【事件の表示】
　特許第３０６５６１３号「位置合わせ装置および方法」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３０６５６１３号の請求項１、２に係る特許を維持する。
【理　由】
１．手続きの経緯
　本件特許第３０６５６１３号（平成５年２月２５日に出願された特願平５−５９３３０号の分割出願として、平成１１年６月２１日出願）は、平成１２年５月１２日に設定登録がされたものであって、その後、異議申立人株式会社ニコンより特許異議の申立てがなされ、取消理由通知がなされ、その指定期間内である平成１３年６月１１日に訂正請求がなされたものである。
１．１　異議申立ての概要
　異議申立人株式会社ニコンは、甲第１号証（特開昭６１−４４４２９号公報）、甲第２号証（特開平２−５４１０３号公報）、甲第３号証（特開昭６３−２３２３２６号公報）及び甲第４号証（特願平４−４７４９３号（特開平５−２１７８４８号公報参照））を提出し、本件請求項１及び２に係る発明は、甲第１号証〜甲第３号証に記載された各発明に基いて容易に発明できたものであるから、特許法第２９条第２項の規定により特許を受けることができないものであり、本件請求項１及び２に係る特許を取り消すべき旨主張している。
　また、本件請求項１及び２に係る発明は、甲第４号証に記載された発明であるから、特許法第２９条の２の規定により特許を受けることができないものであり、本件請求項１及び２に係る特許を取り消すべき旨主張している。
　さらに、本件特許第３０６５６１３号は、その明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面の記載が、異議申立人株式会社ニコンが提出した異議申立書記載の理由により、不備のため、特許法第３６条に規定する要件を満たさない出願に対してされたものであり、本件請求項１及び２に係る特許を取り消すべき旨主張している。
１．２　異議申立人株式会社ニコンが提出した甲第１〜４号証の記載内容
１．２．１　甲第１号証の記載内容
　甲第１号証の第２頁左下欄第１行から第７行には「被処理基板…に設計上の配列座標…に沿って規則的に整列した複数のチップパターンの夫々を、所定の基準位置（露光装置であればマスクやレチクルのパターン投影位置…）に対してステップアンドリピート方式で順次位置合せする方法」と記載されてる。
　また、甲第１号証の第２頁左下欄第２０行から右下欄第１１行には「複数の実測値…と実際の配列座標…との平均的な偏差…が最小になるように、誤差パラメータ…を決定する工程…と、その決定された誤差パラメータ…と設計上の配列座標値…とに基づいて、上記一義的な関係式から実際の配列座標値…を算出し…、ステップアンドリピート方式の位置合せ時に、その算出された実際の配列座標値…に応じて、被処理基板を位置決めする工程…とを含む」と記載されている。
　そして、甲第１号証の第９頁左上欄第３行から第９行には「あるチップの実測値がそのチップの設計値…にくらべて大きく異なっていた場合、…そのチップでの実測値を無視し、例えばそのチップの隣りのチップについてマーク位置の実測を行なうようにしてもよい。」と記載され、第９頁の左上欄第１９行から右上欄第４行には「９つの実測値の中から各チップの設計値…に最も近い順に５つの実測値を選び出す方法、又は、単に設計値…と大きく異なる実測値…を以降の演算処理で使わないようにする方法等がある。」と記載されている。
１．２．２　甲第２号証の記載内容
　甲第２号証の第８頁左上欄第１４行から右上欄第１行、第１１頁右上欄第５行から左下欄第１０行には、被処理基板に設計上の配列座標に沿って規則的に整列した複数のショットの夫々を、所定の基準位置に対してステップアンドリピート方式で順次位置合せする装置において、ショットの実測値に基づいて、設計上の配列座標値を変換する変換パラメータを決定する旨記載されている。
　甲第２号証の第６頁左下欄第８行から第１５行及び第１１頁左下欄第１６行から第１８行には、ショットの設計値に基づいてショットに付随して設けられたマークをアライメントセンサ内の指標マークに位置決めし、指標に対するマークの位置ずれを計測し、このずれ量とステージ位置からショット位置座標の実測値を求める旨記載されている。
１．２．３　甲第３号証の記載内容
　甲第３号証の第１頁右欄第１０行から第２頁左上欄第６行には、ウエハを投影レンズ下でステップ移動させながら、レチクル上に形成されているパターン像を投影レンズを介してウエハ上の複数箇所に順次露光することによって複数のショットが形成されたウエハを、適当な測定点における結果に基づいて位置合わせを行ない、その後ショット配列に従ってウエハをステップさせて露光等を行なう旨記載されている。
　また甲第３号証の第３頁右下欄第５行から第１０行には、ウエハ上の所定のショット領域においてずれ量を計測し、その結果に基づいて補正格子を作成して、この補正格子点で位置合わせする旨記載されている。
　そして、甲第３号証の第５頁左上欄第１４行から１９行には、計測ショット位置はショット配列の中から所定のｍショットが指定される旨記載されている。
　また、甲第３号証の第８頁右下欄第１３行から第１６行には、あるショットにおける計測が異常であったため代替ショットで再計測する場合も、上記と同様に自動選択させることができる旨記載されている。
１．２．４　甲第４号証の記載内容
　甲第４号証の第５頁【００２４】段落、第７頁【００４２】段落及び第８頁【００５２】段落には、半導体基板に設計上の配列座標に沿って規則的に整列した複数のチップパターンの夫々を、所定の基準位置に対してステップアンドリピート方式で順次位置合せする装置において、チップパターンの実測値に基づいて、設計上の配列座標値を変換する変換パラメータを決定する旨記載されている。
　そして甲第４号証の第６頁【００４０】段落、第７頁【００４２】段落、【００４３】段落及び【００４８】段落には、ショットの設計値に基づいてショットに付随して設けられたマークをアライメントセンサ内の指標マークに位置決めし、指標に対するマークの位置ずれを計測し、このずれ量とステージ位置からショット位置座標の実測値を求める旨記載されている。
　さらに、甲第４号証の第８頁【００５２】段落には、「６個のパラメータａ〜ｆ及び各ショットの設計上の配列座標…より、各ショットの計算上の配列座標（Ｘｉ′，Ｙｉ′）が求められる。この計算上の配列座標（Ｘｉ′，Ｙｉ′）が新配列座標である。そして、各ショットのアライメントの結果、計測された配列座標（Ｘｉ，Ｙｉ）と新配列座標（Ｘｉ′，Ｙｉ′）との差が、１次近似で取り除けなかった非線形誤差である。各ショットの非線形誤差を誤差記憶部５０５に記憶しておく（ステップ１０７）。」と記載されている。
　また甲第４号証の第９頁【００６０】段落には、「マーク計測を行わなかった特定ショットについては、先のステップ１１９と同様に、新配列座標にその非線形誤差をオフセットとして加算して決定した配列座標を用いて位置合わせを行えば良い。」と記載されている。
２．訂正の適否について
  本件訂正請求は、本件特許第３０１１８０６号の明細書（以下、「特許明細書」という。）を、本件訂正請求書に添付した訂正明細書のとおりに、訂正しようとするものである。
２．１　訂正事項
訂正事項ａ
　特許明細書の請求項１の、「位置合わせ対象を選択する」を、「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」と訂正する。
訂正事項ｂ
　特許明細書の請求項２の、「位置合わせ対象を選択する」を、「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」と訂正する。
訂正事項ｃ
　特許明細書【0013】段落および【0014】段落の、「位置合わせ対象を選択する」を、「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」と訂正し、【0036】段落の、【第２実施形態】を、【参考形態】と訂正する。
２．２　訂正後の特許請求の範囲
請求項１
「予め1つ以上の位置合わせ対象を所定の配列にしたがって形成された基板を順次供給し、各基板ごとにその上に形成されている位置合わせ対象物を所定の基準位置に順次位置合わせする装置であって、先行する少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置合わせ工程の位置合わせ補正量を決定する装置において、
　前記誤差量に基づいて、前記基板の位置合わせ工程において使用する計測用の位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する機能を有することを特徴とする位置合わせ装置。」
請求項２
「予め1つ以上の位置合わせ対象を所定の配列にしたがって形成された基板を順次供給し、各基板ごとにその上に形成されている位置合わせ対象物を所定の基準位置に順次位置合わせする方法であって、先行する少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置合わせ工程の位置合わせ補正量を決定する方法において、前記誤差量に基づいて、前記基板の位置合わせ工程において使用する計測用の位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択することを特徴とする位置合わせ方法。」
３．　訂正の適否
３．１　目的該当性等について
訂正事項ａ
　上記訂正事項ａについては、特許明細書の請求項１に記載された「位置合わせ対象を選択する」を下位概念である「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」とするものであって、当該「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」は、特許明細書の【００３３】〜【００３６】段落に記載されていたものである。
　また、上記訂正事項ａは、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
訂正事項ｂ
　上記訂正事項ｂについては、特許明細書の請求項２に記載された「位置合わせ対象を選択する」を下位概念である「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」とするものであって、当該「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」は、特許明細書の【００３３】〜【００３６】段落に記載されていたものである。
　また、上記訂正事項ｂは、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
訂正事項ｃ
　上記訂正事項ｃについては、請求項１及び２の訂正に伴い、特許請求の範囲の記載と発明の詳細な説明の記載を整合させる訂正であり、明りょうでない記載の釈明に当たる。
　また、上記訂正事項ｃは、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。
３．２　訂正の適否の判断
　上記訂正事項ａ〜ｃは、上記３．１のとおりであるから、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、改正前の特許法第１２６条第１項ただし書、同条第２項及び同条第３項の規定に適合する。
　従って、当該請求を認める。
４．特許異議申立てについての判断
４．１　本件請求項１及び２に係る発明
　上記２．２に記載のとおり。
４．２　異議申立ての理由の概要
　上記１．１に記載のとおり。
４．２．１　本件請求項１に係る発明と甲１〜３号証との対比、判断
　本件請求項１に係る発明（以下、「本件第１発明」という。）が、「先行する少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置合わせ工程の位置合わせ補正量を決定する装置において、
　前記誤差量に基づいて、前記基板の位置合わせ工程において使用する計測用の位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する機能を有する」（以下、「本件第１発明の特徴的構成」という。）ものであるのに対し、甲第１〜甲第３号証記載の発明にはいずれも上記本件第１発明の特徴的構成の記載及びその記載を示唆する記載がない。
　本件第１発明は、上記本件第１発明の特徴的構成を有することにより、「誤差量に基づいて基板の位置合わせ工程に使用する計測用の位置合わせ対象を選択するので、適切で精度の高い位置合わせをスループットを落とすことなく実現できる」（特許明細書【００３８】段落【発明の効果】）という上記甲第１号証〜甲第３号証記載の発明にはない効果を有する。
　従って、本件第１発明は、甲第１号証〜甲第３号証記載の発明に基づいて当業者が容易に発明できたものではない。
４．２．２　本件請求項２に係る発明と甲１〜３号証との対比、判断
　本件請求項２に係る発明（以下、「本件第２発明」という。）が、「先行する少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置合わせ工程の位置合わせ補正量を決定する方法において、前記誤差量に基づいて、前記基板の位置合わせ工程において使用する計測用の位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」（以下、「本件第２発明の特徴的構成」という。）構成を有するのに対し、甲第１〜甲第３号証記載の発明にはいずれも上記本件第２発明の特徴的構成の記載及びその記載を示唆する記載がない。
　本件第２発明は、上記本件第２発明の特徴的構成を有することにより、「誤差量に基づいて基板の位置合わせ工程に使用する計測用の位置合わせ対象を選択するので、適切で精度の高い位置合わせをスループットを落とすことなく実現できる」（特許明細書【００３８】段落【発明の効果】）という上記甲第１号証〜甲第３号証記載の発明にはない効果を有する。
　従って、本件第２発明は、甲第１号証〜甲第３号証記載の発明に基づいて当業者が容易に発明できたものではない。
４．２．３　本件請求項１に係る発明と甲４号証との対比、判断
　本件第１発明が、上記本件第１発明の特徴的構成を有するのに対し、甲４号証には当該構成の記載がない。
　従って、本件第１発明は、甲第４号証に記載された発明ではない。
４．２．４　本件請求項２に係る発明と甲４号証との対比、判断
　本件第２発明が、上記本件第２発明の特徴的構成を有するのに対し、甲４号証には当該構成の記載がない。
　従って、本件第２発明は、甲第４号証に記載された発明ではない。
４．２．５　本件特許第３０６５６１３号の明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面の記載の特許法第３６条に規定する要件適合性の検討
　特許明細書の【００１７】〜【００２２】段落には、「ずれ量」として相対的なずれ量及び「誤差量」としての補正の残差が定義されているから、「ずれ量」及び「誤差量」が不明りょうとはいえない。
　従って、異議人の申立て理由によっては、本件特許第３０６５６１３号の明細書の発明の詳細な説明の欄及び図面の記載が特許法第３６条の規定に違反するとはいえない。
５．むすび
 上記のとおりであるから、特許異議申立ての理由及び証拠によっては、本件請求項１及び２に係る発明の特許を取り消すことはできない。
　また、他に本件請求項１及び２に係る発明の特許を取り消すべき理由を発見しない。
　従って、本件請求項１及び２に係る発明についての特許は拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものと認めない。
　よって、特許法の一部を改正する法律（平成６年法律第１１６号）附則第１４条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令（平成７年政令第２０５号）第４条第２項の規定により、上記のとおり決定する
【異議決定日】
平成１３年９月１９日（２００１．９．１９）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
　訂正事項ａ及びｂは、特許請求の範囲の減縮を目的とするものである。
　訂正事項ｃは、明りょうでない記載の釈明を目的とするものである。
訂正事項ａ
　特許明細書の請求項１の、「位置合わせ対象を選択する」を、「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」と訂正する。
訂正事項ｂ
　特許明細書の請求項２の、「位置合わせ対象を選択する」を、「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」と訂正する。
訂正事項ｃ
　特許明細書【００１３】段落および【００１４】段落の、「位置合わせ対象を選択する」を、「位置合わせ対象を予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから選択する」と訂正し、【００３６】段落の、【第２実施形態】を、【参考形態】と訂正する。
（５４）【発明の名称】
位置合わせ装置および方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　予め１つ以上の位置合わせ対象を所定の配列にしたがって形成された基板を順次供給し、各基板ごとにその上に形成されている位置合わせ対象物を所定の基準位置に順次位置合わせする装置であって、先行する少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置合わせ工程の位置合わせ補正量を決定する装置において、
　前記誤差量に基づいて、前記基板の位置合わせ工程において使用する計測用の位置合わせ対象を
予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから
　【請求項２】　予め１つ以上の位置合わせ対象を所定の配列にしたがって形成された基板を順次供給し、各基板ごとにその上に形成されている位置合わせ対象物を所定の基準位置に順次位置合わせする方法であって、先行する少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置合わせ工程の位置合わせ補正量を決定する方法において、前記誤差量に基づいて、前記基板の位置合わせ工程において使用する計測用の位置合わせ対象を
予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【発明の属する技術分野】
　本発明は、精密な位置合わせ手段を必要とする装置、例えば電子回路パターンを半導体基板上に投影露光する縮小投影型露光装置などにおいて、複数の対象物を相互に正確に位置合わせする方法および装置に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　ＤＲＡＭに代表される半導体の集積度は近年著しく高くなり、高集積化に伴って半導体素子上に形成されるパターン寸法は、サブミクロンのオーダとなっている。このような背景から半導体露光装置においては、マスクとウエハの位置合わせ精度を向上させるための技術開発が盛んに行なわれている。半導体露光装置としては縮小投影型のいわゆるステッパが広く用いられている。
　【０００３】
　図１０（ａ）は縮小投影型の半導体露光装置の一例を概略図で示したものである。同図において、不図示の露光照明系から照射された露光光束は、レチクルＲ上に形成された電子回路パターンを、投影光学系１を介して２次元に移動可能なステージ１１上に載置されたウエハＷに投影、露光している。同図Ｓは位置合わせ用光学系であり、同図においてはｘ方向の位置を検出するものである。また、これと同様な不図示の位置合わせ用光学系が搭載されており、これによりｙ方向の位置を検出するようになっている。露光に先立ち、レチクルＲとウエハＷの相対的な位置合わせは次のような手順により行なっている。
　【０００４】
　不図示のウエハ搬送装置により、ウエハＷがＸＹステージ１１に載置されると、ＣＰＵ９は図１１で示す１番目の計測ショットＳ１に形成されている位置合わせ用マークＭ１ｘが、位置合わせ光学系Ｓの視野範囲内に位置するよう、ステージ駆動装置１０に対してコマンドを送り、ＸＹステージ１１を駆動する。ここで、非露光光を照射する位置合わせ用照明装置２より照射された光束は、ビームスプリッタ３、レチクルＲおよび投影光学系１を介して、位置合わせ用マークＭ１ｘ（以降ウエハマークと称する）を照明している。図１０（ｂ）はウエハマークＭ１ｘを示したものであり、同一形状の矩形パターンを一定ピッチλｐで複数配置したものである。ウエハマークＭ１ｘから反射した光束は、再度投影光学系１、レチクルＲを介してビームスプリッタ３に到達し、ここで反射して結像光学系４を介して撮像装置５の撮像面上にウエハマークＭ１ｘの像ＷＭを形成する。撮像装置５においてマークＭ１ｘの像は光電変換され、Ａ／Ｄ変換装置６において２次元のディジタル信号列に変換される。図１０（ａ）の７は積算装置であり、図１０（ｂ）に示すように、Ａ／Ｄ変換装置６によりディジタル信号化されたウエハマーク像ＷＭに対して処理ウインドウＷｐを設定し、該ウインドウ内において、図１０（ｂ）に示すｙ方向に移動平均処理を行ない、２次元画像信号を１次元のディジタル信号列Ｓ（ｘ）に変換している。
　【０００５】
　図１０の８は位置検出装置で、積算装置７から出力された１次元のディジタル信号列Ｓ（ｘ）に対し、予め記憶しておいたテンプレートパターンを用いてパターンマッチを行ない、最もテンプレートパターンとのマッチ度が高いＳ（ｘ）のアドレス位置をＣＰＵ９に対して出力する。この出力信号は、撮像装置５の撮像面を基準としたマーク位置であるため、ＣＰＵ９は、予め不図示の方法により求められている撮像装置５とレチクルＲとの相対的な位置から、ウエハマークＭ１ｘのレチクルＲに対する位置ａｘ１を計算により求めている。以上で１番目の計測ショットのｘ方向の位置ずれ量が計測されたことになる。次にＣＰＵ９は、１番目の計測ショットのｙ方向計測用マークＭ１ｙがｙ方向用位置合わせ光学系の視野範囲に入るよう、ＸＹステージ１１を駆動する。ここでｘ方向計測と同様な手順でｙ方向の位置ずれ量ａｙ１を計測する。以上で、１番目の計測ショットＳ１での計測が終了したことになる。次にＣＰＵ９は、２番目の計測ショットＳ２に移動し、１番目と同様な手順でｘ，ｙ方向の位置ずれ量を計測する。以下同様に、予め定められた計測ショット数ｎ（図１１ではｎ＝４）分の計測を行ない、各々の計測ショットでの位置ずれ計測値ａｘｉ，ａｙｉ（ｉ＝１，２，・・・・・・，ｎ）を記憶する。
　【０００６】
　ＣＰＵ９は、このようにして得られた各計測ショットでの位置ずれ量から、次のようにしてウエハＷのレチクルＲに対する相対的な位置合わせを行なっている。
　【０００７】
　すなわち、ＣＰＵ９は、各計測ショットでの設計上のマーク位置ｄｉ＝［ｄｘｉ，ｄｙｉ］Ｔをウエハマーク計測によって得られた実際のマーク位置ａｉ＝［ａｘｉ，ａｙｉ］Ｔに補正変換により重ね合わせようとしたとき、補正の残差ｅｉ＝［ｅｘｉ，ｅｙｉ］Ｔを含んだ補正位置ｇｉ＝［ｇｘｉ，ｇｙｉ］Ｔ＝［ａｘｉ＋ｅｘｉ，ａｘｉ＋ｅｘｉ］Ｔとｄｉの関係が
　【０００８】
　【数１】
　　ｇｉ＝Ａｄｉ＋Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１）
で表わされたとして、補正の残差ｅｉの２乗和
　【０００９】
　【数２】
　　Σ｜ｅｉ｜２
が縮小になるような変換パラメータＡ，Ｓを計算する。次にＣＰＵ９は、ＡおよびＳで定められた所定の変換パラメータを元にＸＹステージを駆動し、計測されたマーク位置と設計上のマーク位置との誤差が最小になるようなステップ＆リピートを行なうことにより、ウエハ上に形成された全てのショットの露光を行なっている。
　ここでＡおよびＳは、
　【００１０】
　【数３】
であり、αｘ，αｙは、各々ウエハのｘ方向、ｙ方向の伸び、θｘ，θｙは各々ショット配列のｘ軸、ｙ軸の回転成分を表わしている。また、Ｓはウエハ全体としての並行ずれを表わしている。この方法によれば、全ての露光ショットで位置ずれ計測を行なわず、限られたサンプルショットを使って位置合わせを行なうため、装置のスループットが向上するメリットがある。ここで、式（１）で表される関係は、ウエハＷの並進、回転、伸縮を誤差要素とした一次式であるが、実際の半導体製造工程で処理されるウエハの中には、部分的な変形を生じているものがあり、ウエハ全体として一次式で近似するのでは、十分な精度が得られないことがあった。
　【００１１】
　このような欠点を解消するため、ウエハをいくつかの領域に分け、各領域毎に変換パラメータを求めて、ある領域の露光時にはその領域で求めた変換パラメータによりＸＹステージをステップ＆リピートする方法もある。しかし、このようにすると領域毎に複数の計測ショットに対して計測を行なうため、装置のスループットを低下させてしまう欠点があった。
　【００１２】
　【発明が解決しようとしている課題】
　本発明は、処理対象となる基板上に複数の位置合わせ対象物が形成され、この中から複数の計測対象物を選ぶことにより基板全体の位置合わせを行なう位置合わせ方法および装置において、各計測対象物での計測値と、設計上の位置合わせ対象物の位置が所定の変換式による一意の関係で表わされないような基板に対し、高精度で装置のスループットを低下させない位置合わせ方法および装置を提供することである。
　【００１３】
　【課題を解決するための手段】
　上記の目的を達成するため、本発明の装置は、予め１つ以上の位置合わせ対象を所定の配列にしたがって形成された基板を順次供給し、各基板ごとにその上に形成されている位置合わせ対象物を所定の基準位置に順次位置合わせする装置であって、先行する少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置合わせ工程の位置合わせ補正量を決定する装置において、前記誤差量に基づいて、前記基板の位置合わせ工程において使用する計測用の位置合わせ対象を
予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから
　【００１４】
　また、本発明の方法は、予め１つ以上の位置合わせ対象を所定の配列にしたがって形成された基板を順次供給し、各基板ごとにその上に形成されている位置合わせ対象物を所定の基準位置に順次位置合わせする方法であって、先行する少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置台わせ工程の位置合わせ補正量を決定する方法において、前記誤差量に基づいて、前記基板の位置合わせ工程において使用する計測用の位置合わせ対象を
予め決定されたいくつかの位置合わせ対象のパターンから
　【００１５】
　【作用】
　上記構成によれば、少なくとも一枚の基板における位置合わせ対象物の位置の設計上の位置からのずれ量を計測して得られた、位置合わせ対象物の設計上の配列に対する誤差量から基板の位置合わせ工程の位置合わせ補正量を決定し、同時にその時に使用する計測用の位置合わせ対象を選択するので、適切で精度の高い位置合わせをスループットを落とすことなく実現できる。
　【００１６】
　【第１実施形態】
　図１は、本発明による位置合わせ装置の第１の実施形態を概略図で示したものである。同図において、位置合わせ光学系Ｓおよび、Ａ／Ｄ変換装置６、積算装置７、位置検出装置８の機能は図１０（ａ）の従来例と同様であるので、ここでは詳細な説明は省くが、本形態では、従来例の構成に加えて記憶装置１２が追加されている。以下に図１および図２により本実施形態による位置合わせ方法について説明する。
　【００１７】
　不図示のウエハ搬送装置により、ウエハＷ１がＸＹステージ１１に載置されると、ＣＰＵ９は図２で示す１番目の計測ショットＳ１に形成されている位置合わせ用マークＭ１ｘが、位置合わせ光学系Ｓの視野範囲内に位置するよう、ステージ駆動装置１０に対してコマンドを送り、ＸＹステージ１１を駆動する。非露光光を照射する位置合わせ用照明手段２より照射された光束は、ビームスプリッタ３、レチクルＲおよび投影光学系１を介して、位置合わせ用マークＭ１ｘを照明している。位置合わせマークＭ１ｘは、図１０（ｂ）で示した格子状マークである。Ａ／Ｄ変換装置６、積算装置７、位置検出装置８は、従来例で説明したのと同様な方法でレチクルＲとマークＭ１ｘとの相対的な位置ずれ量を求める。次に、ＣＰＵ９は、ｙ方向の位置合わせマークであるＭ１ｙが、位置合わせ光学系Ｓの視野範囲に入るよう、ＸＹステージ１１を駆動し、Ｍ１ｘと同様な方法でレチクルＲとマークＭ１ｙとの相対的な位置ずれ量を求める。
　【００１８】
　次にＣＰＵ９は、ＸＹステージ１１を２番目の計測ショットＳ２のｘ方向計測用マークＭ２ｘが位置合わせ光学系Ｓの視野範囲に入るよう移動し、以下Ｓ１と同様にＳ３，Ｓ４，・・・・・・，Ｓ２４とウエハＷ１上に形成されているショットについて、そのｘ方向ずれとｙ方向ずれ量を計測する。このときのウエハＷ１上に位置するショットを図２の（ａ）に示す。
　【００１９】
　次にＣＰＵ９は、各計測ショットでの設計上のマーク位置ｄｉ＝［ｄｘｉ，ｄｙｉ］Ｔをウエハマーク計測によって得られた実際のマーク位置ａｉ＝［ａｘｉ，ａｙｉ］Ｔに補正変換により重ね合わせようとしたとき、補正の残差ｅｉ＝［ｅｘｉ，ｅｙｉ］Ｔを含んだ補正位置ｇｉ＝［ｇｘｉ，ｇｙｉ］Ｔ＝［ａｘｉ＋ｅｘｉ，ａｘｉ＋ｅｘｉ］Ｔと前記ｄｉとの関係が
　【００２０】
　【数４】
　　ｇｉ＝ＢΘｄｉ＋Ｓ　　　　　　　　　　　　　　　　　（３）
で表わされたとして、変換パラメータＢ，Θ，Ｓを、補正の残差ｅｉの２乗和
　【００２１】
　【数５】
が最小になる条件の下に計算する。ここで、Ｂ，Θ，Ｓは、
　【００２２】
　【数６】
であり、βｘ，βｙは、各々ウエハのｘ方向、ｙ方向の伸び、θｘ，θｙは各々ショット配列のｘ軸、ｙ軸の回転成分を表わしている。また、Ｓはウエハ全体としての並行ずれを表わしている。これらの変換パラメータは、ウエハＷ１に形成されているパターンの、理想的な位置からのずれの誤差要因として、倍率成分、回転成分、並行ずれ成分を表わしている。ＣＰＵ９は、求めた変換パラメータによったときの残差Ｅ＝（ｅ１，ｅ２，・・・・・・，ｅ２４）を記憶装置１２に記憶する。この残差は、変換式３が一次式であるから、ウエハＷ１に形成されているショット配列の非線形分に相当するものであり、同一ロットのウエハであれば、ほぼ同じ量であると考えられる。ＣＰＵ９は求めた変換パラメータにより設計上のショット配列格子を変換した格子に従ってＸＹステージ１１をステップ＆リピート駆動し、ウエハＷ１の各ショットを順次露光し、全てのショットの露光が終了した時点で、ウエハＷ１をウエハ搬送装置により不図示のウエハ収納キャリアに収納する。
　【００２３】
　次にＣＰＵ９は、ウエハ搬送装置により次に処理すべきウエハＷ２をＸＹステージ１１に載置する。今度は、ＣＰＵ９は例えば図２の（ｂ）に示すショットについて順次位置合わせマークを先に説明したのと同様な方法で計測し、各ショットでのｘ方向ずれとｙ方向ずれ量ａ２ｉ＝［ａ２ｘｉ，ａ２ｙｉ］Ｔを求める。ＣＰＵ９は、ここでＷ１のときと同様に変換パラメータＢ２，Θ２，Ｓ２を求め、先に記憶装置１２に記憶しておいた非線形誤差分Ｅ＝ｅ１，ｅ２，・・・・・・ｅ２４から、
　【００２４】
　【数７】
　　ｇ２ｉ＝Ｂ２Θ２ｄｉ＋Ｓ２＋ｅｉ　　　　　　　　　　　（６）
としたときのショット配列に従い、ＸＹステージ１１をステップ＆リピートをして全てのショットを露光する。以下、３枚目以降、同一ロット内の全てのウエハについて処理が終るまでＷ２と同じ手順で計測、ステップ＆リピート、露光を行なう。ＣＰＵ９は予め１ロットのウエハ枚数を記憶しており、ウエハのロットが変わったときは、最初の１枚目についてＷ１と同様の手順で非線形分の誤差を計測・記憶し、同一ロットの残りのウエハについてはＷ２と同様の手順を繰り返す。図３に以上説明した手順のフローチャートを示す。
　【００２５】
　次に本発明の第１実施形態の部分的な変形例について説明する。第１実施形態では、ロット最初のウエハＷ１上に形成されている全てのショットについて計測を行ない、非線形誤差を計測していたが、ここでは図４（ａ）においてショット番号を付したショットのみ計測を行なう。この場合、ここで計測されたショット数をｌとすると、得られる非線形誤差は、Ｅｓ＝（ｅｓ１，ｅｓ２，・・・・・・ｅｓｌ）となる。このＥｓで２枚目以降のウエハについて処理を行なう手順を以下に説明する。
　【００２６】
　ＣＰＵ９は、ウエハ搬送装置により次に処理すべきウエハＷ２をＸＹステージ１１に載置する。今度は、ＣＰＵ９は図４の（ｂ）に示すショットについて順次位置合わせマークを先に説明したのと同様な方法で計測し、各ショットでのｘ方向ずれとｙ方向ずれ量ａｓ２ｉ＝［ａｓ２ｘｉ，ａｓ２ｙｉ］Ｔを求め、Ｗ１のときと同様に変換パラメータＢｓ２，Θｓ２，Ｓｓ２を求める。ここで先に得られたＥｓは、全てのショットについて計測していないため、ＣＰＵ９は計測しなかったショットの位置の誤差量を補間により求める。ＣＰＵ９はロット最初のウエハＷ１から得られたｋ番目の計測ショットの非線形誤差ｅｓｋを
　【００２７】
　【数８】
としたとき、
　【００２８】
　【数９】
　　Ｃｘ（ｘｋ’ｙｋ）＝ｆｘ（ｘｋ’ｙｋ）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（８）
　　Ｃｙ（ｘｋ’ｙｋ）＝ｆｙ（Ｘｋ’ｙｋ）
を満たすスプライン関数Ｃｘ　（ｘ，ｙ），Ｃｙ　（ｘ，ｙ）を計算し、記憶する。図５は、計測により得られた非線形誤差量と、それをスプライン補間した例を示す。
　【００２９】
　ＣＰＵ９は、求めた関数Ｃｘ　（ｘ，ｙ），Ｃｙ　（ｘ，ｙ）を用い、ｎ枚目のウエハのｉ番目のショットの位置を
　【００３０】
　【数１０】
　　ｇｎｉ＝ＢｎΘｎｄｉ＋Ｓｎ＋Ｃｉ　　　　　　　　　　　（９）
として補間する。ただし、
　【００３１】
　【数１１】
である。このように、ロット最初のウエハで用いる計測ショットの数を減らすことにより計測に要する時間を短縮することができ、全体的な装置のスループットを向上させることが可能になる。図６に本変形例の手順のフローチャートを示す。
　【００３２】
　さらに、本実施形態では、計測によって得られた非線形誤差を元に、最適な計測ショットを選択するようにする。
　【００３３】
　ＣＰＵ９は、ロット最初のウエハＷ１をＸＹステージ１１に載置後、いくつかの計測ショットパターンについて、例えば図７の（ａ）〜（ｄ）で示した各計測ショットの組み合わせについて、本実施形態の変形例で説明したように非線形誤差を計算により求める。この場合計測ショットのパターンは４種類であるから、得られる非線形誤差はＥｓ１，Ｅｓ２，Ｅｓ３，Ｅｓ４の４つになる。次にＣＰＵ９は、これらの非線形誤差から
　【００３４】
　【数１２】
　Ｅｓｍｉｎ＝｛ｋ｜ｍｉｎ（Ｅｓｋ），ｋ＝１・２・３・４｝　　　（１１）
となる計測ショットパターンを求める。ただし、
　【００３５】
　【数１３】
　　ｍｉｎ（Ｅｓｋ）＝｛ｊ｜ｍｉｎ（｜ｅｓｊ｜），ｊ＝１，２，３，……，ｎ｝
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１２）
で、ｎは該当する計測ショットパターンでの計測ショット数である。ＣＰＵ９は、このようにして選択したパターンを、当該ロットでの位置合わせに使用する計測ショットパターンとして記憶し、以下変形例で説明したように位置合わせを行なう。そして、１つのロット全てのウエハの処理が終り、新しいロットに切り替わったときに、同じように計測ショットパターンを選び直せば良い。以上の全体的手順を図８に示す。
　【００３６】
　【
参考
　以上説明した方法では、予めいくつかの計測ショットパターンを決めておき、その中から適当なものを選択したが、計測により得られた非線形誤差の分布から適した計測ショットパターンを決定しても良い。以下に非線形誤差の分布から計測ショットパターンを決定する方法について説明する。
　【００３７】
　ＣＰＵ９は、ロット最初のウエハＷ１をＸＹステージ１１に載置後、図２（ａ）で示した計測ショットパターンに従って順次ｘ方向ずれ、ｙ方向ずれを計測し、第１の実施形態と同様に実際のマーク位置ａｉ、設計上のマーク位置ｄｉから変換パラメータＢａ，Θａ，Ｓａを計測する。そして、この変換パラメータによったときの非線形誤差Ｅａの大きさの分布を計算する。図９（ａ）（ｂ）は、得られた非線形誤差｜Ｅａ｜を等高線図で表わした例である。次にＣＰＵ９は、｜Ｅａ｜の中で、所定の閾値ｔｈを越える計測ショット位置を求める。例えば、図９（ｂ）の矢印は閾値を越えた非線形誤差を持った計測ショット位置を表わしたものである。ここで、そのサンプルショット位置をｐ＝（ｘｐ，ｙｐ）としたとき、ｐを中心として、半径ｒの範囲に存在する計測ショットでの計測値を除いて再度変換パラメータを計算し、この変換パラメータによったときの非線形誤差Ｅｒを記憶装置１２に記憶する。２枚目以降のウエハについては、先の第１の実施形態と同様に処理を行なうが、このときの計測ショットは、Ｗ１で非線形誤差が閾値ｔｈを越えないように計測ショットを除いたものを用いる。ここで閾値ｔｈ　と、半径ｒは、要求される位置合わせ精度、スループットなどを考慮して、それらが適切な値となるよう定めればよい。これにより、同一ロット内でウエハが局所的に変形を起こしているような場合に、その近辺を計測ショットとして使わないようにするので、全体を一次式近似を行なったときの近似精度の低下を避け、かつ変形を起こしている場合の近傍は、予め計測された非線形成分を使って補正を行なうので、高い位置合わせ精度を得ることができる。
　【００３８】
　【発明の効果】
　本発明によれば、特に誤差量に基づいて基板の位置合わせ工程に使用する計測用の位置合わせ対象を選択するので、適切で精度の高い位置合わせをスループットを落とすことなく実現できる。
【図面の簡単な説明】
　【図１】　本発明の一実施形態に係る位置合わせ装置の要部概略図である。
　【図２】　図１の装置で計測するサンプル位置の一例を示す平面図である。
　【図３】　図１の装置の動作を示すフローチャートである。
　【図４】　本発明の第１実施形態の変形例のサンプル位置を示す平面図である。
　【図５】　上記変形例における非線形成分の例を示すグラフである。
　【図６】　上記変形例の動作を示すフローチャートである。
　【図７】　本発明の第１実施形態のサンプル位置を示す平面図である。
　【図８】　上記第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
　【図９】　発明の第２実施形態における非線形成分の絶対値と等高線図の例を示すグラフである。
　【図１０】　従来の位置合わせ装置の要部概略図である。
　【図１１】　図１０の装置で計測するサンプル位置を示す平面図である。
　【符号の説明】　１：投影光学形、２：位置合わせ用照明器具、３：ビームスプリッタ、４：結像光学系、５：撮像装置、６：Ａ／Ｄ変換装置、７：積算装置、８：位置検出装置、９：ＣＰＵ、１０：ステージ駆動装置、１１：ＸＹステージ、１２：記憶装置。