(57)【要約】【課題】  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を提供すること。【解決手段】  露光装置１のオートフォーカス検出系６を利用して、ウエハＷと投影されたスリット像とを相対的に移動させながら位置情報を取得する位置情報取得のステップと、ウエハＷ上をショット領域に区画して、ここに含まれる位置情報から近似平面を求める近似平面取得のステップと、この近似平面と各位置情報を比較し、近似平面からの乖離を閾値と比較して乖離がこの閾値より大きな場合に平坦度異常と判定する平坦度異常検出のステップを実行し、表示装置２０ｃに異常が検出されたショット領域を表示する。ウエハＷにゴミが存在する場合に簡易な手順で露光工程に先立ち未然にゴミを発見できる。【選択図】      図１
2006300676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【請求項６】
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。
【請求項７】
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。
【請求項８】
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。
【請求項９】
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。
【請求項１０】
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平坦度異常検出方法及び露光装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【特許文献１】特開平６−５４９５公報
【特許文献２】特開２００４−１３８６１１公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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（Ｋ２）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。
【００１２】
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。
【００１３】
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（Ｋ２）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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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）、Ｆ２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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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）。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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Ｋ２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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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）。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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）。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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）。
【００６６】
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）。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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）。
【００７０】
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）。
【００７１】
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。
【００７２】
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（ＸＲ≦Ｘ＜ＸＬ、ＹＵ≦Ｙ＜ＹＤ）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、ＸＬ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、ＸＲ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、ＸＬ-ＸＲ＝Ｌｘの関係を有する。また、ＹＤ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、ＹＵ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、ＹＵ-ＹＤ＝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。
【００７３】
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、
【００７４】
【数１】
2006300676.tif 000003
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、
【００７５】
【数２】
2006300676.tif 000004
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
【００７６】
【数３】
2006300676.tif 000005
となる。ここで
【００７７】
【数４】
2006300676.tif 000006
とおけば[数３]の両辺にＡの逆行列をかけて、
【００７８】
【数５】
2006300676.tif 000007
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。
【００７９】
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）。
【００８０】
【数６】
2006300676.tif 000008
続いて、Ｓ４５で求めた標準偏差３σＺ'と閾値Ｋ１とを比較する（Ｓ４６）。ここで、標準偏差３σＺ’が閾値Ｋ１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Ｋ１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）。
【００８１】
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）。
【００８２】
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Ｋ２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、Ｋ２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Ｋ２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Ｋ２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）。
【００８３】
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）。
【００８４】
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。
【００８５】
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）。
【００８６】
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Ｚ１ｉｊを用いて近似平面ＡＰ１ｎが算出される（Ｓ６３）。次に、全ての一次走査計測のデータＺ１について、求めた近似平面ＡＰ１ｎからの残差のデータＺ１’ｉｊを求め（Ｓ６４）、データＺ１’ｉｊについて平均Ｚ１’ａｖｅ、標準偏差３σＺ１’を算出する（Ｓ６５）。そして、３σＺ１’＜Ｋ１か否かを判定し（Ｓ６６）、３σＺ１’＜Ｋ１でなければ（Ｓ６６；ＮＯ）エラーとして終了する。また、３σＺ１’＞Ｋ１であれば（Ｓ６６；ＹＥＳ）、データＺ１’ｉｊとＺ１’ａｖｅ±３σＺ１’を比較する（Ｓ６７）。そして、Ｚ１’ａｖｅ±３σＺ１’を超えるデータがあるか否かを判定し（Ｓ６８）、Ｚ１’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Ｚ１ｉｊを除去して、残りのデータＺ１ｉｊを使用して補正後近似平面ＡＰ１ｎ’を算出を行なう（Ｓ６９）。
【００８７】
次に、Ｚ１’ａｖｅ±３σＺ１’を超えるデータＺ１’ｉｊがない場合は（Ｓ６８；ＮＯ）、Ｓ６３で算出した近似平面ＡＰ１ｎと各Ｚ１ｉｊとの偏差ΔＺ１ｉｊを算出する（Ｓ７０）。一方、Ｚ１’ａｖｅ±３σＺ１’を超えるデータＺ１’ｉｊがある場合は（Ｓ６８；ＹＥＳ）、Ｓ６９で算出された補正後近似平面ＡＰ１ｎ’と各データＺ１ｉｊとの偏差ΔＺ１ｉｊ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ΔＺ１ｉｊの中から、最大値Ｍａｘ（ΔＺ１ｉｊ）と、最小値Ｍｉｎ（ΔＺ１ｉｊ）とを抽出する。そしてその差分Δ１＝Ｍａｘ（ΔＺ１ｉｊ）ーＭｉｎ（ΔＺ１ｉｊ）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。
【００８８】
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Ｚ２ｉｊを用いて近似平面ＡＰ２ｎが算出される（Ｓ７２）。次に、全ての二次走査計測のデータＺ２ｉｊついて、求めた近似平面ＡＰ２ｎからの残差のデータＺ２’ｉｊを求め（Ｓ７３）、データＺ２’ｉｊについて平均Ｚ２’ａｖｅ、標準偏差３σＺ２’を算出する（Ｓ７４）。そして、３σＺ２’＜Ｋ１か否かを判定し（Ｓ７５）、３σＺ２’＜Ｋ１でなければエラーとして終了する。また、３σＺ２’＜Ｋ１であれば、データＺ２’ｉｊとＺ２’ａｖｅ±３σＺ２’とを比較する（Ｓ７６）。そして、Ｚ２’ａｖｅ±３σＺ２’を超えるデータがあるか否かを判定し（Ｓ７７）、Ｚ２’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Ｚ２ｉｊを除去して、残りのデータＺ２ｉｊを使用して補正後近似平面ＡＰ２ｎ’を算出する（Ｓ７８）。
【００８９】
次に、Ｚ２’ａｖｅ±３σＺ２’を超えるデータＺ２’ｉｊがない場合は（Ｓ７７；ＮＯ）、Ｓ７２で算出した近似平面ＡＰ２ｎと各データＺ２ｉｊとの偏差ΔＺ２ｉｊを算出する（Ｓ７９）。一方、Ｚ２’ａｖｅ±３σＺ２’を超えるデータＺ２’ｉｊがある場合は（Ｓ７７；ＹＥＳ）、Ｓ７８で算出された補正後近似平面ＡＰ２ｎ’と各Ｚ２ｉｊとの偏差ΔＺ２ｉｊを算出する（Ｓ７９）。続いて、ショット領域ＳＨｎに含まれる全てのΔＺ２ｉｊの中から、最大値Ｍａｘ（ΔＺ２ｉｊ）と最小値Ｍｉｎ（ΔＺ２ｉｊ）とを抽出する。そして、その差分Δ２＝Ｍａｘ（ΔＺ２ｉｊ）ーＭｉｎ（ΔＺ２ｉｊ）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。
【００９０】
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Ｋ２とを比較し、Ｍａｘ（Δ１，Δ２）＞Ｋ２か否かを判定する（Ｓ８１）。そして、Ｍａｘ（Δ１，Δ２）＞Ｋ２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）≦Ｋ２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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
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。
【００９５】
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。
【００９６】
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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（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。
【０１０３】
（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。
【０１０４】
（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。
【０１０５】
（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。
【０１０６】
（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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
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。
【０１０９】
○  第１の閾値Ｋ２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。
【０１１０】
○  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。
【０１１１】
○  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（ΔＺ１ｉｊ）、Ｍａｘ（ΔＺ２ｉｊ））および最小値（Ｍｉｎ（ΔＺｉｊ）、Ｍｉｎ（ΔＺ１ｉｊ）、Ｍｉｎ（ΔＺ２ｉｊ））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。
【０１１２】
○  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。
【０１１３】
○  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。
【０１１４】
○  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。
【０１１５】
○  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。
【０１１６】
○  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。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本実施形態の露光装置の概略を示す図。
【図２】ウエハ上に照射された複数のスリット像を示す図。
【図３】ウエハに対するスリット像の相対移動を示す図である。
【図４】ノーマルモードでの走査を説明する図。
【図５】ファインモードにおける一次走査を示す図。
【図６】ファインモードにおける二次走査を示す図。
【図７】表示装置の画面に表示されたショットマップを示す図。
【図８】平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。
【図９】平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。
【図１０】平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。
【図１１】平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。
【図１２】平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。
【図１３】平坦度異常検出方法の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１１８】
ＡＰｎ（ＡＰ１ｎ、ＡＰ２ｎ）…近似平面，ＡＰｎ’（ＡＰ１ｎ’，ＡＰ２ｎ’）…補正後近似平面、ＡＸ…光軸、Ｄ…走査幅、ＤＬ…検出光束、Ｋ１…第２の閾値、Ｋ２…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，Ｚ１ｉｊ，Ｚ２ｉｊ…（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。
【図１】
2006300676.tif 000009
【図２】
2006300676.tif 000010
【図３】
2006300676.tif 000011
【図４】
2006300676.tif 000012
【図５】
2006300676.tif 000013
【図６】
2006300676.tif 000014
【図７】
2006300676.tif 000015
【図８】
2006300676.tif 000016
【図９】
2006300676.tif 000017
【図１０】
2006300676.tif 000018
【図１１】
2006300676.tif 000019
【図１２】
2006300676.tif 000020
【図１３】
2006300676.tif 000021