，ｎ）（ｎは（Ｎ−２）からＮ
_minまでの整数）を求めた後、該ばらつきＤ（ｍ，ｎ）
の平均値Ｔ（ｍ）を求める第４工程と；前記ｍの値を１
ずつＮまで増加させながらそれぞれ前記第２工程から第
４工程までを繰り返して、非線形誤差成分のばらつきＤ
（ｍ，ｎ）、及び該ばらつきＤ（ｍ，ｎ）の平均値Ｔ
（ｍ）を求める第５工程と；前記第４工程及び第５工程
で求められたＮ個の平均値Ｔ（ｍ）の中で、最も小さい
平均値を与えるｍの値をＭとして、前記非線形誤差成分
のばらつきＤ（Ｍ，ｎ）が所定の上限値Ｄ_max以下とな
るときに残されているｎ個のサンプル領域を求める第６
工程と；を有し、該第６工程で残されたｎ個のサンプル領域の前記第１工
程で計測された座標位置データを統計処理して、前記基
板上の前記複数の被加工領域の各々の前記第２の座標系
上の座標位置を算出することを特徴とする位置合わせ方
法。