JP2006300676A - Flatness anomaly detecting technique and exposing device - Google Patents

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信也 田窪
Junichi Kobayashi
潤一 小林
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flatness anomaly detecting technique with good throughput capable of detecting anomalies of flatness by examining the test substance during short time. <P>SOLUTION: Utilizing an automatic focus detecting system 6 of the exposure device 1, a positional information acquiring step acquiring positional information while moving an wafer W and a projected slit image relatively, an approximate flat surface acquiring step comparting an wafer W to shot domains to derive an approximate flat surface from positional information contained there, a flatness abnormality detecting step, where the approximate surface is compared with each positional information, the disjunction from approximate flat surface is also compared with a threshold, and the case the disjunction is larger than this threshold is discriminated as flatness abnormality, are all implemented and the shot domain is displayed on a displaying device 20c the abnormality is detected. When dust exists on the wafer W, the dust is detectable by a simple procedure prior to exposure process. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、平坦度異常検出方法及び露光装置に関する。   The present invention relates to a flatness abnormality detection method and an exposure apparatus.

近年、半導体のデバイスルールの微細化により、露光装置では高NA化が要求されている。高NA化すれば投影された像の解像度は向上するが、その一方で被写界深度が浅くなるという問題が生じる。そのため、正確なフォーカスを達成するため、例えば、ウエハ等の感光基板上の複数点を検出点とする多点焦点位置検出系が装備されている。この多点焦点位置検出系によると、感光基板上の複数点においてスリット像を投影して、その反射光から投影光学系の光軸方向の位置情報を検出できる。このため、感光基板表面の光軸方向位置のみならず、その傾斜をも検出できるので、感光基板上の被露光対象領域部分を投影光学系の像面に、より精度良く焦点を合わせることができる。   In recent years, due to miniaturization of semiconductor device rules, an exposure apparatus is required to have a high NA. If the NA is increased, the resolution of the projected image is improved, but there is a problem that the depth of field becomes shallow. Therefore, in order to achieve an accurate focus, for example, a multipoint focal position detection system having a plurality of points on a photosensitive substrate such as a wafer as detection points is provided. According to this multipoint focal position detection system, slit images can be projected at a plurality of points on the photosensitive substrate, and position information in the optical axis direction of the projection optical system can be detected from the reflected light. For this reason, since not only the position of the photosensitive substrate surface in the optical axis direction but also its inclination can be detected, the area to be exposed on the photosensitive substrate can be more accurately focused on the image plane of the projection optical system. .

この場合、精度良くフォーカスを行うためには、精度の高いレベリング(傾斜補正)が前提となる。近接した被計測点での高さの差から傾斜を検出しようとしても精度良く傾斜を検出できない。精度良くレベリングを行うためには、特許文献1に示すように、離れた位置の被測定点の高さを連続して計測し、それらの高さを平均し、これに基づいて傾斜を検出してレベリングを行っていた。   In this case, in order to focus accurately, high-accuracy leveling (tilt correction) is a prerequisite. Even if an attempt is made to detect an inclination from a difference in height at close measurement points, the inclination cannot be detected with high accuracy. In order to perform leveling with high accuracy, as shown in Patent Document 1, the heights of measurement points at distant positions are continuously measured, the heights are averaged, and the inclination is detected based on this average. Leveling.

また、ウエハがウエハステージに真空吸着されると、ウエハの平坦性はウエハホルダ表面の平坦性に影響を受ける。一方、ウエハは高速でスキャン及びステップ動作が行われるためエアベアリングなどで浮上支持され、走行面の不定性から不測の傾きを生じることがあった。このような状態において平坦性を測定するため、特許文献2に記載されたようなショット領域内部のみならず、ショット領域の外部にも設けた検出点を用いて広い範囲での位置情報からショット領域がある面位置情報を得て高精度に傾きを検出する。このようにして走行面の不定性などに影響されずにショット領域の平坦度を測定するものがあった。   Further, when the wafer is vacuum-sucked on the wafer stage, the flatness of the wafer is affected by the flatness of the wafer holder surface. On the other hand, since the wafer is scanned and stepped at a high speed, the wafer is supported by levitation by an air bearing or the like, and an unexpected inclination may occur due to the indefiniteness of the running surface. In order to measure the flatness in such a state, not only the inside of the shot area as described in Patent Document 2, but also the shot area from the position information in a wide range using detection points provided outside the shot area. The surface position information is obtained and the tilt is detected with high accuracy. In this way, there is one that measures the flatness of the shot area without being affected by the indefiniteness of the running surface.

このような方法によればエアベアリングで浮上支持されたウエハステージに載置されたウエハでも、ウエハ表面の平坦度を精度良く計測ができる。
特開平6−5495公報 特開2004−138611公報
According to such a method, it is possible to accurately measure the flatness of the wafer surface even on a wafer placed on a wafer stage that is levitated and supported by an air bearing.
JP-A-6-5495 JP 2004-138611 A

しかしながら、露光結果に影響するのは、ウエハの傾斜、ウエハ走行に起因する不定性、ウエハ自体の厚みや研磨の状態、ウエハを載置するウエハホルダの表面の平坦度などに起因するウエハの傾斜ばかりではない。このうち特に重要なものは、ウエハ上の異物や、ウエハホルダとウエハの間の異物、つまりゴミである。これらは、露光光を遮ったり、局所的に大きな変形をもたらしたりして露光結果に重大な影響を及ぼすため排除する必要がある。   However, the exposure result only affects the wafer tilt, indeterminacy due to wafer running, the thickness of the wafer itself, the polishing state, the flatness of the surface of the wafer holder on which the wafer is placed, etc. is not. Of these, the most important are foreign matter on the wafer and foreign matter between the wafer holder and the wafer, that is, dust. These need to be excluded because the exposure result is seriously affected by blocking exposure light or causing large deformation locally.

上記特許文献1に記載されたような傾きや平坦度のみを高速に測定するものでは、その目的からサンプリング位置の間隔が大きく微細な異物が発見できなかった。また、特許文献2に示すようにショット領域毎にステップして、ショット領域内外の多数の被計測点の検査を繰り返すものは、ウエハ全体を詳細に検査しようとすると検査自体に時間がかかりすぎてスループットが悪化するという問題があった。また、特許文献2に示すものは高い精度でウエハ全体を検査して精密な平坦性を測定し異物が検出できるが、検査全体に時間がかかり、かつ最終的に人間が判別する必要があった。   In the case of measuring only the inclination and flatness as described in Patent Document 1 at a high speed, a fine foreign substance having a large sampling position interval cannot be found for that purpose. In addition, as shown in Patent Document 2, the step for each shot region and the inspection of a large number of measurement points inside and outside the shot region repeat the inspection itself when it is attempted to inspect the entire wafer in detail. There was a problem that the throughput deteriorated. Moreover, although the thing shown in patent document 2 can test | inspect the whole wafer with high precision, and can measure a precise flatness and can detect a foreign material, it took time for the whole test | inspection, and the human finally needed to discriminate | determine .

本来的に多点焦点位置検出系は、離れた位置での測定により傾斜を測定する目的から、被計測点同士が離間して配置されており、微細なゴミを検出するには測定の分解能が低いという問題もあった。   Originally, the multipoint focal point position detection system is designed to measure the inclination by measuring at a distant position. There was also a problem of being low.

本発明は、上記問題を解決するため、短時間に被検査物体の検査を行い、平坦度の異常を検出できるスループットの良好な平坦度異常検出方法及び露光装置を提供することを目的とする。   In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a flatness abnormality detection method and an exposure apparatus with good throughput that can inspect an object to be inspected in a short time and detect an abnormality in flatness.

また、他の目的は、微細な平坦度の異常も漏らさず検出でき信頼性の高い製品が製造できる平坦度異常検出方法及び露光装置を提供することを目的とする。
さらに、他の目的は、測定された数値から平坦度の異常を容易に確認できる平坦度異常検出方法及び露光装置を提供することを目的とする。
Another object of the present invention is to provide a flatness abnormality detection method and an exposure apparatus that can detect a fine flatness abnormality without leaking and can manufacture a highly reliable product.
Another object of the present invention is to provide a flatness abnormality detection method and an exposure apparatus capable of easily confirming an abnormality in flatness from measured numerical values.

上記課題を解決するため、本発明に係る平坦度異常検出方法では、被検査物体(W)表面の高さ方向(Z軸方向)の位置情報を前記被検査物体表面上に複数設定された計測領域(S22〜S28)において検出し、前記被検査物体表面の平坦度の異常を検出する平坦度異常検出方法であって、前記被検査物体と前記計測領域とを相対移動させながら前記位置情報を検出して、前記被検査物体表面上の複数の被計測点(MP)における前記位置情報を得る位置情報取得のステップと、前記被検査物体表面を複数の検査領域(SHn)に区画するとともに、前記複数の検査領域の内の一の検査領域に含まれる前記複数の被計測点の前記位置情報から当該検査領域の近似平面(APn,APn’)を求める近似平面取得のステップと、前記一の検査領域に含まれる前記複数の被計測点における前記位置情報のそれぞれを前記近似平面と比較し、該近似平面からの乖離を第1の閾値(K)と比較して当該乖離が前記第1の閾値より大きな場合に平坦度の異常として当該検査領域を抽出する平坦度異常検出のステップとを備えたことを要旨とする。 In order to solve the above-described problem, in the flatness abnormality detection method according to the present invention, a plurality of pieces of position information in the height direction (Z-axis direction) of the surface of the inspection object (W) are set on the surface of the inspection object. A flatness abnormality detection method for detecting an abnormality in flatness of a surface of the object to be inspected in a region (S22 to S28), wherein the position information is obtained while relatively moving the object to be inspected and the measurement region. Detecting and obtaining the position information at a plurality of measurement points (MP) on the surface of the object to be inspected, and dividing the surface of the object to be inspected into a plurality of inspection regions (SHn); An approximate plane acquisition step for obtaining an approximate plane (APn, APn ′) of the inspection area from the position information of the plurality of measurement points included in one inspection area of the plurality of inspection areas; Inspection area Each of the position information at the plurality of measurement points included in the area is compared with the approximate plane, and the deviation from the approximate plane is compared with a first threshold value (K 2 ). The gist of the present invention is that it includes a flatness abnormality detection step of extracting the inspection region as a flatness abnormality when it is larger than the threshold value.

本発明では、被検査物体と計測領域とを相対的に移動させながら位置情報を検出するため、比較的高速に連続的に位置情報を取得できる。また、近似平面を生成してこれを基準に平坦度の異常を判定するため、より正確な判定が可能となる。加えて、平坦度に異常があった検査領域が自動的に抽出されるため、極めて容易かつ迅速にゴミなどに起因するトラブルを減少させることができるという効果がある。   In the present invention, since the position information is detected while relatively moving the object to be inspected and the measurement area, the position information can be acquired continuously at a relatively high speed. In addition, since an approximate plane is generated and abnormality in flatness is determined based on this, a more accurate determination can be made. In addition, since an inspection region having an abnormality in flatness is automatically extracted, there is an effect that troubles caused by dust or the like can be reduced extremely easily and quickly.

本発明に係る露光装置では、被検査物体(W)表面上に検出光束(DL)を照射して複数の計測領域(S22〜S28)を形成し、前記計測領域における前記被検査物体表面の高さ方向(Z軸方向)の位置情報を検出する検出装置(6)と、前記被検査物体と前記検出装置とを相対移動させる移動装置(26)と、前記移動装置及び前記検出装置を制御し、被検査物体表面の平坦度の異常を検出する制御装置(20)とを備えた露光装置(1)であって、前記制御装置は、前記被検査物体と前記計測領域との相対移動中に前記位置情報を検出して、前記被検査物体表面上の複数の被計測点(MP)における前記位置情報を得る位置情報取得手段と、前記被検査物体表面を複数の検査領域(SHn)に区画するとともに、前記複数の検査領域の内の一の検査領域に含まれる前記複数の被計測点の前記位置情報から当該検査領域の近似平面(APn,APn’)を求める近似平面取得手段と、前記一の検査領域に含まれる前記複数の被計測点における前記位置情報のそれぞれを前記近似平面と比較し、該近似平面からの乖離を第1の閾値(K)と比較して当該乖離が前記第1の閾値よりも大きな場合に平坦度の異常として当該検査領域を抽出する平坦度異常検出手段とを有することを要旨とする。 In the exposure apparatus according to the present invention, a plurality of measurement areas (S22 to S28) are formed by irradiating the surface of the object to be inspected (W) with a detection light beam (DL), and the surface of the object to be inspected in the measurement area A detecting device (6) for detecting position information in the vertical direction (Z-axis direction), a moving device (26) for relatively moving the object to be inspected and the detecting device, and controlling the moving device and the detecting device. An exposure apparatus (1) comprising a control device (20) for detecting an abnormality in the flatness of the surface of the object to be inspected, the control device during the relative movement between the object to be inspected and the measurement region Position information acquisition means for detecting the position information and obtaining the position information at a plurality of measurement points (MP) on the surface of the object to be inspected, and partitioning the surface of the object to be inspected into a plurality of inspection regions (SHn) And the plurality of inspection areas Approximate plane acquisition means for obtaining an approximate plane (APn, APn ′) of the inspection area from the position information of the plurality of measurement points included in one inspection area, and the plurality of the plurality of points included in the one inspection area. Each of the position information at the measurement point is compared with the approximate plane, and the deviation from the approximate plane is compared with the first threshold value (K 2 ), and flat when the deviation is larger than the first threshold value. The gist of the invention is to have a flatness abnormality detecting means for extracting the inspection region as a degree of abnormality.

本発明では、ウエハなどの被検査物体と計測領域とを相対的に移動させながら位置情報を検出するため、比較的高速に連続的に位置情報を取得でき、かつ平坦度に異常があった検査領域が自動的に抽出されるため、極めて容易かつ迅速にゴミなどに起因するトラブルを減少させることができる。特に、比較的高速な処理が可能なため、デバイスの生産開始時や生産途中でも行うことができ、信頼性の高いデバイスを高い生産性で製造することができるという効果がある。   In the present invention, since position information is detected while relatively moving an object to be inspected such as a wafer and a measurement region, position information can be acquired continuously at a relatively high speed, and inspection has an abnormality in flatness. Since the area is automatically extracted, trouble caused by dust can be reduced extremely easily and quickly. In particular, since relatively high-speed processing is possible, it can be performed at the start of device production or during production, and there is an effect that a highly reliable device can be manufactured with high productivity.

なお、各発明をわかりやすく説明するために一実施例を示す図面の符号に対応つけて説明したが、本発明が実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。   In addition, in order to explain each invention clearly, it demonstrated corresponding to the code | symbol of drawing which shows one Example, However, It cannot be overemphasized that this invention is not what is limited to an Example.

本発明は、短時間に被検査物体の検査を行い平坦度の異常を検出できるという効果がある。   The present invention has an effect that it is possible to detect an abnormality in flatness by inspecting an object to be inspected in a short time.

以下、本発明を露光装置に具体化した実施形態を以下説明する。図1に示す本実施形態の露光装置1は、マスクやレチクル等の物体(以下、レチクルRで代表して説明する。)の像をシリコンウエハやガラス基板などの物体(以下、ウエハWで代表して説明する。)上に投影して露光するステップアンドスキャン方式の縮小投影露光装置(スキャナー)である。このウエハWなどの物体が本発明の被検査物体に相当する。   Embodiments in which the present invention is embodied in an exposure apparatus will be described below. In the exposure apparatus 1 of the present embodiment shown in FIG. 1, an image of an object such as a mask or a reticle (hereinafter, representatively described by a reticle R) is represented by an object such as a silicon wafer or a glass substrate (hereinafter, represented by a wafer W). This is a step-and-scan type reduced projection exposure apparatus (scanner) that projects and exposes on the projection. The object such as the wafer W corresponds to the inspection object of the present invention.

露光装置1は、照明光ILを射出する照明系12、レチクルRを保持するレチクルステージRST、レチクルRの像を投影する投影光学系PL、投影光学系PLによる像を結像させるウエハWを保持するウエハステージWSTを備える。本発明の平坦度異常検出装置を構成する検出装置、移動装置は、このウエハステージWSTに配置される。また、これらを制御する主制御装置20を中心とした制御系を備える。   The exposure apparatus 1 holds an illumination system 12 that emits illumination light IL, a reticle stage RST that holds a reticle R, a projection optical system PL that projects an image of the reticle R, and a wafer W that forms an image by the projection optical system PL. A wafer stage WST is provided. The detecting device and the moving device constituting the flatness abnormality detecting device of the present invention are arranged on this wafer stage WST. Moreover, the control system centering on the main controller 20 which controls these is provided.

照明系12は、詳細な図示は省略するが光線を射出する光源と、コリメータレンズ、オプティカル・インテグレータを含む照度均一化光学系、リレーレンズ系、レチクルブラインド、及びコンデンサレンズ等を含む照明光学系とから構成されている。   Although not shown in detail, the illumination system 12 includes a light source that emits a light beam, an illumination optical system including a collimator lens, an illuminance uniformizing optical system including an optical integrator, a relay lens system, a reticle blind, a condenser lens, and the like. It is composed of

光源は、本実施形態では、例えば、ArFエキシマレーザ発振器(波長193nm)を備える。なお、光源としては、これに限らずKrFエキシマレーザ発振器(波長248nm)、Fレーザ発振器(波長157nm)、真空紫外域の紫外パルス光を出力する真空紫外光源、超高圧水銀灯のG線・I線などを用いても良い。 In this embodiment, the light source includes, for example, an ArF excimer laser oscillator (wavelength 193 nm). The light source is not limited to this, but a KrF excimer laser oscillator (wavelength 248 nm), an F 2 laser oscillator (wavelength 157 nm), a vacuum ultraviolet light source that outputs ultraviolet pulsed light in the vacuum ultraviolet region, G-line / I A line or the like may be used.

オプティカル・インテグレータとしては、フライアイレンズ、ロッドインテグレータ(内面反射型インテグレータ)、あるいは回折光学素子等を用いることができる。
照明系12によると、光源で発生した露光光ELのための照明光ILは不図示のシャッタを通過した後、照度均一化光学系により照度分布がほぼ均一な光束に変換される。照度均一化光学系から射出された照明光ILは、リレーレンズ系を介してレチクルブラインドに達する。このレチクルブラインドを通過した光束は、リレーレンズ系、コンデンサレンズを通過して回路パターン等が描かれたレチクルR上で、レチクルブラインドで規定されたスリット状の照明領域(X軸方向に細長く延びる矩形の照明領域)IARを均一な照度分布で照明する。
As the optical integrator, a fly-eye lens, a rod integrator (an internal reflection type integrator), a diffractive optical element, or the like can be used.
According to the illumination system 12, the illumination light IL for the exposure light EL generated by the light source passes through a shutter (not shown), and is then converted into a light flux having a substantially uniform illuminance distribution by the illuminance uniformizing optical system. The illumination light IL emitted from the illuminance uniformizing optical system reaches the reticle blind via the relay lens system. The light beam that has passed through the reticle blind passes through a relay lens system, a condenser lens, and a reticle R on which a circuit pattern or the like is drawn. Illumination area) Illuminates the IAR with a uniform illuminance distribution.

レチクルステージRST上には、レチクルRが、例えば真空吸着により固定されている。レチクルステージRSTは、不図示のレチクル駆動系によって、照明系12の光軸(後述する投影光学系PLの光軸AXに一致する。)平行なZ方向に微少駆動可能であるとともに、XY平面内で駆動可能であり、所定の走査方向(ここでは図1における紙面直交方向であるY軸方向とする。)に指定された走査速度で走査(スキャン)される。   On reticle stage RST, reticle R is fixed, for example, by vacuum suction. Reticle stage RST can be slightly driven in the Z direction parallel to the optical axis of illumination system 12 (corresponding to optical axis AX of projection optical system PL described later) by a reticle drive system (not shown), and in the XY plane. And is scanned (scanned) at a scanning speed designated in a predetermined scanning direction (here, the Y-axis direction which is a direction perpendicular to the paper surface in FIG. 1).

レチクルステージRSTの移動面内のX軸、Y軸方向に沿った位置は、レーザ干渉計からなるレチクル干渉計22によって常時検出される。レチクル干渉計22の内、図1に示すレチクルX干渉計は、X軸方向に指向されたレーザ光線を射出し、レチクルステージRSTに配置されたX軸に直交するX移動鏡24に反射させることより、例えば0.5〜1nm程度の分解能でレチクルステージRSTの位置を検出する。また、図1には示されていないが、レチクルステージRST上にはY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡が設けられ、このY移動鏡に対応してレチクルY干渉計が設けられ、これらがレチクルステージRSTのY軸方向の位置を検出している。以下、これらレチクルX干渉計とレチクルY干渉計をまとめてレチクル干渉計22という。   The position along the X-axis and Y-axis directions in the moving plane of reticle stage RST is always detected by reticle interferometer 22 formed of a laser interferometer. Of the reticle interferometers 22, the reticle X interferometer shown in FIG. 1 emits a laser beam directed in the X-axis direction and reflects the laser beam to the X-moving mirror 24 arranged on the reticle stage RST and orthogonal to the X-axis. For example, the position of the reticle stage RST is detected with a resolution of about 0.5 to 1 nm. Although not shown in FIG. 1, a Y moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction is provided on reticle stage RST, and a reticle Y interferometer is provided corresponding to this Y moving mirror. These detect the position of reticle stage RST in the Y-axis direction. Hereinafter, the reticle X interferometer and the reticle Y interferometer are collectively referred to as a reticle interferometer 22.

投影光学系PLは、図1においてレチクルステージRSTの下方に配置される。投影光学系PLの光軸AXは、レチクルRのXY平面に直交するZ軸方向に指向されている。投影光学系PLは両側テレセントリックな縮小光学系であり、光軸AX方向に沿って複数枚のレンズエレメントからからなる屈折光学系が使用されている。この投影光学系PLの投影倍率は、例えば、1/5となっている。照明系12からの照明光ILによってレチクルR上のスリット状の照明領域IARが照明される。物体面側にあるレチクルRを通過した照明光ILが露光光ELとして投影光学系PLを介してウエハW上に投射され、照明領域IAR内に存在するレチクルRの回路パターンの縮小像(部分倒立像)が、像面側のレチクルRと共役な表面にフォトレジスト(感光剤)が塗布されたウエハW上の前記照明領域IARに対して共役な露光領域IAに形成される。   Projection optical system PL is arranged below reticle stage RST in FIG. The optical axis AX of the projection optical system PL is oriented in the Z-axis direction orthogonal to the XY plane of the reticle R. The projection optical system PL is a double-sided telecentric reduction optical system, and uses a refractive optical system composed of a plurality of lens elements along the optical axis AX direction. The projection magnification of the projection optical system PL is, for example, 1/5. The slit-shaped illumination area IAR on the reticle R is illuminated by the illumination light IL from the illumination system 12. Illumination light IL that has passed through reticle R on the object plane side is projected as exposure light EL onto wafer W via projection optical system PL, and a reduced image (partially inverted) of reticle R circuit pattern existing in illumination area IAR. Image) is formed in an exposure area IA conjugate to the illumination area IAR on the wafer W on which a photoresist (photosensitive agent) is coated on the surface conjugate with the reticle R on the image plane side.

ウエハステージWSTは、ウエハWを投影光学系PLについてレチクルRと共役な位置に移動させる本発明の移動装置に相当する。ウエハステージWSTは、ステージベース16の上面に磁気浮上あるいは気体浮上され、ステージベース16に沿ってリニアモータあるいは平面モータ等の駆動系によってXY2次元面内で駆動されるXYステージ14を備える。図1では、X方向とY方向の移動をおこなうステージをXYステージ14として一体に示しているが、これらは別々の2層のステージとしてもよい。   Wafer stage WST corresponds to a moving apparatus of the present invention that moves wafer W to a position conjugate with reticle R with respect to projection optical system PL. Wafer stage WST includes an XY stage 14 that is magnetically levitated or gas levitated on the upper surface of stage base 16 and is driven in an XY two-dimensional plane along a stage base 16 by a drive system such as a linear motor or a planar motor. In FIG. 1, the stage that moves in the X direction and the Y direction is integrally shown as an XY stage 14. However, these stages may be two separate layers.

ウエハテーブル18は、このXYステージ14上に不図示のZ・チルト駆動機構を介したテーブルとしての載置され、このウエハテーブル18上に固定された保持装置としてのウエハホルダ25とを備えている。ウエハWは、このウエハホルダ25によって真空吸着(又は静電吸着)によって保持される。また、ウエハテーブル18は、ボイスコイルモータ等を含むZ・チルト駆動機構によって、Z、θx、θyの3自由度方向に微小駆動されるようになっている。   The wafer table 18 is mounted on the XY stage 14 as a table via a Z / tilt drive mechanism (not shown), and includes a wafer holder 25 as a holding device fixed on the wafer table 18. The wafer W is held by the wafer holder 25 by vacuum suction (or electrostatic suction). The wafer table 18 is finely driven in the three degrees of freedom directions of Z, θx, and θy by a Z / tilt driving mechanism including a voice coil motor and the like.

このように、XYステージ14の駆動系とウエハテーブル18を駆動するZ・チルト駆動機構とは、別々に設けられているが、図1においては、これらをまとめて駆動するウエハ駆動系26として示している。以下の説明においては、ウエハ駆動系26によって、XYステージ14(又はウエハステージWST)がXY2次元面内で駆動されるとともに、ウエハテーブル18がZ、θx、θyの3自由度方向に微小駆動されるものとする。   As described above, the drive system for the XY stage 14 and the Z / tilt drive mechanism for driving the wafer table 18 are provided separately, but in FIG. 1, these are shown as a wafer drive system 26 for driving them together. ing. In the following description, the XY stage 14 (or wafer stage WST) is driven in the XY two-dimensional plane by the wafer drive system 26, and the wafer table 18 is finely driven in the three-degree-of-freedom directions of Z, θx, and θy. Shall be.

このように駆動されるウエハテーブル18は、ウエハ干渉計31によりそのXY平面上の位置が正確に検出されて、その信号は主制御装置20に送出される。ウエハ干渉計31は、ウエハX干渉計とウエハY干渉計とから構成される。図1に示すように、ウエハテーブル18上の移動面内のX軸方向に沿った位置は、レーザ干渉計からなるウエハX干渉計によって常時検出される。ウエハX干渉計は、X軸方向に指向されたレーザ光線を射出し、ウエハテーブル18に配置されたX軸に直交するX移動鏡27に反射させることより、例えば0.5〜1nm程度の分解能でウエハテーブル18の位置を検出する。また、図1には示されていないが、ウエハテーブル18上にはY軸方向に直交する反射面を有するY移動鏡が設けられ、このY移動鏡に対応してウエハY干渉計が設けられ、これらがウエハステージWSTのY軸方向の位置を検出している。   The wafer table 18 driven in this way is accurately detected by the wafer interferometer 31 on the XY plane, and the signal is sent to the main controller 20. The wafer interferometer 31 includes a wafer X interferometer and a wafer Y interferometer. As shown in FIG. 1, the position along the X-axis direction within the moving surface on the wafer table 18 is always detected by a wafer X interferometer made of a laser interferometer. The wafer X interferometer emits a laser beam directed in the X-axis direction and reflects it to the X-moving mirror 27 arranged on the wafer table 18 and orthogonal to the X-axis, for example, with a resolution of about 0.5 to 1 nm. Thus, the position of the wafer table 18 is detected. Although not shown in FIG. 1, a Y moving mirror having a reflecting surface orthogonal to the Y-axis direction is provided on the wafer table 18, and a wafer Y interferometer is provided corresponding to the Y moving mirror. These detect the position of wafer stage WST in the Y-axis direction.

このウエハ干渉計31によりウエハテーブル18のX軸方向、Y軸方向の位置が例えば、0.5〜1nm程度の分解能で常時検出されている。詳しくは、ウエハX干渉計及びウエハY干渉計は測長軸を複数有する多軸干渉計であり、ウエハテーブル18のX、Y位置の他、回転(ヨーイング(Z軸回りの回転であるθz回転)、ピッチング(X軸回りの回転であるθx回転)、ローリング(Y軸回りの回転であるθy回転))も計測可能となっている。従って、以下の説明ではウエハ干渉計31によって、ウエハテーブル18のX、Y、θz、θy、θxの5自由度方向の位置が計測されるものとする。また、多軸干渉計は45°傾いてウエハテーブル18に設置される反射面を介して、投影光学系PLが載置される架台(不図示)に設置される反射面にレーザビームを照射し、投影光学系PLの光軸AX方向(Z軸方向)に関する相対位置情報を検出するようにしてもよい。なお、例えば、ウエハテーブル18の端面を鏡面加工して反射面(X移動鏡27、Y移動鏡の反射面に相当)を形成してもよい。   The wafer interferometer 31 always detects the position of the wafer table 18 in the X-axis direction and the Y-axis direction, for example, with a resolution of about 0.5 to 1 nm. Specifically, the wafer X interferometer and the wafer Y interferometer are multi-axis interferometers having a plurality of measurement axes. In addition to the X and Y positions of the wafer table 18, rotation (yaw (θz rotation that is rotation around the Z axis) ), Pitching (θx rotation that is rotation around the X axis), and rolling (θy rotation that is rotation around the Y axis)) can also be measured. Therefore, in the following description, it is assumed that the wafer interferometer 31 measures the X, Y, θz, θy, and θx positions of the wafer table 18 in the direction of five degrees of freedom. In addition, the multi-axis interferometer irradiates a laser beam on a reflection surface installed on a gantry (not shown) on which the projection optical system PL is placed via a reflection surface installed on the wafer table 18 with an inclination of 45 °. The relative position information regarding the optical axis AX direction (Z-axis direction) of the projection optical system PL may be detected. For example, the end surface of the wafer table 18 may be mirror-finished to form a reflecting surface (corresponding to the reflecting surface of the X moving mirror 27 and the Y moving mirror).

ウエハ干渉計31で計測されるウエハテーブル18の位置情報(又は速度情報)は主制御装置20に送られ、主制御装置20では位置情報(又は速度情報)に基づいてウエハ駆動系26を介してウエハステージWSTのXYステージ14のXY平面内の位置を制御する。   The position information (or speed information) of the wafer table 18 measured by the wafer interferometer 31 is sent to the main controller 20, and the main controller 20 passes the wafer drive system 26 based on the position information (or speed information). The position of the XY stage 14 of the wafer stage WST in the XY plane is controlled.

なお、ウエハテーブル18上には、不図示のウエハアライメント系のベースライン計測に用いられるベースライン計測用の基準マークその他の基準マークが形成された基準マーク板FMが固定されている。この基準マーク板FMの表面はウエハWとほぼ同一高さとされている。   A reference mark plate FM on which a reference mark for baseline measurement and other reference marks used for baseline measurement of a wafer alignment system (not shown) is formed is fixed on the wafer table 18. The surface of the reference mark plate FM is almost the same height as the wafer W.

主制御装置20は、CPU20a、記憶装置20bを有する周知のコンピュータと、これらと外部のデータの入出力を行うインタフェースを備える。記憶装置20bは、例えばRAMなどのメモリ、ハードディスクなどのほか、CD−ROM等の記憶媒体、若しくは通信手段により記憶が保持されるものも広く含む。また、LCDなどからなる表示装置20c、キーボード、マウスなどからなる入力装置20dを備える。表示装置は、操作インタフェース画面や、ウエハWの表面に区画された複数のショット領域SHnを表示し、平坦度異常が検出されたショット領域SHnを表示して操作者に報知する。記憶装置20bであるハードディスクには、コンピュータを制御するオペレーティングシステム(OS)がインストールされ、さらに露光を制御するプロセスプログラム、そして本発明の平坦度異常検出方法を行う平坦度異常検出プログラムが記憶されている。なお、本実施形態では、平坦度異常検出プログラムは、プロセスプログラムと統合された状態で記憶されている。この主制御装置20は、本発明の制御装置を構成するものである。   The main controller 20 includes a known computer having a CPU 20a and a storage device 20b, and an interface for inputting / outputting external data to / from these computers. The storage device 20b widely includes, for example, a memory such as a RAM, a hard disk, a storage medium such as a CD-ROM, or a device whose storage is held by communication means. Further, a display device 20c made of an LCD or the like, and an input device 20d made of a keyboard, a mouse or the like are provided. The display device displays an operation interface screen and a plurality of shot areas SHn partitioned on the surface of the wafer W, and displays the shot areas SHn in which an abnormality in flatness is detected to notify the operator. An operating system (OS) for controlling the computer is installed in the hard disk as the storage device 20b, and a process program for controlling exposure and a flatness abnormality detection program for performing the flatness abnormality detection method of the present invention are stored. Yes. In the present embodiment, the flatness abnormality detection program is stored in a state integrated with the process program. The main controller 20 constitutes the controller of the present invention.

次に、AF(オートフォーカス)検出系6は、本来的にはウエハWの光軸AX方向(Z軸と平行な方向)の高さを測定し、この測定結果に基づいて主制御装置20によりウエハ駆動系26を介してウエハステージWSTのウエハWを投影光学系PLの所定の焦点位置に自動的に合わせる。本発明は、このようなAF検出系6を本発明の検出装置として利用している。本実施形態のAF検出系6は、原理的には、例えば特開昭56−42205号公報で開示されている検出系と同様なものである。   Next, the AF (autofocus) detection system 6 inherently measures the height of the wafer W in the optical axis AX direction (a direction parallel to the Z axis), and based on the measurement result, the main controller 20 performs the measurement. The wafer W of the wafer stage WST is automatically adjusted to a predetermined focal position of the projection optical system PL via the wafer drive system 26. In the present invention, such an AF detection system 6 is used as the detection apparatus of the present invention. The AF detection system 6 of this embodiment is in principle the same as the detection system disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 56-42205.

本実施形態のAF検出系6の照射系60a内には、照射装置を構成する照明光源、照射光学系、スリット状の開口パターンが形成されたパターン板等が設けられている。また、受光系60b内には、スリットが形成された受光用スリット板、このスリット板の各スリットに対向して配置されたフォトダイオード等の受光素子からなるセンサとしてのフォーカスセンサ、回転方向振動板、及び受光光学系等が設けられている。   In the irradiation system 60a of the AF detection system 6 of the present embodiment, an illumination light source, an irradiation optical system, a pattern plate on which a slit-shaped opening pattern is formed, and the like constituting the irradiation apparatus are provided. Also, in the light receiving system 60b, a light receiving slit plate in which slits are formed, a focus sensor as a sensor comprising a light receiving element such as a photodiode disposed opposite to each slit of the slit plate, a rotational direction vibration plate , And a light receiving optical system.

なお、ウエハW自体の精度が悪いと、ウエハW表面を計測しても、ウエハWの厚みや反りのばらつきのためウエハホルダ25の平坦度は検査できない。そこで本実施形態の平坦度異常検出方法では、ウエハWの表面を検査することでウエハホルダ25の平坦度の異常を間接的に検査するため、AF検出系6の被検出物体として、通常のデバイス製造に用いるウエハWよりも平坦度が高く設定された平坦基板としてのスーパーフラットウエハ(計測用ウエハ)が用いられる。   If the accuracy of the wafer W itself is poor, even if the surface of the wafer W is measured, the flatness of the wafer holder 25 cannot be inspected due to variations in the thickness and warpage of the wafer W. Therefore, in the flatness abnormality detection method of the present embodiment, since the abnormality of the flatness of the wafer holder 25 is indirectly inspected by inspecting the surface of the wafer W, normal device manufacture is performed as an object to be detected by the AF detection system 6. A super flat wafer (measuring wafer) is used as a flat substrate set to have a higher flatness than the wafer W used in the above.

このAF検出系6の各部の作用について簡単に説明すると、照射系60a内の照明光源からの照明光によりスリット状の開口パターンを備えたパターン板が照明されると、パターン板の各開口パターンを透過した検出光束DLが照射光学系を介してウエハW表面に照射される。この検出光束DLは、光軸AX(即ちZ軸)の方向と平行な方向に対して所定角度、例えば70〜80°の大きな偏角をもって照射される。このときにウエハW上に投影されたスリット像Sは、その長手方向が検出光束DLと直交するように投影される。そうするとウエハW表面には、スリット状の開口パターンの像(「スリット像S」という。)が形成される(図2参照)。   The operation of each part of the AF detection system 6 will be briefly described. When the pattern plate having the slit-shaped opening pattern is illuminated by the illumination light from the illumination light source in the irradiation system 60a, each opening pattern of the pattern plate is changed. The transmitted detection light beam DL is irradiated on the surface of the wafer W through the irradiation optical system. This detection light beam DL is irradiated with a large declination of a predetermined angle, for example, 70 to 80 ° with respect to a direction parallel to the direction of the optical axis AX (that is, the Z axis). At this time, the slit image S projected onto the wafer W is projected so that the longitudinal direction thereof is orthogonal to the detection light beam DL. As a result, an image of a slit-like opening pattern (referred to as “slit image S”) is formed on the surface of the wafer W (see FIG. 2).

このウエハWの表面に形成されたスリット像Sからの反射光が受光系60bの受光光学系を介して受光用スリット板の各スリット上にそれぞれ再結像され、それらのスリット像Sの光束がフォーカスセンサによって受光される。   Reflected light from the slit image S formed on the surface of the wafer W is re-imaged on each slit of the light receiving slit plate via the light receiving optical system of the light receiving system 60b, and the light flux of the slit image S is changed. Light is received by the focus sensor.

この場合、それらのスリット像Sの光束は、回転方向振動板により振動されているので、受光用スリット板上では再結像された各像の位置が各スリットの長手方向と直交する方向に振動される。フォーカスセンサのセンサ検出信号が信号選択処理装置80により回転振動板の周波数の信号で同期検波される。このときスリット像Sが基準の位置から高さ方向にずれると、フォーカスセンサに入力される反射光がずれて光量が変化する。このセンサ検出信号を信号選択処理装置80により同期検波して得られた焦点ずれ信号(デフォーカス信号)、例えばSカーブ信号が高さ位置検出信号Zとして主制御装置20に供給されるようになっている。この位置検出信号Zは、基準位置からのZ座標の差に応じて比例して変化するため、主制御装置20でZ座標を演算することができる。つまり、ウエハW上に形成されたスリット像SがウエハW表面のZ方向位置を計測する計測領域となる。   In this case, since the light fluxes of the slit images S are vibrated by the rotation direction vibration plate, the position of each re-imaged image on the light receiving slit plate vibrates in a direction perpendicular to the longitudinal direction of each slit. Is done. The sensor detection signal of the focus sensor is synchronously detected by the signal selection processing device 80 with the frequency signal of the rotary diaphragm. At this time, if the slit image S deviates in the height direction from the reference position, the reflected light input to the focus sensor deviates and the amount of light changes. A defocus signal (defocus signal) obtained by synchronously detecting the sensor detection signal by the signal selection processing device 80, for example, an S curve signal, is supplied to the main controller 20 as the height position detection signal Z. ing. Since this position detection signal Z changes in proportion to the difference in the Z coordinate from the reference position, the main control device 20 can calculate the Z coordinate. That is, the slit image S formed on the wafer W becomes a measurement region for measuring the position in the Z direction on the surface of the wafer W.

AF検出系6は、投影光学系PLの最良結像面(ベストフォーカス面)を基準面として、照射系60aの検出光束DLをウエハテーブル18上の基準マーク板FMに照射した場合に、その基準面に基準マーク板FMのマーク面が合致したときにその高さ位置検出信号Zが0になるようにオフセット調整がなされている。そして、ウエハW上の任意の被計測点にその照射系60aからスリット像Sを投影した場合に、その高さ位置検出信号Zはその基準面とその被計測点との高さの差に比例するように変化する。また、比例の線形性が不十分な場合は高さ位置検出信号Zと高さの差が線形的な関係となるように補正することが好ましい。   The AF detection system 6 uses the best imaging plane (best focus plane) of the projection optical system PL as a reference plane, and irradiates the reference mark plate FM on the wafer table 18 with the detection light beam DL of the irradiation system 60a. Offset adjustment is performed so that the height position detection signal Z becomes 0 when the mark surface of the reference mark plate FM matches the surface. When the slit image S is projected from the irradiation system 60a onto an arbitrary measurement point on the wafer W, the height position detection signal Z is proportional to the difference in height between the reference plane and the measurement point. To change. Further, when the proportional linearity is insufficient, it is preferable to correct so that the difference between the height position detection signal Z and the height has a linear relationship.

ここで、ウエハWに投影されるスリット像Sの向きについて説明すると、ウエハW上の回路パターンの影響を受けにくくする目的で、X軸及びY軸とそれぞれ45°で交差する直線に沿った向きとされる。そのため本実施形態の照射系60aからはXZ面に対して45゜で交差し、かつYZ面に対しても45゜で交差する面に沿った向きで検出光束DLが照射される。その結果スリット像Sは、座標系でいえば概ねY=Xのグラフに平行な方向に形成される。   Here, the direction of the slit image S projected on the wafer W will be described. For the purpose of making it less susceptible to the influence of the circuit pattern on the wafer W, the direction along a straight line that intersects the X axis and the Y axis at 45 ° respectively. It is said. Therefore, the detection light beam DL is irradiated from the irradiation system 60a of the present embodiment in a direction along a plane that intersects the XZ plane at 45 ° and also intersects the YZ plane at 45 °. As a result, the slit image S is formed in a direction substantially parallel to the Y = X graph in the coordinate system.

また、本実施形態では、本発明の平坦度異常検出方法のみならず、高精度なレベリングも可能な構成となっているため、多数の結像光束を照射する照射系60aと、それらの検出光束DLのウエハW表面からの反射光を個別に受光する多数のセンサ(フォーカスセンサ)を有する受光系60bとからなる多点焦点位置検出系として構成されている。このような多点焦点位置検出系は、例えば、特開平6−283403号公報(対応米国特許第5,448,332号)などに開示されている。   In the present embodiment, not only the flatness abnormality detection method of the present invention but also high-accuracy leveling is possible. Therefore, the irradiation system 60a for irradiating a large number of imaging light beams and their detected light beams The multi-point focal position detection system includes a light receiving system 60b having a large number of sensors (focus sensors) that individually receive reflected light from the surface of the DL wafer W. Such a multipoint focal position detection system is disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 6-283403 (corresponding US Pat. No. 5,448,332).

本発明のAF検出系6では、θxとθyのいずれの傾斜も同時に検出するため、7行×7列のマトリックス状に配列された49個のパターン板を備えた照射系60aから照射された検出光束DLにより、ウエハW上には、7行×7列のマトリックス状に配列された49個のスリット像S1〜S49が形成される。そして、これらの反射光は、受光系60bの49個の受光用スリット板のそれぞれに配置されたフォーカスセンサにより検出される。   In the AF detection system 6 of the present invention, in order to detect both inclinations of θx and θy at the same time, the detection is performed from the irradiation system 60a including 49 pattern plates arranged in a matrix of 7 rows × 7 columns. Forty-nine slit images S1 to S49 arranged in a matrix of 7 rows × 7 columns are formed on the wafer W by the light beam DL. These reflected lights are detected by focus sensors arranged in each of the 49 light receiving slit plates of the light receiving system 60b.

そして、主制御装置20が同時に受け取ることがチャンネル数は、信号選択処理装置80内の信号処理回路のチャネル数に応じて定められるが、本実施形態のレベリングでは例えば、同時に49の全ての信号を受け取ることができる。   The number of channels that the main control device 20 receives simultaneously is determined according to the number of channels of the signal processing circuit in the signal selection processing device 80. In the leveling of this embodiment, for example, all 49 signals are simultaneously received. Can receive.

図2は、ウエハW上に照射された複数のスリット像S1〜S49を示す図である。スリット像S1〜S49は、7行×7列のマトリックス状に配列され、中央のスリット像S25の中心点である計測中心点CPと露光領域IAの中心(すなわち、投影光学系の像面と光軸AXとが交わる位置)とが一致するように配置されている。スリット像S1〜S49は露光領域IAに対して不動である。このうち、本発明では、Y軸方向(第1方向)に7行ある内の中央の行のスリット像Sで、その行にX軸方向(第2方向)に沿って一直線に並んだ7つのスリット像S22〜S28のみを使用する。本発明では、ウエハWをY軸方向に走査しながら連続的にウエハW表面のZ方向位置を計測するため、同一のX軸方向位置にはスリット像Sが少なくとも1つあればよいからである。一方、同時に広いエリアを検査するためX軸方向に並んだ複数のスリット像Sは全て使用される。なお、走査計測の詳細については後述する。   FIG. 2 is a diagram showing a plurality of slit images S1 to S49 irradiated on the wafer W. As shown in FIG. The slit images S1 to S49 are arranged in a matrix of 7 rows × 7 columns, and the measurement center point CP, which is the center point of the center slit image S25, and the center of the exposure area IA (that is, the image plane and light of the projection optical system). (Position where the axis AX intersects). The slit images S1 to S49 are immovable with respect to the exposure area IA. Of these, in the present invention, there are seven slit images S in the middle row among seven rows in the Y-axis direction (first direction), and seven rows aligned in a straight line along the X-axis direction (second direction). Only the slit images S22 to S28 are used. In the present invention, since the Z-direction position of the surface of the wafer W is continuously measured while scanning the wafer W in the Y-axis direction, it is sufficient that at least one slit image S exists at the same X-axis direction position. . On the other hand, all of the plurality of slit images S arranged in the X-axis direction are used to simultaneously inspect a wide area. Details of scanning measurement will be described later.

ウエハW上に形成されるスリット像S22〜S28は、各スリット像Sの中心点のX軸方向の間隔が、およそ3.5mmとなっている。スリット像S22の中心とスリット像S28の中心とのX軸方向の距離は21mmである。一つのスリット像SがウエハW上を走査する幅、即ち走査幅Dは、およそ1.75mmであり、隣接するスリット像Sとの間隙Lはおよそ1.75mmである。つまり、本実施形態では、D=Lとなっている。これにより、7つのスリット像S22〜S28によって24.5mmの幅が走査でき、X軸方向の幅が25mmのショット領域SHnを1回の走査で略カバーすることができる。   In the slit images S22 to S28 formed on the wafer W, the distance between the center points of the slit images S in the X-axis direction is about 3.5 mm. The distance in the X-axis direction between the center of the slit image S22 and the center of the slit image S28 is 21 mm. The width in which one slit image S scans the wafer W, that is, the scanning width D is approximately 1.75 mm, and the gap L between adjacent slit images S is approximately 1.75 mm. That is, in this embodiment, D = L. Thereby, the width of 24.5 mm can be scanned by the seven slit images S22 to S28, and the shot region SHn having a width of 25 mm in the X-axis direction can be substantially covered by one scan.

次に、本実施形態の平坦度異常検出方法について説明する。本実施形態の平坦度異常検出方法は、大きく分けて、以下の3つの手順による。まず第1に、ウエハW上を走査して、AF検出系6を用いて、ウエハW上の被計測点MPの位置情報取得のステップを行う。次に、ウエハWの表面を露光時のショット領域に従った複数のショット領域SHnに区画するとともに、そのショット領域SHn毎に近似平面APnを求める近似平面取得のステップを行う。また、所定の場合は補正後近似平面APn’を求める補正後近似平面取得のステップを行う。そして、最後に、それぞれのショット領域SHnに含まれる被計測点MPにおける位置情報のそれぞれを近似平面APn若しくは補正後近似平面APn’と比較し、この近似平面APn、補正後近似平面APn’からの乖離が第1の閾値Kより大きな場合に平坦度の異常として当該ショット領域SHnを抽出する平坦度異常検出のステップを行う。 Next, the flatness abnormality detection method of this embodiment will be described. The flatness abnormality detection method of the present embodiment is roughly divided into the following three procedures. First, the wafer W is scanned, and the AF detection system 6 is used to acquire the position information of the measurement point MP on the wafer W. Next, the surface of the wafer W is divided into a plurality of shot areas SHn according to the shot area at the time of exposure, and an approximate plane acquisition step for obtaining an approximate plane APn for each shot area SHn is performed. Further, in a predetermined case, a corrected approximate plane acquisition step for obtaining a corrected approximate plane APn ′ is performed. Finally, each piece of position information at the measurement point MP included in each shot region SHn is compared with the approximate plane APn or the corrected approximate plane APn ′, and from the approximate plane APn and the corrected approximate plane APn ′. divergence performs steps flatness anomaly detection to extract the shot area SHn as abnormal flatness when greater than a first threshold value K 2.

また、本実施形態では、比較的大きな平坦度異常を比較的高速に検出する通常方式(以下「ノーマルモード」と呼ぶ。)と、時間はかかるが微細な平坦度異常を発見するための高精細方式(以下、「ファインモード」と呼ぶ。)の2つの方法があり、これらを検査の目的により任意に使い分けることができる。本実施形態では、ウエハWはウエハホルダ25に装着されているが、このウエハWの表面にゴミが付着する場合がある。また、ウエハWがウエハホルダ25に装着される前に、ウエハホルダ25にゴミが付着し、その上にウエハWが装着される場合がある。この場合、ウエハWは真空吸着により強力にウエハホルダ25に引きつけられているため、ゴミの存在によりウエハWの一部が盛り上がる場合がある。後者の場合は、平坦度異常を示す範囲が比較的大きく、ノーマルモードで発見しやすい。一方、ウエハW表面のゴミは、小さい物は200nm程度のものから存在し、これらの発見はファインモードが適している。   In this embodiment, a normal method for detecting a relatively large flatness abnormality at a relatively high speed (hereinafter referred to as “normal mode”) and a high-definition technique for detecting a fine flatness abnormality that takes time. There are two methods (hereinafter referred to as “fine mode”), and these can be arbitrarily used depending on the purpose of inspection. In this embodiment, the wafer W is mounted on the wafer holder 25, but dust may adhere to the surface of the wafer W. Further, before the wafer W is mounted on the wafer holder 25, dust may adhere to the wafer holder 25, and the wafer W may be mounted thereon. In this case, since the wafer W is strongly attracted to the wafer holder 25 by vacuum suction, a part of the wafer W may rise due to the presence of dust. In the latter case, the range showing the flatness abnormality is relatively large and is easily found in the normal mode. On the other hand, the dust on the surface of the wafer W exists from a small thing of about 200 nm, and the fine mode is suitable for finding these.

以下、図8〜図13に示すフローチャートに従って平坦度異常検出方法の手順の一例について詳細に説明する。本実施形態の平坦度異常検出プログラムは、露光装置1の露光制御のためのプロセスプログラムと統合されて主制御装置20のコンピュータの記憶装置20bに記憶されており、主制御装置20の表示装置20cと入力装置20dにより操作され、CPU20aによりAF検出系6などが制御されて平坦度異常検出方法の各処理が実行される。   Hereinafter, an example of the procedure of the flatness abnormality detection method will be described in detail according to the flowcharts shown in FIGS. The flatness abnormality detection program of this embodiment is integrated with a process program for exposure control of the exposure apparatus 1 and stored in the storage device 20b of the computer of the main control device 20, and the display device 20c of the main control device 20 is stored. Are operated by the input device 20d, the AF detection system 6 and the like are controlled by the CPU 20a, and each process of the flatness abnormality detection method is executed.

露光装置1の操作者は、平坦度の異常検出の処理に先立って、計測のために必要な各種条件が記録された計測条件ファイルを選択し、主制御装置20はこれを読み込む(ステップ1(フローチャートにおいて「ステップ」を「S」と略記し、(S1)のように示す。))。計測条件ファイルには、データサンプリングに関する条件、計測範囲に関する条件、計測マップに関する条件などが記録されている。計測条件ファイルにはデータサンプリングに関する条件として、検出に使用するスリット像S、走査計測する際の走査速度(相対速度)、フォーカスセンサからの検出信号をサンプリングするサンプリング周波数が記録されている。本実施形態では、検出するスリット像Sとして、スリット像S22〜S28が選択されている。また、走査速度は125mm/s、サンプリング周波数は125Hzと記録されている。したがって、距離に換算するとY軸方向に沿って1mm毎にサンプリングが行なわれる。   The operator of the exposure apparatus 1 selects a measurement condition file in which various conditions necessary for measurement are recorded prior to the process of detecting an abnormality in flatness, and the main control apparatus 20 reads this (step 1 ( In the flowchart, “step” is abbreviated as “S” and is shown as (S1).)) In the measurement condition file, conditions relating to data sampling, conditions relating to a measurement range, conditions relating to a measurement map, and the like are recorded. In the measurement condition file, the slit image S used for detection, the scanning speed at the time of scanning measurement (relative speed), and the sampling frequency for sampling the detection signal from the focus sensor are recorded as conditions relating to data sampling. In the present embodiment, the slit images S22 to S28 are selected as the slit images S to be detected. The scanning speed is 125 mm / s and the sampling frequency is 125 Hz. Therefore, in terms of distance, sampling is performed every 1 mm along the Y-axis direction.

また、計測範囲に関する条件として、計測開始X座標Xs、計測終了X座標Xe、および走査開始Y座標Ys、走査終了Y座標Yeが記録されている。これらの座標の詳細については後述する。   In addition, measurement start X coordinate Xs, measurement end X coordinate Xe, scan start Y coordinate Ys, and scan end Y coordinate Ye are recorded as conditions relating to the measurement range. Details of these coordinates will be described later.

さらに計測マップに関する条件として、ウエハサイズ、ショット領域SHnの大きさおよび配列、ステップピッチが記録されている。本実施形態では、ウエハサイズは8インチ(直径200mm)、各ショット領域SHnの大きさはX軸方向の長さLxが25m、Y軸方向の長さLyが33mmと記録され、図3に示すようにショット配列は5行×7列の配列が記録されている。また、ステップピッチはショット領域SHnの大きさに応じて決定されており、X軸方向ステップピッチPxとして25mm、Y軸方向ステップピッチPyとして33mmが記録されている。なお、本実施形態では、ショット領域SHを全て同一として、均一なマトリックス状の配列としたが、ウエハWの効率的な利用のため、大きさの異なるショット領域を設け、その形状に合わせたショット領域の配列としてもよい。   Further, as conditions regarding the measurement map, the wafer size, the size and arrangement of the shot area SHn, and the step pitch are recorded. In the present embodiment, the wafer size is recorded as 8 inches (diameter 200 mm), and the size of each shot area SHn is recorded as a length Lx in the X-axis direction of 25 m and a length Ly in the Y-axis direction of 33 mm, as shown in FIG. As described above, a 5 × 7 array of shot arrays is recorded. The step pitch is determined according to the size of the shot area SHn, and 25 mm is recorded as the X-axis direction step pitch Px and 33 mm is recorded as the Y-axis direction step pitch Py. In the present embodiment, the shot areas SH are all the same and are arranged in a uniform matrix. However, for efficient use of the wafer W, shot areas having different sizes are provided and shots that match the shape are provided. It may be an array of regions.

このように選択された計測条件ファイルの読み込みが行なわれ、計測条件ファイルに記載された各条件に基づいて主制御装置20が制御を行う。このような計測条件ファイルの読み込みが完了したら、計測モードの選択が行われる(S2)。ここでは、目的に応じてNormal(ノーマルモード)もしくはFine(ファインモード)のいずれかが操作者によりキーボードなどの入力装置20dから入力される。主制御装置20のCPU20aは、いずれの計測モードが入力されたかを判断し、いずれかの計測モードで位置情報取得のステップの処理を実行する。   The measurement condition file thus selected is read, and the main controller 20 performs control based on each condition described in the measurement condition file. When reading of the measurement condition file is completed, the measurement mode is selected (S2). Here, according to the purpose, either Normal (normal mode) or Fine (fine mode) is input by the operator from the input device 20d such as a keyboard. The CPU 20a of the main control device 20 determines which measurement mode is input, and executes the process of the position information acquisition step in any measurement mode.

以下、ノーマルモードを選択した場合(S2;Normal)の位置情報取得のステップについて説明する。最初に、ウエハセンタでフォーカシングを行う(S3)。このときのウエハセンタでのZ方向の高さを「0」として以後の他の領域でのフォーカシングの基準とする。   Hereinafter, the step of acquiring the position information when the normal mode is selected (S2; Normal) will be described. First, focusing is performed at the wafer center (S3). The height in the Z direction at the wafer center at this time is set to “0”, which is used as a reference for focusing in other areas thereafter.

次に、ウエハステージ位置(X,Y)の初期設定を行う(S4)。ここでは、ウエハステージの初期位置として、計測開始X座標Xs、および走査開始Y座標Ysが設定される。なお、以下の説明ではステージベース16を基準として設定されたXY座標系を用い、ウエハステージWSTがこの座標系において移動するものとして説明する。また、座標系は、紙面上が+Y、右が+Xの数学座標系である。また、スリット像S自体の位置はXY座標系に対して変化しない。   Next, initial setting of the wafer stage position (X, Y) is performed (S4). Here, the measurement start X coordinate Xs and the scan start Y coordinate Ys are set as the initial position of the wafer stage. In the following description, an XY coordinate system set with reference to the stage base 16 is used, and the wafer stage WST is described as moving in this coordinate system. The coordinate system is a mathematical coordinate system with + Y on the paper and + X on the right. Further, the position of the slit image S itself does not change with respect to the XY coordinate system.

計測開始X座標Xsおよび走査開始Y座標Ysについて図3を参照しながら説明する。図3は、複数のショット領域SHに区画されたウエハWのショットマップを示している。本実施形態ではウエハWは、5行×7列のマトリックス状に区画されている。また、各ショット領域SHの中心であるショットセンタSCを黒点で表している。計測開始X座標Xsは、ウエハ最左端(ウエハのX座標が最大の値)のショットセンタSCと計測中心点CPとが一致するX座標となる。また、走査開始Y座標Ysは、計測中心点CPがウエハ下端Wsから助走距離である所定距離(ここでは10mm)のマージンMsだけ下がった(Y座標の値が大きい)位置のY座標となる。マージンMsを設けたのは、助走区間で加速を行うことにより各ショット領域SHを一定速度で走査できるようにするためである。このように、走査のスタート位置としてウエハステージ位置が(Xs,Ys)に設定される。そして、主制御装置20は、ウエハ駆動系26を介してウエハステージWSTを(Xs,Ys)に位置決めする(S5)。   The measurement start X coordinate Xs and the scan start Y coordinate Ys will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows a shot map of the wafer W divided into a plurality of shot areas SH. In this embodiment, the wafer W is partitioned into a matrix of 5 rows × 7 columns. Further, the shot center SC that is the center of each shot area SH is represented by a black dot. The measurement start X coordinate Xs is an X coordinate at which the shot center SC at the leftmost end of the wafer (the X coordinate of the wafer is the maximum value) coincides with the measurement center point CP. The scanning start Y coordinate Ys is the Y coordinate of the position where the measurement center point CP is lowered from the lower end Ws of the wafer by a margin Ms of a predetermined distance (here, 10 mm) that is the running distance (the Y coordinate value is large). The reason why the margin Ms is provided is that each shot region SH can be scanned at a constant speed by performing acceleration in the running section. Thus, the wafer stage position is set to (Xs, Ys) as the scanning start position. Then, main controller 20 positions wafer stage WST at (Xs, Ys) via wafer drive system 26 (S5).

次に、初期位置(Xs,Ys)に設定されたウエハステージWSTをーY方向に走査移動する。そして、同時に所定のサンプリング周波数(ここでは125ヘルツ)でサンプリングを開始する(S6)。このときウエハステージWSTは、マージンMs(ここでは、10mm)だけ移動する間に、所定の速度(ここでは125mm/s)まで加速し、それ以降は125mm/sの一定速度で走査移動を行う。なお、図3においては、図示の便宜上、ウエハW上をスリット像Sが+Y方向に走査移動するように描いているが、実際にはスリット像Sは移動せず、ウエハWがスリット像Sに対して−Y方向に走査移動する。   Next, the wafer stage WST set at the initial position (Xs, Ys) is scanned and moved in the −Y direction. Simultaneously, sampling is started at a predetermined sampling frequency (here 125 Hz) (S6). At this time, wafer stage WST accelerates to a predetermined speed (here 125 mm / s) while moving by margin Ms (here 10 mm), and thereafter performs scanning movement at a constant speed of 125 mm / s. In FIG. 3, for convenience of illustration, the slit image S is drawn on the wafer W so as to scan and move in the + Y direction. However, the slit image S does not actually move, and the wafer W becomes the slit image S. In contrast, the scanning movement is performed in the -Y direction.

このような走査移動によって、図4に示すように、ウエハWの帯状の領域SA22〜SA28がスリット像S22〜S28によって走査されることになる。このとき、主制御装置20は、フォーカスセンサからの検出信号を125Hzでサンプリングしているので、走査領域SA22〜SA28内のウエハW面のZ方向位置情報をY軸方向1mm間隔の被計測点MPにおいて計測していることになる。   By such scanning movement, as shown in FIG. 4, the band-shaped areas SA22 to SA28 of the wafer W are scanned by the slit images S22 to S28. At this time, since main controller 20 samples the detection signal from the focus sensor at 125 Hz, Z-direction position information on the wafer W surface in scanning regions SA22 to SA28 is used as measurement point MP at intervals of 1 mm in the Y-axis direction. It will be measured in.

走査移動中のウエハステージWSTの位置は、ウエハ干渉計31により計測されている。主制御装置20は、ウエハ干渉計31により計測されたウエハステージWSTの位置をフォーカスセンサからの検出信号と同期して同一のタイミングで読み取り、Z方向位置情報と関連づけて記憶装置20bに記憶する。このようにして、各被計測点MPにおけるZ方向位置情報が、被計測点MPのXY座標と共に記憶され、計測データとして蓄積されていく。以上の説明の通り、本実施形態では、Z方向位置情報の取得を時間で制御しているので、簡易な構成で高速に位置情報を取得することができる。   The position of wafer stage WST during scanning movement is measured by wafer interferometer 31. Main controller 20 reads the position of wafer stage WST measured by wafer interferometer 31 at the same timing in synchronization with the detection signal from the focus sensor, and stores it in storage device 20b in association with the Z-direction position information. In this way, the Z-direction position information at each measurement point MP is stored together with the XY coordinates of the measurement point MP and accumulated as measurement data. As described above, in the present embodiment, the acquisition of the Z direction position information is controlled by time, so that the position information can be acquired at high speed with a simple configuration.

また、このようにウエハ干渉計31によりウエハステージ位置(X,Y)のY座標が、走査終了Y座標Yeになったか否かが監視されており、現在のY座標と、走査終了Y座標Yeが比較される(S7)。そして、Y=Yeでない場合は(S7;NO)、ーY方向の走査移動が継続され(S6)、Y=Yeになったら(S7;YES)、走査の終了として、ウエハステージWSTの駆動を停止して、走査を終了する(S8)。なお、フローチャートには記載はないが、走査終了の前にウエハステージ位置(X,Y)のY座標の値が、Yeー10となったら、スリット像Sがウエハ上端Weを通過したことになるのでウエハステージWSTの停止のための減速を開始する。   Further, the wafer interferometer 31 monitors whether or not the Y coordinate of the wafer stage position (X, Y) has reached the scanning end Y coordinate Ye, and the current Y coordinate and the scanning end Y coordinate Ye. Are compared (S7). If Y = Ye is not satisfied (S7; NO), the scanning movement in the −Y direction is continued (S6). If Y = Ye (S7; YES), the wafer stage WST is driven as the end of scanning. Stop and end scanning (S8). Although not described in the flowchart, if the value of the Y coordinate of the wafer stage position (X, Y) becomes Ye-10 before the end of scanning, the slit image S has passed the wafer upper end We. Therefore, deceleration for stopping wafer stage WST is started.

次に、ウエハステージ位置(X,Y)のX座標が、計測終了X座標Xeと比較され(S9)、X≦Xeでなかったら(S9;NO)、ウエハステージWSTを次の走査開始位置まで移動させるための再設定を行う(S10)。ここでは、ウエハステージ位置(X,Y)のX座標をX=X−Pxとする。これは、ウエハステージWSTをX方向のステップピッチPxだけ−X方向に移動することを意味する(なお、図3では、図示の便宜上、スリット像S22〜S28がウエハステージWSTに対して右方向(+X方向)に移動するように記載している。)。また、ウエハステージ位置(X,Y)のY座標をY=Ysとする。これは、ウエハステージWSTが(Ye−Ys)だけ+Y方向に移動して、走査開始位置に戻ることを意味する。(なお、図3では、図示の便宜上、スリット像S22〜S28がウエハステージWSTに対して下方向(−Y方向)に移動するように記載している。)。これにより、ウエハステージ位置(X,Y)は2列目の走査の開始位置に設定されたことになる。   Next, the X coordinate of the wafer stage position (X, Y) is compared with the measurement end X coordinate Xe (S9). If X ≦ Xe is not satisfied (S9; NO), the wafer stage WST is moved to the next scanning start position. Re-setting for moving is performed (S10). Here, the X coordinate of the wafer stage position (X, Y) is assumed to be X = X−Px. This means that wafer stage WST is moved in the −X direction by a step pitch Px in the X direction (in FIG. 3, for convenience of illustration, slit images S22 to S28 are moved in the right direction with respect to wafer stage WST ( + X direction)). Further, the Y coordinate of the wafer stage position (X, Y) is set to Y = Ys. This means that wafer stage WST moves in the + Y direction by (Ye−Ys) and returns to the scanning start position. (In FIG. 3, for convenience of illustration, the slit images S22 to S28 are described so as to move downward (−Y direction) with respect to wafer stage WST.) Thereby, the wafer stage position (X, Y) is set to the scanning start position of the second column.

この設定に基づいてウエハステージ位置(X,Y)を実際に位置決めし(S5)、以後、1列目の走査と同様に、ーY方向にウエハステージWSTを走査移動させ、同時に所定周波数でAFサンプリング(位置情報の検出)を行う(S6)。そして、Y座標が走査終了Y座標Yeとなったら(S7;YES)、ウエハステージを停止して走査を終了し(S8)、ウエハステージ位置(X,Y)のX座標を計測終了X座標Xeと比較し(S9)、X≦Xeでなかったら(S9;NO)、続いて3列目の走査を2列目と同様な手順で実行する。   Based on this setting, the wafer stage position (X, Y) is actually positioned (S5), and thereafter, the wafer stage WST is scanned and moved in the −Y direction as in the first row scanning, and at the same time AF at a predetermined frequency is performed. Sampling (position information detection) is performed (S6). When the Y coordinate becomes the scanning end Y coordinate Ye (S7; YES), the wafer stage is stopped and the scanning is ended (S8), and the X coordinate of the wafer stage position (X, Y) is measured. (S9), if X ≦ Xe is not satisfied (S9; NO), then the third column scan is executed in the same procedure as the second column.

このように、走査を繰り返し、ウエハステージ位置(X,Y)のX座標を計測終了X座標Xeと比較して(S9)、X≦Xeとなったら(S9;YES)、計測を終了する(S11)。このように、X方向の位置を変えて走査を繰り返し行なうことにより、ウエハWのZ方向位置情報を漏れなく短時間に計測することができる。全ての計測が終了したら、計測データのデータトリミングを行う(S12)。この手順ではサンプリングしたデータの内、計測条件ファイルを参照して、ウエハWの周囲の周縁部に設けられたおよそ3mm程度の不露光領域であるディスエイブルレンジDRを除く、ウエハWの露光有効エリアに外接する正方形の外にあるデータを不要データとして削除する。この正方形の対向する2辺は、X軸に平行であり、他の2辺はY軸に平行である。そして、読み込んだ計測条件ファイル(S1)と、選択した計測モードの種別(ノーマルモードかファインモードか)の識別フラグとともに、計測した計測データを計測結果ファイルとして、1つのファイルに関連づけて記憶装置に記憶する(S13)。以上で、ノーマルモードにおける位置情報取得のステップを終了する(END)。   Thus, scanning is repeated, the X coordinate of the wafer stage position (X, Y) is compared with the measurement end X coordinate Xe (S9), and when X ≦ Xe (S9; YES), the measurement is ended (S9; YES). S11). As described above, by repeating the scanning while changing the position in the X direction, the position information of the wafer W in the Z direction can be measured in a short time without omission. When all measurements are completed, data trimming of measurement data is performed (S12). In this procedure, by referring to the measurement condition file in the sampled data, the exposure effective area of the wafer W excluding the disable range DR which is an unexposed area of about 3 mm provided at the peripheral edge around the wafer W. Data outside the square circumscribing is deleted as unnecessary data. Two opposite sides of this square are parallel to the X axis, and the other two sides are parallel to the Y axis. Then, together with the read measurement condition file (S1) and the identification flag of the selected measurement mode type (normal mode or fine mode), the measured measurement data is associated with one file as a measurement result file in the storage device. Store (S13). This completes the position information acquisition step in the normal mode (END).

次に、図8のS2において、計測モード選択として、Fineを選択した場合(S2;Fine)の位置情報取得のステップについて、図9に示すフローチャートで説明する。なお、この手順では、図8に示す手順と重複する部分は説明を簡略化する。   Next, the position information acquisition step when Fine is selected as the measurement mode selection in S2 of FIG. 8 (S2; Fine) will be described with reference to the flowchart shown in FIG. In this procedure, the description overlapping with the procedure shown in FIG. 8 is simplified.

ファインモードでの位置情報取得のステップが、ノーマルモードでの位置情報取得のステップと異なるのは、同じショット領域SHn内での走査を2回繰り返す点にある。これば、多点AF系では、ウエハW上に結像されるスリット像S同士が接したり、或いは隣接するスリット像S同士があまりに近接したりすると、隣接するスリット像の反射光の影響を受けるため、検出精度が低下する。このため、スリット像S所定の間隙が必要となる。特に、ウエハW表面の傾きを検出する場合は、一定の間隙があった方がむしろ好ましい。本実施形態のAF検出系6でも、傾きを検出してウエハWのレベリングを行なっている。一方、ウエハW上の平坦度異常、特にゴミの発見は、ウエハW表面を全て検査することが好ましい。このため、本実施形態ではウエハWのレベリングを正確に行なえる機能と、短時間にゴミの発見ができる機能を同一のAF系で両立するために、同一のショット領域SHnで、走査を複数回(本実施形態では2回)行うことで、この間隙を補完するように走査し、検出の分解能を高め漏れのないゴミの発見を可能としている。   The position information acquisition step in the fine mode is different from the position information acquisition step in the normal mode in that the scanning in the same shot area SHn is repeated twice. In this case, in the multipoint AF system, if the slit images S formed on the wafer W are in contact with each other or if the adjacent slit images S are too close to each other, they are affected by the reflected light of the adjacent slit images. Therefore, the detection accuracy decreases. For this reason, a predetermined gap is required for the slit image S. In particular, when detecting the tilt of the surface of the wafer W, it is preferable to have a certain gap. In the AF detection system 6 of the present embodiment, the wafer W is leveled by detecting the tilt. On the other hand, it is preferable to inspect the entire surface of the wafer W in order to detect abnormalities in flatness on the wafer W, particularly dust. For this reason, in the present embodiment, in order to achieve both the function of accurately leveling the wafer W and the function of detecting dust in a short time in the same AF system, the same shot area SHn is scanned a plurality of times. By performing (in this embodiment twice), scanning is performed so as to compensate for this gap, so that detection resolution can be increased and detection of dust without leakage can be made.

具体的な手順として、最初に、ウエハセンタでフォーカシングを行う(S23)。次に、ウエハステージ位置(X,Y)の初期設定を行う(S24)。本実施形態のファインモードでは、ノーマルモードの解像度の2倍の解像度とするため、同一のショット領域SHnを位置をずらして2回走査する点に特徴がある。そのため、ウエハステージ位置(X,Y)の初期設定においては、ノーマルモードより、ウエハステージWSTを+X側に移動させた位置から走査を始める。ここで、図5は、ファインモードにおける1回目の走査位置を示す図である。図4で示すノーマルモードにおける走査位置は、計測中心点CPがショットセンタSCを通過するように走査するのに比較して、図5に示すファインモードにおける1回目の走査位置は、計測中心点CPがショットセンタSCのーX側に走査幅Dの1/2だけずれた位置を通過するように走査する点で異なる。このように設定された1回目の走査開始のウエハステージ位置にウエハステージWSTを位置決めする(S25)。   As a specific procedure, first, focusing is performed at the wafer center (S23). Next, initial setting of the wafer stage position (X, Y) is performed (S24). The fine mode of the present embodiment is characterized in that the same shot area SHn is scanned twice while shifting the position in order to obtain a resolution twice that of the normal mode. Therefore, in the initial setting of wafer stage position (X, Y), scanning is started from the position where wafer stage WST is moved to the + X side from the normal mode. Here, FIG. 5 is a diagram illustrating the first scanning position in the fine mode. The scan position in the normal mode shown in FIG. 4 is compared with the scan center point CP passing through the shot center SC, and the first scan position in the fine mode shown in FIG. Is different in that scanning is performed so as to pass a position shifted by ½ of the scanning width D to the −X side of the shot center SC. Wafer stage WST is positioned at the wafer stage position at the start of the first scan thus set (S25).

次に、計測中心点CPが、初期位置(Xs+D/2,Ys)に設定されたウエハステージWSTをーY方向に走査移動(一次走査)する。そして同時に所定周波数(ここでは125ヘルツ)でサンプリングする(S26)。現在のY座標と、走査終了Y座標が比較され(S27)、Y=Yeになったら(S27;YES)、走査の終了として、ウエハステージWSTの駆動を停止して、一次走査を終了する(S28)。   Next, the measurement center point CP scans (primary scan) the wafer stage WST set at the initial position (Xs + D / 2, Ys) in the −Y direction. At the same time, sampling is performed at a predetermined frequency (125 Hz in this case) (S26). The current Y coordinate and the scanning end Y coordinate are compared (S27), and when Y = Ye (S27; YES), the driving of wafer stage WST is stopped and the primary scanning is ended as the end of scanning (S27). S28).

次に、走査開始位置を再設定する(S29)。ここでは、X=X−D、Y=Ysとする。X座標をX=XーDとするのは、図6に示すように、2回目の走査(二次走査)は、2点鎖線で示す一次走査の領域と重複しないようにするため、一次走査の領域から走査幅D分だけーX方向にウエハステージWSTをスキップさせる必要があるためである。   Next, the scan start position is reset (S29). Here, it is assumed that X = X−D and Y = Ys. The X coordinate is set to X = X−D, as shown in FIG. 6, in order to prevent the second scanning (secondary scanning) from overlapping the primary scanning area indicated by the two-dot chain line. This is because it is necessary to skip wafer stage WST in the −X direction by the scanning width D from the above area.

主制御装置20は、設定されたウエハステージ位置(X,Y)にウエハステージWSTを移動して位置決めし(S30)、一次走査と同様な手順でーY方向に二回目の走査移動(二次走査)し、同時にAFサンプリングをする(S31)。
Y=Yeになったら(S32;YES)、走査の終了として、ウエハステージWSTの駆動を停止して、二次走査を終了する(S33)。このように、ファインモードにおいては、一つのショット領域SHnに対して2回の走査が行われるため、ノーマルモードに比べてより詳細な計測データを得ることができる。次に、ウエハステージ位置(X,Y)のX座標が、計測終了X座標Xeと比較され(S34)、X≦XeーD/2でなかったら(S34;NO)、次の走査開始位置までウエハステージWSTを移動させるための再設定を行う(S35)。ここでは、ウエハステージ位置(X,Y)のX座標をX=X+D−Pxとする。これは、ウエハステージWSTをX方向のステップピッチPxノーマルモードであればステップピッチPxのままでよいが、ファインモードでは、一次走査は、ーX側に偏倚し、二次走査は+X側に偏倚しているため、+Dの距離、ウエハステージWSTを+X側にずらす(戻す)必要があるからである。また、ウエハステージ位置(X,Y)のY座標を、Y=Ysとする。ここでは2列目の走査の開始位置に設定されたことになる。
Main controller 20 moves and positions wafer stage WST to the set wafer stage position (X, Y) (S30), and performs the second scan movement (secondary) in the Y direction in the same procedure as the primary scan. Scanning) and simultaneously AF sampling is performed (S31).
When Y = Ye (S32; YES), as the end of scanning, the driving of wafer stage WST is stopped and the secondary scanning is ended (S33). As described above, in the fine mode, since one shot area SHn is scanned twice, more detailed measurement data can be obtained as compared with the normal mode. Next, the X coordinate of the wafer stage position (X, Y) is compared with the measurement end X coordinate Xe (S34). If X ≦ Xe−D / 2 is not satisfied (S34; NO), the next scanning start position is reached. Resetting for moving wafer stage WST is performed (S35). Here, the X coordinate of the wafer stage position (X, Y) is set to X = X + D−Px. If the wafer stage WST is in the X-direction step pitch Px normal mode, the step pitch Px may remain as it is. However, in the fine mode, the primary scan is biased to the −X side and the secondary scan is biased to the + X side. This is because the distance + D and the wafer stage WST need to be shifted (returned) to the + X side. The Y coordinate of the wafer stage position (X, Y) is set to Y = Ys. Here, it is set to the scanning start position of the second column.

この設定に基づいてウエハステージ位置(X,Y)を実際に位置決めし(S25)、以後、1列目のショット領域SHnの一次走査、二次走査と同様に、二列目以降の走査をS25〜S34の手順を繰り返し、ウエハステージ位置(X,Y)のX座標を計測終了X座標Xeと比較する(S34)。そして、X≦XeーD/2となったら(S34;YES)、計測を終了する(S36)。   Based on this setting, the wafer stage position (X, Y) is actually positioned (S25), and then the second and subsequent scans are performed in the same manner as in the primary and secondary scans of the first row shot area SHn. The procedure of S34 is repeated, and the X coordinate of the wafer stage position (X, Y) is compared with the measurement end X coordinate Xe (S34). When X ≦ Xe−D / 2 is satisfied (S34; YES), the measurement is terminated (S36).

そして、接続子2を介し、図8のフローチャートに戻り、データトリミングを行う(S12)。そして、計測条件ファイルと、選択した計測モードの種別(ノーマルモードかファインモードか)を示す識別フラグ、ファインモードの場合には一次走査か二次走査かを区別する識別フラグとともに、計測した計測データを計測結果ファイルとして、1つのファイルに関連づけて記憶装置に記憶する(S13)。以上で、ファインモードにおける位置情報取得のステップを終了する(END)。   Then, the process returns to the flowchart of FIG. 8 through the connector 2, and data trimming is performed (S12). The measurement data is measured together with a measurement condition file, an identification flag indicating the type of measurement mode (normal mode or fine mode), and an identification flag for distinguishing primary scanning or secondary scanning in the fine mode. Is stored in the storage device in association with one file as a measurement result file (S13). This completes the position information acquisition step in the fine mode (END).

次に、ノーマルモードにおける近似平面取得のステップ及び平坦度異常検出のステップの手順を、図10及び図11のフローチャートに従って説明する。
まず、図8及び図9の位置情報取得のステップにおいて、最初に「Normal」若しくは「Fine」のいずれの計測モードが選択されたか判別される(S40)。判別は計測結果ファイルに記憶されている計測モードの識別フラグを読み出すことで行う。ここでは、まず「Normal」が選択されたものとして説明する。ノーマルモードが選択されると(S40;Normal)、計測データをショット領域(ショット領域SHn)毎に分割する(S41)。ここで、nは1枚のウエハWに含まれるショット領域のショット番号であり、n=1〜N(Nはウエハ1枚中のショット領域の総数)の値をとる。
Next, the procedure of the approximate plane acquisition step and the flatness abnormality detection step in the normal mode will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, in the position information acquisition step of FIGS. 8 and 9, it is determined which measurement mode “Normal” or “Fine” is selected first (S40). The discrimination is performed by reading the measurement mode identification flag stored in the measurement result file. Here, it is assumed that “Normal” is selected first. When the normal mode is selected (S40; Normal), the measurement data is divided for each shot area (shot area SHn) (S41). Here, n is a shot number of a shot area included in one wafer W, and takes a value of n = 1 to N (N is the total number of shot areas in one wafer).

分割は、計測条件ファイルに記憶されているショットサイズ設定およびショット配列設定に基づいてウエハW上を複数のショット領域SHnに分け、計測結果ファイルに記録されている被計測点MPの計測データをショット領域SHn毎にグループ分けすることにより行なう。具体的には、それぞれのショット領域SHnの範囲(X≦X<X、Y≦Y<Y)と各被計測点MPのXY座標とを比較し、被計測点MPのXY座標がショット領域SHnの範囲内にあれば、当該ショット領域SHnの被計測点MPとして扱う。ここで、Xは、ショット領域SHnの左端が計測中心点CPと一致するウエハステージWSTの座標、Xは右端が計測中心点CPと一致するウエハステージWSTの座標であり、X-X=Lxの関係を有する。また、Yはショット領域SHnの下端が計測中心点CPと一致するウエハステージWSTの座標、Yは上端が計測中心点CPと一致するウエハステージWSTの座標であり、Y-Y=Lyの関係を有する。そしてn=1を初期値として(S42)、処理を開始する。 In the division, the wafer W is divided into a plurality of shot areas SHn based on the shot size setting and shot arrangement setting stored in the measurement condition file, and the measurement data of the measurement point MP recorded in the measurement result file is shot. This is done by grouping for each region SHn. Specifically, the range (X R ≦ X <X L , Y U ≦ Y <Y D ) of each shot area SHn is compared with the XY coordinates of each measured point MP, and the XY coordinates of the measured point MP are compared. Is within the range of the shot area SHn, it is handled as the measurement point MP of the shot area SHn. Here, X L is the coordinate of the wafer stage WST leftmost shot area SHn coincides with the measurement center point CP, X R are the coordinates of the wafer stage WST right end coincides with the measurement center point CP, X L -X R = Lx relationship. Further, Y D coordinates of the wafer stage WST the lower end of the shot area SHn coincides with the measurement center point CP, the Y U are the coordinates of the wafer stage WST upper end coincides with the measurement center point CP, Y U -Y D = It has a Ly relationship. Then, n = 1 is set as an initial value (S42), and the process is started.

次に、ショット領域SHnに含まれる被計測点MPの計測データであるデータZijの全てを用いてショット領域SHnに対応する近似平面APnの算出を行う(S43)。ここで、データZijは、ショット領域SHn内に含まれる被計測点MPのうち、i行j列目の被計測点MPにおける計測データ(Z方向位置情報)を表す。このとき近似平面APnは、   Next, the approximate plane APn corresponding to the shot area SHn is calculated using all of the data Zij that is the measurement data of the measurement point MP included in the shot area SHn (S43). Here, the data Zij represents measurement data (Z direction position information) at the measurement point MP in the i-th row and j-th column among the measurement points MP included in the shot area SHn. At this time, the approximate plane APn is

Figure 2006300676
で、Lを最小とする、a,b,cを求めればよい。Lを最小にするための条件は、
Figure 2006300676
Then, a, b, and c that minimize L can be obtained. The conditions for minimizing L are:

Figure 2006300676
であるので、これを計算して書き下し、行列式の形にまとめると
Figure 2006300676
So, if you calculate this and write it down and put it together in the form of a determinant

Figure 2006300676
となる。ここで
Figure 2006300676
It becomes. here

Figure 2006300676
とおけば[数3]の両辺にAの逆行列をかけて、
Figure 2006300676
If you do, multiply the sides of [Equation 3] by the inverse matrix of A,

Figure 2006300676
と表せるので、これを解くことによりa,b,cを求めることができ、近似平面APnが算出される。
Figure 2006300676
By solving this, a, b, and c can be obtained, and the approximate plane APn is calculated.

ここで、ショット領域SHn内の全てのデータZijについて、上述の手順により求めた近似平面APnからの残差のデータZ’ijを求め(S44)、データZ’ijについて平均Z’ave、標準偏差3σZ’を次式により算出する(S45)。 Here, for all data Zij in the shot area SHn, residual data Z′ij from the approximate plane APn obtained by the above-described procedure is obtained (S44), and the average Z′ave and standard deviation are obtained for the data Z′ij. 3σ Z ′ is calculated by the following equation (S45).

Figure 2006300676
続いて、S45で求めた標準偏差3σZ'と閾値Kとを比較する(S46)。ここで、標準偏差3σZ’が閾値Kを超えた場合は(S46;NO)、数値のばらつきが大きすぎて近似平面APnによる比較が適当ではないとしてエラーとして判断し、その旨を表示して処理をエラー終了する。一方、標準偏差3σZ’が閾値Kを超えない場合は(S46;YES)、ショット領域SHn内の残差のデータZ’ijとZ’ave±3σZ’とを比較する(S47)。ここで、Z’ave±3σZ’を超えるデータZ’ijがある場合は(S48;YES)、当該データに対応する元のデータZijを除去して、残りのデータZijを使用して補正後近似平面APn’の算出を行う(S49)。
Figure 2006300676
Then, compared with a standard deviation 3 [sigma] Z 'obtained in S45 with the threshold value K 1 (S46). Here, when the standard deviation 3σ Z ′ exceeds the threshold value K 1 (S46; NO), it is judged as an error that the comparison of the approximate plane APn is not appropriate because the numerical value variation is too large, and this is displayed. To terminate the process with an error. On the other hand, if the standard deviation 3σ Z ′ does not exceed the threshold value K 1 (S46; YES), the residual data Z′ij in the shot area SHn is compared with Z′ave ± 3σ Z ′ (S47). Here, when there is data Z′ij exceeding Z′ave ± 3σ Z ′ (S48; YES), the original data Zij corresponding to the data is removed, and after correction using the remaining data Zij The approximate plane APn ′ is calculated (S49).

そして、接続子4を介して図11のフローチャートに示す手順に移行する。Z’ave±3σZ’を超えるデータZ’ijがない場合は(S48;NO)、S43で既に求めた近似平面APnと各データZijとの偏差ΔZijを算出する(S50)。一方、Z’ave±3σZ’を超えるデータZ’ijがある場合は(S48;YES)、S49で算出された補正後近似平面APn'と、各データZijとの偏差ΔZijを算出する(S50)。 And it transfers to the procedure shown in the flowchart of FIG. If there is no data Z′ij exceeding Z′ave ± 3σ Z ′ (S48; NO), a deviation ΔZij between the approximate plane APn already obtained in S43 and each data Zij is calculated (S50). On the other hand, if there is data Z′ij exceeding Z′ave ± 3σZ (S48; YES), a deviation ΔZij between the corrected approximate plane APn ′ calculated in S49 and each data Zij is calculated (S50). ).

次に、ショット領域SHnに含まれる全ての偏差ΔZijの中から、最大値Max(ΔZij)と、最小値Min(ΔZij)とを抽出する。そして、差分Max(ΔZij)ーMin(ΔZij)を算出し、その値と、閾値Kとを比較判定する(S51)。これはウエハW表面上の平坦度異常を判定するためである。ここで、Kは、異物の存在の判定に適した所定の閾値であり、当該露光装置が備える投影光学系の焦点深度や、これから露光するウエハの処理プロセスなどに基づいて決定される。そして、Max(ΔZij)ーMin(ΔZij)の値が閾値Kの値を超える場合は(S51;YES)、ショット領域SHnには、ゴミありと判定する(S51)。また、Max(ΔZij)ーMin(ΔZij)の値が閾値Kの値以下の場合は(S51;NO)、ショット領域SHnにはゴミなしと判定する(S53)。 Next, the maximum value Max (ΔZij) and the minimum value Min (ΔZij) are extracted from all the deviations ΔZij included in the shot area SHn. Then, it calculates a difference Max (ΔZij) over Min (ΔZij), comparing determines its value, and a threshold value K 2 (S51). This is for determining an abnormality in flatness on the surface of the wafer W. Here, K 2 is the predetermined threshold value suitable for the determination of the presence of foreign material, and the depth of focus of the projection optical system in which the exposure apparatus is provided is determined based on such a wafer processing process of future exposure. Then, Max If the value of (ΔZij) over Min (ΔZij) exceeds the threshold value K 2 (S51; YES), the shot area SHn, determines that there is dust (S51). Further, Max when the value of (ΔZij) over Min (ΔZij) is less than or equal to the value of the threshold value K 2 (S51; NO), the shot area SHn is determined that no dust (S53).

次に、n=Nでなければ(S54;NO)、全てのショット領域SHnの処理が完了していないことになるので、n=n+1として(S55)、接続子5から図11のS43に戻り、次のショット領域SHnの処理を繰り返す(S43〜S54)。そして、n=Nとなったら(S54:YES)、全てのショット領域SHnの処理が完了したとして、ゴミありと判断されたショット領域SHnを表示装置20cの画面に表示されたショットマップ上に表示する(S56)。   Next, if n = N is not satisfied (S54; NO), the processing of all the shot areas SHn is not completed. Therefore, n = n + 1 is set (S55), and the process returns from the connector 5 to S43 in FIG. Then, the processing of the next shot area SHn is repeated (S43 to S54). Then, when n = N (S54: YES), it is determined that the processing of all the shot areas SHn is completed, and the shot area SHn determined to have dust is displayed on the shot map displayed on the screen of the display device 20c. (S56).

ここで、図7は、表示装置20cの画面に表示されたショットマップ21を示す図である。ショットマップ21は、ウエハWに区画された全てのショット領域SHnが表示され、ここで、S52でゴミありと判定されたショット領域21bが、S53でゴミなしと判定されたショット領域21aとは、異なる対応、例えば、異なる色彩で表示される。このように、本実施形態では、異常データを除去して補正後近似平面APn’を生成し、これを基準に平坦度異常を判定するため、平坦度が異常か否かを判定する基準となる仮想平面をより現実に近い平面とすることができ、より高い精度で平坦度異常の判定を行なうことができる。また、近似平面APnおよび補正後近似平面APn’をショット領域SHn毎に求めているので、局所的な平坦度異常も検知することができる。また、ゴミありと判断されたショット領域SHnが表示装置20cの画面に表示されたショットマップ上に表示されるので、ゴミの影響を受けるショット領域SHnを一見して認識することができる。   Here, FIG. 7 is a diagram showing the shot map 21 displayed on the screen of the display device 20c. The shot map 21 displays all the shot areas SHn partitioned on the wafer W. Here, the shot area 21b determined as having dust in S52 is the shot area 21a determined as having no dust in S53. Different correspondences, for example, different colors are displayed. As described above, in the present embodiment, the abnormal data is removed to generate the corrected approximate plane APn ′, and the flatness abnormality is determined based on the corrected approximate plane APn ′. Therefore, this is a reference for determining whether the flatness is abnormal. The virtual plane can be made closer to the real plane, and the flatness abnormality can be determined with higher accuracy. Further, since the approximate plane APn and the corrected approximate plane APn ′ are obtained for each shot region SHn, a local flatness abnormality can also be detected. Further, since the shot area SHn determined to have dust is displayed on the shot map displayed on the screen of the display device 20c, the shot area SHn affected by dust can be recognized at a glance.

次に、ファインモードにおける近似平面取得のステップ及び平坦度異常検出のステップの手順を、図12及び図13のフローチャートに従って説明する。
まず、図8及び図9の位置情報取得のステップにおいて、最初に「Normal」若しくは「Fine」のいずれの計測モードが選択されたか、計測結果ファイルに記憶されている識別フラグにより判別される(S40)。ここでは、「Fine」が選択されたものとして説明する。なお図10、図11においてしたノーマルモードと重複する手順の説明は省略する。図10に示すフローチャートで、計測モードとしてFineが選択された場合は(S40;Fine)、接続子3を介して図12のS60の手順に移行する。ここでは、計測データをショット領域毎に分割し、ショット領域SHnのn=1〜NまでのN個に区画する。そしてショット領域SHnのnをn=1として初期化する(S61)。
Next, the procedure of the approximate plane acquisition step and the flatness abnormality detection step in the fine mode will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, in the position information acquisition step of FIGS. 8 and 9, it is determined by the identification flag stored in the measurement result file whether the measurement mode “Normal” or “Fine” is selected first (S40). ). Here, it is assumed that “Fine” is selected. A description of the same procedure as that in the normal mode in FIGS. 10 and 11 is omitted. In the flowchart shown in FIG. 10, when Fine is selected as the measurement mode (S40; Fine), the process proceeds to the procedure of S60 in FIG. Here, the measurement data is divided for each shot area, and is divided into N shot areas SHn, where n = 1 to N. Then, n in the shot area SHn is initialized as n = 1 (S61).

次に、ファインモードの場合は、一次走査と二次走査の2回の走査を行っており、これらを区別する必要があるため、計測結果ファイルに記憶されている一次走査か二次走査かの識別フラグが読み出され判定される(S62)。ここでは、まず一次走査のファイルをデータ処理する場合(S62;YES)を説明する。まず、ショット領域SHnに含まれる全ての一次走査計測のデータZijを用いて近似平面APnが算出される(S63)。次に、全ての一次走査計測のデータZについて、求めた近似平面APnからの残差のデータZ’ijを求め(S64)、データZ’ijについて平均Z’ave、標準偏差3σZ1’を算出する(S65)。そして、3σZ1’<Kか否かを判定し(S66)、3σZ1’<Kでなければ(S66;NO)エラーとして終了する。また、3σZ1’>Kであれば(S66;YES)、データZ’ijとZ’ave±3σZ1’を比較する(S67)。そして、Z’ave±3σZ1’を超えるデータがあるか否かを判定し(S68)、Z’ave±3σZ1’を超えるデータがある場合は(S68;YES)、当該データに対応する元のデータZijを除去して、残りのデータZijを使用して補正後近似平面APn’を算出を行なう(S69)。 Next, in the fine mode, the primary scan and the secondary scan are performed twice. Since it is necessary to distinguish between these, the primary scan or the secondary scan stored in the measurement result file is used. The identification flag is read and determined (S62). Here, a case where data processing is performed on a primary scan file (S62; YES) will be described first. First, the approximate plane AP 1 n is calculated using all the primary scanning measurement data Z 1 ij included in the shot area SHn (S63). Next, the data Z 1 of all primary scanning measurement, 'seek ij (S64), the data Z 1' data Z 1 of the residuals from the approximate plane AP 1 n obtained average Z 1 for ij 'ave, standard Deviation 3σ Z1 ′ is calculated (S65). Then, it is determined whether or not 3σ Z1 ′ <K 1 (S66). If 3σ Z1 ′ <K 1 is not satisfied (S66; NO), the process ends as an error. Also, 'if> a K 1 (S66; YES), the data Z 1' 3 [sigma] Z1 Compare ij and Z 1 'ave ± 3σ Z1' (S67). Then, it is determined whether or not there is data exceeding Z 1 'ave ± 3σ Z1' (S68). If there is data exceeding Z 1 'ave ± 3σ Z1' (S68; YES), it corresponds to the data. The original data Z 1 ij to be removed is removed, and the corrected approximate plane AP 1 n ′ is calculated using the remaining data Z 1 ij (S69).

次に、Z’ave±3σZ1’を超えるデータZ’ijがない場合は(S68;NO)、S63で算出した近似平面APnと各Zijとの偏差ΔZijを算出する(S70)。一方、Z’ave±3σZ1’を超えるデータZ’ijがある場合は(S68;YES)、S69で算出された補正後近似平面APn’と各データZijとの偏差ΔZijを算出する(S70)。続いて、ショット領域SHnに含まれる全ての偏差ΔZijの中から、最大値Max(ΔZij)と、最小値Min(ΔZij)とを抽出する。そしてその差分Δ1=Max(ΔZij)ーMin(ΔZij)を算出する(S71)。ここまでで一次走査のデータ処理が終了し、接続子6を介して、図13に示すフローチャートのS72からの2次走査のデータ処理に移行する。 Next, when there is no data Z 1 'ij exceeding Z 1 ' ave ± 3σ Z1 ' (S68; NO), a deviation ΔZ 1 ij between the approximate plane AP 1 n calculated in S63 and each Z 1 ij is calculated. (S70). On the other hand, when there is data Z 1 'ij exceeding Z 1 ' ave ± 3σ Z1 ' (S68; YES), the deviation ΔZ between the corrected approximate plane AP 1 n' calculated in S69 and each data Z 1 ij 1 ij is calculated (S70). Subsequently, the maximum value Max (ΔZ 1 ij) and the minimum value Min (ΔZ 1 ij) are extracted from all the deviations ΔZ 1 ij included in the shot region SHn. Then, the difference Δ1 = Max (ΔZ 1 ij) −Min (ΔZ 1 ij) is calculated (S71). Up to this point, the primary scan data processing is completed, and the process proceeds to the secondary scan data processing from S72 of the flowchart shown in FIG.

ここでも1次走査と同様にまず、ショット領域SHnに含まれる全ての二次走査計測データZijを用いて近似平面APnが算出される(S72)。次に、全ての二次走査計測のデータZijついて、求めた近似平面APnからの残差のデータZ’ijを求め(S73)、データZ’ijについて平均Z’ave、標準偏差3σZ2’を算出する(S74)。そして、3σZ2’<Kか否かを判定し(S75)、3σZ2’<Kでなければエラーとして終了する。また、3σZ2’<Kであれば、データZ’ijとZ’ave±3σZ2’とを比較する(S76)。そして、Z’ave±3σZ2’を超えるデータがあるか否かを判定し(S77)、Z’ave±3σZ2’を超えるデータがある場合は(S77;YES)、当該データに対応する元のデータZijを除去して、残りのデータZijを使用して補正後近似平面APn’を算出する(S78)。 Here, similarly to the primary scanning, first, the approximate plane AP 2 n is calculated using all the secondary scanning measurement data Z 2 ij included in the shot region SHn (S72). Next, with the data Z 2 ij of all secondary scanning measurement, 'seek ij (S73), the data Z 2' data Z 2 of residuals from the approximate plane AP 2 n calculated for ij average Z 2 'ave Then, the standard deviation 3σ Z2 ′ is calculated (S74). Then, it is determined whether or not 3σ Z2 ′ <K 1 (S75), and if 3σ Z2 ′ <K 1 , the process ends as an error. Furthermore, 3 [sigma] Z2 '<if K 1, data Z 2' compares the ij and Z 2 'ave ± 3σ Z2' (S76). Then, it is determined whether or not there is data exceeding Z 2 'ave ± 3σ Z2' (S77). If there is data exceeding Z 2 'ave ± 3σ Z2' (S77; YES), it corresponds to the data. The original data Z 2 ij to be corrected is removed, and the corrected approximate plane AP 2 n ′ is calculated using the remaining data Z 2 ij (S78).

次に、Z’ave±3σZ2’を超えるデータZ’ijがない場合は(S77;NO)、S72で算出した近似平面APnと各データZijとの偏差ΔZijを算出する(S79)。一方、Z’ave±3σZ2’を超えるデータZ’ijがある場合は(S77;YES)、S78で算出された補正後近似平面APn’と各Zijとの偏差ΔZijを算出する(S79)。続いて、ショット領域SHnに含まれる全てのΔZijの中から、最大値Max(ΔZij)と最小値Min(ΔZij)とを抽出する。そして、その差分Δ2=Max(ΔZij)ーMin(ΔZij)を算出する(S80)。以上のとおり、一次走査と二次走査とは別々に独立した処理が行われている。 Next, when there is no data Z 2 'ij exceeding Z 2 ' ave ± 3σ Z2 ' (S77; NO), the deviation ΔZ 2 ij between the approximate plane AP 2 n calculated in S72 and each data Z 2 ij is calculated. Calculate (S79). On the other hand, when there is data Z 2 'ij exceeding Z 2 ' ave ± 3σ Z2 ' (S77; YES), the deviation ΔZ 2 between the corrected approximate plane AP 2 n' calculated in S78 and each Z 2 ij ij is calculated (S79). Subsequently, the maximum value Max (ΔZ 2 ij) and the minimum value Min (ΔZ 2 ij) are extracted from all ΔZ 2 ij included in the shot area SHn. Then, the difference Δ2 = Max (ΔZ 2 ij) −Min (ΔZ 2 ij) is calculated (S80). As described above, the primary scanning and the secondary scanning are performed separately and independently.

ここで、Δ1及びΔ2の算出がそれぞれ完了するので、Δ1とΔ2とのうちで大きいほう(Max(Δ1,Δ2))とKとを比較し、Max(Δ1,Δ2)>Kか否かを判定する(S81)。そして、Max(Δ1,Δ2)>Kであるときには(S81;YES)、そのショット領域SHnには、ゴミがあると判定される(S83)。ここでは、一次走査でゴミが発見されたか二次走査でゴミが発見されたかは区別されない。一方、Max(Δ1,Δ2)≦Kであるときには(S81;NO)、そのショット領域SHnにはゴミがないと判定される。この場合には、一次走査、二次走査のいずれでもゴミが発見されなかったことになる。これでこのショット領域SHnの判断が終了したので、n=Nか否かを判定する(S84)。n≠Nであれば(S84;NO)、判定すべき次のショット領域SHnがあるので、n=n+1として、接続子7を介して、図12のS62の手順に戻り、S62〜S84までの手順を繰り返す。S84でn=Nと判断されたら(S84;YES)、全てのショット領域SHnの処理が完了したことになるので、ゴミありと判断されたショット領域SHnをショットマップ上に表示して(S86)、処理を終了する。このように、ファインモードにおいては独立した複数(ここでは2回)の走査によって計測された計測データを基に独立して平坦度異常の判定を行っているので、より詳細なデータに基づいてより正確に平坦度異常を検出することができる。 Here, since the calculation of Δ1 and Δ2 is completed, the larger one of Δ1 and Δ2 (Max (Δ1, Δ2)) and K 2 are compared, and Max (Δ1, Δ2)> K 2 or not. Is determined (S81). Then, Max (Δ1, Δ2)> when a K 2 (S81; YES), the the shot area SHn, it is determined that there is dust (S83). Here, it is not distinguished whether dust is found in the primary scan or dust is found in the secondary scan. On the other hand, Max (Δ1, Δ2) when a ≦ K 2 (S81; NO) , the the shot area SHn is determined that there is no dust. In this case, no dust was found in either the primary scan or the secondary scan. Since the determination of this shot area SHn is completed, it is determined whether n = N (S84). If n ≠ N (S84; NO), there is a next shot area SHn to be determined. Therefore, n = n + 1 is set, and the process returns to S62 in FIG. Repeat the procedure. If n = N is determined in S84 (S84; YES), the processing of all the shot areas SHn is completed, so that the shot area SHn determined to have dust is displayed on the shot map (S86). The process is terminated. As described above, in the fine mode, the determination of the abnormality in flatness is performed independently based on the measurement data measured by a plurality of independent (here, twice) scans. An abnormality in flatness can be accurately detected.

次に、本実施形態の露光装置1により、レチクルRのパターンをウエハW上の各ショット領域SHnに順次転写する際の露光動作について簡単に説明する。この場合、前提として、上述したような平坦度異常検出方法により、ウエハ上のゴミが検査され、平坦度異常が発見された場合にはゴミなどの平坦度異常の原因が調査され、ゴミなどの平坦度異常の原因が除去されているものとする。また、前提として、不図示のレチクルアライメント系、ウエハテーブル18上の基準マーク板FM、及び不図示のウエハアライメント系を用いたレチクルアライメント、ウエハアライメント系のベースライン計測、及びウエハアライメント(EGA等)等の準備作業は終了しているものとする。なお、上記のレチクルアライメント、ベースライン計測等の準備作業については、例えば特開平4−324923号公報(対応米国特許第5243195号)に詳細に開示され、また、これに続くEGAについては、特開昭61−44429号公報(対応米国特許第4,780,617号)等に詳細に開示されており、公知であるから詳細説明は省略する。   Next, an exposure operation when the pattern of the reticle R is sequentially transferred to each shot area SHn on the wafer W by the exposure apparatus 1 of the present embodiment will be briefly described. In this case, as a premise, dust on the wafer is inspected by the flatness abnormality detection method as described above, and if a flatness abnormality is found, the cause of the flatness abnormality such as dust is investigated, and It is assumed that the cause of the abnormality in flatness has been removed. As a premise, a reticle alignment system (not shown), a reticle alignment using a reference mark plate FM on the wafer table 18 and a wafer alignment system (not shown), baseline measurement of the wafer alignment system, and wafer alignment (EGA, etc.) The preparatory work such as has been completed. Note that the above-described preparation operations such as reticle alignment and baseline measurement are disclosed in detail in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-324923 (corresponding US Pat. No. 5,243,195), and the following EGA is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. This is disclosed in detail in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 61-44429 (corresponding US Pat. No. 4,780,617) and the like, and since it is publicly known, detailed description thereof is omitted.

まず、主制御装置20は、ウエハアライメントの結果に基づいて、ウエハ駆動系26を介してXYステージ14を駆動し、ウエハW上の第1ショット領域SH1の露光のための加速開始位置(走査開始位置)にウエハテーブル18を移動する。   First, main controller 20 drives XY stage 14 via wafer drive system 26 based on the result of wafer alignment, and starts an acceleration start position (scan start) for exposure of first shot region SH1 on wafer W. The wafer table 18 is moved to (position).

次に、主制御装置20は、レチクルRとウエハW、すなわちレチクルステージRSTとウエハステージWSTとのY軸方向の相対走査を開始する。レチクルステージRST、ウエハステージWSTがそれぞれの目標走査速度に達し、等速同期状態に達すると、照明系12からの照明光ILによってレチクルRのパターン領域が照明され始め、走査露光が開始される。上記の相対走査は、主制御装置20が、前述したウエハ干渉計31及びレチクル干渉計22の計測値をモニタしつつ、不図示のレチクル駆動系及びウエハ駆動系26を制御することにより行われる。   Next, main controller 20 starts relative scanning in the Y-axis direction between reticle R and wafer W, that is, reticle stage RST and wafer stage WST. When reticle stage RST and wafer stage WST reach their respective target scanning speeds and reach a constant speed synchronization state, the pattern area of reticle R starts to be illuminated by illumination light IL from illumination system 12, and scanning exposure is started. The relative scanning is performed by the main controller 20 controlling the reticle drive system and the wafer drive system 26 (not shown) while monitoring the measurement values of the wafer interferometer 31 and the reticle interferometer 22 described above.

主制御装置20は、特に上記の走査露光時には、レチクルステージRSTのY方向の移動速度VrとウエハステージWSTのY軸方向の移動速度Vwとが、投影光学系PLの投影倍率(1/4倍あるいは1/5倍)に応じた速度比に維持されるように同期制御を行う。   Main controller 20 has a projection magnification (1/4) of projection optical system PL, particularly during the above-described scanning exposure, in which the movement speed Vr of reticle stage RST in the Y direction and the movement speed Vw of wafer stage WST in the Y-axis direction are Alternatively, the synchronization control is performed so that the speed ratio is maintained according to 1/5 times.

そして、レチクルRのパターン領域の異なる領域が照明光ILで逐次照明され、パターン領域全面に対する照明が完了することにより、ウエハW上の第1ショット領域SH1の走査露光が終了する。これにより、レチクルRのパターンが投影光学系PLを介して第1ショット領域SH1に縮小転写される。   Then, different areas of the pattern area of the reticle R are sequentially illuminated with the illumination light IL, and the illumination of the entire pattern area is completed, thereby completing the scanning exposure of the first shot area SH1 on the wafer W. As a result, the pattern of the reticle R is reduced and transferred to the first shot region SH1 via the projection optical system PL.

なお、上記の走査露光中に、主制御装置20は、多点AF系(60a、60b)の露光領域IAの走査方向前方に位置するフォーカスセンサからのデフォーカス信号に基づいていわゆる先読み制御により、ウエハ駆動系26を介してウエハテーブル18を像面近傍に位置させる。これととともに、露光領域IA内のフォーカスセンサからのデフォーカス信号に基づいて像面の焦点深度の範囲内にウエハW表面が一致するように、ウエハ駆動系26を介してウエハテーブル18のZ位置及びXY平面に対する傾斜(ピッチング量(θx回転量)及びローリング量(θy回転量))を制御する。すなわち、このようにしてウエハWのオートフォーカス・オートレベリング制御を行う。   During the scanning exposure described above, the main controller 20 performs so-called pre-reading control based on a defocus signal from a focus sensor located in front of the exposure area IA of the multipoint AF system (60a, 60b) in the scanning direction. The wafer table 18 is positioned near the image plane via the wafer drive system 26. At the same time, based on the defocus signal from the focus sensor in the exposure area IA, the Z position of the wafer table 18 is set via the wafer drive system 26 so that the surface of the wafer W matches the depth of focus of the image plane. And the tilt (pitching amount (θx rotation amount) and rolling amount (θy rotation amount)) with respect to the XY plane are controlled. That is, the auto focus / auto leveling control of the wafer W is performed in this way.

上述のようにして、第1ショット領域SH1の走査露光が終了すると、主制御装置20により、ウエハ駆動系26を介してウエハステージWSTがX、Y軸方向にステップ移動され、第2ショット領域SH2の露光のための走査開始位置(加速開始位置)に移動される。   As described above, when the scanning exposure of the first shot area SH1 is completed, the main controller 20 moves the wafer stage WST stepwise in the X and Y axis directions via the wafer drive system 26, and the second shot area SH2. Is moved to the scanning start position (acceleration start position) for the exposure of the first.

そして、主制御装置20により、上述と同様に各部の動作が制御され、ウエハW上の第2ショット領域SH2に対して上記と同様の走査露光が行われる。
このようにして、ウエハW上のショット領域SHnの走査露光とショット領域SHn間のステッピング動作とが繰り返し行われ、ウエハW上の露光対象のショット領域SHnの全てにレチクルRのパターンが順次転写される。
Then, the operation of each part is controlled by the main controller 20 as described above, and the same scanning exposure as described above is performed on the second shot region SH2 on the wafer W.
In this way, the scanning exposure of the shot area SHn on the wafer W and the stepping operation between the shot areas SHn are repeatedly performed, and the pattern of the reticle R is sequentially transferred to all of the shot areas SHn to be exposed on the wafer W. The

ウエハW上の全露光対象ショットへのパターン転写が終了すると、次のウエハWと交換され、上記と同様にアライメント、露光動作が繰り返される。
製品ロットの先頭のウエハWの露光時や、その他任意の時に、本発明の平坦度異常検出方法が実施される。そのため、ゴミなどの平坦度異常を起因とする様々なトラブルが未然に防止され、かつ製品のスループットを低下させることもない。
When the pattern transfer to all exposure target shots on the wafer W is completed, the next wafer W is replaced, and the alignment and exposure operations are repeated as described above.
The flatness abnormality detection method of the present invention is performed at the time of exposure of the first wafer W of the product lot or at any other time. Therefore, various troubles caused by an abnormality in flatness such as dust are prevented in advance, and the throughput of the product is not lowered.

これまでの説明から明らかなように、本実施形態では、主制御装置20によって制御装置と算出装置とが構成されている。但し、これらの装置を別々の装置で構成しても良い。また、主制御装置20、ウエハテーブル18、ウエハ駆動系26及び多点AF系(60a、60b)等を含んで平坦度計測装置が構成されている。   As is clear from the above description, in the present embodiment, the main control device 20 constitutes a control device and a calculation device. However, these devices may be configured as separate devices. Further, the flatness measuring apparatus is configured including the main controller 20, the wafer table 18, the wafer drive system 26, the multipoint AF system (60a, 60b), and the like.

このように構成された本実施形態には以下のような効果がある。
(1)本実施形態では、ウエハWとスリット像SとをウエハステージWSTにより相対的に移動させながら高さ情報を検出するため、比較的高速に連続的に位置情報を取得できる。それに加え平坦度に異常があったショット領域SHnが自動的に抽出され、表示装置20cに表示されるため、極めて容易かつ迅速にゴミなどに起因するトラブルを減少させることができるという効果がある。
The embodiment configured as described above has the following effects.
(1) In this embodiment, since the height information is detected while the wafer W and the slit image S are relatively moved by the wafer stage WST, the position information can be acquired continuously at a relatively high speed. In addition, since the shot area SHn having an abnormality in flatness is automatically extracted and displayed on the display device 20c, there is an effect that troubles caused by dust and the like can be reduced extremely easily and quickly.

(2)また本実施形態では、近似平面APnを生成した後で、所定値以上乖離する値を除去して補正後近似平面APn’を再生成して平坦度異常を判定するため、より精度の高い判定をすることができるという効果がある。また、露光処理が行われるのと同様のショットサイズ、およびショット配列でウエハW上を分割し、各ショット領域毎に平坦度異常を判定することができるので、実際の露光処理に即した形でウエハWの平坦度検査を行うことができるという効果がある。   (2) Further, in the present embodiment, after generating the approximate plane APn, a value that deviates by a predetermined value or more is removed, and the corrected approximate plane APn ′ is regenerated to determine the flatness abnormality. There is an effect that a high determination can be made. In addition, the wafer W can be divided with the same shot size and shot arrangement as the exposure process is performed, and the flatness abnormality can be determined for each shot area, so that it conforms to the actual exposure process. There is an effect that the flatness inspection of the wafer W can be performed.

(3)位置情報の取得を時間で制御するため、移動位置で制御をするのに比較して、簡易な構成で位置情報を取得することができるという効果がある。
(4)露光装置のウエハステージWSTの機能を生かし、走査とステップによる動作で、ウエハWの位置情報を短時間に漏れが少なく取得することができ、検査時間を短縮することが可能となっている。
(3) Since the acquisition of the position information is controlled by time, there is an effect that the position information can be acquired with a simple configuration as compared with the case where the control is performed at the moving position.
(4) By making use of the function of the wafer stage WST of the exposure apparatus, the position information of the wafer W can be acquired in a short time by the operation by scanning and step, and the inspection time can be shortened. Yes.

(5)とくに、複数のスリット像Sを投影し複数のセンサを同時に使用することで、多数点の位置情報を短時間に取得できるという効果がある。
(6)また、ファインモードでは、AF検出系6の構成を利用して、新たな構成なしで、制御によりその解像度を向上させている。
(5) In particular, by projecting a plurality of slit images S and using a plurality of sensors simultaneously, there is an effect that position information of a large number of points can be acquired in a short time.
(6) In the fine mode, the configuration of the AF detection system 6 is used to improve the resolution by control without a new configuration.

(7)さらにファインモードでは、一次走査によるショット領域での検査結果と、二次走査によるショット領域での検査結果独立して処理しているため、両者のデータの調整の必要がなく簡易な制御とできるとともに、漏れの少ない走査によりゴミの発見を確かなものとすることができる。   (7) Further, in the fine mode, since the inspection result in the shot area by the primary scanning and the inspection result in the shot area by the secondary scanning are processed independently, there is no need to adjust both data and simple control is performed. In addition, the detection of dust can be ensured by scanning with less leakage.

(8)本実施形態では、平坦度に異常があると判定された場合に、そのショット領域を表示装置に図示するため、細かい分析や予備知識がない操作者に対しても、直ちにゴミの存在を報知することができるという効果がある。   (8) In this embodiment, when it is determined that there is an abnormality in flatness, the shot area is shown on the display device, so that even if there is no detailed analysis or no prior knowledge, the presence of dust immediately Can be notified.

なお、本実施形態は以下のように実施することができる。
○ 複数のショット領域SHnの内一の近似平面APnと、これとは異なる他のショット領域SHnの近似平面APnを比較する。前記一のショット領域の近似平面APnが前記他のショット領域の近似平面APnとの乖離が所定の閾値より大きな場合に、当該一の検査領域に平坦度の異常が存在するとして当該検査領域を抽出する近似平面異常検出のステップをさらに備えてもよい。
In addition, this embodiment can be implemented as follows.
O One approximate plane APn of a plurality of shot areas SHn is compared with an approximate plane APn of another shot area SHn different from this. When the difference between the approximate plane APn of the one shot area and the approximate plane APn of the other shot area is larger than a predetermined threshold, the inspection area is extracted as an abnormality in flatness in the one inspection area. An approximate plane abnormality detection step may be further included.

このように構成することで、一つのショット領域SHnでの近似平面内で平坦度に異常がないと判断された場合でも、他のショット領域の近似平面と比較して高さが大きく異なる場合に、これを平坦度異常として、この検査領域を抽出することができる。例えば、ウエハとウエハホルダの間のゴミのように一の検査領域全体が浮き上がったような場合でもこれを検出できるという効果がある。   With this configuration, even when it is determined that there is no abnormality in the flatness in the approximate plane in one shot area SHn, the height is greatly different from the approximate plane in other shot areas. This inspection area can be extracted with this as an abnormality in flatness. For example, there is an effect that even when the entire inspection area is lifted up like dust between the wafer and the wafer holder, this can be detected.

○ 第1の閾値Kは、標準偏差3σと比較されるが、例えば標準偏差6σと比較してもよい。また、他の閾値等は任意に設定できる。
○ 乖離の判断は光軸方向(Z軸方向)の距離を基準にしているが、例えば、近似平面APn、補正後近似平面APn’からの距離としてもよい。
○ first threshold K 2 is compared with a standard deviation 3 [sigma], for example may be compared with the standard deviation 6 [sigma. Further, other threshold values can be arbitrarily set.
The determination of the deviation is based on the distance in the optical axis direction (Z-axis direction), but may be a distance from the approximate plane APn and the corrected approximate plane APn ′, for example.

○ 近似平面APn、補正後近似平面APn’の求め方は、最小二乗法によるが、算術平均の他、種々の計算方法が採用できる。
○ 表示装置20cとして、LCDを例に挙げているが、平坦度の異常があった検査領域は、印刷装置により表示してもよく、さらに図である限り画像によらず文字により表示することもできる。
The method of obtaining the approximate plane APn and the corrected approximate plane APn ′ is based on the least square method, but various calculation methods can be employed in addition to the arithmetic mean.
As an example of the display device 20c, an LCD is used. However, an inspection region having an abnormality in flatness may be displayed by a printing device, and may be displayed by characters regardless of an image as long as it is a figure. it can.

○ 表示の態様は、異常があったショット領域SHnの表示のみならず、ショット領域SHnでの平坦度異常のあった箇所、例えば、最大値(Max(ΔZij)、Max(ΔZij)、Max(ΔZij))および最小値(Min(ΔZij)、Min(ΔZij)、Min(ΔZij))に対応する位置を表示するようにしてもよい。これによればより正確に平坦度の状況を把握することができる。 The display mode is not limited to the display of the shot area SHn where there is an abnormality, but also the location where the flatness abnormality is present in the shot area SHn, for example, the maximum value (Max (ΔZij), Max (ΔZ 1 ij), Max The position corresponding to (ΔZ 2 ij)) and the minimum value (Min (ΔZij), Min (ΔZ 1 ij), Min (ΔZ 2 ij)) may be displayed. According to this, the state of flatness can be grasped more accurately.

○ 本実施形態のファインモードでは、走査幅Dと間隙Lが同じ幅で、同一のショット領域SHnに対して一次走査と二次走査の2回の走査で略全域を走査しているが、ウエハW上の形成されるスリット像の構成により同一のショット領域SHnで三回以上の走査をするように構成してもよい。   In the fine mode of the present embodiment, the scanning width D and the gap L are the same, and the same shot area SHn is scanned over the entire area by two scans of the primary scan and the secondary scan. Depending on the configuration of the slit image formed on W, the same shot area SHn may be scanned three or more times.

○ また、ファインモードにおける複数回の走査は、互いに重複するように走査するものであってもよい。たとえ重複しても、互いに独立して平坦度異常が判定されているため、問題が生じないし、むしろ何らかの条件で一方がゴミを検出できない場合に重複した範囲であれば検出できるからである。   In addition, a plurality of scans in the fine mode may be performed so as to overlap each other. This is because even if they overlap, since the abnormality in flatness is determined independently of each other, no problem arises. Rather, if one of them cannot detect dust under some condition, it can be detected within the overlapping range.

○ また、ファインモードにおいて複数の走査は互いに独立して行われているが、これらを関連づけて行ってもよい。
○ この場合、本実施形態では、定速の走査で一定間隔の時間でAFサンプリングしているが、ウエハ干渉計31により、XY平面での位置をフィードバックして被計測点MPを定めるようにしてもよい。
In the fine mode, a plurality of scans are performed independently of each other, but may be performed in association with each other.
In this case, in this embodiment, AF sampling is performed at a constant interval by scanning at a constant speed. However, the measurement point MP is determined by feeding back the position on the XY plane by the wafer interferometer 31. Also good.

○ また、実施形態の近似平面APnは、補正後近似平面APn’を生成しているがこの手順を省いてもよい。
○ 実施形態に示すフローチャートは一例であり、手順の付加、削除、変更をして実施できる。
In addition, although the approximate plane APn of the embodiment generates the corrected approximate plane APn ′, this procedure may be omitted.
The flowchart shown in the embodiment is an example, and the procedure can be added, deleted, or changed.

○ 本実施形態では、露光装置1を例に説明しているが、例えば、ウエハWの検査機等において本発明を実施することもできる。
○ なお、本発明は実施形態に限定されず、当業者が特許請求の範囲を逸脱しない範囲で改良し変更して実施できることは言うまでもない。
In the present embodiment, the exposure apparatus 1 has been described as an example, but the present invention can also be implemented in, for example, a wafer W inspection machine.
Note that the present invention is not limited to the embodiments, and it goes without saying that those skilled in the art can make improvements and modifications without departing from the scope of the claims.

本実施形態の露光装置の概略を示す図。1 is a diagram showing an outline of an exposure apparatus according to an embodiment. ウエハ上に照射された複数のスリット像を示す図。The figure which shows the some slit image irradiated on the wafer. ウエハに対するスリット像の相対移動を示す図である。It is a figure which shows the relative movement of the slit image with respect to a wafer. ノーマルモードでの走査を説明する図。The figure explaining the scan in a normal mode. ファインモードにおける一次走査を示す図。The figure which shows the primary scanning in a fine mode. ファインモードにおける二次走査を示す図。The figure which shows the secondary scanning in a fine mode. 表示装置の画面に表示されたショットマップを示す図。The figure which shows the shot map displayed on the screen of a display apparatus. 平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the flatness abnormality detection method. 平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the flatness abnormality detection method. 平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the flatness abnormality detection method. 平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the flatness abnormality detection method. 平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the flatness abnormality detection method. 平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of the flatness abnormality detection method.

符号の説明Explanation of symbols

APn(APn、APn)…近似平面,APn’(APn’,APn’)…補正後近似平面、AX…光軸、D…走査幅、DL…検出光束、K…第2の閾値、K…第1の閾値、L…間隙、MP…被計測点、PL…投影光学系、S(S22〜S28)…スリット像、SHn…ショット領域、W…ウエハ、WST…ウエハステージ、Xs…計測開始X座標、Xe…計測終了X座標、Ys…走査開始Y座標、Ye…走査終了Y座標、Zij,Zij,Zij…(走査計測による)データ、i…列番号(スリット番号、センサ番号)、j…行番号、1…露光装置、6…AF検出系、12…照明系、14…XYステージ、18…ウエハテーブル、60a…照射系、60b…受光系、20…主制御装置、20c…表示装置。 APn (AP 1 n, AP 2 n) ... approximate plane, APn '(AP 1 n', AP 2 n ') ... corrected post-correction plane, AX ... optical axis, D ... scanning width, DL ... detected light flux, K 1 ... second threshold, K 2 ... first threshold, L ... gap, MP ... measured point, PL ... projection optical system, S (S22 to S28) ... slit image, SHn ... shot region, W ... wafer, WST ... wafer stage, Xs ... measurement start X coordinate, Xe ... measurement end X coordinate, Ys ... scan start Y coordinate, Ye ... scan end Y coordinate, Zij, Z 1 ij, Z 2 ij ... (by scanning measurement) data, i ... column number (slit number, sensor number), j ... row number, 1 ... exposure apparatus, 6 ... AF detection system, 12 ... illumination system, 14 ... XY stage, 18 ... wafer table, 60a ... irradiation system, 60b ... light reception System, 20 ... main control device, 20c ... display device.

Claims (10)

被検査物体表面の高さ方向の位置情報を前記被検査物体表面上に複数設定された計測領域において検出し、前記被検査物体表面の平坦度の異常を検出する平坦度異常検出方法であって、
前記被検査物体と前記計測領域とを相対移動させながら前記位置情報を検出して、前記被検査物体表面上の複数の被計測点における前記位置情報を得る位置情報取得のステップと、
前記被検査物体表面を複数の検査領域に区画するとともに、前記複数の検査領域の内の一の検査領域に含まれる前記複数の被計測点の前記位置情報から当該検査領域の近似平面を求める近似平面取得のステップと、
前記一の検査領域に含まれる前記複数の被計測点における前記位置情報のそれぞれを前記近似平面と比較し、該近似平面からの乖離を第1の閾値と比較して当該乖離が前記第1の閾値より大きな場合に平坦度の異常として当該検査領域を抽出する平坦度異常検出のステップと
を備えた平坦度異常検出方法。
A flatness abnormality detection method for detecting position information in the height direction of the surface of the inspection object in a plurality of measurement areas set on the surface of the inspection object, and detecting an abnormality in flatness of the surface of the inspection object. ,
A step of acquiring position information by detecting the position information while relatively moving the object to be inspected and the measurement area, and obtaining the position information at a plurality of points to be measured on the surface of the object to be inspected;
Approximating the surface of the object to be inspected into a plurality of inspection areas and obtaining an approximate plane of the inspection area from the position information of the plurality of measurement points included in one inspection area of the plurality of inspection areas A plane acquisition step;
Each of the position information at the plurality of measurement points included in the one inspection region is compared with the approximate plane, and the deviation from the approximate plane is compared with a first threshold value, and the deviation is the first threshold. A flatness abnormality detection method comprising: a flatness abnormality detection step of extracting the inspection region as an abnormality of flatness when larger than a threshold value.
前記近似平面取得のステップで求めた近似平面において、各被計測点における前記位置情報の当該近似平面からの乖離を第2の閾値と比較し、当該第2の閾値より大きな前記位置情報のデータを排除して、残る被計測点の位置情報より補正された補正後近似平面を求める補正後近似平面取得のステップをさらに備え、
前記平坦度異常検出のステップは、当該補正後近似平面を近似平面として、前記平坦度異常検出のステップを行うことを特徴とする請求項1に記載の平坦度異常検出方法。
In the approximate plane obtained in the approximate plane acquisition step, the deviation of the position information at each measured point from the approximate plane is compared with a second threshold value, and the position information data larger than the second threshold value is obtained. And further comprising a step of obtaining a corrected approximate plane that obtains a corrected approximate plane corrected from the position information of the remaining measured point,
The flatness abnormality detection method according to claim 1, wherein the flatness abnormality detection step performs the flatness abnormality detection step using the corrected approximate plane as an approximate plane.
前記位置情報取得のステップにおいて、前記被検査物体と前記計測領域とを一定の相対速度で第1方向に沿って相対移動させながら一定時間間隔で前記位置情報を検出して前記被計測点における位置情報を得る
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の平坦度異常検出方法。
In the position information acquisition step, the position information at the measurement point is detected by detecting the position information at regular time intervals while relatively moving the object to be inspected and the measurement region along the first direction at a constant relative speed. 3. The flatness abnormality detection method according to claim 1, wherein information is obtained.
前記位置情報取得のステップにおいて、前記相対移動は、前記第1方向に沿った相対移動を、前記被検査物体と前記計測領域との相対位置を前記第1方向に対して直交する第2方向の位置を変えて繰り返し複数行なうものである
ことを特徴とする請求項3に記載の平坦度異常検出方法。
In the position information acquisition step, the relative movement is performed in the second direction perpendicular to the first direction with respect to the relative position between the object to be inspected and the measurement region. 4. The flatness abnormality detection method according to claim 3, wherein a plurality of repetitions are performed at different positions.
複数の前記計測領域は、前記被検査物体表面上において前記第2方向に沿って所定の間隔で配列されている
ことを特徴とする請求項4に記載の平坦度異常検出方法。
The flatness abnormality detection method according to claim 4, wherein the plurality of measurement regions are arranged at predetermined intervals along the second direction on the surface of the object to be inspected.
前記位置情報取得のステップは、同一の検査領域に対して複数の前記相対移動を行ない、前記近似平面取得のステップは、それぞれの前記相対移動によって検出されたそれぞれの前記位置情報毎に独立して行ない、
前記平坦度異常のステップは、いずれか一の相対移動において平坦度が異常と判定された場合には、当該検査領域を平坦度が異常として抽出する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の平坦度異常検出方法。
The step of acquiring the position information performs a plurality of the relative movements with respect to the same inspection region, and the step of acquiring the approximate plane is independent for each of the position information detected by each of the relative movements. Do,
6. The flatness abnormality step includes extracting the inspection area as having an abnormal flatness when the flatness is determined to be abnormal in any one of the relative movements. The flatness abnormality detection method according to any one of the above.
前記複数の検査領域の内一の近似平面と、当該一の近似平面と異なる他の検査領域の近似平面と比較して、前記一の近似平面と前記他の近似平面との乖離が第3の閾値より大きな場合に、当該一の検査領域に平坦度の異常が存在するとして当該検査領域を抽出する近似平面異常検出のステップをさらに備えた
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の平坦度異常検出方法。
Compared with one approximate plane of the plurality of inspection areas and an approximate plane of another inspection area different from the one approximate plane, the difference between the one approximate plane and the other approximate plane is third. 7. The method according to claim 1, further comprising an approximate plane abnormality detection step of extracting the inspection area as having an abnormality in flatness when the inspection area is larger than the threshold value. The flatness abnormality detection method according to claim 1.
被検査物体表面に区画された複数の検査領域の図を表示装置上に表示するとともに、前記平坦度異常検出のステップにおいて平坦度が異常であるとして抽出された検査領域と、平坦度の異常が検出されなかった検査領域とを異なる態様で表示する
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の平坦度異常検出方法。
In addition to displaying a diagram of a plurality of inspection areas partitioned on the surface of the object to be inspected on the display device, the inspection area extracted as having an abnormal flatness in the flatness abnormality detecting step, and an abnormality in the flatness The flatness abnormality detection method according to any one of claims 1 to 7, wherein the inspection area that has not been detected is displayed in a different manner.
被検査物体表面上に検出光束を照射して複数の計測領域を形成し、前記計測領域における前記被検査物体表面の高さ方向の位置情報を検出する検出装置と、
前記被検査物体と前記検出装置とを相対移動させる移動装置と、
前記移動装置及び前記検出装置を制御し、被検査物体表面の平坦度の異常を検出する制御装置とを備えた露光装置であって、
前記制御装置は、
前記被検査物体と前記計測領域との相対移動中に前記位置情報を検出して、前記被検査物体表面上の複数の被計測点における前記位置情報を得る位置情報取得手段と、
前記被検査物体表面を複数の検査領域に区画するとともに、前記複数の検査領域の内の一の検査領域に含まれる前記複数の被計測点の前記位置情報から当該検査領域の近似平面を求める近似平面取得手段と、
前記一の検査領域に含まれる前記複数の被計測点における前記位置情報のそれぞれを前記近似平面と比較し、該近似平面からの乖離を第1の閾値と比較して当該乖離が前記第1の閾値よりも大きな場合に平坦度の異常として当該検査領域を抽出する平坦度異常検出手段とを有する
ことを特徴とする露光装置。
A detection device configured to form a plurality of measurement regions by irradiating a detection light beam on the surface of the object to be inspected, and to detect position information in a height direction of the surface of the object to be inspected in the measurement region;
A moving device for relatively moving the object to be inspected and the detection device;
An exposure apparatus comprising: a control device that controls the moving device and the detection device to detect an abnormality in flatness of the surface of the object to be inspected;
The control device includes:
Position information acquisition means for detecting the position information during relative movement between the object to be inspected and the measurement area and obtaining the position information at a plurality of points to be measured on the surface of the object to be inspected;
Approximating the surface of the object to be inspected into a plurality of inspection areas and obtaining an approximate plane of the inspection area from the position information of the plurality of measurement points included in one inspection area of the plurality of inspection areas Plane acquisition means;
Each of the position information at the plurality of measurement points included in the one inspection region is compared with the approximate plane, and the deviation from the approximate plane is compared with a first threshold value, and the deviation is the first threshold. An exposure apparatus comprising: flatness abnormality detection means for extracting the inspection region as an abnormality in flatness when larger than a threshold value.
被検査物体表面上に区画された複数の検査領域の図を表示するとともに、前記平坦度異常検出手段において平坦度が異常であるとして抽出された前記検査領域を平坦度の異常が検出されなかった検査領域と異なる態様で表示する表示装置を備えることを特徴とする請求項9に記載の露光装置。 A diagram of a plurality of inspection areas partitioned on the surface of the object to be inspected is displayed, and the flatness abnormality detecting means has detected no abnormality in flatness in the inspection area extracted as having an abnormal flatness. The exposure apparatus according to claim 9, further comprising a display device that displays in a manner different from the inspection area.
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