JPS63232322A - 位置合せ方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は位置合せ方法に関し、例えば半導体製造装置で
ある露光装置においてマスクやレチクル等の原板と半導
体ウェハ等の基板を精度良く位置合せ（アライメント）
する方法に関する。

［従来技術］ 近年、ｒｃやしＳＩ等の半導体集積回路の微細化、高集
積化に伴い半導体露光装置も増々高機能化が図られてい
る。特に現在では、位置合せすべき原板と基板とをサブ
ミクロンのオーダで重ね合せることが要求されている。

このような半導体製造に用いられる露光装置としてステ
ッパと呼ばれる装置が知られている。このステッパは、
基板例えば半導体ウェハを投影レンズ下でステップ移動
させながら、原板例えばレチクル上に形成されているパ
ターン像を投影レンズで縮小して１枚のウェハ上の複数
箇所に順次露光して行くものである。

そして、ステッパにおけるレチクルとクエへとの１つの
アライメント方式として投影レンズを介して、レチクル
とウェハとの位置合せを行なうＴＴ　Ｌ　（Ｔｈｒｏｕ
ｇｈ　Ｔｈｅ　Ｌｅｎｓ）方式がある。ざらに、ＴＴＬ
方式の位置合せには■各ショット毎に位置合せを行なう
ダイ・パイ・ダイアライメント方式と、■適当な数の測
定点における結果に基づいて位置合せを行ない、その後
ショット配列に従ってウェハをステップさせて露光等を
行なうグローバルアライメントとがある。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、一般にＴＴＬダイ・パイ・ダイ方式はクエへ
の各シ゛ヨツト毎に位置合せを行なうため、重ね合せ精
度は高くなるが１枚のクエへの処理時間は長くなり全体
としてスルーブツトが低下する。一方、ＴＴＬグローバ
ルアライメントは、１枚のウェハの処理時間は短縮され
るが、各ショットにお゛ける重ね合せ精度が悪いという
問題点があった。

本発明は、上述の従来形における問題点に鑑み、極めて
高いアライメント精度と高生産性（高速）を備えた位置
合せ方法を提供することを目的とする。

ｃ問題点を解決するための手段および作用］上記の目的
を達成するため、本発明に係る位置合せ方法は、まず基
板上の所定の領域における原板と基板との位置ずれ量を
投影光学系を介したＴＴＬにて計測し、その計測結果に
基づいて上記基板のθ方向の位置合せを行ない、その後
同様に基板上の所定の領域においてＴＴＬにて原板と基
板との位置ずれ量を計測し、その計測結果に基づいて補
正格子情報を作成して記憶し、さらに上記各領域におい
てＸＹ方向の位置ずれ量をＴＴＬ方式により計測し、そ
の計測結果および補正格子情報に基づいて基板上の各領
域における原板と基板との位置合せを行なうこととして
いる。

ＴＴＬ方式による位置ずれ量の計測とは、投影光学系を
透過してくる基板上のマークの反射または回折光を観測
することによる計測のことである。また、補正格子情報
とは、基板上に配列された各領域の位置を示す座標等か
らなる情報である。特に座標情報でなくとも良く、例え
ばある領域から次の領域への基板のステップ移動量等で
表わしても良い。

上記のようにすれば、θ方向の位置合せがなされた後、
いわゆるダイ・パイ・ダイアライメントが行なわれ、ま
た補正格子が作成されているので異常値が検出された場
合も一定の精度を保証したアライメントが行なわれ、よ
り精度の高い位置合せが可能となる。

［実施例］ 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の一実施例に係る位置合せ方法を適用
した半導体露光装置の概略構成図である。

同図において、ＳＴはウェハをＸ、Ｙ方向へ移励させる
ＸＹステージ、ＸＭ、ＹＭはステージＳＴをそれぞれＸ
、Ｙ方向に駆動する駆動モータ、ＷＳはクエへをθ方向
に回転させるθステージ、ＷＦはウェハ、ＯＡはプリア
ライメントマークを検出し大まかに位置合せを行なうた
めのオフアクシス顕微鏡である。また、ＬＮは焼付投影
レンズ、Ｒ３はレチクルをＸ、Ｙ、θ方向に移動させる
レチクルステージ、ＲＴはレチクル、ＰＴはレチクルＲ
Ｔに描かれた回路パターン、Ｌｌは焼付用照明装置であ
る。ＬＴはレーザチューブ、ＰＭはポリゴンミラー、Ｍ
はポリゴンミラーを回転させる千−タ、Ｐｌはレーザビ
ームの光路を分割するプリズム、Ｐ２．Ｐ３はミラー、
ＢＳＩ、ＢＳ２はビームスプリッタ、Ｌｌ、Ｌ２は対物
レンズ、ＭＲ，ＭＬはミラー、ＤＲ，ＤＬは光電ディテ
クタ、ＣＢはＣＰＵ　（中央演算装置）やメモリ等から
なる制御回路を備えたコントロールボックス、ＣＯＮは
種々のパラメータ等を入力できるコンソールである。

同図において、レーザチューブＬＴから出たレーザビー
ムは、モータＭによって回転されるボリボンミラーＰＭ
を経て、プリズムＰ１によって左視野系と右視野系に分
割される。分割されたレーザビームは、ビームスプリッ
タＢＳＩ、ＢＳ２、対物レンズＬｌ、Ｌ２、ミラーＭＲ
，ＭＬを経て、それぞれレチクル上のアライメントマー
クおよびウェハ上のアライメントマーク上をスキャンす
る。各マークからの反射光はもときた光路を戻り、ビー
ムスプリッタＢＳＩ、ＢＳ２を透過して、光電ディテク
タＤＲ，ＤＬに入る。光電ディテクタＤＲ，ＤＬはこの
入射光を光電変換し電気信号として出力する。この出力
は、コントロールボックスＣＢに入力し２値化されて、
この２値化信号より各マークの相対位置（第２図（ｄ）
の１１〜λ５）が算出される。以上よりレチクルＲＴと
ウェハＷＦとのずれ量を求めることができる。

第２図（ａ）はクエへに付されたアライメントマークＷ
１第２図（ｂ）はレチクルに付されたアライメントマー
クＭ、第２図（Ｃ）は位置合せが完了した状態を示す図
である。第２図（ｄ）は、レチクル上のアライメントマ
ークＭとウェハ上のアライメントマークＷをレーザビー
ムして走査している様子を示す図である。第３図は、ウ
ェハ上の各露光領域Ｓ（ショット領域）のアライメント
マークの配置を示す図である。各ショット領域毎にアラ
イメントマークＷ１とＷ２が配置されている。

本実施例では、′ｓ２図（ｄ）のように（具体的には、
上記第１図で説明したように）レーザビームＬでアライ
メントマークＷ、Ｍを走査して、各マーク間の相対圧１
１ＪＺ、〜℃、を求め、（ｆｔ−ｆｔ２）＋　（λ４−
ＪＺｓ）Δ　Ｘ　瓢−一−−−−−−−−−−−−−−
−−−一−−−−−−−−−−ユＹ−−（Ｊ２＋−ｆｔ
２）＋　（ｊ２４−ｆｔ５）を求める。

このΔＸおよびΔＹを、ショット領域の両側に付された
アライメントマーク（第３図）の各々について求める。

そして、例えば、あるショット１の左側マーク計測によ
りΔＸＩＬ＋　ΔＹＩＬが得られ、右側マーク計測によ
りΔＸＩＲ＋　ΔＹ１ＲＬが得られたとすれば、そのシ
ョットのＸ、Ｙ、θ方向のずれ量は、例えば以下のよう
に求めることができる。

ただし、Ｌは左右のマーク間の距離を示す。θ方向ずれ
量は、いわゆるチップローティジョンである。

本実施例では、幾つかの所定のショットを自動あるいは
ユーザ指定により予め定めておき、そのショット領域に
おけるチップローティジョンを求めてその平均を取り、
ショット領域におけるθ補正を行なっている。また、所
定のショットのセンター位置を上記のＹ方向ずれ量の式
で求め、左右の別ショットにおけるセンター位置の差を
求めて、これよりウェハローティジョンを求めている。

第４図は、ウェハ上のショットレイアウトを示す図であ
る。

次に、第５図のフローチャートを参照して、本実施例の
装置の動作を詳しく説明する。

まず、処理の概要を説明する。

くステップ１．２〉 ウニ八セットおよびテレビプリアライメントである。

〈ステップ３〜９〉 ウェハ上の所定のショット領域においてずれ量を計測し
、その計測結果からθ方向ずれ量を算出しθ駆動して回
転成分を補正する。さらに、再度０の計測を行ないθ補
正が適正であったことを確認する。このステップ３〜９
によりウェハのθ方向の位置が保証される。

くステップ１０〜１９〉 ウェハ上の所定のショット領域においてずれ量を計測し
、その結果に基づいて補正格子、すなわち各ショット領
域の位置を示す座標等からなる情報を作成する。補正格
子を作成して記憶しておけば、この補正格子点で位置合
せすることにより所定の精度の位置合せが保証される。

なお、レジストを塗付したクエへを位置合せし焼付ける
と焼けた結果が放射状、渦状あるいはランダムにずれて
いることがある。レジストを塗付していないウェハでは
このようなミスアライメントは発生しないので、レジス
トの塗り等が原因と思われる。本実施例では、これに対
処するため、予めコンソールからオフセット入力を行な
い補正格子を作成する際上記オフセット量を加えて補正
格子を算出する。従って、位置合せの際オフセット分が
上乗せされてステージが駆動される。これにより上述し
たような不可避的なミスアライメントのうち規則性のあ
るものは防止することができる。

次に、本実施例の装置の動作を詳細に説明する。

まず、ステップ１でウェハＷＦがクエハステージＷＳ上
に載置される０次に、ステップ２でオフアクシス顕微鏡
ＯＡによりテレビプリアライメントを行なう。これによ
り大まかなウェハＷＦの位置合せがなされる。

次のステップ３からステップ９までは位置ずれ計測のう
ちθ補正を行なうループである。まず、ステップ３で第
４図の１シヨツト（黒塗りで示したショット）について
ＴＴＬにてずれ量計測を行なう。この計測は上記第２図
および第３図にて説明したように行なう。また、計測シ
ョットの位置は後述するような所定のルールで自動選択
されるが、コンソールＣＯＮより指示することにより変
更することもできる。

次に、ステップ４で上記の計測が良好であったか否かを
判別し、不良の場合はステップ４ａでＸＹステージを隣
接ショットヘステップし再度ステップ３へ戻ってそのシ
ョットにてずれ量計測を行なう、計測不良の場合の隣接
ショットの選択は所定のルールで自動選択される。また
、ここでは隣接ショットへのステップは２シヨツトまで
に制限している。

ステップ４で計測が良好であれば、ステップ５へ進み立
ショットのすべてについて計測が終了したかどうかを判
別し、未だ終了していな番すればステップ５ａで次に計
測すべきショットへステップし、再びステップ３へ戻り
計測を行なう、なお、１の数は予めコンソールから選択
しておく。ただし、後述するｍショットから選ぶものと
し、１≦ｍとする。

ステップ５ですべてのλショットについての計測が終了
したと判別した場合は、ステップ６に進み異常ショット
があるかどうか判別する。ここでは、ピッチエラー、チ
ップローテーションにつ・き、それらの最大偏差が所定
値より大きい場合は異常値としている。異常の場合は異
常値をリジェクトし、ステップ６ａで隣接ショットヘス
テップし、再度ステップ３から計測を行なう。隣接ショ
ットの選択はステップ４ａと同様２シヨツトまでの自動
選択としている。ステップ６で異常がない場合は、ステ
ップ７で有効ショツト数が最小のショツト数以上かどう
か判別する。最小ショツト数は計測ショットｌの数に対
応して例えば以下のように設定されている。

もし、有効ショツト数がこの最小値より小さい場合はス
テップ７ａへ進む。ステップ７ａでは自動計測のモード
かどうか判別し、もしそうであれば再びステップ３に戻
って再計測を行なう。すなわち、異常値リジェクトが異
常に多い場合に自動的に再計測を行なう、再計測モード
でない場合は、ステップ７ｂに進みエラーとなる。エラ
ーの場合は装置を一時ストップさせた後、継続、リロー
ドまたはりトライのいずれの動作をするかをコンソール
を通じてオペレータに間合せ、指示に従って処理する。

次に、ステップ８でチップローテーション、ウェハロー
テーションおよびＸ、Ｙ方向のシフト量等を計測し、さ
らに異常値をリジェクトする。この異常値リジェクトは
、残存ずれ量ｒ／σが所定値より大きい場合にリジェク
トするものである。

この異常値リジェクトの数が所定の値より大きい場合は
、ステップ７ａへ分岐し前記の処理を行なう。

次に、ステップ９でウェハローテーションおよびチップ
ローテーションの量が所定のトレランス内かどうか判別
する。もし、トレランス内でない場合は、ステップ９ａ
でレチクルθステージ（以下、レチクルθ／Ｓという）
、ウニへ〇ステージ（以下、ウェハθ／Ｓという）およ
びＸＹステージ（シフト用）を補正駆動した後、Ｌショ
ット再計測のためステップ３へ戻る。なお、ここで再計
測は２回までとしているので、ステップ９における判定
は３回行なうこととなる。また、再計測においてはステ
ップ３〜９のループの処理を繰返しているから、第３回
目の再計測ではトレランス値を若干大きくし判別の条件
を緩やかにしている。

このトレランス値はユーザ入力により変更が可能である
。

ステップ９でトレランス内であった場合は、ステップ１
０〜ステツプ１８の位置ずれ計測のθＸＹ補正ループに
進む。このθＸＹ補正ループにおいては、ウェハのθ補
正、倍率補正およびシフト補正をＸＹステージを駆動す
ることにより行なう。また補正格子を作成するための各
種計測値を得る。

まず、ステップｌＯで第４図のｍショットについてＴＴ
Ｌにてずれ量計測を行なう、この計測は上述した１シヨ
ツトと同様に行なう、また、計測ショットの位置は２シ
ヨツトと同様自動選択されるが、コンソールＣＯＮより
指示することにより変更することもできる。

次に、ステップ１１で上記の計測が良好であったか否か
を判別し、不良の場合はステップｌｌａでＸＹステージ
を隣接ショットへステップし、再度ステップ１０へ戻っ
てそのショットにてずれ量計測を行なう、計測不良の場
合の隣接シミツトの選択は所定のルールで自動選択され
る。また、ここでは隣接ショットへのステップは２シヨ
ツトまでに制限している。

ステップ１１で計測が良好であれば、ステップ１２へ進
みｍショットのすべてについて計測が終了したかどうか
を判別し、未だ終了していなければステップ１２ａで次
に計測すべきショットへステップし、再びステップ１０
へ戻り計測を行なう。なお、ｍの数は予めコンソールか
ら選択しておく。例えばｍの値は、 ｍ＝２．４，６，８，１２．１６ 等から選択する。なお、前述したＬショットはｍショッ
トのうちから選んだものをθ補正ループに使用するもの
である。従って、ステップ３〜９で１シヨツトによるθ
補正ループを行なった後、最初にステップ１０の計測を
行なうときは、ｍショットのうちから旦ショットを除い
た分（第４図の口のみ）を計測することとなる。２回目
のループからはｍショットすべて（第４図の■およびｃ
ｉｌｌ）が計測の対象である。

シーケンスの説明に戻って、ステップ１２ですべてのｍ
ショット（１回目ループではλショット除いた分）につ
いての計測が終了したと判別した場合は、ステップ１３
に進み異常ショットがあるかどうか判別する。ここでは
、ステップ６と同様のチェックをし、異常の場合はステ
ップ１３ａで隣接ショットヘステップし、再度ステップ
１０から計測を行なう、隣接ショットの選択はステップ
４ａ、６ａと同様である。ステップ１３で異常がない場
合は、ステップ１４で有効ショツト数が最小のショツト
数以上かどうか判別する。最小ショツト数は計測ショツ
ト数ｍに対応してショット１の場合と同様所定の値が定
められている。もし、有効ショツト数がこの最小値より
小さい場合は、ステップ１４ａでエラーとし、ステップ
７ｂと同様の処理を行なう。

次に、ステップ１４で有効ショツト数が最小ショツト数
以上であれば、ステップ１５でチップローテーション、
ウェハローテーション、Ｘ、Ｙ方向のシフト量および倍
率を計算し、さらに異常値をリジェクトする。この異常
値リジェクトは、残存ずれｉ　ｒ　／　ａが所定値より
大きい場合にリジェクトするものである。なお、ステッ
プ１４および１５で異常値リジェクトが異常に多い場合
は、ステップ７ａと同様にし自動再計測することとして
もよい。

この場合ステップＩＧへ戻ることとなる。

次に、ステップ１６で各成分が指定レンジ内であるかど
うかを判別する。すなわちチップローテーション、ウェ
ハローテーション、倍率および配列について、各成分が
ユーザ設定値より大であるか否かを判別する。もし、大
である場合はエラー発生としてステップ１６ａで動作ス
トップする。この際の処理はステップ７ｂと同様である
。

ステップ１６で各成分が指定レンジ内である場合は、ス
テップ１７で補正駆動の要／不要をコンソールより選択
させる。補正駆動を行なう場合は、ステップ１８でロー
テーション（ウェハ〇）、シフト（ＸＹ）および倍率が
トレランス内か否かを判別する。このトレランス値はコ
ンソールより入力する。再計測は２回までとする。従っ
て、ステップ１８の判定は３回までである。ステップ１
８でトレランス外であったときは、ステップ１８ａでＸ
Ｙステージを補正駆動し、再びステップ１０へ戻って計
測を行なう。

また、もしステップ１８でトレランス内であれば、ステ
ップ１９で補正格子を作成する。ステップ１７で補正駆
動の確認が不要である場合にも、ステップ１９へ分岐し
、すぐに補正格子を作成する。

その後、ステップ２０からの露光シーケンスを実行する
。まず、ステップ２０でグローバルアライメントまたは
ダイ・パイ・ダイアライメントの選択をさせる。この選
択はコンソールからの入力により行なう。

グローバルアライメントの場合はステップ２１でＸＹス
テージを第１シヨツト領域を露光すべくステップ移動さ
せ、ステップ２２でフォーカス合せおよび露光を行ない
、ステップ２３で最終ショットか否か判別する。最終シ
ョットでない場合はステップ２３ａで次のショットヘス
テップし、ステップ２２へ戻ってフォーカス合せおよび
露光を行なう。これを繰返し行ない、最終ショットとな
ったらステップ３１でウェハ・リロードし、次ウェハの
処理へと進む。

一方、ダイ・パイ・ダイアライメントの場合はステップ
２４でＸＹステージを第１シヨツト領域を露光すべくス
テップ移動させ、ステップ２５でそのショットについて
ＴＴＬでずれ量計測を行なう。

次に、ステップ２６でずれ量がリミット内かどうか判別
する。リミット値は予めコンソールＣＯＮより入力して
おく。このリミット値を越える場合はステップ３０でレ
チクルセンタリングをし、ステップｚ８へ進み補正格子
点にてフォーカス合せおよび露光を行なう。リミット内
ならば、ステップ２７でずれ量がトレランス内かどうか
判別する。

ステップ２７でトレランス外のときはステップ２７ａで
レチクルＸＹステージを駆動し、ステップ２５へ戻る。

一方、ステップ２７でトレランス内のときは、ステップ
２８でフォーカス合せおよび露光を行なう。露光の後は
、ステップ２９で最終ショットか否か判別し最終ショッ
トでない場合はステップ２９ａで次のショットへステッ
プし、ステップ２５へ戻る。最終ショットの露光が終了
したらステップ３１でウニハリロードし、次のウェハの
処理へと進む。

上述のようなグローバルアライメントによれば、各ショ
ット領域へのステップ移動は、予めθ補正ループにより
チップθおよびウェハθが補正され、また幾つかのショ
ット領域における計測結果に基づいて補正格子を作成し
て当該データに従って位置合せが行なわれるので、常に
一定の精度が保証される。さらに、予め記憶しである補
正格子のデータに従ってステージを移動していくので高
速で装置のスルーブツトが高い。

また、上述のようなダイ・パイ・ダイアライメントによ
れば、θ補正を行なって補正格子を作成した後にダイ・
パイ・ダイアライメントを行なっている。従って、θ方
向については既に位置合せがなされているので見る必要
がなくＸＹ方向のみアライメントすればよいので、通常
のダイ・パイ・ダイアライメントよりも高速に位置合せ
が行なえる。また、補正格子が作成されているので、通
常のダイ・パイ・ダイアライメントより位置合せ時の移
動量が少なく、また異常値が検出された場合は補正格子
に従って位置合せすることにより一定の精度が保証され
る。

なお、本実施例では、ウェハ〇のみならずチップθにつ
いても計測して平均化し位置合せしている。これは、特
にアライメントマークがオフセンターすなわちチップの
中心とマークとを結ぶ直線がＸまたはＹ方向に平行とな
るような位置に付されていない場合に効果がある。すな
わち、チップの中心を外れまたは１カ所のマークで計測
した場合は、計測結果に基づいて算出したチップの中心
位置がずれることがあり、この誤差がウェハ〇の補正値
に影響し、結果として補正格子の精度が悪くなるためで
ある。

また、本実施例では、オフアクシスでなくＴＴＬ方式で
所定のショット領域の計測を行なっているで、オフアク
シスのようにＸＹステージの走り方向とオファクシスニ
眼顕微鏡の誤差が補正格子の誤差となるようなことがな
い。

グローバルアライメントとダイ・パイ・ダイアライメン
トとの切換は自動的に行なうこともできるし、手動で指
定することもできる。自動で行なう場合は、例えば計測
異常でリジェクトしたショットの数で判別したり、計測
値のばらつき（偏差）で判別する。異常ショットや偏差
が多い場合はグローバルアライメントで平均的な位置合
せなし、少ない場合はダイ・パイ・ダイでより精度の良
い位置合せを行なうのが良い。

本実施例では、θ補正を行なった後、再び初めに戻って
１シヨツトの再計測を行なっている。このような補正確
認を行なうことにより、より高精度のθ補正を行なうこ
とができ、後の計測が良好に処理される。

また、精度を上げるため、計測値の異常値リジェクトは
種々の方式が考えられる。例えば、所定の絶対値と比較
したり、計測データ値の分散（例えば、３σ）で判別し
たり、これらを組合せて判別したりするのが良い、また
、異常値リジェクトが異常に多い場合は、自動再計測す
るのも良い。

本実施例においては、ウェハθはウェハθ／Ｓで、チッ
プθはレチクルθ／Ｓで補正している。

従って、高精度のθ位置合せが可能である。

次に、サンプルショットであるｍショットの選択の基本
アルゴリズムについて説明する。

まず、ショットｎのインデックスＩｎｄ　（ｎ）を、シ
ョットｎから上下左右に最外周までショツト数を数えて
いったときその４つの中で最小の数のことと定義する。

例えば第６図（ａ）ではＩｎｄ（ｎ）・１である。

インデックスがｋであるショットの集合をＩ。

と書く。またＩ、の要素の数がａコのとき、Ｉｋ＝ａと
書く。第６図（ｂ）で◎は１１のすべての要素であり、
Ｉ、＝１８である。なお、最外周ショットのインデック
スは０である。

また、以下のように定義する。

（１）与えられたショット配列はＩｏ、Ｉｔ。

■２．・・・・・・＋Ｉｋまでのインデックスから成る
とする。

（２）Ｔはショット総数とし、Ｔ−Ｉ０＋１．＋・・・
・・・＋Ｉ、とする。

（３）Ｓはグローバルアライメントまたはダイ・パイ・
ダイアライメントで選択するサンプルショツト数とする
。

（４）Ｐｎは、ショット配列の中心（ショット中心とは
限らない）からショットｎにのびるベクトルをＰＩ、’
とするとき なお、Ｐ　ｎ′＝（Ｘｎ　、ｙｎ　）のときとなる。

（５）ｅ＋は、３６０＠をＳ等分したときにショット配
列の中心から各方向にのびる単位ベクトルｉ＝１．２．
・・・・・・、Ｓ のこととする。

次に、計測を行なうサンプルショットｍの一般的な選択
規則につき説明する。

■　まず工、に着目する １１≧Ｓならば３６０°をＳ等分してｅｌ＋　ｅｌ・・
・・・・ｅ＝を作る。

次に、各ｅＩ　（ｌ＝ｌ＋１〜Ｓ）に対して内積ｅＩＰ
」　（ｌｘｌ〜ｓ、ｊｘｌｌ　）をとり、最大値を与え
るｊをサンプルショットとする。

■　内積の計算は反時計周りに行なっていき、あるｅｌ
に対して同じ内積を与える複数のショットがあった場合
には、最も反時計側のショットをサンプルショットとす
る。

■　複数のｅ１１ｃ対して同一のＰｎが選択された場合
には、一番最初に計算したｅＩ　（すなわち一番時計側
の６＋）に対するサンプルショットのみを採用し、他の
ｅＩに対するサンプルショットは保留として、そのまま
内積計算を続ける。これは２重選択を防ぐためである。

■　Ｉ　ｒ　＜　Ｓならば１．はすべてサンプルショッ
トとし、残りの５−１１個はＩ２から選択する。すなわ
ち、ＳをＩ、−３に、■、をＩ２に置換えてのからの処
理を行なう。

■　以上の計算をＩ、→Ｉ２→Ｉｏ→Ｉ３→・・・・・
・Ｉｋまで行なう。

ただし、ショット配列の中心からショット中心までの距
離が２０ｍ＋＋＋以下であるようなショットは除外する
。

■　片目シミツトの数と要素が４個以下のインデックス
集合の要素の和をＴ′　とする。

Ｔ−Ｔ’　＜Ｓなら、Ｓが多すぎるのでエラーとして処
理を止める。

次に、グローバルアライメントにおけるサンプルショッ
トｍの選択につきより具体的に説明する。

すなわち、サンプルショットを以下の条件下で選択する
。

■　異常なオフセットチェック値を回避するため最外周
は除外する。最外周は計測精度が悪いためである。なお
、オフセットチェック値とはサンプルショットの計測値
に基づいて算出した各ショットのＸ、Ｙ、θ方向のずれ
量のことである。

■　並進（ＸＹ方向）成分（ＳＸ、Ｓｙ）。

回転（θ方向）成分（ｅ、、ｅ、）。

伸縮率（β８．βｙ） のそれぞれの精度（分散）がほぼ等しくなるようにする
。

Ｖ（Ｓ、）〜ｖ（ｓｙ） ｖ　（ｅｘ　）師Ｖ　（ｅｙ　） ■（β８）〜Ｖ（βｙ） ■　■の条件で全体の分散ができるだけ小さくなるよう
にする。すなわち、 Ｗ＝Ｖ　（Ｓ）　＋Ｖ　（θ）＋Ｖ（β）が最小となる
ようにする。

■、■の条件より、ｉ番目のショット座標を（Ｘ＋　、
　　３’ｌ　）とすると、 ΣｘＩ＝コ昭＝ΣＶ＋＝ΣＸ＋ｙ＋−０Σｘ　、　２　
；ΣｙＩ２ となるようにすれば良いこととなる。従って、なるべく
原点より離れたシミツトのうちから原点に対して対称で
、かつ９０°回転させても形が保存するような配列を選
べばよい。

これより計測ショットはクエへの中心領域を除き、中心
に対して点対称のショット領域を選択するのが良いこと
が分る。点対称であれば中心位置は精度良く算出できる
からである。

■　ステージ精度およびオフセットチェック値の相互相
関を考慮し、なるべく空間的にばらついたショット配列
にする。

■　計測不良ショットまたは異常ショットがあっても、
精度劣化が著しくないものにする。

以上のような条件でサンプルショットを自動選択するこ
とにより、平均化されたずれ置針測値が得られ、上述し
た第５図ステップ３〜９のθ補正における精度およびス
テップ１０〜１９において作成される補正格子の精度が
保証される。また、すべて自動的に選択されるのでスル
ープットを低下させることがない。さらに、あるショッ
トにおける計測が異常であったため代替ショットで再計
測する場合も、上記と同様に自動選択させることができ
便宜である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、まず基板上の所
定の領域においてＴＴＬにて基板θ方向の位置合せを行
ない、その後基板上の所定の領域においてＴＴＬにて位
置ずれ量を計測し、その計測結果に基づいて補正格子情
報を作成し、さらに各領域においてＸＹ方向の位置ずれ
量をＴＴＬにて計測し、その計測結果および補正格子情
報に基づいて基板上の各領域における原板と基板との位
置合せを行なフているので、極めて高いアライメント精
度と高生産性（高速）で位置合せをすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例に係る位置合せ方法を適用
した半導体露光装置の概略構成図、第２図は、アライメ
ントマークおよびアライメントマークをレーザビームで
走査している様子等を示す図、 第３図は、ウェハ上の各露光領域のアライメントマーク
の配置を示す図、 第４図は、ウェハ上のショットレイアウトを示す図、 第５図は、上記実施例の装置の動作説明のためのフロー
チャート、 第６図は、サンプルショットの選択のアルゴリズムの説
明のための模式図である。 ＳＴ：ステージ、ＸＭ、ＹＭ：ｌｉｔ動モータ、ＷＳ：
θステージ、ＷＦ：ウェハ、 ｏＡ：オフアクシス顕微鏡、 ＬＮ：焼付投影レンズ、 ＲＳニレチクルステージ、ＲＴニレチクル、ＰＴ：回路
パターン、ＬＩ：焼付用照明装置、ＬＴ：レーザチュー
ブ、 ＰＭコボリゴンミラー、Ｍ：モータ、 Ｐ１ニブリズム、 ＢＳｌ、ＢＳ２：ビームスプリッタ、 ＤＲ，ＤＬ：光電ディテクタ、 ＣＢ：コントロールボックス、 ＣＯＮ　：コンソール。 特許出願人　　　キャノン株式会社 代理人　弁理士　　　伊　東　辰　維 代理人　弁理士　　　伊　東　哲　色 消　Ｉｖ！Ｊ ’”）／　　　ＸＭ 第２［ Ｗ＋ 第３図 列（カラへ） ！２３４５６７８ 第４図 第　６１！ｆ 手続補正書（自発） 昭和６２年６月２３日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、原板上に描かれたパターンを基板上に配列された複
   数の領域に投影光学系を介して順次投影するに先立ち、 該投影光学系を介したＴＴＬ方式により、上記基板上の
   所定の領域における上記原板と基板との位置ずれ量を求
   める第１の計測を行ない、 該第１の計測結果に基づいて上記基板のθ方向の位置合
   せを行ない、 その後、上記基板上の所定の領域においてＴＴＬ方式に
   より上記原板と基板との位置ずれ量を求める第２の計測
   を行ない、 該第２の計測結果に基づいて補正格子情報を作成して記
   憶し、 さらに上記各領域において上記原板と基板とのＸＹ方向
   の位置ずれ量をＴＴＬ方式により計測し、 該計測結果および上記補正格子情報に基づいて上記原板
   と基板との上記各領域における位置合せを行なうことを
   特徴とする位置合せ方法。