JP2001203148A - 露光における間隙測定装置および間隙測定方法 - Google Patents

露光における間隙測定装置および間隙測定方法

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JP2001203148A JP2000012538A JP2000012538A JP2001203148A JP 2001203148 A JP2001203148 A JP 2001203148A JP 2000012538 A JP2000012538 A JP 2000012538A JP 2000012538 A JP2000012538 A JP 2000012538A JP 2001203148 A JP2001203148 A JP 2001203148A
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photomask
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Takeshi Miyake
健 三宅
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    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7023—Aligning or positioning in direction perpendicular to substrate surface
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/14—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring distance or clearance between spaced objects or spaced apertures

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光装置において被露光基板とフォトマスク
との間隔を正確に、かつ、安価に測定することのできる
間隙測定装置および間隙測定方法を提供する 【解決手段】 フォトマスク１０２に設けられる間隙測
定用マーク１０３の位置に対する、基板１０１に映り込
む投影間隔測定用マークの像１０３ａの位置をＣＣＤカ
メラを用いて画像データとして取込み、演算装置により
画像処理計算する。その結果、間隙測定用マーク１０３
と投影間隔測定用マーク１０３ａとの相対的位置関係に
基づいて、間隔調整装置によりフォトマスク１０２と基
板１０１との間隔を所定の値に正確に調節する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、間隙測定装置お
よび間隙測定方法に関し、より特定的には、露光装置に
おいて、フォトマスクと基板との間隙を調節するために
用いられる間隙測定装置および間隙測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、フォトマスクと基板とが接触せ
ず、わずかな間隙をもって、フォトマスクに描かれたパ
ターンを基板に露光する方法が広く用いられている。こ
のような露光方法は、オフコンタクト露光方法またはプ
ロキシミティ露光方法と呼ばれている。
【０００３】このオフコンタクト露光方法およびプロキ
シミティ露光方法では、フォトマスクと基板との間隙を
調節するために、信頼性の高い方法でフォトマスクと基
板との間隙を測定する必要がある。たとえば、フォトマ
スクと基板との間隙は、一般的には０．０５ｍｍ〜０．
５ｍｍに調節される。
【０００４】ここで、従来のフォトマスクと基板との間
隙を測定する方法の一例について、図８を参照して説明
する。図８には、フォトマスクと基板との間隙を測定す
るための間隙測定装置３００と、距離Ｇ３の間隙をあけ
て配置される基板１０１およびフォトマスク１０２が開
示されている。
【０００５】間隙測定装置３００は、ボックス３０１内
に、基板１０１およびフォトマスク１０２の上方斜め方
向から光３０２ａを照射するためのレーザー光源３０２
と、基板１０１およびフォトマスク１０２から反射する
光を検出する光センサ３０３とを備える。
【０００６】レーザー光源３０２から照射された光３０
２ａは、フォトマスク１０２の基板１０１に対向する面
１０２ａで反射する反射光３０２ｂと、基板１０１のフ
ォトマスク１０２に対向する面１０１ａで反射する反射
光３０２ｃとを形成する。反射光３０２ｂと反射光３０
２ｃとは光センサ３０３に検知され、演算手段（図示省
略）により反射光３０２ｂと反射光３０２ｃとの距離Ｓ
３が算出される。
【０００７】ここで、距離Ｓ３と距離Ｇ３との間には、
比例関係があるため、あらかじめ定められた距離Ｓ３と
なるように距離Ｇ３が調整される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
間隙測定装置３００は高価であり、たとえば基板１０１
とフォトマスク１０２との間隙を複数箇所測定するため
に、複数台の間隙測定装置３００を備える必要がある場
合コストの観点から問題が生じる。
【０００９】また、従来の間隙測定装置３００は、フォ
トマスク１０２と基板１０１の位置合せに用いられるの
とは別の演算装置を備えなければならないため、コスト
の観点から問題が生じ、かつ間隙測定装置の構成が複雑
になる。
【００１０】また、従来の間隙測定装置３００は、フォ
トマスク１０２と基板１０１との位置合せに用いられる
のとは別にレーザー光源３０２および光センサー３０３
を備えなければならず、間隙測定装置の構成が複雑にな
る。
【００１１】さらに、フォトマスク１０２に描かれたパ
ターンを基板１０１に露光する場合には、間隔測定装置
３００をフォトマスク１０１の外側に移動させるための
機構が必要であり、間隙測定装置の機構が複雑になる。
【００１２】したがって、この発明の目的は、基板とフ
ォトマスクとの間隙を正確にかつ安価に測定することの
できる間隙測定装置および間隙測定方法を提供すること
にある。
【００１３】また、この発明の他の目的は、基板とフォ
トマスクとの間隙を複数箇所測定する場合においても容
易にかつ安価に測定することのできる間隙測定装置およ
び間隙測定方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に基づいた間隙
測定装置においては、フォトマスクを通して露光光を基
板に照射することにより、上記フォトマスクに描かれた
パターンを上記基板上に転写する露光装置において、上
記フォトマスクと上記基板との間隙を測定し、その測定
データに基づいて上記フォトマスクと上記基板との間隙
を所定の値に調節するための間隙測定装置であって、上
記フォトマスクは、上記基板に対向する面の所定位置に
間隙測定用マークを有し、上記間隙測定用マーク、及び
上記間隙測定用マークを含む領域に対して光が照射され
ることによって、上記基板面に映る上記間隙測定用マー
クの像を検出するための少なくとも１つの光センサと、
上記間隙測定用マークに対する上記間隙測定用マークの
像の相対的位置関係に基づいて、上記フォトマスクと上
記基板との間隙を算出する演算手段と、上記演算手段の
算出結果に基づいて上記フォトマスクと上記基板とを相
対的に移動させることにより、上記フォトマスクと上記
基板との間隙を所定の値に調節する間隙調整手段とを備
える。
【００１５】また、この発明に基づいた間隙測定方法に
おいては、フォトマスクを通して露光光を基板に照射す
ることにより、上記フォトマスクに描かれたパターンを
上記基板上に転写する露光装置において、上記フォトマ
スクと上記基板との間隙を測定し、その測定データに基
づいて上記フォトマスクと上記基板との間隙を所定の値
に調節するために間隙測定用マークを有するフォトマス
クが用いられる間隙測定方法であって、上記間隙測定用
マークを含む領域に対して光が照射されることによっ
て、上記基板面に映る上記間隙測定用マークの像の上記
間隙測定用マークに対する相対的位置関係に基づいて上
記フォトマスクと上記基板との間隙を算出し、その算出
結果に基づいて上記フォトマスクと上記基板とを相対的
に移動させることにより、上記フォトマスクと上記基板
との間隙を所定の値に調節する。
【００１６】この間隙測定装置および間隙測定方法によ
れば、フォトマスクの間隙測定用マークを含む領域に光
が照射された場合、フォトマスクと基板とが所定の間隙
をもって配置されていると、基板面に映る間隙測定用マ
ークの像が生じる。
【００１７】フォトマスクの間隙測定用マークに対す
る、間隙測定用マークの像の相対的位置関係として、た
とえば両者の位置ずれ量は、フォトマスクと基板との間
隙に応じて変化する。つまり、フォトマスクの間隙測定
用マークに対する間隙測定用マークの像の位置ずれ量
は、フォトマスクと基板との間隙に比例する。
【００１８】したがって、フォトマスクの間隙測定用マ
ークおよび間隙測定用マークの像を光センサーを用いて
検出し、たとえば画像処理等の演算装置を用いてフォト
マスクの間隙測定用マークと間隙測定用マークの像の位
置ずれ量等を算出することができる。
【００１９】その結果、この算出結果に基づいて、間隙
調整装置によりフォトマスクと基板との間隙を所定の値
に正確に調節することが可能になる。
【００２０】また、上記間隙測定装置および間隙測定方
法をより好ましい状態で実現するために、上記間隙測定
用マークに対する上記間隙測定用マークの像の形状変化
量等に基づいて、間隙調整装置によりフォトマスクと基
板との間隙を所定の値に正確に調節してもよい。
【００２１】また、上記間隙測定装置および間隙測定方
法をより好ましい状態で実現するために、たとえば、上
記間隙測定用マークは、その形状が長方形または円形が
用いられる。これにより、上記間隙測定用マークと上記
間隙測定用マークの像との位置ずれ量または形状変化量
等を容易に測定することが可能になる。
【００２２】また、好ましくは、上記間隙測定用マーク
として、上記フォトマスクと上記基板との位置合わせの
ための位置合わせマークが用いられたり、上記基板に転
写するための上記フォトマスク上に描かれたパターンの
一部が利用されてもかまわない。これにより、フォトマ
スクに形成すべきパターンを増加させることなく、本発
明に基づく間隙測定装置および間隙測定方法を実現させ
ることが可能になる。
【００２３】また、好ましくは、上記フォトマスク面の
Ｘ、Ｙ方向に移動可能な機構を備えた上記光センサが用
いられる。これにより、上記光センサが上記フォトマス
ク面のＸ、Ｙ方向に移動可能となるため、基板とフォト
マスクとの間隙を複数箇所測定する場合においても容易
に測定することが可能になる。
【００２４】また、上記間隙測定装置および間隙測定方
法をより好ましい状態で実現するために、上記光センサ
は、上記フォトマスク面に対して、鉛直方向に移動可能
な機構を備えていてもよい。
【００２５】また、上記間隙測定装置および間隙測定方
法をより好ましい状態で実現するために、上記光センサ
ーの角度を調節することが可能な機構を備えていてもよ
い。
【００２６】また、上記間隙測定装置および間隙測定方
法をより好ましい状態で実現するために、上記光センサ
が上記間隙測定用マークまたは上記間隙測定用マークの
像を検出するために、その光学系に少なくとも１つの鏡
を用いてもよい。
【００２７】また、好ましくは、上記演算手段として、
上記フォトマスクと上記基板との位置合わせ用の演算装
置を利用する。
【００２８】また、上記光センサは、上記フォトマスク
と上記基板との位置合わせに用いられてもよい。これに
より、専用の光センサが不要となり、間隙測定装置の機
構の簡略化を図ることが可能になる。
【００２９】また、上記間隙測定装置および間隙測定方
法をより好ましい状態で実現するために、上記間隙測定
用マークを含む領域に対して光を照射するための少なく
とも１つの光照射手段を備えてもよい。
【００３０】また、上記光照射手段は、上記フォトマス
クと上記基板の位置合わせに用いられてもよい。これに
より、専用の光照射手段が不要となり、間隙装置の機構
の簡略化を図ることが可能になる。
【００３１】また、上記光照射手段として、たとえば、
黄色以上の長波長光を照射する光源が用いられたり、上
記光源にレーザー光を用いてもよい。これにより、上記
光照射による上記フォトマスクのパターンの上記基板へ
の転写性能に対する影響を防ぐことができる。
【００３２】また、上記間隙測定装置および間隙測定方
法をより好ましい状態で実現するために上記光照射手段
として、たとえばその光学系に少なくとも１つの鏡を備
えていてもかまわない。
【００３３】なお、本出願人と同一の出願人によってな
された、特願平１０−２６８０９３号「間隙測定装置お
よび間隙測定方法」（以下、先願と称する）に開示され
た発明によれば、上記と同じ課題を解決することを目的
としているが、先願の発明はフォトマスクに設けられる
間隙測定用マークと、基板に投影される間隙測定用マー
クの影との相対的位置関係に基づいて基板とフォトマス
クとの間隙を所定の値に調節する点で、フォトマスクに
設けられる間隙測定用マークと、フォトマスクに設けら
れる間隙測定用マークを含む領域に対して光が照射され
ることによって、基板に映る間隙測定用マークの像との
相対的位置関係に基づいて基板とフォトマスクとの間隙
を所定の値に調節する本願発明とは、相違している。
【００３４】つまり、先願の発明の構成においては、間
隙測定用マークの影を用いており、この影は光源の位置
あるいは光源の種類によって、影の生じる位置が異なる
という特性を有する。一方、本願発明の構成において
は、間隙測定用マークの像を用いており、この像は光源
の位置に関係なく、像の生じる位置は一定であるという
特性を有する。したがって、両者の構成は相違する。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、この発明に基づいた間隙測
定装置および間隙測定方法の各実施の形態について、図
を参照して説明する。
【００３６】（実施の形態１：間隙測定装置１００の概
略構成）図１に、実施の形態１における間隙測定装置１
００の概略構成を示す模式図を示す。
【００３７】図１を参照して、本実施の形態における間
隙測定装置１００の概略構成について説明する。基板１
０１の上方に所定の間隙を設けてフォトマスク１０２が
配置されている。基板１０１とフォトマスク１０２との
間隙は、間隙調整装置１０７により調整可能である。フ
ォトマスク１０２には基板１０１に対向する面１０２ａ
の所定位置に、間隙測定用マーク１０３が形成されてい
る。この間隙測定用マーク１０３の形状については、後
述する。
【００３８】フォトマスク１０２の上方には、間隙測定
用マーク１０３を含む領域に対して光を照射するための
光照射手段としての光照射器１０４が配置されている。
【００３９】フォトマスク１０２の斜め上方には光照射
器１０４から照射された光１０４ａのうち、フォトマス
ク１０２の基板１０１に対向する面１０２ａに反射する
光１０４ｂを検出するとともに、基板１０１のフォトマ
スクに対向する面１０１ａに反射する光１０４ｃを検出
する光センサーとしてのＣＣＤカメラ１０５が配置され
ている。
【００４０】このＣＣＤカメラ１０５には、ＣＣＤカメ
ラ１０５で検出された画像パターンを画像処理し、演算
するための演算装置１０６が接続されている。この演算
装置１０６の出力データに基づいて、間隙調整装置１０
７が制御される。
【００４１】（実施の形態２：間隙測定装置２００の概
略構成）図２に、実施の形態２における間隙測定装置２
００の概略構成を示す模式図を示す。
【００４２】図２を参照して、本実施の形態における間
隙測定装置２００の概略構成について説明する。基板１
０１の上方に所定の間隙を設けてフォトマスク１０２が
配置されている。基板１０１とフォトマスク１０２との
間隙は、間隙調整装置１０７により調整可能である。フ
ォトマスク１０２には基板１０１に対向する面１０２ａ
の所定位置に、間隙測定用マーク１０３が形成されてい
る。この間隙測定用マーク１０３の形状については、後
述する。
【００４３】フォトマスク１０２の上方には、間隙測定
用マーク１０３を含む領域に対して光を照射するための
光照射手段としての光照射器１０４が配置されている。
【００４４】フォトマスク１０２の上方には光照射器１
０４から照射された光１０４ａのうち、フォトマスク１
０２の基板１０１に対向する面１０２ａに反射する光１
０４ｂ、および基板１０１のフォトマスクに対向する面
１０１ａに反射する光成分１０４ｃを検出する光センサ
ーとしてのＣＣＤカメラ１０５が配置され、光１０４ｂ
および光１０４ｃをＣＣＤカメラ１０５に導くための鏡
１０８および鏡１０９が配置されている。
【００４５】このように、本実施の形態における間隙測
定装置２００においては、ＣＣＤカメラ１０５に入光す
る光１０４ｂおよび光１０４ｃの光路に、鏡１０８およ
び鏡１０９を配置した構成を採用している点で、上記実
施の形態１における間隙測定装置１００と相違する。
【００４６】このＣＣＤカメラ１０５には、ＣＣＤカメ
ラ１０５で検出された画像パターンを画像処理し、演算
するための演算装置１０６が接続されている。この演算
装置１０６の出力データに基づいて、間隙調整装置１０
７が制御される。
【００４７】（実施の形態３：間隙測定方法）次に、上
記実施の形態１および上記実施の形態２における間隙測
定装置１００，２００を用いた間隙測定方法について、
図３および図４を参照して説明する。図３は、間隙測定
用マーク１０３の形状が長方形の場合を示し、図４は、
間隙測定用マーク１０３の形状が円形形状の場合を示
す。
【００４８】図３を参照して、（ａ）はＣＣＤカメラ１
０５によって検出される画像パターンを示し、（ｂ）は
基板１０１とフォトマスク１０２との縦断面を示す。フ
ォトマスク１０２の間隙測定用マーク１０３を含む領域
に対して、光照射器１０４によって光１０４ａが照射さ
れている。
【００４９】光１０４ａのうち、フォトマスク１０２の
基板１０１に対向する面１０２ａに反射する光１０４
ｂ、および基板１０１のフォトマスク１０２に対向する
面１０１ａに反射する光１０４ｃをＣＣＤカメラ１０５
に導くことによって、間隙測定用マーク１０３と、基板
１０１のフォトマスク１０２に対向する面１０１ａに映
る間隙測定用マークの像１０３ａとが、ＣＣＤカメラ１
０５にて画像パターンとして検出される。
【００５０】次に、図４を参照して、図３と同様に、
（ａ）はＣＣＤカメラ１０５によって検出される画像パ
ターンを示し、（ｂ）は基板１０１とフォトマスク１０
２との縦断面を示し、フォトマスク１０２の間隙測定用
マーク１０３を含む領域に対して光照射器１０４によっ
て、光１０４ａが照射されている。
【００５１】光１０４ａのうち、フォトマスク１０２の
基板１０１に対向する面１０２ａに反射する光１０４
ｂ、および基板１０１のフォトマスク１０２に対向する
面１０１ａに反射する光１０４ｃをＣＣＤカメラ１０５
に導くことによって、ＣＣＤカメラ１０５にて間隙測定
用マーク１０３と基板１０１のフォトマスク１０２に対
向する面１０１ａに映る間隙測定用マークの像１０３ａ
とが画像パターンとして検出される。
【００５２】図３および図４を参照して、間隙測定用マ
ーク１０３に対する間隙測定用マークの像１０３ａの位
置ずれ量は、フォトマスク１０２と基板１０１との間隙
に応じて変化する。つまり、間隙測定用マーク１０３に
対する間隙測定用マークの像１０３ａの位置ずれ量（図
３（ａ）中のＳ１、図４（ａ）中のＳ２）は、フォトマ
スク１０２と基板１０１との間隙（図３（ｂ）中のＧ
１、図４（ａ）中のＧ２）に比例する。
【００５３】したがって、フォトマスク１０２の間隙測
定用マーク１０３と基板面１０１ａに映る間隙測定用マ
ークの像１０３ａとをＣＣＤカメラ１０５を用いて画像
パターンとして検出し、演算装置１０６により画像処理
等の演算装置を用いて計算することにより、間隙測定用
マーク１０３に対する間隙測定用マークの像１０３ａの
位置ずれ量を計算することができる。
【００５４】なお、演算装置１０６は、間隙測定用マー
ク１０３に対する間隙測定用マークの像１０３ａの位置
ずれ量を計算するための専用の演算装置を設ける以外
に、フォトマスク１０２と基板１０１との位置合わせ用
の演算装置のプログラムを変更追加して用いることも可
能である。
【００５５】算出された間隙測定用マーク１０３に対す
る間隙測定用マークの像１０３ａとの位置ずれ量に基づ
いて、間隙調整装置１０７によりフォトマスク１０２と
基板１０１との間隙を所定の値に正確に調節することが
可能になる。
【００５６】以上、上記実施の形態における間隙測定装
置および間隙測定方法においては、フォトマスク１０２
と基板１０１とが所定の間隙をもって配置されている
と、基板面１０１ａに映る間隙測定用マークの像１０３
ａが生じる。
【００５７】フォトマスク１０２の間隙測定用マーク１
０３に対する、間隙測定用マークの像１０３ａの相対的
位置関係は、フォトマスク１０２と基板１０１との間隙
に応じて変化する。つまり、フォトマスク１０２の間隙
測定用マーク１０３に対する間隙測定用マークの像１０
３ａの相対的位置関係は、フォトマスクと基板との間隙
に比例する。
【００５８】したがって、フォトマスク１０２の間隙測
定用マーク１０３および基板面１０１ａで反射した間隙
測定用マークの像１０３ａを光センサーであるＣＣＤカ
メラ１０５を用いて検出し、たとえば画像処理等の演算
装置を用いてフォトマスク１０２の間隙測定用マーク１
０３と間隙測定用マークの像１０３ａの相対的位置関係
を算出することができる。
【００５９】その結果、この算出結果に基づいて、間隙
調整装置１０６によりフォトマスク１０２と基板１０１
との間隙を所定の値に正確に調節することが可能にな
る。
【００６０】なお、上記各実施の形態において、間隙測
定用マーク１０３として、図５に示すように、フォトマ
スク１０２と基板１０１との位置合わせのために用いら
れる位置合わせマーク（１０２Ｂ，１０２Ｃ，１０２
Ｄ，１０２Ｅ）を用いることも可能である。また、逆
に、間隙測定用マーク１０３を、フォトマスク１０２と
基板１０１との位置合わせのために用いられる位置合わ
せマークとして用いることも可能である。
【００６１】さらに、間隙測定用マーク１０３として、
図５に示すように、フォトマスク１０２上の基板１０１
に転写されるためのパターンＰ１の一部を用いることも
可能である。これにより、フォトマスク１０２に形成す
べきパターンを増加させることなく、各実施の形態にお
ける間隙測定装置および間隙測定方法を実現させること
が可能になる。
【００６２】また、間隙測定用マーク１０３と間隙測定
用マークの像１０３ａの相対的位置関係として、上記実
施の形態においては、間隙測定用マーク１０３に対する
間隙測定用マークの像１０３ａの位置ずれ量を用いてい
るが、間隙測定用マーク１０３に対する間隙測定用マー
クの像１０３ａの形状変化量を用いることも可能であ
る。
【００６３】また、ＣＣＤカメラ１０５には、フォトマ
スク面１０２ａのＸ−Ｙ方向（図５参照）に移動可能な
機構が備えられることが好ましい。これにより、基板１
０１とフォトマスク１０２との間隙を複数箇所測定する
場合においても容易に測定することが可能になる。
【００６４】また、ＣＣＤカメラ１０５には、フォトマ
スク面１０２ａに対して鉛直方向に移動可能な機構（図
６参照、Ｚ方向）が備えられることが好ましい。さら
に、フォトマスク面１０２ａに対して角度を調節するこ
とが可能な機構（図６参照、θ方向）が備えられること
が好ましい。これにより、光１０４ｂおよび光１０４ｃ
の両方を検出する光センサーとして、フォトマスク１０
２と基板１０１の位置合わせに用いられるＣＣＤカメラ
を用いることができるため、光１０４ｂおよび光１０４
ｃを検出する専用のＣＣＤカメラが不要となり、間隙測
定装置の機構の簡略化を図ることが可能になる。
【００６５】また、上記各実施の形態において、光１０
４ｂおよび光１０４ｃの両方を検出する光センサーとし
てのＣＣＤカメラ１０５を１台設けているが、光１０４
ｂおよび光１０４ｃのそれぞれを検出する２台のＣＣＤ
カメラを設けてもかまわない。
【００６６】また、上記各実施の形態において、光照射
器１０４は、ＣＣＤカメラ１０５が設けられる側（フォ
トマスク１０２から見て基板１０１が配置される側と反
対側）に設けられる構成が採用されているが、図７に示
すように、ＣＣＤカメラ１０５が設けられる側とは反対
側（フォトマスク１０２から見て基板１０１が配置され
る側と同じ側）に設けられる構成を採用することも可能
である。
【００６７】また、光照射器１０４として、黄色以上の
長波長光を照射する光源が用いられたり、上記光源にレ
ーザー光を用いてもよい。これにより、光照射によるフ
ォトマスク１０２のパターンの基板への転写性能に対す
る影響を防ぐことができる。
【００６８】また、光照射器１０４は、フォトマスク１
０２と基板１０１の位置合わせに用いられる光照射器が
用いられる。これにより、専用の光照射器が不要とな
り、間隙測定装置の機構の簡略化を図ることが可能にな
る。
【００６９】なお、上記各実施の形態において、上記光
照射器１０４は、フォトマスク１０２に設けられた間隙
測定用マーク１０３が、基板面１０１ａに明確に間隙測
定用マークの像１０３ａとして映るために設けたもので
あり、たとえば、間隙測定装置１００が設置される場所
の既存照明によっても、十分明確に基板面１０１ａに間
隙測定用マークの像１０３ａが映るのであれば、上記光
照射器１０４を必ずしも設ける必要はなく、間隙測定装
置の機構の簡略化を図ることが可能になる。
【００７０】また、光センサーとしてＣＣＤカメラを用
いた場合について説明しているが、他の同様の機能を有
する光センサーを用いることが可能である。
【００７１】以上、今回開示した上記各実施の形態はす
べての点で例示であって制限的なものではない。本発明
の技術的範囲は上記各実施の形態に限定されるものでは
なく、特許請求の範囲によって画定され、特許請求の範
囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれ
ることが意図される。
【００７２】
【発明の効果】この発明に基づいた間隙測定装置および
間隙測定方法によれば、フォトマスクの間隙測定用マー
クを含む領域に対して光が照射されることによって、フ
ォトマスクと基板とが所定の間隙をもって配置されてい
ると、基板面に映る間隙測定用マークの像が生じる。
【００７３】フォトマスクの間隙測定用マークに対す
る、間隙測定用マークの像の相対的位置関係として、た
とえば両者の位置ずれ量または形状変化量は、フォトマ
スクと基板との間隙に応じて変化する。つまり、フォト
マスクの間隙測定用マークに対する間隙測定用マークの
像の位置ずれ量または形状変化量は、フォトマスクと基
板との間隙に比例する。
【００７４】したがって、フォトマスクの間隙測定用マ
ークおよび間隙測定用マークの像を光センサを用いて検
出し、たとえば画像処理等の演算装置を用いてフォトマ
スクの間隙測定用マークと間隙測定用マークの像の位置
ずれ量または形状変化量等を算出することができる。
【００７５】その結果、この算出結果に基づいて、間隙
調整装置によりフォトマスクと基板との間隙を所定の値
に正確に調節することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態１における間隙測定装置１００の
概略構成を示す模式図である。
【図２】 実施の形態２における間隙測定装置２００の
概略構成を示す模式図である。
【図３】 実施の形態１における間隙測定装置１００お
よび実施の形態２における間隙測定装置２００を用いた
第１の間隙測定方法を示す模式図である。
【図４】 実施の形態１における間隙測定装置１００お
よび実施の形態２における間隙測定装置２００を用いた
第２の間隙測定方法を示す模式図である。
【図５】 フォトマスク１０２に設けられる位置合わせ
マーク、パターンＰ１およびフォトマスク面のＸ−Ｙ方
向を示す図である。
【図６】 ＣＣＤカメラに設けられる、フォトマスク面
に対して鉛直方向に移動可能な機構（Ｚ方向）およびフ
ォトマスク面に対して角度を調節することが可能な機構
（θ方向）を示す模式図である。
【図７】 他の実施の形態における間隙測定装置の概略
構成を示す模式図である。
【図８】 従来の技術におけるフォトマスクと被露光基
板との間隔を測定するための間隔測定装置３００と、距
離Ｇ３の間隔を隔てて配置される被露光基板１０１およ
びフォトマスク１０２とを示す図である。
【符号の説明】
１００，２００，３００ 間隙測定装置、１０１ 基
板、１０１ａ，１０２ａ面、１０２ フォトマスク、１
０３ 間隙測定用マーク、１０３ａ 間隙測定用マーク
の像、１０４ 光照射器、１０４ａ，１０４ｂ，１０４
ｃ，３０２ａ光、１０５ ＣＣＤカメラ、１０６ 演算
装置、１０７ 間隔調整装置、３０１ボックス、３０２
レーザー光源、３０２ｂ，３０２ｃ 反射光、３０３
光センサ。

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 フォトマスクを通して露光光を基板に照
    射することにより、前記フォトマスクに描かれたパター
    ンを前記基板上に転写する露光装置において、前記フォ
    トマスクと前記基板との間隙を測定し、その測定データ
    に基づいて前記フォトマスクと前記基板との間隙を所定
    の値に調節するための間隙測定装置であって、 前記フォトマスクは、前記基板に対向する面の所定位置
    に間隙測定用マークを有し、 前記間隙測定用マーク、及び前記間隙測定用マークを含
    む領域に対して光が照射されることによって、前記基板
    面に映る前記間隙測定用マークの像を検出するための少
    なくとも１つの光センサと、 前記間隙測定用マークに対する前記間隙測定用マークの
    像の相対的位置関係に基づいて、前記フォトマスクと前
    記基板との間隙を算出する演算手段と、 前記演算手段の算出結果に基づいて前記フォトマスクと
    前記基板とを相対的に移動させることにより、前記フォ
    トマスクと前記基板との間隙を所定の値に調節する間隙
    調整手段と、を備える間隙測定装置。
  2. 【請求項２】 前記間隙測定用マークとして、前記フォ
    トマスクと前記基板との位置合わせに用いる位置合わせ
    マークが用いられる、請求項１に記載の間隙測定装置。
  3. 【請求項３】 前記間隙測定用マークは、その形状が長
    方形である、請求項１または２に記載の間隙測定装置。
  4. 【請求項４】 前記間隙測定用マークは、その形状が円
    形である、請求項１または２に記載の間隙測定装置。
  5. 【請求項５】 前記間隙測定用マークとして、前記基板
    に転写するために前記フォトマスク上に描かれたパター
    ンの一部が用いられる、請求項１、請求項３または請求
    項４のいずれかに記載の間隙測定装置。
  6. 【請求項６】 前記光センサは、前記フォトマスク面の
    Ｘ、Ｙ方向に移動可能な機構を備える、請求項１〜５の
    いずれかに記載の間隙測定装置。
  7. 【請求項７】 前記光センサは、前記フォトマスク面に
    対して、鉛直方向に移動可能な機構を備える、請求項１
    〜６のいずれかに記載の間隙測定装置。
  8. 【請求項８】 前記光センサは、前記フォトマスク面と
    なす角度を調節可能な機構を備える、請求項１〜７のい
    ずれかに記載の間隙測定装置。
  9. 【請求項９】 前記光センサによって前記間隙測定用マ
    ーク及び前記間隙測定用マークの像を検出するための光
    学系に、少なくとも１つの鏡を有する、請求項１〜８の
    いずれかに記載の間隙測定装置。
  10. 【請求項１０】 前記演算手段として、前記フォトマス
    クと前記基板との位置合せ用の演算装置を利用する、請
    求項１〜９のいずれかに記載の間隙測定装置。
  11. 【請求項１１】 前記光センサとして、前記フォトマス
    クと前記基板との位置合わせ用のＣＣＤカメラが用いら
    れる、請求項１〜１０のいずれかに記載の間隙測定装
    置。
  12. 【請求項１２】 前記間隙測定用マークを含む領域に対
    して光を照射するための少なくとも１つの光照射手段を
    さらに備える、請求項１〜１１のいずれかに記載の間隙
    測定装置。
  13. 【請求項１３】 前記光照射手段として、前記フォトマ
    スクと前記基板との位置合わせ用の光照射手段が用いら
    れる、請求項１２に記載の間隙測定装置。
  14. 【請求項１４】 前記光照射手段は、黄色以上の長波長
    光を照射する光源を有する、請求項１２または１３に記
    載の間隙測定装置。
  15. 【請求項１５】 前記光照射手段の光源には、レーザー
    光が用いられる、請求項１２または１３に記載の間隙測
    定装置。
  16. 【請求項１６】 前記光照射手段は、その光学系に少な
    くとも１つの鏡を有する、請求項１２〜１５のいずれか
    に記載の間隙測定装置。
  17. 【請求項１７】 フォトマスクを通して露光光を基板に
    照射することにより、前記フォトマスクに描かれたパタ
    ーンを前記基板上に転写する露光装置において、前記フ
    ォトマスクと前記基板との間隙を測定し、その測定デー
    タに基づいて前記フォトマスクと前記基板との間隙を所
    定の値に調節するために間隙測定用マークを有するフォ
    トマスクが用いられる間隙測定方法であって、 前記間隙測定用マークを含む領域に対して光が照射され
    ることによって、前記基板面に映る前記間隙測定用マー
    クの像の前記間隙測定用マークに対する相対的位置関係
    に基づいて前記フォトマスクと前記基板との間隙を算出
    し、その算出結果に基づいて前記フォトマスクと前記基
    板とを相対的に移動させることにより、前記フォトマス
    クと前記基板との間隙を所定の値に調節する、間隙測定
    方法。
  18. 【請求項１８】 前記間隙測定用マークを含む領域に対
    して、少なくとも１つの光源から光が照射される、請求
    項１７に記載の間隙測定方法。
  19. 【請求項１９】 前記光は、黄色以上の長波長光が用い
    られる、請求項１８に記載の間隙測定方法。
  20. 【請求項２０】 前記光源には、レーザー光が用いられ
    る、請求項１８に記載の間隙測定方法。
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