(57)【要約】  基板（１０）のターゲット領域の表面輪郭を測定するための装置（２０）は、測定光線を発するための光源（２２）を有する。ビーム分割素子（７４）は、測定軸（ＯＭ）及び基準軸（ＯＲ）を規定する。基板ホルダ（７６）は、上記ターゲット領域を、上記測定軸に沿って、上記測定軸に直交する傾斜軸（Ｔ）に関して上記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角（Ｔθ）に従って垂直入射から傾斜させて配置する。撮像センサ（４０）は、上記測定光線及び基準光線から生成される縞パターンを記録する。コンピュータは、記録された上記縞パターンから周波数プロファイルを抽出し、各上記プロファイルは、上記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得され、またプログラムされた命令は更に、上記周波数プロファイルに従って上記ターゲット領域の表面の輪郭の変化を算出する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板のターゲット領域の表面輪郭を測定するための装置であって、
前記装置は：
測定光線を発するように励起可能な光源；
測定軸及び基準軸を規定するビーム分割素子；
前記基板の前記ターゲット領域を、前記測定軸に沿って、前記測定軸に直交する傾斜軸に関して前記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置する、基板ホルダ；
前記ターゲット領域の縞パターンを記録するように励起可能な撮像センサであって、前記縞パターンは、前記測定光線、及び前記基準軸からの基準光線から生成される、撮像センサ；並びに
前記撮像センサと信号通信し、記録された前記縞パターンから複数の周波数プロファイルを抽出するための命令によってプログラムされたコンピュータであって、各前記プロファイルは、前記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得され、またプログラムされた前記命令は更に、前記周波数プロファイルに従って前記ターゲット領域の表面の輪郭の変化を算出する、コンピュータ
を備える、装置。
【請求項２】
前記光源はソリッドステート光源である、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光源は発光ダイオードであり、
前記光源からの光路内にスペクトルフィルタを更に備える、請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
前記基板ホルダは更に、複数の前記ターゲット領域の測定のために前記基板を回転させるように作動可能である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記測定軸に沿って焦点調整するためのアクチュエータを更に備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記ターゲット領域は前記基板のエッジ部分である、請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
前記基板は平坦である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
基板のターゲット領域の表面輪郭を測定する方法であって、前記方法は：
測定光線を発するように光源を励起するステップ；
測定軸及び基準軸を有する干渉計に前記測定光線を向けるステップ；
前記基板の前記ターゲット領域を、前記測定軸に沿って、前記測定軸に直交する傾斜軸に関して前記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置するステップ；
前記ターゲット領域の縞パターンを記録するステップであって、前記縞パターンは、前記測定光線、及び前記基準軸からの基準光線から生成される、ステップ；
記録された前記縞パターンから、複数の周波数プロファイルを抽出するステップであって、各前記プロファイルは、前記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得される、ステップ；並びに
前記周波数プロファイルに従って前記ターゲット領域の表面の輪郭の変化を算出するステップ
を含み、
前記方法はコンピュータにより少なくとも部分的に実行される、方法。
【請求項９】
前記基板表面の高さの変化に従って、前記測定軸に沿って前記干渉計の焦点を自動的に調整するステップを更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
算出された前記変化に従って前記ターゲット領域表面の前記輪郭を表示するステップを更に含む、請求項８又は９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【優先権】
【０００１】
本出願は、米国特許法第１１９条の下で、２０１５年６月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／１８６７０１号の優先権の利益を主張するものであり、上記仮特許出願の内容は信頼できるものであり、参照によりその全体が本出願に援用される。
【技術分野】
【０００２】
本開示は一般に、光計測装置及び光計測方法に関し、特に、半導体ウェハのエッジプロファイルといった表面プロファイルの測定及び特性評価のための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００３】
マイクロエレクトロニクスのリソグラフィ、光学及び他の分野における多くの用途は、基板の平坦度、エッジロールオフ、均一性、軸振れ及び他の寸法特徴に関する高精度の特性評価を利用する。半導体ウェハの準備及び加工といった用途においては、サブミクロン精度までの表面寸法の特性評価に特に関心が集まっている。
【０００４】
半導体ウェハの準備及び処理における当業者に周知の測定基準は、ウェハのエッジに関係するロールオフ量（ＲＯＡ）と呼ばれる、又は線形ロールオフ量（Ｌ−ＲＯＡ）と称される測定値に関係する。半導体ウェハのリソグラフィ加工がうまく行われるかは、研磨されたウェハのエッジ近くの機械的プロファイルの複数の様相に大きく左右され得る。ウェハの製造業者は、厳しい顧客の要求を満たすために、ウェハのエッジプロファイルを正確に特性評価し、注意深く制御しようと努める。業界で認められたＲＯＡの測定基準は、例えば、半導体製造装置材料協会（ＳＥＭＩ）によって、ＳＥＭＩ基準Ｍ６９−０３０７として規定されている。
【０００５】
ＲＯＡ測定は、ウェハのエッジ近くの領域の平坦度の特性をプロファイリングして、研磨誤差によって生じる平坦度の問題を識別するのに役立つ。従来のＲＯＡの測定は、典型的には、スタイラス又は単一点の光プローブを使用して行われる。略円形のウェハのエッジは、時間のかかる、かつ誤差を伴うプロセスで、外周に沿って８つの異なる半径方向角度、典型的には４５°ごとに測定されるが、このプロセスは、コストの高い機器及び高度な訓練を受けた技術者を必要とし得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
干渉法は、表面エッジプロファイルの特性評価の問題に対処するために使用されてきたが、若干不本意な結果もたらすものであった。例えば、従来の位相差干渉法を適用するには、試料表面と基準面とを極めて堅固な関係で保持し、また十分に振動が軽減される、専用の測定装置が必要である。典型的な位相測定アルゴリズムは、各画像取得間の位相変化に対する精密な機器調節によって、またウェハのエッジに沿った複数の角度増分でこのプロセスを繰り返すことによって、多数のインターフェログラムを取得するものである。必要なステップの数、測定システム及び環境に対する精度及び振動保護に必要な要件、並びに必要とされる合計時間を考えると、表面特性評価方法、特に半導体ウェハ及び非常に平坦な基板表面のエッジプロファイルの特性評価技術に更に適した方法には、改善の余地があると考えられる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある実施形態によれば、基板のターゲット領域の表面輪郭を測定するための装置が提供される。上記装置は、測定光線を発するように励起可能な光源と、測定軸及び基準軸を規定するビーム分割素子とを含む。上記装置は更に、上記基板の上記ターゲット領域を、上記測定軸に沿って、上記測定軸に直交する傾斜軸に関して上記測定光線の波長の関数である所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置する、基板ホルダを含む。上記装置はまた、上記ターゲット領域の縞パターンを記録するように励起可能な撮像センサを含み、上記縞パターンは、上記測定光線、及び上記基準軸からの基準光線から生成される。上記装置は更に、上記撮像センサと信号通信し、記録された上記縞パターンから複数の周波数プロファイルを抽出するための命令によってプログラムされたコンピュータを含み、各上記プロファイルは、上記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向において取得され、またプログラムされた上記命令は更に、上記周波数プロファイルに従って上記ターゲット領域表面の輪郭の変化を算出する。
【０００８】
追加の特徴及び利点は、以下の「発明を実施するための形態」に記載され、またその一部は、当業者には「発明を実施するための形態」から容易に明らかとなるか、又は本記載及び特許請求の範囲並びに添付の図面に記載された実施形態を実施することによって認識されるだろう。
以上の「発明の概要」及び以下の「発明を実施するための形態」はいずれの単なる例示であり、特許請求の範囲の性質及び特徴を理解するための概観又は枠組みを提供することを意図したものであることを理解されたい。
【０００９】
添付の図面は更なる理解を提供するために含まれており、本明細書に組み込まれて本明細書の一部を構成する。これらの図面は１つ以上の実施形態を図示し、本記載と併せて、様々な実施形態の原理及び動作を説明する役割を果たす。
【００１０】
本開示は、単なる非限定的な例として与えられている以下の記載及び添付の図面から、更に明確に理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】半導体ウェハの平面図
【図２】研磨された半導体ウェハのエッジロールオフを示す側面図
【図３Ａ】本開示のある実施形態に係るエッジロールオフ特性評価のための光学装置の構成要素を示す概略側面図
【図３Ｂ】本開示のある実施形態に係るエッジロールオフ特性評価のためのシステムを示す概略側面図
【図３Ｃ】図３Ａの構成におけるカメラ又は他の撮像センサによって取り込まれた縞パターンから取得された例示的な搬送波を示す図
【図４Ａ】干渉縞をロールオフ測定に関連付ける例示的な図
【図４Ｂ】干渉縞をロールオフ測定に関連付ける別の例示的な図
【図５】エッジロールオフデータ取得及び処理のシーケンスを示す論理流れ図
【図６】軸振れを示す側面図
【発明の詳細な説明】
【００１２】
本明細書において示され、説明されている図は、様々な実施形態に係る光学装置の動作及び製造の基本原理を説明するためのものであり、これらの図のいくつかは、実際のサイズ又は縮尺を示す目的で描かれていない。基本的な構造的関係又は動作の原理を強調するために、ある程度誇張した表現が必要な場合もある。
【００１３】
提供される図では、光学マウント、レーザダイオード用の電源及び回路基板の取付台、並びに他の特徴部分を含む、様々な支持用構成部品が図示されていない場合がある。本開示の実施形態は、多くのタイプの標準的なマウント及び支持構成要素のいずれかを使用することができることは、光学技術分野の当業者には理解され得る。
【００１４】
本開示の文脈において、「上部（ｔｏｐ）」及び「底部（ｂｏｔｔｏｍ）」、又は「〜の上（ａｂｏｖｅ）」及び「〜の下（ｂｅｌｏｗ）」若しくは「〜の真下（ｂｅｎｅａｔｈ）」などの用語は、相対的な意ものであり、構成部品又は表面のいずれの必要な配向を示すものではなく、単に、視野、対向する表面、空間的関係、又は構成部品若しくは装置内の異なる光路を示し、区別するのに使用される。同様に、用語「水平（ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ）」及び「垂直（ｖｅｒｔｉｃａｌ）」は、図に関して、例えば構成部品又は異なる平面内の光の相対的な垂直関係を説明するのに使用される場合があるが、実際の水平方向及び垂直方向の配向に対する構成部品の必要な配向を指示するものではない。
【００１５】
「第１の（ｆｉｒｓｔ）」、「第２の（ｓｅｃｏｎｄ）」、「第３の（ｔｈｉｒｄ）」等の用語が使用される場合、これらは必ずしもいずれの順序又は優先関係を表すとは限らないが、ある要素又は時間間隔を別の要素又は時間間隔とより明確に区別するために使用される。これらの用語は、本開示及び請求項の文脈では、ある要素を別の同様の要素又は関連要素と明確に区別するために使用される。
【００１６】
本明細書では、用語「励起可能な（ｅｎｅｒｇｉｚａｂｌｅ）」は、電力を受け取ったとき、及び任意に許可信号を受信したときに、指定された機能を実行するデバイス又は一連の構成部品に関係する。例えばレーザダイオードは、レーザ光線を発するように励起可能である。
【００１７】
本開示の文脈では、用語「約（ａｐｐｒｏｘｉｍａｔｅｌｙ）」がある測定値に関して使用される場合、これは、測定誤差の予想される公差の範囲内であること、及び実用上許容される不正確さを意味する。例えば、測定値差及び特定の用途に必要な精度に対して、ある程度の妥当な公差が許容される必要がある。
【００１８】
本開示の実施形態は、平坦基板のエッジの特性評価のための装置及び方法を説明し、これらは例えば、干渉法測定を可能にするように十分に鏡面反射する半導体基板又は他の基板のエッジに沿った、ロールオフを示す測定データを提供するために使用できる。有利には、本開示の方法及び装置は、速度及び測定精度の改善を支援できる。本明細書に記載の干渉法は、振動及び温度といった環境要因に対して特にロバストであることがわかった。半導体ウェハ又は他の基板の周縁に沿った多数の角度位置のそれぞれにおいて取得された単一画像は、基板エッジの、より詳細には表面の高さ及び高さの変化の、正確な特性評価のための十分なデータを提供する。速度の改善により、測定時間全体への影響を最小限に抑えて、この測定を既存のウェハ特性評価ツールに追加することが可能となり、更に場合によっては、一部のタイプの専用の検査機器が不要になり、これはウェハ製造業者にとって大幅な節約をもたらすことができる。
【００１９】
図１の平面図は、測定対象の半導体ウェハの一般的なパターンの基板１０を示す。従来の検査では、０°、４５°、９０°、１３５°、１８０°、２２５°、２７５°、及び３１５°の角度で標識された各位置において測定が行われる。以下の説明では、基板１０の平面をｘ−ｙ平面と定める。
【００２０】
図２の断面側面図は、図１に示す標識位置Ａ−Ａといったエッジ１４に沿ったＲＯＡを表すことができる特徴的なロールオフ曲線１２を示す。最良適合線１６は、図示されているように、エッジ１４から３ｍｍ及び６ｍｍの点Ｐ１及びＰ２などの２つの適切な表面点を使用して、ウェハの半径に沿って算出される。他の表面点は、最良適合基準として使用され得る。
【００２１】
図３Ａは、本開示のある実施形態に係る、半導体ウェハ等の平坦基板１０のエッジ特性評価のための光学装置２０を示す。図３Ｂは、ウェハエッジ特性評価プロセスの制御及び報告を行う計測システム５０を示す。
【００２２】
図３Ａの構成では、広帯域の発光ダイオード（ＬＥＤ）を光源２２として使用し、所定のスペクトル範囲にわたって分布する光エネルギを発生させる。本開示のある実施形態によれば、６３５ｎｍを中心とするスペクトル領域に亘る測定光線７２を発するように励起可能な、赤色ＬＥＤが使用される。この広帯域の光源照明を、レンズ２４によって示されている１つ以上のレンズ等によってコリメートし、任意にスペクトルフィルタ２６においてフィルタリングすることによって、例えば所望のコヒーレンス長に適した所望の光学帯域幅を得ることができる。光は、反射鏡２８によってビームスプリッタ３０に向けられる。ビームスプリッタ３０は、上記光源照明を、干渉計３２に、例えば干渉対物レンズに、そして基板１０に向ける。干渉計３２用の干渉対物レンズは、例えば、マイケルソン（Ｍｉｃｈｅｌｓｏｎ）干渉対物レンズ、あるいはミロー（Ｍｉｒａｕ）対物レンズとすることができる。このタイプの対物レンズは、集光系、並びに内部ビーム分割素子７４及び干渉縞の生成のための基準面３４を含む。基準となるｘ軸、ｙ軸、及びｚ軸が示されている。
【００２３】
図３Ａの構成では、ビーム分割素子７４は、測定光線７２の測定軸ＯＭと、基準光線の基準軸ＯＲとを規定する。上記干渉対物レンズは、回転真空スピンドル又は他のアクチュエータ４２の上方に配向され、この回転真空スピンドル又は他のアクチュエータは、基板ホルダ７６としての機能を果たし、ウェハ又は他の基板１０を測定するために保持する。干渉計３２は、ロールオフを測定するために、基板１０のエッジ部分等のターゲット領域７８上へと上記光源照明を集束させる。その後、基板１０の表面のターゲット領域７８から戻った光及び基準面３４からの基準光は、ビームスプリッタ３０及び１つ以上のレンズ３６を通って伝送されて結合され、縞パターンを形成し、この縞パターンはカメラ等の撮像センサ４０で記録される。任意の焦点調整装置３８は、以下で更に詳細に説明するように、例えば軸振れに起因する表面高さの変化を補償するために、干渉対物レンズ又は干渉計３２の対応する光学素子の焦点を調整するための、検知構成要素及び作動構成要素となる。
【００２４】
基板１０の表面は、干渉計３２によって規定される測定軸ＯＭに対してほぼ垂直に配向されるが、軸ＯＭに対して垂直ではない。基板１０は、軸Ｔに関して傾斜角Ｔθでわずかに傾斜しており、この軸Ｔは、基板１０の表面の平面内にあり、図３Ａに示されているように、基板１０のエッジＥに対して略垂直であり得る。傾斜軸Ｔは、測定軸ＯＭに対して垂直である。
【００２５】
図３Ａを参照して説明される傾斜構成は、傾斜軸Ｔに対して略平行な方向に延在すると考えられる密な縞パターンを生成する。傾斜軸Ｔに対する基板１０の傾斜角Ｔθは、測定光線７２の波長λ、撮像センサ４０の画素分解能、及び取得された画像内の望ましい縞の数を含む複数の要因に従って、予め決定される。
【００２６】
本開示のある実施形態によれば、上記傾斜角は、以下の数式を使用して算出できる：
【００２７】
【数１】
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【００２８】
式中、Ｐは、取得された画像内の１つの縞当たりの画素数であり、ＦＯＶｙは、撮像センサ４０の視野のｙ寸法である。例として、限定的ではないが、６００ｎｍの波長λを用いた場合に、Ｙ方向１０００画素及び５ｍｍのＦＯＶｙセンサ４０において、１つの縞当たりの所望のＰ値が８画素である場合、傾斜角Ｔθは、約０．４３°である。波長λが長くなると、傾斜角も大きくなる。Ｐ値は、縞の鮮明さにおいてコントラスト及び分解能が所望のレベルになるように選択される。所望のＰ値が減少すると、傾斜角は大きくなる。
【００２９】
傾斜角Ｔθ自体は、以下で更に詳細に説明されるように、取り込まれた干渉画像内の解析のために形成される縞の数を決定する。
【００３０】
図３Ｂは、半導体ウェハのエッジ特性評価のため、並びに他の実質的に透明な平坦基板及び曲面の表面特性評価のために、図３Ａの光学装置２０を使用する計測システム５０の簡略図である。光学装置２０の構成要素は、様々な角度間隔で基板１０のエッジ近くから反射された結合光と、干渉対物レンズ内の基準面３４から反射された光又はより詳細には基準光線とから形成された干渉縞を有する各画像を取得するために、プロセッサとして構成されたコンピュータ４４と信号通信している。次に、コンピュータ４４は、画像結果を処理し、結合光からの取得画像を解析して、基板の平坦部分に沿って得られた縞に従って搬送波周波数を算出し、また基板の平坦部分に沿って得られた縞と、基板のエッジ部分を表す縞とを比較して、測定されているウェハ表面のエッジ部分に亘る複数の縞パターン間の位相差を決定する。隣接する縞は、上述されているように、概ね傾斜軸Ｔの方向に、又は概ね傾斜軸Ｔの方向に沿って、延在すると考えられる。コンピュータ４４は、算出された搬送波周波数及び基板のエッジ部分に沿って得られた縞パターンの位相差に従って、エッジロールオフを算出する。コンピュータ４４は、エッジロールオフ算出の結果を表示するためのディスプレイ４８、及び算出結果を記憶するためのメモリ４６と信号通信している。コンピュータ４４は、更なる算出又は記憶のために、ネットワークを介して異なるコンピュータプロセッサに結果を送信するための、ネットワークコンピュータとすることもできる。
【００３１】
図３Ｃは、図３Ａの構成においてカメラ又は他の撮像センサ４０によって取り込まれた縞パターンから取得された、２つの例示的な搬送波７０を示す。各搬送波７０は、測定表面の異なる部分に対応する縞パターンの一部から取得され、表面高さの差を決定するための算出を可能にする。位相差ΔΦは、以下で更に詳細に説明されるように、表面高さの差に関係する。
【００３２】
図３Ａを参照して説明されるように、赤色ＬＥＤ等の広帯域光源を使用でき、これは低コスト、低エネルギという利点を有し、また多くの光を供給できる。レーザ光源は、過度のコヒーレンス（すなわち過度のコヒーレンス長）を有し、ウェハプロファイルの測定を劣化させるスペックルを発生させる傾向がある。更に、高コヒーレントな光源は、サファイアウェハなどの薄く透明な基板の対向する表面から２組の干渉パターンを生成できる。インコヒーレント光は、ビームスプリッタ３０を通して顕微鏡対物レンズの入射瞳に光を結像する結像系によって集められる。この照明の構成は、ケーラー（Ｋｏｈｌｅｒ）照明として公知であり、照明の効率を最大化する均一な照明フィールドを提供する。照明は、ビームスプリッタを通過して、戻り光をカメラ又は他の撮像センサ４０に直接結像させることができる。干渉計３２となる干渉対物レンズは、１０ｍｍの距離にわたってウェハプロファイルを測定するために、およそ１０ｍｍの視野を有することができる。
【００３３】
例として、図４Ａは、撮像センサ４０によって取得されたターゲット領域７８の画像６０ａの一部を示し、これは干渉縞を示し、縞パターンのロールオフ曲線１２ａに関係する。画像６０ａ及びロールオフ特性曲線１２ａに関して示されている画像の配向では、縞は、図４Ａに示されている相対配向を有する傾斜軸Ｔに対して略平行な方向に沿って伸びる。図４Ｂは、ターゲット領域７８におけるより著明なロールオフを示す曲線１２ｂを有する画像６０ｂ内の別の例示的な縞パターンを示している。
【００３４】
図４Ａ及び４Ｂに示されている例示的な垂直スライス５２、５４は、高さの差に対応する位相差を識別するために、取得画像が周波数成分について解析される方向を示している。すなわち、縞パターンの周波数成分は、縞が延在する方向に対して垂直に切り取られた（すなわち、傾斜軸Ｔに対して垂直に切り取られた）垂直スライスから分析される。本開示のある実施形態によれば、フーリエ解析を用いて、ロールオフ曲線１２のエッジプロファイルを表す縞パターンを解釈する。図４Ａ及び４Ｂの特定の例では、スライス５２は、基板表面の基本的に平坦な部分に亘って切り取られる。スライス５４は、ロールオフが観察される基板表面のエッジ近くの縞に関する縞パターンの変化を表す。実際には、複数のスライスを取得し、基板エッジの非常に正確な特性評価を提供できる搬送波の位相情報に関して解析する。連続して解析される垂直スライス（例えばスライス５２及び５４）間のいずれの適切なサンプリング間隔を用いて、図４Ａ及び４Ｂの例に示すようなロールオフプロファイルをプロットできることが理解できる。
【００３５】
ウェハ又は他の基板１０は、図３Ａを参照して上述したように、光軸である測定軸ＯＭに対してある斜角で少なくともわずかに傾斜した軸Ｔに沿って傾斜することに留意されたい。このわずかな傾斜は、エッジ近くのウェハの形状を算出するために使用される搬送波の縞パターンを形成するために使用される。また、全体の傾斜構成により、システムは、ウェハ表面の物理的変位又は厚み偏差に耐えることができ、更に短いコヒーレンス長の光源でも縞を生成できるようになる。
【００３６】
多くの従来の表面特性評価技術とは異なり、本開示の装置及び方法により、図４Ａ及び４Ｂの各画像６０ａ及び６０ｂに示されているように、単一画像フレーム内に取り込まれた縞パターンを使用して、ウェハ又は他の基板の表面の一部を特性評価できることが理解できる。利用可能な画素分解能を生かすために、カメラ又は他のタイプの撮像センサ４０を、例えばカメラ内の撮像センサレイを基板１０に使用される傾斜軸Ｔと整列させることによって、縞パターンと整列させることができる。カメラ又は他のタイプの撮像センサ４０を傾斜基板１０と正確に整列させることによって、各垂直スライス５２及び５４は、カメラ又は他の撮像センサレイの画素列に対応する。スライス５２及び５４等の解析されるスライスは、略垂直に、例えば縞の範囲に亘って垂直＋／−４°以内で切り取られる。スライス５２、５４を他の角度で切り取ることもできるが、略垂直な配向を使用することで、特に、スライス５２及び５４が撮像センサ４０の画素列と整列したときに（図３Ａ）、その後の算出が簡単になる。図４Ａ及び４Ｂを参照して本明細書内で説明されているように、画像サイズの「タイル（ｔｉｌｅ）」を使用して局部的表面特性評価を実施できることは、基板のエッジプロファイルを提供するため、及び知覚可能な縞を生成するために入射測定光線の十分な反射を示す多くのタイプの平坦表面又は曲面又は不規則な輪郭の表面のいずれかの表面測定を行うために、有利であり得る。この方法は、不透明又は透明な基板と共に使用するために適用され得る。光源及び帯域幅を決定するために使用されるフィルタを調製することにより、検査される特定の基板の測定結果を最適化できる。
【００３７】
半導体ウェハのプロファイリングのために、例えば、生成された縞パターンを解析することにより、ウェハのエッジに向かって半径方向に延在するサブフィールドトレースを生成し、これにより、単一カメラフレーム内でウェハの周縁に沿った１つの位置におけるエッジ輪郭を検査する。これにより、ウェハ全体を走査する必要がなくなる。更にこの方法は、データ取得時間を、例えばおよそ数ミリ秒という比較的短い時間とすることができるため、振動に対して比較的ロバストな測定を可能にする。結果として得られる、振動に対するロバスト性は、従来の走査方法と比較した場合、精度を向上させ、環境感度を低下させることができる。例示的な高速データ収集は、画像分解能及び画質が損なわれないという条件であれば、移動中でもウェハの測定を可能にする。この特徴は、従来の方法よりも測定及び解析の速度を更に高めるのに役立つ。
【００３８】
図４Ａ及び４Ｂに示すように、干渉縞は、ウェハが垂直方向にわずかに傾斜した時にウェハを照明することによって生じる。一連の縞は、図の６０ａ及び６０ｂの配向では水平方向に現れ、カメラ又は他のタイプの撮像センサ４０によって取り込まれた画素アレイデータと整列させることができる。従って本開示の実施形態は、カメラからの垂直方向の画素列に沿った強度変動をプロットすることにより、特定の空間周波数の正弦波状の強度パターンを取得できる。この空間周波数は、取得画像内で傾斜軸Ｔに対して平行な水平軸に沿ったウェハの高さを示すための位相測定を可能にする、搬送波としての役割を果たす。
【００３９】
取り込まれた画像から搬送波データが取得される場合、縞の長さ方向に対して垂直に切り取られた画像の一連の一次元スライスの各々において、搬送波の位相を取得できる。順フーリエ変換処理は、強度データの垂直方向の一次元アレイに対して容易に実行できる。位相（Φ）は、以下の単純な関係式を使用して、高さ情報（ｈ）に変換できる。
【００４０】
【数２】
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【００４１】
式中、λは、光源２２（図３Ａ）からの照明照射の波長である。取得された画像から、カメラの画素の垂直な列それぞれの位相を測定して、画像の水平方向（長さ）に沿って位相変化ΔΦを比較することにより、水平軸を横断するプロファイルを取得できる。
【００４２】
図５の論理流れ図は、本開示のある実施形態に従ってターゲット領域の表面輪郭を測定することによって、半導体ウェハのエッジロールオフを特性評価するために、又はより広くは、平坦基板若しくは曲面基板などの基板表面の一部を特性評価するために、図３Ａ及び３Ｂに示すシステムと共に使用できる一連のステップを示す。位置決めステップＳ１００では、ウェハ又は他の基板１０を、カメラ又は他の撮像センサ４０による撮像のために位置決めする。位置決めステップＳ１００は典型的には、基板１０のエッジの一部がカメラの対物視野内に位置するように、定位置まで基板１０を回転させる。ステップＳ１００は、手動で実行でき、又はユーザインターフェースディスプレイから、若しくは予めプログラムされたパターンでの表面の自動検査を可能にする記憶されている命令プログラムに従って、制御できる。従って例えば、図３Ｂに関して、コンピュータ４４又は他の制御論理プロセッサは、基板位置決め、傾斜及び焦点調整といった光学装置２０の構成部品の動作の制御を含む、計測システム５０の動作のための制御命令を提供できる。
【００４３】
図５のシーケンスを続けると、焦点調整ステップＳ１１０は、干渉計３２の対物レンズの焦点を調整して、表面の不完全な平坦度に起因する不測の動き及び軸振れ５８（図６に誇張した形で示されている）を補償する。図６が示すように、典型的には、ウェハの回転時に所望の測定領域を上下させる、ある程度の軸振れ５８が存在する。これは、ウェハの平坦度の誤差、又はウェハチャックの平面が回転軸に垂直でないことが原因で生じ得る。軸振れの量は、数マイクロメートル〜数ミリメートルであり得る。軸振れの量は、ウェハのエッジプロファイルを測定するためのシステムの設計において考慮すべき重要な点である。画像コントラストは、焦点調整を必要とする状態を検出するために使用でき、調整の自動化のために、この情報を調整用構成部品に提供できる。
【００４４】
続いて図５では、次に、画像取得ステップＳ１２０が実行され、このステップでは光源２２を励起し、光を用いて、カメラ又は他のタイプの撮像センサ４０による取り込みのために縞パターンを生成する。その後、取り込まれた画像をメモリに記憶する準備を行い、画像解析ステップＳ１３０を実行して周波数成分を決定する。この処理のために、コンピュータ４４は、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）、又は縞パターンからの周波数データの直接的な抽出を可能にする他のタイプの変換を使用できる。周波数データは、例えば、画像の所与の垂直スライスのロールオフの相対量を決定するために使用できる。結果表示ステップＳ１４０は、取得画像のうちの１つ以上に関するロールオフ解析の結果を報告する。また、結果は、別のコンピュータ又はネットワークプロセッサなどの他のプロセッサに記憶され得る、又は送信され得る。
【００４５】
ステップＳ１００、Ｓ１１０、Ｓ１２０、Ｓ１３０及びＳ１４０、又はこれらのステップのサブセットは、基板エッジなどのターゲット領域の望ましい特性評価のために、必要に応じて何度も繰り返すことができる。例えば、図１に示す８つの角度位置を、本明細書内で図５を参照して説明されているプロセスを使用して、検査及び画像化できる、これらのステップは、エッジのロールオフの特性評価のために従来使用されている上記８つの測定点に必ずしも限定されない。
【００４６】
従来の測定シーケンスに他の修正を加えてもよい。例えば画像を、１０°ごと、若しくは５°ごとの増分で、又は任意の他の間隔で取得でき、これにより、より正確な特性評価を行うことができるようになる。各角度位置で必要とされる時間は短くなるので、追加の検査の点を使用することは実用的であり得る。更に、取得するのは１枚の画像のみでよく、このことは、振動に対するロバスト性に関して有利である。
【００４７】
単一の画像フレームのみでエッジロールオフデータが取り込まれるので、収集時間は１フレームの積分時間に低減される。このことは、総取得時間に劇的な影響を及ぼし、振動の影響を最小限に抑える。更に、積分時間が表面を取り込むのに十分に短ければ、基板が移動している間にデータを収集することが可能になる。１フレームのみを使用して表面を解析することによって、表面全体の表面高さマップを生成するために標準的な位相測定アルゴリズムを使用することは不可能になる。その代わりに、本開示の方法は、傾斜干渉縞を追加することにより、搬送波を効果的に導入して、傾斜方向に垂直な軸に沿って表面プロファイルを評価する。
【００４８】
図３Ａの構成はインコヒーレント光源を使用するため、干渉対物レンズの基準アームと測定アームとが慎重に一致されない限り、干渉縞は生成されない。つまり、ウェハ表面から対物レンズ内部のビーム分割素子までの距離が基準アームから対物レンズ内の基準面３４までの距離と同じになるように、干渉対物レンズの下のウェハ表面を位置決めしなければならないということである。干渉計の２つのアームの許容可能な不一致は、光源のコヒーレント長によって決まる。光源のコヒーレンス長（Δｌ）は、以下の数式に従って、帯域幅（Δλ）に関連付けられる。
【００４９】
【数３】
2018528397.tif 000005
【００５０】
式中、λは、ＬＥＤ光源からの中心波長である。光源の望ましいコヒーレンス長と、利用可能な光源からの出力量との間には、明確なトレードオフが存在する。干渉対物レンズの下で測定領域が上下したときに、縞のコントラストが高い状態で維持されるように、ウェハの軸振れより長いコヒーレンス長を有するのが望ましい。しかしながら、コヒーレンス長を長くするためにＬＥＤ帯域幅を低減と、ＬＥＤ光源からの光の大部分が効果的に消費され、積分時間が長くなり、その結果、単一フレームを取り込むことで得られた利点を低減することになる。
【００５１】
本明細書に記載の装置及び方法に関する、焦点調整及び基板の位置決めのためのアクチュエータの制御、画像取得、画像データ処理、周波数信号解析、並びに結果の報告、送信及び表示のためのプロセスの実施は、デジタル電子回路、又はコンピュータハードウェア、ファームウェア、若しくはソフトウェア、又はハードウェアとソフトウェア論理との組み合わせに記憶されている命令を使用して実行してよい。アルゴリズム及び制御論理は、データ処理装置（例えばプログラム可能なプロセッサ、コンピュータ若しくは複数のコンピュータ）によって実行するための、又はその動作を制御するための、コンピュータプログラム製品、すなわち情報媒体（例えば機械可読記憶デバイス）内で触知可能なものとして具現化されたコンピュータプログラムとして実装してよい。コンピュータプログラムは、コンパイラ型言語又はインタープリタ型言語を含む任意の形式のプログラミング言語で書くことができ、スタンドアロンプログラムとして、又はモジュール、コンポーネント、サブルーチン若しくはコンピューティング環境での使用に適した他のユニットとして展開できる。コンピュータプログラムは、１つのコンピュータ上で、又は、１箇所にある、若しくは複数の場所に分散され通信ネットワークによって相互接続された、複数のコンピュータ上で、実行されるように展開できる。
【００５２】
方法ステップは、入力データを操作して出力を生成することによって機能を実行するためにコンピュータプログラムを実行する、１つ以上のプログラム可能なプロセッサによって実行してよい。方法ステップのいくつか又は全ては、専用の論理回路、例えば、ＦＰＧＡ（フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ）又はＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実行してもよく、装置は、そのような専用の論理回路として実装してよい。
【００５３】
本明細書に記載の制御論理プロセッサ又はコンピュータ４４などの、コンピュータプログラムの実行に適したプロセッサは、例として、汎用及び専用のマイクロプロセッサの両方、並びに任意の種類のデジタルコンピュータの任意の１つ以上のプロセッサを含む。一般に、プロセッサは、読み出し専用メモリ又はランダムアクセスメモリ又はその両方といった非一時的なメモリから、命令及びデータを受信する。コンピュータの要素は、命令を実行するための少なくとも１つのプロセッサと、命令及びデータを記憶するための１つ以上のメモリデバイスとを含んでよい。一般に、コンピュータは、データを記憶するための１つ以上の大容量記憶装置（例えば磁気ディスク、光磁気ディスク若しくは光ディスク）を含んでよく、又は大容量記憶装置に対してデータを送受信するために動作可能に結合してよく、又はその両方であってよい。コンピュータプログラム命令及びデータを具現化するために適した情報媒体は、全ての形態の非揮発性及び／又は非一時的メモリ、例えば半導体メモリデバイス（例えばＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ及びフラッシュメモリデバイス）、磁気ディスク（例えば内蔵ハードディスク又は取り外し可能なディスク）、光磁気ディスク、並びにＣＤ−ＲＯＭディスク及びＤＶＤ−ＲＯＭディスク等を含む。プロセッサ及びメモリは、専用論理回路によって補完してよく、又は専用論理回路に組み込んでよい。
【００５４】
ユーザとの対話を提供するために、本発明の様々な実施形態は、情報をユーザに表示するための表示装置（例えばブラウン管（ＣＲＴ）又は液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）モニタ）と、ユーザがコンピュータに入力するための手段であるキーボード及びポインティングデバイス（例えばマウス又はタッチスクリーン）とを有するコンピュータ上で実装してよい。他の種類のデバイスを用いて、ユーザとの対話を提供することもできる。例えば、ユーザへのフィードバックは、いずれの形態の感覚フィードバック（例えば視覚フィードバック、聴覚フィードバック、触覚フィードバック）とすることができ、ユーザからの入力は、音響入力、音声入力又は触覚入力を含むいずれの形態で受信できる。実施形態は、バックエンドコンポーネント（例えばデータサーバ）を含む、又はミドルウェアコンポーネント（例えばアプリケーションサーバ）を含む、又はフロントエンドコンポーネント（例えば、それを通してユーザが実装物と対話できるグラフィカル・ユーザ・インターフェース若しくはウェブブラウザを有する、クライアントコンピュータ）を含む、又は上記のバックエンドコンポーネント、ミドルウェアコンポーネント、若しくはフロントエンドコンポーネントのいずれの組み合わせを含む、コンピューティングシステム内で実装してよい。コンポーネントは、デジタルデータ通信のいずれの形態又は媒体（例えば通信ネットワーク）によって相互接続してよい。通信ネットワークの例としては、ローカルエリア・ネットワーク（ＬＡＮ）及び広域ネットワーク（ＷＡＮ）（例えばインターネット）が挙げられる。
【００５５】
本開示の態様（１）によれば、基板のターゲット領域の表面輪郭を測定するための装置が提供される。上記装置は：測定光線を発するように励起可能な光源；測定軸及び基準軸を規定するビーム分割素子；上記基板の上記ターゲット領域を、上記測定軸に沿って、上記測定軸に直交する傾斜軸に関して上記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置する、基板ホルダ；上記ターゲット領域の縞パターンを記録するように励起可能な撮像センサであって、上記縞パターンは、上記測定光線、及び上記基準軸からの基準光線から生成される、撮像センサ；並びに上記撮像センサと信号通信し、記録された上記縞パターンから複数の周波数プロファイルを抽出するための命令によってプログラムされたコンピュータであって、各上記プロファイルは、上記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得され、またプログラムされた上記命令は更に、上記周波数プロファイルに従って上記ターゲット領域の表面の輪郭の変化を算出する、コンピュータを備える。
【００５６】
本開示の別の態様（２）によれば、上記光源はソリッドステート光源である、態様（１）の装置が提供される。
【００５７】
本開示の別の態様（３）によれば、上記光源は発光ダイオードであり、上記光源からの光路内にスペクトルフィルタを更に備える、態様（１）〜態様（２）のいずれかの装置が提供される。
【００５８】
本開示の別の態様（４）によれば、上記基板ホルダは更に、複数の上記ターゲット領域の測定のために上記基板を回転させるように作動可能である、態様（１）〜態様（３）のいずれかの装置が提供される。
【００５９】
本開示の別の態様（５）によれば、上記測定軸に沿って焦点調整するためのアクチュエータを更に備える、態様（１）〜態様（４）のいずれかの装置が提供される。
【００６０】
本開示の別の態様（６）によれば、上記ターゲット領域は上記基板のエッジ部分である、態様（１）〜態様（５）のいずれかの装置が提供される。
【００６１】
本開示の別の態様（７）によれば、上記基板は平坦である、態様（１）〜態様（６）のいずれかの装置が提供される。
【００６２】
本開示の別の態様（８）によれば、上記撮像センサは、複数の行及び複数の列として配置された画素配列を備え、上記行は上記傾斜軸と整列される、態様（１）〜態様（７）のいずれかの装置が提供される。
【００６３】
本開示の別の態様（９）によれば、上記基板ホルダは、上記撮像センサによる記録中に上記基板を回転させる、態様（１）〜態様（８）のいずれかの装置が提供される。
【００６４】
本開示の別の態様（１０）によれば、上記基板の周縁部分の表面輪郭を測定するための装置が提供される。上記装置は：測定光線を発するように励起可能な光源；測定軸及び基準軸を有する干渉計；上記基板の上記周縁部分を、上記測定軸に沿って、上記測定軸に直交する傾斜軸に関して上記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置する、基板ホルダであって、上記傾斜軸は、上記周縁部分のエッジに対して垂直である、基板ホルダ；上記基板の上記周縁部分の縞パターンを記録するように励起可能な撮像センサであって、上記縞パターンは、上記測定光線、及び上記基準軸からの基準光線から生成される、撮像センサ；並びに上記撮像センサと信号通信し、記録された上記縞パターンから搬送波を抽出するための命令によってプログラムされたコンピュータであって、上記搬送波は、上記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得され、またプログラムされた上記命令は更に、上記搬送波の位相の変化に従って表面輪郭測定値を更に算出する、コンピュータを備える。
【００６５】
本開示の別の態様（１１）によれば、上記光源はソリッドステート光源であり、放射光のスペクトルフィルタを更に備える、態様（１０）の装置が提供される。
【００６６】
本開示の別の態様（１２）によれば、上記干渉計はマイケルソン対物レンズを備える、態様（１０）〜態様（１１）のいずれかの装置が提供される。
【００６７】
本開示の別の態様（１３）によれば、上記干渉計はミロー対物レンズを備える、態様（１０）〜態様（１２）のいずれかの装置が提供される。
【００６８】
本開示の別の態様（１４）によれば、上記プログラムされた命令は更に、上記搬送波の上記位相の変化に従って上記表面輪郭測定値を表示する、態様（１０）〜態様（１３）のいずれかの装置が提供される。
【００６９】
本発明の別の態様（１５）によれば、ターゲット領域の表面輪郭を測定する方法が提供される。上記方法は：測定光線を発するように光源を励起するステップ；測定軸及び基準軸を有する干渉計に上記測定光線を向けるステップ；上記基板の上記ターゲット領域を、上記測定軸に沿って、上記測定軸に直交する傾斜軸に関して上記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置するステップ；上記ターゲット領域の縞パターンを記録するステップであって、上記縞パターンは、上記測定光線、及び上記基準軸からの基準光線から生成される、ステップ；記録された上記縞パターンから、複数の周波数プロファイルを抽出するステップであって、各上記プロファイルは、上記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得される、ステップ；並びに上記周波数プロファイルに従って上記ターゲット領域の表面の輪郭の変化を算出するステップを含む。
【００７０】
本発明の別の態様（１６）によれば、上記基板表面の高さの変化に従って、上記測定軸に沿って上記干渉計の焦点を自動的に調整するステップを更に含む、態様（１５）の方法が提供される。
【００７１】
本発明の別の態様（１７）によれば、算出された上記変化に従って上記ターゲット領域表面の上記輪郭を表示するステップを更に含む、態様（１５）〜態様（１６）のいずれかの方法が提供される。
【００７２】
本発明の別の態様（１８）によれば、上記輪郭の変化を算出する上記ステップは、抽出された上記複数の周波数プロファイルにフーリエ解析を適用するステップを含む、態様（１５）〜態様（１７）のいずれかの方法が提供される。
【００７３】
本発明の別の態様（１９）によれば、上記ターゲット領域は第１のターゲット領域であり、同一のステップシーケンスを使用して第２のターゲット領域を測定するために上記基板を回転させるステップを更に含む、態様（１５）〜態様（１８）のいずれかの方法が提供される。
【００７４】
本発明の別の態様（２０）によれば、上記ターゲット領域は上記基板の周縁に沿って位置する、態様（１５）〜態様（１９）のいずれかの方法が提供される。
【００７５】
明示的に別段の定めをした場合を除き、本明細書内で説明されているいずれの方法も、特定の順序でステップが実行される必要があると解釈されることを意図しない。従って、方法クレームが実際にステップの順序を列挙していない、又は請求項若しくは説明においてステップが特定の順序に限定されることが別の形で具体的に示されていない場合、どのような特定の順序も推測されることを意図しない。
【００７６】
本開示の精神又は範囲から逸脱せずに、様々な修正及び変更がなされ得ることは、当業者には明らかであろう。当業者であれば、本開示の精神及び実体を組み込んだ本開示の実施形態の修正の組み合わせ、部分的組み合わせ及び変更を想起し得るため、本開示は、添付の請求項の範囲内にある全ての内容及びその均等物を含むものであると解釈されるべきである。
【００７７】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【００７８】
実施形態１
基板のターゲット領域の表面輪郭を測定するための装置であって、
上記装置は：
測定光線を発するように励起可能な光源；測定軸及び基準軸を規定するビーム分割素子；
上記基板の上記ターゲット領域を、上記測定軸に沿って、上記測定軸に直交する傾斜軸に関して上記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置する、基板ホルダ；
上記ターゲット領域の縞パターンを記録するように励起可能な撮像センサであって、上記縞パターンは、上記測定光線、及び上記基準軸からの基準光線から生成される、撮像センサ；並びに
上記撮像センサと信号通信し、記録された上記縞パターンから複数の周波数プロファイルを抽出するための命令によってプログラムされたコンピュータであって、各上記プロファイルは、上記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得され、またプログラムされた上記命令は更に、上記周波数プロファイルに従って上記ターゲット領域の表面の輪郭の変化を算出する、コンピュータ
を備える、装置。
【００７９】
実施形態２
上記光源はソリッドステート光源である、実施形態１に記載の装置。
【００８０】
実施形態３
上記光源は発光ダイオードであり、
上記光源からの光路内にスペクトルフィルタを更に備える、実施形態１又は２に記載の装置。
【００８１】
実施形態４
上記基板ホルダは更に、複数の上記ターゲット領域の測定のために上記基板を回転させるように作動可能である、実施形態１〜３のいずれか１つに記載の装置。
【００８２】
実施形態５
上記測定軸に沿って焦点調整するためのアクチュエータを更に備える、実施形態１〜４のいずれか１つに記載の装置。
【００８３】
実施形態６
上記ターゲット領域は上記基板のエッジ部分である、実施形態１〜５のいずれか１つに記載の装置。
【００８４】
実施形態７
上記基板は平坦である、実施形態１〜６のいずれか１つに記載の装置。
【００８５】
実施形態８
上記撮像センサは、複数の行及び複数の列として配置された画素配列を備え、上記行は上記傾斜軸と整列される、実施形態１〜７のいずれか１つに記載の装置。
【００８６】
実施形態９
上記基板ホルダは、上記撮像センサによる記録中に上記基板を回転させる、実施形態１〜８のいずれか１つに記載の装置。
【００８７】
実施形態１０
上記基板の周縁部分の表面輪郭を測定するための装置であって、
上記装置は：
測定光線を発するように励起可能な光源；
測定軸及び基準軸を有する干渉計；
上記基板の上記周縁部分を、上記測定軸に沿って、上記測定軸に直交する傾斜軸に関して上記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置する、基板ホルダであって、上記傾斜軸は、上記周縁部分のエッジに対して垂直である、基板ホルダ；
上記基板の上記周縁部分の縞パターンを記録するように励起可能な撮像センサであって、上記縞パターンは、上記測定光線、及び上記基準軸からの基準光線から生成される、撮像センサ；並びに
上記撮像センサと信号通信し、記録された上記縞パターンから搬送波を抽出するための命令によってプログラムされたコンピュータであって、上記搬送波は、上記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得され、またプログラムされた上記命令は更に、上記搬送波の位相の変化に従って表面輪郭測定値を更に算出する、コンピュータ
を備える、装置。
【００８８】
実施形態１１
上記光源はソリッドステート光源であり、放射光のスペクトルフィルタを更に備える、実施形態１０に記載の装置。
【００８９】
実施形態１２
上記干渉計はマイケルソン対物レンズを備える、実施形態１０又は１１に記載の装置。
【００９０】
実施形態１３
上記干渉計はミロー対物レンズを備える、実施形態１０〜１２のいずれか１つに記載の装置。
【００９１】
実施形態１４
上記プログラムされた命令は更に、上記搬送波の上記位相の変化に従って上記表面輪郭測定値を表示する、実施形態１０〜１３のいずれか１つに記載の装置。
【００９２】
実施形態１５
基板のターゲット領域の表面輪郭を測定する方法であって、上記方法は：
測定光線を発するように光源を励起するステップ；
測定軸及び基準軸を有する干渉計に上記測定光線を向けるステップ；
上記基板の上記ターゲット領域を、上記測定軸に沿って、上記測定軸に直交する傾斜軸に関して上記測定光線の波長に応じた所定の傾斜角に従って垂直入射から傾斜させて配置するステップ；
上記ターゲット領域の縞パターンを記録するステップであって、上記縞パターンは、上記測定光線、及び上記基準軸からの基準光線から生成される、ステップ；
記録された上記縞パターンから、複数の周波数プロファイルを抽出するステップであって、各上記プロファイルは、上記傾斜軸の方向に対して略垂直な方向で取得される、ステップ；並びに
上記周波数プロファイルに従って上記ターゲット領域の表面の輪郭の変化を算出するステップ
を含み、
上記方法はコンピュータにより少なくとも部分的に実行される、方法。
【００９３】
実施形態１６
上記基板表面の高さの変化に従って、上記測定軸に沿って上記干渉計の焦点を自動的に調整するステップを更に含む、実施形態１５に記載の方法。
【００９４】
実施形態１７
算出された上記変化に従って上記ターゲット領域表面の上記輪郭を表示するステップを更に含む、実施形態１５又は１６に記載の方法。
【００９５】
実施形態１８
上記輪郭の変化を算出する上記ステップは、抽出された上記複数の周波数プロファイルにフーリエ解析を適用するステップを含む、実施形態１５〜１７のいずれか１つに記載の方法。
【００９６】
実施形態１９
上記ターゲット領域は第１のターゲット領域であり、
同一のステップシーケンスを使用して第２のターゲット領域を測定するために上記基板を回転させるステップを更に含む、実施形態１５〜１８のいずれか１つに記載の方法。
【００９７】
実施形態２０
上記ターゲット領域は上記基板の周縁に沿って位置する、実施形態１５〜１９のいずれか１つに記載の方法。
【符号の説明】
【００９８】
１０      平坦基板、基板
１２      ロールオフ曲線
１２ａ    ロールオフ特性曲線
１４      エッジ
１６      最良適合線
２０      光学装置
２２      光源
２４      レンズ
２６      スペクトルフィルタ
２８      反射鏡
３０      ビームスプリッタ
３２      干渉計
３４      基準面
３６      レンズ
３８      焦点調整装置
４０      撮像センサ
４２      アクチュエータ
４４      コンピュータ
４６      メモリ
４８      ディスプレイ
５０      計測システム
５２      垂直スライス
５４      垂直スライス
６０ａ    画像
６０ｂ    画像
７０      搬送波
７２      測定光線
７４      内部ビーム分割素子
７６      基板ホルダ
７８      ターゲット領域
ＯＭ      測定軸
ＯＲ      基準軸
Ｔ        傾斜軸
Ｔθ      傾斜角
ΔΦ      位相差
Ｐ１      点
Ｐ２      点
【図１】
2018528397.tif 000006
【図２】
2018528397.tif 000007
【図３Ａ】
2018528397.tif 000008
【図３Ｂ】
2018528397.tif 000009
【図３Ｃ】
2018528397.tif 000010
【図４Ａ】
2018528397.tif 000011
【図４Ｂ】
2018528397.tif 000012
【図５】
2018528397.tif 000013
【図６】
2018528397.tif 000014
【国際調査報告】
2018528397.tif 000015
2018528397.tif 000016