JPH11233430A - 投影露光装置の基板ホルダの平坦度評価方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ウエハ自体の誤差成分の影響が少なく、露光
装置のレベリング機能をも考慮した基板ホルダの平坦度
評価方法を提供することである。 【解決手段】 マスクに形成されたパターン像を基板ホ
ルダに載置したウエハ上に投影光学系を介して転写する
投影露光装置の基板ホルダの平坦度評価方法である。複
数枚のウエハＮｏ．１〜ｎを順次交換しつつ、その表面
の複数の測定点でＺ位置情報を測定して、互いに対応す
る測定点のＺ位置情報の平均値の最大と最小の差により
平坦度を評価する。ウエハ自体の平坦度等の誤差成分が
平均化効果によって除去される。また、ウエハ表面の複
数の測定点でＺ位置情報を測定して、これらに基づき平
均面を求め、この平均面を基準として基板ホルダの平坦
度を評価する。実際の露光処理時にレベリング機能によ
り除去される成分が除去され、より現実に即した評価を
行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路、
薄膜磁気ヘッド、液晶表示素子等のマイクロデバイスの
製造に使用される投影露光装置に装備され、露光対象と
しての感光基板を載置する基板ホルダの平坦度評価方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの製造工程の一つである
フォトリソグラフィー工程においては、マスク又はレチ
クルに形成されているパターンをフォトレジストが塗布
されたウエハ（感光基板）上に転写するための露光装置
として、マスクパターンをウエハ上のショット領域に縮
小投影する投影露光装置（ステッパー）が多く用いられ
ている。

【０００３】ステッパーとしては、マスクパターンをウ
エハ上のショット領域に一括露光し、順次ウエハを移動
して他のショット領域に対して一括露光を繰り返すステ
ップ・アンド・リピート方式のもの、あるいは最近では
露光範囲の拡大や露光性能の向上等の観点から、マスク
とウエハとを同期移動して、矩形その他の形状のスリッ
ト光で走査・照明してウエハ上のショット領域に逐次露
光し、順次ウエハを移動して他のショット領域に対して
走査・露光を繰り返すステップ・アンド・スキャン方式
のものも開発され、実用に供されるようになっている。

【０００４】この種の投影露光装置においては、露光対
象としてのウエハは、ＸＹステージ上に固定された基板
ホルダ（ウエハホルダ）に負圧吸着等により保持され
る。ウエハはレベリング機能により、露光すべきウエハ
の全体又はショット領域の表面が投影光学系の光軸にな
るべく直交するようにレベリングされた上で、露光処理
が実施されるようになっている。このようにレベリング
を行うのは、露光部分の全体がなるべくベストフォーカ
スとなるようにするためである。

【０００５】ところで、基板ホルダのウエハ載置面に凹
凸があると、吸着されたウエハが該ウエハ載置面に沿っ
て変形し、これによりウエハ表面に凹凸を生じ、露光精
度に悪影響を及ぼすため、ウエハの載置面はなるべく平
坦であることが必要であり、投影露光装置の精度評価の
一つの項目として、基板ホルダ（ウエハ載置面）の平坦
度がある。

【０００６】従来の基板ホルダの平坦度の評価は、以下
のように行われている。即ち、基板ホルダにウエハを吸
着保持させた状態で、露光装置に付属する斜入射方式の
焦点検出装置を用いて、ＸＹステージをＸ及びＹ方向に
所定のピッチでステップ移動させつつ、ウエハ表面のＺ
軸方向（投影光学系の光軸方向）の位置情報を順次測定
する。

【０００７】そして、測定されたこれらの位置情報のう
ちの最大値と最小値の差を求め、この値により基板ホル
ダの平坦度を評価している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の平坦度評価方法では、基板ホルダにウエハを吸
着保持させた状態でウエハ表面上の複数点におけるＺ軸
方向の位置情報を前記焦点検出装置で測定して、その最
大値と最小値の差により平坦度を評価するものであるか
ら、必然的にウエハ自体の表面の平坦度や両面の平行度
等の誤差を含んだ測定結果を用いての評価となり、正確
性に欠ける場合があった。

【０００９】また、露光装置はレベリング機能を有して
いるのが通常であり、実際の露光処理時には、ウエハ全
体をあるいは各ショット領域毎にその表面がＺ軸に対し
て直交するようにレベリング補正（チルト補正）がされ
た上で露光処理が実施されるが、従来の基板ホルダの平
坦度評価方法ではレベリング補正を全く考慮せず、実際
の露光時にはレベリング機能により除去される成分をも
含んだ評価方法となっており、かかる点を考慮した評価
方法とした方が、より現実に即した評価を行うことがで
きると考えられる。

【００１０】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
ウエハ自体の誤差成分の影響の少ない基板ホルダの平坦
度評価方法を提供することである。また、本発明の他の
目的は、露光装置のレベリング機能をも考慮した基板ホ
ルダの平坦度評価方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】１．上記目的を達成する
ため、請求項１に記載の発明は、マスクに形成されたパ
ターン像を基板ホルダに載置した感光基板上に投影光学
系を介して転写する投影露光装置の該基板ホルダの平坦
度評価方法であって、前記基板ホルダに複数の感光基板
を順次載置し、それぞれの感光基板について、複数の測
定点で該感光基板の表面の前記投影光学系の光軸方向の
位置情報を測定して第１データとし、該感光基板間で互
いに対応する測定点についての第１データの平均値を求
めて第２データとし、該第２データに基づいて前記基板
ホルダの平坦度を評価することを特徴とする。

【００１２】この場合において、請求項２に記載のよう
に、前記第２データの最大値と最小値の差により前記基
板ホルダの平坦度を評価することができる。

【００１３】本発明の基板ホルダの平坦度評価方法によ
ると、複数枚の感光基板を順次交換しつつ前記位置情報
を計測して、互いに対応する測定点の位置情報の平均値
により平坦度を評価するようにしたから、感光基板自体
の平坦度等の誤差成分が平均化効果によって低減され、
従って、感光基板自体の誤差成分の影響を少なくするこ
とができ、正確性を向上することができる。

【００１４】２．上記他の目的を達成するため、請求項
３に記載の発明は、マスクに形成されたパターン像を基
板ホルダに載置した感光基板上に投影光学系を介して転
写する投影露光装置の該基板ホルダの平坦度評価方法で
あって、前記基板ホルダに感光基板を載置し、複数の測
定点で該感光基板の表面の前記投影光学系の光軸方向の
位置情報を測定し、該位置情報に基づき前記基板ホルダ
上の前記感光基板表面の平均面を求め、該平均面を基準
として前記位置情報に基づき前記基板ホルダの平坦度を
評価することを特徴とする。

【００１５】この場合において、請求項４に記載のよう
に、前記位置情報の前記平均面に対するずれをそれぞれ
求め、該求められたずれの最大値と最小値の差により前
記基板ホルダの平坦度を評価することができる。また、
請求項５に記載のように、前記平均面は、前記位置情報
に基づき最小二乗近似法により求めることができる。

【００１６】さらに、請求項６に記載のように、前記感
光基板上の複数のショット領域の各々について前記平均
面を求め、前記感光基板上のショット領域に対応させ
て、前記基板ホルダの平坦度を評価することができる。

【００１７】本発明の基板ホルダの平坦度評価方法によ
ると、感光基板表面の複数の測定点で前記位置情報を計
測して、これらに基づき平均面を求め、この平均面を基
準として基板ホルダの平坦度を評価するようにしてお
り、実際の露光処理時におけるレベリング機能により達
成される傾斜成分の補正は、通常は、その平均面が投影
光学系の光軸に直交するように行われるから、このよう
にすることにより、実際の露光時にレベリング機能によ
り除去される成分が除去され、より現実に即した評価を
行うことができる。

【００１８】なお、かかる平均面の算出を、請求項６に
記載のように、ショット領域毎に行い、ショット領域毎
に平坦度を評価することにより、感光基板のレベリング
補正は各ショット領域毎に行われることがあるので、か
かる場合にさらに現実に即した評価を行うことができ
る。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２０】図１には、本発明の基板ホルダの平坦度評
価方法が適用される投影露光装置の概略構成が示されて
いる。この投影露光装置１０は、感光基板としてのウエ
ハＷが搭載されるウエハステージ１２、このウエハステ
ージ１２の上方に配置された投影光学系ＰＬ、この投影
光学系ＰＬの上方に配置されて不図示のレチクルホルダ
に保持されたパターン原板としてのレチクルＲ、このレ
チクルＲを露光光により照明する照明系１４、及び装置
全体を統括的に制御する主制御装置１６等を備えてい
る。

【００２１】ウエハステージ１２は、不図示のベース上
をＹ軸方向（図１における紙面直交方向）に移動するＹ
ステージ１８Ｙと、このＹステージ１８Ｙ上をＹ軸に直
交するＸ軸方向（図１における紙面左右方向）に移動す
るＸステージ１８Ｘとから成る第１ステージとしてのＸ
Ｙステージ１８と、ＸＹステージ１８上に搭載され、Ｘ
Ｙ平面に直交するＺ軸方向（投影光学系ＰＬの光軸方
向）に微動可能で且つＸＹ平面内で２軸回りに微少回転
可能な試料台２０とを備えている。これらＹステージ１
８Ｙ、Ｘステージ１８Ｘ及び試料台２０は、駆動部２２
によってそれぞれの移動方向に駆動されるようになって
いる。

【００２２】ここで、Ｙステージ１８Ｙ、Ｘステージ１
８Ｘとしてはリニアモータが使用されている。また、試
料台２０は、Ｚ軸方向の並進１自由度とＸＹ平面内の傾
きの２自由度を位置決めする３自由度の駆動機構を介し
て駆動されるようになっており、この駆動機構と試料台
２０とによってウエハＷの表面の全体又は一部をＺ軸に
対して直交するようにレベリングするレベリング機能が
実現される。なお、この駆動機構は、試料台２０をＺ軸
方向に変位させる複数のアクチュエータ及び試料台２０
の変位を計測する複数の位置センサを有しており、駆動
部２２は試料台２０をレベリングする際に、これらの位
置センサの計測値を参照しながらアクチュエータを作動
させる。

【００２３】前記試料台２０上には、移動鏡２４が固定
されており、この移動鏡２４に対向して当該移動鏡２４
に測長ビーム（レーザビーム）を投射してその反射光に
より試料台２０の位置を計測する位置計測手段としての
レーザ干渉計２６が配置されている。なお、実際には、
試料台２０上にはＸ軸に直交する反射面を有するＸ移動
鏡とＹ軸に直交する反射面を有するＹ移動鏡とが設けら
れ、これらに対応してレーザ干渉計もＸ軸位置計測用の
Ｘ軸レーザ干渉計とＹ軸位置計測用のＹ軸レーザ干渉計
とが設けられているが、図１ではこれらが代表的に移動
鏡２４、レーザ干渉計２６として図示されている。従っ
て、以下の説明では、レーザ干渉計２６によって移動鏡
２４を介して試料台２０のＸＹ２次元座標位置が高精
度、例えば０．０１μｍ以下の分解能で計測されるもの
とする。このレーザ干渉計２６の計測値は主制御装置１
６に供給されている。

【００２４】また、試料台２０上には、基板ホルダ２８
が載置される。この基板ホルダ２８は不図示のバキュー
ム式のチャックを有する載置面を備えており、この基板
ホルダ２８上に感光基板としてのウエハＷが吸着保持さ
れる。

【００２５】前記照明系１４は、光源としての水銀ラン
プ３０ａ、楕円鏡３０ｂ、ミラーＭ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ
４、シャッタ３０ｃ、ブラインド３０ｄ、及びコンデン
サレンズ３０ｅ等を含んで構成されている。ここでこの
照明系１４の構成各部の作用を簡単に説明すると、水銀
ランプ３０ａで発生した照明光は、楕円鏡３０ｂにより
その第２焦点近傍に集光され、不図示の波長選択素子等
を介して露光波長である例えば３６４ｎｍのｉ線のみが
取り出され、ミラーＭ１で反射されてシャッタ３０ｃに
至る。ここで、シャッタ３０ｃが開状態であるとこの照
明光（露光光）はミラーＭ２、及び不図示のフライアイ
レンズ等から成る照度均一化光学系を介してブラインド
３０ｄに至り、このブラインドを透過した照明光はミラ
ーＭ３、不図示のリレーレンズ系、コンデンサレンズ３
０ｅ及びミラーＭ４を介してレチクルＲに照射される。
この場合、不図示の照度均一化光学系の作用によってレ
チクル面は均一な照度で照明される。なお、ブラインド
３０ｄはレチクルＲのパターン形成面と共役な位置に配
置されており、このブラインド３０ｄの開口部の形状に
よってレチクルＲの照明領域の形状が規定される。

【００２６】レチクルＲは、不図示のレチクルホルダに
保持されており、このレチクルＲは不図示の調整装置に
よりＸＹ平面内でその位置が調整可能な構造となってい
る。このレチクルＲの下面には、不図示の回路パターン
が描画されているが、このパターン形成面は、前述した
ウエハＷ表面と光学的にほぼ共役になっている。

【００２７】前記投影光学系ＰＬは、その光軸方向がＺ
軸方向に一致する状態で不図示の本体コラムに保持され
ている。この投影光学系ＰＬとしては、ここでは、両側
テレセントリックで所定の縮小倍率β（βは例えば１／
４又は１／５）を有するものが使用されている。このた
め、レチクルＲとウエハＷの位置合わせが行われた状態
で、照明系１４からの照明光によりレチクルＲが照明さ
れると、レチクルのパターンの縮小像が投影光学系ＰＬ
を介して表面にフォトレジストが塗布されたウエハＷ上
に投影露光されるようになっている。

【００２８】また、投影光学系ＰＬの側方には、送光部
３２と受光部３４とから成るいわゆる斜入射方式の焦点
検出系が設けられており、この焦点検出系３２、３４に
よってウエハＷ表面の光軸方向位置（すなわち焦点ずれ
量）が計測されるようになっている。この焦点検出系３
２、３４の検出信号が主制御装置１６に供給されるよう
になっている。

【００２９】なお、図示は省略するが、この露光装置
は、ウエハ収納装置、ウエハ搬入装置及びウエハ搬出装
置を備えており、ウエハ収納装置に収納されている複数
のウエハＷは、ウエハ搬入装置によりウエハステージ１
２の近傍の位置まで搬送され、該ウエハ搬送装置の搬入
アームにより基板ホルダ２８の吸着位置に搬入され、基
板ホルダ２８により吸着保持される。処理が終了したウ
エハＷは、該基板ホルダ２８による吸着が解除された
後、ウエハ搬出装置の搬出アームにより該吸着位置から
搬出されるようになっている。これらは自動的に順次行
われるようになっている。

【００３０】前記主制御装置１６は、ＣＰＵ（中央処理
装置）、ＲＯＭ（リード・オンリ・メモリ）、ＲＡＭ
（ランダム・アクセス・メモリ）、ハードディスク等の
記憶装置３６等を含むマイクロコンピュータ（又はミニ
コンピュータ）から構成され、レーザ干渉計２６の計測
値をモニタしつつＸＹステージ１８の位置制御を行なう
他、露光制御等の機能を有する。主制御装置１６は、実
際の露光処理時には、焦点検出系３２，３４による計測
値に基づき、露光処理を実施すべきウエハＷの全体、あ
るいはショット領域の表面がＺ軸に対して直交するよう
に試料台２０の駆動機構を駆動制御することによりレベ
リングした上で露光処理を行う。

【００３１】また、主制御装置１６は、以下のような基
板ホルダの平坦度評価機能を有している。基板ホルダの
平坦度の測定及びその評価は、投影露光装置の組立完了
時又は組立中に行われ、平坦度がレベリング機能の動作
限界等を考慮して予め決められた所定範囲内にある場合
にはこの平坦度をもって仕様書等に表示する数値とし、
該所定範囲内にない場合には、基板ホルダの手直しや交
換が行われる。

【００３２】第１実施形態（複数ウエハの平均） 記憶装置３６内には、Ｚ軸方向の位置情報であるＺ位置
情報の測定を実施すべき複数の測定点についてのＸＹ座
標位置を示すＸＹ位置情報が予め指定され、記憶されて
いる。これらの測定点は、任意に入力指定しても良い
が、例えば、開始点、終了点、Ｘ方向ピッチ、Ｙ方向の
ピッチを入力することにより指定することができる。

【００３３】本実施形態の平坦度評価機能を作動させる
前準備として、ウエハ収納装置に複数（ｎ枚）のウエハ
Ｗを収納しておく。このウエハＷは基板ホルダ２８の平
坦度を求めるために使用するものであり、通常のウエハ
でも良いが、平坦度や平行度等が良好となるように特別
に製造され、あるいは製造されたものの中からその平坦
度等が良好であるものを選択して使用するのが好まし
い。

【００３４】この平坦度評価機能が作動されると、ウエ
ハ収納装置に収納されたウエハＷがウエハ搬入装置によ
り順次搬送され、第１枚目のウエハＷが基板ホルダ２８
に吸着保持される。その後、レーザ干渉計２６の計測値
をモニタしつつ、ＸＹステージ１８を駆動部２２を介し
てＸＹ２次元方向に移動して、記憶装置３６に記憶され
た測定点の第１点目が焦点検出系３２，３４による検出
位置に設定されるようにウエハＷを位置決めする。ここ
で、焦点検出系３２，３４により該測定点における基準
面（ＸＹ面）からのＺ軸方向の値であるＺ位置情報を測
定し、該ＸＹ位置情報と関連付けて記憶装置３６に記憶
する。次いで、第２点目、第３点目というように同様に
Ｚ位置情報を測定し、最終点まで繰り返す。これによ
り、第１枚目のウエハＷについてのＺ位置情報の測定を
終了する。

【００３５】測定が終了したならば、第１枚目のウエハ
Ｗをウエハ搬出装置により搬出するとともに、ウエハ搬
入装置により第２枚目のウエハＷを搬入して基板ホルダ
２８に吸着させ、同様に複数の測定点におけるＺ位置情
報を測定する。以下同様に全てのウエハＷについて、複
数の測定点におけるＺ位置情報の測定を行い記憶装置３
６に記憶させる。

【００３６】全てのウエハＷについての測定が終了した
ならば、以下のようにして、基板ホルダ２８の平坦度を
評価する。図２に概念的に示すように、各ウエハ（Ｎ
Ｏ．１〜ＮＯ．ｎ）についての対応する測定点（ＸＹ位
置情報が同一の測定点）におけるＺ位置情報の平均値
（単純平均）を算出し、その最大値と最小値の差を算出
して、この値に基づき基板ホルダ２８の平坦度を評価す
る。すなわち、この値がレベリング機能の動作限界等を
考慮して予め決められた所定範囲内にある場合にはＯＫ
と判定し、該所定範囲内にない場合にはＮＧと判定し、
その旨等をディスプレイやプリンタ等に出力する。ＮＧ
と判定された場合には、基板ホルダの手直しや交換が行
われる。

【００３７】本実施形態の基板ホルダの平坦度評価方法
によると、複数枚のウエハＷを順次交換しつつ複数の測
定点におけるＺ軸方向の位置情報を測定して、互いに対
応する測定点におけるＺ位置情報の平均値により平坦度
を評価するようにしたから、ウエハ自体の平坦度や平行
度等の誤差成分が平均化効果によって低減され、従っ
て、ウエハ自体の誤差成分の影響を少なくすることがで
き、評価の正確性を向上することができる。

【００３８】なお、測定を実施するウエハＷの枚数は特
に限定されないが、例えば、１０枚とすることができ
る。

【００３９】第２実施形態（傾斜成分の除去） 記憶装置３６内には、Ｚ軸方向の位置情報であるＺ位置
情報の測定を実施すべき複数の測定点についてのＸＹ座
標位置を示すＸＹ位置情報が予め指定され、記憶されて
いる。これらの測定点は、任意に入力指定しても良い
が、例えば、開始点、終了点、Ｘ方向ピッチ、Ｙ方向の
ピッチを入力することにより指定することができる。

【００４０】本実施形態の平坦度評価機能を作動させる
前準備として、ウエハ収納装置に少なくとも１枚のウエ
ハＷを収納しておく。このウエハＷは基板ホルダ２８の
平坦度を求めるために使用するものであり、通常のウエ
ハでも良いが、平坦度や平行度等が良好となるように特
別に製造され、あるいは製造されたものの中からその平
坦度等が良好であるものを選択して使用するのが好まし
い。

【００４１】この平坦度評価機能が作動されると、ウエ
ハ収納装置に収納されたウエハＷがウエハ搬入装置によ
り搬送され、ウエハＷが基板ホルダ２８に吸着保持され
る。その後、レーザ干渉計２６の計測値をモニタしつ
つ、ＸＹステージ１８を駆動部２２を介してＸＹ２次元
方向に移動して、記憶装置３６に記憶された測定点の第
１点目が焦点検出系３２，３４による検出位置に設定さ
れるようにウエハＷを位置決めする。ここで、焦点検出
系３２，３４により該測定点における基準面からのＺ軸
方向の値であるＺ位置情報を測定し、該ＸＹ位置情報と
関連付けて記憶装置３６に記憶する。次いで、第２点
目、第３点目というように同様にＺ位置情報を測定し、
最終点まで繰り返す。これにより、ウエハＷについての
Ｚ位置情報の測定を終了する。

【００４２】測定が終了したならば、これらの測定点の
位置情報（ＸＹ位置情報及びＺ位置情報）に基づき、平
均面を算出する。平均面の算出方法は特に限定はされな
いが、例えば、それぞれの点からの誤差が最小となるよ
うに最小二乗近似法により求めることができる。

【００４３】次いで、各測定点におけるＺ位置情報を、
算出した平均面をｘｙ平面とし、これに直交する方向を
ｚ方向とする座標系に座標変換し、座標変換した各測定
点におけるＺ位置情報（平均面からのずれ）の最大値と
最小値の差を算出して、この値に基づき基板ホルダ２８
の平坦度を評価する。すなわち、この値がレベリング機
能の動作限界等を考慮して予め決められた所定範囲内に
ある場合にはＯＫと判定し、該所定範囲内にない場合に
はＮＧと判定し、その旨等をディスプレイやプリンタ等
に出力する。ＮＧと判定された場合には、基板ホルダの
手直しや交換が行われる。

【００４４】ここで、図３に測定結果の一例を示す。同
図において、Ｆ１〜Ｆ９は各測定点におけるＺ位置情報
であり、ＸＹは基準面（投影光学系ＰＬの光軸に直交す
る面）を示し、ｘｙは最小二乗近似法を用いて計算によ
り求めた平均面を示している。この場合における基板ホ
ルダの平坦度は、従来技術では、基準面（ＸＹ面）を基
準としてＺ位置情報の最大値と最小値の差、すなわち符
号Ｄで示される値により評価していた。これに対して、
本実施形態では、平均面（ｘｙ面）を基準としてＺ位置
情報（座標変換後の値）の最大値と最小値の差、すなわ
ち符号ｄで示される値により評価する。

【００４５】この基板ホルダの平坦度評価方法による
と、ウエハ表面の複数の測定点でＺ軸方向の位置情報を
測定して、これらの位置情報に基づき平均面を求め、こ
の平均面を基準として基板ホルダの平坦度を評価するよ
うにしている。ここで、実際の露光処理時におけるレベ
リング機能により達成される傾斜成分の補正は、通常
は、その平均面が投影光学系の光軸に直交するように行
われるから、このようにすることにより、実際の露光時
にレベリング機能により除去されることになる傾斜成分
が除去されることになり、より現実に即した評価を行う
ことができる。

【００４６】なお、上記の第２実施形態の説明において
は、１枚のウエハＷの全体について、平均面を算出して
上記所定の評価を行うようにしているが、実際の露光処
理時におけるレベリングをショット領域毎に行う場合に
は、上記の方法に加えて、図４に示すように、ウエハ上
の複数のショット領域Ｓの各々について、９（３×３）
点の測定点（Ｆ１〜Ｆ９）におけるＺ軸方向の位置情報
の測定を行い、各ショット領域について、最小二乗近似
法等により平均面を求め、各ショット領域毎の平均面か
らのずれの最大値と最小値の差により平坦度を評価する
ことができ、このようにすることにより、さらに現実に
即した評価を行うことができる。各ショット領域につい
ての測定点の数は、９点にする必要は必ずしもなく、３
点以上であればよい。また、各ショット領域のそれぞれ
について９点の測定を行う必要はなく、所定のピッチで
マトリックス状に測定を行い、そこから各ショット領域
に対応する複数の測定点を抽出して同様に処理すること
ができる。

【００４７】第３実施形態（複数ウエハの平均及び傾斜
成分の除去） 記憶装置３６内には、Ｚ軸方向の位置情報であるＺ位置
情報の測定を実施すべき複数の測定点についてのＸＹ座
標位置を示すＸＹ位置情報が予め指定され、記憶されて
いる。これらの測定点は、任意に入力指定しても良い
が、例えば、開始点、終了点、Ｘ方向ピッチ、Ｙ方向の
ピッチを入力することにより指定することができる。

【００４８】本実施形態の平坦度評価機能を作動させる
前準備として、ウエハ収納装置に複数（ｎ枚）のウエハ
Ｗを収納しておく。このウエハＷは基板ホルダ２８の平
坦度を求めるために使用するものであり、通常のウエハ
でも良いが、平坦度や平行度等が良好となるように特別
に製造され、あるいは製造されたものの中からその平坦
度等が良好であるものを選択して使用するのが好まし
い。

【００４９】この平坦度測定評価機能が作動されると、
ウエハ収納装置に収納されたウエハＷがウエハ搬入装置
により順次搬送され、第１枚目のウエハＷが基板ホルダ
２８に吸着保持される。その後、レーザ干渉計２６の計
測値をモニタしつつ、ＸＹステージ１８を駆動部２２を
介してＸＹ２次元方向に移動して、記憶装置３６に記憶
された測定点の第１点目が焦点検出系３２，３４による
検出位置に設定されるようにウエハＷを位置決めする。
ここで、焦点検出系３２，３４により該測定点における
基準面からのＺ軸方向の値であるＺ位置情報を測定し、
該ＸＹ位置情報と関連付けて記憶装置３６に記憶する。
次いで、第２点目、第３点目というように同様にＺ位置
情報を測定し、最終点まで繰り返す。これにより、第１
枚目のウエハＷについてのＺ位置情報の測定を終了す
る。

【００５０】測定が終了したならば、第１枚目のウエハ
Ｗをウエハ搬出装置により搬出するとともに、ウエハ搬
入装置により第２枚目のウエハＷを搬入して基板ホルダ
２８に吸着させ、同様に複数の測定点におけるＺ位置情
報を測定する。以下同様に全てのウエハＷについて、複
数の測定点におけるＺ位置情報の測定を行い記憶装置３
６に記憶させる。

【００５１】全てのウエハＷについての測定が終了した
ならば、以下のようにして、基板ホルダ２８の平坦度を
評価する。各ウエハについての対応する測定点（ＸＹ位
置情報が同一の測定点）におけるＺ位置情報の平均値
（単純平均）を算出する。

【００５２】その後、平均されたＺ位置情報及びＸＹ位
置情報に基づき、平均面を算出する。平均面の算出方法
は特に限定はされないが、例えば、それぞれの点からの
誤差が最小となるように最小二乗近似法により求めるこ
とができる。

【００５３】次いで、各測定点におけるＺ位置情報を、
算出した平均面をｘｙ平面とし、これに直交する方向を
ｚ方向とする座標系に座標変換し、座標変換した各測定
点におけるＺ位置情報（平均面からのずれ）の最大値と
最小値の差を算出して、この値に基づき基板ホルダの平
坦度を評価する。すなわち、この値がレベリング機能の
動作限界等を考慮して予め決められた所定範囲内にある
場合にはＯＫと判定し、該所定範囲内にない場合にはＮ
Ｇと判定し、その旨等をディスプレイやプリンタ等に出
力する。ＮＧと判定された場合には、基板ホルダの手直
しや交換が行われる。

【００５４】本実施形態の基板ホルダの平坦度評価方法
によると、複数枚のウエハＷを順次交換しつつ複数の測
定点におけるＺ軸方向の位置情報を計測して、互いに対
応する測定点におけるＺ位置情報の平均値を求め、さら
に、これらの平均されたＺ位置情報を含む位置情報に基
づき平均面を求め、この平均面を基準として基板ホルダ
の平坦度を評価するようにしている。従って、上述した
第１実施形態と第２実施形態のそれぞれの平坦度評価機
能の利点を併有した評価を行うことができる。

【００５５】なお、以上説明した実施形態は、本発明の
理解を容易にするために記載されたものであって、本発
明を限定するために記載されたものではない。したがっ
て、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技
術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨
である。

【００５６】

【発明の効果】本発明は以上詳述したように構成したか
ら、感光基板自体の誤差成分の影響の少ない基板ホルダ
の平坦度評価方法が提供されるという効果を奏する。ま
た、露光装置のレベリング機能をも考慮した基板ホルダ
の平坦度評価方法が提供されるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施形態の投影露光装置の全体の概
略構成を示す図である。

【図２】 本発明の第１実施形態の平坦度評価機能（複
数ウエハの平均）を説明するための図である。

【図３】 本発明の第２実施形態の平坦度評価機能（傾
斜成分の除去）を説明するための図である。

【図４】 本発明の第２実施形態の平坦度評価機能の一
部を改良した例を説明するための図である。

【符号の説明】

１０…投影露光装置 １６…主制御装置 １８…ＸＹステージ ２０…試料台 ２２…駆動部 ２６…レーザ干渉計 ２８…基板ホルダ ３６…記憶装置 Ｒ…レチクル ＰＬ…投影光学系 Ｗ…ウエハ ＸＹ…基準面 ｘｙ…平均面

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マスクに形成されたパターン像を基板ホ
   ルダに載置した感光基板上に投影光学系を介して転写す
   る投影露光装置の該基板ホルダの平坦度評価方法であっ
   て、 前記基板ホルダに複数の感光基板を順次載置し、それぞ
   れの感光基板について、複数の測定点で該感光基板の表
   面の前記投影光学系の光軸方向の位置情報を測定して第
   １データとし、 該感光基板間で互いに対応する測定点についての第１デ
   ータの平均値を求めて第２データとし、該第２データに
   基づいて前記基板ホルダの平坦度を評価することを特徴
   とする平坦度評価方法。
2. 【請求項２】 前記第２データの最大値と最小値の差に
   より前記基板ホルダの平坦度を評価することを特徴とす
   る請求項１に記載の基板ホルダの平坦度評価方法。
3. 【請求項３】 マスクに形成されたパターン像を基板ホ
   ルダに載置した感光基板上に投影光学系を介して転写す
   る投影露光装置の該基板ホルダの平坦度評価方法であっ
   て、 前記基板ホルダに感光基板を載置し、複数の測定点で該
   感光基板の表面の前記投影光学系の光軸方向の位置情報
   を測定し、 該位置情報に基づき前記基板ホルダ上の前記感光基板表
   面の平均面を求め、該平均面を基準として前記位置情報
   に基づき前記基板ホルダの平坦度を評価することを特徴
   とする平坦度評価方法。
4. 【請求項４】 前記位置情報の前記平均面に対するずれ
   をそれぞれ求め、該求められたずれの最大値と最小値の
   差により前記基板ホルダの平坦度を評価することを特徴
   とする請求項３に記載の基板ホルダの平坦度評価方法。
5. 【請求項５】 前記平均面は、前記位置情報に基づき最
   小二乗近似法により求めることを特徴とする請求項３に
   記載の基板ホルダの平坦度評価方法。
6. 【請求項６】 前記感光基板上の複数のショット領域の
   各々について前記平均面を求め、前記感光基板上のショ
   ット領域に対応させて、前記基板ホルダの平坦度を評価
   することを特徴とする請求項３に記載の基板ホルダの平
   坦度評価方法。