JP2002048527A - 面形状計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ウエハやウエハホルダの面形状をごみや空気の
ゆらぎ等の影響を軽減或いは無くして計測する。 【解決手段】 例えばウエハホルダの平坦度を計測する
ときには、ステップＳ１１でスーパーフラットウエハ及
びウエハホルダの清掃等を行い、ステップＳ１２でスー
パーフラットウエハをウエハホルダにセットする。そし
て、ステップＳ１３でスーパーフラットウエハの各部の
高さを計測する。このようなステップＳ１１〜Ｓ１３を
複数回行い、スーパーフラットウエハの同一位置の高さ
データをそれぞれ複数個取得し、ステップＳ１６の統計
処理で、該スーパーフラットウエハの高さを求めること
で、ごみや空気のゆらぎ等の影響を軽減したウエハホル
ダの平坦度を計測することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ウエハやウエハホ
ルダにおける平坦度等の面形状を計測する面形状計測方
法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の製造工程であるフォトリソ
グラフィ工程では、感光面にレジストが塗布されたウエ
ハに対し、レチクルやフォトマスクに描画された回路パ
ターンを投影露光し、該回路パターンをレジストに転写
している。この投影露光を実施する際には、回路パター
ンの結像面とウエハの感光面とを一致させる必要があ
る。これに対し、近年では半導体装置の高集積化が進
み、回路パターンも精細化されてきてきている。このよ
うな精細化された回路パターンを精密にレジストに露光
投影するためには、光学系の開口数（ＮＡ）を大きくす
る必要がある。ところが、開口数を大きくすると、焦点
深度が浅くなり、前記結像面と感光面とを合わせること
が困難になってくる。即ち、焦点合わせが困難になり、
焦点合わせが不完全になると、半導体装置の歩留まりを
悪化させることになる。

【０００３】焦点深度が浅くても結像面と感光面とを良
好に合わせるためには、感光面の平坦性を確保すること
が重要である。よって、露光装置においてウエハを吸着
するウエハホルダの平坦度も、必要である。ウエハホル
ダの平坦度を計測するときには、凹凸のない基準となる
スーパーフラットウエハをウエハホルダに吸着し、該ス
ーパーフラットウエハの表面形状を計測することによ
り、ウエハホルダの平坦度を計測している。

【０００４】また、実デバイスが形成されるウエハにつ
いても、当然、結像面と感光面とを一致させる必要があ
る。そのために、レジストの平坦度等の面形状を測定し
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ウエハホルダや実デバイスが形成されるウエハの平坦度
を計測する形状計測方法では、次のような課題があっ
た。

【０００６】即ち、ウエハホルダの平坦度を計測するた
めに、スーパーフラットウエハの表面の高さを計測した
り、実デバイスが形成されるウエハの感光面の面形状を
計測する際には、ごみや空気のゆらぎ等の影響を受けや
すく、計測しても真の平坦度が測定されたのか、ごみや
空気のゆらぎの影響を受けたのか不明になることが多か
った。

【０００７】本願の請求項１〜１０に記載の発明（以
下、「第１〜第１０の発明」という）は、かかる課題を
克服し、ごみや空気のゆらぎ等の影響を緩和した面形状
計測方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本願発明のうちの第１の発明は、被検出面に設定さ
れた任意数の所定位置の高さデータをそれぞれ計測する
高さ計測処理を複数回行い、前記各所定位置ごとに得ら
れた複数個の高さデータに対して統計処理を行って前記
被検出面の面形状を求めるようにしている。

【０００９】このような面形状計測方法によれば、被検
出面に設定された各所定位置の高さデータがそれぞれ複
数個求められる。これらの高さデータを統計処理して被
検出面の面形状を求めることにより、ごみや空気のゆら
ぎ等の影響を除去或いは緩和でき、真の面形状或いはそ
れに近い面形状を計測できる。

【００１０】第２の発明では、第１の発明の面形状計測
方法において、前記被検出面を持つ対象物は、前記高さ
計測処理を行うごとに該高さ計測処理を実施する装置に
セットするようにしている。

【００１１】このような面形状計測方法によれば、高さ
計測処理を実施するごとに、条件が変化することにな
る。第３の発明では、第１または第２の発明の面形状計
測方法において、前記統計処理では、前記各所定位置ご
との前記複数個の高さデータから最小値をそれぞれ求
め、該各最小値に基づき前記被検出面の面形状を求める
ようにしている。

【００１２】このような面形状計測方法によれば、例え
ばごみによって高く測定された高さデータが除去され
る。第４の発明では、第１または第２の発明の面形状計
測方法において、前記統計処理では、前記各所定位置ご
との前記複数個の高さデータの上限、下限または上限及
び下限から指定個数を除外して残りの高さデータの平均
値をそれぞれ求め、該各平均値に基づき前記被検出面の
面形状を求めるようにしている。

【００１３】このような面形状計測方法によれば、例え
ば空気のゆらぎ等により、高さデータが高めまたは低め
にずれた場合に、その高さデータが除去された上で面形
状が求められる。

【００１４】第５の発明では、第１または第２の発明の
面形状計測方法において、前記統計処理では、前記各所
定位置ごとの前記複数個の高さデータの平均値をそれぞ
れ求め、該各平均値から所定値以上離れた高さデータを
除外し残った高さデータに基づき前記被検出面の面形状
を求めるようにしている。

【００１５】このような面形状計測方法によれば、空気
のゆらぎ等により、高さデータがばらついても、各所定
位置の高さデータの平均値がそれぞれ求められ、該各平
均値から所定値以上離れた高さデータが除去され、被検
出面の面形状が求められる。

【００１６】第６の発明では、被検出面に設定された複
数の所定位置の高さデータをそれぞれ計測し、該各所定
位置の高さデータを用いて仮の近似面を求め、該仮の近
似面からの距離が第１の閾値以上離れた該高さデータを
除外して残りの高さデータにより、該被検出面の近似面
を算出し、該近似面から被検出面の面形状を求めるよう
にしている。

【００１７】このような面形状計測方法では、被検出面
に設定された所定位置の高さデータが計測され、該計測
された高さデータに基づいて該被検出面の仮の近似面が
求められる。そして、近似面から第１の閾値以上離れた
高さデータが除外され、残りの高さデータに基づき被検
出面の近似面が求められる。即ち、空気のゆらぎ等で高
さデータがずれたものがあっても、そのずれた高さデー
タを用いずに近似面がゼ求められ、該近似面から被検出
面の面形状が求められる。

【００１８】第７の発明では、第６の発明の面形状計測
方法において、前記近似面を算出した後に、該近似面か
らの距離が第２の閾値以上離れた前記高さデータを除外
して前記被検出面の面形状を求めるようにしている。

【００１９】このような面形状計測方法では、近似面か
らの距離が第２の閾値以上離れた高さデータが除外さ
れ、残りの高さデータに基づき被検出面の面形状が求め
られる。

【００２０】第８の発明では、第６または第７の発明の
面形状計測方法において、前記被検出面をスリット状に
分割した領域ごとに前記近似面をそれぞれ求めるように
している。

【００２１】このような面形状計測方法によれば、被検
出面を領域について近似面を求める処理を繰り返すこと
により、被検出面全体の面形状が細かく計測される。第
９の発明では、共通の前記被検出面に対し、請求項１乃
至５記載の面形状計測方法から選択された面形状計測方
法と請求項６乃至８記載の面形状計測方法から選択され
た面形状計測方法とを組み合わせて行うようにしてい
る。

【００２２】このような面形状計測方法によれば、被検
出面に設定された各所定位置の複数個の高さデータから
被検出面の面形状を求める処理と、近似面の各位置の高
さデータに基づいて被検出面の面形状を求める処理とが
併用される。

【００２３】第１０の発明では、第１〜第８または第９
の発明の面形状計測方法において、前記被検出面に対し
てビームを照射し、該被検出面で反射したビームに基づ
前記各所定位置の高さデータをそれぞれ求めるようにし
ている。

【００２４】このような面形状計測方法によれば、被検
出面の所定位置の高さデータがビームによって非接触で
測定される。

【００２５】

【発明の実施の形態】［第１の実施形態］図１は、本発
明の第１の実施形態を示す面形状計測方法のフローチャ
ートであり、図２は、図１の面形状計測方法を行う露光
装置の要部を示す構成図である。これらの図１及び図２
を参照しつつ、露光装置のウエハホルダの平坦度を計測
する例を説明する。

【００２６】図２の露光装置は、主表面にレジストが塗
布されたウエハＷに対して投影露光を行うことにより、
回路パターンを配列して転写する装置であり、レンズ等
で構成された光学系１０と、該ウエハＷを吸着するウエ
ハホルダ１１とを備えている。光学系１０の上方に、回
路パターンが描画されたレチクルを保持する図示しない
マスクホルダが配置され、該レチクルの上方から照射さ
れた露光光が光学系１０を介してウエハＷに入射するよ
うになっている。

【００２７】ウエハホルダ１１は、ステージ１２に取り
付けられている。ステージ１２は、ウエハホルダ１１を
走査方向であるＹ方向と、該Ｙ方向に垂直なＸ方向と、
Ｘ，Ｙ方向に垂直なＺ方向とに移動させると共に、ウエ
ハホルダ１１の傾斜を変化させるものである。この露光
装置には、さらに、レジスト上の各点の高さを測定する
ために用いる複数のビームを出射する照明１３と、該照
明１３が出射した複数のビームを斜方から該ウエハＷの
表面に導くミラー１４及びミラー１５と、ウエハＷで反
射した複数のビームの進行方向をそれぞれ変化させるミ
ラー１６と、スリッタ１７と、振動ミラー１８と、ＣＣ
Ｄ等でそれぞれ形成され、各ビームにそれぞれ対応する
複数の受光器１９と、複数の受光器１９の出力信号を受
信する制御部２０とが、設けられている。

【００２８】照明１３の出射する各ビームは、ウエハＷ
に塗布されたレジストに対して非感光性であり、ミラー
１４，１５によって反射され、レジストの表面の異なる
ポイントに斜方から入射するようになっている。このポ
イントが高さ計測を行う時の計測ポイントになる。レジ
ストの表面に斜方から入射した各ビームは、レジストの
表面で反射し、ミラー１６で反射し、スリッタ１７を通
過して振動ミラー１８に達する。振動ミラー１８は、所
定の周期で振動するミラーであり、振動ミラー１８で反
射したビームは、各受光器１９にそれぞれ入射する。こ
こで、振動ミラー１８が振動するので、各受光器１９に
おけるビーム入射位置も振動して変化する。各受光器１
９は、ビーム入射位置に対応する周波数信号を出力して
制御部２０に与える。制御部２０は、ＣＰＵ（中央処理
装置）及びメモリ等で構成され、複数の受光器１９から
与えられた信号に基づき、各ビームがレジストに照射さ
れたウエハＷの計測ポイントの高さ情報をそれぞれ求め
ると共に、該高さ情報に基づき、ステージ１２の制御を
行う機能を持っている。

【００２９】定期点検、露光開始前の点検等で、ウエハ
ホルダ１１の平坦度を計測する時には、実デバイスの形
成されるウエハＷの代わりに、平坦度の基準となるスー
パーフラットウエハＳＷを用い、図１のステップＳ１１
〜Ｓ１６を行う。

【００３０】まず、ステップＳ１１において、スーパー
フラットウエハＳＷ及びウエハホルダ１１の清掃等のチ
ェックを行い、ステップＳ１２において、スーパーフラ
ットウエハＳＷをセットする。つまり、スーパーフラッ
トウエハＳＷの被検出面を上に向けてウエハホルダ１１
上に吸着する。そして、ステップＳ１３において、スー
パーフラットウエハＳＷの上の所定位置の高さデータを
図２の照明１３〜制御部２０によって計測する。この計
測では、照明１３から複数のビームを出射する。各ビー
ムは、ミラー１４，１５で反射し、スーパーフラットウ
エハＳＷの計測領域に斜方から入射する。計測領域に入
射した複数のビームは、該計測領域の異る計測ポイント
で反射すると共に、ミラー１６でさらに上方に向けて反
射される。ミラー１６で反射したビームは、スリッタ１
７を通過して振動ミー１８に入射する。振動ミラー１８
は、入射したビームを受光器１９側へ反射する。

【００３１】ここで、振動ミラー１８は振動しているの
で、各受光器１９でのビームを受光する位置も、計測ポ
イントの高さに相当する点を中心にして周期的に変化す
る。各受光器１９は、ビームを受光した位置を示す周波
数信号を制御部２０に与える。制御部２０は、複数の受
光器１９から与えられた複数の周波数信号のうちの任意
数の信号を選択して同期検波を行い、スーパーフラット
ウエハＳＷにおける各ビームが反射した計測ポイントの
高さデータを求める。

【００３２】高さデータの取得は、ステージ１２を移動
してスキャンし、ウエハ全体の高さデータ群を取得す
る。ステップＳ１３の高さ計測が終了した後のステップ
Ｓ１４において、スーパーフラットウエハＳＷをウエハ
ホルダ１１から外し（ウエハアンロード）、ステップＳ
１５において、指定回数の高さ計測が終了したか否かを
確認する。指定回数の高さ計測が終了していない場合
（Ｎ）には、処理をステップＳ１１に戻し、再びステッ
プＳ１１からステップＳ１４の処理を繰り返す。このス
テップＳ１１からステップＳ１４を繰り返すことによ
り、スーパーフラットウエハＳＷ上の同一計測ポイント
の高さデータが、複数個得られることになる。ステップ
Ｓ１５の確認で指定回数の高さ計測が終了した場合
（Ｙ）には、ステップＳ１６の統計処理を行う。

【００３３】ステップＳ１６の統計処理では、それまで
に計測された高さデータ群に対して統計処理を行い、ウ
エハホルダ１１の平坦度としてのスーパーフラットウエ
ＳＷの平坦度を求める。統計処理の方法としては複数が
考えられが、例えば次の（ｉ）〜（iii)のような方法が
ある。

【００３４】（ｉ） スーパーフラットウエハＳＷの計
測ポイントごとの複数の高さデータのうちの最小値を採
用し、該最小値からスーパーフラットウエハＳＷの平坦
度を求める。

【００３５】（ii） スーパーフラットウエハＳＷの計
測ポイントごとの複数の高さデータから、上限を含む指
定個数の高さデータを除くと共に下限を含む指定個数の
高さデータを除き、残った高さデータの平均値を採用
し、該平均値に基づきスーパーフラットウエハＳＷの平
坦度を求める。

【００３６】（iii) スーパーフラットウエハＳＷの計
測ポイントごとの複数の高さデータの平均値を一旦求
め、該平均値から設定されたスレッショルドレベルを外
れる高さデータを除外して再度複数の高さデータの平均
値を求める。この再度求めた平均値を採用してスーパー
フラットウエハＳＷの平坦度を求める。

【００３７】上記（ｉ）〜（iii ）の統計処理により、
ごみや空気のゆらぎ等の影響を除去したスーパーフラッ
トウエハＳＷの平坦度が求められる。このことは、実デ
バイスの平坦度についても同様である。

【００３８】以上のように、この第１の実施形態の面形
状計測方法によれば、次のような利点を奏する。 （１） スーパーフラットウエハＳＷに設定された任意
数の所定位置の高さデータをそれぞれ計測する高さ計測
処理（ステップＳ１３）を複数回行い、各所定位置ごと
に得られた複数個の高さデータに対してステップＳ１６
の統計処理を行ってスーパーフラットウエハＳＷの平坦
度を求めるので、ごみや空気のゆらぎ等の影響を低減し
た平坦度を求めることができる。

【００３９】（２） ステップＳ１３の高さ計測処理を
行うごとに、 スーパーフラットウエハＳＷのウエハホル
ダ１１にセットするので、計測条件が計測ごとに変わ
り、セット時の不具合等の影響を低減できる。

【００４０】（３） ステップＳ１６の統計処理を
（ｉ）としたときには、複数個の高さデータから最小値
をそれぞれ求め、該最小値に基づきスーパーフラットウ
エハＳＷの平坦度を求めるので、ごみ等の影響で高くな
る高さデータを除去できる。

【００４１】（４） ステップＳ１６の統計処理を（i
i）としたときには、各計測ポイントごとの複数個の高
さデータの上限及び下限から指定個数を除外して残りの
高さデータの平均値をそれぞれ求め、該各平均値に基づ
きスーパーフラットウエハＳＷの平坦度を求めるので、
ごみや空気のゆらぎ等の影響を低減できる。

【００４２】（５） ステップＳ１６の統計処理を（ii
i ）としたときには、計測ポイントごとの複数個の高さ
データの平均値をそれぞれ求め、該各平均値を基準とし
て設定されたスレッショルドレベルを外れる高さデータ
を除外してスーパーフラットウエハＳＷの平坦度を求め
るので、ごみや空気のゆらぎ等の影響を低減できる。

【００４３】（６） 高さデータの計測にはビームを使
用するので、非接触であり、変形等の影響ない。 ［第２の実施形態］図３は、本発明の第２の実施形態を
示す面形状計測方法のフローチャートである。

【００４４】前記第１の実施形態では、スーパーフラッ
トウエハＳＷの同一計測ポイントの高さデータを複数計
測し、これらに対する統計処理でスーパーフラットウエ
ハＳＷの平坦度を求めていた。これに対し、この第２の
実施形態の実施形態では、図２の露光装置においてスリ
ット状の分割領域ごとに複数の計測ポイントの高さデー
タを求め、これからゴミや空気のゆらぎ等の影響を受け
たと思われるデータを除去して平坦度を求める。

【００４５】まず、ステップＳ２１において、スーパー
フラットウエハＳＷ及びウエハホルダ１１の清掃等のチ
ェックを行い、ステップＳ２２において、スーパーフラ
ットウエハＳＷをセットする。そして、ステップＳ２３
では次のような高さ計測処理を実施する。つまり、照明
１３から複数のビームを出射する。各ビームは、ミラー
１４，１５でそれぞれ反射し、スーパーフラットウエハ
ＳＷの被検出面に斜方から入射する。

【００４６】図４は、ローカルエリアを示す平面図であ
る。被検出面に入射した各ビームは、異なる計測ポイン
トＰで反射する。計測ポイントＰは、図４に示すよう
に、スーパーフラットウエハＳＷを分割した例えばＸ方
向に長いスリット状のローカルエリアＬＡ内に格子状に
並ぶ。これらの計測ポイントＰで反射したビームは、ミ
ラー１６でさらに上方に向けてそれぞれ反射する。ミラ
ー１６で反射したビームは、スリッタ１７を通過して振
動ミラー１８に入射する。振動ミラー１８は、入射した
ビームを受光器１９側へ反射する。各受光器１９は、第
１の実施形態と同様に、ビームを受光した位置を示す周
波数信号を制御部２０に与える。制御部２０は、複数の
受光器１９から与えられた複数の周波数信号に対して同
期検波を行い、ローカルエリアＬＡにおける複数の計測
ポイントの高さデータを求める。

【００４７】ステップＳ２４において、すべてのローカ
ルエリアＬＡにおける高さデータの計測がそれぞれ終了
したか否かを確認する。すべてのローカルエリアＬＡに
おける高さデータの計測が終了していない場合（Ｎ）に
は、ステージ１２を移動してローカルエリアＬＡの場所
をスキャン方向にずらせ、再度、ステップＳ２３の高さ
計測を行う。すべてのローカルエリアＬＡにおける高さ
データの計測が終了した場合（Ｙ）には、処理をステッ
プＳ２５に進め、該ステップＳ２５からステップＳ２９
の処理を二度繰り返す。

【００４８】ステップＳ２５の処理は、近似面である近
似平面から所定値以上離れた高さデータを検出する異常
値検出処であり、最初は、ステップＳ２４までの処理で
求められた各ローカルエリアＬＡごとの複数の高さデー
タから仮の近似平面を求め、該仮の近似平面から第１の
閾値以上離れた高さデータを検出する。続くステップＳ
２６において、仮の近似平面から第１の閾値以上離れた
高さデータが有るか否かを判断し、この高さデータが有
る場合（Ｙ）には、これをステップＳ２７で除去し、再
度残った高さデータでローカルエリアＬＡを表わす近似
平面を求めて処理をステップＳ２８に進める。仮の近似
平面から第１の閾値以上離れた高さデータがない場合
（Ｎ）は、仮の近似平面をそのままローカルエリアＬＡ
を表わす近似平面とし、処理をステップＳ２８に進め
る。ステップＳ２８おいて、異常値検出処理が２回実行
されたか否かを判定し、２回実施されていない場合
（Ｎ）には、処理をステップＳ２５に戻し、２回実施さ
れている場合（Ｙ）には、処理をステップＳ２９に進め
る。

【００４９】２回目に実施されるステップＳ２５の異常
値検出処理では、前処理で得られた近似平面から第２の
閾値以上離れた高さデータを各ローカルエリアＬＡの高
さデータから検出する。続くステップＳ２６において、
近似平面から第１の閾値以上離れた高さデータが有るか
否かを判断し、第１の閾値以上離れた高さデータが有る
場合（Ｙ）には、これをステップＳ２７で除去する。

【００５０】ステップＳ２５からステップＳ２７を２回
繰り返すと、ごみや空気のゆらぎ等の影響を受けたと思
われる高さデータが除去されることになる。第１及び第
２の閾値は、予想されるごみの大きさやゆらぎの程度か
ら事前に求めた値である。

【００５１】ステップＳ２５からステップＳ２７を２回
繰り返した後のステップＳ２９において、それまでに残
った高さデータから、ローカルエリアＬＡごとの平坦度
をそれぞれ求める。ローカルエリアＬＡの平坦度は、近
似平面から距離で表わされる高さデータの範囲で定義さ
れる。

【００５２】図５は、ローカルエリアの平坦度の説明図
である。実際には２次元であるが、簡略的に一次元で説
明する。今、近似平面よりも高い高さデータの該近似面
からの距離をΔＺ１、該近似面よりも低い高さデータの
近似面からの距離をΔＺ２とし、ΔＺ１の最大値をΔＺ
１ｍ、及びΔＺ２の最大値をΔＺ２ｍとしたときに、
（｜ΔＺ１ｍ｜＋｜ΔＺ２ｍ｜）の値を平坦度として定
義する。また、｜ΔＺ１ｍ｜及び｜ΔＺ２ｍ｜のうちの
大きい方の値をΔＺとしたときに、（ΔＺ×２）の値を
平坦度として定義してもよい。

【００５３】以上のような第２の実施形態の面形状計測
方法では、次のような利点を奏する。 （１） スーパーフラットウエハＳＷに設定された複数
の所定位置の高さデータをそれぞれ計測し、該各所定位
置の高さデータを用いて仮の近似平面を求め、該仮の近
似平面からの距離が第１の閾値以上離れた該高さデータ
を除外して残りの高さデータにより、スーパーフラット
ウエハＳＷの平坦度を算出するようにしたので、各計測
ポイントの計測が１回であっても、ごみや空気のゆらぎ
の影響を軽減した平坦度を求めることができる。

【００５４】（２） 近似平面を算出した後に、該近似
平面からの距離が第２の閾値以上離れた高さデータを除
外してスーパーフラットウエハＳＷの平坦度を求めるの
で、異常値の除去を１度しか実施しない場合に比べて、
より確実にごみや空気のゆらぎ等の影響を軽減できる。

【００５５】（３） スーパーフラットウエハＳＷをス
リット状に分割したローカルエリアＬＡごとに近似平面
をそれぞれ求め、該近似平面からスーパーフラットウエ
ハＳＷの平坦度を算出するので、ウエハホルダの状態を
細かに表現できる。

【００５６】（４） 高さデータの計測にはビームを使
用するので、非接触であり、第１の実施形態と同様に変
形等の影響ない。 ［変形例］本発明は、上記第１及び第２の実施形態に限
定されず、種々の変形が可能である。その変形例として
は、次のようなものが考えられる。

【００５７】・第１の実施形態では、スーパーフラット
ウエハＳＷの同一計測ポイントの高さデータを複数回計
測し、これらに対する統計処理でスーパーフラットウエ
ハＳＷの平坦度を求め、第２の実施形態の実施形態で
は、複数の計測ポイントの高さデータを求め、異常値を
除去して平坦度を求めるようにしているが、これらを組
み合わせてもよい。例えば、図６のように、第１の実施
形態のステップＳ１１〜ステップＳ１６の後に、第２の
実施形態のステップＳ２５からステップＳ２９を実施す
ると、求める平坦度の信頼度が一層向上できる。また、
第２の実施形態の異常値除去を統計処理の前に行うよう
にしてもよい。

【００５８】・第１及び第２の実施形態では、ウエハホ
ルダ１１の平坦度を測定するためにスーパーフラットウ
エハＳＷの表面を被検出面としているが、実デバイスが
形成されるウエハのレジスト塗布面や液晶基板の表面を
被検出面としてもよい。

【００５９】・本来平面である被検出面の平坦度を計測
する以外にも、曲面の形状を計測する場合にも適用でき
る。 ・計測ポイントＰの高さデータを求める際には、移動ス
テージ１２を常に移動してスーパーフラットウエハＳＷ
の表面をスキャンするスキャン方式でよいし、その都度
ステージ１２を停止して高さデータを求めるスタティッ
ク方式で計測してもよい。

【００６０】・被検出面の平坦度を求める際に使用する
近似面は、近似平面でもよいし、近似曲面でもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、高さ計測処理を複数回行い、各所定位置ごと
に得られた複数個の高さデータに対して統計処理を行う
ので、ごみや空気のゆらぎ等の影響を緩和して被検出面
の形状を求めることができる。即ち、求められた被検出
面の形状の信頼度を向上できる。

【００６２】第２の発明によれば、被検出面を持つ対象
物を高さ計測処理を行うごとにセットするようにして計
測測条件を変化させるので、第１の発明の面形状計測方
法において、ごみ等の影響を一層緩和できる。

【００６３】第３の発明によれば、第１及び第２の発明
の面形状計測方法において、例えばごみによって高く測
定された高さデータが除外された上で、被検出面の面形
状が求められる。

【００６４】第４及び第５の発明によれば、第１及び第
２の発明の面形状計測方法において、ごみや空気のゆら
ぎ等で高さデータが大きく高めまたは低めずれた場合に
も、その高さデータが除去された上で、被検出面の面形
状が求められる。

【００６５】第６の発明によれば、被検出面に設定され
た複数の所定位置の高さデータをそれぞれ計測し、仮の
近似面からの距離が第１の閾値以上離れた該高さデータ
を除外して残りの高さデータにより被検出面の近似面を
算出し、該近似面を使用して面形状を求めるので、ごみ
や空気のゆらぎ等で高さデータが大きく高めまたは低め
ずれた場合にも、その高さデータが除去された上で、被
検出面の面形状が求められる。

【００６６】第７の発明によれば、第６の発明の面形状
計測方法において、前記近似面からの距離が第２の閾値
以上離れた前記高さデータを除外して前記被検出面の形
状を求めるので、被検出面の面形状の信頼度が第６の発
明よりも向上する。

【００６７】第８の発明によれば、第６または第７の発
明の面形状計測方法において、被検出面をスリット状に
分割した領域ごとに近似面をそれぞれ求めるようにした
ので、検出面をスリット状に分割した領域ごとに面形状
を求めることも可能になる。

【００６８】第９の発明によれば、共通の被検出面に対
し、第１乃至第５の発明の形状測定方法から選択された
面形状計測方法と第６乃至８の発明の面形状測定方法か
ら選択された面形状測定方法とを組み合わせて行うの
で、信頼度の高い面形状が求められる。

【００６９】第１０の発明では、第１〜第８または第９
の発明の面形状計測方法において、被検出面に対してビ
ームを当て各所定位置の高さデータをそれぞれ求めるよ
うにしたので、非接触で変形の影響がなく、かつ第１〜
第９の発明と同様の利点を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施形態を示す面形状計測方
法のフローチャート。

【図２】 図１の面形状計測方法を行う露光装置の要部
を示す構成図。

【図３】 本発明の第２の実施形態を示す面形状計測方
法のフローチャート。

【図４】 ローカルエリアを示す平面図。

【図５】 ローカルエリアの平坦度の説明図。

【図６】 第１の実施形態の変形例を示す面形状計測方
法のフローチャート。

【符号の説明】

１０…光学系、１１…照明、１２…移動ステージ、１３
…照明、１７…スリッタ、１８…振動ミラー、１９…受
光器、２０…制御部、Ｗ…ウエハ、ＳＷ…スーパーフラ
ットウエハ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 AA24 AA47 CC17 CC19 DD11 FF44 FF61 HH04 HH12 JJ02 JJ03 JJ05 JJ08 JJ25 JJ26 LL13 LL62 MM03 MM26 PP12 QQ29 QQ41 QQ42 TT04

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被検出面に設定された任意数の所定位置
   の高さデータをそれぞれ計測する高さ計測処理を複数回
   行い、前記各所定位置ごとに得られた複数個の高さデー
   タに対して統計処理を行って前記被検出面の面形状を求
   めることを特徴とする面形状計測方法。
2. 【請求項２】 前記被検出面を持つ対象物は、前記高さ
   計測処理を行うごとに該高さ計測処理を実施する装置に
   セットすることを特徴とする請求項１記載の面形状計測
   方法。
3. 【請求項３】 前記統計処理では、前記各所定位置ごと
   の前記複数個の高さデータから最小値をそれぞれ求め、
   該各最小値に基づき前記被検出面の面形状を求めること
   を特徴とする請求項１または２記載の面形状計測方法。
4. 【請求項４】 前記統計処理では、前記各所定位置ごと
   の前記複数個の高さデータの上限、下限または上限及び
   下限から指定個数を除外して残りの高さデータの平均値
   をそれぞれ求め、該各平均値に基づき前記被検出面の面
   形状を求めることを特徴とする請求項１または２記載の
   面形状計測方法。
5. 【請求項５】 前記統計処理では、前記各所定位置ごと
   の前記複数個の高さデータの平均値をそれぞれ求め、該
   各平均値から所定値以上離れた高さデータを除外し残っ
   た高さデータから前記被検出面の面形状を求めることを
   特徴とする請求項１または２記載の面形状計測方法。
6. 【請求項６】 被検出面に設定された複数の所定位置の
   高さデータをそれぞれ計測し、該各所定位置の高さデー
   タを用いて仮の近似面を求め、該仮の近似面からの距離
   が第１の閾値以上離れた該高さデータを除外して残りの
   高さデータにより、該被検出面の近似面を算出し、該近
   似面を使用して該被検出面の面形状を求めることを特徴
   とする面形状計測方法。
7. 【請求項７】 前記近似面を算出した後に、該近似面か
   らの距離が第２の閾値以上離れた前記高さデータを除外
   し、残りの高さデータにより、前記被検出面の面形状を
   求めることを特徴とする請求項６記載の面形状計測方
   法。
8. 【請求項８】 前記被検出面を分割した領域ごとに前記
   近似面をそれぞれ求めることを特徴とする請求項６また
   は７記載の面形状測定方法。
9. 【請求項９】 共通の前記被検出面に対し、請求項１乃
   至５記載の面形状計測方法から選択された面形状計測方
   法と請求項６乃至８記載の面形状計測方法から選択され
   た面形状計測方法とを組み合わせて行うことを特徴とす
   る面形状測定方法。
10. 【請求項１０】 前記被検出面に対してビームを照射
    し、該被検出面で反射したビームに基づき前記各所定位
    置の高さデータをそれぞれ求めることを特徴とする請求
    項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載の面形
    状計測方法。