JP3197010B2 - 間隔設定方法及び間隔設定装置 - Google Patents
間隔設定方法及び間隔設定装置Info
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- B23Q15/20—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work before or after the tool acts upon the workpiece
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、第１及び第２の物体の間隔設定方法及び
装置に関し、具体的には、露光装置におけるマスクとウ
ェハとを互いに平行に且つ一定間隔に設定する間隔設定
方法及び装置に関する。
装置に関し、具体的には、露光装置におけるマスクとウ
ェハとを互いに平行に且つ一定間隔に設定する間隔設定
方法及び装置に関する。
（従来の技術） 超LSI等の半導体素子が製造される工程においては、
露光装置によってウェハに回路パターンが転写されてい
る。即ち、予めマスクに形成された回路パターンにＸ線
が照射され、回路パターンの像がウェハに転写される。
この回路パターンの転写の前に、マスクとウェハとが互
いに平行に且つ一定間隔（例えば、20〜50μｍ）に設定
される必要がある。
露光装置によってウェハに回路パターンが転写されてい
る。即ち、予めマスクに形成された回路パターンにＸ線
が照射され、回路パターンの像がウェハに転写される。
この回路パターンの転写の前に、マスクとウェハとが互
いに平行に且つ一定間隔（例えば、20〜50μｍ）に設定
される必要がある。
従来、例えば、第10図に示すように、レンズの結像作
用を利用して、この間隔設定が行われている。即ち、マ
スク１の膜２には、２つのマーク2A,2Bが設けられる一
方、ウェハ３には、２つのマーク3A,3Bが設けられてい
る。マスクチャック４の背後に、２つのCCDカメラ6A,6B
が設けられている。一方のCCDカメラが第10図6Aの位置
で静止した状態で、ウェハ３のマーク3Aに結像され、第
10図6A′の位置に移動されて、マスク１のマーク2Aに結
像される。この6Aと6A′との間の移動距離SAが測定され
ると、このSAがマスク１とウェハ３との間隔になる。同
様に、CCDカメラ6Bにより、他の箇所おけるマスク１と
ウェハ３との間隔SBが求められる。これらの間隔SA,SB
を調整することにより、マスク１とウェハ３とを平行に
且つ一定間隔に設定することができる（尚、図示しない
が、対向する２つの面の平行度を出すためには、３箇所
の間隔の測定が必要であるため、実際には、３つのCCD
カメラが設けられている）。
用を利用して、この間隔設定が行われている。即ち、マ
スク１の膜２には、２つのマーク2A,2Bが設けられる一
方、ウェハ３には、２つのマーク3A,3Bが設けられてい
る。マスクチャック４の背後に、２つのCCDカメラ6A,6B
が設けられている。一方のCCDカメラが第10図6Aの位置
で静止した状態で、ウェハ３のマーク3Aに結像され、第
10図6A′の位置に移動されて、マスク１のマーク2Aに結
像される。この6Aと6A′との間の移動距離SAが測定され
ると、このSAがマスク１とウェハ３との間隔になる。同
様に、CCDカメラ6Bにより、他の箇所おけるマスク１と
ウェハ３との間隔SBが求められる。これらの間隔SA,SB
を調整することにより、マスク１とウェハ３とを平行に
且つ一定間隔に設定することができる（尚、図示しない
が、対向する２つの面の平行度を出すためには、３箇所
の間隔の測定が必要であるため、実際には、３つのCCD
カメラが設けられている）。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の間隔設定では、図示していない
が、結像作用のために複雑な光学系が必要とされるた
め、間隔設定の装置が複雑であるという問題がある。ま
た、結像位置の判別が比較的困難であるため、マスク１
とウェハ３との間隔を正確に検出できず、その結果、間
隔設定を正確に行えないという問題がある。さらに、間
隔方向に測定できる範囲が比較的狭いため、マスク及び
ウェハの厚さを精度良く管理する必要がある。
が、結像作用のために複雑な光学系が必要とされるた
め、間隔設定の装置が複雑であるという問題がある。ま
た、結像位置の判別が比較的困難であるため、マスク１
とウェハ３との間隔を正確に検出できず、その結果、間
隔設定を正確に行えないという問題がある。さらに、間
隔方向に測定できる範囲が比較的狭いため、マスク及び
ウェハの厚さを精度良く管理する必要がある。
また、この間隔設定には、従来、回折格子を用いる方
法もあるが、複雑な光学系が必要とされ、間隔設定の装
置が複雑であるという問題、及び検出信号にリップルが
重畳し正確に間隔を検出できないという問題がある。
法もあるが、複雑な光学系が必要とされ、間隔設定の装
置が複雑であるという問題、及び検出信号にリップルが
重畳し正確に間隔を検出できないという問題がある。
さらに、このように比較的精度の悪い間隔設定手段を
用いる場合、マスクとウェハとは、極めて微小な間隔で
対向しているため、これらが衝突する危険性があり、こ
のような手段を用いることは不適切であり、特に、第７
図に示されるように、マスク及びウェハの中央部の間隔
を検出している場合、この中央部では僅かの誤差であっ
ても、マスク及びウェハの周辺部での誤差は、大きくな
っており、衝突の危険性が極めて大である。
用いる場合、マスクとウェハとは、極めて微小な間隔で
対向しているため、これらが衝突する危険性があり、こ
のような手段を用いることは不適切であり、特に、第７
図に示されるように、マスク及びウェハの中央部の間隔
を検出している場合、この中央部では僅かの誤差であっ
ても、マスク及びウェハの周辺部での誤差は、大きくな
っており、衝突の危険性が極めて大である。
この発明の目的は、構造が簡易であり、マスク及びウ
ェハの取付け精度が悪くても、マスクとウェハとを互い
に平行に且つ所定間隔に設定することを極めて正確に行
える、間隔設定方法及び装置を提供することにある。
ェハの取付け精度が悪くても、マスクとウェハとを互い
に平行に且つ所定間隔に設定することを極めて正確に行
える、間隔設定方法及び装置を提供することにある。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明に係る間隔設定方法は、 基準面上を移動し、第１の物体を支持し、前記第１の
物体を傾動させ、且つ、第１の変位センサを有する第１
の移動ステージと、 第２の物体を支持し、前記第２の物体を傾動させ、且
つ、２つの第２の変位センサと、前記第２の変位センサ
それぞれに対応して配置された２つのターゲットを有す
る第２の移動ステージと、を具備する装置により、前記
第１の物体の試料面と前記第２の物体の試料面とを平行
に且つ所定間隔に設定する間隔設定方法であって、 前記第１の移動ステージの前記基準面上の移動に対応
して、前記第１の変位センサにより前記第２の物体の試
料面を走査し、前記基準面に対する第２の物体の試料面
の第１の平行度の誤差を測定する工程と、 この第１の平行度の誤差をなくすように前記第２の物
体を傾動させ、前記第２の物体の試料面を前記基準面に
対して平行にする工程と、 前記第１の移動ステージの前記基準面上の移動に対応
して、前記第１の変位センサを用いて前記ターゲット及
び前記第２の物体の試料面を走査することにより、前記
ターゲットと前記第１の変位センサとの間隔（αA,
αＢ）、及び前記第２の物体の試料面と前記第１の変位
センサとの間隔（βA,βＢ）を測定する工程と、 前記間隔（αA,αＢ）と、前記間隔（βA,βＢ）との
差を求めることにより、前記ターゲットと前記第２の物
体の試料面との間隔（γA,γＢ）を得る工程と、 予め定められた前記ターゲットと前記第２の変位セン
サとの間隔（δA,δＢ）と、前記間隔（γA,γＢ）との
和又は差を求めることにより、前記第２の変位センサと
前記第２の試料面との間隔（εA,εＢ）を得る工程と、 前記第２の変位センサと前記第１の物体の試料面上の
２つの点に対する距離を測定する工程と、 前記距離から、前記第２の変位センサと前記第２の物
体の試料面との間隔を引算し、前記第１の物体の試料面
上の２つの点と前記第２の物体の試料面との間隔を得る
ことにより、前記第２の物体の試料面に対する前記第１
の物体の試料面の第２の平行度の誤差、及び前記第１及
び第２の物体の試料面の間隔を算出する工程と、 この第２の平行度の誤差をなくすように前記第１の物
体を傾動させて、前記第１及び第２の物体の試料面を平
行にするとともに、前記第１及び第２の物体の試料面の
間隔を調整して、前記第１の物体の試料面と第２の物体
の試料面との間隔を所定間隔に設定する工程とを具備し
ている。
物体を傾動させ、且つ、第１の変位センサを有する第１
の移動ステージと、 第２の物体を支持し、前記第２の物体を傾動させ、且
つ、２つの第２の変位センサと、前記第２の変位センサ
それぞれに対応して配置された２つのターゲットを有す
る第２の移動ステージと、を具備する装置により、前記
第１の物体の試料面と前記第２の物体の試料面とを平行
に且つ所定間隔に設定する間隔設定方法であって、 前記第１の移動ステージの前記基準面上の移動に対応
して、前記第１の変位センサにより前記第２の物体の試
料面を走査し、前記基準面に対する第２の物体の試料面
の第１の平行度の誤差を測定する工程と、 この第１の平行度の誤差をなくすように前記第２の物
体を傾動させ、前記第２の物体の試料面を前記基準面に
対して平行にする工程と、 前記第１の移動ステージの前記基準面上の移動に対応
して、前記第１の変位センサを用いて前記ターゲット及
び前記第２の物体の試料面を走査することにより、前記
ターゲットと前記第１の変位センサとの間隔（αA,
αＢ）、及び前記第２の物体の試料面と前記第１の変位
センサとの間隔（βA,βＢ）を測定する工程と、 前記間隔（αA,αＢ）と、前記間隔（βA,βＢ）との
差を求めることにより、前記ターゲットと前記第２の物
体の試料面との間隔（γA,γＢ）を得る工程と、 予め定められた前記ターゲットと前記第２の変位セン
サとの間隔（δA,δＢ）と、前記間隔（γA,γＢ）との
和又は差を求めることにより、前記第２の変位センサと
前記第２の試料面との間隔（εA,εＢ）を得る工程と、 前記第２の変位センサと前記第１の物体の試料面上の
２つの点に対する距離を測定する工程と、 前記距離から、前記第２の変位センサと前記第２の物
体の試料面との間隔を引算し、前記第１の物体の試料面
上の２つの点と前記第２の物体の試料面との間隔を得る
ことにより、前記第２の物体の試料面に対する前記第１
の物体の試料面の第２の平行度の誤差、及び前記第１及
び第２の物体の試料面の間隔を算出する工程と、 この第２の平行度の誤差をなくすように前記第１の物
体を傾動させて、前記第１及び第２の物体の試料面を平
行にするとともに、前記第１及び第２の物体の試料面の
間隔を調整して、前記第１の物体の試料面と第２の物体
の試料面との間隔を所定間隔に設定する工程とを具備し
ている。
（作用） この発明では、当初、基準面に対して、第２の物体
（マスク）の試料面を平行に設定し、次に、この第２の
物体の試料面に対して、第１の物体（ウェハ）の試料面
を平行に且つ所定間隔に設定している。このように、基
準面を元にして間隔設定しているため、間隔設定を比較
的正確に行うことができる。
（マスク）の試料面を平行に設定し、次に、この第２の
物体の試料面に対して、第１の物体（ウェハ）の試料面
を平行に且つ所定間隔に設定している。このように、基
準面を元にして間隔設定しているため、間隔設定を比較
的正確に行うことができる。
さらに、変位センサを用いて間隔を検出している。そ
のため、従来のように、複雑な光学系を必要とせず、ま
た、焦点を正確に合す必要もない。従って、簡易な構造
でありながら、マスク及びウェハの取付け精度が悪くて
も、又マスク及びウェハの厚さにばらつきがあっても、
マスクとウェハとを互いに平行に且つ所定間隔に設定す
ることを極めて正確に行うことができる。
のため、従来のように、複雑な光学系を必要とせず、ま
た、焦点を正確に合す必要もない。従って、簡易な構造
でありながら、マスク及びウェハの取付け精度が悪くて
も、又マスク及びウェハの厚さにばらつきがあっても、
マスクとウェハとを互いに平行に且つ所定間隔に設定す
ることを極めて正確に行うことができる。
（実施例） 第１図には、この発明の第１の実施例に係る間隔設定
装置が示されている。先ず、第１図に示されるように、
Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸、並びに、回転方向、θＸ、
θＹ、及びθＺを規定する。この発明は、３次元空間に
おいて間隔設定可能であるが、説明の便宜のため、この
第１の実施例は、２次元空間において間隔設定するもの
とする。基準面11は、Ｘ−Ｙ平面に平行な面として形成
されている。
装置が示されている。先ず、第１図に示されるように、
Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸、並びに、回転方向、θＸ、
θＹ、及びθＺを規定する。この発明は、３次元空間に
おいて間隔設定可能であるが、説明の便宜のため、この
第１の実施例は、２次元空間において間隔設定するもの
とする。基準面11は、Ｘ−Ｙ平面に平行な面として形成
されている。
ウェハステージ（第１の移動ステージ）20は、基準面
11を移動することができるＸテーブル21と、このＸテー
ブル21上に載置され且つθＹ方向に回転（傾動）するこ
とができるθＹテーブル（傾動手段）22と、このθＹテ
ーブル22に載置され且つＺ方向に移動することができる
Ｚテーブル23とを備えている。このＺテーブル23に、ウ
ェハ（第１の物体）25を真空作用又は静電作用等により
ロードするウェハチャック24が設けられている。
11を移動することができるＸテーブル21と、このＸテー
ブル21上に載置され且つθＹ方向に回転（傾動）するこ
とができるθＹテーブル（傾動手段）22と、このθＹテ
ーブル22に載置され且つＺ方向に移動することができる
Ｚテーブル23とを備えている。このＺテーブル23に、ウ
ェハ（第１の物体）25を真空作用又は静電作用等により
ロードするウェハチャック24が設けられている。
マスクステージ（第２の移動ステージ）30も、基準面
12を移動することができるＸテーブル31と、θＹ方向に
傾動することができるθＹテーブル（傾動手段）32と、
Ｚ方向に移動することができるＺテーブル33とを備えて
いる。このＺテーブル33に、マスク（第２の物体）35を
ロードするマスクチャック34が設けられている。
12を移動することができるＸテーブル31と、θＹ方向に
傾動することができるθＹテーブル（傾動手段）32と、
Ｚ方向に移動することができるＺテーブル33とを備えて
いる。このＺテーブル33に、マスク（第２の物体）35を
ロードするマスクチャック34が設けられている。
さらに、この第１の実施例では、ウェハチャック24の
周辺部に、１つの第１の変位センサ（例えば、静電容量
センサ）41が設けられている。一方、マスクチャック34
の周辺部には、２つのターゲット51A,51Bが設けられ、
各ターゲット51A,51Bに隣接して、２つの第２の変位セ
ンサ52A,52Bが設けられている。
周辺部に、１つの第１の変位センサ（例えば、静電容量
センサ）41が設けられている。一方、マスクチャック34
の周辺部には、２つのターゲット51A,51Bが設けられ、
各ターゲット51A,51Bに隣接して、２つの第２の変位セ
ンサ52A,52Bが設けられている。
次に、第１図乃至第３図を参照して、この第１の実施
例に係る間隔設定方法を説明する。
例に係る間隔設定方法を説明する。
第１図に示されるように、マスクチャック34に、マス
ク35をロードする。このとき、ウェハ25は、チャック24
にロードされていない。
ク35をロードする。このとき、ウェハ25は、チャック24
にロードされていない。
マスクがロードされたとき、マスク及びウェハは、第
４図に示されるように、その平面度は良いが、厚さに勾
配を持っている。そのため、マスクの上面は、マスクス
テージ30及びマスクチャック34の初期設定時におけるZ,
θＹ誤差と、マスク自身の厚さのばらつき（勾配）によ
るZ,θＹ誤差とを併せ持っている。そのため、マスクの
上面が、基準面11に対してどのような状態にあるのか不
明である。
４図に示されるように、その平面度は良いが、厚さに勾
配を持っている。そのため、マスクの上面は、マスクス
テージ30及びマスクチャック34の初期設定時におけるZ,
θＹ誤差と、マスク自身の厚さのばらつき（勾配）によ
るZ,θＹ誤差とを併せ持っている。そのため、マスクの
上面が、基準面11に対してどのような状態にあるのか不
明である。
そのため、先ず、第１の工程では、基準面11に対する
マスクの上面（試料面）の平行度の誤差（θＹ）を測定
する。即ち、この第１の実施例では、ウェハ側のＸテー
ブル21を基準面11上でＸ軸方向に移動させ、その結果、
第１の変位センサ41により、マスク上面を走査させる。
これにより、基準面11に対するマスク上面の平行度の誤
差（θＹ誤差）を測定することができる。
マスクの上面（試料面）の平行度の誤差（θＹ）を測定
する。即ち、この第１の実施例では、ウェハ側のＸテー
ブル21を基準面11上でＸ軸方向に移動させ、その結果、
第１の変位センサ41により、マスク上面を走査させる。
これにより、基準面11に対するマスク上面の平行度の誤
差（θＹ誤差）を測定することができる。
このとき、θＹ誤差だけでなく、Ｚ誤差も検出され
る。しかしながら、第１の変位センサ41がウェハチャッ
ク24に載置されていると、ウェハステージの初期設定誤
差が第１の変位センサ41のＺ位置に直接のってくる。そ
のため、検出されたＺ誤差が正確であるか否か不明であ
る。そのため、Ｚ誤差は、この段階では、検出されず
に、以後の段階で検出される。
る。しかしながら、第１の変位センサ41がウェハチャッ
ク24に載置されていると、ウェハステージの初期設定誤
差が第１の変位センサ41のＺ位置に直接のってくる。そ
のため、検出されたＺ誤差が正確であるか否か不明であ
る。そのため、Ｚ誤差は、この段階では、検出されず
に、以後の段階で検出される。
次に、第２の工程では、このθＹ誤差をなくすよう
に、マスクをθＹテーブル32により傾動させる。その結
果、第２図に示されるように、マスク上面を基準面11に
平行に維持することができる。
に、マスクをθＹテーブル32により傾動させる。その結
果、第２図に示されるように、マスク上面を基準面11に
平行に維持することができる。
さらに、第３の工程では、各第２のセンサ52A,52Bと
マスク上面との間隔εA,εＢが不明であるため、この間
隔を検出する。
マスク上面との間隔εA,εＢが不明であるため、この間
隔を検出する。
即ち、再度、ウェハのＸテーブル21を基準面11上でＸ
軸方向に移動させ、その結果、第１の変位センサ41によ
り、ターゲット51A,51B、及びマスク上面を走査させ
る。これにより、ターゲット51A,51Bと第１のセンサ41
との間隔αA,αＢを測定でき、さらに、マスク上面と第
１のセンサ41との間隔βA,βＢを測定できる。但し、マ
スク上面はθＹ方向に補正されているため、βＡ＝βＢ
となっている。
軸方向に移動させ、その結果、第１の変位センサ41によ
り、ターゲット51A,51B、及びマスク上面を走査させ
る。これにより、ターゲット51A,51Bと第１のセンサ41
との間隔αA,αＢを測定でき、さらに、マスク上面と第
１のセンサ41との間隔βA,βＢを測定できる。但し、マ
スク上面はθＹ方向に補正されているため、βＡ＝βＢ
となっている。
間隔αA,αＢと、間隔βA,βＢとの差を求めることに
より、ターゲット51A,51Bとマスク上面との間隔γA,γ
Ｂを求めることができる。一方、ターゲット51A,51Bと
第２のセンサ52A,52Bとの間隔δA,δＢは、予め求めら
れている。そのため、間隔γA,γＢと間隔δA,δＢとの
和を求めることにより、各第２のセンサ52A,52Bとマス
ク上面との間隔εA,εＢを求めることができる。これら
の演算は、具体的には、CPU等の演算手段によってなさ
れる。
より、ターゲット51A,51Bとマスク上面との間隔γA,γ
Ｂを求めることができる。一方、ターゲット51A,51Bと
第２のセンサ52A,52Bとの間隔δA,δＢは、予め求めら
れている。そのため、間隔γA,γＢと間隔δA,δＢとの
和を求めることにより、各第２のセンサ52A,52Bとマス
ク上面との間隔εA,εＢを求めることができる。これら
の演算は、具体的には、CPU等の演算手段によってなさ
れる。
これらの間隔γA,γＢを求めた後、ウェハをウェハチ
ャック24にロードさせる。このとき、ウェハもマスクと
同様にθY,Z誤差を有している。
ャック24にロードさせる。このとき、ウェハもマスクと
同様にθY,Z誤差を有している。
そのため、第４の工程では、マスク上面に対するウェ
ハ上面の平行度の誤差（θＹ）、及びマスク上面とウェ
ハ上面との間隔（Ｚ）を測定する。
ハ上面の平行度の誤差（θＹ）、及びマスク上面とウェ
ハ上面との間隔（Ｚ）を測定する。
即ち、第２のセンサ52A,52Bにより、ウェハ上の２つ
のａ点,b点と各第２のセンサ52A,52Bとの間隔DA,DBを測
定する。間隔εA,εＢは、上述したようにして求めてい
るため、間隔DA,DBから、間隔εA,εＢを引算すると、
ウェハ上の２つのａ点,b点とマスク上面との間隔dA,dB
を求めることができる。この間隔dA,dBに基づいて、マ
スク上面に対するウェハ上面の平行度の誤差（θＹ）、
及びマスク上面とウェハ上面との間隔（Ｚ）を得ること
ができる。
のａ点,b点と各第２のセンサ52A,52Bとの間隔DA,DBを測
定する。間隔εA,εＢは、上述したようにして求めてい
るため、間隔DA,DBから、間隔εA,εＢを引算すると、
ウェハ上の２つのａ点,b点とマスク上面との間隔dA,dB
を求めることができる。この間隔dA,dBに基づいて、マ
スク上面に対するウェハ上面の平行度の誤差（θＹ）、
及びマスク上面とウェハ上面との間隔（Ｚ）を得ること
ができる。
さらに、第５の工程では、これら平行度の誤差
（θＹ）、及び間隔（Ｚ）に基づいて、ウェハ側のθＹ
テーブル22、及びＺテーブル23を調整することにより、
マスク上面とウェハ上面とが平行に且つ所定間隔に設定
することができる。
（θＹ）、及び間隔（Ｚ）に基づいて、ウェハ側のθＹ
テーブル22、及びＺテーブル23を調整することにより、
マスク上面とウェハ上面とが平行に且つ所定間隔に設定
することができる。
また、この第４及び第５の工程は、マスク上面に対し
てウェハ上面を平行に且つ所定間隔に設定することを、
第２の変位センサ52A,52Bに対してウェハを位置決めす
ることに置換えて把握することもできる。即ち、マスク
上面は、基準面11に平行になっており、各第２の変位セ
ンサ52A,52Bとマスク上面との間には、間隔εA,εＢが
ある。そこで、マスクとウェハとの間隔設定値をｄとす
ると、一方の第２の変位センサ52Aに対し、（εＡ＋
ｄ）、他方の第２の変位センサ52Bに対し、（εＢ＋
ｄ）となるように、Ｚ、θＹ方向の補正を行うと、マス
クとウェハとの間隔をｄに設定することができる。尚、
このように置換して把握する場合にも、実質的には、間
隔dA,dBが演算されているとともに、Ｚ、θＹ方向の補
正の段階では、マスク上面に対するウェハ上面の平行度
の誤差（θＹ）、及びマスク上面とウェハ上面との間隔
（Ｚ）が演算されている。
てウェハ上面を平行に且つ所定間隔に設定することを、
第２の変位センサ52A,52Bに対してウェハを位置決めす
ることに置換えて把握することもできる。即ち、マスク
上面は、基準面11に平行になっており、各第２の変位セ
ンサ52A,52Bとマスク上面との間には、間隔εA,εＢが
ある。そこで、マスクとウェハとの間隔設定値をｄとす
ると、一方の第２の変位センサ52Aに対し、（εＡ＋
ｄ）、他方の第２の変位センサ52Bに対し、（εＢ＋
ｄ）となるように、Ｚ、θＹ方向の補正を行うと、マス
クとウェハとの間隔をｄに設定することができる。尚、
このように置換して把握する場合にも、実質的には、間
隔dA,dBが演算されているとともに、Ｚ、θＹ方向の補
正の段階では、マスク上面に対するウェハ上面の平行度
の誤差（θＹ）、及びマスク上面とウェハ上面との間隔
（Ｚ）が演算されている。
以上から、この実施例では、変位センサを用いて間隔
を検出しているため、従来のように、複雑な光学系を必
要とせず、また、焦点を正確に合す必要がなく、従っ
て、簡易な構造でありながら、マスク及びウェハの取付
け精度が悪くても、又マスク及びウェハの厚さにばらつ
きがあっても、マスクとウェハとを互いに平行に且つ一
定間隔に設定することを極めて正確に行うことができ
る。さらに、この実施例では、マスク及びウェハの周辺
部において、これらの間隔を検出しているため、従来の
ように中央部で検出する場合に比べて、周辺部での誤差
が比較的小さくでき、その結果、マスクとウェハとが衝
突するといった危険性を回避することができる。
を検出しているため、従来のように、複雑な光学系を必
要とせず、また、焦点を正確に合す必要がなく、従っ
て、簡易な構造でありながら、マスク及びウェハの取付
け精度が悪くても、又マスク及びウェハの厚さにばらつ
きがあっても、マスクとウェハとを互いに平行に且つ一
定間隔に設定することを極めて正確に行うことができ
る。さらに、この実施例では、マスク及びウェハの周辺
部において、これらの間隔を検出しているため、従来の
ように中央部で検出する場合に比べて、周辺部での誤差
が比較的小さくでき、その結果、マスクとウェハとが衝
突するといった危険性を回避することができる。
尚、第５図に示されるように、ターゲット51Aと、第
２の変位センサ52Bとは、できるだけ近接して配置され
ている必要がある。第６図に示されるように、これらが
離間して配置されていると、マスクチャック34が回転し
た場合、第６図に仮想線で示すように、ターゲット51A
と第２の変位センサ52Aとの間に、不必要な誤差が生起
されるためである。
２の変位センサ52Bとは、できるだけ近接して配置され
ている必要がある。第６図に示されるように、これらが
離間して配置されていると、マスクチャック34が回転し
た場合、第６図に仮想線で示すように、ターゲット51A
と第２の変位センサ52Aとの間に、不必要な誤差が生起
されるためである。
上述した第１の実施例では、２次元空間において間隔
設定される場合を説明したが、以下の第２の実施例で
は、３次元空間において間隔設定される場合について説
明する。
設定される場合を説明したが、以下の第２の実施例で
は、３次元空間において間隔設定される場合について説
明する。
第７図において、ウェハステージ20は、基準面11上を
Ｘ軸方向に移動できるＸテーブル61と、このＸテーブル
上に載置されＹ方向に移動できるＹテーブル62と、この
Ｙテーブル62上に載置されZ,θX,θY,θＺ方向に移動
（傾動）できる移動機構63とを備えている。この移動機
構63の上に、ウェハチャック64が設けられている。マス
クステージ30も、同様に、簡略化して示されているが、
Ｘ−Ｙテーブル71と、Z,θX,θY,θＺ方向に移動（傾
動）できる移動機構72とを備えている。マスクチャック
73に、これらＸ−Ｙテーブル71及び移動機構72が連結さ
れている。尚、Ｘ線がマスク35及びウェハ25に直角に照
射され、マスク35の回路パターンがウェハ25のレジスト
に転写される。
Ｘ軸方向に移動できるＸテーブル61と、このＸテーブル
上に載置されＹ方向に移動できるＹテーブル62と、この
Ｙテーブル62上に載置されZ,θX,θY,θＺ方向に移動
（傾動）できる移動機構63とを備えている。この移動機
構63の上に、ウェハチャック64が設けられている。マス
クステージ30も、同様に、簡略化して示されているが、
Ｘ−Ｙテーブル71と、Z,θX,θY,θＺ方向に移動（傾
動）できる移動機構72とを備えている。マスクチャック
73に、これらＸ−Ｙテーブル71及び移動機構72が連結さ
れている。尚、Ｘ線がマスク35及びウェハ25に直角に照
射され、マスク35の回路パターンがウェハ25のレジスト
に転写される。
さらに、間隔設定のために、ウェハチャック64には、
先の実施例と同様に、１つの第１の変位センサ41が設け
られている。
先の実施例と同様に、１つの第１の変位センサ41が設け
られている。
一方、この実施例では、３次元空間において間隔設定
するため、マスクチャック73には、第８図に良く示され
るように、３つのターゲット51A,52B,52Cと、３つの第
３の変位センサ52A,52B,52Cとが設けられている。
するため、マスクチャック73には、第８図に良く示され
るように、３つのターゲット51A,52B,52Cと、３つの第
３の変位センサ52A,52B,52Cとが設けられている。
以下、この実施例における間隔設定方法について説明
するが、この実施例では、３次元空間での間隔設定であ
るため、第１の実施例と異なる点についてのみ説明す
る。
するが、この実施例では、３次元空間での間隔設定であ
るため、第１の実施例と異なる点についてのみ説明す
る。
先ず、マスク上面を、基準面11に平行に合せる工程で
は、ウェハチャック64をＸ方向だけでなくＹ方向にも移
動し、その結果、第１の変位センサ41により、マスク上
面がＸ方向及びＹ方向に走査させ、これに基づいて、マ
スクをθＸ及びθＹ方向に傾動させて、マスク上面を基
準面に平行に維持している。
は、ウェハチャック64をＸ方向だけでなくＹ方向にも移
動し、その結果、第１の変位センサ41により、マスク上
面がＸ方向及びＹ方向に走査させ、これに基づいて、マ
スクをθＸ及びθＹ方向に傾動させて、マスク上面を基
準面に平行に維持している。
次に、マスク上面と各第２の変位センサ52A,52B,52C
との間隔εA,εB,εＣを測定する工程では、第１の変位
センサ41により３つのターゲット51A,51B,51Cを走査さ
せて、間隔γA,γＢ、γＣを求めている。
との間隔εA,εB,εＣを測定する工程では、第１の変位
センサ41により３つのターゲット51A,51B,51Cを走査さ
せて、間隔γA,γＢ、γＣを求めている。
次に、マスク上面に対して、ウェハ上面を平行に合せ
る工程では、各第２の変位センサ52A,52B,52Cにより、
この各センサとウェハ上面の３つの点との間隔DA,DB,DC
を測定している。従って、これらの間隔から、間隔εA,
εB,εＣを引算すると、マスク上面と、ウェハ上面の３
つの点との間隔dA,dB,dCを求めることができ、これによ
り、マスク上面に対するウェハ上面の平行度の誤差（θ
X,θＹ）、及びマスク上面とウェハ上面との間隔（Ｚ）
を演算することができる。ウェハのＺ方向、θＸ方向、
及びθＹ方向を調整することにより、マスクとウェハと
を平行に且つ所定間隔に設定することができる。
る工程では、各第２の変位センサ52A,52B,52Cにより、
この各センサとウェハ上面の３つの点との間隔DA,DB,DC
を測定している。従って、これらの間隔から、間隔εA,
εB,εＣを引算すると、マスク上面と、ウェハ上面の３
つの点との間隔dA,dB,dCを求めることができ、これによ
り、マスク上面に対するウェハ上面の平行度の誤差（θ
X,θＹ）、及びマスク上面とウェハ上面との間隔（Ｚ）
を演算することができる。ウェハのＺ方向、θＸ方向、
及びθＹ方向を調整することにより、マスクとウェハと
を平行に且つ所定間隔に設定することができる。
第９図には、第２の実施例の変形例が示されている。
この例に示されるように、マスクの３つのターゲット51
A,51B,51Cと、３つの第２の変位センサ52A,52B,52Cとが
一体に形成されていても良い。
この例に示されるように、マスクの３つのターゲット51
A,51B,51Cと、３つの第２の変位センサ52A,52B,52Cとが
一体に形成されていても良い。
［発明の効果］ この発明では、当初、基準面に対して、第２の物体
（マスタ）の試料面を平行に設定し、次に、この第２の
物体の試料面に対して、第１の物体（ウェハ）の試料面
を平行に且つ所定間隔に設定している。このように、基
準面を元にして間隔設定しているため、間隔設定を比較
的正確に行うことができる。
（マスタ）の試料面を平行に設定し、次に、この第２の
物体の試料面に対して、第１の物体（ウェハ）の試料面
を平行に且つ所定間隔に設定している。このように、基
準面を元にして間隔設定しているため、間隔設定を比較
的正確に行うことができる。
さらに、請求項２及び４に示されるように、変位セン
サを用いて間隔を検出している。そのため、従来のよう
に、複雑な光学系を必要とせず、また、焦点を正確に合
す必要もない。従って、簡易な構造でありながら、マス
ク及びウェハの取付け精度が悪くても、又マスク及びウ
ェハの厚さにばらつきがあっても、マスクとウェハとを
互いに平行に且つ所定間隔に設定することを極めて正確
に行うことができる。
サを用いて間隔を検出している。そのため、従来のよう
に、複雑な光学系を必要とせず、また、焦点を正確に合
す必要もない。従って、簡易な構造でありながら、マス
ク及びウェハの取付け精度が悪くても、又マスク及びウ
ェハの厚さにばらつきがあっても、マスクとウェハとを
互いに平行に且つ所定間隔に設定することを極めて正確
に行うことができる。
第１図は、この発明の第１の実施例に係る間隔設定装置
の模式図、第２図及び第３図は、第１図に示された間隔
設定装置の作用を説明する図、第４図は、マスク及びウ
ェハの勾配を示す模式図、第５図及び第６図は、マスク
チャックに装着されたターゲット及び第２の変位センサ
を示す図、第７図は、この発明の第２の実施例に係る間
隔設定装置の模式図、第８図は、第７図の矢視Ａ−Ａの
図、第９図は、第２の実施例の変形例を示す図、第10図
は、従来の間隔設定装置を示す模式図である。 20……第１の移動ステージ（ウェハステージ）、22,63
……傾動手段（ウェハ側のθＹテーブル，移動機構）、
23……調整手段（ウェハ側のＺテーブル）、25……第１
の物体（ウェハ）、30……第２の移動ステージ（マスク
ステージ）、32,72……傾動手段（マスク側のθＹテー
ブル，移動機構）、35……第２の物体（マスク）、41…
…第１の変位センサ、52A,52B,52C……第２の変位セン
サ。
の模式図、第２図及び第３図は、第１図に示された間隔
設定装置の作用を説明する図、第４図は、マスク及びウ
ェハの勾配を示す模式図、第５図及び第６図は、マスク
チャックに装着されたターゲット及び第２の変位センサ
を示す図、第７図は、この発明の第２の実施例に係る間
隔設定装置の模式図、第８図は、第７図の矢視Ａ−Ａの
図、第９図は、第２の実施例の変形例を示す図、第10図
は、従来の間隔設定装置を示す模式図である。 20……第１の移動ステージ（ウェハステージ）、22,63
……傾動手段（ウェハ側のθＹテーブル，移動機構）、
23……調整手段（ウェハ側のＺテーブル）、25……第１
の物体（ウェハ）、30……第２の移動ステージ（マスク
ステージ）、32,72……傾動手段（マスク側のθＹテー
ブル，移動機構）、35……第２の物体（マスク）、41…
…第１の変位センサ、52A,52B,52C……第２の変位セン
サ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−103136（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−88332（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−154618（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−238014（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−64478（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−78638（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G05D 3/00 G05D 3/12 H01L 21/30
Claims (2)
- 【請求項１】基準面上を移動し、第１の物体を支持し、
前記第１の物体を傾動させ、且つ、第１の変位センサを
有する第１の移動ステージと、 第２の物体を支持し、前記第２の物体を傾動させ、且
つ、２つの第２の変位センサと、前記第２の変位センサ
それぞれに対応して配置された２つのターゲットを有す
る第２の移動ステージと、を具備する装置により、前記
第１の物体の試料面と前記第２の物体の試料面とを平行
に且つ所定間隔に設定する間隔設定方法であって、 前記第１の移動ステージの前記基準面上の移動に対応し
て、前記第１の変位センサにより前記第２の物体の試料
面を走査し、前記基準面に対する第２の物体の試料面の
第１の平行度の誤差を測定する工程と、 この第１の平行度の誤差をなくすように前記第２の物体
を傾動させ、前記第２の物体の試料面を前記基準面に対
して平行にする工程と、 前記第１の移動ステージの前記基準面上の移動に対応し
て、前記第１の変位センサを用いて前記ターゲット及び
前記第２の物体の試料面を走査することにより、前記タ
ーゲットと前記第１の変位センサとの間隔（αA,
αＢ）、及び前記第２の物体の試料面と前記第１の変位
センサとの間隔（βA,βＢ）を測定する工程と、 前記間隔（αA,αＢ）と、前記間隔（βA,βＢ）との差
を求めることにより、前記ターゲットと前記第２の物体
の試料面との間隔（γA,γＢ）を得る工程と、 予め定められた前記ターゲットと前記第２の変位センサ
との間隔（δA,δＢ）と、前記間隔（γA,γＢ）との和
又は差を求めることにより、前記第２の変位センサと前
記第２の試料面との間隔（εA,εＢ）を得る工程と、 前記第２の変位センサと前記第１の物体の試料面上の２
つの点に対する距離を測定する工程と、 前記距離から、前記第２の変位センサと前記第２の物体
の試料面との間隔を引算し、前記第１の物体の試料面上
の２つの点と前記第２の物体の試料面との間隔を得るこ
とにより、前記第２の物体の試料面に対する前記第１の
物体の試料面の第２の平行度の誤差、及び前記第１及び
第２の物体の試料面の間隔を算出する工程と、 この第２の平行度の誤差をなくすように前記第１の物体
を傾動させて、前記第１及び第２の物体の試料面を平行
にするとともに、前記第１及び第２の物体の試料面の間
隔を調整して、前記第１の物体の試料面と第２の物体の
試料面との間隔を所定間隔に設定する工程とを具備する
間隔設定方法。 - 【請求項２】第１の物体の試料面と第２の物体の試料面
とを平行に且つ所定間隔に設定する間隔設定装置であっ
て、 基準面上を移動でき、前記第１の物体を支持する第１の
移動ステージと、 前記第２の物体を支持する第２の移動ステージと、 前記第１の移動ステージ上に配置され、前記第１の移動
ステージの前記基準面上の移動に対応して前記第２の物
体の試料面を走査して、前記基準面に対する前記第２の
物体の試料面の第１の平行度の誤差を測定する第１の変
位センサと、 前記第２の移動ステージに配置され、前記第１の平行度
の誤差をなくすように前記第２の物体を傾動させ、前記
第２の物体の試料面を前記基準面に平行にする傾動手段
と、 前記第２の移動ステージ上に配置され、前記第１の物体
の試料面上の２つの点に対する距離を測定する２つの第
２の変位センサと、 前記第２の移動ステージ上に配置され、前記第２の変位
センサそれぞれに対応して配置された２つのターゲット
と、 前記第１の移動ステージに配置され、前記第１の平行度
の誤差をなくすように前記第１の物体を傾動させて、前
記第１及び第２の物体の試料面を平行にする傾動手段
と、 前記第１及び第２の物体の試料面の間隔を調整して、前
記第１及び第２の物体の試料面の間隔を所定間隔に設定
する調整手段と、 前記ターゲットと前記第１の変位センサとの間隔（αA,
αＢ）と、前記第２の物体の試料面と前記第１の変位セ
ンサとの間隔（βA,βＢ）との差を求めることにより、
前記ターゲットと前記第２の物体の試料面との間隔（γ
A,γＢ）を算出し、 予め定められた前記ターゲットと前記第２の変位センサ
との間隔（δA,δＢ）と、前記間隔（γA,γＢ）との和
又は差を求めることにより、前記第２の変位センサと前
記第２の試料面との間隔（εA,εＢ）を算出し、前記第
２の変位センサで測定される前記距離から前記間隔（ε
A,εＢ）を引算し、前記第１の物体の試料面上の２つの
点と前記第２の物体の試料面との間隔を得ることによ
り、前記第２の物体の試料面に対する前記第１の物体の
試料面の第２の平行度の誤差、及び前記第１及び第２の
物体の試料面の間隔を算出する演算処理手段とを具備し
てなり、 前記間隔（αA,αＢ）、及び前記間隔（βA,βＢ）は、
前記第１の変位センサにより、前記第１の移動ステージ
の前記基準面上の移動に対応して２つの前記ターゲット
及び前記第２の物体の試料面を走査させて測定するもの
であることを特徴とする間隔設定装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05168190A JP3197010B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 間隔設定方法及び間隔設定装置 |
| DE4106987A DE4106987C2 (de) | 1990-03-05 | 1991-03-05 | Verfahren und Vorrichtung zum Einstellen des Spaltabstands zwischen zwei Objekten auf eine vorbestimmte Größe |
| US07/664,850 US5179863A (en) | 1990-03-05 | 1991-03-05 | Method and apparatus for setting the gap distance between a mask and a wafer at a predetermined distance |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05168190A JP3197010B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 間隔設定方法及び間隔設定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03253917A JPH03253917A (ja) | 1991-11-13 |
| JP3197010B2 true JP3197010B2 (ja) | 2001-08-13 |
Family
ID=12893629
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05168190A Expired - Fee Related JP3197010B2 (ja) | 1990-03-05 | 1990-03-05 | 間隔設定方法及び間隔設定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5179863A (ja) |
| JP (1) | JP3197010B2 (ja) |
| DE (1) | DE4106987C2 (ja) |
Families Citing this family (59)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5546186A (en) * | 1991-06-08 | 1996-08-13 | Fuji Photo Optical Co., Ltd. | Apparatus for holographic interferometry suitable for inspection of cylindrical optical surfaces |
| FR2692831B1 (fr) * | 1992-06-25 | 1996-10-25 | Hurel Dubois Avions | Procede et dispositif pour maintenir un ensemble d'outils dans une position relative constante par rapport a une surface non plane, notamment pour un controle sans contact. |
| US5454170A (en) * | 1994-03-02 | 1995-10-03 | Vlsi Technology Inc. | Robot to pedestal alignment head |
| US5970807A (en) * | 1996-08-26 | 1999-10-26 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. | Tweezer position checker |
| JP4365908B2 (ja) | 1998-09-04 | 2009-11-18 | キヤノン株式会社 | 面位置検出装置、露光装置およびデバイス製造方法 |
| DE19860566C1 (de) * | 1998-12-22 | 2000-07-27 | Hertz Inst Heinrich | Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleichen von Nichtparallelitäten zwischen benachbarten Flächen zweier Körper |
| US7432634B2 (en) | 2000-10-27 | 2008-10-07 | Board Of Regents, University Of Texas System | Remote center compliant flexure device |
| US6873087B1 (en) * | 1999-10-29 | 2005-03-29 | Board Of Regents, The University Of Texas System | High precision orientation alignment and gap control stages for imprint lithography processes |
| US6921615B2 (en) * | 2000-07-16 | 2005-07-26 | Board Of Regents, The University Of Texas System | High-resolution overlay alignment methods for imprint lithography |
| WO2002006902A2 (en) * | 2000-07-17 | 2002-01-24 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method and system of automatic fluid dispensing for imprint lithography processes |
| US6954275B2 (en) * | 2000-08-01 | 2005-10-11 | Boards Of Regents, The University Of Texas System | Methods for high-precision gap and orientation sensing between a transparent template and substrate for imprint lithography |
| US8016277B2 (en) * | 2000-08-21 | 2011-09-13 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Flexure based macro motion translation stage |
| US20050274219A1 (en) * | 2004-06-01 | 2005-12-15 | Molecular Imprints, Inc. | Method and system to control movement of a body for nano-scale manufacturing |
| KR101031528B1 (ko) * | 2000-10-12 | 2011-04-27 | 더 보드 오브 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 텍사스 시스템 | 실온 저압 마이크로- 및 나노- 임프린트 리소그래피용템플릿 |
| US6964793B2 (en) * | 2002-05-16 | 2005-11-15 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Method for fabricating nanoscale patterns in light curable compositions using an electric field |
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| US6798513B2 (en) * | 2002-04-11 | 2004-09-28 | Nanophotonics Ab | Measuring module |
| US7037639B2 (en) * | 2002-05-01 | 2006-05-02 | Molecular Imprints, Inc. | Methods of manufacturing a lithography template |
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| US6926929B2 (en) | 2002-07-09 | 2005-08-09 | Molecular Imprints, Inc. | System and method for dispensing liquids |
| US7077992B2 (en) * | 2002-07-11 | 2006-07-18 | Molecular Imprints, Inc. | Step and repeat imprint lithography processes |
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