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JPH08279453A - Aligning method - Google Patents

Aligning method

Info

Publication number
JPH08279453A
JPH08279453A JP7083576A JP8357695A JPH08279453A JP H08279453 A JPH08279453 A JP H08279453A JP 7083576 A JP7083576 A JP 7083576A JP 8357695 A JP8357695 A JP 8357695A JP H08279453 A JPH08279453 A JP H08279453A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sample
coordinate
shot
value
array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP7083576A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takechika Nishi
健爾 西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP7083576A priority Critical patent/JPH08279453A/en
Priority to US08/534,037 priority patent/US5674651A/en
Priority to KR1019950033791A priority patent/KR960012299A/en
Publication of JPH08279453A publication Critical patent/JPH08279453A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
    • G03F9/7026Focusing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE: To align each of shot regions on a wafer at a high accuracy in an alignment by the EGA method by reducing the influence of the jump shot. CONSTITUTION: The EGA computation is made by removing the m-th sample shot from N sample shots in order (step 105), a nonlinear component B(m, n) of each of alignment data including the m-th sample shot (step 106) the sample shot having the worst nonlinear component is removed (step 1107), similar operation is repeated about the remaining sample shots (steps 105-111), a value T1(m) of the nonlinear component B(m, N-1) normalized by a mean value (step 112), and the jump shot is specified on the basis of the value T1(m) (step 114).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば半導体素子又は
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
に使用され、レチクル(又はフォトマスク等)のパター
ンを感光材料が塗布されたウエハ(又はガラスプレート
等)上の各ショット領域に転写露光するステッパー等の
露光装置において、統計処理により算出した配列座標に
基づいてウエハ上の各ショット領域を順次露光位置にア
ライメントする場合に適用して好適な位置合わせ方法に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is used, for example, in manufacturing a semiconductor device or a liquid crystal display device by a photolithography process, and a wafer (or a reticle (or photomask, etc.) pattern coated with a photosensitive material (or It is suitable for use in an exposure apparatus such as a stepper that transfers and exposes each shot area on a glass plate or the like) when sequentially aligning each shot area on a wafer with an exposure position based on array coordinates calculated by statistical processing. Regarding the alignment method.

【0002】[0002]

【従来の技術】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、ウエハ上で既に回路パターンが形成されてい
る各ショット領域とレチクルのパターンとの位置合わ
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の露
光装置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、「EG
A」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)。
2. Description of the Related Art For example, since a semiconductor element is formed by exposing a plurality of layers of circuit patterns on a wafer and exposing the same, when projecting and exposing the circuit patterns of the second and subsequent layers onto the wafer, It is necessary to accurately align each shot area where a circuit pattern is already formed with the pattern of the reticle, that is, align the wafer and the reticle. Wafer alignment in an exposure apparatus such as a conventional stepper is performed by the following enhanced global alignment (hereinafter referred to as “EG
A method) (for example, JP-A-61-161)
44429).

【0003】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。
That is, a plurality of shot areas (chip patterns) each provided with a positioning mark called a wafer mark are formed on the wafer, and these shot areas are set in advance on the wafer. They are regularly arranged based on the arrangement coordinates. However,
Even if the wafer is stepped based on the designed array coordinate values (shot arrays) of a plurality of shot areas on the wafer, the wafer is not always accurately aligned due to the following factors.

【0004】 (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 この際、これら4個の誤差量(6個の変換パラメータ)
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、それら6個
の変換パラメータを用いて次のように表現することがで
きる。但し、角度θ及びwの絶対値が小さいとした近似
を行っている。
(1) Remaining rotation error of wafer (rotation θ) (2) Orthogonality error of stage coordinate system (or shot array) w (3) Linear expansion and contraction of wafer (scaling Rx, Ry) (4) Wafer (center Position) offset (translation) O
x, Oy At this time, these four error amounts (6 conversion parameters)
The coordinate conversion of the wafer based on can be described by a linear conversion formula.
Therefore, for a wafer in which a plurality of shot areas with wafer marks are regularly arranged, the coordinate system (x, y) on the wafer is used as a stationary coordinate system and the coordinate system (X, Y) on the stage is used. The primary conversion model to be converted into can be expressed as follows using these six conversion parameters. However, the approximation is performed assuming that the absolute values of the angles θ and w are small.

【0005】[0005]

【数1】 [Equation 1]

【0006】この変換式における6個の変換パラメータ
Rx,Ry,θ,w,Ox,Oyは、以下のようにEG
A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
1 )、(x2 ,y2 )、‥‥、(xN ,yN )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、そのときのウエハマ
ークのステージ上の座標系(X,Y)での実際の座標値
(XM1 ,YM1 )、(XM2 ,YM2 )、‥‥、(X
N ,YMN )を計測する。
The six conversion parameters Rx, Ry, θ, w, Ox, Oy in this conversion equation are EG as follows:
It can be determined by the A method. In this case, some shot areas (chip patterns) to be exposed on the wafer are selected (hereinafter,
The design coordinates on the coordinate system (x, y) associated with each of the “sample shots” are (x 1 ,
The wafer marks y 1 ), (x 2 , y 2 ), ..., (x N , y N ) are aligned with a predetermined reference position. Then, the actual coordinate values (XM 1 , YM 1 ) of the wafer mark at that time in the coordinate system (X, Y) on the stage, (XM 2 , YM 2 ) ,.
M N , YM N ) is measured.

【0007】また、選び出されたウエハマークの設計上
の配列座標(xi ,yi )(i=1,‥‥,N)を上述
の1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 ,Yi )とアライメント時に計測された座標(X
i ,YMi )との差分(△xi ,△yi )をアライメ
ント誤差と考える。そして、次式のようにアライメント
誤差の自乗和を残留誤差成分とみなし、この残留誤差成
分を最小にするようにそれら6個の変換パラメータの値
を定める。
Also, in designing the selected wafer mark
Array coordinates of (xi, Yi) (I = 1, ..., N)
Calculated array coordinates obtained by substituting into the linear transformation model of
(X i, Yi) And the coordinates (X
Mi, YMi) And the difference (△ xi, △ yi)
Think of it as an error. And then align as
The error sum of squares is regarded as the residual error component, and this residual error
The values of those 6 conversion parameters to minimize the minutes
Determine.

【0008】[0008]

【数2】 [Equation 2]

【0009】具体的には、その残留誤差成分を6個の変
換パラメータで順次偏微分し、その値が0となるような
方程式をたて、それら6個の連立方程式を解けば6個の
変換パラメータの値が求められる。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を求める計
算を「EGA計算」と呼ぶ。これ以降は、それらの変換
パラメータを係数とした(数1)の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。
Specifically, the residual error component is sequentially partially differentiated with six conversion parameters, an equation is set so that the value becomes 0, and the six simultaneous equations are solved to obtain six conversions. The value of the parameter is calculated. The calculation for obtaining the six conversion parameters of (Equation 1) by the method of least squares is called "EGA calculation". After this, the alignment of each shot area of the wafer can be performed based on the array coordinates calculated using the primary conversion formula (Equation 1) using those conversion parameters as coefficients.

【0010】例えば図6(a)はウエハ上の8個のサン
プルショットSA1 〜SA8 、及びこれらサンプルショ
ットにおけるアライメント誤差のベクトルV1 〜V8
一例を示し、各ベクトルV1 〜V8 は、それぞれ計測さ
れた座標から設計上の座標を差し引いて得られるベクト
ルである。また、図6(b)は、サンプルショットの計
測数、アライメント誤差のX成分、及びY成分の平均
値、そのX成分及びY成分の標準偏差の3倍(3σ)、
線形誤差を表すスケーリングRx,Ryの1からの誤
差、並びに直交度誤差w、及びローテーションθの値を
示す。
For example, FIG. 6A shows an example of eight sample shots SA 1 to SA 8 on the wafer and vectors V 1 to V 8 of alignment error in these sample shots, and each vector V 1 to V 8 is shown. Is a vector obtained by subtracting the design coordinates from the respective measured coordinates. Further, FIG. 6B shows the number of sample shots measured, the average value of the X component and the Y component of the alignment error, three times the standard deviation of the X component and the Y component (3σ),
An error from 1 of the scaling Rx and Ry representing a linear error, an orthogonality error w, and a value of rotation θ are shown.

【0011】また、図6(c)はそれら変換パラメータ
Rx,Ry,w,θ,Ox,Oyより各サンプルショッ
トについて求められるX方向及びY方向への線形誤差の
標準偏差の3倍(3σ)の値を示し、図6(d)は各サ
ンプルショットについて求められるX方向及びY方向へ
の非線形誤差成分の標準偏差の3倍(3σ)の値を示
す。図6(c)の線形誤差とは、(数1)より算出され
る計算上の座標(Xi ,Yi )から設計上の座標
(xi ,yi )を差し引いて得られる誤差ベクトルであ
り、図6(d)の非線形誤差とは、実際にステージ座標
系上で計測された座標(XMi ,YMi )から(数1)
より算出される計算上の座標(Xi ,Yi )を差し引い
て得られる誤差ベクトル、即ちアライメント誤差から線
形誤差を差し引いて得られる誤差のベクトルである。
Further, FIG. 6C shows three times (3σ) the standard deviation of the linear error in the X direction and the Y direction obtained for each sample shot from the conversion parameters Rx, Ry, w, θ, Ox, Oy. 6D shows the value of 3 times (3σ) the standard deviation of the nonlinear error component in the X direction and the Y direction obtained for each sample shot. The linear error in FIG. 6C is an error vector obtained by subtracting the design coordinates (x i , y i ) from the calculation coordinates (X i , Y i ) calculated from (Equation 1). The non-linear error shown in FIG. 6D is calculated from the coordinates (XM i , YM i ) actually measured on the stage coordinate system (Equation 1).
This is an error vector obtained by subtracting the calculated coordinates (X i , Y i ) from the calculation, that is, an error vector obtained by subtracting the linear error from the alignment error.

【0012】この場合、図6のサンプルショットにおけ
る線形誤差のベクトルVL1 〜VL 8 は図7に示すよう
になっている。即ち、図6のようにアライメント誤差ベ
クトルの中に特に他の誤差ベクトルより絶対値の大きい
ものが含まれていない場合には、正確な線形誤差ベクト
ルが得られる。
In this case, in the sample shot of FIG.
Vector of linear error VL1~ VL 8As shown in Figure 7
It has become. That is, as shown in FIG.
It has a larger absolute value than other error vectors in the cutle.
Exact linear error vector if not included
You get

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上記の如き従来のEG
A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
ている場合がある。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付設されたウエハマークの
崩れ等に起因する計測エラー、又はウエハ裏面の異物等
に起因する局所的な非線形歪み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は除外することが望ましい。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the A-type alignment method, the plurality of sample shots may include a so-called “jump shot” in which the alignment error is particularly large compared to other sample shots. Since such a jump shot is caused by a measurement error caused by a collapse of a wafer mark attached to the sample shot on the wafer, or a local non-linear distortion caused by a foreign substance on the back surface of the wafer, When calculating the array coordinates of other shot areas, it is desirable to exclude such jump shots.

【0014】例えば、図8(a)は、ウエハ上の跳びシ
ョットを含む8個のサンプルショットSA1 〜SA8
及びこれらサンプルショットにおけるアライメント誤差
のベクトルV1 〜V8 の他の例を示し、図8(a)〜
(d)はそれぞれ図7(a)〜(d)に対応している。
また、図8(a)において、サンプルショットSA3
跳びショットであり、この跳びショットでのアライメン
ト誤差のベクトルV3 は絶対値が特に大きくなってい
る。この場合に、(数1)より算出される計算上の座標
(Xi ,Yi )から設計上の座標(xi ,yi )を差し
引いて求めた線形誤差のベクトルは、図9のベクトルV
1 〜VL8 のようになり、図8の誤差ベクトルV3
2つの線形誤差ベクトルVL3 及びVL6 にすり変わっ
ているように見える。これは、跳びショットを含めたま
までEGA計算を行うと、跳びショット以外のショット
領域の位置の線形誤差が増加してしまうことを意味して
いる。
For example, FIG. 8A shows eight sample shots SA 1 to SA 8 including jump shots on the wafer.
And other examples of the alignment error vectors V 1 to V 8 in these sample shots are shown in FIGS.
7D corresponds to FIGS. 7A to 7D, respectively.
In FIG. 8A, the sample shot SA 3 is a jump shot, and the absolute value of the alignment error vector V 3 in this jump shot is particularly large. In this case, the vector of the linear error obtained by subtracting the design coordinates (x i , y i ) from the calculation coordinates (X i , Y i ) calculated from (Equation 1) is the vector of FIG. V
Like L 1 to VL 8 , it appears that the error vector V 3 of FIG. 8 has been mutated into two linear error vectors VL 3 and VL 6 . This means that if the EGA calculation is performed with the jump shot included, the linear error in the position of the shot area other than the jump shot increases.

【0015】更に、跳びショットを除外するために、例
えば非線形誤差成分の絶対値が所定の閾値より大きいも
のを跳びショットとして除外するものとした場合、その
閾値の決め方によって跳びショットが変わって来るた
め、例えばサンプルショットの配列座標の実際の計測結
果に応じて跳びショットを選択するための評価基準が或
る程度自動的に定まることが望ましい。
Further, in order to exclude jump shots, for example, when those in which the absolute value of the non-linear error component is larger than a predetermined threshold are excluded as jump shots, the jump shots vary depending on how the thresholds are determined. For example, it is desirable that the evaluation standard for selecting the jump shot is automatically determined to some extent automatically according to the actual measurement result of the array coordinates of the sample shot.

【0016】また、跳びショットでなくともウエハの実
際の線形伸縮等によって非線形誤差成分の絶対値が大き
くなっているサンプルショットも有り得るため、単純に
非線形誤差成分の絶対値が大きいサンプルショットを跳
びショットとして除外すると、却って最終的な位置合わ
せ精度が低下する恐れもある。本発明は斯かる点に鑑
み、EGA方式のような統計処理的手法を適用してアラ
イメントを行う際に、跳びショットの影響を軽減して高
精度にウエハ(基板)の各ショット領域(被加工領域)
をそれぞれ所定の露光位置に設定できる位置合わせ方法
を提供することを目的とする。
Further, since the absolute value of the non-linear error component may be large due to the actual linear expansion and contraction of the wafer instead of the jump shot, the sample shot having the large absolute value of the non-linear error component is simply taken as the jump shot. However, if it is excluded as, there is a possibility that the final alignment accuracy may deteriorate. In view of the above problems, the present invention reduces the influence of jump shots and accurately adjusts each shot area (processed area) of a wafer (substrate) when performing alignment by applying a statistical processing method such as the EGA method. region)
It is an object of the present invention to provide a position aligning method capable of setting the respective exposure positions to predetermined exposure positions.

【0017】また、本発明は、跳びショットを特定する
ための評価基準を自動的に定めることのできる位置合わ
せ方法を提供することをも目的とする。
Another object of the present invention is to provide a positioning method capable of automatically determining an evaluation standard for specifying a jump shot.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明による第1の位置
合わせ方法は、基板(4)上に設計上の配列座標に従っ
て配列された複数の被加工領域(ES1,ES2,…,ES
M)の基板(4)の移動位置を規定する所定の座標系
(X,Y)上での配列座標をそれぞれ求め、このように
求めた配列座標に基づいてそれら複数の被加工領域のそ
れぞれを対応する加工位置に対して位置合わせする方法
において、それら複数の被加工領域の内、予め選択され
たN個(Nは6以上の整数)のサンプル領域(SAi)の
所定の座標系(X,Y)上での座標位置を計測する第1
工程(ステップ101)と、この第1工程で計測された
n個(nは初期値Nの整数)のサンプル領域の座標位置
データから、m番目(mは初期値1の整数)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
して得た結果に基づいて、そのm番目のサンプル領域を
含めてそれぞれの座標位置データの非線形誤差成分、及
びこのn個の非線形誤差成分のばらつきB(m,n−
1)を求める第2工程(ステップ105,106)とを
有する。
According to a first alignment method of the present invention, a plurality of regions to be processed (ES 1 , ES 2 , ..., ES) arranged on a substrate (4) in accordance with design arrangement coordinates are provided.
The array coordinates on a predetermined coordinate system (X, Y) that defines the moving position of the substrate (4) of ( M ) are respectively obtained, and based on the array coordinates thus obtained, each of the plurality of processed regions is determined. In the method of aligning to a corresponding processing position, a predetermined coordinate system (X) of N (N is an integer of 6 or more) sample areas (SA i ) selected in advance from the plurality of processing areas is used. , Y) first measuring coordinate position on
From the step (step 101) and the coordinate position data of the n (n is an integer of initial value N) sample areas measured in the first step, the m-th (m is an integer of initial value 1) sample area is selected. Based on the result obtained by statistically processing the excluded (n-1) coordinate position data, the nonlinear error component of each coordinate position data including the m-th sample area, and the n nonlinear error Component variation B (m, n-
The second step (steps 105 and 106) for obtaining 1).

【0019】更に、本発明は、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107)と、この第3工程で残されるサンプル領域が
所定の下限値Nmin 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
B(m,n−1)を求める第4工程(ステップ105〜
109)と、その整数mの値を1からNまで1ずつ増加
させながら、それぞれその第2工程からその第4工程ま
でを繰り返して非線形誤差成分のばらつきB(m,n−
1)を求め、このばらつきB(m,n−1)を変数(n
−1)が(N−1)からNmin まで変化する範囲での平
均値でばらつきB(m,N−1)を規格化した値T1
(m)を求める第5工程(ステップ105〜112)
と、その第5工程で求められたN個の値T1(m)の比
較により計測結果の非線形成分の大きなサンプル領域を
検出する第6工程(ステップ114)と、この第6工程
で検出されたサンプル領域を含むそのN個のサンプル領
域の計測された座標位置データを統計処理してそれら複
数の被加工領域のその所定の座標系(X,Y)上での配
列座標を算出する第7工程(ステップ116〜118)
と、を有するものである。
Further, according to the present invention, the third step (step 107) for obtaining (n-2) sample areas excluding the sample area having the largest non-linear error component obtained in the second step, and this third step. Until the sample area left in the third step reaches a predetermined lower limit value N min , the second step and the third step
The fourth process (steps 105 to 105) is repeated to obtain the variation B (m, n-1) of each non-linear error component.
109) and increasing the value of the integer m by 1 from 1 to N, repeating the second step to the fourth step, respectively, and then varying the nonlinear error component variation B (m, n−
1), and this variation B (m, n-1) is used as a variable (n
−1) is a mean value in a range in which (N−1) changes from (N−1) to N min , and a value T1 obtained by normalizing the variation B (m, N−1)
Fifth step (steps 105 to 112) for obtaining (m)
And a sixth step (step 114) of detecting a sample region having a large non-linear component of the measurement result by comparing the N values T1 (m) obtained in the fifth step, and the sixth step. A seventh step of statistically processing measured coordinate position data of the N sample areas including the sample area to calculate array coordinates of the plurality of processed areas on the predetermined coordinate system (X, Y). (Steps 116-118)
And ,.

【0020】この場合、その第5工程(ステップ105
〜112)において、更にその非線形誤差成分のばらつ
きB(m,n−1)について、整数mの値が1からNま
で増加する際の、変数(n−1)が(N−2)からN
min まで変化する範囲でのばらつきB(m,n−1)の
平均値でばらつきB(m,N−1)及びB(m,N−
2)の和を規格化して得られる値T2(m1,m2)
(整数m1及びm2はこのときに除かれているサンプル
領域の順序を示す)を求め(ステップ113)、その第
6工程において、その第5工程で求められたN個の値T
2(m1,m2)を比較することにより、非線形誤差成
分の大きなサンプル領域を検出することが望ましい。
In this case, the fifth step (step 105)
, 112), the variable (n-1) is changed from (N-2) to N when the value of the integer m is increased from 1 to N for the variation B (m, n-1) of the nonlinear error component.
Variations B (m, N-1) and B (m, N-) are average values of the variation B (m, n-1) in the range changing to min.
Value T2 (m1, m2) obtained by normalizing the sum of 2)
(Integers m1 and m2 indicate the order of the sample areas removed at this time) (step 113), and in the sixth step, the N values T obtained in the fifth step are calculated.
It is desirable to detect a sample area having a large nonlinear error component by comparing 2 (m1, m2).

【0021】また、その第6工程において、そのN個の
値T1(m)、及びそのN個の値T2(m1,m2)を
比較することにより、非線形誤差成分の大きなサンプル
領域を検出することが望ましい。更に、その第7工程に
おいて、その第6工程で非線形誤差成分が大きいとして
検出されたサンプル領域を除外した残りのサンプル領域
の計測された座標位置データを統計処理してそれら複数
の被加工領域の所定の座標系(X,Y)上での配列座標
を算出するようにしてもよい。
Further, in the sixth step, by detecting the N values T1 (m) and the N values T2 (m1, m2), a sample area having a large non-linear error component is detected. Is desirable. Further, in the seventh step, the measured coordinate position data of the remaining sample areas excluding the sample areas detected as having a large non-linear error component in the sixth step are statistically processed to calculate the plurality of processed areas. You may make it calculate the array coordinate on a predetermined coordinate system (X, Y).

【0022】又は、その第7工程において、その第6工
程で非線形誤差成分が大きいとして検出されたサンプル
領域の重みが小さくなるように、それらN個のサンプル
領域の計測された座標位置データにそれぞれ重みを付し
て統計処理することによりそれら複数の被加工領域の所
定の座標系(X,Y)上での配列座標を算出するように
してもよい。
Alternatively, in the seventh step, the measured coordinate position data of each of the N sample areas is reduced so that the weight of the sample area detected as a large non-linear error component in the sixth step becomes small. You may make it calculate the arrangement | positioning coordinate on the predetermined coordinate system (X, Y) of these some to-be-processed areas by attaching a weight and performing statistical processing.

【0023】このように重みを用いる際には、それらN
個のサンプル領域の計測された座標位置データにそれぞ
れ付与する重みとしてそれらN個の値T1(m)、又は
それらN個の値T2(m1,m2)の逆数に応じた値を
用いてもよい。また、本発明の第2の位置合わせ方法
は、その第1の位置合わせ方法と同じ前提部において、
それら複数の被加工領域の内、予め選択されたN個(N
は6以上の整数)のサンプル領域(SAi)の所定の座標
系(X,Y)上での座標位置を計測する第1工程(ステ
ップ101)と、この第1工程で計測されたN個のサン
プル領域の座標位置データから、m番目(mは初期値1
の整数)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てその設計上の配列座標から所定
の座標系(X,Y)上の配列座標への変換パラメータを
求め、このように求めた変換パラメータ及びその設計上
の配列座標を用いてそれらN個のサンプル領域の所定の
座標系(X,Y)上での配列座標をそれぞれ算出し、こ
のように算出されたN個の配列座標の非線形誤差成分の
ばらつきB’(m,N−1)を求める第2工程(ステッ
プ105,106)と、を有する。
When weights are used in this way, N
The N values T1 (m) or the values corresponding to the reciprocals of the N values T2 (m1, m2) may be used as the weights to be given to the measured coordinate position data of the sample areas. . In addition, the second alignment method of the present invention uses the same premise as that of the first alignment method.
Preselected N (N
Is an integer greater than or equal to 6) a first step (step 101) of measuring the coordinate position of a sample area (SA i ) on a predetermined coordinate system (X, Y), and N pieces measured in this first step. From the coordinate position data of the sample area of, the m-th (m is the initial value 1
(N-1) coordinate area data excluding the sample area is statistically processed to obtain conversion parameters from the designed array coordinates to array coordinates on a predetermined coordinate system (X, Y). , The array parameters on the predetermined coordinate system (X, Y) of the N sample areas are calculated using the conversion parameters thus obtained and the array coordinates on the design, and the array coordinates are calculated in this way. A second step (steps 105 and 106) of obtaining the variation B ′ (m, N−1) of the non-linear error component of the N array coordinates.

【0024】更に、本発明は、整数mの値を1ずつNま
で増加させながらその第2工程を繰り返して、それぞれ
その非線形誤差成分のばらつきB’(m,N−1)を求
める第3工程(ステップ105〜111)と、その第2
工程、及びその第3工程で求められたN個の非線形誤差
成分のばらつきB’(m,N−1)の比較により計測結
果の非線形成分の大きなサンプル領域を検出する第3工
程(ステップ114)と、この第3工程で検出されたサ
ンプル領域を含むそれらN個のサンプル領域の計測され
た座標位置データを統計処理してそれら複数の被加工領
域の所定の座標系(X,Y)上での配列座標を算出する
第4工程(ステップ117,118)とを有するもので
ある。
Further, according to the present invention, the second step is repeated while increasing the value of the integer m by 1 to N, and the third step of obtaining the non-linear error component variation B '(m, N-1). (Steps 105 to 111) and the second
A third step (step 114) of detecting a sample area having a large non-linear component of the measurement result by comparing the process and the variation B ′ (m, N−1) of the N non-linear error components obtained in the third step. And statistically processing the measured coordinate position data of the N sample areas including the sample area detected in the third step, and performing the statistical processing on the predetermined coordinate system (X, Y) of the plurality of processed areas. And a fourth step (steps 117 and 118) of calculating the array coordinates of.

【0025】また、本発明の第3の位置合わせ方法は、
その第1の位置合わせ方法と同じ前提部において、それ
ら複数の被加工領域の内、予め選択されたN個(Nは6
以上の整数)のサンプル領域(SAi)の所定の座標系
(X,Y)上での座標位置を計測する第1工程(ステッ
プ101)と、この第1工程で計測されたN個のサンプ
ル領域の座標位置データを処理して、非線形誤差成分の
大きなサンプル領域を跳び領域として求める第2工程
(ステップ105〜114)と、その第1工程で計測さ
れたN個の座標位置データのそれぞれにその跳び領域で
小さくなるような重みを付与し、このように重み付けさ
れたN個の座標位置データを統計処理してそれら複数の
被加工領域の所定の座標系(X,Y)上での配列座標を
算出する第3工程(ステップ121,122)とを有す
るものである。
The third alignment method of the present invention is
In the same premise as in the first alignment method, N preselected (N is 6
A first step (step 101) of measuring the coordinate position of a sample area (SA i ) of the above integer) on a predetermined coordinate system (X, Y), and N samples measured in this first step The second step (steps 105 to 114) of processing the coordinate position data of the area to obtain a sample area having a large non-linear error component as the jump area and the N coordinate position data measured in the first step. Arrangement of a plurality of regions to be processed on a predetermined coordinate system (X, Y) by statistically processing the N coordinate position data weighted in this way by giving weights that are small in the jump region. And a third step (steps 121 and 122) of calculating coordinates.

【0026】[0026]

【作用】斯かる本発明の第1の位置合わせ方法によれ
ば、1つの基板上での非線形誤差成分の絶対値の大きい
跳び領域(跳びショット)の個数は、通常多くとも1
個、又は2個であることに着目して、基板(4)上の計
測対象とするサンプル領域(SAi)から次のようにして
跳びショットの検出が行われる。即ち、先ず跳びショッ
トの個数が1個であると仮定して、1番目のサンプル領
域が跳びショットであるとする。
According to the first alignment method of the present invention, the number of jump regions (jump shots) having a large absolute value of the nonlinear error component on one substrate is usually 1 at most.
Paying attention to the fact that the number is one or two, the jump shot is detected from the sample area (SA i ) to be measured on the substrate (4) as follows. That is, first, assuming that the number of jump shots is one, the first sample area is assumed to be a jump shot.

【0027】この場合、最初に1(m=1)番目のサン
プル領域(サンプルショット)の座標位置データを除去
して、残りの(n−1)個のサンプル領域の座標位置デ
ータを用いて統計処理(EGA計算等)を行うと、残り
の座標位置データは正確なデータが多いために、座標変
換パラメータ等を正確に求めることができる。従って、
その座標変換パラメータ等を用いて1番目も含めたn個
のサンプル領域の座標位置データの非線形誤差成分を求
めると、1番目の非線形誤差成分が大きいために、得ら
れる非線形誤差成分のばらつきB(1,n−1)の値は
大きくなる。更に、残りの座標位置データ中から非線形
誤差成分の大きなものを順次除去して算出した非線形誤
差成分のばらつきB(1,n−2),B(1,n−
2),…,B(1,Nmin)の平均値で、ばらつきB
(1,n−1)を規格化した値T1(1)を求めている
ため、比較対象とされるデータである値T(1)の信頼
性は高い。
In this case, the coordinate position data of the first (m = 1) th sample area (sample shot) is first removed, and statistics are obtained using the coordinate position data of the remaining (n-1) sample areas. When the processing (EGA calculation or the like) is performed, since the remaining coordinate position data has many accurate data, the coordinate conversion parameters and the like can be accurately obtained. Therefore,
When the non-linear error component of the coordinate position data of the n sample areas including the first is obtained using the coordinate conversion parameter and the like, the variation B () of the obtained non-linear error component is large because the first non-linear error component is large. The value of 1, n-1) becomes large. Further, the variation B (1, n-2), B (1, n-) of the nonlinear error components calculated by sequentially removing the ones having large nonlinear error components from the remaining coordinate position data.
2), ..., B (1, N min ) is the average value and the variation B is
Since the value T1 (1) obtained by normalizing (1, n-1) is obtained, the reliability of the value T (1) which is the data to be compared is high.

【0028】次に、2(m=2)番目のサンプル領域の
座標位置データを除去して、残りの(n−1)個のサン
プル領域の座標位置データを用いて統計処理を行うが、
この場合、跳びショットである1番目の座標位置データ
が最初の計算に含まれているため、得られる非線形誤差
成分のばらつきB(2,n−1),B(2,n−2),
…,B(2,Nmin)の平均値で、ばらつきB(2,n−
1)を規格化した値T1(2)は小さくなる。同様に3
番目以降のサンプル領域を除いて得られる値T1
(3),…,T1(N)も小さくなる。従って、最終的
にN個の平均値T1(1),…,T1(N)の中で最も
大きい値T1(1)が得られるときに除去されている1
番目のサンプル領域が、非線形成分の大きなサンプル領
域(跳びショット)として特定され、例えばその跳びシ
ョットを除去することにより正確に位置合わせが行われ
る。
Next, the coordinate position data of the 2 (m = 2) th sample area is removed, and the statistical processing is performed using the coordinate position data of the remaining (n-1) sample areas.
In this case, since the first coordinate position data, which is a jump shot, is included in the first calculation, the variations B (2, n-1), B (2, n-2), of the obtained nonlinear error components are
, B (2, N min ) is an average value, and the variation B (2, n−
The value T1 (2) obtained by normalizing 1) becomes small. Similarly 3
Value T1 obtained by excluding the sample areas after the th
(3), ..., T1 (N) also becomes small. Therefore, 1 is removed when the largest value T1 (1) is finally obtained from the N average values T1 (1), ..., T1 (N).
The second sample area is specified as a sample area having a large non-linear component (jump shot), and accurate alignment is performed by removing the jump shot, for example.

【0029】次に、基板(4)上に跳びショットが2個
含まれている場合、例えば1番目及び2番目のサンプル
領域がそれぞれ跳びショットであると仮定する。このと
き、非線形誤差成分のばらつきB(1,N−1),B
(1,N−2)の値は比較的大きな値となり、非線形誤
差成分のばらつきB(1,N−2),…,B(1,Nmi
n)の平均値でばらつきB(1,N−1),B(1,N−
2)の和を規格化した値T2(1,2)(m1=1,m
2=2)は大きい値となる。また、整数m1及びm2に
ついて他の組合せの値T2(m1,m2)は、跳びショ
ットのデータを含めて座標変換パラメータ等を算出して
いるため値T2(1,2)より小さくなる。従って、最
も大きい値T2(m1,m2)が得られるときに除去さ
れている2つのサンプル領域が、非線形成分の大きなサ
ンプル領域(跳びショット)として特定され、例えばそ
れら跳びショットを除去することにより正確に位置合わ
せが行われる。但し、値T2(m1,m2)が最大とな
るとき、整数m1及びm2を入れ換えた値T2(m2,
m1)は2番目に最大となるべきであるため、これが成
立しないときには、例えば2つの跳びショットが存在し
ないと判定してもよい。
Next, when two jump shots are included on the substrate (4), it is assumed that the first and second sample areas are jump shots, respectively. At this time, the variations B (1, N-1), B of the nonlinear error components
The value of (1, N-2) becomes a relatively large value, and the variation B (1, N-2), ..., B (1, N mi of the nonlinear error components
n is the average value of variations B (1, N-1), B (1, N-
The value T2 (1,2) (m1 = 1, m
2 = 2) is a large value. The values T2 (m1, m2) of other combinations for the integers m1 and m2 are smaller than the values T2 (1, 2) because the coordinate conversion parameters and the like are calculated including the jump shot data. Therefore, the two sample areas removed when the maximum value T2 (m1, m2) is obtained are specified as the sample areas (jump shots) having a large non-linear component. The registration is performed. However, when the value T2 (m1, m2) is the maximum, the value T2 (m2, which is obtained by interchanging the integers m1 and m2)
Since m1) should be the second largest, it may be determined that, for example, two jump shots do not exist when this is not established.

【0030】これらの場合、実際には跳びショットの個
数は0個、1個、又は2個の何れかが分かっていない
が、N個の値T1(m)、及びN個の値T2(m1,m
2)を相互に比較することにより、跳びショットの個
数、及び跳びショットを特定することができる。従っ
て、自動的に跳びショットを特定するための評価基準が
定まったこととなる。
In these cases, the number of jump shots is not known to be 0, 1, or 2, but N values T1 (m) and N values T2 (m1) are not known. , M
By comparing 2) with each other, the number of jump shots and the jump shots can be specified. Therefore, the evaluation standard for automatically specifying the jump shot is set.

【0031】また、非線形誤差成分の大きいサンプル領
域が存在しても、その非線形誤差成分が小さいときに
は、跳びショットであるとして除去してしまうと、却っ
て位置合わせ精度が低下する恐れがある。そこで、最も
大きな非線形誤差成分でも所定の閾値より小さいような
場合には、各座標位置データにそれぞれ非線形誤差成分
の平均値T1(m)、又はT2(m1,m2)の逆数等
に応じて重みを付して、統計処理(例えば重み付けEG
A計算等)により配列座標を計算する。
Further, even if there is a sample area having a large non-linear error component, if the non-linear error component is small, if the non-linear error component is removed as a jump shot, there is a risk that the alignment accuracy will rather deteriorate. Therefore, if even the largest non-linear error component is smaller than the predetermined threshold value, each coordinate position data is weighted according to the average value T1 (m) of the non-linear error component or the reciprocal of T2 (m1, m2). , Statistical processing (eg weighted EG
The array coordinates are calculated by A calculation etc.).

【0032】次に、本発明の第2の位置合わせ方法によ
れば、N個のサンプル領域から順次m番目(m=1,
2,…,N)のサンプル領域を除去して座標変換パラメ
ータ等を算出した後、m番目のサンプル領域も含めて非
線形誤差成分のばらつきB’(m,N−1)が求められ
る。例えば1番目のサンプル領域が跳びショットである
とすると、ばらつきB’(1,N−1)の値が大きくな
ることから、跳びショット自体の値に影響されずに正確
に跳びショットが特定される。その後、例えば跳びショ
ットの計測データに軽い重みを付して、全部の計測デー
タを用いて統計処理により各被加工領域の配列座標を算
出することにより、跳びショットの影響が軽減される。
Next, according to the second alignment method of the present invention, the m-th (m = 1,
After the sample areas of 2, ..., N) are removed and the coordinate conversion parameters and the like are calculated, the variation B ′ (m, N−1) of the nonlinear error component including the m-th sample area is obtained. For example, assuming that the first sample area is a jump shot, the value of the variation B ′ (1, N−1) becomes large, so that the jump shot is accurately specified without being affected by the value of the jump shot itself. . After that, for example, the measurement data of the jump shot is lightly weighted, and the array coordinates of each processed region are calculated by statistical processing using all the measurement data, whereby the influence of the jump shot is reduced.

【0033】次に、本発明の第3の位置合わせ方法によ
れば、先ず非線形誤差成分の大きなサンプル領域が跳び
領域(跳びショット)として特定される。その後、例え
ば跳びショットの計測データに軽い重みを付して、全部
の計測データを用いて統計処理により各被加工領域の配
列座標を算出することにより、跳びショットの影響が軽
減される。
Next, according to the third alignment method of the present invention, first, a sample area having a large nonlinear error component is specified as a jump area (jump shot). After that, for example, the measurement data of the jump shot is lightly weighted, and the array coordinates of each processed region are calculated by statistical processing using all the measurement data, whereby the influence of the jump shot is reduced.

【0034】[0034]

【実施例】以下、本発明による位置合わせ方法の実施例
につき図面を参照して説明する。図3は、本実施例の位
置合わせ方法が使用される投影露光装置を示し、この図
3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3の紙面に平行にX
軸を取り、図3の紙面に垂直にY軸を取る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the alignment method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 3 shows a projection exposure apparatus in which the alignment method of this embodiment is used. In FIG. 3, the exposure illumination light IL from the illumination optical system 1 forms a uniform illuminance distribution on the pattern on the reticle 2. A reduced image of the pattern illuminated through the projection optical system 3 is exposed to each shot area on the wafer 4 coated with the photoresist. Here, Z is parallel to the optical axis AX of the projection optical system 3.
Take the axis and make X parallel to the plane of FIG.
Take the axis and take the Y axis perpendicular to the plane of the paper in FIG.

【0035】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3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。
The wafer 4 is held on the wafer stage 6 via the wafer holder 5, and the wafer stage 6 is an XY stage for positioning the wafer 4 in the X and Y directions.
It is composed of a Z stage for moving the wafer 4 in the Z direction, a θ stage for rotating, a leveling stage for correcting the tilt angle of the wafer 4, and the like. A laser beam from an external biaxial laser interferometer 8 is reflected by a biaxial moving mirror 7 (only for the X axis is shown in FIG. 3) fixed to the upper surface of the wafer stage 6, and the laser beam is reflected. The X coordinate and the Y coordinate of the wafer stage 6 are constantly measured by the interferometer 8. The coordinate system determined based on the coordinates (X, Y) measured by the laser interferometer 8 in this way is called a stage coordinate system or a stationary coordinate system. The measured coordinates (X, Y) are supplied to the main control system 9 that governs the operation of the entire apparatus, and the main control system 9 based on the measured coordinates,
The positioning operation of the wafer stage 6 is controlled via the wafer stage drive system 10.

【0036】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3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)のアライメント光学系15が設けられて
いる。なお、アライメント光学系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。
In general, a semiconductor device or the like is manufactured by repeating the process of projecting and exposing the reticle pattern on each shot area on the wafer to perform development and the like 10 to 20 times. Therefore, the reticle to be exposed from now on. It is necessary to accurately align the pattern with the circuit pattern formed in each shot area of the wafer 4 in the steps up to that point. For this reason, in the projection exposure apparatus of FIG. 3, an off-axis type imaging system alignment system 11 for detecting the coordinates of wafer marks attached to each shot area on the wafer 4, and a TTL (through. An alignment optical system 15 of a laser step alignment method (LSA method) is provided. As the alignment optical system 15, an imaging method, a so-called two-beam interference method, or the like can be used, but in this embodiment, the LSA method is used as an example. Similarly, as the alignment system 11, the LSA method or the like can be used.

【0037】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。
In this case, X is present in the alignment system 11.
The image pickup devices for the axis and the Y-axis are incorporated, and the image pickup signals obtained by picking up the image of the wafer mark are supplied from the two image pickup devices to the image pickup signal processing system 14.
The coordinates (X, Y) measured by the laser interferometer 8 are also supplied to the imaging signal processing system 14, and the imaging signal processing system 14
Detects the X coordinate (Y coordinate in the case of a wafer mark for the Y axis) when the image of the wafer mark for the X axis to be detected matches a predetermined index mark, for example. Supply to. Thereby, the main control system 9 can recognize the coordinates (X, Y) of the wafer mark attached to the shot area of the measurement target of the wafer 4.

【0038】一方、アライメント光学系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4(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3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Mxi をX方向に横切るように移動させる。
ウエハマークMxi 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Mxi が光スポット1
7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Mxi のX座標が検出される。
On the other hand, the laser beam for detection emitted from the alignment optical system 15 enters the projection optical system 3 via the mirror 16 for bending the optical path, and the laser beam passing through the projection optical system 3 is shown in FIG. As shown in b), it is condensed on the wafer 4 as a slit-shaped light spot 17 which is long in the Y direction. The wafer stage 6 of FIG. 3 is driven to move the light spot 17 so as to traverse the wafer mark Mx i for the X axis to be detected on the wafer 4 in the X direction.
Wafer mark Mx i are those had been chosen plurality of rows of patterns each of which is made of a row of dots arranged at a predetermined pitch in the Y direction in the X direction, the wafer mark Mx i the light spot 1
Since the diffracted light is emitted in a predetermined direction when crossing 7, the X coordinate of the wafer mark Mx i is detected.

【0039】図3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光学系15に戻り、アライメ
ント光学系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
メント光学系(不図示)も設けられており、そのアライ
メント光学系、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8に供給されている。
Returning to FIG. 3, a light spot 17 on the wafer 4 is obtained.
The diffracted light from the wafer mark returns to the alignment optical system 15 via the projection optical system 3 and the mirror 16, and the alignment signal obtained from the alignment optical system 15 to the alignment signal processing system 18 by photoelectrically converting the diffracted light. Is supplied. The coordinates (X, Y) measured by the laser interferometer 8 are also supplied to the alignment signal processing system 18, and when the light spot 17 is at the center position of the wafer mark for the X axis, the alignment signal processing system 18 is supplied. The X coordinate of is detected and supplied to the main control system 8. An Y-axis alignment optical system (not shown) is also provided, and the alignment optical system and the alignment signal processing system 18 detect the Y-coordinate corresponding to the Y-axis wafer mark. It is supplied to the main control system 8.

【0040】本例の投影露光装置の基本的なアライメン
ト動作としては、先ずウエハ4が図3のウエハホルダ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光学
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(プリアライメント)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。
As a basic alignment operation of the projection exposure apparatus of this example, first, the wafer 4 is moved to the wafer holder 5 shown in FIG.
When loaded on top, the main control system 9 moves the wafer 4 through the wafer stage drive system 10 and the wafer stage 6 in XY direction.
By moving in the plane, the wafer mark attached to the sample shot on the wafer 4 is set near the position where the optical spot is irradiated from the alignment optical system 15 (or the alignment optical system for the Y axis). In this case, the positioning (pre-alignment) of the wafer 4 is performed based on the coordinates of each shot area defined on the coordinate system on the wafer 4, for example. Then, by moving the wafer 4 in the X direction or the Y direction, the alignment signal processing system 18 measures the coordinates of the wafer mark with high accuracy. The main control system 9 calculates the array coordinates in the stage coordinate system (X, Y) of all shot areas on the wafer 4 as described later using the coordinates of the wafer marks of each sample shot thus measured. Then, based on the calculation result, the pattern image of the reticle 2 is exposed in each shot area by the step-and-repeat method. An off-axis type alignment system 11 may be used as the alignment system.

【0041】次に、本発明による位置合わせ方法(アラ
イメント方法)の第1実施例につき詳細に説明する。 (A)基本的なアライメント方法 図4(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4(a)において、ウエハ4上にM個(図4
(a)ではM=68)のショット領域ES1 〜ESM
配列され、各ショット領域ESj(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Mxj 、及びY軸用のウエハマークMyj 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Mxj の中心のx座標x
j 、及びY軸用の各ウエハマークMyj のy座標y
j が、設計座標として予め図3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Mxj 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ESj 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一般に
オフセットが存在するが、ここでは簡単のためそのオフ
セットは無視する。
Next, the first embodiment of the alignment method (alignment method) according to the present invention will be described in detail. (A) Basic Alignment Method FIG. 4A shows an example of the shot arrangement of the wafer 4 of this example. In FIG. 4A, M pieces (FIG. 4) are arranged on the wafer 4.
In (a), M = 68) shot areas ES 1 to ES M are arranged, a circuit pattern is formed in each shot area ES j (j = 1 to M ), and the wafer mark Mx j for the X axis is formed. , And a wafer mark My j for the Y axis are attached. In this case, the x coordinate x of the center of each wafer mark Mx j on the sample coordinate system (x, y) set on the wafer 4.
j and the y coordinate y of each wafer mark My j for the Y axis
j is previously stored in the storage device of the main control system 9 in FIG. 3 as design coordinates. Below, the x coordinate of the center of the wafer mark Mx j and the y coordinate of the center of the wafer mark My j are regarded as the x coordinate and the y coordinate in the sample coordinate system of the center of the shot area ES j , and the coordinates of the wafer mark are Considered as the coordinates of the shot area. Actually, there is generally an offset between the center coordinate of the wafer mark and the center coordinate of the corresponding shot area, but the offset is ignored here for simplicity.

【0042】このとき、6個の変換パラメータ(X方向
のスケーリングRx、Y方向のスケーリングRy、ロー
テーションθ、直交度誤差w、X方向のオフセットO
x、及びY方向のオフセットOy)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
SAN について、図3のアライメント光学系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
XMi 、及びY軸用のウエハマークのY座標YMi(i=
1〜N)を計測する。このように計測された座標(XM
i ,YMi)から、サンプルショットのウエハマークの設
計上の配列座標(xi ,yi )(i=1,‥‥,N)を
(数1)に代入して得られる計算上の配列座標(Xi
i)を差し引いて得られるベクトル(Δxi ,Δyi)
がアライメント誤差のベクトルである。
At this time, six conversion parameters (scaling Rx in the X direction, scaling Ry in the Y direction, rotation θ, orthogonality error w, and offset O in the X direction are used.
(Offset Oy in x and Y directions)
The conversion relationship from the sample coordinate system (x, y) to the stage coordinate system (X, Y) is defined by the conversion formula of. Then, in order to determine the values of those six conversion parameters, those M
N selected from the shot areas (4 ≦ N ≦ M)
Shot area, that is, N sample shots SA 1 to
For SA N, the wafer mark for the X coordinate XM i, and Y-axis of the wafer mark for the X-axis, which is attached to each by using the alignment optical system 15 in FIG. 3 Y coordinate YM i (i =
1 to N) are measured. The coordinates (XM
i , YM i ), a calculated array obtained by substituting the designed array coordinates (x i , y i ) (i = 1, ..., N) of the wafer mark of the sample shot into (Equation 1). Coordinates (X i ,
Vector (Δx i , Δy i ) obtained by subtracting Y i ).
Is the vector of alignment error.

【0043】そこで、各サンプルショットSAi の設計
上の配列座標(xi ,yi)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(Xi ,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。
Therefore, the designed array coordinates (x i , y i ) of each sample shot SA i are converted into the coordinates (x, y) of (Equation 1).
As the array coordinates (X i , Y) in the stage coordinate system (X, Y) of each sample shot.
i ) is represented as a function of 6 conversion parameters and design array coordinates. Then, by EGA calculation, the sum of squares of the alignment errors of the N sample shots represented by (Equation 2), that is, the residual error component is minimized by the EGA calculation.
Determine the values of the transformation parameters.

【0044】その後、決定された6個の変換パラメータ
(Rx,Ry,θ,w,Ox,Oy)、及び各サンプル
ショットSAi の設計上の配列座標(xi ,yi)を(数
1)に代入することにより、各サンプルショットSAi
の最終的な計算上の配列座標(Xi ,Yi)を求める。こ
のときの、計算上の配列座標(Xi ,Yi)から設計上の
配列座標(xi ,yi)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 ,YMi)からその計算上の配列座標(Xi ,Yi)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、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。
After that, the six determined conversion parameters (Rx, Ry, θ, w, Ox, Oy) and the designed array coordinates (x i , y i ) of each sample shot SA i are calculated by (Equation 1). ) To each sample shot SA i
The final calculated array coordinates (X i , Y i ) are calculated. At this time, the vector obtained by subtracting the designed array coordinates (x i , y i ) from the calculated array coordinates (X i , Y i ) is the vector of the linear error component, and the measured coordinates (XM
i, the arrangement coordinates (X i on that calculated from YM i), a vector obtained by subtracting the Y i) is a vector of nonlinear error component. Then, in this example, a sample shot having a large absolute value of the vector of the nonlinear error component is regarded as a jump shot and excluded, and six conversions are performed by EGA calculation based on the array coordinates measured for the remaining sample shots. Define the parameters. Then, using (Equation 1), the array coordinates of all shot areas on the wafer are calculated, and each shot area of the wafer is sequentially positioned at the exposure position according to the array coordinates to perform exposure. A specific example of the jump shot removing method will be described below.

【0045】(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5(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
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。
(B) Method for Removing Jump Shots A method for removing jump shots in this example will be described with reference to the flowchart in FIG. In this case, as an example, the shot arrangement on the wafer 4 is regarded as the arrangement shown in FIG. 5A, and 10 shots selected from those shot areas are selected.
The individual shot areas are sample shots SA 1 to SA 10 . That is, the number N of sample shots is 10.
In the following example, the number N of sample shots is 6 or more.

【0046】先ず、図1のステップ101において、N
個(N=10)のサンプルショットSA1 〜SAN 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102において、N個の計測された座標値(ア
ライメントデータ)(XMi,YMi)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。
First, in step 101 of FIG. 1, N
For each (N = 10) sample shots SA 1 to SA N , coordinate values in the stage coordinate system (X, Y) are measured,
In step 102, the values of the six conversion parameters of (Equation 1) are determined by EGA calculation using the N measured coordinate values (alignment data) (XM i , YM i ).

【0047】その後、ステップ103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(Xi ,Yi)(i=1
〜N)から設計上の配列座標(xi ,yi)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)Pを
求める。そして、計測された座標値(アライメントデー
タ)(XMi ,YMi)から計算上の配列座標(Xi ,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(XMi −Xi ,YMi−Yi)
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)
をアライメントデータの非線形成分を示す関数Rとす
る。
Thereafter, in step 103, the calculated array coordinates (X i , Y i ) (i = 1) of each sample shot obtained by substituting the determined conversion parameter into (Equation 1).
˜N), the designed array coordinates (x i , y i ) are subtracted to obtain the linear component (linear error component) P of the alignment error. Then, from the measured coordinate values (alignment data) (XM i , YM i ), the calculated array coordinates (X i , Y
i ) is subtracted to obtain a vector (XM i −X i , YM i −Y i ) of the non-linear component (non-linear error component) of the alignment error.
Ask for. The worst value (maximum value) of the absolute values of the vectors of these N nonlinear components, or 3 times the standard deviation of the absolute values of the vectors of these N nonlinear components (this is NLE (3
σ)), and the worst value, or NLE (3σ)
Is a function R indicating the nonlinear component of the alignment data.

【0048】次に、図5(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104において、初期化の
ために変数mを1、変数nを(N−1)とする。この場
合、変数mはN個のサンプルショットから除去するサン
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5(b)に示すように1番目のサンプルショットSA
1 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105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(図5(b)
ではn=9)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106にお
いて、m番目のサンプルショットを含めた(n+1)個
のサンプルショット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、n個の線形成分のベクトルの絶対
値の最悪値(最大値)、又は標準偏差の3倍を線形成分
P(m)とする。また、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)を非線形成分B(m,n)とする。
Next, the sample shots are sequentially removed one by one from the N sample shots in FIG. 5A. In preparation for that, in step 104, the variable m is set to 1 and the variable n is set to n. Be (N-1). In this case, the variable m indicates the order of the sample shots to be removed from the N sample shots, and the variable n indicates the number of remaining sample shots. For example, if the variable m is 1,
As shown in FIG. 5B, the first sample shot SA
This means that the measurement data (alignment data) of 1 is removed. Next, in step 105, the remaining n pieces after removing the m-th sample shot (see FIG. 5B)
Then, using the alignment data of n = 9) sample shots, the values of the six conversion parameters of (Equation 1) are determined by EGA calculation. Then, in step 106, the deviation (alignment error) of the alignment data of the (n + 1) sample shots including the m-th sample shot from the design value is separated into a linear component and a non-linear component, respectively. The worst value (maximum value) of the absolute value of the vector of the linear component or three times the standard deviation is set as the linear component P (m). In addition, the worst value of the absolute value of the vector of n nonlinear components, or NLE (3
Let σ) be the non-linear component B (m, n).

【0049】その後、ステップ106で求めたm番目の
サンプルショットを除く、n個のサンプルショットの非
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107)、残りのサ
ンプルショットの個数(n−1)を改めてnと設定する
(ステップ108)。そして、ステップ109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10
5〜109を実行する。即ち、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、(n+
1)個のサンプルショットのアライメント誤差の線形成
分と非線形成分とを求め、線形成分P(m)、及び非線
形成分B(m,n)を求めた後、n個のサンプルショッ
ト中から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。
After that, the alignment data of the sample shot having the largest absolute value among the vectors of the non-linear components of the n sample shots, that is, the non-linear component has the worst value, excluding the m-th sample shot obtained in step 106. (Step 107), the number (n-1) of the remaining sample shots is set to n again (step 108). Then, in step 109, it is determined whether or not the number n of the remaining sample shots is 4 or more. If the number n is 4 or more, step 10
5 to 109 are executed. That is, the EGA calculation is performed for one less sample shot than before, and (n +
1) After obtaining the linear component and the non-linear component of the alignment error of the sample shots and obtaining the linear component P (m) and the non-linear component B (m, n), the non-linear component is detected from the n sample shots. The worst sample shot is removed.

【0050】これを繰り返すことにより、順序mが1の
場合には、非線形成分B(1,N−1),B(1,N−
2),B(1,N−3),…,B(1,4)が求められ
て記憶される。また、図5(c)に示すように、例えば
サンプルショットSA1 →SA3 →SA10→SA6 →S
4 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。
By repeating this, when the order m is 1, the nonlinear components B (1, N-1) and B (1, N-
2), B (1, N-3), ..., B (1, 4) are determined and stored. Further, as shown in FIG. 5C, for example, sample shots SA 1 → SA 3 → SA 10 → SA 6 → S
Assuming that the sample shots are removed in the order of A 4, the order of the sample shots thus removed is also stored.

【0051】そして、ステップ109でサンプルショッ
トの個数nが3になると、ステップ110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、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111)、その状態を初期状態として再びステップ
105〜110の動作を繰り返す。これにより、非線形
成分B(2,N−1),B(2,N−2),…,B
(2,4)が求められる。また、除去されるサンプルシ
ョットの順序も記憶される。
When the number of sample shots n becomes 3 in step 109, the process proceeds to step 110,
It is checked whether the order m of the sample shots to be removed first has reached N. When the order m does not reach N, the order m is set to (m + 1), the value of the number n of the remaining sample shots is returned to (N-1) (step 111), and the state is set to the initial state again. The operations of steps 105 to 110 are repeated. As a result, the nonlinear components B (2, N-1), B (2, N-2), ..., B
(2,4) is required. Also, the order of sample shots to be removed is stored.

【0052】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105〜111を繰
り返すことにより、N通りの非線形成分B(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110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112に移行して、N通り
の非線形成分B(m,n)について、変数nの値が(N
−1)から4までの範囲での平均値D1(m)を求め
る。即ち、和記号Σが変数nについての(N−1)から
4までの(N−4)個の和を表すものとして、次のよう
になる。
Further, steps 105 to 111 are repeated until the value of the order m of the sample shots to be removed first becomes N, so that N kinds of nonlinear components B (m, n) are obtained.
(M = 1 to N, n = (N-1) to 4), and the order of the sample shots removed at that time are obtained. Then, when the order m reaches the number N of sample shots in step 110, the process proceeds to step 112 and the value of the variable n is (N) for N non-linear components B (m, n).
The average value D1 (m) in the range from -1) to 4 is calculated. That is, the sum symbol Σ is as follows, which represents (N-1) to (N-4) sums of 4 for the variable n.

【0053】[0053]

【数3】D1(m)=ΣD(m,n)/(N−4) 更に、最初に除去したサンプルショットにおける非線形
成分B(m,N−1)が平均値D1(m)に対してどの
程度大きいかを示す関数T1(m)を次式から求める。
## EQU00003 ## D1 (m) =. SIGMA.D (m, n) / (N-4) Furthermore, the nonlinear component B (m, N-1) in the sample shot removed first with respect to the average value D1 (m). A function T1 (m) indicating how large is is obtained from the following equation.

【0054】[0054]

【数4】T1(m)=B(m,N−1)/D1(m) 次にステップ113に移行して、跳びショットが2つの
場合を想定した関数D2(m1,m2),T2(m1,
m2)を求める。先ず、関数D2(m1,m2)は、N
通りの非線形成分B(m,n)について、変数nの値が
(N−2)から4までの範囲での平均値であり、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。
## EQU00004 ## T1 (m) = B (m, N-1) / D1 (m) Next, the process proceeds to step 113, and the functions D2 (m1, m2) and T2 (assuming two jump shots are assumed). m1,
m2) is calculated. First, the function D2 (m1, m2) is N
For each non-linear component B (m, n), the value of the variable n is the average value in the range from (N-2) to 4, and the sum symbol Σ is from (N-2) to 4 for the variable n. (N-
5) The following is a representation of the sum.

【0055】[0055]

【数5】 D2(m1,m2)=ΣB(m,n)/(N−5) この場合、整数m1は最初に除去されたサンプルショッ
トの順序を示し、整数m2は2番目に除去されたサンプ
ルショットの順序を示す。次に、非線形成分B(m1,
N−1)及びB(m2,N−2)の平均値をQ(m1,
m2)として、関数T2(m1,m2)を次のように定
義する。
## EQU00005 ## D2 (m1, m2) =. SIGMA.B (m, n) / (N-5) In this case, the integer m1 indicates the order of the sample shots removed first, and the integer m2 is removed second. The order of sample shots is shown. Next, the nonlinear component B (m1,
The average value of N-1) and B (m2, N-2) is Q (m1,
As m2), the function T2 (m1, m2) is defined as follows.

【0056】[0056]

【数6】 Q(m1,m2)={B(m1,N−1)+B(m1,N−2)}/2, T2(m1,m2)=Q(m1,m2)/D2(m1,m2) その後、ステップ114に移行して、関数T1(m)の
値が最も大きいときに除去されているサンプルショット
の群(これをM1群とする)を求め、M1群での整数m
の値、即ち1番目に除去されたサンプルショットを示す
整数の値を求める。具体的に、図5(c)の場合に関数
T1(m)の値が最大となったときには、M1群とはサ
ンプルショットSA1 ,SA3 ,SA10,SA6 ,SA
4 であり、M1群の整数mの値は1である。
## EQU00006 ## Q (m1, m2) = {B (m1, N-1) + B (m1, N-2)} / 2, T2 (m1, m2) = Q (m1, m2) / D2 (m1, m2) After that, the procedure moves to step 114, where the group of sample shots removed when the value of the function T1 (m) is the largest (this is referred to as the M1 group) is calculated, and the integer m in the M1 group is calculated.
Value, that is, an integer value indicating the first removed sample shot. Specifically, in the case of FIG. 5C, when the value of the function T1 (m) is maximum, the M1 group is the sample shots SA 1 , SA 3 , SA 10 , SA 6 , SA 6 , SA.
4 , and the value of the integer m in the M1 group is 1.

【0057】次に、関数T2(m1,m2)の値が最も
大きくなるときに除去されているサンプルショットの群
(これをM2群とする)を求め、M2群での整数m1及
びm2の組合せ、即ち1番目及び2番目に除去されたサ
ンプルショットを示す整数の値を求める。更に、関数T
2(m1,m2)の値が2番目に大きくなるときに除去
されているサンプルショットの群(これをM2’群とす
る)を求め、M2’群での整数m1及びm2の組合せを
求める。具体的に、図5(c)の場合に関数T2(m
1,m2)の値が最大となったときには、M2群とはサ
ンプルショットSA1 ,SA3 ,SA10,SA6 ,SA
4 であり、M2群での整数m1及びm2の値はそれぞれ
1及び3である。
Next, the group of sample shots removed when the value of the function T2 (m1, m2) becomes the maximum (this is referred to as the M2 group) is obtained, and the combination of the integers m1 and m2 in the M2 group is obtained. That is, an integer value indicating the first and second removed sample shots is obtained. Furthermore, the function T
A group of sample shots removed when the value of 2 (m1, m2) becomes the second largest (this is referred to as M2 ′ group) is obtained, and a combination of integers m1 and m2 in the M2 ′ group is obtained. Specifically, in the case of FIG. 5C, the function T2 (m
1, m2) is maximum, the M2 group is the sample shots SA 1 , SA 3 , SA 10 , SA 6 , SA, SA.
4 , and the values of the integers m1 and m2 in the M2 group are 1 and 3, respectively.

【0058】但し、跳びショットが例えば2個の場合、
M2群の1番目及び2番目のサンプルショットは、それ
ぞれM2’群の2番目及び1番目のサンプルショットと
同じはずである。即ち、M2群の整数m1及びm2の値
はそれぞれM2’群の整数m2及びm1の値と同じでな
ければならない。そこで、M2群の整数m1及びm2の
組合せが、M2’群の整数m2及びm1の組合せと異な
るときには、評価結果に信頼性がないものとしてM2群
の選択は行わない。このようにM2群の選択を行わない
動作は後述のステップ116中に示されている。そし
て、次のようにM1群での関数T1(m)の値を関数T
1 として、M2群での関数T2(m1,m2)とM2’
群での関数T2(m1,m2)との平均値を関数T2
おく。
However, if there are two jump shots,
The first and second sample shots of group M2 should be the same as the second and first sample shots of group M2 ', respectively. That is, the values of the integers m1 and m2 of the M2 group should be the same as the values of the integers m2 and m1 of the M2 ′ group, respectively. Therefore, when the combination of the integers m1 and m2 of the M2 group is different from the combination of the integers m2 and m1 of the M2 ′ group, the evaluation result is regarded as unreliable and the M2 group is not selected. The operation of not selecting the M2 group in this way is shown in step 116 described later. Then, the value of the function T1 (m) in the M1 group is set to the function T as follows.
As 1 , the functions T2 (m1, m2) and M2 ′ in the M2 group are
The average value with the function T2 (m1, m2) in the group is set as the function T 2 .

【0059】[0059]

【数7】 T1 =T1(M1群)=max(T1(m)), T2 ={T2(M2群)+T2(M2’群)}/2 ={max(T2(m1,m2))+next(T2(m1,m2))}/2 但し、max(T1(m))は関数T1(m)(m=1〜
N)中で最大の値を求める関数、max(T2(m1,m
2))は関数T2(m1,m2)(m1,m2=1〜
N;m1≠m2)中で最大の値を求める関数、next(T
2(m1,m2))は関数T2(m1,m2)中で2番目
に大きい値を求める関数である。
Equation 7] T 1 = T1 (M1 group) = max (T1 (m) ), T 2 = {T2 (M2 group) + T2 (M2 'group)} / 2 = {max ( T2 (m1, m2)) + Next (T2 (m1, m2))} / 2 where max (T1 (m)) is the function T1 (m) (m = 1 to 1)
N), the function that finds the maximum value, max (T2 (m1, m
2)) is the function T2 (m1, m2) (m1, m2 = 1 to
N; m1 ≠ m2), the function that finds the maximum value, next (T
2 (m1, m2) is a function for obtaining the second largest value in the function T2 (m1, m2).

【0060】以上のように定められる関数T1 ,T
2 は、最初にm番目のサンプルショットを除去し、順次
サンプルショットを除去していくときの比較関数であ
る。それに続くステップ115において、もう1組の比
較関数S1 ,S2 を求める。これらの比較関数S1 ,S
2 は、M1群及びM2群が選択されたときに得られる比
較関数T1 及びT2 が、他のサンプルショットが選ばれ
たときよりどの程度大きいかを示す関数で次式で表され
る。但し、以下の式で和記号Σは、整数m又はm1につ
いて1〜Nまでの和演算を示している。また、図1のス
テップ115では、関数S1'及びS2'を導入している
が、演算結果は同一である。
The functions T 1 and T defined as above
2 is a comparison function when the m-th sample shot is first removed and the sample shots are sequentially removed. In the subsequent step 115, another set of comparison functions S 1 and S 2 is obtained. These comparison functions S 1 , S
2 is a function indicating how much the comparison functions T 1 and T 2 obtained when the M1 group and the M2 group are selected are larger than when the other sample shots are selected, and are represented by the following expressions. However, the sum symbol Σ in the following formulas indicates a sum operation from 1 to N for the integer m or m1. Further, in step 115 of FIG. 1, the functions S 1 'and S 2 ' are introduced, but the calculation results are the same.

【0061】[0061]

【数8】 S1 =D1(M1群)/{(ΣD1(m)−D1(M1群))/(N-1)}, S2 =D2(M2群)/{(ΣD2(m1,m2)−Q(M2群)・2)/(N-2)} 以上のようにして求められた比較関数T1 ,T2
1 ,S2 及びステップ103で求められている非線形
成分の関数Rを用いて、ステップ116において跳びシ
ョットが存在するか否かを判断する。判断方法として
は、以下の論理式が使用される。
Equation 8] S 1 = D1 (M1 group) / {(ΣD1 (m) -D1 (M1 group)) / (N-1) }, S 2 = D2 (M2 group) / {(ΣD2 (m1, m2 ) -Q (M2 group) · 2) / (N−2)} The comparison functions T 1 , T 2 , obtained as described above,
In step 116, it is determined whether or not there is a jump shot using S 1 and S 2 and the function R of the nonlinear component obtained in step 103. The following logical expression is used as the determination method.

【0062】T1 >5 及び S1 >2 及び T1
>T2 が成立するときは、跳びショットは1つである
と判断して、M1群を選択する。これは、(数4)より
最初に除去したサンプルショットにおける非線形成分B
(m,N−1)が平均値D1(m)に対して5倍より大
きく、且つ(数8)よりM1群の比較関数T1 が、他の
サンプルショットが選ばれたときに対して2倍より大き
く、且つM1群の比較関数T1 がM2群の比較関数T2
より大きいことを意味している。
T 1 > 5 and S 1 > 2 and T 1
When> T 2 is satisfied, it is determined that there is one jump shot, and the M1 group is selected. This is due to the nonlinear component B in the sample shot removed first from (Equation 4).
(M, N-1) with respect to time is greater than 5 times the average value D1 (m), and (8) function T 1 is from the M1 group comparison, another sample shots selected 2 The comparison function T 1 of the M1 group is larger than double and the comparison function T 2 of the M2 group is
It means greater.

【0063】T2 >5 及び S2 >2 及び T2
>T1 が成立するときは、跳びショットは2つである
と判断して、M2群を選択する。但し、ステップ114
で説明したように、M2群のm1及びm2の組合せとM
2’群のm2及びm1の組合せとが異なるときには、M
2群の選択は行わない。以下のでも同様である。 T1 >2 及び S1 >2 及び R>0.07 が
成立するときは、跳びショットは1つである判断して、
M1群を選択する。
T 2 > 5 and S 2 > 2 and T 2
When> T 1 is satisfied, it is determined that there are two jump shots, and the M2 group is selected. However, step 114
As described above, the combination of m1 and m2 of the M2 group and M
When the combination of m2 and m1 of the 2'group is different, M
No choice is made between the two groups. The same applies to the following. When T 1 > 2 and S 1 > 2 and R> 0.07 are satisfied, it is determined that there is one jump shot,
Select group M1.

【0064】T2 >2 及び S2 >2 及び R>
0.07 が成立するときは、跳びショットは2つであ
る判断して、M2群を選択する。そして、上記の〜
以外の場合は、跳びショットは無しと判断する。即ち、
ステップ117に移行して、M1群及びM2群が選択さ
れていないときには跳びショットは0個とし、M1群が
選択されたときには跳びショットは1個(M1群の整数
mで定まるサンプルショット)であるとし、M2群が選
択されたときには跳びショットは2個(M2群の整数m
1,m2で定まるサンプルショット)であるとして、そ
れぞれ選択された跳びショットを除去する。
T 2 > 2 and S 2 > 2 and R>
When 0.07 is satisfied, it is determined that there are two jump shots, and the M2 group is selected. And above ~
Otherwise, it is judged that there is no jump shot. That is,
In step 117, the number of jump shots is 0 when the M1 group and the M2 group are not selected, and the number of jump shots is 1 when the M1 group is selected (sample shot determined by the integer m of the M1 group). When the M2 group is selected, there are two jump shots (an integer m of the M2 group).
1 and m2, the selected jump shots are removed.

【0065】その後、ステップ118に移行して、残さ
れたサンプルショットのアライメントデータを用いてE
GA計算を行って、(数1)の6個の座標変換パラメー
タの値を定める。その後、このようにして求められた6
個の座標変換パラメータ、及び図5(a)のウエハ4上
の各ショット領域ESi(i=1〜M)の設計上の配列座
標を(数1)の右辺に代入して、各ショット領域ESi
の計算上の配列座標を求める。そして、この計算上の配
列座標に基づいて、各ショット領域ESi の中心を順次
図3の投影光学系3の露光中心に設定してレチクル2の
パターン像の露光を行う。これにより跳びショットの影
響が軽減されて、高い重ね合わせ精度でレチクル2のパ
ターン像の露光が行われる。
After that, the process proceeds to step 118 and E is performed using the alignment data of the remaining sample shots.
GA calculation is performed to determine the values of the six coordinate conversion parameters of (Equation 1). After that, 6 obtained in this way
The coordinate conversion parameters and the design arrangement coordinates of each shot area ES i (i = 1 to M) on the wafer 4 in FIG. 5A are substituted into the right side of (Equation 1) to obtain each shot area. ES i
Find the calculated array coordinates of. Then, based on the calculated array coordinates, the center of each shot area ES i is sequentially set to the exposure center of the projection optical system 3 in FIG. 3, and the pattern image of the reticle 2 is exposed. Thereby, the influence of the jump shot is reduced, and the pattern image of the reticle 2 is exposed with high overlay accuracy.

【0066】この場合、本実施例では、ステップ105
で示すように、m番目のサンプルショットのアライメン
トデータを除去して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EGA計算を行う動作は、m番目の
サンプルショットが跳びショットである場合、残りのデ
ータは正確なデータが多いために正確に座標変換パラメ
ータが求められていることになる。そこで、次のステッ
プ106で再びm番目のサンプルショットを含めてアラ
イメントデータの非線形誤差成分を算出しているため、
その跳びショットの非線形誤差成分がどの程度大きいか
を正確に判断できる。
In this case, in this embodiment, step 105
As shown in, when the alignment data of the m-th sample shot is removed and the EGA calculation is performed using the alignment data of the n-piece sample shots, when the m-th sample shot is a jump shot, the remaining data is Since there are many accurate data, it means that the coordinate conversion parameters are accurately calculated. Therefore, in the next step 106, the non-linear error component of the alignment data is calculated again including the m-th sample shot.
It is possible to accurately determine how large the non-linear error component of the jump shot is.

【0067】また、ステップ112で非線形成分B
(m,n)の平均値D1(m)を算出し、この平均値で
非線形成分B(m,N−1)を除して関数T1(m)を
求めているので、比較対象となる関数T1(m)の信頼
性が高く、安定に跳びショットを発見できる。更に、跳
びショットが多くとも1〜2個なのに着目して、ステッ
プ112,113で示すように比較対象となる関数をT
1(m)とT2(m1,m2)とに分けて、跳びショッ
トが1個か2個かを判断しているので、従来のように2
つの跳びショットが存在する場合に跳びショットの発見
が困難となることはない。
In step 112, the nonlinear component B
Since the average value D1 (m) of (m, n) is calculated and the nonlinear component B (m, N-1) is divided by this average value to obtain the function T1 (m), the function to be compared The reliability of T1 (m) is high, and a jump shot can be stably found. Further, paying attention to the fact that the number of jump shots is at most one or two, as shown in steps 112 and 113, the function to be compared is T
Since 1 (m) and T2 (m1, m2) are divided and it is determined whether there are 1 or 2 jump shots, it is 2
It is not difficult to find a jump shot when there are two jump shots.

【0068】更に、跳びショットの個数を判断する方法
として、ステップ116で示すように比較関数S1 ,S
2 ,T1 ,T2 を用いて、相対的な比較と絶対値との比
較を行っているため、跳びショットを特定する際の信頼
性が高まっている。この場合、絶対値に関しては例えば
シミュレーションを行い、最も検出率の高い値(ステッ
プ116の及びでは一例としてT1 ,T2 に関して
は5、S1 ,S2 に関しては2)を設定すればよい。ま
た、ステップ114で関数T2(m1,m2)を最大と
するM2群を求める場合、順次m1番目、及びm2番目
のサンプルショットを除去する場合の関数T2(m1,
m2)が最大値となるときに、順次m2番目、及びm1
番目のサンプルショットを除去する場合の関数T2(m
2,m1)が2番目に大きい値とならないときには、M
2群を選択しないようにしているため、誤検出による精
度悪化が防止される。
Further, as a method for judging the number of jump shots, as shown in step 116, the comparison functions S 1 , S
Since the relative comparison and the absolute value comparison are performed using 2 , T 1 and T 2 , the reliability in specifying the jump shot is increased. In this case, it performs the example simulation with respect to the absolute value, may be set most detection rate high value (2 for 5, S 1, S 2 for T 1, T 2 as an example in the Oyobi step 116). In addition, when the M2 group that maximizes the function T2 (m1, m2) is obtained in step 114, the function T2 (m1,
m2) becomes the maximum value, the m2th and m1
Function T2 (m for removing the th sample shot
2, m1) does not have the second largest value, M
Since the second group is not selected, deterioration of accuracy due to erroneous detection is prevented.

【0069】また、ステップ103で求められる非線形
成分の関数Rが小さいときは、跳びショットを除去する
ことで却って位置合わせ精度が悪化するため、ステップ
116の及びでは関数Rが所定の閾値(ステップ1
16では一例として0.07)以下のときには、跳びシ
ョットが無いと判断するようにしている。従って、非線
形成分の関数Rが小さいときの精度悪化が防止されてい
る。
Further, when the function R of the nonlinear component obtained in step 103 is small, the accuracy of alignment is deteriorated by removing the jump shots. Therefore, in step 116 and, the function R has a predetermined threshold value (step 1
In No. 16, as an example, when 0.07) or less, it is determined that there is no jump shot. Therefore, it is possible to prevent the accuracy from deteriorating when the function R of the nonlinear component is small.

【0070】次に、本発明の位置合わせ方法(アライメ
ント方法)の第2実施例につき図2のフローチャートを
参照して説明する。本例でも図3の投影露光装置を使用
し、且つ図5(a)のウエハ4を露光対象とする。本例
の図2に示すステップ101〜116までの動作は、図
1に示す第1実施例のステップ101〜116までの動
作と同じである。即ち、この第2実施例でも、図2のス
テップ116において、比較関数T1 ,T2 ,S1 ,S
2 、及び非線形成分の関数Rに基づいて、跳びショット
が存在しないときにはどの群の選択も行われず、1個の
跳びショットが存在するときにはM1群が選択され、2
個の跳びショットが存在するときにはM2群の選択が行
われる。
Next, a second embodiment of the alignment method (alignment method) of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG. Also in this example, the projection exposure apparatus of FIG. 3 is used, and the wafer 4 of FIG. The operation of steps 101 to 116 shown in FIG. 2 of the present example is the same as the operation of steps 101 to 116 of the first embodiment shown in FIG. That is, also in the second embodiment, the comparison functions T 1 , T 2 , S 1 , S in step 116 of FIG.
2 and the function R of the nonlinear component, no group is selected when there is no jump shot, and the M1 group is selected when there is one jump shot.
When there are jumping shots, the M2 group is selected.

【0071】その後、動作はステップ121に移行し
て、跳びショットと判定されたサンプルショットのアラ
イメントデータに対して重み付けを行う。ここでは一例
として(数7)で表される比較関数T1 及びT2 の逆数
の2倍を重みとする。即ち、図5(a)においてウエハ
4上で選択されたN個(図5(a)ではN=10)のサ
ンプルショットSAi(i=1〜N)のそれぞれに付与す
る重みをP(i)とする。そして、先ず跳びショットが
1個の場合には、跳びショットをm番目のサンプルショ
ットであるとして、重みP(i)を次のように設定す
る。
After that, the operation shifts to step 121, and the alignment data of the sample shot judged as the jump shot is weighted. Here, as an example, the weight is set to twice the reciprocal of the comparison functions T 1 and T 2 expressed by (Equation 7). That is, the weight assigned to each of the N sample shots SA i (i = 1 to N) selected on the wafer 4 in FIG. 5A (N = 10 in FIG. 5A) is P (i ). Then, when there is one jump shot, the jump shot is regarded as the m-th sample shot, and the weight P (i) is set as follows.

【0072】[0072]

【数9】 P(m)=2/T1 ,P(i)=1(i≠m) この場合、跳びショットが存在すると、ステップ116
より比較関数T1 の値は2より大きいため、跳びショッ
トに付与される重みP(m)の値は1より小さくなる。
## EQU9 ## P (m) = 2 / T 1 , P (i) = 1 (i ≠ m) In this case, if there is a jump shot, step 116
Since the value of the comparison function T 1 is larger than 2, the value of the weight P (m) given to the jump shot is smaller than 1.

【0073】次に、跳びショットが2個の場合には、跳
びショットをm1番目及びm2番目のサンプルショット
であるとして、重みP(i)を次のように設定する。
Next, when there are two jump shots, the weight P (i) is set as follows assuming that the jump shots are the m1th and m2th sample shots.

【0074】[0074]

【数10】 P(m1)=2/T2 ,P(m2)=2/T2 , P(i)=1(i≠m1,m2) この場合も、跳びショットが存在すると、ステップ11
6より比較関数T2 の値は2より大きいため、跳びショ
ットに付与される重みP(m1),P(m2)の値は1
より小さくなる。
[Equation 10] P (m1) = 2 / T 2 , P (m2) = 2 / T 2 , P (i) = 1 (i ≠ m1, m2) Also in this case, if a jump shot exists, step 11
Since the value of the comparison function T 2 is larger than 2 from 6, the value of the weights P (m1) and P (m2) given to the jump shot is 1
It gets smaller.

【0075】その後、跳びショットも含めて各サンプル
ショットSAi の設計上の配列座標(xi,yi)を(数
1)の右辺に代入して得られる計算上の配列座標(Xi,
i)から、実際に計測された配列座標(XMi,YMi)を
差し引いて得られるアライメント誤差ベクトルの絶対値
の自乗に、それぞれ重みP(i)の自乗を乗じて得られ
る値の和を次のように残留誤差成分とする。
[0075] Then, jump sequence coordinates (x i, y i) in the design of shots including the sample shots SA i (number 1) right to assign to the arrangement coordinates of the calculated resulting in (X i,
Y i ), the sum of the values obtained by multiplying the square of the absolute value of the alignment error vector obtained by subtracting the actually measured array coordinates (XM i , YM i ) by the square of the weight P (i). Is a residual error component as follows.

【0076】[0076]

【数11】 [Equation 11]

【0077】そして、その(数11)の残留誤差成分が
最小値を取るように(数1)の6個の変換パラメータの
値を定める。これを「重み付けEGA計算」と呼ぶ。こ
れは、各サンプルショットSAi 毎に(数1)の右辺の
行列式の全項に重みP(i)を掛けて計算上の配列座標
を算出して、(数2)の残留誤差成分を最小にするよう
に変換パラメータの値を定めるのと等価である。
Then, the values of the six conversion parameters of (Equation 1) are determined so that the residual error component of (Equation 11) takes the minimum value. This is called "weighted EGA calculation". This is because for every sample shot SA i , all the terms of the determinant on the right-hand side of (Equation 1) are multiplied by the weight P (i) to calculate the calculated array coordinates, and the residual error component of (Equation 2) is calculated. It is equivalent to setting the value of the conversion parameter so as to minimize it.

【0078】その後、ステップ122に移行して、この
ようにして求められた6個の座標変換パラメータ、及び
ウエハ4上の各ショット領域ESi(i=1〜M)の設計
上の配列座標を(数1)の右辺に代入して、各ショット
領域ESi の計算上の配列座標を求める。そして、この
計算上の配列座標に基づいて、各ショット領域ESi
位置決めを行ってレチクル2のパターン像の露光を行
う。
After that, the routine proceeds to step 122, where the six coordinate conversion parameters thus obtained and the designed array coordinates of each shot area ES i (i = 1 to M) on the wafer 4 are set. Substituting into the right side of (Equation 1), the calculated array coordinates of each shot area ES i are obtained. Then, based on the calculated array coordinates, each shot area ES i is positioned and the pattern image of the reticle 2 is exposed.

【0079】このように本実施例では、検出された跳び
ショットを除去するのではなく、検出された跳びショッ
トに対してその比較関数T1 ,T2 等の大きさに応じて
所定の重みを付与して、変換パラメータを算出してい
る。従って、最終的に得られる各ショット領域の配列座
標の安定性が増している。なお、本発明は上述の2つの
実施例に限定されず、跳びショットが0〜2個の場合に
所定の例えば2つ以上の比較関数(パラメータ)を用い
て比較することで、跳びショットの位置、及び個数を正
確に認識する方式の全てに適用されるものである。更
に、上述実施例は本発明をEGA方式で跳びショットの
影響を軽減してアライメントを行う場合に適用したもの
であるが、本発明は露光装置のステージ精度や重ね合わ
せ精度を調べるための計測システムで、計測結果の跳び
が発生するような場合にも適用できる。
As described above, in the present embodiment, the detected jump shot is not removed, but a predetermined weight is given to the detected jump shot according to the size of the comparison functions T 1 , T 2, etc. It is given and the conversion parameter is calculated. Therefore, the stability of the finally obtained array coordinates of the shot areas is increased. It should be noted that the present invention is not limited to the above-described two embodiments, and when the number of jump shots is 0 to 2, the position of the jump shot can be determined by performing comparison using predetermined two or more comparison functions (parameters). , And all of the methods for accurately recognizing the number. Further, the above-described embodiment is applied to the case where the present invention is applied to the case where alignment is performed by reducing the influence of a jump shot by the EGA method, but the present invention is a measurement system for examining the stage accuracy and overlay accuracy of the exposure apparatus. Therefore, it can be applied to the case where a jump in the measurement result occurs.

【0080】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。
As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.

【0081】[0081]

【発明の効果】本発明の第1の位置合わせ方法によれ
ば、非線形誤差成分の最も大きなサンプル領域(跳びシ
ョット)を正確に特定できるため、例えばその跳びショ
ットを除去することにより、EGA方式のような統計処
理的手法を適用してアライメントを行う際に、その跳び
ショットの影響を軽減して高精度に基板(ウエハ)の各
被加工領域(ショット領域)をそれぞれ所定の露光位置
に設定できる利点がある。
According to the first alignment method of the present invention, since the sample area (jump shot) having the largest non-linear error component can be accurately specified, for example, by removing the jump shot, the EGA method can be used. When performing alignment by applying such a statistical processing method, it is possible to reduce the influence of the jump shot and set each processed region (shot region) of the substrate (wafer) to a predetermined exposure position with high accuracy. There are advantages.

【0082】また、非線形誤差成分のばらつきを平均値
で規格化した値T1(m)を相互に比較して跳びショッ
トを特定しているため、跳びショットを特定するための
評価基準が自動的に定まっていることとなり、正確に跳
びショットを特定できる利点がある。更に、最初の2つ
の非線形誤差成分のばらつきを残りの非線形誤差成分の
ばらつきの平均値で規格化した値T2(m1,m2)を
相互に比較するときには、跳びショットが2つある場合
でも正確にそれら2つの跳びショットを特定できる利点
がある。
Further, since the jump shots are specified by comparing the values T1 (m), which are normalized by the average value of the variations of the non-linear error components, the evaluation criteria for specifying the jump shots are automatically set. Since it is fixed, there is an advantage that the jump shot can be accurately specified. Furthermore, when the values T2 (m1, m2) obtained by standardizing the variations of the first two non-linear error components by the average value of the variations of the remaining non-linear error components are compared with each other, even if there are two jump shots, There is an advantage that these two jump shots can be specified.

【0083】また、平均値で規格化した値T1(m)
と、平均値で規格化した値T2(m1,m2)とを相互
に比較することにより、跳びショットが1個か又は2個
かを正確に判別できる利点がある。また、跳びショット
を除外して被加工領域の配列座標を算出する場合には、
特に跳びショットの非線形誤差成分が大きいようなとき
には、全体として正確に位置合わせを行うことができ
る。
The value T1 (m) standardized by the average value
And the value T2 (m1, m2) standardized by the average value are mutually compared, there is an advantage that it is possible to accurately determine whether there are one or two jump shots. Also, when calculating the array coordinates of the processing area excluding the jump shot,
In particular, when the non-linear error component of the jump shot is large, it is possible to perform accurate alignment as a whole.

【0084】一方、跳びショットに対しては小さい重み
を付与して被加工領域の配列座標を算出する場合、特に
跳びショットの非線形誤差成分があまり大きくないよう
なときには、跳びショットの影響を軽減し、且つ跳びシ
ョットの計測結果も或る程度考慮して安定に位置合わせ
を行うことができる。この場合、その重みとして平均値
で規格化した値T1(m)の逆数と、平均値で規格化し
た値T2(m1,m2)の逆数とに応じた値を使用する
ことにより、正確に重み付けを行うことができる。
On the other hand, when a small weight is given to a jump shot and the array coordinates of the region to be processed are calculated, especially when the nonlinear error component of the jump shot is not so large, the influence of the jump shot is reduced. In addition, it is possible to perform stable alignment while taking into consideration the result of the jump shot measurement to some extent. In this case, accurate weighting is performed by using a value corresponding to the reciprocal of the value T1 (m) standardized by the average value and the reciprocal of the value T2 (m1, m2) standardized by the average value as the weight. It can be performed.

【0085】次に、本発明の第2の位置合わせ方法によ
れば、順次1個のサンプル領域を除いて求めた変換パラ
メータを用いて、それぞれ全部のサンプル領域の非線形
誤差成分のばらつきを求め、このばらつきが例えば最も
大きくなるときの変換パラメータを求める際に除去され
ていたサンプル領域を跳びショットとする。従って、跳
びショット自体の値に影響されない変換パラメータを用
いて、正確に跳びショットが特定される。その後、例え
ば跳びショットの計測データに軽い重みを付して、全部
の計測データを用いて統計処理により各被加工領域の配
列座標を算出することにより、跳びショットの影響が軽
減される。
Next, according to the second alignment method of the present invention, the variation of the non-linear error components of all the sample areas is obtained using the conversion parameters obtained by sequentially excluding one sample area, For example, the sample area that has been removed when obtaining the conversion parameter when this variation becomes the largest is taken as a jump shot. Therefore, the jump shot is accurately identified using the conversion parameter that is not affected by the value of the jump shot itself. After that, for example, the measurement data of the jump shot is lightly weighted, and the array coordinates of each processed region are calculated by statistical processing using all the measurement data, whereby the influence of the jump shot is reduced.

【0086】また、本発明の第3の位置合わせ方法によ
れば、先ず非線形誤差成分の大きなサンプル領域が跳び
領域(跳びショット)として特定される。その後、例え
ば跳びショットの計測データに軽い重みを付して、全部
の計測データを用いて統計処理により各被加工領域の配
列座標を算出することにより、跳びショットの影響が軽
減される。
According to the third alignment method of the present invention, the sample area having a large non-linear error component is first identified as the jump area (jump shot). After that, for example, the measurement data of the jump shot is lightly weighted, and the array coordinates of each processed region are calculated by statistical processing using all the measurement data, whereby the influence of the jump shot is reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による位置合わせ方法(アライメント方
法)の第1実施例を示すフローチャートである。
FIG. 1 is a flowchart showing a first embodiment of a positioning method (alignment method) according to the present invention.

【図2】本発明による位置合わせ方法の第2実施例を示
すフローチャートである。
FIG. 2 is a flowchart showing a second embodiment of the alignment method according to the present invention.

【図3】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。
FIG. 3 is a configuration diagram showing a projection exposure apparatus to which the alignment method of the embodiment is applied.

【図4】(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。
FIG. 4A is a plan view showing an arrangement example of sample shots on a wafer to be exposed in the embodiment, and FIG. 4B is an explanatory diagram of a wafer mark detecting method.

【図5】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。
FIG. 5 is a diagram showing an example of an array of sample shots including jump shots in an example.

【図6】従来のサンプルショットを用いたアライメント
結果の一例を示す説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of an alignment result using a conventional sample shot.

【図7】図6のサンプルショットにおける線形誤差のベ
クトルを示す図である。
7 is a diagram showing a vector of a linear error in the sample shot of FIG.

【図8】従来の跳びショットが含まれているサンプルシ
ョットを用いたアライメント結果の一例を示す説明図で
ある。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of an alignment result using a sample shot including a conventional jump shot.

【図9】図8のサンプルショットにおける線形誤差のベ
クトルを示す図である。
9 is a diagram showing a vector of a linear error in the sample shot of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 15 TTL方式のアライメント系 18 アライメント信号処理系 ES1 〜ESM ショット領域 SA1 〜SAN サンプルショット Mxi ,Myi ウエハマーク2 reticle 3 alignment system 18 alignment signal processing system of the alignment system 14 imaging signal processing system 15 TTL scheme of the projection optical system 4 wafer 6 wafer stage 8 laser interferometer 9 main control system 11 off-axis type ES 1 ~ES M shot areas SA 1 ~SA N sample shot Mx i, My i wafer mark

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に設計上の配列座標に従って配列
された複数の被加工領域の前記基板の移動位置を規定す
る所定の座標系上での配列座標をそれぞれ求め、該求め
た配列座標に基づいて前記複数の被加工領域のそれぞれ
を対応する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内、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所定の座標系上で
の座標位置を計測する第1工程と;該第1工程で計測さ
れたn個(nは初期値Nの整数)のサンプル領域の座標
位置データから、m番目(mは初期値1の整数)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
処理した結果を用いて、m番目のサンプル領域を含めた
それぞれの座標位置データの非線形誤差成分、及び該n
個の非線形誤差成分のばらつきB(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工程で残されるサ
ンプル領域が所定の下限値Nmin 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B(m,n−1)を求める第4工程と;整
数mの値を1からNまで1ずつ増加させながら、それぞ
れ前記第2工程から前記第4工程までを繰り返して非線
形誤差成分のばらつきB(m,n−1)を求め、変数
(n−1)が(N−1)からNmin まで変化する範囲で
のばらつきB(m,n−1)の平均値でばらつきB
(m,N−1)を規格化した値T1(m)を求める第5
工程と;前記第5工程で求められたN個の値T1(m)
の比較により計測結果の非線形成分の大きなサンプル領
域を検出する第6工程と;該第6工程で検出されたサン
プル領域を含む前記N個のサンプル領域の計測された座
標位置データを統計処理して前記複数の被加工領域の前
記所定の座標系上での配列座標を算出する第7工程と;
を有することを特徴とする位置合わせ方法。
1. An array coordinate on a predetermined coordinate system that defines a moving position of the substrate of a plurality of processing regions arrayed on the substrate according to a designed array coordinate is obtained, and the obtained array coordinate is set to the obtained array coordinate. In the method of aligning each of the plurality of processed regions with corresponding processing positions based on the above, N preselected sample regions (N is an integer of 6 or more) of the plurality of processed regions are provided. A first step of measuring the coordinate position on the predetermined coordinate system; and the m-th (from the coordinate position data of the n (n is an integer of the initial value N) sample areas measured in the first step. The non-linear error component of each coordinate position data including the m-th sample region is calculated using the result of statistically processing the (n-1) coordinate position data excluding the sample region of m) , And the n
A second step of obtaining the non-linear error component variations B (m, n-1); and (n-2) sample areas excluding the sample area having the largest non-linear error component obtained in the second step. And a second step until the sample area left in the third step reaches a predetermined lower limit value N min .
Repeating the step and the third step to obtain the variation B (m, n-1) of the non-linear error component, respectively; and increasing the value of the integer m by 1 from 1 to N, respectively, the second step. To the fourth step are repeated to obtain the variation B (m, n-1) of the nonlinear error component, and the variation B (m in the range in which the variable (n-1) changes from (N-1) to Nmin. , N−1) is the average value of the variation B
Fifth step of obtaining a value T1 (m) by normalizing (m, N-1)
Steps; N values T1 (m) obtained in the fifth step
A sixth step of detecting a sample area having a large non-linear component of the measurement result by comparing the above; and statistically processing the measured coordinate position data of the N sample areas including the sample area detected in the sixth step. A seventh step of calculating array coordinates of the plurality of processed regions on the predetermined coordinate system;
An alignment method comprising:
【請求項2】 請求項1記載の位置合わせ方法であっ
て、 前記第5工程において、更に前記非線形誤差成分のばら
つきB(m,n−1)について、整数mの値が1からN
まで増加する際の、変数(n−1)が(N−2)からN
min まで変化する範囲でのばらつきB(m,n−1)の
平均値でB(m1,N−1)及びB(m2,N−2)の
和を規格化した値T2(m1,m2)(整数m1及びm
2はこのときに除かれているサンプル領域の順序を示
す)を求め、 前記第6工程において、前記第5工程で求められたN個
の値T2(m1,m2)を比較することにより、非線形
誤差成分の大きなサンプル領域を検出することを特徴と
する位置合わせ方法。
2. The alignment method according to claim 1, wherein in the fifth step, the value of the integer m is 1 to N for the variation B (m, n−1) of the nonlinear error components.
Variable (n-1) increases from (N-2) to N
A value T2 (m1, m2) obtained by normalizing the sum of B (m1, N-1) and B (m2, N-2) with the average value of the variation B (m, n-1) in the range changing to min. (Integers m1 and m
2 indicates the order of the sample areas removed at this time), and in the sixth step, the N values T2 (m1, m2) obtained in the fifth step are compared to obtain a nonlinear An alignment method characterized by detecting a sample area having a large error component.
【請求項3】 請求項2記載の位置合わせ方法であっ
て、 前記第6工程において、前記N個の値T1(m)、及び
前記N個の値T2(m1,m2)を比較することによ
り、非線形誤差成分の大きなサンプル領域を検出するこ
とを特徴とする位置合わせ方法。
3. The alignment method according to claim 2, wherein in the sixth step, the N values T1 (m) and the N values T2 (m1, m2) are compared. A registration method characterized by detecting a sample area having a large non-linear error component.
【請求項4】 請求項1、2、又は3記載の位置合わせ
方法であって、 前記第7工程において、前記第6工程で非線形誤差成分
が大きいとして検出されたサンプル領域を除外した残り
のサンプル領域の計測された座標位置データを統計処理
して前記複数の被加工領域の前記所定の座標系上での配
列座標を算出することを特徴とする位置合わせ方法。
4. The alignment method according to claim 1, 2, or 3, wherein in the seventh step, the remaining sample excluding the sample region detected as having a large nonlinear error component in the sixth step is excluded. A positioning method characterized by statistically processing coordinate position data measured in a region to calculate array coordinates of the plurality of regions to be processed on the predetermined coordinate system.
【請求項5】 請求項1、2、又は3記載の位置合わせ
方法であって、 前記第7工程において、前記第6工程で非線形誤差成分
が大きいとして検出されたサンプル領域の重みが小さく
なるように、前記N個のサンプル領域の計測された座標
位置データにそれぞれ重みを付して統計処理することに
より前記複数の被加工領域の前記所定の座標系上での配
列座標を算出することを特徴とする位置合わせ方法。
5. The alignment method according to claim 1, 2, or 3, wherein in the seventh step, a weight of the sample area detected as a large non-linear error component in the sixth step is reduced. In addition, the measured coordinate position data of the N sample areas are respectively weighted and statistically processed to calculate array coordinates of the plurality of processed areas on the predetermined coordinate system. And the alignment method.
【請求項6】 請求項5記載の位置合わせ方法であっ
て、 前記N個のサンプル領域の計測された座標位置データに
それぞれ付与する重みとして前記N個の値T1(m)、
又は前記N個の値T2(m1,m2)の逆数に応じた値
を用いることを特徴とする位置合わせ方法。
6. The alignment method according to claim 5, wherein the N values T1 (m) are assigned as weights to the coordinate position data measured on the N sample areas, respectively.
Alternatively, a method according to the present invention is characterized in that a value corresponding to an inverse number of the N values T2 (m1, m2) is used.
【請求項7】 基板上に設計上の配列座標に従って配列
された複数の被加工領域の前記基板の移動位置を規定す
る所定の座標系上での配列座標をそれぞれ求め、該求め
た配列座標に基づいて前記複数の被加工領域のそれぞれ
を対応する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内、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所定の座標系上で
の座標位置を計測する第1工程と;該第1工程で計測さ
れたN個のサンプル領域の座標位置データから、m番目
(mは初期値1の整数)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て前記設計上の配
列座標から前記所定の座標系上の配列座標への変換パラ
メータを求め、該求めた変換パラメータ及び前記設計上
の配列座標を用いて前記N個のサンプル領域の前記所定
の座標系上での配列座標をそれぞれ算出し、該算出され
たN個の配列座標の非線形誤差成分のばらつきB’
(m,N−1)を求める第2工程と;整数mの値を1ず
つNまで増加させながら前記第2工程を繰り返して、そ
れぞれ前記非線形誤差成分のばらつきB’(m,N−
1)を求める第3工程と;前記第2工程、及び前記第3
工程で求められたN個の前記非線形誤差成分のばらつき
B’(m,N−1)の比較により計測結果の非線形成分
の大きなサンプル領域を検出する第3工程と;該第3工
程で検出されたサンプル領域を含む前記N個のサンプル
領域の計測された座標位置データを統計処理して前記複
数の被加工領域の前記所定の座標系上での配列座標を算
出する第4工程と;を有することを特徴とする位置合わ
せ方法。
7. Arrangement coordinates on a predetermined coordinate system that define the movement positions of the substrate of a plurality of processing regions arranged on the substrate according to the designed arrangement coordinates are obtained, and the obtained arrangement coordinates are set to the obtained arrangement coordinates. In the method of aligning each of the plurality of processed regions with corresponding processing positions based on the above, N preselected sample regions (N is an integer of 6 or more) of the plurality of processed regions are provided. A first step of measuring the coordinate position on the predetermined coordinate system; and the m-th (m is an integer of initial value 1) coordinate position data of the N sample areas measured in the first step. The sample area was excluded (N-
1) Statistical processing of coordinate position data is performed to obtain a conversion parameter from the designed array coordinate to the array coordinate on the predetermined coordinate system, and the obtained converted parameter and the designed array coordinate are used. The array coordinates of the N sample areas on the predetermined coordinate system are calculated, and the non-linear error component variation B ′ of the calculated N array coordinates is calculated.
A second step of obtaining (m, N-1); and the second step is repeated while increasing the value of the integer m by 1 to N, and the variation B '(m, N-
1) a third step; determining the second step and the third step
A third step of detecting a sample region having a large non-linear component of the measurement result by comparing the variations B ′ (m, N−1) of the N non-linear error components obtained in the step; And a fourth step of statistically processing the measured coordinate position data of the N sample areas including the sample area to calculate array coordinates of the plurality of processed areas on the predetermined coordinate system. A positioning method characterized by the above.
【請求項8】 基板上に設計上の配列座標に従って配列
された複数の被加工領域の前記基板の移動位置を規定す
る所定の座標系上での配列座標をそれぞれ求め、該求め
た配列座標に基づいて前記複数の被加工領域のそれぞれ
を対応する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内、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所定の座標系上で
の座標位置を計測する第1工程と;該第1工程で計測さ
れたN個のサンプル領域の座標位置データを処理して、
非線形誤差成分の大きなサンプル領域を跳び領域として
求める第2工程と;前記第1工程で計測されたN個の座
標位置データのそれぞれに前記跳び領域で小さくなるよ
うな重みを付与し、該重み付けされたN個の座標位置デ
ータを統計処理して前記複数の被加工領域の前記所定の
座標系上での配列座標を算出する第3工程と;を有する
ことを特徴とする位置合わせ方法。
8. An array coordinate on a predetermined coordinate system that defines a moving position of the substrate of a plurality of processed regions arrayed on the substrate according to a designed array coordinate is obtained, and the obtained array coordinate is set to the obtained array coordinate. In the method of aligning each of the plurality of processed regions with corresponding processing positions based on the above, N preselected sample regions (N is an integer of 6 or more) of the plurality of processed regions are provided. A first step of measuring the coordinate position on the predetermined coordinate system, and processing the coordinate position data of the N sample areas measured in the first step,
A second step of determining a sample area having a large non-linear error component as a jump area; and weighting each of the N coordinate position data measured in the first step so as to reduce the jump area, And a third step of statistically processing the N coordinate position data to calculate array coordinates of the plurality of processed regions on the predetermined coordinate system.
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JP7083576A JPH08279453A (en) 1995-04-10 1995-04-10 Aligning method
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KR1019950033791A KR960012299A (en) 1994-09-27 1995-09-27 Alignment method for use in exposure system

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009231446A (en) * 2008-03-21 2009-10-08 Nuflare Technology Inc Alignment mark determining device, alignment mark generating device, drawing device, and drawing method

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