JP2000161930A - Method and apparatus for measuring forms - Google Patents

Method and apparatus for measuring forms

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JP2000161930A
JP2000161930A JP10342145A JP34214598A JP2000161930A JP 2000161930 A JP2000161930 A JP 2000161930A JP 10342145 A JP10342145 A JP 10342145A JP 34214598 A JP34214598 A JP 34214598A JP 2000161930 A JP2000161930 A JP 2000161930A
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glass wafer
wafer
measured
shape
measurement
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JP10342145A
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Japanese (ja)
Inventor
Hironobu Sakuta
博伸 作田
Eiji Matsukawa
英二 松川
Norio Nakahira
法生 中平
Masahiko Yomoto
雅彦 與本
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Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain relative relations in heights or depths between protrusions and recesses by mounting on a face to be measured, a form measurement assisting member which is continuous over a plurality of protrusions discontinuously, which is flexible, and which has a conductive coating applied on a rear face for making measurement through interference. SOLUTION: A form measurement assist member comprises a glass wafer G, which has a conductive coating applied on a rear surface. A wafer holder WH vacuum-chucks the glass wafer G. A light flux from a laser source LS passes through a lens L1 and a half-wave plate WP1 and is incident to a beam splitter BS. The reflected flux transmits through a quarter-wave plate WP and is incident to a Fizeau optical element FP having a reference face R, and the becomes a reference light and is incident on the glass wafer G. An arithmetic processor GP calculates the surface form of the wafer holder WH, based on parallelism information between interference fringes formed by the reference light from the reference face R and measurement light from the glass wafer G, which passes through the beam splitter BS and the glass wafer.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、被測定面の表面形
状、特に通常の干渉計測では干渉縞が不連続となるよう
な凹凸部を有する表面形状を測定する方法及び装置に関
する。詳細には、半導体製造装置用ウェハホルダの表面
形状を測定する方法及び装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for measuring a surface shape of a surface to be measured, in particular, a surface shape having uneven portions such that interference fringes become discontinuous in ordinary interference measurement. More specifically, the present invention relates to a method and an apparatus for measuring a surface shape of a wafer holder for a semiconductor manufacturing apparatus.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えばレンズやミラー等の表面形
状を高精度に測定するときは干渉計による形状測定が行
われている。干渉計による面形状測定は、光源からの光
束を2分割し、一方の光束を参照面に照射し、他方の光
束を被測定面に照射する。次に、被測定面の表面形状に
応じて位相が変化した測定光と、参照光とを干渉させる
ことにより干渉縞を得る。そして、かかる干渉縞を解析
することで、被測定面の表面形状を測定している。ここ
で、良好に干渉測定を行うためには、被測定面は滑らか
に連続的に変化する面であることが望ましい。
2. Description of the Related Art Conventionally, when measuring the surface shape of, for example, a lens or a mirror with high accuracy, the shape is measured by an interferometer. The surface shape measurement by an interferometer divides a light beam from a light source into two, irradiates one light beam to a reference surface, and irradiates the other light beam to a surface to be measured. Next, interference fringes are obtained by causing the measurement light having a phase changed according to the surface shape of the surface to be measured to interfere with the reference light. Then, the surface shape of the surface to be measured is measured by analyzing the interference fringes. Here, in order to perform good interference measurement, it is desirable that the surface to be measured is a surface that changes smoothly and continuously.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体製造装
置用ウェハホルダのように、被測定面が複数の凸部又は
凹部を有しているときは、図6に示すように、干渉計測
によって各凸部又は凹部T1〜T3内の部分的形状は測
定できるが(FR1〜FR3)、各凸部又は凹部相互間
の高さ又は深さの相対的な関係を求めることはできなか
った。
However, when the surface to be measured has a plurality of convex portions or concave portions as in a wafer holder for a semiconductor manufacturing apparatus, as shown in FIG. Although the partial shape in the portion or the concave portion T1 to T3 can be measured (FR1 to FR3), the relative relationship of the height or the depth between the convex portions or the concave portions cannot be obtained.

【0004】本発明は上記問題に鑑みてなされたもので
あり、被測定面が複数の凸部又は凹部を有しているとき
に、各凸部又は凹部相互間の高さ又は深さの相対的な関
係を求めることができる、又は被測定面が粗面の場合で
も良好に干渉計測ができる形状測定方法及び測定装置を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and when a surface to be measured has a plurality of convex portions or concave portions, the relative height or depth between the convex portions or concave portions is determined. It is an object of the present invention to provide a shape measuring method and a measuring apparatus which can obtain a dynamic relationship or can perform good interference measurement even when the surface to be measured is a rough surface.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、被測定面の形状を干渉計測により測定
する方法又は装置において、前記被測定面は、不連続的
に少なくとも2以上の凸部を有しており、前記少なくと
も2以上の凸部にわたり連続しており、可撓性を有し、
前記被測定面と接する側に導電性を持つコーティングが
施された形状測定用補助部材を、前記被測定面上に載置
し、干渉計測を行うことを特徴とする形状測定方法又は
装置、を提供する。
According to the present invention, there is provided a method or apparatus for measuring the shape of a surface to be measured by interferometric measurement, wherein the surface to be measured is discontinuously at least two or more times. Having a convex portion, continuous over the at least two or more convex portions, having flexibility,
A shape measuring method or apparatus, wherein a shape measuring auxiliary member on which a conductive coating is applied on a side in contact with the measured surface is placed on the measured surface, and interference measurement is performed. provide.

【0006】このとき、前記コーティングは、干渉計測
を行う波長に関しほぼ透明であることが好ましい。
At this time, it is preferable that the coating is substantially transparent with respect to the wavelength at which the interference measurement is performed.

【0007】[0007]

【発明の実施の形態】本発明では、上述のような特徴を
有した形状測定用補助部材を用いる。この形状測定用補
助部材は、載置される被測定面の形状にならって変形す
る平面状物体(例えばガラスウェハ)であり、平面状物
体の表面の反射光と参照面の反射光とにより干渉計測を
行い、各凸部又は凹部相互間の高さ又は深さの相対的な
関係を求めることができるようになる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, a shape measuring auxiliary member having the above-described features is used. The shape-measuring auxiliary member is a planar object (for example, a glass wafer) which deforms according to the shape of the surface to be mounted, and interferes with reflected light from the surface of the planar object and light reflected from the reference surface. By performing the measurement, the relative relationship of the height or the depth between the respective convex portions or concave portions can be obtained.

【0008】更に、本発明では、上述のように、被測定
面の表面に載せる形状測定用補助部材の裏面に、導電性
を持つコーティングが施されている。これにより、形状
測定用補助部材がガラスウェハの様に僅かながら帯電し
ているものでも、微小なゴミの付着を防ぐことが可能に
なる。その結果、微小なゴミがウェハホルダとガラスウ
ェハの間に挟まれなくなるので、ガラスウェハは部分的
な変形を生ずることがなくなる。この様に、ガラスウェ
ハの部分的な変形が無くなるので、測定面の形状に倣っ
た干渉縞を得ることができ、正確な測定面の形状測定を
実現することができる。
Further, in the present invention, as described above, a conductive coating is applied to the back surface of the shape measuring auxiliary member placed on the surface of the surface to be measured. Thus, even if the shape measurement auxiliary member is slightly charged, such as a glass wafer, it is possible to prevent adhesion of minute dust. As a result, fine dust is not caught between the wafer holder and the glass wafer, so that the glass wafer does not partially deform. In this manner, partial deformation of the glass wafer is eliminated, so that interference fringes following the shape of the measurement surface can be obtained, and accurate shape measurement of the measurement surface can be realized.

【0009】このとき、導電性を持つコーティングは、
70%以上の透過率を有することが好ましい。これは、
ガラスウェハを透過した光束の光強度が、参照面を反射
した光束の光強度とできるだけ同じ程度にするためであ
る。これにより、干渉縞のコントラストの低下を抑え、
S/N比の低下を最小限にすることが可能になり、最終
的に、精度の高い測定を行うことができる。
At this time, the conductive coating is
It is preferable to have a transmittance of 70% or more. this is,
This is because the light intensity of the light beam transmitted through the glass wafer is made as similar as possible to the light intensity of the light beam reflected on the reference surface. This suppresses the decrease in contrast of interference fringes,
It is possible to minimize the decrease in the S / N ratio, and finally, it is possible to perform highly accurate measurement.

【0010】[0010]

【実施例】先ず、ウェハホルダについて説明する。ウェ
ハホルダは、不連続的に少なくとも2以上の凸部を有し
た被測定面をもったものであり、具体的には、幅が細い
複数の同心円状の凸部を有しており、該凸部でウェハを
支持し、さらに下方向から真空に引くことで真空チャッ
クを行い、ウェハ支持を確実なものとしている。このウ
ェハホルダは半導体製造用露光装置に組み込まれてお
り、マスクのパターンを投影、露光されるウェハを保持
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, a wafer holder will be described. The wafer holder has a surface to be measured discontinuously having at least two convex portions, and specifically has a plurality of concentric convex portions having a small width. The vacuum chuck is performed by drawing a vacuum from below to secure the wafer support. The wafer holder is incorporated in an exposure apparatus for semiconductor manufacturing, and holds a wafer to be projected and exposed to a mask pattern.

【0011】本実施例では、ウェハホルダの表面に平行
度の良い平面状の物体を設置し、その表面からの反射光
を干渉計測することによってウェハホルダの面形状を計
測する。平面状物体には底面の形状に沿って変形をする
透過性のよい物体、例えば、ガラスウェハなどを用い
る。ウェハホルダ上に設置する平面状物体の平行度が完
全であれば、ウェハホルダ上に設置した平面状物体はウ
ェハホルダ形状に倣うので、平面状物体の表面形状の測
定結果はウェハホルダの形状を表わすことになる。しか
し、平面状物体の平行度が完全ではない場合は、平面状
物体の表面形状はウェハホルダそのものの形状を表わし
ていない。そのため、その平行度を予め測定し、後でそ
の形状誤差を補正する必要が生ずることがある。平面状
物体として透明なガラスウェハを用い、平行度を予め測
定する場合は、平行度は干渉計で測定することが出来
る。以下に、ガラスウェハGの平行度(厚さd)の測定
について説明する。
In the present embodiment, a planar object having good parallelism is set on the surface of the wafer holder, and the surface shape of the wafer holder is measured by measuring interference of light reflected from the surface. As the planar object, an object having good transparency that deforms along the shape of the bottom surface, for example, a glass wafer is used. If the parallelism of the planar object placed on the wafer holder is perfect, the planar object placed on the wafer holder follows the shape of the wafer holder, and the measurement result of the surface shape of the planar object will represent the shape of the wafer holder. . However, when the parallelism of the planar object is not perfect, the surface shape of the planar object does not represent the shape of the wafer holder itself. Therefore, it may be necessary to measure the parallelism in advance and correct the shape error later. When a transparent glass wafer is used as the planar object and the parallelism is measured in advance, the parallelism can be measured with an interferometer. Hereinafter, measurement of the parallelism (thickness d) of the glass wafer G will be described.

【0012】図1は、かかる平行度の干渉測定を説明す
る図である。レーザ光源等は以下に示す構成のものと同
様であるので省略する。フィゾー光学素子FPの参照面
Rからの反射光と、ガラスウェハGを透過して、基準反
射鏡Mで反射し、再びガラスウェハGを透過した測定光
とを干渉させて、干渉縞を得る。このとき、測定される
位相W(x,y)は式(1)、 W(x,y)=2(n-1) ×d(x,y) (1) で示される。ここで、nはガラスウェハGの光源波長に
対する屈折率、d(x,y)はガラスウェハGの厚さ、
即ち平行度をそれぞれ表している。したがって、ガラス
ウェハGの平行度は、屈折率nが既知の材質を用いれ
ば、次式(2)、 d(x,y)=W(x,y)/2(n-1) (2) から明らかなように、観測される波面Wから容易に求め
ることができる。光源波長はガラスウェハGを透過する
ものが望ましい。また、ガラスウェハGの厚さdを測定
する干渉計は従来の干渉計でよい。さらに好ましくは、
本実施形態にかかる形状測定装置に用いるフィゾー干渉
計を用いると、ウェハホルダWHの形状測定と同一座標
系で測定することができるので望ましい。
FIG. 1 is a diagram for explaining such parallelism interference measurement. The laser light source and the like are the same as those having the configuration described below, and will not be described. The reflected light from the reference surface R of the Fizeau optical element FP and the measurement light transmitted through the glass wafer G, reflected by the reference reflecting mirror M, and transmitted again through the glass wafer G are interfered with each other to obtain interference fringes. At this time, the measured phase W (x, y) is expressed by the following equation (1), W (x, y) = 2 (n−1) × d (x, y) (1) Here, n is the refractive index of the glass wafer G with respect to the light source wavelength, d (x, y) is the thickness of the glass wafer G,
That is, they represent the degree of parallelism. Therefore, the parallelism of the glass wafer G can be calculated by using the following formula (2), d (x, y) = W (x, y) / 2 (n-1) (2) if a material having a known refractive index n is used. As is clear from the above, it can be easily obtained from the observed wavefront W. The wavelength of the light source desirably transmits through the glass wafer G. The interferometer for measuring the thickness d of the glass wafer G may be a conventional interferometer. More preferably,
It is desirable to use a Fizeau interferometer used in the shape measuring apparatus according to the present embodiment, since the shape can be measured in the same coordinate system as the shape measurement of the wafer holder WH.

【0013】ガラスウェハGは、測定時にウェハホルダ
WH上に設置されるが、その際に摩擦等により電荷を帯
びる。この帯電により、装置付近にある微小なゴミやウ
ェハホルダWHの凹部に残っている微小なゴミの吸い付
きは、避けられない。この状態で、ウェハホルダWH上
にガラスウェハGを設置し、吸着保持すると、ガラスウ
ェハGとウェハホルダWHの間にゴミが挟まったままで
ガラスウェハの表面を測定してしまうことがある。その
結果 ウェハホルダWHは部分的な変形を生ずる。そこ
で、本発明では、図1及び図3に示すように、ガラスウ
ェハGの裏面に導電性の良いコーティングCを施したも
のを利用する。こうすることで、ゴミの吸い付きは軽減
され、更に、図3に示すように、このガラスウェハGを
接地し、電位を0にすることによりガラスウェハGの帯
電を防止しているので、ゴミの付着は生じない。
The glass wafer G is set on the wafer holder WH at the time of measurement, and is charged by friction or the like at that time. Due to this charging, it is inevitable that minute dust near the apparatus and minute dust remaining in the concave portion of the wafer holder WH are attracted. In this state, if the glass wafer G is placed on the wafer holder WH and held by suction, the surface of the glass wafer may be measured while dust is held between the glass wafer G and the wafer holder WH. As a result, the wafer holder WH is partially deformed. Therefore, in the present invention, as shown in FIGS. 1 and 3, a glass wafer G having a back surface coated with a coating C having good conductivity is used. By doing so, the suction of dust is reduced, and furthermore, as shown in FIG. 3, the glass wafer G is grounded and the potential is set to 0, thereby preventing the charging of the glass wafer G. Does not occur.

【0014】尚、ガラスウェハは、ロボットアームを利
用して自動搬送するシステムを構成することも可能であ
る。このようなシステムではロボットアームを利用して
接地し、ガラスウェハの電位を0にすることもできる。
ガラスウェハG裏面にコーティングした導電性膜Cが干
渉計の測定波長で透過率の高い膜物質、例えばITO膜
のような膜の場合には、ガラスウェハGの平行度は、前
述のように、折り返しミラーと参照基準面で構成される
干渉計の光路中にガラスウェハGを設置することによっ
て測定することができる。
Incidentally, it is also possible to constitute a system for automatically transferring glass wafers using a robot arm. In such a system, the potential of the glass wafer can be reduced to zero by using a robot arm to ground.
When the conductive film C coated on the back surface of the glass wafer G is a film material having a high transmittance at the measurement wavelength of the interferometer, for example, a film such as an ITO film, the parallelism of the glass wafer G is as described above. The measurement can be performed by placing the glass wafer G in the optical path of the interferometer including the folding mirror and the reference plane.

【0015】また、図2に示すように、ガラスウェハG
裏面にコーティングした導電性膜が干渉計の測定波長で
透過率の低い膜物質、例えばSi膜やAlのような膜の
場合には、ガラスウェハGの平行度を、参照基準面Rか
らの光束とガラスウェハGの裏面からの光束との干渉に
よって測定することができる。ここで、導電性膜Cの厚
みムラが無視出来ない場合には、予めガラスウェハGの
厚みを(2)式により求めておき、その後、ガラスウェ
ハGの裏面に導電性膜Cをコーティングし、再度元の位
置に設置して、参照基準面Rからの波面とガラスウェハ
Gを透過した波面との干渉縞を得ればよい。このとき、
測定される位相W2は、 W2(x,y)=2(n1-1) ×d1(x,y) +2(n2-1)×d2(x,y) (3) で示される。ここで、n1はガラスウェハGの光源波長に
対する屈折率、d1(x,y)はガラスウェハGの厚さ、n2
導電性膜Cの光源波長に対する屈折率、d2(x,y)は導電
性膜Cの厚さである。従って、(1)式及び(3)式か
ら、ガラスウェハGの裏面にコーティングされた導電性
膜Cの厚み分布が求められるので、結果として、導電性
膜CがコーティングされたガラスウェハGの厚み分布を
測定できる。
Further, as shown in FIG.
When the conductive film coated on the back surface is a film material having a low transmittance at the wavelength measured by the interferometer, for example, a film such as a Si film or Al, the parallelism of the glass wafer G is determined by the luminous flux from the reference plane R. It can be measured by interference between the light beam from the back surface of the glass wafer G and the light beam. Here, when the thickness unevenness of the conductive film C cannot be ignored, the thickness of the glass wafer G is obtained in advance by equation (2), and then the back surface of the glass wafer G is coated with the conductive film C. The interference fringes between the wavefront from the reference reference plane R and the wavefront transmitted through the glass wafer G may be obtained by setting the wavefront again at the original position. At this time,
The measured phase W 2 is W 2 (x, y) = 2 (n 1 −1) × d 1 (x, y) +2 (n 2 −1) × d 2 (x, y) (3) Indicated by Here, n 1 is the refractive index of the glass wafer G with respect to the light source wavelength, d 1 (x, y) is the thickness of the glass wafer G, n 2 is the refractive index of the conductive film C with respect to the light source wavelength, and d 2 (x, y). y) is the thickness of the conductive film C. Accordingly, the thickness distribution of the conductive film C coated on the back surface of the glass wafer G is obtained from the expressions (1) and (3). As a result, the thickness of the glass wafer G coated with the conductive film C is obtained. The distribution can be measured.

【0016】尚、ガラスウェハGと導電性膜Cの界面の
反射光が多重干渉ノイズを生じることがあるので、注意
することが好ましい。ガラスウエハGの平行度を測定し
た後、ガラスウェハGの表面に干渉計波長に対して透過
率が低いコーティングを付け、ウェハホルダに達する光
を低減すると同時に、ウエハホルダで反射した光が干渉
計に戻ることも防ぐこともできる。コーティングの厚み
の分布(ムラ)はウエハホルダの面形状測定に要求され
る値に比べて十分小さい。
It should be noted that reflected light at the interface between the glass wafer G and the conductive film C may cause multiple interference noise. After measuring the parallelism of the glass wafer G, a coating having a low transmittance with respect to the interferometer wavelength is applied to the surface of the glass wafer G to reduce the light reaching the wafer holder, and at the same time, the light reflected by the wafer holder returns to the interferometer. Can also prevent it. The distribution (unevenness) of the coating thickness is sufficiently smaller than the value required for measuring the surface shape of the wafer holder.

【0017】次に、添付図面に基づいて本発明による形
状測定装置の実施例について説明する。尚、以下で述べ
るガラスウェハGは、当然のことながら、ウェハホルダ
WHと接する側の面に導電性のコーティングCを施して
ある。図4は、本実施例にかかる形状測定装置の概略構
成を示す図である。本装置は、被測定面として半導体露
光装置のウェハホルダWHの形状を測定するものであ
る。ウェハホルダWHは上述したように、複数の同心円
状の幅が細いウエハ支持用凸部Tを有しており、図示し
ない真空装置により下部方向からガラスウェハGを真空
に引くことで真空チャックする。
Next, an embodiment of a shape measuring apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The glass wafer G described below has a conductive coating C on the surface in contact with the wafer holder WH. FIG. 4 is a diagram illustrating a schematic configuration of the shape measuring apparatus according to the present embodiment. This apparatus measures the shape of a wafer holder WH of a semiconductor exposure apparatus as a surface to be measured. As described above, the wafer holder WH has a plurality of concentric concentric thin wafer supporting projections T, and performs vacuum chucking by pulling the glass wafer G from below in a vacuum by a vacuum device (not shown).

【0018】次に、干渉計測の手順について説明する。
波長632.8nmのHe−Neレーザ等のレーザ光源
LSからの光束は、レンズL1、λ/2板WP1を透過
し、ビームスプリッタBSに入射する。ビームスプリッ
タBSで反射された光束は、λ/4板WP2を透過した
後、参照面Rを有するフィゾー光学素子FPに入射す
る。そして、参照面Rで反射された光束は、参照光とな
り、参照面Rを透過した光束はガラスウェハGに入射す
る。後述するようにガラスウェハGは被測定面であるウ
ェハホルダWHに載置されており、ガラスウェハGの表
面で反射された光束が測定光となる。
Next, the procedure of the interference measurement will be described.
A light beam from a laser light source LS such as a He-Ne laser having a wavelength of 632.8 nm transmits through the lens L1, the λ / 2 plate WP1, and enters the beam splitter BS. The light beam reflected by the beam splitter BS passes through the λ / 4 plate WP2 and then enters the Fizeau optical element FP having the reference surface R. Then, the light beam reflected by the reference surface R becomes reference light, and the light beam transmitted through the reference surface R enters the glass wafer G. As will be described later, the glass wafer G is mounted on a wafer holder WH, which is a surface to be measured, and the light beam reflected on the surface of the glass wafer G becomes measurement light.

【0019】次に、参照面(フィゾー面)Rからの参照
光とガラスウェハGからの測定光とがビームスプリッタ
BSを透過し、結像レンズL2を介して撮像素子D上に
干渉縞を形成する。演算処理装置CPは、かかる干渉縞
と後述するガラスウェハGの平行度(厚さ)情報とに基
づいて、ウェハホルダWHの表面形状を算出する。ここ
で、ガラスウェハGは、例えば、厚さが1mm程度のガ
ラスウェハ等のウエハホルダWHの表面形状に沿って変
形するものである。
Next, the reference light from the reference surface (Fizeau surface) R and the measurement light from the glass wafer G pass through the beam splitter BS, and form interference fringes on the image sensor D via the imaging lens L2. I do. The arithmetic processing unit CP calculates the surface shape of the wafer holder WH based on the interference fringes and the parallelism (thickness) information of the glass wafer G described later. Here, the glass wafer G deforms along the surface shape of the wafer holder WH such as a glass wafer having a thickness of about 1 mm, for example.

【0020】ガラスウェハGが平行平板であれば、変形
後のガラスウェハGの表面形状はウェハホルダWHの形
状に対応しているので、変形したガラスウェハGの表面
形状を干渉測定すれば、そのままウェハホルダWHの形
状を求めることができる。また、ガラスウェハGが略平
行な平板、即ち厚さが楔状に変化する平板等であるとき
は、その平行度を予め測定しておけば、ガラスウェハG
の表面形状の測定結果に対して前記測定した平行度を補
正することで、ウェハホルダWHの形状を求めることが
できる。
If the glass wafer G is a parallel flat plate, the surface shape of the deformed glass wafer G corresponds to the shape of the wafer holder WH. The shape of WH can be determined. When the glass wafer G is a substantially parallel flat plate, that is, a flat plate whose thickness changes in a wedge shape, if the parallelism is measured in advance, the glass wafer G
The shape of the wafer holder WH can be obtained by correcting the measured parallelism with respect to the measurement result of the surface shape.

【0021】図5(a)は、ガラスウェハGとウェハホ
ルダWHとの関係を示す図である。Z方向から見ると、
図5(b)に示すようにガラスウェハGの全面がウェハ
ホルダWHを覆うかたちとなる。図5(c)は、このと
き観測される干渉縞を示す図である。従来の測定では不
連続である干渉縞が連続しているので、凹凸の関係を識
別できる。
FIG. 5A is a diagram showing the relationship between the glass wafer G and the wafer holder WH. When viewed from the Z direction,
As shown in FIG. 5B, the entire surface of the glass wafer G covers the wafer holder WH. FIG. 5C is a diagram showing interference fringes observed at this time. Since the interference fringes that are discontinuous in the conventional measurement are continuous, the relationship between the irregularities can be identified.

【0022】該干渉縞からウェハホルダWHの形状Z
(x,y)を求める手順を説明する。測定される位相
W’(x,y)は、 W'(x,y)=2Z(x,y)+2d(x,y) (4) となる。ここで、Z(x,y)はウェハホルダWHの形
状、d(x,y)はガラスウェハGの厚さをそれぞれ示
している。したがって、ウェハホルダWHの形状は次式
(5)、 Z(x,y)=W'(x,y)/2-d(x,y) (5) となる。式(5)へ式(2)を代入すると、 Z(x,y)=W'(x,y)/2-W(x,y)/2(n-1) (6) となる。したがって、測定された位相W’とガラスウェ
ハGの厚さdとに基づいて、ウェハホルダWHの形状Z
を求めることができる。
From the interference fringes, the shape Z of the wafer holder WH
A procedure for obtaining (x, y) will be described. The measured phase W ′ (x, y) is W ′ (x, y) = 2Z (x, y) + 2d (x, y) (4) Here, Z (x, y) indicates the shape of the wafer holder WH, and d (x, y) indicates the thickness of the glass wafer G. Therefore, the shape of the wafer holder WH is given by the following equation (5), Z (x, y) = W ′ (x, y) / 2−d (x, y) (5) By substituting equation (2) into equation (5), Z (x, y) = W '(x, y) / 2-W (x, y) / 2 (n-1) (6) Therefore, the shape Z of the wafer holder WH is determined based on the measured phase W ′ and the thickness d of the glass wafer G.
Can be requested.

【0023】また、一般に、ウェハホルダWHのウエハ
支持部Tの表面は鏡面加工されているので反射率が極め
て高い。このため、ガラスウェハGとしてガラスウェハ
を用いる場合、ガラスウエハ表面からの反射光である測
定光に対し、ガラスウェハが透明であるため、ガラスウ
ェハを透過し、ウェハホルダWHから反射してくる光が
ノイズ光になる。特に、上述のようにウェハ支持部Tの
表面からの反射光は強度が大きいので問題である。
In general, the surface of the wafer supporting portion T of the wafer holder WH is mirror-finished, so that the reflectance is extremely high. For this reason, when a glass wafer is used as the glass wafer G, since the glass wafer is transparent, the light transmitted through the glass wafer and reflected from the wafer holder WH with respect to the measurement light that is the reflected light from the surface of the glass wafer. It becomes noise light. Particularly, as described above, the intensity of the reflected light from the surface of the wafer supporting portion T is large, which is a problem.

【0024】かかるノイズ光を低減するためには、ガラ
スウェハが不透明になる波長、例えば、紫外光を光源と
する干渉計を用いればよい。また、ガラスウェハの表面
に適度な透過率を有するコーティングを施せば、可視光
を用いる一般の干渉計を用いることもできる。この場合
は、光源の波長に対して透過率が低いコーティング、好
ましくは20パーセント以下の透過率のコーティングを
付けることが望ましい。コーティング層を構成する物質
はCr及びTiO2 等である。また、ガラスウェハGが
Ti、Ni、Ge、Si等のときは、コーティング物質
としてZnS、Cr2 3 、SiO、ZrO2 等を使用
することが望ましい。かかるコーティングにより、ウェ
ハホルダWHに到達する光量を低減すると同時に、ウェ
ハホルダ、特に反射率の高いウェハ支持部Tで反射した
光が干渉計に戻ることも防ぐことができる。
In order to reduce such noise light, an interferometer using a light source at a wavelength at which the glass wafer becomes opaque, for example, ultraviolet light may be used. If a coating having an appropriate transmittance is applied to the surface of the glass wafer, a general interferometer using visible light can be used. In this case, it is desirable to apply a coating having a low transmittance to the wavelength of the light source, preferably a coating having a transmittance of 20% or less. Materials constituting the coating layer include Cr and TiO 2 . When the glass wafer G is made of Ti, Ni, Ge, Si or the like, it is desirable to use ZnS, Cr 2 O 3 , SiO, ZrO 2 or the like as a coating material. Such coating can reduce the amount of light reaching the wafer holder WH, and at the same time, prevent light reflected by the wafer holder, particularly the wafer support T having a high reflectance, from returning to the interferometer.

【0025】また、コーティングの厚みの分布(塗布む
ら)はウェハホルダの面形状測定に要求される値に比べ
て十分小さいという条件が必要であるが、この条件は容
易に満足することができる。ここで、一方で透過率が低
いコーティングは、他方で反射率が高い場合があるが、
反射率が高すぎると測定される干渉縞のコントラストが
低くなること、又は多重反射によるノイズが生じること
があるので望ましくない。一般のフィゾー干渉計では、
参照面(フィゾー面)Rの反射率は約4%であるので、
ガラスウェハGの表面コーティングの反射率を約4%に
すれば参照光と測定光との強度がほぼ同一となり、干渉
縞のコントラストを最大にすることができる。
The condition that the distribution of the coating thickness (uneven coating) is sufficiently smaller than the value required for measuring the surface shape of the wafer holder is required. This condition can be easily satisfied. Here, a coating with low transmittance on the one hand may have a high reflectance on the other hand,
If the reflectivity is too high, the contrast of the measured interference fringes will be low, or noise due to multiple reflections may occur, which is not desirable. In a general Fizeau interferometer,
Since the reflectance of the reference surface (Fizeau surface) R is about 4%,
If the reflectivity of the surface coating of the glass wafer G is set to about 4%, the intensity of the reference light and the measurement light becomes almost the same, and the contrast of interference fringes can be maximized.

【0026】また、ガラスウェハGをウェハホルダWH
に真空吸着することでさらに安定した高精度な干渉計測
を行うことができる。かかる吸着が出来ない構造の物体
を測定する場合には、ガラスウェハGが被測定面に対し
て安定的に設置し、ガラスウェハGと被測定表面とが相
互にずれないようにすることが必要である。このため
に、被測定面を水平にすることが望ましい。
Further, the glass wafer G is placed on the wafer holder WH.
A more stable and accurate interference measurement can be performed by vacuum suction. When measuring an object having a structure that does not allow such suction, it is necessary to stably mount the glass wafer G on the surface to be measured so that the glass wafer G and the surface to be measured do not shift from each other. It is. For this purpose, it is desirable to make the surface to be measured horizontal.

【0027】また、本発明は、ウェハホルダのような凸
部を有する表面に限られず、粗面のような通常の状態で
は干渉縞を得られない面に対しても、上記形状測定用補
助部材を用いることで、その面形状(うねり成分等)を
測定できる。上述のように、本実施例によれば、粗面や
不連続な測定面の表面にのせるほぼ平行な物体の裏面
に、導電性を持つコーティングを施すことによりゴミの
付着を防ぎ、その表面からの反射光を用いて連続的な干
渉縞を得ることにより、正確な測定面の形状測定を可能
とした。
Further, the present invention is not limited to a surface having a convex portion such as a wafer holder, and the shape measuring auxiliary member can be applied to a surface such as a rough surface where interference fringes cannot be obtained in a normal state. By using this, the surface shape (undulation component and the like) can be measured. As described above, according to this embodiment, the back surface of a substantially parallel object placed on the surface of a rough surface or a discontinuous measurement surface is coated with a conductive coating to prevent dust from adhering to the surface. By obtaining continuous interference fringes by using the reflected light from the object, it was possible to accurately measure the shape of the measurement surface.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の様に、本発明によって、被測定面
が複数の凸部又は凹部を有しているときに、各凸部又は
凹部相互間の高さ又は深さの相対的な関係を求めること
ができる、又は被測定面が粗面の場合でも良好に干渉計
測ができる形状測定方法及び測定装置を提供することが
可能となった。
As described above, according to the present invention, when the surface to be measured has a plurality of convex portions or concave portions, the relative relationship of the height or depth between each convex portion or concave portion is obtained. It has become possible to provide a shape measuring method and a measuring apparatus capable of obtaining the following formula or performing good interference measurement even when the surface to be measured is a rough surface.

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

【図1】は、本発明によるガラスウェハの厚さ補正方法
を示した図である。
FIG. 1 is a view showing a method for correcting a thickness of a glass wafer according to the present invention.

【図2】は、本発明による別のガラスウェハの厚さ補正
方法を示した図である。
FIG. 2 is a diagram showing another method of correcting the thickness of a glass wafer according to the present invention.

【図3】は、本発明による形状測定装置の一部分を示し
た図である。
FIG. 3 is a diagram showing a part of a shape measuring apparatus according to the present invention.

【図4】は、本発明による形状測定装置を示した図であ
る。
FIG. 4 is a view showing a shape measuring apparatus according to the present invention.

【図5】は、本発明による形状測定方法を示した図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing a shape measuring method according to the present invention.

【図6】は、従来の形状測定方法を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a conventional shape measuring method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

FP フィゾー板 G ガラスウェハ C コーティング WH ウェハホルダ T 凸部 FP Fizeau plate G Glass wafer C Coating WH Wafer holder T Convex part

フロントページの続き (72)発明者 與本 雅彦 東京都千代田区丸の内3丁目2番3号 株 式会社ニコン内 Fターム(参考) 2F064 AA09 EE05 FF02 GG22 GG38 GG39 HH03 HH08 HH09 JJ01 2F065 AA24 AA25 AA47 BB05 CC17 FF01 FF04 FF52 GG05 GG21 HH04 JJ03 JJ19 JJ26 LL00 LL35 LL36 QQ31 Continued on the front page (72) Inventor Masahiko Yomoto 3-2-3 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Nikon Corporation (reference) 2F064 AA09 EE05 FF02 GG22 GG38 GG39 HH03 HH08 HH09 JJ01 2F065 AA24 AA25 AA47 BB05 CC17 FF01 FF04 FF52 GG05 GG21 HH04 JJ03 JJ19 JJ26 LL00 LL35 LL36 QQ31

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被測定面の形状を干渉計測により測定する
方法において、 前記被測定面は、不連続的に少なくとも2以上の凸部を
有しており、 前記少なくとも2以上の凸部にわたり連続しており、可
撓性を有し、前記被測定面と接する側に導電性を持つコ
ーティングが施された形状測定用補助部材を、前記被測
定面上に載置し、干渉計測を行うことを特徴とする形状
測定方法。
1. A method for measuring the shape of a surface to be measured by interference measurement, wherein the surface to be measured has at least two or more projections discontinuously, and is continuous over the at least two or more projections. A flexible, shape-measuring auxiliary member having a conductive coating on the side in contact with the surface to be measured is placed on the surface to be measured, and interference measurement is performed. A shape measuring method characterized by the above-mentioned.
【請求項2】被測定面の形状を干渉計測により測定する
装置において、 前記被測定面は、不連続的に少なくとも2以上の凸部を
有しており、 前記少なくとも2以上の凸部にわたり連続しており、可
撓性を有し、前記被測定面と接する側に導電性を持つコ
ーティングが施された形状測定用補助部材を、前記被測
定面上に載置し、干渉計測を行うことを特徴とする形状
測定装置。
2. An apparatus for measuring the shape of a surface to be measured by interference measurement, wherein the surface to be measured has at least two or more projections discontinuously, and is continuous over the at least two or more projections. A flexible, shape-measuring auxiliary member having a conductive coating on the side in contact with the surface to be measured is placed on the surface to be measured, and interference measurement is performed. A shape measuring device characterized by the above-mentioned.
【請求項3】前記コーティングは、干渉計測を行う波長
に関しほぼ透明であることを特徴とする請求項1記載の
形状測定方法又は請求項2記載の形状測定装置。
3. The shape measuring method according to claim 1, wherein the coating is substantially transparent with respect to a wavelength at which the interference measurement is performed.
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