JP2000082658A - 面位置検出装置、露光装置およびデバイス製造方法 - Google Patents
面位置検出装置、露光装置およびデバイス製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検出面の状態が変化しても、その変化に対
応し、精度良く面位置を検出できるようにする。 【解決手段】 被検出面の上に配置される電極と、この
電極と被検出面との間に高周波電圧を印加する電圧印加
手段ＯＳと、前記電極と被検出面との間に高周波電圧を
印加したときに流れる電流値に基づいて被検出面と前記
電極との間の距離を検出する検出手段ＡＭ，３２とを備
えた静電容量センサを用いた面位置検出装置において、
前記静電容量センサは前記電極として複数の電極３０１
〜３０６を有し、かつ用いる電極を選択する選択手段Ｓ
Ｗを備える。
応し、精度良く面位置を検出できるようにする。 【解決手段】 被検出面の上に配置される電極と、この
電極と被検出面との間に高周波電圧を印加する電圧印加
手段ＯＳと、前記電極と被検出面との間に高周波電圧を
印加したときに流れる電流値に基づいて被検出面と前記
電極との間の距離を検出する検出手段ＡＭ，３２とを備
えた静電容量センサを用いた面位置検出装置において、
前記静電容量センサは前記電極として複数の電極３０１
〜３０６を有し、かつ用いる電極を選択する選択手段Ｓ
Ｗを備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、静電容量方式の微
小間隔測定装置を用いた面位置検出装置、これを用いた
露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法に関し、
特にスリット・スキャン方式の半導体露光装置およびデ
バイス製造方法に適用する場合に、露光ターゲットとな
るウエハ表面の高さおよび傾きを正確に測定できるよう
にしたものに関する。
小間隔測定装置を用いた面位置検出装置、これを用いた
露光装置およびこれを用いたデバイス製造方法に関し、
特にスリット・スキャン方式の半導体露光装置およびデ
バイス製造方法に適用する場合に、露光ターゲットとな
るウエハ表面の高さおよび傾きを正確に測定できるよう
にしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体露光装置における面位置検出装置
としては、従来、投影レンズによってマスクパターンが
転写される位置に設けられた半導体ウエハに対して、斜
めに入射光を照射し、その半導体ウエハの表面から斜め
に反射する反射光を検出して、その表面位置を検出する
斜め入射面位置検出装置が多く用いられている。図９は
このような従来の面位置検出装置の概略図である。
としては、従来、投影レンズによってマスクパターンが
転写される位置に設けられた半導体ウエハに対して、斜
めに入射光を照射し、その半導体ウエハの表面から斜め
に反射する反射光を検出して、その表面位置を検出する
斜め入射面位置検出装置が多く用いられている。図９は
このような従来の面位置検出装置の概略図である。
【０００３】同図に示すように、光ファイバ９から射出
された照明光は、集光レンズ１０を経てパターン形成板
１１を照明する。パターン形成板１１を通過した照明光
は、レンズ１２、ミラー１３および照射対物レンズ１４
を経てウエハ５の露光面に投影され、これにより、ウエ
ハ５の露光面にはパターン形成板１１上のパターンの像
が光軸ＥＸに対して斜めに投影結像される。ウエハ５で
反射された照明光は、集光対物レンズ１５、ミラー１
６、および結像レンズ１７を経て、受光器１８の受光面
に再投影され、これにより、受光器１８の受光面には、
パターン形成板１１のパターンが再結像される。ウエハ
５が上下に動くと、パターンの像は受光面１８上を左右
に移動することになり、そのパターンの位置を演算回路
１９が算出することによってウエハ５の面位置を検出す
ることができる。
された照明光は、集光レンズ１０を経てパターン形成板
１１を照明する。パターン形成板１１を通過した照明光
は、レンズ１２、ミラー１３および照射対物レンズ１４
を経てウエハ５の露光面に投影され、これにより、ウエ
ハ５の露光面にはパターン形成板１１上のパターンの像
が光軸ＥＸに対して斜めに投影結像される。ウエハ５で
反射された照明光は、集光対物レンズ１５、ミラー１
６、および結像レンズ１７を経て、受光器１８の受光面
に再投影され、これにより、受光器１８の受光面には、
パターン形成板１１のパターンが再結像される。ウエハ
５が上下に動くと、パターンの像は受光面１８上を左右
に移動することになり、そのパターンの位置を演算回路
１９が算出することによってウエハ５の面位置を検出す
ることができる。
【０００４】前記露光装置においてはこのような焦点検
出系による計測点がウエハの１ショット（被露光領域）
内に複数点あり、Ｘ−Ｙ面内での該複数計測点からの出
力を比較演算することにより該計測ショットの面位置Ｚ
と傾き成分（チルト）を算出し、Ｚ・チルトステージ８
を制御することにより、高精度なフォーカス位置制御を
達成している。
出系による計測点がウエハの１ショット（被露光領域）
内に複数点あり、Ｘ−Ｙ面内での該複数計測点からの出
力を比較演算することにより該計測ショットの面位置Ｚ
と傾き成分（チルト）を算出し、Ｚ・チルトステージ８
を制御することにより、高精度なフォーカス位置制御を
達成している。
【０００５】近年においては露光面積を拡大するために
投影レンズに対し、レチクルとウエハの共役関係を保持
しつつ相対的に走査しながら露光を行なう、スリット・
スキャン露光装置が注目を集めている。該露光装置にお
いては焦点検出した信号がそのままステージの姿勢を制
御するクローズドループ信号として使われるため、その
目標値信号としてできるだけ滑らかな信号、つまり露光
スリット領域に対して平均化された信号が必要とされ
る。
投影レンズに対し、レチクルとウエハの共役関係を保持
しつつ相対的に走査しながら露光を行なう、スリット・
スキャン露光装置が注目を集めている。該露光装置にお
いては焦点検出した信号がそのままステージの姿勢を制
御するクローズドループ信号として使われるため、その
目標値信号としてできるだけ滑らかな信号、つまり露光
スリット領域に対して平均化された信号が必要とされ
る。
【０００６】ところが、このような光スリット投影方式
においては、被計測面に対し均一に照明しては位置計測
ができないため、計測エリアが必ず離散的になってしま
う。しかも出願人らによる実験結果によれば、細いスリ
ット状の光束が段差のエッジ部に照射された場合、反射
光が散乱されて大きな焦点検出誤差（だまされ）を生じ
ることが分かった。
においては、被計測面に対し均一に照明しては位置計測
ができないため、計測エリアが必ず離散的になってしま
う。しかも出願人らによる実験結果によれば、細いスリ
ット状の光束が段差のエッジ部に照射された場合、反射
光が散乱されて大きな焦点検出誤差（だまされ）を生じ
ることが分かった。
【０００７】この問題点を解決する手段として、焦点検
出用のセンサに静電容量センサを使う方法がある。静電
容量センサは検出領域内をほぼ均一に平均化する他、上
記のエッジ部におけるだまされもなく、応答性が高い
等、光方式よりスリット・スキャン露光装置の焦点検出
センサとしていくつか有利な点がある。
出用のセンサに静電容量センサを使う方法がある。静電
容量センサは検出領域内をほぼ均一に平均化する他、上
記のエッジ部におけるだまされもなく、応答性が高い
等、光方式よりスリット・スキャン露光装置の焦点検出
センサとしていくつか有利な点がある。
【０００８】図１０は静電センサによる間隔測定原理を
示す図である。同図において、測定に使用する平板電極
３０は、被測定物体３１の近傍に配置されており、この
平板電極３０には発振器ＯＳによって高周波電圧が印加
されるようになっている。この平板電極３０と発振器Ｏ
Ｓとの間には電流計ＡＭが接続されており、これに接続
された測定器３２と電流計ＡＭとによって、平板電極３
０に流れ込む交流電流の大きさが測定されるようになっ
ている。そして、かかる電流の測定結果は、演算回路３
３に入力され、この演算回路３３における演算処理によ
って平板電極３０と被測定物体３１との間隔ｄの測定が
行なわれる。
示す図である。同図において、測定に使用する平板電極
３０は、被測定物体３１の近傍に配置されており、この
平板電極３０には発振器ＯＳによって高周波電圧が印加
されるようになっている。この平板電極３０と発振器Ｏ
Ｓとの間には電流計ＡＭが接続されており、これに接続
された測定器３２と電流計ＡＭとによって、平板電極３
０に流れ込む交流電流の大きさが測定されるようになっ
ている。そして、かかる電流の測定結果は、演算回路３
３に入力され、この演算回路３３における演算処理によ
って平板電極３０と被測定物体３１との間隔ｄの測定が
行なわれる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところが上述の面位置
検出装置にあっては以下に示す問題点がある。つまり、
静電センサは露光領域中を直接計測できないため、その
利用にあたってはなんらかの工夫を必要とし、かつ、複
数の異なるチップレイアウトや、露光過程の間で変わる
焼付けパターンに対して、精度良く対応できないという
問題点がある。
検出装置にあっては以下に示す問題点がある。つまり、
静電センサは露光領域中を直接計測できないため、その
利用にあたってはなんらかの工夫を必要とし、かつ、複
数の異なるチップレイアウトや、露光過程の間で変わる
焼付けパターンに対して、精度良く対応できないという
問題点がある。
【００１０】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、面位置検出装置、露光装置およびデバイス
製造方法において、チップレイアウトや焼付けパターン
等の被検出面の状態が変化しても、それらの変化に対応
し、精度良く被検出面の面位置を検出できるようにする
ことにある。
題点に鑑み、面位置検出装置、露光装置およびデバイス
製造方法において、チップレイアウトや焼付けパターン
等の被検出面の状態が変化しても、それらの変化に対応
し、精度良く被検出面の面位置を検出できるようにする
ことにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明の面位置検出装置は、被検出面の上に配置さ
れる電極と、この電極と前記被検出面との間に高周波電
圧を印加する電圧印加手段と、前記電極と被検出面との
間に高周波電圧を印加したときに流れる電流値に基づい
て被検出面と前記電極との間の距離を検出する検出手段
とを備えた静電容量センサを用いた面位置検出装置であ
って、前記静電容量センサは前記電極として複数の電極
を有し、かつ用いる電極を選択する選択手段を具備する
ことを特徴とする。
め、本発明の面位置検出装置は、被検出面の上に配置さ
れる電極と、この電極と前記被検出面との間に高周波電
圧を印加する電圧印加手段と、前記電極と被検出面との
間に高周波電圧を印加したときに流れる電流値に基づい
て被検出面と前記電極との間の距離を検出する検出手段
とを備えた静電容量センサを用いた面位置検出装置であ
って、前記静電容量センサは前記電極として複数の電極
を有し、かつ用いる電極を選択する選択手段を具備する
ことを特徴とする。
【００１２】また、本発明の露光装置は、このような面
位置検出装置を被露光面の面位置検出用に備えるととも
に、面位置を検出する被露光面の状態に対応させて、前
記選択手段を制御する手段を有することを特徴とする。
位置検出装置を被露光面の面位置検出用に備えるととも
に、面位置を検出する被露光面の状態に対応させて、前
記選択手段を制御する手段を有することを特徴とする。
【００１３】また、本発明のデバイス製造方法は、この
ような露光装置を用い、その面位置検出装置によって、
各静電容量センサで使用する電極を適宜選択しながら被
露光基板の面位置を検出し、この検出結果に基づいて被
露光基板の位置制御を行ないながら露光を行なうことを
特徴とする。
ような露光装置を用い、その面位置検出装置によって、
各静電容量センサで使用する電極を適宜選択しながら被
露光基板の面位置を検出し、この検出結果に基づいて被
露光基板の位置制御を行ないながら露光を行なうことを
特徴とする。
【００１４】これによれば、ウエハのチップレイアウト
や焼付けパターン等の被検出面が変化しても、その変化
に対応させて、各静電容量センサで使用する電極を選択
することにより、好ましい測定位置や測定領域に電極を
対向させて、面位置検出のための距離測定が行なわれ
る。また、電極は単に選択手段によって選択されるだけ
であるため、印加される高周波電圧は、静電容量センサ
において適宜選択される各電極に共通であり、したがっ
て各電極間で一定である。したがって、被検出面の状態
の変化に対応した精度の良い面位置検出が行なわれる。
や焼付けパターン等の被検出面が変化しても、その変化
に対応させて、各静電容量センサで使用する電極を選択
することにより、好ましい測定位置や測定領域に電極を
対向させて、面位置検出のための距離測定が行なわれ
る。また、電極は単に選択手段によって選択されるだけ
であるため、印加される高周波電圧は、静電容量センサ
において適宜選択される各電極に共通であり、したがっ
て各電極間で一定である。したがって、被検出面の状態
の変化に対応した精度の良い面位置検出が行なわれる。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施形態におい
ては、前記静電容量センサは、前記選択手段として、用
いる電極を切り換えて測距位置を変えるための切換え手
段を有する測距位置可変静電センサであり、あるいは、
前記選択手段として、用いる電極の数を切り換えて測距
領域を変えるための切換え手段を有する測距領域可変静
電センサである。
ては、前記静電容量センサは、前記選択手段として、用
いる電極を切り換えて測距位置を変えるための切換え手
段を有する測距位置可変静電センサであり、あるいは、
前記選択手段として、用いる電極の数を切り換えて測距
領域を変えるための切換え手段を有する測距領域可変静
電センサである。
【００１６】また、露光装置はスリット・スキャン型の
ものであり、前記測距位置可変静電センサを有する面位
置検出装置を被露光面のフォーカス位置制御のためのプ
リ計測による傾き検出用に備え、その面位置検出装置の
異なる２つの静電センサがそれぞれ有する２つの電極に
よる測距位置がスキャン露光幅内でかつ最も外側となる
ように前記切換え手段を制御する手段を有する。あるい
は、同様に前記測距位置可変静電センサを有する面位置
検出装置を被露光面のフォーカス位置制御のためのプリ
計測による露光光軸方向位置検出用に備え、スクライブ
ライン位置での面位置検出を行なわないように前記切換
え手段を制御する手段を有する。
ものであり、前記測距位置可変静電センサを有する面位
置検出装置を被露光面のフォーカス位置制御のためのプ
リ計測による傾き検出用に備え、その面位置検出装置の
異なる２つの静電センサがそれぞれ有する２つの電極に
よる測距位置がスキャン露光幅内でかつ最も外側となる
ように前記切換え手段を制御する手段を有する。あるい
は、同様に前記測距位置可変静電センサを有する面位置
検出装置を被露光面のフォーカス位置制御のためのプリ
計測による露光光軸方向位置検出用に備え、スクライブ
ライン位置での面位置検出を行なわないように前記切換
え手段を制御する手段を有する。
【００１７】スリット・スキャン型の露光装置は、前記
測距領域可変静電センサを有する面位置検出装置を被露
光面のフォーカス位置制御のためのプリ計測による露光
光軸方向位置検出用に備えてもよく、その場合、露光装
置は、高い解像性能が要求される被露光面部分が測距領
域に多く含まれるように前記切換え手段を制御する手段
を有する。
測距領域可変静電センサを有する面位置検出装置を被露
光面のフォーカス位置制御のためのプリ計測による露光
光軸方向位置検出用に備えてもよく、その場合、露光装
置は、高い解像性能が要求される被露光面部分が測距領
域に多く含まれるように前記切換え手段を制御する手段
を有する。
【００１８】これら切換え手段を制御する手段は露光レ
イアウトに基づいて制御を行なうことができる。その制
御により、たとえば露光幅が狭くなる場合でも、その幅
内に被露光面のチルト角を算出するための電極が位置す
るように電極が選択され、それにより高精度なフォーカ
ス位置制御が行なえる。また、露光スリット内にスクラ
イブラインが位置する場合でも、電極を切り換えて、複
数のチップパターンに対応することができる。さらに測
距領域可変静電センサを有する面位置検出装置の場合
は、電極の切換えにより、平均化される検出領域を可変
にできるため、複数の異なるチップレイアウトにも対応
することができる。
イアウトに基づいて制御を行なうことができる。その制
御により、たとえば露光幅が狭くなる場合でも、その幅
内に被露光面のチルト角を算出するための電極が位置す
るように電極が選択され、それにより高精度なフォーカ
ス位置制御が行なえる。また、露光スリット内にスクラ
イブラインが位置する場合でも、電極を切り換えて、複
数のチップパターンに対応することができる。さらに測
距領域可変静電センサを有する面位置検出装置の場合
は、電極の切換えにより、平均化される検出領域を可変
にできるため、複数の異なるチップレイアウトにも対応
することができる。
【００１９】
【実施例】（第１の実施例）図１１は本発明の第１の実
施例に係る面位置検出装置を適用することができる露光
装置の概略を示す図である。図中、１はレチクル、２は
レチクルスキャンステージ（スキャン方向はＸ方向）、
３はウエハを露光する照明系、４は縮小投影レンズ、５
はウエハ、６はウエハチャック、７はＸ−Ｙステージ、
８はＺ・チルトステージ、２０および２０’は静電セン
サである。静電センサ２０および２０’は露光位置にお
いて計測できないため、プリ計測となり、ウエハステー
ジを右（Ｘの正方向）にスキャンする場合はセンサ２０
を、左（Ｘの負方向）にスキャンする場合はセンサ２
０’を用いる。２１は静電センサ２０および２０’の固
定用の治具であり、静電センサがハウジングでアースを
とるようなタイプである場合には、治具２１をアルミ等
の金属材料で作成し、あらかじめ接地しておく。２２は
制御回路、２３は静電センサの検出信号（〜十数ｋＨ
ｚ）、２４はＺ・チルトステージ制御信号を示す。静電
センサ２０および２０’はＹ方向には少なくとも２つ以
上配置し、ウエハステージをＸ方向に走査した時のヨー
イング（ωｘ）検出を行なう。静電センサ２０および２
０’からの検出信号２３に基づいて、制御回路２２がウ
エハ５の面位置Ｚと傾き成分（チルト）を算出し、Ｚ・
チルトステージ８を制御することにより高精度なフォー
カス位置制御が行なわれる。
施例に係る面位置検出装置を適用することができる露光
装置の概略を示す図である。図中、１はレチクル、２は
レチクルスキャンステージ（スキャン方向はＸ方向）、
３はウエハを露光する照明系、４は縮小投影レンズ、５
はウエハ、６はウエハチャック、７はＸ−Ｙステージ、
８はＺ・チルトステージ、２０および２０’は静電セン
サである。静電センサ２０および２０’は露光位置にお
いて計測できないため、プリ計測となり、ウエハステー
ジを右（Ｘの正方向）にスキャンする場合はセンサ２０
を、左（Ｘの負方向）にスキャンする場合はセンサ２
０’を用いる。２１は静電センサ２０および２０’の固
定用の治具であり、静電センサがハウジングでアースを
とるようなタイプである場合には、治具２１をアルミ等
の金属材料で作成し、あらかじめ接地しておく。２２は
制御回路、２３は静電センサの検出信号（〜十数ｋＨ
ｚ）、２４はＺ・チルトステージ制御信号を示す。静電
センサ２０および２０’はＹ方向には少なくとも２つ以
上配置し、ウエハステージをＸ方向に走査した時のヨー
イング（ωｘ）検出を行なう。静電センサ２０および２
０’からの検出信号２３に基づいて、制御回路２２がウ
エハ５の面位置Ｚと傾き成分（チルト）を算出し、Ｚ・
チルトステージ８を制御することにより高精度なフォー
カス位置制御が行なわれる。
【００２０】図１２は静電センサ２０の従来例を示す、
光軸方向から見た図である。２５は露光スリットであ
り、２７はスキャン方向である。この例ではウエハの高
さおよび傾きを検出するために、静電センサ２０として
３つのセンサ２０１〜２０３を用いている。各静電セン
サは露光位置での面位置を直接には計測できないため、
露光スリット２５に対してスキャン方向に設けたセンサ
２０１〜２０３によってプリ測定を行なう。実際にはＸ
の負方向に対してもスキャンを行なうので、図１１を用
いて説明したように、負方向側の静電センサ２０’とし
ても同様のセンサを設ける必要があるが、本発明に関し
ては本質的でないため、以後、省略する。
光軸方向から見た図である。２５は露光スリットであ
り、２７はスキャン方向である。この例ではウエハの高
さおよび傾きを検出するために、静電センサ２０として
３つのセンサ２０１〜２０３を用いている。各静電セン
サは露光位置での面位置を直接には計測できないため、
露光スリット２５に対してスキャン方向に設けたセンサ
２０１〜２０３によってプリ測定を行なう。実際にはＸ
の負方向に対してもスキャンを行なうので、図１１を用
いて説明したように、負方向側の静電センサ２０’とし
ても同様のセンサを設ける必要があるが、本発明に関し
ては本質的でないため、以後、省略する。
【００２１】図１３は図１２の構成をスキャン方向から
見た図である。２６は被測定物（ウエハ）表面（導体と
する）である。その他の符号は、図１１および図１２で
用いたものと同じである。図１３では、ウエハの高さ検
出のためにセンサ２０２を、傾き検出にセンサ２０１と
２０３をそれぞれ用いている。各センサ２０１〜２０３
の出力をそれぞれＳ１、Ｓ２、Ｓ３とすると、高さＺ
［μｍ］とチルトωｘ［ｒａｄ．］は、次式で表わされ
る。 Ｚ＝Ｓ２［μｍ］ ωｘ＝（Ｓ１−Ｓ３）／Ｌ［ｒａｄ．］ （但し、Ｌはセンサ２０１と２０３の間の距離）
見た図である。２６は被測定物（ウエハ）表面（導体と
する）である。その他の符号は、図１１および図１２で
用いたものと同じである。図１３では、ウエハの高さ検
出のためにセンサ２０２を、傾き検出にセンサ２０１と
２０３をそれぞれ用いている。各センサ２０１〜２０３
の出力をそれぞれＳ１、Ｓ２、Ｓ３とすると、高さＺ
［μｍ］とチルトωｘ［ｒａｄ．］は、次式で表わされ
る。 Ｚ＝Ｓ２［μｍ］ ωｘ＝（Ｓ１−Ｓ３）／Ｌ［ｒａｄ．］ （但し、Ｌはセンサ２０１と２０３の間の距離）
【００２２】図１は、本実施例の面位置検出装置に使用
される測距位置可変静電センサを示す。３０１〜３０６
はセンサ電極であり、その断面形状は図示したような円
でなくとも構わない。ＳＷは切換えスイッチであり、セ
ンサ電極３０１〜３０６の内から１つを任意に選択する
ためのものである。選択されない電極は接地されるよう
にするが、電位は電気的に浮いていても構わない。４０
はガードリングと呼ばれる導体で、印加電圧により選択
されたセンサ電極と等電位に保たれる。ガードリング４
０の役割は、センサ電極を流れる電流が電極面積よりも
拡がらないようにして、間隔を正確に測定できるように
することである。その他の符号は図１０で説明したもの
と同一である。この構成により、スイッチＳＷによって
選択される電極の位置において、該電極と不図示の被測
定物との間隔を測定する。
される測距位置可変静電センサを示す。３０１〜３０６
はセンサ電極であり、その断面形状は図示したような円
でなくとも構わない。ＳＷは切換えスイッチであり、セ
ンサ電極３０１〜３０６の内から１つを任意に選択する
ためのものである。選択されない電極は接地されるよう
にするが、電位は電気的に浮いていても構わない。４０
はガードリングと呼ばれる導体で、印加電圧により選択
されたセンサ電極と等電位に保たれる。ガードリング４
０の役割は、センサ電極を流れる電流が電極面積よりも
拡がらないようにして、間隔を正確に測定できるように
することである。その他の符号は図１０で説明したもの
と同一である。この構成により、スイッチＳＷによって
選択される電極の位置において、該電極と不図示の被測
定物との間隔を測定する。
【００２３】本発明に従ったこの測距位置可変静電セン
サは、切換えスイッチＳＷによって複数のセンサ電極の
内から１つを任意に選択することにより、間隔測定位置
が切り換えられることを特徴とする。明らかに分かるよ
うに、本発明に従えば、複数の切換え可能なセンサ電極
を有する構造をもち、例に挙げた６つに固定されるもの
ではない。また本例ではセンサ電極３０１〜３０６を１
列に配置しているが、この配置に限定されるものではな
く、その配置形状は任意に考えられる。また複数の静電
センサを回路で切り換えるものと比較すると、電極位置
が固定されているので、後で述べるように、半導体露光
装置の面位置検出装置として、高精度なフォーカス制御
が行なえる。また、実際のスイッチングは機械的に行な
われるのではなく、電子的に行なわれる。具体的なスイ
ッチの切換えタイミングとセンサ電極の選択方法につい
ては後述の適用例の中で説明する。
サは、切換えスイッチＳＷによって複数のセンサ電極の
内から１つを任意に選択することにより、間隔測定位置
が切り換えられることを特徴とする。明らかに分かるよ
うに、本発明に従えば、複数の切換え可能なセンサ電極
を有する構造をもち、例に挙げた６つに固定されるもの
ではない。また本例ではセンサ電極３０１〜３０６を１
列に配置しているが、この配置に限定されるものではな
く、その配置形状は任意に考えられる。また複数の静電
センサを回路で切り換えるものと比較すると、電極位置
が固定されているので、後で述べるように、半導体露光
装置の面位置検出装置として、高精度なフォーカス制御
が行なえる。また、実際のスイッチングは機械的に行な
われるのではなく、電子的に行なわれる。具体的なスイ
ッチの切換えタイミングとセンサ電極の選択方法につい
ては後述の適用例の中で説明する。
【００２４】図２は図１の測距位置可変静電センサの原
理を示す図である。ＳＷは切換えスイッチであり、被測
定物体３１の近傍に配置されている複数のセンサ電極３
０１〜３０６の内から１つを任意に選択して電気回路に
接続する。ｄ１〜ｄ６は各センサ電極３０１〜３０６位
置における該電極と導体基板３１間の間隔である。これ
らの間隔は導体基板３１の表面形状により異なりうる。
その他の符号は図１０や図１に示したものと同一であ
る。
理を示す図である。ＳＷは切換えスイッチであり、被測
定物体３１の近傍に配置されている複数のセンサ電極３
０１〜３０６の内から１つを任意に選択して電気回路に
接続する。ｄ１〜ｄ６は各センサ電極３０１〜３０６位
置における該電極と導体基板３１間の間隔である。これ
らの間隔は導体基板３１の表面形状により異なりうる。
その他の符号は図１０や図１に示したものと同一であ
る。
【００２５】図２に示すように、電極３０１〜３０６の
中から切換えスイッチＳＷにより選択された唯一の電極
３０５には、発振器ＯＳから高周波電圧が印加されるよ
うになっている。切換えスイッチＳＷと発振器ＯＳとの
間には電流計ＡＭが接続されており、これに接続された
測定器３２と電流計ＡＭとによって、選択された電極３
０５に流れ込む交流電流の大きさが測定されるようにな
っている。そして、かかる電流の測定結果は、演算回路
３３に入力され、この演算回路３３における演算処理に
よって、選択された電極３０５と被測定物体３１との間
隔ｄ５の測定が行なわれる。
中から切換えスイッチＳＷにより選択された唯一の電極
３０５には、発振器ＯＳから高周波電圧が印加されるよ
うになっている。切換えスイッチＳＷと発振器ＯＳとの
間には電流計ＡＭが接続されており、これに接続された
測定器３２と電流計ＡＭとによって、選択された電極３
０５に流れ込む交流電流の大きさが測定されるようにな
っている。そして、かかる電流の測定結果は、演算回路
３３に入力され、この演算回路３３における演算処理に
よって、選択された電極３０５と被測定物体３１との間
隔ｄ５の測定が行なわれる。
【００２６】図３は、この測距位置可変静電センサを、
面位置検出装置において、ウエハのチルト角を算出する
ためのセンサに適用した例を説明する図である。４０１
と４０２は測距位置可変静電センサであり、チルト角を
算出するために用いる。３０１〜３０８はセンサ電極で
あり、このうちセンサ電極３０１〜３０４は測距位置可
変静電センサ４０１を、センサ電極３０５〜３０８は測
距位置可変静電センサ４０２を、それぞれ構成する。２
８はチップサイズに依存する露光幅であり、この間に位
置するウエハ部分のみが露光される。Ｌ’はチルト角を
算出するために用いられるセンサ電極の間の距離であ
る。その他の符号は図１２で説明したものと同じであ
る。
面位置検出装置において、ウエハのチルト角を算出する
ためのセンサに適用した例を説明する図である。４０１
と４０２は測距位置可変静電センサであり、チルト角を
算出するために用いる。３０１〜３０８はセンサ電極で
あり、このうちセンサ電極３０１〜３０４は測距位置可
変静電センサ４０１を、センサ電極３０５〜３０８は測
距位置可変静電センサ４０２を、それぞれ構成する。２
８はチップサイズに依存する露光幅であり、この間に位
置するウエハ部分のみが露光される。Ｌ’はチルト角を
算出するために用いられるセンサ電極の間の距離であ
る。その他の符号は図１２で説明したものと同じであ
る。
【００２７】この構成により、チルト角を検出するため
のセンサ電極を不図示のスイッチを用いて任意のセンサ
電極に切り換えて、チルト角を検出するための測定位置
を任意に変えることができる。なお、被測定物体表面ま
での高さ検出にセンサ２０２を用いるのは図１２および
図１３の場合と同様である。
のセンサ電極を不図示のスイッチを用いて任意のセンサ
電極に切り換えて、チルト角を検出するための測定位置
を任意に変えることができる。なお、被測定物体表面ま
での高さ検出にセンサ２０２を用いるのは図１２および
図１３の場合と同様である。
【００２８】図１９は、センサ電極の選択基準の説明図
である。４０１と４０２は測距位置可変静電センサであ
り、チルト角を算出するために用いる。３０１、３０
５、３０７はセンサ電極であり、このうち３０１は測距
位置可変静電センサ４０１を、３０５および３０７は測
距位置可変静電センサ４０２を、それぞれ構成する。簡
単のため、高さ位置検出用のセンサおよび他のセンサ電
極は省略する。その他の符号は図３等で説明したものと
同じである。
である。４０１と４０２は測距位置可変静電センサであ
り、チルト角を算出するために用いる。３０１、３０
５、３０７はセンサ電極であり、このうち３０１は測距
位置可変静電センサ４０１を、３０５および３０７は測
距位置可変静電センサ４０２を、それぞれ構成する。簡
単のため、高さ位置検出用のセンサおよび他のセンサ電
極は省略する。その他の符号は図３等で説明したものと
同じである。
【００２９】図１９に示すように、チルト角検出用の一
方のセンサ４０１のセンサ電極としてセンサ電極３０１
を用い、他方のセンサ４０２のセンサ電極としてセンサ
電極３０５および３０７をそれぞれ用いると、チルト角
はそれぞれωｘ”＝（Ｓ１−Ｓ３”）／Ｌ”、ωｘ’＝
（Ｓ１−Ｓ３’）／Ｌ’となる。これらを実際のチルト
角ωｘと比較すると、ωｘ≒ωｘ’、ωｘ＜＞ωｘ”と
なっていることがわかる。つまりセンサ電極間の距離が
大きい方の電極（この場合は、Ｌ’＞Ｌ”よりセンサ電
極３０７）を用いる方が、チルト角を算出する場合に表
面形状の細かい影響を受けにくく、制御が精度良く行な
えることがわかる。すなわち、チルト角検出用のセンサ
電極は、露光幅内で最外側に位置する電極とする。
方のセンサ４０１のセンサ電極としてセンサ電極３０１
を用い、他方のセンサ４０２のセンサ電極としてセンサ
電極３０５および３０７をそれぞれ用いると、チルト角
はそれぞれωｘ”＝（Ｓ１−Ｓ３”）／Ｌ”、ωｘ’＝
（Ｓ１−Ｓ３’）／Ｌ’となる。これらを実際のチルト
角ωｘと比較すると、ωｘ≒ωｘ’、ωｘ＜＞ωｘ”と
なっていることがわかる。つまりセンサ電極間の距離が
大きい方の電極（この場合は、Ｌ’＞Ｌ”よりセンサ電
極３０７）を用いる方が、チルト角を算出する場合に表
面形状の細かい影響を受けにくく、制御が精度良く行な
えることがわかる。すなわち、チルト角検出用のセンサ
電極は、露光幅内で最外側に位置する電極とする。
【００３０】よって図３の場合は、露光幅２８内に収ま
る電極３０３〜３０６のうちから電極３０４や電極３０
５ではなく、センサ電極間距離Ｌ’が最大となる電極３
０３と電極３０６を選択する。その結果、被測定物のヨ
ーイングを正確に測定することができるようになり、高
精度なフォーカス制御が行なえる。また、どのセンサ電
極を選択するかの判定と、スイッチを切り換えて選択す
る実際の処理は、面位置検出装置に組み込んだプログラ
ムによって自動的に行なうことにより、ユーザが該アル
ゴリズムを意識する必要や、また操作を行なう必要もな
いため、手間もかからず、間違いを起こす可能性もな
い。
る電極３０３〜３０６のうちから電極３０４や電極３０
５ではなく、センサ電極間距離Ｌ’が最大となる電極３
０３と電極３０６を選択する。その結果、被測定物のヨ
ーイングを正確に測定することができるようになり、高
精度なフォーカス制御が行なえる。また、どのセンサ電
極を選択するかの判定と、スイッチを切り換えて選択す
る実際の処理は、面位置検出装置に組み込んだプログラ
ムによって自動的に行なうことにより、ユーザが該アル
ゴリズムを意識する必要や、また操作を行なう必要もな
いため、手間もかからず、間違いを起こす可能性もな
い。
【００３１】図１４は、面位置検出装置に対し、図３で
説明した適用例を用いずに、図１０で示した従来の静電
センサを用いたときの課題を説明する図である。符号は
図３や図１２で説明したものと同じである。図１４の場
合は、チルト角を検出するためのセンサ２０１と２０３
が露光領域外に位置している。工程が進み、表面に段差
が生じてきたウエハを考えた場合、露光領域内外で一様
でない段差が生じているため、検出した露光領域外での
間隔（図１３に示したＳ１、Ｓ３）を元に算出したヨー
イングと、本来測定すべき露光領域内表面のヨーイング
とが一致しえないという問題点があり、ひいては高精度
なフォーカス制御が行なえないという問題点がある。し
かし、図３で説明したように、本発明による静電センサ
をチルト角検出センサに用いることにより、この図１４
で説明した課題を解決することができる。
説明した適用例を用いずに、図１０で示した従来の静電
センサを用いたときの課題を説明する図である。符号は
図３や図１２で説明したものと同じである。図１４の場
合は、チルト角を検出するためのセンサ２０１と２０３
が露光領域外に位置している。工程が進み、表面に段差
が生じてきたウエハを考えた場合、露光領域内外で一様
でない段差が生じているため、検出した露光領域外での
間隔（図１３に示したＳ１、Ｓ３）を元に算出したヨー
イングと、本来測定すべき露光領域内表面のヨーイング
とが一致しえないという問題点があり、ひいては高精度
なフォーカス制御が行なえないという問題点がある。し
かし、図３で説明したように、本発明による静電センサ
をチルト角検出センサに用いることにより、この図１４
で説明した課題を解決することができる。
【００３２】図４は本発明による静電センサを用いた図
３の適用例の場合について説明するスキャン方向から見
た図である。符号は図３で示したものと同じである。図
３と同様に、露光幅２８内に収まる電極３０３と３０６
をチルト角算出用に用いることにより、それぞれで測定
した距離Ｓ１’およびＳ３’から実際のチルト角ωｘ’
［ｒａｄ．］＝（Ｓ１’−Ｓ３’）／Ｌ’［ｒａｄ．］
を算出することができ、高精度なフォーカス位置制御が
行なえる。被測定物までの高さＺ＝Ｓ２は従来通り電極
２０２を用いて検出する。
３の適用例の場合について説明するスキャン方向から見
た図である。符号は図３で示したものと同じである。図
３と同様に、露光幅２８内に収まる電極３０３と３０６
をチルト角算出用に用いることにより、それぞれで測定
した距離Ｓ１’およびＳ３’から実際のチルト角ωｘ’
［ｒａｄ．］＝（Ｓ１’−Ｓ３’）／Ｌ’［ｒａｄ．］
を算出することができ、高精度なフォーカス位置制御が
行なえる。被測定物までの高さＺ＝Ｓ２は従来通り電極
２０２を用いて検出する。
【００３３】図１５は、面位置検出装置に図４で説明し
た適用例を用いずに、図１０で示した従来の静電センサ
を用いたときの他の課題を説明する、スキャン方向から
見た図である。符号は図１２や図１４で説明したものと
同じである。センサ間距離Ｌよりも露光幅２８が短い場
合には、露光領域外を計測してしまうために、センサ２
０１と２０３で検出した値Ｓ１およびＳ３から算出され
るチルト角ωｘ［ｒａｄ．］＝（Ｓ１−Ｓ３）／Ｌ［ｒ
ａｄ．］が、実際のチルト角ωｘ’［ｒａｄ．］と大き
く異なり得ることが分かる。このとき高精度なフォーカ
ス位置制御が行なえなくなる。しかし図４で説明したよ
うに、本発明による静電センサをチルト角検出センサに
用いることにより、図１５で説明した課題を解決するこ
とができる。
た適用例を用いずに、図１０で示した従来の静電センサ
を用いたときの他の課題を説明する、スキャン方向から
見た図である。符号は図１２や図１４で説明したものと
同じである。センサ間距離Ｌよりも露光幅２８が短い場
合には、露光領域外を計測してしまうために、センサ２
０１と２０３で検出した値Ｓ１およびＳ３から算出され
るチルト角ωｘ［ｒａｄ．］＝（Ｓ１−Ｓ３）／Ｌ［ｒ
ａｄ．］が、実際のチルト角ωｘ’［ｒａｄ．］と大き
く異なり得ることが分かる。このとき高精度なフォーカ
ス位置制御が行なえなくなる。しかし図４で説明したよ
うに、本発明による静電センサをチルト角検出センサに
用いることにより、図１５で説明した課題を解決するこ
とができる。
【００３４】図５は、図１の本実施例の測距位置可変静
電センサを、チルト角を算出するためのセンサに適用し
た測定例を具体的に説明する図である。符号は図３で示
したものと同じである。不図示のスイッチを切り換え
て、チルト角検出位置を、それぞれ露光幅２８内に位置
するセンサ電極３０４と３０５の位置に切り換えること
により、被測定物であるウエハ５のチルト角を正確に測
定することができるようになり、高精度なフォーカス制
御が行なえる。被測定物までの高さは電極２０２を用い
て検出する。
電センサを、チルト角を算出するためのセンサに適用し
た測定例を具体的に説明する図である。符号は図３で示
したものと同じである。不図示のスイッチを切り換え
て、チルト角検出位置を、それぞれ露光幅２８内に位置
するセンサ電極３０４と３０５の位置に切り換えること
により、被測定物であるウエハ５のチルト角を正確に測
定することができるようになり、高精度なフォーカス制
御が行なえる。被測定物までの高さは電極２０２を用い
て検出する。
【００３５】図１６は、面位置検出装置に図４で説明し
た適用例を用いずに、図１０で示した従来の静電センサ
を用いたときの課題の具体例を説明する図である。符号
は図３等で示したものと同じである。図１６で示される
ように、露光スリット２５がウエハ５外周部近傍に位置
する場合、面位置検出装置に用いているセンサがウエハ
外にはみ出し、距離を正しく計測できないために、露光
エリア内にチップサイズが確保できる場合でも、チップ
パターンを露光できないという課題がある。しかし図５
で説明したように、本発明による静電センサをチルト角
検出センサに用いることにより、従来、露光スリットが
ウエハ外周部近傍に位置して、センサの一部がウエハ上
からはみ出してしまい、ウエハまでの距離を測定でき
ず、露光を行なうことができないという図１６で説明し
た課題を解決することができる。
た適用例を用いずに、図１０で示した従来の静電センサ
を用いたときの課題の具体例を説明する図である。符号
は図３等で示したものと同じである。図１６で示される
ように、露光スリット２５がウエハ５外周部近傍に位置
する場合、面位置検出装置に用いているセンサがウエハ
外にはみ出し、距離を正しく計測できないために、露光
エリア内にチップサイズが確保できる場合でも、チップ
パターンを露光できないという課題がある。しかし図５
で説明したように、本発明による静電センサをチルト角
検出センサに用いることにより、従来、露光スリットが
ウエハ外周部近傍に位置して、センサの一部がウエハ上
からはみ出してしまい、ウエハまでの距離を測定でき
ず、露光を行なうことができないという図１６で説明し
た課題を解決することができる。
【００３６】次に、測距位置可変静電センサをチルト角
を算出するためのセンサに適用した場合の、使用するセ
ンサ電極の選択、すなわち測距位置の決定方法について
述べる。図５を用いて説明したように、露光工程におい
て、露光スリット２５の位置により露光幅は変わり得
る。よって露光スリット２５がウエハ５の外周近傍に位
置するときは、そのつど露光幅２８を算出して露光幅２
８内に収まる電極位置を求める。また露光スリット２５
が外周近傍に位置しないときは、予め露光工程開始前の
チップレイアウトデータ入力直後に算出した露光幅に基
づいて決定した電極位置を選択する。このとき、いずれ
も選択されるセンサ電極は上に述べたように露光幅２８
内で最外側に位置する電極が選択される。
を算出するためのセンサに適用した場合の、使用するセ
ンサ電極の選択、すなわち測距位置の決定方法について
述べる。図５を用いて説明したように、露光工程におい
て、露光スリット２５の位置により露光幅は変わり得
る。よって露光スリット２５がウエハ５の外周近傍に位
置するときは、そのつど露光幅２８を算出して露光幅２
８内に収まる電極位置を求める。また露光スリット２５
が外周近傍に位置しないときは、予め露光工程開始前の
チップレイアウトデータ入力直後に算出した露光幅に基
づいて決定した電極位置を選択する。このとき、いずれ
も選択されるセンサ電極は上に述べたように露光幅２８
内で最外側に位置する電極が選択される。
【００３７】図６は、本実施例の測距位置可変静電セン
サを、面位置検出装置において高さを検出するためのセ
ンサに適用した例を説明する図である。４０３は測距位
置可変静電センサであり、被測定物体表面までの高さを
検出するために用いる。３１１および３１２は測距位置
可変静電センサ４０３のセンサ電極である。２９は隣接
チップ間のスクライブライン（継ぎ目）であり、センサ
電極３０１の下に位置する。その他の符号は図３あるい
は図１２で示したものと同じである。
サを、面位置検出装置において高さを検出するためのセ
ンサに適用した例を説明する図である。４０３は測距位
置可変静電センサであり、被測定物体表面までの高さを
検出するために用いる。３１１および３１２は測距位置
可変静電センサ４０３のセンサ電極である。２９は隣接
チップ間のスクライブライン（継ぎ目）であり、センサ
電極３０１の下に位置する。その他の符号は図３あるい
は図１２で示したものと同じである。
【００３８】図６に示した構成により、高さ検出センサ
４０３において用いるセンサ電極を任意のセンサ電極３
１１または３１２に不図示のスイッチを用いて切り換え
ることにより、被測定物体表面までの高さを検出するセ
ンサ位置を任意に変えることができる。チルト角検出に
センサ２０１および２０３を用いるのは図１２や図１３
の場合と同様である。よって、図６に示したようにセン
サ電極３１１の下にスクライブライン２９が位置する場
合は、不図示のスイッチを用いて、露光幅２８内に位置
するセンサ電極３１２に切り換えて高さ検出を行なうこ
とにより、被測定物表面までの距離を正確に測定するこ
とができるようになり、高精度なフォーカス制御が行な
える。
４０３において用いるセンサ電極を任意のセンサ電極３
１１または３１２に不図示のスイッチを用いて切り換え
ることにより、被測定物体表面までの高さを検出するセ
ンサ位置を任意に変えることができる。チルト角検出に
センサ２０１および２０３を用いるのは図１２や図１３
の場合と同様である。よって、図６に示したようにセン
サ電極３１１の下にスクライブライン２９が位置する場
合は、不図示のスイッチを用いて、露光幅２８内に位置
するセンサ電極３１２に切り換えて高さ検出を行なうこ
とにより、被測定物表面までの距離を正確に測定するこ
とができるようになり、高精度なフォーカス制御が行な
える。
【００３９】その際、どのセンサ電極を選択するかの判
定、およびスイッチを切り換えて選択する実際の処理
は、面位置検出装置に組み込んだプログラムにより自動
的に行なわれる。それにより、ユーザが該アルゴリズム
を意識する必要や、また操作を行なう必要もなく、した
がって手間もかからず、間違いを起こす可能性もない。
また、その切換えは、露光工程開始前のチップレイアウ
トデータ入力時にのみ行なわれる。なぜなら同一ウエハ
においてチップレイアウトは共通であり、該ウエハの露
光作業中は変更されることがないので、高さを算出する
ために用いられるセンサ電極も露光工程を通じて変更さ
れることがないからである。また該データから定まる露
光幅に基づいて使用するセンサ電極が決定される。
定、およびスイッチを切り換えて選択する実際の処理
は、面位置検出装置に組み込んだプログラムにより自動
的に行なわれる。それにより、ユーザが該アルゴリズム
を意識する必要や、また操作を行なう必要もなく、した
がって手間もかからず、間違いを起こす可能性もない。
また、その切換えは、露光工程開始前のチップレイアウ
トデータ入力時にのみ行なわれる。なぜなら同一ウエハ
においてチップレイアウトは共通であり、該ウエハの露
光作業中は変更されることがないので、高さを算出する
ために用いられるセンサ電極も露光工程を通じて変更さ
れることがないからである。また該データから定まる露
光幅に基づいて使用するセンサ電極が決定される。
【００４０】図１７は、面位置検出装置に図６で説明し
た適用例を用いずに、図１０で示した従来の静電センサ
を用いたときの課題を説明する、光軸方向から見た図で
ある。図１８は、同課題を説明する、スキャン方向から
見た図である。符号は図６あるいは図１４で用いたもの
と同じである。図１７および図１８の場合は、スクライ
ブライン２９が露光スリット２５の中に位置している。
したがって、図１８に示したように該チップパターンを
含むような複数の異なるチップパターンについても高さ
Ｚを検出する静電センサ２０２下にスクライブライン２
９が位置して、本来検出したい被測定物表面までの距離
すなわち高さが測定できないため、高精度なフォーカス
制御が不可能となる課題がある。しかし図６で説明した
ように、本発明による静電センサを高さ検出センサに用
いることにより図１７と図１８で説明した課題を解決す
ることができる。
た適用例を用いずに、図１０で示した従来の静電センサ
を用いたときの課題を説明する、光軸方向から見た図で
ある。図１８は、同課題を説明する、スキャン方向から
見た図である。符号は図６あるいは図１４で用いたもの
と同じである。図１７および図１８の場合は、スクライ
ブライン２９が露光スリット２５の中に位置している。
したがって、図１８に示したように該チップパターンを
含むような複数の異なるチップパターンについても高さ
Ｚを検出する静電センサ２０２下にスクライブライン２
９が位置して、本来検出したい被測定物表面までの距離
すなわち高さが測定できないため、高精度なフォーカス
制御が不可能となる課題がある。しかし図６で説明した
ように、本発明による静電センサを高さ検出センサに用
いることにより図１７と図１８で説明した課題を解決す
ることができる。
【００４１】（第２の実施例）図７は本発明の第２の実
施例に係る面位置検出装置の測距領域可変静電センサの
特徴を最もよく表わす図である。同図に示すように、こ
のセンサにおいて、端子５１はスイッチＳＷにより端子
５２もしくは端子５３のいずれか一方とのみ結線され
る。３０はセンサ電極である。３０’はスイッチＳＷに
より端子５１を端子５２に結線したときにのみセンサ電
極の働きを有する電極である。端子５１を端子５３に結
線した場合には、電極３０のみがセンサ電極として働
き、電極３０’はガードリングとして働く。電極３０と
３０’の断面は同心円形状である。
施例に係る面位置検出装置の測距領域可変静電センサの
特徴を最もよく表わす図である。同図に示すように、こ
のセンサにおいて、端子５１はスイッチＳＷにより端子
５２もしくは端子５３のいずれか一方とのみ結線され
る。３０はセンサ電極である。３０’はスイッチＳＷに
より端子５１を端子５２に結線したときにのみセンサ電
極の働きを有する電極である。端子５１を端子５３に結
線した場合には、電極３０のみがセンサ電極として働
き、電極３０’はガードリングとして働く。電極３０と
３０’の断面は同心円形状である。
【００４２】図７に示されるように、切換えスイッチＳ
Ｗにより、電極３０にのみ、あるいは電極３０と電極３
０’の両方に発振器ＯＳから高周波電圧が印加されるよ
うになっている。また、切換えスイッチＳＷと発振器Ｏ
Ｓとの間には電流計ＡＭが接続されており、これに接続
された測定器３２と電流計ＡＭとによって、電極３０の
みに、あるいは電極３０と電極３０’の両方に流れ込む
交流電流の大きさが測定されるようになっている。そし
て、かかる電流の測定結果は、演算回路３３に入力さ
れ、この演算回路３３における演算処理によって選択さ
れた電極３０と被測定物体であるウエハとの間隔の測定
が行なわれる。
Ｗにより、電極３０にのみ、あるいは電極３０と電極３
０’の両方に発振器ＯＳから高周波電圧が印加されるよ
うになっている。また、切換えスイッチＳＷと発振器Ｏ
Ｓとの間には電流計ＡＭが接続されており、これに接続
された測定器３２と電流計ＡＭとによって、電極３０の
みに、あるいは電極３０と電極３０’の両方に流れ込む
交流電流の大きさが測定されるようになっている。そし
て、かかる電流の測定結果は、演算回路３３に入力さ
れ、この演算回路３３における演算処理によって選択さ
れた電極３０と被測定物体であるウエハとの間隔の測定
が行なわれる。
【００４３】第１の実施例では検出位置を可変とするこ
とを特徴としたが、本実施例では検出領域（面積）を可
変とすることを特徴とする。先に書いたように、静電セ
ンサの特徴の１つに検出領域内をほぼ均一に平均化する
効果がある。図７に示す構成により、検出領域を可変に
することによって、平均化される領域を可変にすること
ができる。
とを特徴としたが、本実施例では検出領域（面積）を可
変とすることを特徴とする。先に書いたように、静電セ
ンサの特徴の１つに検出領域内をほぼ均一に平均化する
効果がある。図７に示す構成により、検出領域を可変に
することによって、平均化される領域を可変にすること
ができる。
【００４４】図８はセンサ電極の面積、すなわち平均化
される検出領域を可変にできる図７の静電センサの原理
説明図である。符号は図７で説明したものと同一であ
る。図８に示すように、端子５１をスイッチＳＷの切換
えによって端子５２に結線して電極３０’をセンサ電極
として機能させることにより、センサ電極３０と３０’
を合わせた面積（Ｓ０＋Ｓ’）を検出領域とすることが
できる。もしくは端子５１を端子５３に結線して、電極
３０’をセンサ電極として機能させないことにより、セ
ンサ電極３０の面積（Ｓ０）のみを該静電センサの検出
領域とすることができる。
される検出領域を可変にできる図７の静電センサの原理
説明図である。符号は図７で説明したものと同一であ
る。図８に示すように、端子５１をスイッチＳＷの切換
えによって端子５２に結線して電極３０’をセンサ電極
として機能させることにより、センサ電極３０と３０’
を合わせた面積（Ｓ０＋Ｓ’）を検出領域とすることが
できる。もしくは端子５１を端子５３に結線して、電極
３０’をセンサ電極として機能させないことにより、セ
ンサ電極３０の面積（Ｓ０）のみを該静電センサの検出
領域とすることができる。
【００４５】本実施例によれば、検出領域を可変にでき
るため、平均化される領域を可変にでき、露光するチッ
プのレイアウトに合わせたフォーカス制御が簡単に行な
えるようになる。
るため、平均化される領域を可変にでき、露光するチッ
プのレイアウトに合わせたフォーカス制御が簡単に行な
えるようになる。
【００４６】図２０は、本実施例によれば、チップレイ
アウトによってはデフォーカスとなるという従来の課題
を解決することができることを説明する、スキャン方向
から見た図である。４１はメモリセルの表面で、４２は
周辺回路である。その他の符号は図７あるいは図１２で
示したものと同一である。
アウトによってはデフォーカスとなるという従来の課題
を解決することができることを説明する、スキャン方向
から見た図である。４１はメモリセルの表面で、４２は
周辺回路である。その他の符号は図７あるいは図１２で
示したものと同一である。
【００４７】被測定物（レジスト）表面に添って高さ位
置の調整を行なったときに、却ってデフォーカスが発生
する場合がある。そのことを図２０を用いて説明する。
すなわちメモリなどの露光領域内の構成は大きく分ける
とメモリセル４１の部分と周辺回路４２の部分からな
り、一般にクリティカルな解像性能を要求される露光領
域はメモリセル４１の部分に集中している。今、センサ
電極３０のみを用いて高さ位置Ｚを検出するとすると、
周辺回路４２表面までの高さＳ２を検出することにな
る。この検出した高さ位置Ｚ＝Ｓ２に基づいて図１１に
示した高さ位置の制御を行なうと、メモリセル４１表面
ではデフォーカスになってしまうという問題点がある。
置の調整を行なったときに、却ってデフォーカスが発生
する場合がある。そのことを図２０を用いて説明する。
すなわちメモリなどの露光領域内の構成は大きく分ける
とメモリセル４１の部分と周辺回路４２の部分からな
り、一般にクリティカルな解像性能を要求される露光領
域はメモリセル４１の部分に集中している。今、センサ
電極３０のみを用いて高さ位置Ｚを検出するとすると、
周辺回路４２表面までの高さＳ２を検出することにな
る。この検出した高さ位置Ｚ＝Ｓ２に基づいて図１１に
示した高さ位置の制御を行なうと、メモリセル４１表面
ではデフォーカスになってしまうという問題点がある。
【００４８】そこで、図７および図８で示したように、
図２０では不図示の切換えスイッチにより、電極３０と
合わせて電極３０’もセンサ電極として使用すると、検
出される高さ位置Ｚ’は、Ｓ２とメモリセル４１表面ま
での高さ位置Ｓ２’を用いると、Ｓ２’＜Ｚ’＜Ｓ２の
関係で表わされる値となる。Ｚ’の具体的な値は、電極
３０’がメモリセル４１および周辺回路４２と重なる面
積で決まる。よって電極３０’の面積を充分広くとって
検出領域を広くすることによって、高さ位置Ｚ’すなわ
ち焦点位置をＳ２’に近づけることができて、フォーカ
ッシング範囲内にメモリセル４１表面を収め、メモリセ
ル４１および周辺回路４２の露光を正しく行なうことが
できる。
図２０では不図示の切換えスイッチにより、電極３０と
合わせて電極３０’もセンサ電極として使用すると、検
出される高さ位置Ｚ’は、Ｓ２とメモリセル４１表面ま
での高さ位置Ｓ２’を用いると、Ｓ２’＜Ｚ’＜Ｓ２の
関係で表わされる値となる。Ｚ’の具体的な値は、電極
３０’がメモリセル４１および周辺回路４２と重なる面
積で決まる。よって電極３０’の面積を充分広くとって
検出領域を広くすることによって、高さ位置Ｚ’すなわ
ち焦点位置をＳ２’に近づけることができて、フォーカ
ッシング範囲内にメモリセル４１表面を収め、メモリセ
ル４１および周辺回路４２の露光を正しく行なうことが
できる。
【００４９】＜デバイス製造方法の実施例＞次に上記説
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図２１は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）
ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行なう。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。
明した露光装置を利用したデバイス製造方法の実施例を
説明する。図２１は微小デバイス（ＩＣやＬＳＩ等の半
導体チップ、液晶パネル、ＣＣＤ、薄膜磁気ヘッド、マ
イクロマシン等）の製造のフローを示す。ステップ１
（回路設計）ではデバイスのパターン設計を行なう。ス
テップ２（マスク製作）では設計したパターンを形成し
たマスクを製作する。一方、ステップ３（ウエハ製造）
ではシリコンやガラス等の材料を用いてウエハを製造す
る。ステップ４（ウエハプロセス）は前工程と呼ばれ、
上記用意したマスクとウエハを用いて、リソグラフィ技
術によってウエハ上に実際の回路を形成する。次のステ
ップ５（組立て）は後工程と呼ばれ、ステップ４によっ
て作製されたウエハを用いて半導体チップ化する工程で
あり、アッセンブリ工程（ダイシング、ボンディン
グ）、パッケージング工程（チップ封入）等の工程を含
む。ステップ６（検査）ではステップ５で作製された半
導体デバイスの動作確認テスト、耐久性テスト等の検査
を行なう。こうした工程を経て、半導体デバイスが完成
し、これが出荷（ステップ７）される。
【００５０】図２２は上記ウエハプロセス（ステップ
４）の詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極
形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジ
ストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明し
た露光装置または露光方法によってマスクの回路パター
ンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付け露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
４）の詳細なフローを示す。ステップ１１（酸化）では
ウエハの表面を酸化させる。ステップ１２（ＣＶＤ）で
はウエハ表面に絶縁膜を形成する。ステップ１３（電極
形成）ではウエハ上に電極を蒸着によって形成する。ス
テップ１４（イオン打込み）ではウエハにイオンを打ち
込む。ステップ１５（レジスト処理）ではウエハにレジ
ストを塗布する。ステップ１６（露光）では上記説明し
た露光装置または露光方法によってマスクの回路パター
ンをウエハの複数のショット領域に並べて焼付け露光す
る。ステップ１７（現像）では露光したウエハを現像す
る。ステップ１８（エッチング）では現像したレジスト
像以外の部分を削り取る。ステップ１９（レジスト剥
離）ではエッチングが済んで不要となったレジストを取
り除く。これらのステップを繰り返し行なうことによっ
て、ウエハ上に多重に回路パターンが形成される。
【００５１】本実施例の生産方法を用いれば、従来は製
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。
造が難しかった大型のデバイスを低コストに製造するこ
とができる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、被
検出面の状態が変化しても、それらの変化に対応し、精
度良く被検出面の面位置を検出することができる。した
がって本発明を適用した露光装置によれば、高精度なフ
ォーカス制御を行なうことができる。したがって、高精
度なデバイス製造を行なうことができる。
検出面の状態が変化しても、それらの変化に対応し、精
度良く被検出面の面位置を検出することができる。した
がって本発明を適用した露光装置によれば、高精度なフ
ォーカス制御を行なうことができる。したがって、高精
度なデバイス製造を行なうことができる。
【００５３】また、被検出面の大きさが変化しても、そ
の変化に対応して、センサ電極を選択することにより、
被検出面の面位置を検出することができる。したがっ
て、効率の良い露光を行ない、効率の良いデバイス製造
を行なうことができる。
の変化に対応して、センサ電極を選択することにより、
被検出面の面位置を検出することができる。したがっ
て、効率の良い露光を行ない、効率の良いデバイス製造
を行なうことができる。
【図１】 本発明の第１の実施例に係る面位置検出装置
の測距位置可変静電センサを示す図である。
の測距位置可変静電センサを示す図である。
【図２】 図１の測距位置可変静電センサの原理の説明
図である。
図である。
【図３】 図１の測距位置可変静電センサの適用例を示
す、露光光軸方向から見た図である。
す、露光光軸方向から見た図である。
【図４】 図１の測距位置可変静電センサの適用例を示
す、スキャン方向から見た図である。
す、スキャン方向から見た図である。
【図５】 図１の測距位置可変静電センサの具体的適用
例を示す図である。
例を示す図である。
【図６】 図１の測距位置可変静電センサの他の適用例
を示す図である。
を示す図である。
【図７】 本発明の第２の実施例に係る面位置検出装置
の検出領域可変静電センサの説明図である。
の検出領域可変静電センサの説明図である。
【図８】 図７のセンサの原理の説明図である。
【図９】 従来の面位置検出装置を示す概略図である。
【図１０】 従来の静電センサによる間隔測定原理の説
明図である。
明図である。
【図１１】 静電センサを用いた面位置検出装置の概略
図である。
図である。
【図１２】 従来の面位置検出装置における静電センサ
の配置図である。
の配置図である。
【図１３】 面位置制御のためのパラメータ算出方法を
説明する図である。
説明する図である。
【図１４】 従来の静電センサを用いた面位置検出装置
の第１の課題の説明図である。
の第１の課題の説明図である。
【図１５】 従来の静電センサを用いた面位置検出装置
の第２の課題の説明図である。
の第２の課題の説明図である。
【図１６】 従来の静電センサを用いた面位置検出装置
の第３の課題の説明図である。
の第３の課題の説明図である。
【図１７】 従来の静電センサを用いた面位置検出装置
の第４の課題の説明図である。
の第４の課題の説明図である。
【図１８】 従来の静電センサを用いた面位置検出装置
の第４の課題の説明図である。
の第４の課題の説明図である。
【図１９】 図１のセンサによるチルト角検出用センサ
におけるセンサ電極の選択基準の説明図である。
におけるセンサ電極の選択基準の説明図である。
【図２０】 メモリ回路露光時の課題の説明図である。
【図２１】 本発明の露光装置を利用できるデバイス製
造方法を示すフローチャートである。
造方法を示すフローチャートである。
【図２２】 図２１中のウエハプロセスの詳細なフロー
チャートである。
チャートである。
１：レチクル、２：レチクルスキャンステージ、３：照
明系、４：縮小投影レンズ、５：ウエハ、６：ウエハチ
ャック、７：ステージ、８：Ｚ・チルトステージ、９：
光ファイバ、１０：レンズ、１１：パターン形成板、１
２：レンズ、１３：ミラー、１４：照射対物レンズ、１
５：集光対物レンズ、１６：ミラー、１７：結像レン
ズ、１８：受光器、１９：演算回路、２０，２０’：静
電センサ、２１：静電センサ固定用の治具、２２：制御
回路、２３：静電センサの検出信号、２４：Ｚ・チルト
ステージ制御信号、２５：露光スリット、２６：被測定
物表面、２７：スキャン方向、２８：露光幅、２９：ス
クライブライン、３０，３０’：センサ電極、３１：導
体基板、３２：測定器、３３：演算回路、４０：ガード
リング、４１：メモリセル、４２：周辺回路、５１〜５
３：端子、２０１，２０３：チルト角検出用センサ、２
０２：高さ位置検出用センサ、３０１〜３０８，３１
１，３１２：センサ電極、ＳＷ：スイッチ、ＯＳ：発振
器、ＡＭ：電流計、４０１，４０２，４０３：測距位置
可変静電センサ。
明系、４：縮小投影レンズ、５：ウエハ、６：ウエハチ
ャック、７：ステージ、８：Ｚ・チルトステージ、９：
光ファイバ、１０：レンズ、１１：パターン形成板、１
２：レンズ、１３：ミラー、１４：照射対物レンズ、１
５：集光対物レンズ、１６：ミラー、１７：結像レン
ズ、１８：受光器、１９：演算回路、２０，２０’：静
電センサ、２１：静電センサ固定用の治具、２２：制御
回路、２３：静電センサの検出信号、２４：Ｚ・チルト
ステージ制御信号、２５：露光スリット、２６：被測定
物表面、２７：スキャン方向、２８：露光幅、２９：ス
クライブライン、３０，３０’：センサ電極、３１：導
体基板、３２：測定器、３３：演算回路、４０：ガード
リング、４１：メモリセル、４２：周辺回路、５１〜５
３：端子、２０１，２０３：チルト角検出用センサ、２
０２：高さ位置検出用センサ、３０１〜３０８，３１
１，３１２：センサ電極、ＳＷ：スイッチ、ＯＳ：発振
器、ＡＭ：電流計、４０１，４０２，４０３：測距位置
可変静電センサ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長谷川 雅宣 東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノ ン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F063 AA22 BA30 DD06 HA04 5F046 BA05 CC01 CC03 CC05 DA05 DA14 DB04 DC09
Claims (9)
- 【請求項１】 被検出面の上に配置される電極と、この
電極と前記被検出面との間に高周波電圧を印加する電圧
印加手段と、前記電極と被検出面との間に高周波電圧を
印加したときに流れる電流値に基づいて被検出面と前記
電極との間の距離を検出する検出手段とを備えた静電容
量センサを用いた面位置検出装置において、前記静電容
量センサは前記電極として複数の電極を有し、かつ用い
る電極を選択する選択手段を具備することを特徴とする
面位置検出装置。 - 【請求項２】 前記静電容量センサは、前記選択手段と
して、用いる電極を切り換えて測距位置を変えるための
切換え手段を有する測距位置可変静電センサであること
を特徴とする請求項１に記載の面位置検出装置。 - 【請求項３】 前記静電容量センサは、前記選択手段と
して、用いる電極の数を切り換えて測距領域を変えるた
めの切換え手段を有する測距領域可変静電センサである
ことを特徴とする請求項１に記載の面位置検出装置。 - 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの面位置検出装
置を被露光面の面位置検出用に備えるとともに、面位置
を検出する被露光面の状態に対応させて、前記選択手段
を制御する手段を有することを特徴とする露光装置。 - 【請求項５】 請求項２の面位置検出装置を被露光面の
フォーカス位置制御のためのプリ計測による傾き検出用
に備え、その面位置検出装置の異なる２つの静電センサ
がそれぞれ有する２つ以上の電極のうち、おのおの１つ
ずつの電極を用いて行なう測距位置がスキャン露光幅内
でかつ最も外側となるように前記切換え手段を制御する
手段を有することを特徴とするスリット・スキャン型の
露光装置。 - 【請求項６】 請求項２の面位置検出装置を被露光面の
フォーカス位置制御のためのプリ計測による露光光軸方
向位置検出用に備え、スクライブライン位置での面位置
検出を行なわないように前記切換え手段を制御する手段
を有することを特徴とするスリット・スキャン型の露光
装置。 - 【請求項７】 請求項３の面位置検出装置を被露光面の
フォーカス位置制御のためのプリ計測による露光光軸方
向位置検出用に備え、高い解像性能が要求される被露光
面部分が測距領域に多く含まれるように前記切換え手段
を制御する手段を有することを特徴とするスリット・ス
キャン型の露光装置。 - 【請求項８】 前記制御手段は露光レイアウトに基づい
て前記制御を行なうものであることを特徴とする請求項
４〜７のいずれか１項に記載の露光装置。 - 【請求項９】 請求項４〜８のいずれかの露光装置を用
い、その面位置検出装置によって、各静電容量センサで
使用する電極を適宜選択しながら被露光基板の面位置を
検出し、この検出結果に基づいて被露光基板の位置制御
を行ないながら露光を行なうことを特徴とするデバイス
製造方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26579798A JP4365908B2 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 面位置検出装置、露光装置およびデバイス製造方法 |
| US09/388,372 US6529263B2 (en) | 1998-09-04 | 1999-09-01 | Position detection apparatus having a plurality of detection sections, and exposure apparatus |
| EP99306980A EP0984329A3 (en) | 1998-09-04 | 1999-09-02 | Position detection apparatus having a plurality of detection sections, and exposure apparatus |
| KR1019990037599A KR100354919B1 (ko) | 1998-09-04 | 1999-09-04 | 복수의 검출부를 갖는 위치검출장치, 및 노광장치 |
| US10/059,294 US7072023B2 (en) | 1998-09-04 | 2002-01-31 | Position detection apparatus having a plurality of detection sections, and exposure apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26579798A JP4365908B2 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 面位置検出装置、露光装置およびデバイス製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000082658A true JP2000082658A (ja) | 2000-03-21 |
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Family
ID=17422181
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26579798A Expired - Fee Related JP4365908B2 (ja) | 1998-09-04 | 1998-09-04 | 面位置検出装置、露光装置およびデバイス製造方法 |
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| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6529263B2 (ja) |
| EP (1) | EP0984329A3 (ja) |
| JP (1) | JP4365908B2 (ja) |
| KR (1) | KR100354919B1 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005010044A (ja) * | 2003-06-19 | 2005-01-13 | Canon Inc | 計測装置 |
| JP2006098403A (ja) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | General Electric Co <Ge> | センサシステムおよびその動作方法 |
| JP2007155734A (ja) * | 2005-12-06 | 2007-06-21 | General Electric Co <Ge> | マルチレンジ間隙測定システム及びそれを動作させる方法 |
| JP2009010369A (ja) * | 2007-06-14 | 2009-01-15 | Asml Netherlands Bv | リソグラフィ装置およびデバイス製造方法 |
| JP2009055036A (ja) * | 2007-08-24 | 2009-03-12 | Nikon Corp | 移動体駆動方法及び移動体駆動システム、パターン形成方法及び装置、露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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