JPH02103401A

JPH02103401A - アライメント方法

Info

Publication number: JPH02103401A
Application number: JP63256478A
Authority: JP
Inventors: Yuji Imai; 裕二今井
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1988-10-12
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1990-04-16
Anticipated expiration: 2013-09-30
Also published as: JP2805771B2

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は複数のアライメントマークが形成される基板、
特に半導体ウェハ等のアライメント方法に関し、特にマ
スクやレチクルに形成されたパターンが精密に位置合わ
せして露光される感光性基板のアライメント方法に関す
るものである。

［従来の技術］この種のリングラフィ工程におけるアライメント方法に
は、露光装置の方式、形式によって多種多様のことが考
えられているが、ＶＬＳ　［の製造現場では現在のとこ
ろ、レチクルのパターンを投影レンズ系を介してウェハ
上に縮小投影するステップアンドリピート方式の光学式
のステッパーが主に使われていることから、ウェハ上の
アライメントマークは専ら光電的な検出に頼っている。

−ａのステッパーでは、レチクルのパターンとウェハ上
の１つのショット領域とを精密に重ね合わせるために、
このショット領域に付随して形成されたアライメントマ
ークを光電走査し、その信号波形を処理してマーク中心
位置を求めることによって、レチクルのパターンとの相
対的な位置ずれを決定している。そして、この位置ずれ
がある許容範囲（例えば±０．０４μｍ）内に納まるよ
うに、ウェハ又はレチクルを微動させている。

第５図は従来のステッパーの構成を示し、例えば特開昭
６１−１２８１０６号公報に開示されているものと同等
の構成である。第５図において、レチクルＲには回路パ
ターン領域Ｐａが形成されており、投影レンズ系ＰＬの
光軸ＡＸに対して正確に位置決めされている。パターン
領域Ｐａを照明した露光光は、投影レンズ系ＰＬによっ
てウェハＷ上のレジスト層に結像される。ウェハＷはモ
ータ１３によって２次元移動するステージＳＴに載置さ
れる。ステージＳＴはステップアンドリピート方式でス
テッピングするとともに、アライメントのために微動し
、その座標位置はレーザ干渉計１２によって逐次計測さ
れる。

一方、ウェハＷ上のアライメントマークは、投影レンズ
系ＰＬを介して投影視野内にレーザのスポット光ＳＰｙ
　（ＳＰｘ）を投射し、このスポット光ＳＰｙに対して
ウェハＷ（ステージＳＴ）を走査することで光電検出さ
れる。Ｈｅ−Ｎｅ、Ａｒイオン、等の非露光波長のレー
ザ光源ｌからの直線偏光ビームは、ビームエクスパンダ
２、シリンドリカルレンズ３、ミラー４、レンズ５、偏
光ビームスプリンタ６、λ／４板７、対物レンズ８、ミ
ラー９．１０の夫々を介して投影レンズ系ＰＬの軸外の
位置（回路パターン領域Ｐａの外側）へ入射される。

この構成において、ウェハＷに達するビームは円偏光と
なっており、シリンドリカルレンズ３の働きにより、ス
ポット光ＳＰ７は光軸ＡＸの方へスリット状に伸びた帯
状スポットになっている。

投影レンズ系ＰＬは像（ウェハ）側がテレセンドリンク
であるため、スポット光ＳＰｙの照射によりウェハ表面
より反射した光（円偏光）は、再び投影レンズ系ＰＬを
通り、ミラー１０．９、対物レンズ８、λ／４板７を介
して偏光ビームスプリッタ６に達する。ウェハＷからの
光は偏光ビームスプリッタ６で反射され、０次光（正反
射光）遮断用の空間フィルター２０により回折光、散乱
光のみがレンズ２１を通り受光素子２２に達する。

この空間フィルター２０は投影レンズ系ＰＬの瞳ｅｐと
ほぼ共役に配置される。

受光素子２２からの光電信号は、プリアンプ２３で増幅
され、波形検出部２４に人力される。波形検出部２４は
、高速Ａ／Ｄ変換器、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ
）　、カウンタ等を含み、光電信号の波形をステージＳ
Ｔの座標位置に応じてデジタル値に変換して記憶する。

従って、波形検出部２４には、ステージコントローラ２
５を介して干渉計１２からの計測値（分解能として例え
ば０．０１μｍ）が波形のデジタルサンプリングのタイ
ミング、及びＲＡＭのアドレス成生用に人力される。コ
ンピュータ２６は、検出された信号波形に所定の前処理
（ノイズサプレス、スムージング等）を加えた後、信号
波形上の中心位置を求め、それをマーク位置として記憶
する。信号波形上の中心の求め方は、波形の対称性を考
慮して、あるスライスレベルで２値化したときの信号の
立上り位置と立下り位置とを求め、それを２等分するこ
とにより求めるのが最も簡単で高速である。

コンピュータ２６は算出したマーク位置を規準として、
ウェハＷ上の任意点の投影レンズ系ＰＬ（光軸ＡＸ）に
対する位置を特定し、ステージコントローラ２５にステ
ージＳＴの目標位置を設定する。

ステージコントローラ２５は、干渉計１２からの現在位
置の計測値と目標位置とを比較しつつ、モータ１３をサ
ーボ制御する。

尚、第５図では、Ｘ方向のアライメント用のスポット光
ＳＰｙのみを示したが、Ｘ方向についてもミラー１０と
同等のミラー１１を介して同様のスポット光が投射され
、ウェハＷ上のＸ方向用のマークからの光情報が光電検
出される。

ところでウェハＷ上に投射されるスポット光ＳＰ）’　
（ＳＰｘ）とアライメントマークとの形状は、−例とし
て第６図（Ａ）に示すように、スポット光５ＰｙＯ長手
方向（Ｘ方向）と平行に伸びた回折格子マークＭＹであ
る。

そして、回折格子マークＭＹのＸ方向の幅は、スポット
光ＳＰｙの幅とほぼ等しく定められているものとする。

この場合、スポット光ＳＰｙとマークＭＹとがＸ方向に
相対移動したときに得られる光電信号の波形は、第６図
（Ｂ）に示すように、スポット光５ＰｙＯ幅方向の光強
度分布に対応してガウス状の波形Ｓｒとなる。この波形
Ｓｒは、ピーク値に対して１０％〜９０％の範囲内の適
当なレベルＶｒでスライスされる。実際の演算処理にあ
たっては、スライスレベルＶｒと波形ＳＦの立上りのレ
ベルとが一致するＸ方向の位置Ｙ、と、スライスレベル
Ｖｒと波形ＳＦの立下りのレベルとが一致する位置Ｙ、
とを求め、その中点Ｙ、をマークＭＹの位置として決定
する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

−Ｍに、ウェハＷ上には第６図（Ａ）に示したようなマ
ークが複数のショット領域に付随して形成されるが、ウ
ェハＷは各種プロセスを受けるために、それらマークは
必らずしもウェハ全域で全て安定に形状を保っていると
は限らない０例えばマークＭＹを構成する複数の格子要
素（はぼ正方形の微小凸部、又は凹部）の段差エツジＥ
１、Ｅｚ。

Ｅ３、Ｅ４が変形（幅の片べり等）を起すと、マーク検
出位置が微小量（例えば±０．１〜０．２μｍ程度）シ
フトすることがある。このエツジＥ１〜Ｅ４の変形、す
なわちマーク形状歪みの程度はウェハ上の位置によって
異なる。さらに、ウェハ全面にはレジスト層が０．８〜
２μｍ程度の厚さで塗布されるが、マークは０．１〜１
μｍ程度の段差をもつため、マーク近傍ではレジストの
厚みむらも生じる。この厚みむらは、アライメント用の
スポット光の波長にも依存するが、マークがらの回折光
、散乱光の強度及び発生方向をシフトさせることになる
。

以上のようなマーク形状歪み、レジストの厚みむらは、
ウェハＷ上の位置によって変化する。従ってウェハＷ上
の任意の位置のマークから得られた信号波形は、第６図
（Ｂ）に示すように、必らずしも対称的なガウス波形に
なる七は限らず、ウェハ上の位置、マークの長手方向の
向き等に応じて大きな歪み、特に非対称歪みをもっこと
になる。

このため、予め定められた１つのスライスレベル■「で
２値化すると、マーク毎に波形の対称性が異なることに
よって、マーク毎に検出位置の誤差量が異なり、この結
果アライメント精度の向上が制限されてしまうといった
問題点があった。

〔問題点を解決する為の手段〕

本発明は、アライメントマークの形状歪み、レジストの
塗布むら（厚みむら）等によって生じる信号波形の歪み
があっても、その歪みによる影響が最小となるようなス
ライスレベルを自動的に決定できるアライメント方法を
得ることを目的とするものである。

この目的を達成するために、本発明では、複数のアライ
メントマークから得られたアナログ波形の夫々を、複数
のスライスレベルで２値化して、各スライスレベル毎に
、マーク中心位置に関する値を算出する。

そして、これらの値のうち、同一のスライスレベルのも
とで決定された各アライメントマークの中心位置に関す
る値を用いて、そのスライスレベルにおけるマーク中心
位置のばらつき（σ値）を統計処理によって求める。こ
の統計処理を各スライスレベル毎に実行して、最も小さ
いばらつきの得られたスライスレベルを決定し、その後
、決定されたスライスレベルでマーク位置検出を行なっ
て基板（ウェハ）をアライメントするようにした。

〔作　用］複数のスライスレベルで２値化して波形の中心を求める
ことは、波形の非対称歪みを求めることに対応している
。

この非対称歪みは、ウェハ上のアライメントマークの形
状歪み、レジスト厚みむら等に起因してランダムに起り
得る。しかしながら、ウェハ上の複数の位置のアライメ
ントマークをみると、スライスレベルを適当に定めてお
くと、どのアライメントマークに対しても比較的非対称
歪みの影響を受けずに安定したマーク位置検出できるこ
とがわかった。

〔実施例〕

第１図は、本発明の実施例によるアライメント方法の一
例を示すフローチャート図であり、第５図中に示したコ
ンビエータ２６が統括的に制御するものとする。

また、本実施例では、後述するウェハのエンハンスメン
ト・グローバル・アライメント（ＥＧＡ）との組み合わ
せを前提にしている。このＥＧＡ方弐については、例え
ば特開昭６１〜４４４２９号公報、特開昭６２−８４５
１６号公報に詳しく開示されている。

さて、まずステージＳＴ上には、予めアライメントマー
クの形成されたウェハＷがプリアライメントされて載置
される。第２図は、そのようなウェハＷの一例を示し、
ウェハＷ上にはマトリンクス状に複数のシジットＨ域が
形成され、各ショット領域には、第６図（Ａ）で示した
ようなマークＭＸ、ＭＹが付随して形成されている。第
２図では、ＥＧＡの際にアライメントするショット領域
ＣＩ、Ｃｚ、Ｃ，、Ｃ，、Ｃ，、Ｃ，、Ｃ，、Ｃ６、Ｃ
１、Ｃ１゜Ｃ１１を代表して示しである。

各ショット領域Ｃ３〜Ｃ１１の夫々にはＸ方向用の回折
格子状のマークＭ　Ｘ　＋〜Ｍｘ、とＸ方向用の回折格
子状のマークＭＹ、〜ＭＹ、、とが同時に形成される。

さらに第２図では、ウェハＷ上のほぼ中心にＸ方向に並
んだショット配列の３つのンヨ、ト領域Ｃ，、Ｃ，、、
Ｃ，に付随したグローバルアライメント用のマークＧＹ
１．ＧＹ！、Ｇａ１、Ｇθ、、ＧＸも図示しである。

このグローバル用のマークＧＹ１Ｇθ１．ＧＹｚ。

Ｇａ４は、Ｘ方向と平行な直線上に形成され、いずれも
Ｘ方向の位置計測に用いられ、マークＧｘは、ウェハＷ
のＸ方向のほぼ中央に形成され、Ｘ方向の位置計測に用
いられる。このグローバルアライメントは、例えば特開
昭６０−１３０７４２号公報に開示されている方法をそ
のまま実行すればよい（ステップ１００）。

グローバル用マークは各ショッＨＩＴ域に対して予め決
められた位置関係で配列され、ショット領域の配列も設
計上予め決められているため、ステップ１００でグロー
バルアライメントが完了すると、投影レンズ系ＰＬの光
軸ＡＸと任意のジョン）４ＪＩ域の中心点との位置関係
は、はぼ±ｌａｍ以下、実際には±０．５μｍ以下の精
度で規定される。

従って、スボ・２ト光ＳＰｙ、ＳＰｘとウェハＷ上の任
意の点との位置関係も、±０．５μｍ程度の誤差で規定
される。

次に、ステップ１０２でウェハＷ上の複数のマークＭＸ
、ＭＹをサンプル・アライメントする。

ここでは、第２図中にしたショット領域Ｃ３〜Ｃ６１の
各マークＭＸ、〜ＭＸ、、、ＭＹ、〜ＭＹ、、を検出す
るものとする。

まずスポット光ＳＰｙ　（ＳＰｘ）をマークＭＹ（ＭＸ
）の近傍に位置決めした後、ステージＳＴをＸ方向（Ｘ
方向）に微動させ、第６図（Ｂ）に示したような波形Ｓ
Ｆを取り込む。この際、コンピュータ２６はプリアンプ
２３のゲインを適当に設定し、波形ＳＦのピークがクリ
ップしないように調整する。

次のステップ１０４で、コンピュータ２６は予め定めて
おいた複数のスライスレベル、例えば８段のマルチスラ
イスレベルＳ２１〜５ｌｌｌによって、第３図に示すよ
うに各スライスレベル毎の波形中心位！ＰＣ，〜ＰＣ，
を求める。このマルチスライスレベルＳｌｏは、ある一
定のレベル差で等間隔にすることが望ましく、その段数
も多い方がよい、尚、この際各信号波形のピーク値は一
定値に揃うように正規化される。

次にコンビエータ２６は、ステン１１０６で必要な数ｍ
個だけマークＭＸ、ＭＹをサンプル・アライメントした
か否かを判断し、否のときは別のマークに対してステッ
プ１０２．１０４を実行する。ここでサンプル・アライ
メントされたマークの数はｍ個とするが、第２図のウェ
ハの場合はＸ方向、Ｘ方向のマークの数ｍの最大値はそ
れぞれ１１個である。尚、説明を而単にするため、以後
の説明ではマークＭＸ、ＭＹを同じものとして考えるこ
とにする。すなわち、Ｘ方向とＸ方向とを分けて考えず
に、いっしょに取り扱うものとする。

従って、ショット領域０１〜Ｃ１１の全てのマークＭＸ
、ＭＹをサンプルアライメントするとなると、２２個の
波形ＳＦを抽出することになり、スライスレヘルＳｐ、
ｌ〜Ｓ！６毎の中心位置ＰＣ，〜ＰＣ８のデータの最大
総数は２２Ｘ８＝１７６個になる。

次にステップ１０８でコンピュータ２６は、各マークＭ
Ｘ、ＭＹの設計上の位置Ｐｍとスライスレベル毎の波形
中心位置ＰＣｎｍ（ｎ＝１〜８）との誤差ΔＰｎｍを算
出する。誤差へＰｎａ＋のほとんどの要因は、ステップ
■００のグローバルアライメント時の残存誤差であるが
、その他にウェハ上のショッ）ｆｉｆｌ域の配列の規則
性の誤差、及び各マーク固有の歪み（形状歪み、レジス
トの影響等）が含まれている。

第４図はいろいろなマーク波形から誤差ΔＰｎｍを求め
る例を模式的に示したものである。第４図（Ｃ）は波形
の対称性が良好な場合を示し、設計位置Ｐ、に対する各
スライスレベルＳ１．−８Ｒ。

毎の中心位置の誤差は、例えば１．００．０．９９．１
．０２．１．００．０，９９．０．９９．１．００．０
．９８（単位μｍ）として求められる。

次にコンピュータ２６は、ステップ１１０において、サ
ンプル・アライメントした各マーク毎に、誤差ΔＰｎ−
の平均値ΔＰｎｎ＋を求め、設計位置Ｐｍからの位置ず
れが極端に大きいものは除外する処理を実行する。これ
はＥＧＡによるアライメント計算の際のデータ・リジェ
クトにも相当している。

例えば第４図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）
、（Ｆ）に示すような６つの波形に対して、誤差ΔＰｎ
＋１１（この場合、ｎ＝１〜８、ｍ＝　１〜６　）が求
められたとすると、第４図（Ａ）〜（Ｆ）の順に、マー
ク毎の平均値ΔＰｎ耐よ、１．３２５．０゜８７１．０
．９９６．０．９０９．１．１８１，０．３１６（単位
はμｍ）となる。さらに、この平均値ΔＰｎｍを平均す
ると、０．９３３（μｍ）となり、ステップ１００のグ
ローバルアライメント時の残存誤差（ｘ、Ｘ方向のずれ
）が大きかったことがわかる。そこで、その値、０．９
３３に対して大きく異なる平均値ΔＰｎｍ、ここでは０
．３１６を与えた波形については、以後の演算で使わな
いようにする。

従って、ステップ１１０では、第４図中の（Ａ）〜（Ｅ
）までのデータを使うことを決定する。そこで以後、本
実施例の説明は第４図（Ａ）〜（Ｅ）の５つのデータ群
のみを使って行なう。

さて、コンピュータ２６は以上のデータ群を用いて、ス
テンブ１１２．１１４で、各スライスレベルＳ２．〜Ｓ
Ｒ，毎の中心位置のばらつき、すなわちσ値を計算する
。

まず、あるスライスレベルのもとで求められた誤差ΔＰ
ｎｍの値を各マーク毎に取り出して、それを平均した値
Ｋを（１）弐で求める。

例えばスライスレベルＳＮ□のもとで求められた誤差Δ
Ｐ、、（ｍ＝１〜５）は、それぞれ、１．５３．０．５
５．１．００．１．０４．１．１８であり、その平均値
には１．０６となる。

次に、そのスライスレベルＳ２１におけるσ値を式（２
）で求める。

ここでは、ｎ＝１．ｍ＝５、Ｋ＝１．０６であり、式（
２）に代入して計算すると、σ＋＝０．３５３３となる
。

同様の計算をｎ個のスライスレベルＳＰＩ〜Ｓ！、の夫
々について実行（ステップ１１６）すると、表１の結果
が得られる。

表　　１次に、ステップ１１Ｂにおいて、算出されたび７値（こ
こでは８個）のうち、最小となっているものを選び、そ
れに対応したスライスレベルＳＬを設定する。表１にお
いて、σ、値の最小はσ、−〇、　１３８５であり、５
Ｌ＝Ｓｆ５と設定される。

次にステップ１２０においζ、コンビエータ２６はＥＧ
Ａの演算を行なうが、第２図に示したサンプルアライメ
ントジョンステップ１１０で除外されたちの以外のマーク中心位ｆ
ｉＰｃｎｍで、スライスレベルＳＲ，に基づいて決定さ
れた各マークＭＸ．　、ＭＹ，の中心位置ＰＣｓ＋ｍ（
ｍは１〜１１のうち３つ以上）を選ぶ。

ＥＧＡ演算は、ウェハＷのｘ，ｙ方向の線形伸縮量ＹＸ
，Ｙｙ、ショット配列の直交度Ｗ、ステージＳＴの直交
座標系に対するショッ１−配列座標系の微小回転量θ、
及びウェハのｘ，ｙ方向の平行移動量０，Ｉ、０，をパ
ラメータとして、次の式（３）に基づいて、設計ショッ
ト位置（ＰＸ．、ＰＹｉ）に対する実際のショット位置
（ＦＸｉ、ＦＹ，）を求める（ただｉはショット番号）
。

・・・・・・　（３）ここで、ＡζＴｘ１Ｂ”−ｒや　（Ｗ十〇）、Ｃ−Ｔｙ
　・θ、ＤζＴ　ｙ　、Ｅ　””　Ｏ　Ｘ　、Ｆ−Ｏ　
ｙと近イ以される。

コンピュータ２６は、式（３）中の６つのパラメータＡ
，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆを、サンプルアライメントした各
マークＭＸ．　、ＭＹ．の中心位置ＰＣＳ．（スライス
レベルＳｊ２，）と、その設計位置Ｐ，（ＰＸＩ　、Ｐ
Ｙｔ　）に基づいて、最小二乗法により決定する。尚、
実測値である位ｚｐｃｓ−は、マークＭＸ，　、ＭＹ，
が第２図に示すように、各ショット領域０１〜Ｃ＋＋の
露光中心から放射方向に伸びるように形成されていると
き、そのままジョンＨＭ域Ｃ１〜Ｃ．の中心位置とする
ことができる。

そこでコンピュータ２６は、実測値ＰＣ，，をＸ１ｙ方
向の成分に対応して（ＤＸ．　、ＤＹ．”）　、その設
計位置Ｐ，を（ＰＸ，　、ＰＹ．）として、次の（４）
、（５）式に基づいて、パラメータＡ１ＢＳＣ，Ｄ，Ｅ
，Ｆを決定する（ただし、ｍはサンプルアライメントの
ショット番号）。

そして、コンピュータ２６は、決定された６つのパラメ
ータＡ−Ｆを先の式（３）に代入し、実際のショット位
置（ＦＸｉ　、ＰＹｔ　）を順次算出していく。

ステージコントローラ２５は、この位置（ＦＸＩＦＹｉ
）の情報に基づいて、ステージＳＴを次々にステッピン
グさせては位置決めし、１つのショット領域にレチクル
Ｒのパターン領域Ｐａの像を露光していく。

以上の一連の動作により、ステージＳＴ上のウェハＷの
各ショット領域と、レチクルＲのパターン投影像とが高
い精度で位置合わせされる。

以上本実施例では、ＥＧＡの演算で使われるサンプル・
アライメントショットのマークＭＸ、、ＭＹ、を用いて
、スライスレベルＳＬの最適化ヲ行ったが、これは必ず
しも一致している必要はなく、ＥＧＡ演算で使うサンプ
ルショットとは全く異なるショットのマークＭＸ、　、
、ＭＹ、を使ってスライスレベルＳＬを決定してもよい
。また、第２図のように、サンプルアライメントのショ
ット領域０１〜Ｃ１１のうち、代表的ないくつか（３〜
７シヨツト）はＥ　Ｇ　Ａ　？ｔ４算に用い、残りのシ
ョット領域のマークはスライスレベルＳＬの決定に用い
るようにしてもよい。

また、先に説明したステップ１１２．１１４では、第４
図（Ａ）〜（Ｅ）の波形例に対して、ばらつきσ、値を
求めたが、例えばウェハの周辺に位置するマークに対応
した波形は、各種歪みやレジストの厚みむらの影響を受
けやすく、第４図（Ｃ）のような対称性の良い波形かえ
られるとは限らない、このため、第４図（Ａ）、（Ｂ）
、（Ｄ）、（Ｅ）のような歪んだ波形がサンプリングさ
れる確率が高い。

そこでシミュレーションとして、第４図（Ａ）のような
波形が３つ、第４図（Ｂ）のような波形が３つ、そして
第４図（Ｅ）のような波形が１つ得られたものとして、
σ７値を演算すると、次の表２の結果が得られる。また
、仮りに３つの波形（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）のみでσ７
値を演算すると、次の表３の結果が得られる。

表２　　　表３表２の場合、スライスレベルＳＬの最適値はＳ１６であ
り、表３の場合はＳ２４である。

以上、本実施例では信号波形ＳＦを、あるスライスレベ
ルで２値化するとしたが、ここで言う２値化とは、信号
波形の立上り部がスライスレベルと一致する点と信号波
形の立下り部がスライスレベルと一致する点とを求める
動作のことを意味し、必ずしもデジタルな信号波形（矩
形波）を得ることを意味するものではない。

また、マークからの信号波形の検出方式には、様々の方
式（スポット光自体の走査、マーク像のＩ層像等）が考
えられるが、そのいずれで検出された信号波形であって
も、全く同じ方法でマーク中心位置を特定することがで
き、同様の効果が得られる。さらにアライメントマーク
の構造、形状はどうのようなものでもよく、単純な直線
状マークからのエツジ散乱光の強度分布波形は、第４図
（Ａ）〜（Ｆ）とほぼ同様なものになる。

〔発明の効果〕

以上、本発明によれば、複数のアナログ信号波形から、
ランダムな誤差、特に非対称誤差の最も小さくなるスラ
イスレベルを統計処理により求めるので、従来のように
信号波形の歪みに起因したマーク中心位置のシフトが平
均的に小さく押えられることになり、アライメント精度
の向上が望める。また、スライスレベルのもとてアライ
メントを行なって露光（ためし焼き）を実行し、その露
光結果に基づいて改めてスライスレベルを決定し直すと
いった不都合も無い。

特に、半導体ウェハ等のように、ウェハ中心からウェハ
外周方向（放射方向）に対してレジストの塗布むらが生
じるような場合、ウェハ上のマーク位置による波形歪み
のばらつきが直接アライメント精度に反映されることが
低減され、極めて有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による方法の一例を示すフロー
チャート図、第２図は本実施例に好適なウェハのショッ
ト配列を示す平面図、第３図はマルチ・スライスレベル
と信号波形の関係を示す波形図、第４図（Ａ）、（Ｂ）
、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）は想定される信号波
形を示す図、第５図は従来より使われているステッパー
の構成を示す図、第６図（Ａ）はアライメントマークと
スポット光の関係を示す平面図、第６図（Ｂ）は第６図
（Ｂ）の関係で得られる光電信号の波形を示す図である
。〔主要部分の符号の説明］Ｗ・・・ウェハ、ＣＩ”ＣＩｌ、Ｃ−、Ｃｂ・・・ショット領域、ＭＸ、
〜ＭＸ、、、ＭＹ、〜ＭＹ、川アラ用メントマーク、ＳＦ・・・信号波長、ＳＮ、〜Ｓｌ、・・・スライスレベル、ＰＣ，−ＰＣ，
・・・マーク中心位置、２２・・・受光素子、２４・・・波形検出部、２６・・・コンビエータ。

Claims

【特許請求の範囲】位置合わせすべき基板上の予め定められた複数の位置に
アライメントマークが形成され、該アライメントマーク
を光電的に走査してマークの形状に対応したアナログの
信号波形を検出し、該信号波形を所定のスライスレベル
で２値化した波形のほぼ中心を、前記アライメントマー
クの位置として決定することにより前記基板をアライメ
ントする方法において、前記複数のアライメントマークの夫々を順次光電的に走
査して複数のアナログ信号波形を検出するとともに、各
アナログ信号波形を所定のレベル差を有する複数のスラ
イスレベルで２値化し、各スライスレベル毎に前記複数
のアライメントマークの各位置に関する値を演算する工
程と；該複数のアライメントマークの各位置に関する値のうち
、同一のスライスレベルのもとで決定され複数の値から
、該１つのスライスレベルにおけるばらつきを統計処理
によって求める工程と；各スライスレベル毎に求められ
た前記ばらつきのうち最も小さいばらつきを得たスライ
スレベルを決定する工程と；該決定されたスライスレベルのもとで求められた前記複
数のアライメントマークの各位置に基づいて、前記基板
のアライメントを行なう工程とを含むことを特徴とする
アライメント方法。